第四章 化油器式汽油机燃 料供给系 概 述 简单简单 化油器及可燃混合气的形 成 化油器的结构及工作原理 电子控制化油器 汽油供给给装置 空气滤清器及进、排气装置 1 一、汽油机燃料供给系的任务 ： 将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气， 提供给发动机并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效的 控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定运转。 4.1 概 述 燃料供给方式 化油器方式 汽油喷射方式 二、化油器式汽油机燃料供给系的组成 燃油供给装置：汽油油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管 空气供给装置：空气滤清器、进气消声器(轿车) 可燃混合气形成装置：化油器 废气排出装置：排气管道、排气消声器，废气净化装置(国外轿 车) 2 油箱 汽油滤清器汽油泵 化油器(混合)空气滤清器 排气管排气消声器 在气缸内燃绕 供给路线图 3 油箱 油管 汽油泵 汽油滤清器 化油器 空气滤清器 桑塔纳轿车汽油供给系示意图 4 1、物理特性： (液体燃料) 粘度小、流动性好、自润性差。 2、成分：碳氢化合物 3、使用性能指标： 蒸发性：能被蒸发的性能。 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。 汽油的热值为 44000KJ/kg 抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。 （辛烷值越高，抗爆性越强） 4、牌号： 牌号越高，抗爆性越强。 三、汽油的使用性能 5 蒸发性对发动机的影响 蒸发性过差时 发动机起动困难，各缸分配不匀， 燃烧不完全，部分油漏入曲轴箱稀释润 滑油。 蒸发性过好时 易产生气阻，严重时化油器喉管处 易结冰。 6 汽油的抗爆性 1、概念 汽油在发动机气缸中燃烧时避免产 生爆燃现象的能力。 2、爆燃的概念 因气体压力和温度过高，在燃烧室 内离点燃中心较远处的末端可燃混合气 自燃而造成的一种不正常的燃烧。 7 3、爆燃的特点与危害 爆燃时，火焰以极高的速度传播， 气缸中的温度、压力急剧上升，形成压 力波，以声速向前推进，撞击燃烧室壁 面时发出尖锐的敲缸声，会引起发动机 过热、功率下降、燃油消耗率上升。严 重时会造成气门烧毁，轴瓦破裂，活塞 烧顶，火花塞绝缘体击穿等现象。 8 汽油的选择 （1）高压缩比的发动机选高辛烷值（高 牌号）的汽油；低压缩比的发动机选低 牌号的汽油。 （2）同台发动机在高原上使用时可降低 汽油牌号。(压力低，不易爆燃) 9 4.2 简单化油器及可燃混合气的形成 一、可燃混合气成分的表示方法 将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为 空燃比，用符号R表示。（多为欧美国家采用） 表示：燃烧1KG燃料实际供给的空气量 空燃比 =14.7 理论混合气 14.7 稀混合气 14.7 浓混合气 空燃比的倒数称为燃空比，用符号表示。（日本等国家常 用） 1、空燃比 2、燃空比 10 3、过量空气系数 = 理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量 燃烧1kg燃料实际供给的空气量 = 1 为标准混合气 1 为浓混合气 1 为稀混合气 特点：直观判断可燃混合气的浓度 11 喉管：产生真空度， 吸出喷管中的燃油。 主喷嘴：让汽油 喷入空气中形成 可燃混合气。 节气门：控制混合 气流量的开关，关 闭时留有通气间隙 。 针阀：控制汽 油进入化油器 浮子室的开关 。 量孔：控制汽油 精确的出油量。 转速一定时，节 气门开度越大， 喉部真空度越大 ，油量越多，功 率越大。 节气门开度一定 时，转速越高， 功率也越大。 