汽车构造教程-4化油器式汽油机燃料供给系统

第四章化油器式汽油机燃料供给系概述汽油供给装置空气滤清器及进、排气装置简单化油器及可燃混合气的形成可燃混合气成分与发动机性能的关系各工况对混合气的要求及理想化油器特性现代化油器的结构及工作原理现代化油器的型式及典型化油器构造一、汽油机燃料供给系的任务：

根据发动机运转工况的需要，向发动机供给一定数量的、清洁的、雾化良好的汽油，以便与一定数量的空气混合形成可燃混合气，以及对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概述二、化油器式汽油机燃料供给系的组成①燃油供给装置：汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管燃油表、油气分离器②空气供给装置：空气滤清器、③可燃混合气形成装置：化油器④废气排出装置：排气管道、排气消音器，三元催化转换器

油箱汽油滤清器汽油泵化油器(雾化混合蒸发)空气滤清器排气管排气消声器在气缸内燃绕供给路线图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1、物理特性：

粘度小、流动性好、自润性差。2、使用性能指标：

⑴蒸发性：能被蒸发的性能。（馏程、饱和蒸汽压）⑵热值：44000kJ/kg⑶抗爆性：在燃烧中，避免产生爆燃的能力。（P116）（辛烷值越高，抗爆性越强）3、牌号：牌号越高，抗爆性越强。三、汽油的使用性能加油延伸管滤网油面指示表传感器浮子出油开关汽油滤清器加油管汽油箱支架汽油箱盖放油螺栓除去汽油中的水分和杂质。类别：可拆式（多孔陶瓷）、不可拆式（微孔滤纸）结构：原理：使用注意事项：1.进、出油口不可装反2.勤清洗3.密封垫拆装时不要破损中央多孔筒多孔滤纸外筒折叠纸滤芯

