化油器式汽油机燃料供给系构造与检修67381

学习目标 1 了解汽油机的燃烧过程 2 掌握汽油机可燃混合气的形成方法以及发动机各种工况对混合气成分的要求 3 掌握化油器式燃料供给系的分类和工作过程 4 能正确描述化油器式燃料供给系组成 主要零部件构造和作用 5 能对化油器式燃料供给系主要零部件进行检修 6 会进行化油器 汽油泵的装配和调整 7 了解空气滤清器及进 排气装置的构成和作用 第4章化油器式汽油机燃料供给系的构造与检修 1 汽油机燃料供给系的功用汽油机燃料供给系的作用是贮存 输送 清洁燃料 根据发动机不同工况的要求 配制一定数量和浓度的可燃混合气进入气缸 并在燃烧作功后 将燃烧产生的废气排至大气中 汽油在燃烧前必须与空气形成可燃混合气 可燃混合气是按一定比例混合的汽油与空气的混合物 可燃混合气中燃料含量的多少称为可燃混合气浓度 可燃混合气浓度有两种表示方法 过量空气系数 和空燃比A F 过量空气系数是理论上燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比 由此可知 1的可燃混合气称为标准混合气 1的可燃混合气称为浓混合气 1的可燃混合气称为稀混合气 空燃比是燃烧时空气质量与燃料质量之比 理论上 1kg汽油完全燃烧需要14 7kg空气 故空燃比A F 14 7可燃混合气称为标准混合气 A F 14 7可燃混合气称为浓混合气 A F 14 7可燃混合气称为稀混合气 4 1概述 4 1 1汽油机燃料供给系的功用与组成 2 汽油机燃料供给系的组成汽油机燃料供给系如图4 1所示 主要由以下装置组成 1 燃料供给装置 包括汽油箱 汽油滤清器 汽油泵和油管等 完成汽油的贮存 输送 滤清任务 2 空气供给装置 即空气滤清器 某些发动机上还装有进气预热装置 3 可燃混合气配制装置 即化油器 4 可燃混合气供给和废气排出装置 包括进气管 排气管和排气消声器 4 1概述 4 1 1汽油机燃料供给系的功用与组成 汽油在汽油泵的泵吸作用下 从汽油箱经油管泵入化油器中 空气则经空气滤清器滤去所含灰尘后 进入化油器 在气缸吸气气流的作用下 汽油从化油器中喷出 与空气混合开始雾化 经进气管进一步蒸发 初步形成可燃混合气 进入各个气缸 混合气燃烧产生的废气 经排气管和消声器被排入大气 4 1概述 4 1 1汽油机燃料供给系的功用与组成 1 简单化油器结构图4 3所示为简单化油器结构简图 它由浮子机构 喷管 量孔 喉管 节气门 空气室和混合室等组成 1 浮子机构 由浮子 针阀和浮子室组成 浮子室用来贮存来自汽油泵的汽油 上部有孔与大气相通 浮子和针阀可一同随油面起落 用来保持浮子室油面高度恒定 2 喷管和量孔 喷管的出油口在喉管的附近 喷管口略高出浮子室液面 燃料不会自动流出 喷管另一端与浮子室相通 浮子室内装有油量孔 通过量孔的汽油流量大小取决于量孔的直径和量孔前后压力差的大小 3 喉管 空气管中截面积沿轴向变化的细腰管 其面积最小处称喉部 喷管的喷口位于喉部 喉管的作用是改变气流流通截面 当流体在变截面管道中流动时 截面越小处其流速越大 而静压力越低 由于喉部截面最小 空气流速最大 静压力最低 可形成真空吸力 使汽油从喷管内喷出 利用空气流速将喷出的汽油吹散雾化 4 1概述 4 1 2简单化油器 4 空气室和混合室 喉管内喉部以上为空气室 喉部以下到节气门轴为混合室 混合室是汽油被空气初步粉碎并与之混合的场所 5 节气门 通常为一椭圆形的片状阀门 可绕其短轴转动一定角度 节气门通过杆件与驾驶室内的加速踏板相连 可用来调节发动机功率 当节气门全开时 进气管路中阻力最小 喉部真空度最大 从喷管流出的油量也最大 发动机在大功率下工作 随节气门关小 节气门处通过截面变小 阻力增大 进气量减少 喉部真空度也减小 从喷管流出的汽油也随之减少 发动机功率随之下降 4 1概述 4 1 2简单化油器 2 简单化油器工作原理当发动机工作时 进气行程中活塞由上止点下行 气缸容积增大 压力下降 产生吸力 进气门开启 气缸中的吸力将空气经空气滤清器吸入化油器 当空气流经喉管时 由于喉管通道狭窄使空气流速加快 压力下降 在浮子室内和喉管口处产生压力差 即喉部真空度 Ph P0 Ph 在真空度作用下 浮子室中的汽油从喷管喷出 随即被高速空气流冲散 成为大小不等的雾状颗粒 雾化 雾化的汽油在混合室中开始与空气混合 经进气管进入气缸形成混合气 在此期间 汽油与空气不停地进行吸热 蒸发汽化与混合 直至压缩行程接近终了 形成良好的可燃混合气 4 1概述 4 1 2简单化油器 3 简单化油器特性在转速一定时 简单化油器的可燃混合气成分随节气门开度变化的关系称为简单化油器特性 从以上分析可知 节气门开度变化时 进入气缸的混合气浓度和数量均会变化 当发动机转速一定 节气门开度逐渐增大时 其结果是空气流量与汽油流量一同增大 实验证明 对于简单化油器节气门在大开度范围内变化时 汽油流量的增加量比空气流量的增长率大得多 因而可燃混合气明显地由稀变浓 再继续加大节气门开度 两者的比率逐渐接近 可燃混合气浓度也趋于稳定 其变化规律如图4 4所示 4 1概述 4 1 2简单化油器 1 稳定工况对混合气成分的要求 1 怠速工况怠速是指发动机对外无功率输出 作功行程产生的动力只用以克服发动机的内部阻力 使发动机保持最低转速稳定运转 汽油机怠速转速一般为400 800r mm 转速很低 化油器内空气流速也低 使得汽油雾化不良 