二、简单化油器的结构及其工作过程 1、简单化油器的结构 12 主量孔浮子室 照 片 资 料 13 2、工作原理 点此观看原理录像 14 3、可燃混合气的形成的工作过程 15 三、简单化油器特性 简单 化油 器特 性曲 线 混合气浓度随 喉管处的真空 度增大而升高 混合气浓度 趋于稳定 16 注：当节气门开度一定时，因发动机转 速发生变化而引起喉部真空度的变化， 对可燃混合气成分的影响很小，这是因 为此时的汽油量与空气量几乎是均匀而 成比例地增减。故在简单化油器中，影 响可燃混合气成分的主要因素是节气门 开度的变化 17 四、可燃混合气成分与发动机性能的关系 1、可燃混合气成分对发动机性能的影响： 18 3）浓混合气1 可燃混合气中汽油分子较多而使燃烧速度加快，热损 失减小。发动机的平均有效压力和功率大。 动力性能好 功率混合气：发动机输出功率最大时的可燃混合气 (=0.85-0.95) 空气含量不足，燃烧不完全，燃油消耗率增大，经济 性差 过浓：积炭、排气管放炮现象及冒黑烟 4）燃烧极限 当可燃混合气太稀（1.4)以及太浓（0.4）时 ，虽能点燃，但火焰无法传播，导致发动机运转不稳 定，直至熄火。 过浓：严重缺氧 过稀：燃料分子之间的距离过大 19 发动机转速一定和节气门全 开的条件下，改变化油器量孔 尺寸以改变 1燃油消耗率 2功率 = 0.88 功率混合气 = 1.11 经济混合气 =0.4 火焰传播上限 =1.4 火焰传播下限 稳定工况的 =0.881.11。 可燃混合气成分对发 动机性能的影响曲线 图 20 图表说明： 1、功率点与经济点不对应 2、可燃混合气过浓( 1.05-1.15)，发动机的动力性、经济性 均不理想 3、为兼顾发动机的动力性和经济性，可燃 混合气的成分在=0.88-1.11范围内有 利 21 混合气种类 发动机功率耗油率性能 火焰传播上限0.4混合气不燃烧， 发动机不工作 过浓 混合气 0.430.87减小激增燃烧室积炭、排 气管冒黑烟，放 炮 功率混合气0.88最大增大 10-15% 输出最大功率 标准混合气1.0减小2%增大4% 经济混合气1.11减小8%最小 过稀 混合气 1.13 1.33显著减小显著增 大 回火、发动机过 热、加速性变坏 火焰传播下限1.4混合气不燃烧， 发动机不工作 混合气的浓度对发动机性能的影响 22 在一定的工况下(负荷和转速)，化油器只 能供给一定值的可燃混合气。过量空气 系数是以发动机动力性为主，还是以经 济性为主，还是将排放控制放在首位， 应根据汽车及汽油机各工况的需要而定 23 2、发动机各工况对可燃混合气成分的要求 特点： v工况变化范围大，负荷可从0变到100%，转 速可从最低稳定转速变化到最高转速 v在汽车行驶的大部分时间内，发动机在中等 负荷下工作 24 冷起动 极浓混合气(=0.2-0.6) 原因：气缸温度低，化油器所供给的汽油大 部分未被汽化。需提供过量的汽油 怠速和小负荷：少而浓的混合气。 原因： 怠速：节气门接近关闭位置，吸入的空气量少，且汽 油雾化蒸发不良，并有废气的稀释，为保证这种品质 不良的可燃混合气正常燃烧，化油器应提供较浓的可 燃混合气(=0.6-0.8) 小负荷：由于进入的空气量略有增加，可燃混合气的 品质逐渐改善，因而可燃混合气浓度可小减小至 =0.7-0.9 25 加速：额外供油。 原因：节气门突然加大，吸入的气缸的空气量立刻增加 ，汽油因其惯性大而在原地基本不动，再加上雾化汽油 的颗粒大跟不上气流流动，使之一部分附着在进气管内 壁上。因此，气缸内的可燃混合气在加速的瞬间变稀， 不易点燃，需及时增加供油量 大负荷和全负荷 全负荷：功率混合气。(上坡) 大负荷：以满足经济性要求为主逐渐转到以满足动力 性要求为主 中等负荷：随节气门的开大，混合气由浓变 稀。 燃料经济性要求是首要的，化油器应供 给接近相应于燃油消耗率最小的 =0.9-1.1 26 在一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷 变化的规律。-理想化油器特性 3、理想化油器特性 27 简单化油器与理论化油器特性比较 28 理想化油器特性与简单化油器特性正 好相反，即简单化油器无法满足汽油机 的正常工作。 为了满足汽油发动机在各种工况下都 能制出最佳的可燃混合气浓度，现代车 用化油器均采用了一些自动配制可燃混 合气浓度的系统。 