将汽油从油箱中吸出，经管路和汽油滤清器，然后泵入化油器浮子式。回位弹簧摇臂进油口出油口膜片出油单向阀进油单向阀2、膜片式输油泵结构：汽油泵结构：由上体、下体、膜片总成构成。1.上体：泵盖、进出油管接头、进出油室、进出油单向阀。2.下体：凸缘、内外摇臂、回位弹簧、轴销、密封垫。3.膜片总成：橡胶膜片、泵膜拉杆、膜片弹簧。3、膜片式汽油泵工作原理（观看）A.进油：发动机工作时，凸轮轴偏心轮驱动外摇臂摆动。外摇臂向上摆动时带动内摇臂向下运动，并通过泵膜拉杆拉动泵膜向下拱曲，泵膜弹簧被压缩。泵室容积增大，产生真空度，使出油阀关闭，进油阀打开，汽油经进油管接头进入泵室。B.泵油：当偏心轮的偏心部分转离摇臂后，在回位弹簧的作用下，摇臂向下摆动，泵膜在泵膜弹簧的推动下连同内摇臂向上运动，泵室容积减小，油压增大，进油阀关闭，出油阀打开汽油经出油管接头流向化油器。C.泵油量自动调节原理：当发动机的耗油量减少而汽油泵泵油量较多时，化油器浮子的浮力使浮子针阀关闭浮子室进油孔，汽油泵与浮子室间油管油压升高，多余的汽油留在泵室不能流出。此时虽然摇臂在回位弹簧的作用下继续向上摆动，但泵膜弹簧力与泵室油压作用力相平衡，泵膜不能上拱压油。当摇臂带动泵膜泵油时只能上拱到平衡位置，即泵膜实际行程减小。当发动机的耗油量升高时，浮子室内进油针阀打开，油管压力下降，泵膜上拱泵油行程增大，泵油量增多。D、手动泵油：发动机起动前，若发现浮子室无油或储油不足时，可摇动手摇臂带动内摇臂轴上下移动泵油。注意：在偏心轮的凸起部分顶住外摇臂时，摇动手手动泵摇臂也不能泵油，可摇转曲轴，使偏心轮凸起部分转过外摇臂，再手动泵油。一、空气滤清器⑴、油浴式（空气流经机油，滤除杂质灰尘。越野车）⑵、纸质滤芯式⑶、双级式（螺旋进气道离心，滤纸过滤）2、分类3、双级式结构进气孔下体出气口上体纸滤芯接管旋流管旋流管组件通化油器空气入口纸滤芯外壳滤清器盖出水口进水口进气歧管排气歧管进气排气§4.4简单化油器及可燃混合气的形成4.喉管：减小空气流通断面，提高空气流速。产生真空度，吸出喷管中的燃油。2.主喷嘴：让汽油喷入空气中形成可燃混合气。5.节气门：控制混合气流量的开关，关闭时留有通气间隙。1.浮子室：浮子、针阀.保持油面高度，与大气相通3.量孔：控制汽油精确的出油量，出油量只取决于量孔两端的压力差。。1、简单化油器的结构转速一定时，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，功率也越大空气室混合室主量孔浮子室照片资料2、简单化油器工作原理及特性（观看）（1）简单化油器工作原理：进气行程中活塞下行，气缸容积增大，压力下降，产生吸力，将空气吸入化油器，流经喉管时由于喉管通道狭窄使空气流速加快，静压力最低。喉部压力小于大气压力存在着真空度ΔPh=P0-Ph。浮子室通大气，其内压力等于P0，浮子室内汽油在ΔPh作用下经喷管喷入喉管，被喉管处的高速气流冲散雾化。雾化的汽油在混合室中与空气混合，经进气管蒸发形成可燃混合气进入汽缸。（2）简单化油器特性①定义：发动机转速一定时，可燃混合气的浓度随着节气门开度的变化的的规律。简单化油器特性：随着节气门（负荷）开度增大，简单化油器提供的混合气浓度由稀变浓，且混合气总体上较稀。②简单化油器特性曲线及分析2）在节气门开度到一定值后，才开始有汽油流出，但供混合气浓度很低，α值很大。3）随着节气门进一步开启，空气流量增大，喉部ΔPh逐渐上升汽油开始大量喷出，汽油的增长率大雨空气流量的增长率，因此，混合气浓度变高，α值变小。4）当节气门开度逐渐增大到全开时，汽油和空气增长率逐渐接近，可燃混合气浓度逐渐趋于稳定。3、可燃混合气的形成的工作过程§4.5可燃混合气成分与发动机性能的关系一、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。（多为欧美国家采用）1、空燃比2、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二、可燃混合气成分对发动机性能的影响：可燃混合气成分对发动机性能的影响曲线图1——燃油消耗率2——功率（1）理论上，对于α=1的标准混合气而言，所含空气中的氧正好足以使汽油完全燃烧，但实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油细粒和蒸汽不可能及时地与空气绝对均匀地混合，因此，即使α=1，汽油也不可能完全燃烧，混合气α>1才有可能完全燃烧。1——燃油消耗率2——功率（2）当α>1时混合气中，有适量较多的空气，正好满足完全燃烧的条件，此混合气称为经济混合气，对于不同的汽油机经济混合气成分不同，一般在α=1.05～1.15范围内。当α大于或小于1.05～1.15时，ge↑，经济性变坏。1——燃油消耗率2——功率（3）当α=0.88时，Pe最大，因为这种混合气中汽油含量较多，汽油分子密集，因此，燃烧速度最高，热量损失最小，因而使得缸内平均压力最高，功率最大，此混合气称为功率混合气。对不同的汽油机来说，功率混合气一般在α=0.85～0.95之间。1——燃油消耗率2——功率（4）α>1.11的混合气称为过稀混合气，α<0.88的混合气称为过浓混合气，混合气无论过稀过浓都会使发动机功率降低Pe↓，耗油率增加ge↑。

（5）混合气过稀时，燃烧速度慢，热损失多，造成发动机温度过高。严重过稀时，燃烧可延续到进气过程的开始，火焰将传到进气管，以至化油器喉管内，引起化油器"回火"并产生拍击声。（6）当混合气稀到α=1.4以上时，混合气虽然能着火，但火焰无法传播，导致发动机熄火，所以α=1.4称为火焰传播下限。

1——燃油消耗率2——功率（7）混合气过浓时，由于燃烧很不完全，产生大量的CO，造成燃烧室积炭，排气管冒黑烟，甚至废气中的一氧化碳可能在排气管中被高温废气引燃，发生排气管“放炮”。（8）混合气浓到α=0.4以下，可燃混合气虽然能着火，但火焰无法传播，发动机熄火，所以α=0.4称为火焰传播上限。混合气种类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0.43-0.84减小激增燃烧很不完全燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮功率混合气0.88最大增大18%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显著减小显著增大化油器回火和拍击声、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限1.4混合气虽能着火，但火焰无法传播，发动机熄火4.6、发动机各工况对可燃混合气成分的要求