与空气的混合也很不均匀 另一方面 节气门开度很小 吸入气缸内的可燃混合气量很少 同时又受到气缸内残余废气的冲淡作用 使混合气的燃烧速度变慢 因而发动机动力不足 燃烧不良甚至熄火 因此要求提供较浓的混合气 0 6 0 8 2 小负荷工况发动机负荷在25 以下称为汪负荷 小负荷时 节气门开度较小 进入气缸内的可燃混合气量较少 而上一循环残留在气缸中的废气在气缸内气体中气占的比例相对较多 不利于燃烧 因此必须供给较浓的可燃混合气 0 7 0 9 3 中等负荷工况发动机负荷在25 85 之间称为中等负荷 发动机大部分工作时间处于中等负荷工况 所以经济性要求为主 中等负荷时 节气门开度中等 故应供给接近于相应耗油率最小的 值的混合气 即经济混合气成分 0 9 1 1 这样 功率损失不多 节油效果却很显著 4 大负荷及全负荷工况发动机负荷在85 100 之间称为大负荷及全负荷 此时应以动力性为前提 要求发出最大功率Pemax 故要求化油器供给Pemax时的混合气成分 0 85 0 95 4 1概述 4 1 3车用发动机对可燃混合气成分的要求 2 过渡工况对混合气成分的要求 1 冷起动工况发动机冷起动时 混合气得不到足够地预热 汽油蒸发困难 同时 发动机曲轴转速低 因而被吸入化油器喉管内的空气流速较低 难以在喉管处产生足够的真空度使汽油喷出 既使是从喉管流出汽油 也不能受到强烈气流的冲击而雾化 绝大部分呈油粒状态 混合气中的油粒会因为与冷金属接触而凝结在进气管壁上 不能随气流进入气缸 因而使气缸内的混合气过稀 无法引燃 因此 要求化油器供给极浓的混合气进行补偿 从而使进入气缸的混合气有足够的汽油蒸汽 以保证发动机得以起动 冷起动工况要求供给的混合气成分为 0 2 0 6 2 暖机工况暖机是指发动机冷起动后 各气缸开始依次点火而自行继续运转 使发动机的温度逐渐升高到正常值 发动机能稳定地进行怠速运转的过程 在此期间 混合气的浓度随温度升高而减小 从起动时的极浓减小到稳定怠速运转所要求的浓度为止 3 加速工况发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程 当驾驶员猛踩踏板时 节气门开度突然加大 此时空气流量和流速以及喉管真空度均随之增大 汽油供油量也有所增大 但由于汽油的惯性大于空气的惯性 汽油来不及足够地从喷口喷出 瞬时汽油流量的增加比空气的增加要小得多 致使混合气过稀 另外 在节气门急开时 进气管内压力骤然升高 同时由于冷空气来不及预热 使进气管内温度降低 不利于汽油的蒸发 致使汽油的蒸发量减少 造成混合气过稀 结果就会导致发动机不能实现立即加速 甚至有时还会发生熄火现象 为了改善这种情况 必须在化油器节气门突然开大时 强制多供油 额外增加供油量 及时使混合气加浓到足够的程度 4 1概述 4 1 3车用发动机对可燃混合气成分的要求 3 理想化油器特性在转速一定时 汽车发动机所要求的混合气成分随节气门开度变化的关系称为理想化油器特性 如图4 5所示 由图可以看出 理想化油器特性与简单化油器特性正好相反 简单化油器不能满足发动机实际工作时对可燃混合气成分的要求 因此 现代化油器在简单化油器的基础上 加装了一系列自动调配混合气浓度的装置 以保证车用汽油机在各种工况下都能供给适当浓度的混合气 满足发动机工作的需要 4 1概述 4 1 3车用发动机对可燃混合气成分的要求 1 主供油装置主供油装置的作用是保证发动机在中 小负荷工作时 供给随节气门开度加大而逐渐变稀的混合气 0 85 1 1 1 构造为了将简单化油器供给的随节气门开度增大逐渐变浓的混合气校正到随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气 曾采用过多种结构措施来调节燃油量或空气量 目前广泛采用降低主量孔外面真空度的方案 即在简单化油器的基础上 加装空气室 又称油井 和空气量孔 以降低主量孔吸油真空度 如图4 6所示 空气室内装有直立内吹式泡沫管 管的上端有空气量孔 中部有2 4排渗气孔 空气室分别和大气 浮子室 喉管相通 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 工作情况 当发动机不工作时 主喷管 空气室 浮子室中的油面是等高的 当发动机进入中小负荷时 喉管处产生吸力而喷油 由于喷管喷口尺寸大于主量孔直径 空气室内出现 供不应求 的现象 油面迅速下降 空气自空气量孔和泡沫管中的渗气孔进入空气室 此时 喷口喷出的不再是液体 而是被吹成泡沫状的油气混合物 由于通过空气量孔的空气开始流动 产生压力损失 故主量孔前的压力变为Pk 它小于大气压力Po而大于喉管压力Ph 这时决定通过主量孔汽油流量的压力差不再是 Ph Po Ph 而是 Pk Po Pk 油面差 h忽略不计 所以燃油流量比没有空气量孔时少 混合气也就变稀 由此可见 降低主量孔真空度的实质是引入极少量的空气到主量孔中 降低主量孔处内外的压力差 从而降低汽油的流速和流量 同时又使汽油泡沫化 在从主喷口喷入喉管之后更容易被空气流吹散 以利于燃油的蒸发 混合和燃烧 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 怠速装置怠速装置的作用是保证发动机在怠速和极小负荷时供给浓而少的混合气 0 6 0 8 多在发动机冷起动后的暖机过程 短暂停车 更换变速器档位时短时间工作 