29 一、基本结构 针阀 浮子室 浮子 喉管 喷管 节气门 进气歧管 进气预热装置 量孔 30 保证发动机正常工作时，化油器所供给的混合气随着节气 门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷下接近于最经济的成分。 主量孔 空气量孔 主喷管 二、各系统及其工作情况 1.引入少量空气，使汽油泡 沫化。 2.降低主量孔处真空度的增 长率，使混合气由浓变稀。 空气量孔的作用 ： 在发动机全部工作范围内除了怠 速工况和较小负荷工况外，都起 供油作用 31 降低主量孔处 真空度作用： 引入极少量的 空气到主喷管 中，以降低主 量孔内外压力 差，从而降低 汽油的流速和 流量。以满足 化油器理想供 油特性。 32 保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。 为0.60.8。 怠速喷口 调整螺钉 过渡喷孔 油道 怠速过渡 、结构： 怠速 33 34 怠速工况的环保问题 怠速是汽车发动机排放污染最严重的 工况之一； 怠速排放质量与怠速调节有关； 混合气过浓或过稀都会加重排放污染 ； 提高怠速转速可以减轻排放污染； 现代发动机怠速转速一般都提高到700 -800r/min，此时a08-0.9 35 在大负荷和全负荷时额外供油，保证在全负荷时混 合气浓度达到为0.80.9，使发动机发出最大功率 。 摇臂 主量孔 加浓阀 推杆 加浓量孔拉杆 1）机械式加浓系统 结构： 36 37 活塞空气缸 主量孔 加浓阀 推杆 加浓量孔 弹簧 38 39 在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入吼 管，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。 摇臂 活塞 出油阀 通气道 加速喷口 拉杆 进油阀 活 塞 式 加 速 系 统 结 构 40 41 当发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合 气为0.20.6，使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸汽， 以保证发动机能顺利起动。 阻风门 节气门 组成： 阻风门（有的带有活门）。 42 43 通气管 补偿气道 空 气 阀 门 调节螺钉 双金属片阀 44 空 气 空 气 45 46 加速踏板 阻风门拉钮 阻风门 拉杆 止动支柱 节气门 凸轮 47 三、化油器型号及分类 化油器的型号 1995年实施“汽车用化油器、汽油泵型号编制方法”标准 1-厂名代号 2-产品代号(一个字母表示：H表示化油器、 B表示汽油泵) 3-产品结构特征(1位阿拉伯数字表示) 4-产品顺序号(两位阿拉伯数字表示) 5-产品变型号(用一个字母表示) 如：BJH201A-北京第一汽车附件厂设计的一种双腔化油器， 与其基本型可以通用的A型变型产品。 48 名称性能 上吸式 进气管拐弯多、阻力大、进气流速 低、汽油雾化不好，化油器的保养 和调整也不方便。趋于淘汰。 下吸式 进气弯道少，进气阻力较上吸式小 ，有利于提高气缸充气效率和发动 机功率。 平吸式 进气阻力小，可使发动机总体高度 尺寸降低。 49 喉管大， 增加充气 量，但汽 油雾化不 良 喉管小，汽 油雾化良好 ，但充气量 减少 多重喉管既可以 满足充气量的需 要，又可以使汽 油充分雾化 50 51 主 腔 副 腔 52 单腔式：只有一组喉管、一个混合室和一个节 气门，四缸或六缸发动机采用。 但随着排量不断增大、转速不断提高，难以 满足大空气流量的要求 双腔并动式：两个相同的单腔化油器的并联，其 壳体铸成一个整体，且一般使用同一套浮子室 、起动系统、加速系统和加浓系统，但两个管 腔各有一套结构和作用完全相同的主供油系统 、怠速系统及装于同轴的节气门 53 双腔并动式化油器的出现是为了解决气缸数较 多(四缸以上)的高速汽油机容易产生的各缸吸 入混合气数量和浓度不一致的问题。在缸数多 和转速高的情况下采用一个单腔化油器和单一 进气管，化油器到各缸的距离相差较大，很难 在进气管设计上保证