及理想化油器特性（1）车用汽油机工况（负荷和转速）复杂的复杂性：超车、刹车、高速行驶、起步、怠速、满载爬坡等。负荷可以0→100%，转速可以最低→最高。

（2）不同工况对可燃混合气成分的要求a.冷起动:α=0.2～0.6、混合气量少。

特点：①发动机温度低，汽油蒸发困难。②发动机转速低（50-100r/min)，空气流速较低，汽油雾化不良。混合气过稀，无法引燃。要求：供给极浓的混合气，有足够的汽油蒸汽。b.怠速:α=0.6～0.8怠速:指发动机在对外无功率输出的情况下,以最低转速运转，此时混合气燃烧后所作的功，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。c.小负荷:α=0.7～0.9量少特点①怠速运转一般为300～900r/min，转速很低，空气流速也低，使汽油雾化不良。②节气门开度很小，吸入可燃混合气量很少，又受到气缸内残余废气的冲淡，使混合气的燃烧速度↓，发动机动力不足。要求：提供较浓的混合气，α=0.6～0.8。特点：①节气门开度较小，进入气缸内的可燃混合气量较少②残留废气在缸内所占的比例相对较多，不利于燃烧。要求：因此必须供给较浓的可燃混合气。d.中负荷:以经济性为主，α=0.9-1.1，量多。

发动机大部分工作时间处于中负荷工况，所以经济性要求为主。中负荷时，节气门开度中等，故应供给接近于相应耗油率最小的α值的混合气，主要是α>1的稀混合气，功率损失不多，节油效果很显著。e.全负荷:发出Pmax，α=0.85～0.95,量多

汽车需要克服很大阻力（如上陡坡）时，驾驶员往往需要将加速踏板踩到底，使节气门全开，发动机在全负荷下工作，显然要求发动机能发出尽可能大的功率，即尽量发挥其动力性，而经济性要求居次要地位。故要求化油器供给Pemax时的α值f.加速:额外供油。

加速是指负荷猛增的过程，要求混合气浓而且量要突增，并保证浓度不下降。

特点：①当驾驶员猛踩踏板时，节气门开度突然加大，由于汽油惯性>空气的惯性，导致汽油的流量增加滞后空气流量增加，使混合气过稀。②节气门急开，进气管内压力骤然升高，冷空气来不及预热，进气管内温度降低，不利于汽油的蒸发，造成混合气过稀。导致发动机不能实现立即加速，甚至还会发生熄火。措施：在节气门突然开大时，额外增加供油量，及时使混合气加浓到足够的程度。综上出发动机各工况对混合气浓度的要求，可得出理想化油器的特性：特性要求：车用汽油机正常运转时，在小负荷、中负荷工况下，化油器要随着负荷的增加，能供给由浓逐渐变稀的混合气α↑，当进入大负荷范围内，混合气又由稀变浓，保证发动机发出最大功率。3、理想化油器特性理想化油器特性定义：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。1.最大功率α值2.最低燃油消耗率α值3.理想化油器特性

简单化油器与理想化油器特性截然相反，它只能满足汽油机的某一种工况，而其它工况都不适应,与发动机实际工作要求相矛盾。

现代化油器在结构上采用了一系列自动调配混合气浓度的装置，包括主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统（省油器）和加速系统，来保证车用汽油机在各种工况下都能供给适当浓度的可燃混合气。一、基本结构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.降低主量空处真空度的增长率，使混合气由浓变稀。空气量孔的作用：（2）方案：在简单化油器上加空气量孔，降低主量孔处真空度。工作原理分析（观看）

发动机不工作时P0=P#=P喉，主喷管、油井、浮子室油面等高。（1）开始工作：节气门逐渐开大，主喷管喷油，油井油面下降，空气经主空气量孔流入油井，原因是主量孔节流，油井出油口大，P0〉P#。当油井油面下降到主量孔处，空气与汽油混合成泡沫状，有利于雾化和蒸发。(2)降低喉管处真空度：由于P0〉P#〉