1 构造怠速时 节气门接近全关 主喷管处真空度很低 节气门后面的真空度却很高 为此 在简单化油器的基础上 另设怠速油道和喷孔 如图4 7所示 图4 7怠速装置它由怠速喷口 怠速调整螺钉 过渡喷口 怠速油量孔 怠速空气量孔 怠速油道和节气门开度限止螺钉等组成 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 工作情况 低怠速时 节气门开度最小 处在怠速喷口和过渡喷口之间 此时 主供油装置因喉管处真空度太小不能出油 而怠速喷口位于节气门的下方 具有很大的真空度 汽油从浮子室被吸出经主量孔 怠速油量孔流入怠速油道 与从怠速空气量孔进入的空气混合 形成泡沫状油液 从怠速喷口喷出 喷出的泡沫状油液受节气门边缘高速气流的冲击 进一步得到雾化 由于怠速喷口处真空度较大 汽油流出相对较多 而经空气量孔和节气门边缘流入的空气则很少 从而保证了怠速工况时需要少而浓的混合气的需要 由于有少量空气从怠速空气量孔渗入怠速油道 故怠速油道真空度 Pxx Po Pxx小于节气门后方真空度 Px Po Px 这样可使怠速油量孔尺寸稍加大 以防堵塞 高怠速时 节气门稍开大 处在过渡喷口之上 进入高怠速状态 此时空气量增多 节气门下方的两个喷孔同时喷油 混合气不至于瞬时变稀 保证了过渡圆滑 节气门开度再加大时 即进入小负荷状态 主供油装置即开始少量供油 怠速喷口 怠速过渡喷口也还在喷油 瞬时出现 三孔喷油 的局面 使过渡性能更为理想 节气门再开大 由于节气门下方真空度减小 怠速喷口停止供油 由主供油装置单独供油 进入了中小负荷工况 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 3 怠速调整 怠速调整螺钉用来调整流出喷孔的泡沫量 改变混合气的浓度 即质的调整 该螺钉拧入时 出油量少 拧出时 出油量多 偏稀时易熄火 怠速不稳 偏浓时排放污染严重 节气门开度调整螺钉调节气门最小开度和空气量 改变转速的高低 拧入时 开度加大 转速升高 拧出时 开度减小 转速降低 在怠速工况下 两个螺钉配合调节 可以得到各种条件下稳定的怠速工况所要求的混合气 并可降低排放污染 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 3 加浓装置加浓装置的作用是当发动机负荷增大到80 85 以上时 额外地供给部分燃料 以保证发动机发出最大功率所需的较浓混合气 0 85 0 95 的要求 目前 常用的加浓装置有机械式和真空式两种 1 机械加浓装置1 构造在浮子室加装有加浓量孔和加浓阀 加浓量孔与主量孔并联出油 加浓阀上方有长度可调的推杆 拉杆通过摇臂与节气门相连 如图4 8所示 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 工作情况 发动机在中小负荷时推杆压不到加浓阀 该阀处于关闭状态 加浓装置不工作 发动机进入大负荷 即节气门开度达到80 85 时 推杆开始压开加浓阀 汽油经加浓阀和加浓量孔流入主喷管 与从主量孔来的汽油汇合一起喷出 这样增加了汽油的供给量 使混合气加浓 当节气门开度减小时 拉杆与推杆上移 加浓阀在复位弹簧作用下关闭加浓进油口 由上分析可知 机械加浓装置起作用的时刻只与节气门开度有关 与发动机转速无关 3 调整改变推杆的长度可以改变机械加浓装置起作用的时刻 推杆上方的连接处做成可调的2 3个卡槽 推杆变长早加浓 推杆变短晚加浓 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 真空加浓装置1 活塞式真空加浓装置真空活塞位于空气缸中 在推杆上装有预先压缩的弹簧 空气缸的下方借空气道与空气管连通 其上方有真空通道与节气门后方相通 推杆下端制有2 3道卡槽 以改变弹簧的张力 铜制活塞上制有环槽 具有存污防卡 减少摩擦 增加密封性的作用 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 工作情况如下 未进入大负荷时节气门后面的真空度较大 克服了活塞的重量和弹簧的张力 将真空活塞吸到最高位置 此时 加浓阀关闭 无加浓作用 进入大负荷时节气门后面的真空度减小 以至于不能克服弹簧的张力和活塞的自重时 活塞即落下压开加浓阀 额外的燃油便经加浓量孔流入主喷管与主量孔来的油一起喷出 补偿主量孔出油的不足 使混合气变浓 由上分析可知 真空加浓装置起作用的时刻取决于节气门下方的真空度和弹簧张力的大小 节气门下方真空度大小受节气门开度和发动机转速两个因素的制约 当节气门开度一定时 节气门下方真空度随转速的升高而增加 反之则降低 当转速一定时 节气门下方真空度随开度的加大而降低 反之则升高 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 膜片式真空膜片式加浓装置结构及工作原理与活塞式加浓装置基本相同 只是在结构上用柔性的膜片代替刚性活塞 膜片边缘固定 中部与加浓阀杆相连 在真空度作用下 膜片可上下拱曲变形 带动阀杆上下移动 使加浓阀开闭 3 调整改变弹簧弹力的大小可改变真空加浓装置起作用的时刻 推杆下端制有2 3道卡槽 以改变弹簧的张力 弹簧张力大早加浓 弹簧张力小晚加浓 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 4 加速装置加速装置的作用是当汽车需要加速行驶或超车时 在节气门突然开大的瞬间将一定量的燃料一次喷入喉管 使混合气临时加浓 使发动机转速和功率迅速提高 避免由于汽油量的增加迟于空气量的增加造成混合气的严重过稀现象 以满足加速的需要 1 构造活塞式加速装置由加速泵活塞 杆 加速泵弹簧 进油阀 出油阀 加速喷嘴 加速量孔等组成 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 工作情况 当节气门关小时 活塞在泵筒内向上运动 泵筒内产生吸油真空度 出油阀关 进油阀开 燃油自浮子室吸入泵筒 节气门缓慢开大时 活塞缓慢下移 因泵筒内油压小 不能将进油阀关闭 燃油从进油阀又压回浮子室 当节气门迅速大开时 连接板通过弹簧将活塞急速压下 泵筒内油压剧增 进油阀关闭 出油阀打开而喷油 由于连接板推压时弹簧被压缩 所以当节气门停止运动后 弹簧伸张使活塞仍可继续下行一段 喷油持续l 3s 由上分析可知 喷油量的多少 与活塞行程的大小有关 出油时间的早晚和持续时间的长短与弹簧的张力有关 3 调整 出油量 改变节气门摇臂上连接孔的位置 连接孔离轴心愈远 活塞行程愈大 出油量多 供油时刻 决定于弹簧张力的大小 弹力增加供油提前 弹力下降供油延迟 可通过改变泵簧连接孔的位置来改变弹簧的预紧力 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 5 起动装置起动装置的作用是供给极浓的混合气 0 2 0 6 以保证发动机能顺利冷起动和快速热起动 起动包括两个过程 发动机从静止到连续运转的过程 自连续运转到各部机件温度正常的热起过程 1 构造最常用的起动装置是在化油器喉管前方装阻风门 阻风门上通常有带小活门的通气孔或加装自动阀 如图4 11所示 阻风门的开闭有手动式和自动式两种 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 2 工作情况发动机起动前 驾驶员通过拉钮将阻风门关闭 当起动机带动曲轴旋转时 在阻风门下方的真空度很大 使主供油装置和怠速装置同时供油 由于供油量很大 而通过阻风门边缘空隙流入的空气量很少 故混合气极浓 便于冷车起动 自动阀平时借弹簧保持关闭 当喉管真空度达到一定值时 会压缩弹簧自行开启 空气得到补充 防止起动后期混合气过浓 图4 12联动式起动装置当发动机由起动工况转入怠速工况时 应逐渐开启阻风门 同时使节气门开度减小到低怠速位置 阻风门和节气门的动作 在有的化油器上采用了机械联动机构使之自动配合 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 1现代化油器基本结构 1 喉管喉管截面尺寸缩小 可提高气流速度 有利于燃油的雾化 但进气阻力增大 不能满足获得最大充气量的要求 因此单一喉管存在燃油雾化和充气量的矛盾 为了解决这一问题 现代化油器采用多重喉管叠加的型式 即将两个或三个直径不同的喉管按上小下大的顺序重叠组合而成 如图4 14所示 主喷管出口位于最小的喉管中 工作时 少部分空气流过小喉管 得到大的流速 汽油雾化好 大部分空气从大喉管与小喉管之间的环形通道流过 流动阻力小 保证了发动机足够的充气量 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 2 浮子防振和液面高度调节机构汽车在不平的道路上行驶或行驶速度突变时 由于浮子本身的上下振动或浮子室液面的波动 使进油针阀关闭不严 影响了混合气的浓度 为此 多采用在浮子摇臂下面增设减振弹簧 如图4 15b 所示 当浮于上 下振动时 摇臂下的弹簧起了支承和阻滞振动的作用 或在进油阀里装有弹簧和钢球 如图4 15a 所示 小弹簧随着浮子的上 下振动而压缩和伸张 使进油针阀始终关闭 因而油面稳定 浮子室液面的高低 直接影响化油器的工作性能 故现代化油器多采用体外调节机构 如图4 15b 所示 浮子轴支座套在浮子室内的定位槽中 并用硬弹簧支承 通过调整螺栓的拧入拧出就可改变浮子轴的位置 使液面发生变化 调整时 以浮子室上透明玻璃观察窗处的标记为准 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 3 浮子室的通风和平衡式浮子室浮子室一定要与大气相通 才能在喉管处建立喷油的压力差 但是 空气流过化油器进气口上的空气滤清器时有一定的阻力 并且这阻力又随着滤芯的阻塞程度不同而变化 这样 就等于加了一个阻力变化的阻风门 使喉管处附加了一个变化的真空度 导致混合气随滤芯阻塞程度的增加而变浓 为此 浮子室常用一个平衡管 或通气管 与化油器喉管上方的空气室相通 这就是 平衡式浮子室 如图4 16所示 由于空气滤清器所产生的附加真空度同时作用在主喷孔和浮子室液面上 从而使两处的压力差不受空气滤清器的影响 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 4 蒸气放出阀汽车在夏季大负荷高速行驶后 若立即使发动机熄火 由于此时冷却条件较差 发动机罩下温度仍会很高 使浮子室内的汽油大量蒸发 汽油蒸发只能通过平衡管进入化油器空气管中 由于空气滤清器有一定阻力使它们不能都散发到大气中去 而充满进气管 如果这时起动发动机 吸入气缸的几乎都是汽油蒸气 再加上从化油器供给的汽油 使得混合气太浓 导致发动机热起动困难 为了避免这种现象发生 多在浮子室盖上加装放气阀 图4 17蒸气放出阀蒸气放出阀如图4 17所示 当发动机怠速运转或熄火后 节气门处于最小开度位置 此时连接板升高到最高位置 并把放气阀打开 于是汽油蒸气通过阀门排入大气 当汽车行驶时 节气门打开 连接板下行 放气阀在弹簧作用下关闭 浮子室恢复到密封的平衡状态 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 5 急减速排污控制器当汽车在高速行驶中需突然减速时 驾驶员急松加速踏板 节气门迅速关闭到怠速位置 此时 发动机在汽车传动装置的拖动下 仍保持着较高的转速 从而节气门后进气管内产生很高的真空度 混合气将变得很浓 由于这种混合气不能完全燃烧 使排气污染加剧 为此 有些化油器安装了节气门回位缓冲器或怠速油道短期切断装置 1 节气门回位缓冲器结构原理如图4 18所示 缓冲器的推杆与膜片连接在一起 膜片将外壳分隔成两个腔 利用推杆上的小孔和大气相通 图4 19怠速油道短期切断装置图4 18节气门回位缓冲器当节气门开大时 操纵臂离开缓冲器的推杆 推杆在膜片弹簧的作用下向外伸出一定长度 空气通过推杆上的小孔充入膜片内腔 当驾驶员突然松开加速踏板减速时 节气门在复位弹簧作用下迅速关闭 在节气门尚未达到怠速位置时 操纵臂已经接触推杆 节气门除了受弹簧的阻力之外 还要受到膜片内腔的空气阻力作用 由于推杆上的孔很小 将内腔的空气压至外腔需要一定时间 约10s左右 这样就延缓了节气门的关闭速度 减少了排气中的有害成分 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 2 怠速油道短期切断装置如图4 19所示 它是利用急减速时进气管内极高的真空度 通过活塞使怠速油道与大气相通 降低了怠速油道的真空度 大大减少了出油量并可引入部分空气 使进气管的真空度降低 当降低到正常怠速真空度时 怠速油道重新和大气隔绝 恢复到正常怠速状态 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 6 怠速截止电磁阀当发动机长时间处于大负荷下工作 加上冷却散热条件较差时 容易造成发动机过热 在燃烧室中形成炽热表面 使发动机在关闭点火开关后仍能使气缸内混合气着火燃烧 此时从怠速喷孔继续喷油 发动机出现不正常运转 为了防止上述情况出现 现代化油器上增设了怠速截止电磁阀 怠速截止电磁阀的结构原理如图4 20所示 在怠速油道中 安装了锥形截止针阀 针阀的开闭受电磁线圈和弹簧的控制 电磁线圈与点火线圈并联 都受点火开关的控制 当接通点火开关时 电磁吸力将铁芯吸往左方 锥形针阀将怠速油道打开 怠速装置可以工作 当断开点火开关时 电磁吸力消失 针阀在弹簧作用下将怠速油道堵死 发动机便立即熄火 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 7 负荷自调装置现代汽车用电装置日益增多 发电机负荷相应增大 而发电机由发动机驱动 即发动机负荷也相应增大 另外 许多汽车上安装了空调装置 其中的压缩机多用带轮和电磁离合器通过V形带由曲轴驱动 这对发动机来说是一个额外的负荷 当这些装置投入工作时 发动机的转速将有所降低 在怠速工况时有可能熄火 所以 当这些装置 空调 暖风等 投入工作的同时 应自动地 同步地将节气门开度加大到高怠速位置 以保证发动机转速维持正常怠速状态 为解决此问题 通常采用负荷自调装置 电磁式负荷自调装置结构如图4 21所示 当合上空调压缩机开关时 电磁线圈通电 产生电磁吸力 使铁心和推杆向左移动 并压缩其复位弹簧 通过节气门操纵臂将节气门打开 处于高怠速位置 维持发动机正常运转 当断开空调压缩机开关时 电磁吸力消失 铁心和推杆在复位弹簧作用下向右移动 节气门关闭至低怠速位置 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 8 化油器的操纵化油器工作时 供给气缸的可燃混合气浓度是根据发动机需要自动调节的 而供给发动机可燃混合气量则是由驾驶员控制节气门开度来实现的 在现代汽车上 控制节气门开度的操纵机构形式各异 但有着共同的基本要求 一般都有两套操纵机构 即通过踏板带动的脚操纵机构和通过拉纽带动的手操纵机构 两套机构是单向传动关系 即脚操纵机构不能带动手操纵机构 而手操纵机构却能带动脚操纵机构 化油器的阻风门只有一套通过拉纽带动的手操纵机构 节气门和阻风门的拉钮都装在驾驶室的前壁上 通常两个拉钮上标有不同的记号 常见的单腔化油器操纵机构的组成和布置如图4 22所示 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 2化油器附属装置 1 按喉管处气流方向分可分为上吸式 下吸式和平吸式三种 如图4 23所示 其中下吸式弯道少 进气阻力小 使用最广泛 2 按重叠的喉管数目分化油器可分为单喉管式和多重 双重或三重 喉管式 如图4 24所示 现代汽油机多采用多重喉管 其目的在于解决充气量与汽油雾化的矛盾 能很好地保证所形成的混合气的质量 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 3化油器的类型 3 按空气管腔的数目分化油器可分为单腔式 双腔并动式和双腔 或四腔 分动式三种 1 单腔式化油器 如图4 25所示 这种化油器只有一组喉管 一个空气管腔和一个节气门 拥有一套起动 怠速 主供油 加浓 加速装置及附属装置 常被四缸或六缸发动机所选用 2 双腔并动式化油器 这种化油器实际上是两个形状 尺寸相同的单腔式化油器的并联 不过将它们的壳体合铸成一体 双腔并动式化油器有一个阻风门 一个浮子室 以及一套起动 一套加速 一套加浓装置 两个进气腔 两套主供油装置和两套怠速装置 两个节气门装在同一轴上 可同时开闭 双腔并动式化油器是为了解决气缸数较多的高速汽油机容易产生各缸吸入混合气数量和浓度不一致的问题 3 双腔分动式化油器 如图4 26所示 这种化油器有两个结构和作用不同的管腔 在发动机负荷变化的整个过程中 经常工作的一腔称为主腔 另一腔只有在负荷和转速高达一定程度时才参加工作 称为副腔 图4 26双腔分动式化油器图4 25单腔式化油器采用双腔分动式化油器的目的 在于解决功率较大而转速较高的汽油机所遇到的动力性和经济性之间矛盾 采用双腔分动式化油器 在中小负荷和较低转速下只有主腔单独工作 副腔节气门未开而不起作用 当发动机负荷和转速增加到一定程度时 副腔节气门才开始开启 与主腔一起工作 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 3化油器的类型 1 化油器的分解清洗分解化油器前应确认化油器各部分的连接关系和安装位置 然后按顺序分解化油器 化油器分解后 应用软毛刷洗刷各零件 注意严禁用金属物铲削零件表面或用金属丝桶剔各量孔 以免损坏零件和量孔 严禁用棉纱清洗 以免造成油道和气道的堵塞 清洗后用压缩空气吹干净所有的油道和气道 去除杂质和脏物 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 4化油器的检修 2 化油器的检修 1 检查浮子有无破裂可摇动浮子 察听浮子内是否有液体的晃动声 也可将浮子浸在333K 353K的热水中 如漏气则有气泡逸出 浮子若有渗漏 铜质浮子可用焊锡封焊 塑料浮子可粘接修理 2 检查进油针阀密封技术状况把针阀装到针阀座上 用手关闭针阀 在进油口上吹气时 应不漏气 手放松时 针阀应能自然下落 3 检查真空加浓装置柱塞是否灵活 检查底部阀门的开闭是否正常用手压下真空加浓柱塞应无卡滞现象 放松后应能自动弹回 4 检查加速泵活塞是否灵活加速泵活塞在泵筒内应能上 下活动 无卡滞现象 且活塞皮碗不破损漏油 加速泵行程符合要求 5 检查化油器壳体上 中 下体各接合平面的平面度误差一般不大于0 10mm 若平面度超限 高尔夫球引起漏气 漏油 应在平板上垫上细砂纸研磨 节气门 阻风门应开闭灵活 无卡阻现象 节气门门片应平整 将节气门调节螺钉退出 使节气门和阻风门全闭 检查节气门和阻风门与化油器内壁之间隙 此间隙一般应不大于0 10mm 节气门全开时 节气门门片平面应与化油器中心轴线平行 否则应调整限位装置 节气门与阻风门的门轴与化油器轴孔的配合间隙为0 035 0 15mm 门轴松旷会漏气 影响怠速 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 4化油器的检修 3 化油器的调整化油器各零件经过检修后 在装复过程中应进行调整 以保证化油器的工作性能 其调整作业包括 浮子室油平面高度的调整 怠速的调整 加浓装置的调整 加速装置的调整和主供油装置的调整等 4 2可燃混合气配制装置 化油器的构造与检修 4 2 4化油器的检修 1 汽油箱汽油箱的作用是贮存汽油 其数目 容量 外形及安装位置都随车型而异 一般汽油箱的容量能使汽油行驶300 600km 汽油箱的构造如图4 27所示 油箱体是用薄钢板冲压焊成 内壁镀锌锡 以防腐蚀 油箱上部焊有加油管 管内带有可拉出的延伸管 其底部有滤网 进油管口由油箱盖盖住 油箱上面装有油面指示表传感器和出油开关 出油开关经输油管与汽油滤清器相通 油箱底部设有放油螺栓 用以排除油箱内的积水和污物 箱内装有隔板 用以减轻汽车行驶时燃料的激烈振荡 现代轿车燃油箱通常由耐油硬塑料制成 其外形结构随车内空间布置而有所不同 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 为了防止汽油在行驶中因振荡而溅出 油箱必须密封 但随着汽油输出 液面降低 油箱内将形成一定真空度 使汽油泵失去吸油能力 另一方面 在外界温度高的情况下 汽油蒸气过多会使箱内压力过大 这两种情况都要求油箱能与大气相通 为此 一般采用带有空气阀和蒸气阀的油箱盖 汽车的油箱盖如图4 28所示 盖内有垫圈用以密封加油管口 当箱内汽油减少 压力降低到0 098MPa以下时 空气阀被大气压开 空气便进入油箱内 使汽油泵能正常供油 当箱内汽油蒸气过多 压力大于0 11MPa时 蒸气阀被顶开 将汽油蒸气泄入大气 以保持油箱内的正常压力 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 2 汽油泵汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出 经管路和汽油滤清器 然后压送到化油器浮子室内 汽油泵有机械式和电动式两种 1 机械式汽油泵机械驱动膜片式汽油泵安装在发动机曲轴箱一侧 由发动机配气机构凸轮轴上的偏心轮驱动 其结构如图4 29所示 它由上体 下体 进出油阀和泵膜机构等组成 上体上装有油管接头和进 出油阀 进 出油阀结构相同但阀片方向相反 两阀及支持片用螺钉固定在上体 上体与下体之间夹有膜片组件 它由橡胶泵膜 上 下护盘和拉杆等组成 泵膜弹簧装在下体凸缘上的弹簧座和膜片下护盘之间 其作用是使膜片向上拱曲 弹簧座下设有泵膜拉杆油封 以防膜片破裂时 汽油流入曲轴箱 下体中的摇臂轴上松套着外摇臂及内摇臂 两者之间为平面接触 形成单向传动关系 即当摇臂绕轴逆时针转动时 可带动泵膜拉杆向下移动 而当摇臂在复位弹簧的作用下回至原来位置时 却不能带动内摇臂回位 内摇臂是由泵膜弹簧的张力推动膜片及泵膜拉杆上行而回位的 复位弹簧使摇臂紧压在凸轮轴上的偏心轮上 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 膜片式汽油泵工作原理如图4 30所示 当发动机工作时 凸轮轴转动 偏心轮驱动摇臂轴逆时针偏转时 内摇臂带动拉杆使泵膜向下拱曲 直到最低位置 此时泵膜弹簧被压缩 在此过程中 泵膜上方的泵室容积增大 产生真空度 使进油阀开启 出油阀关闭 于是汽油经进油管接头 进油室流入泵室内 当偏心轮的偏心部分转离摇臂后 在复位弹簧作用下 摇臂即改为顺时针转动 泵膜便在泵膜弹簧的作用下连同内摇臂向上移动 使泵室内容积减小 油压增大 于是进油阀关闭 出油阀开启 汽油便从出油阀经出油管接头流向化油器 供油量的自动调节是由汽油泵的结构与化油器浮子室配合工作来实现的 在发动机运转时 泵膜压油上拱到一定位置后 化油器浮子的浮力使针阀关闭进油孔 因泵膜弹簧的弹力所产生的力不能强制顶开浮子室的针阀 多余的汽油留在汽油泵内不能继续流出 此时 虽然摇臂在复位弹簧作用下能继续顺时针摆动 但泵膜不能上拱压油 因为泵膜弹簧的弹力与泵室油压作用力相平衡 于是在摇臂带动泵膜再吸油时 泵膜只能从泵油时的实际位置下拱 汽油泵只能吸入与拱出油量相等的汽油量 若发动机耗油量升高 汽油泵泵膜上拱所达到的位置也随之升高 即泵膜的实际行程增大 使汽油泵每次泵油量相应增多 由此可见 由于汽油泵的外摇臂与内摇臂之间存在着单向传动关系 泵油压力 0 027MP 0 037MPa 又取决于泵膜弹簧 所以只要泵室内的油压力与泵膜弹簧的弹力相平衡 泵膜便停止上行 这样 汽油泵的泵膜实际行程和实际出油量就能随着发动机实际耗油量的不同而进行自动调节 在发动机起动前 若发现化油器浮子室内无油或储油不足时 可用手摇臂泵油 将手摇臂上下摇动 便可带动手摇臂轴 截面为半圆 转动 通过内摇臂使泵膜上下移动而泵油 当化油器浮子室油面达到高度后 针阀关闭进油孔 泵室内油压与泵膜弹簧的伸张力相平衡 泵膜停止在较低的位置 此时 在摇臂与内摇臂的接触斜面处出现较大的分离间隙 手动泵油就不起作用了 应注意 若手动泵油时 恰好偏心轮的凸起部分顶着摇臂 处于吸油位置 则泵膜实际行程很小 甚至为零 而使手动泵油作用极小甚至不起作用 此时 应转动曲轴 使偏心轮的凸起部分转过摇臂 处于泵油位置 再用手摇臂泵油 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 3 汽油滤清器汽油滤清器装在汽油箱与汽油泵之间 用以除去汽油中的杂质和水分 减少汽油泵和化油器等部件的故障 汽油滤清器分为可拆式和不可拆式两种可拆式汽油滤清器主要包括盖 滤芯和外壳 沉淀杯 盖上有进油管接头和出油管接头 滤芯用密封圈密封 发动机工作时 汽油在汽油泵的作用下 从进油口接头流入沉淀杯中 由于水的比重大于汽油 故水分及较重的杂质沉入杯底 较轻的杂质随燃料流向滤芯内腔时 被粘附在滤芯上 清洁的汽油通过滤芯进入滤芯内腔 然后从出油管接头流出至汽油泵 轿车多采用不可拆式纸质汽油滤清器 它由一个中央多孔筒 特制折叠纸质滤芯和一个多孔滤纸外筒组成 它无须清洗 一般每行驶15000km需更换 更换时 应注意滤清器上箭头所指的汽油流动方向 由于纸质汽油滤清器性能良好 制造和使用方便 因此应用越来越广泛 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 1汽油供给装置的构造 1 汽油泵的检修对汽油泵的基本技术要求是有足够的泵油量 良好的泵油压力和可靠的密封性 机械膜片式汽油泵有可拆式和不可拆式两种 不可拆式汽油泵发生故障时只能更换 1 汽油泵泵油能力的就车检查在车上检查汽油泵泵油能力的方法如图4 32所示 检查时 用一个四通接头将压力表和流量管连接在汽油泵与化油器之间的管路上 先关闭流量开关 并使发动机在一定转速下空转 此时压力表读数即为汽油泵的泵油压力 然后打开流量开关 用流量瓶测量30s内的泵油量 若泵油量和泵油压力不符合标准 应检修或更换汽油泵 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 2汽油供给装置的检修 2 汽油泵的离车检修汽油泵从发动机上拆下或装配完后 可用简单方法对汽油泵进行一般检查 进油阀密封性的检查 用手指堵住出油管接头和回油管接头 扳动外摇臂使汽油泵 吸油 松开外摇臂后内摇臂应不回位 再扳动外摇臂时只能空转 否则说明进油阀密封不良 应研磨或更换 出油阀密封性的检查 用手指堵住进油管接头 扳动外摇臂时应不能扳动 否则说明出油阀密封不良 应研磨或更换 膜片的检查 用手指分别堵住进 出油管接头和回油管接头 扳动外摇臂时若能扳动 说明膜片破裂 应予以更换 检查汽油泵膜片拉杆油封 堵住汽油泵下体泄油孔 扳动外摇臂时应不能板动 否则说明油封密封不良 应更换 检查膜片弹簧 若弹力不足或折断 应更换 检查外摇臂与偏心轮接触处的磨损 若磨损超过0 5mm 应堆焊修理或更换外摇臂 不可拆式汽油泵则应更换汽油泵总成 同时还应检查偏心轮的磨损情况 必要时更换凸轮轴或中间轴 检查内 外摇臂之间间隙 若间隙过大 应焊修或更换 检查摇臂轴与摇臂孔配合 若摇臂轴因磨损而转动 间隙超过0 2mm 应更换 汽油泵性能的检查 用手指堵住进油管接头 扳动外摇臂应感觉有较强的吸力 在汽油泵进 出油管接头处接上软管 使进油软管浸入汽油中 在出油软管端接一容器 扳动外摇臂时出油软管应有急促的油柱喷出 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 2汽油供给装置的检修 2 汽油滤清器的维护对于可拆式汽油滤清器 在维护时可清洗滤芯 如滤芯破损 则更换 对于不可拆式汽油滤清器 应按车辆使用说明书规定的周期更换 4 3汽油供给装置的构造与检修 4 3 2汽油供给装置的检修 空气供给装置主要是空气滤清器 空气滤清器的作用是滤去进入化油器内空气中的尘土和砂粒 以减少气缸 活塞和活塞环的磨损 延长发动机的使用寿命 空气滤清器按滤清方式可分为惯性式 过滤式和综合式 前两种的综合 三种 目前 汽车发动机广泛采用纸质干式空气滤清器 它属于过滤式 这种滤清器具有结构简单 质量轻 成本低 使用方便 滤清效果高的优点 纸质干式滤清器滤清效率可达99 5 以上 纸质干式空气滤清器有许多型式和形状 如图4 33 4 34所示 其滤芯是用树脂处理的微孔滤纸制成的 滤芯呈波折状 具有较大的过滤面积 滤芯的上 下两端有塑料密封圈 以保证滤芯两端的密封 发动机工作时 空气由盖与外壳之间的空隙进入 经纸质滤芯被滤清后 通过外壳下端的进气口接管通往化油器 4 4空气供给装置的构造与检修 4 4 1空气滤清器的构造 空气滤清器长期使用会产生堵塞 对进气产生额外阻力 使发动机充气量和动力性降低 因此必须定期进行维护 一般汽车每行驶12000km维护一次 即将它取出用手轻拍 或用压缩空气吹去积灰 切忌接触油质 以免加大滤清阻力 4 4空气供给装置的构造与检修 4 4 2空气滤清器的维护 1 进气管进气管的作用是较均匀地分配可燃混合气 汽油机 或空气 柴油机 到各气缸中 对汽油机来说 进气管的另一作用是使可燃混合气和油膜继续得到汽化 进气管出现过多种结构形式 简单进气管 共振式进气管 带谐振腔的进气管 如图4 35所示 4 5可燃混合气供给和废气排出装置 4 5 1进气系统 2 进气预热装置在汽油机上 为了促进混合气中油粒的蒸发 特别是使进气管底部的汽油能得到较好的雾化 在进气系统中采取了许多预热措施 最简单的是将进 排气管安装在发动机缸体的同一侧 利用废气对进气管预热 除此之外 还采用了很多的预热装置 1 进气电加热器 桑塔纳JV发动机的进气电加热器安装在化油器下部的进气管中 它采用一种具有正温度系数的PTC电热陶瓷材料 其电阻值可随温度变化而变化 从而使电加热器的电流发生变化 加热温度得到自动控制 2 用冷却液预热将发动机冷却液通入化油器下部的周围水套 利用冷却液预热混合气 4 5可燃混合气供给和废气排出装置 4 5 1进气系统 整个排气系统包括排气管 氧传感器 催化转化器 消声器 隔热装置等 如图4 36所示 尽管各厂商设计的排气系统结构不尽相同 但基本部件是一致的 这些部件中的许多部件将在其他章节中介绍 这里主要介绍排气管和排气消声器 4 5可燃混合气供给和废气排出装置 4 5 2排气系统 1 排气管排气管的作用是汇集各缸的废气 从排气消声器排出 如图4 37所示 进 排气管一般用铸铁制成 进气管也有用铝合金铸造的 进 排气管都用螺栓固定在气缸体上或气缸盖上 在接合面处装有金属片包的石棉衬垫 以防漏气 进 排气管的各个歧管分别与进 排气门的通道相接 进气总管以凸缘连通化油器 排气总管连通排气消声器 4 5可燃混合气供给和废气排出装置 4 5 2排气系统 2 排气消声器排气消声器的作用是抑制发动机的排气噪声 消除废气中的火焰和火星 消声器的基本原理是 消耗废气流的能量 平衡气流的压力波动 有吸收式和反射式两种基本消声方式 在吸收式消声器上 通过废气在玻璃纤维 钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量 反射式消声器则由多个串联的谐振腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起 废气在其中经多次反射 碰撞 膨胀 冷却而降低其压力 减轻了振动 目前在汽车上实际使用的消声器多数是综合利用不同的消声原理组合而成的 轿车上流行的排气消声器由前消声器 中消声器和后消声器以及连接管等组成 并焊接成一个整体 如图4 38所示 4 5可燃混合气供给和废气排出装置 4 5 2排气系统 化油器式发动机燃料供给系统故障从表面看似乎很复杂 但其实质无非是堵 漏 坏 化油器特性失调等几种情况 一般按油路发生故障可分为内 外油路两部分 内油路是指化油器进油口到化油器座这部分油路 即化油器内部 外油路是指化油器进油口至油箱的油路 图4 39给出了油路故障常见部位 4 6化油器式发动机燃料供给系常见故障分析 4 6 1化油器式发动机燃料供给系常见故障部位 1 不来油或来油不畅 1 故障现象启动发动机时火花塞跳火正常 但发