P喉，此时决定决定主量孔流出的油量不再是ΔP喉=P0-P喉，而是ΔP井=P0-P井，节气门开度￪，ΔP喉￪，ΔP井间接￪，ΔP井〈ΔP喉，汽油增加率低于空气增加率，出油量下降，α￪，混合气变稀。α=0.8-1.1怠速喷口调整螺钉过渡喷孔油道怠速过渡⑵、结构：怠速油道、怠速量孔、怠速喷孔、怠速空气道怠速空气量孔、过度喷口、怠速调整螺钉、节气门限位螺钉怠速怠速空气道怠速工作过程：怠速时，节气门接近关闭，喉管处真空度很小，主供油系统不起作用。但节气门后真空度很大，将怠速喷孔设在节气门的后，汽油经怠速量油道与来自空气量孔的空气混合成泡沫乳剂，从怠速喷孔喷出，并受到节气门边缘和过渡喷孔气流的吹散。怠速调整螺钉和节气门限位螺钉配合可以根据发动机具体情况调节怠速混合气成分α。怠速空气量孔的作用：

①使汽油泡沫化，有利于汽油雾化蒸发。②降低怠速喷孔处真空度，使怠速供油量得以控制。②防止发动机怠速后熄火产生的虹吸作用，使汽油自动由浮子室经怠速喷口流出。当发动机由怠速过渡到承受一定负荷时，节气门逐渐开启，怠速喷孔处的真空度迅速降低，喷油量很快减少，而主喷管处真空度又不大，喷油量也不多，这时，混合气过稀，甚至使发动机熄火。为此，设置了过渡喷孔。在节气门开度稍大时，怠速喷孔处真空度大，与怠速喷孔一起喷油。

过渡喷孔的作用：①节气门开大时，与怠速喷孔一起喷油。发动机工作过渡圆滑，防止α过大，不致发动机熄火。并起第二空气量孔的作用。②节气门开小时，先由过渡喷孔喷油再由怠速喷孔喷油。摇臂主量孔加浓阀推杆加浓量孔拉杆（2）机械式加浓系统

1）结构：2）原理

①当节气门开启时，摇臂转动，带动拉杆和推杆一同向下移动，只是在节气门开度达到80～85%时，推杆才开始顶开加浓阀，于是汽油便从浮子室经加浓阀和加浓量孔流入主喷管，与主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出。使混合气加浓。②当节气门开度减小，拉杆与推杆上移，加浓阀在弹簧作用下关闭。3）机械式加浓系统工作过程活塞空气缸主量孔加浓阀推杆加浓量孔弹簧工作过程：①中等负荷时，节气门开度不大，喉管前压力接近大气压，节气门后压力则比大气压小很多，在真空度吸力的作用下，活塞压缩弹簧处于最上面的位置。加浓阀被弹簧压紧在进油口上，真空加浓装置不起作用。

②大负荷或全负荷时，节气门开度很大或接近全开，节气门后压力增大，真空度吸力减小，当它小于弹簧的张力时，弹簧推动活塞杆下移，推开加浓阀，汽油便经加浓量孔与主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出，起加浓作用。摇臂活塞出油阀通气道加速量孔拉杆进油阀

加速泵腔与浮子室之间装有进油阀，进油阀在不加速时，在本身重力作用下，经常开启和关闭不严。泵腔与加速量孔之间油道中装有出油阀。出油阀则靠重力经常保持关闭，只有在加速时方能开启。工作工程：①当节气门开度减小时，摇臂上移带动拉杆、连接板、活塞杆及活塞向上移，泵腔内产生真空度，汽油经进油阀充入泵腔。②当节气门缓慢开大时，活塞缓慢下降，泵腔内形成的油压不大，进油阀在自重作用下处于开启或关闭不严状态，汽油又经进油阀流回浮子室，加速装置并不起作用。③当节气门迅速开大时，活塞下移很快，泵腔油压迅速增大，使进油阀关闭，同时汽油顶开出油阀从加速量孔喷入喉管内，加浓混合气。

这种加浓作用只是一时的，当节气门停止运动后，即使保持的开度很大，加速泵也不再供油。

发动机转速升高后，加速喷管处真空度较高，可能将出油阀吸开而使加速装置不适时地喷油。为解决这一问题，可以使加速油道经通气道与浮子室相通，使油道中真空度降低。阻风门节气门

组成：在喉管前装阻风门①起动时，关闭阻风门，一方面减少了进入化油器的空气量，另一方面又提高了阻风门后面空腔的真空度，使得主供油系统和怠速系统都供油，获得极浓的混合气易起动。②发动机热态起动时，所需混合气比冷态时稀，故只须将阻风门半闭即可。偏置式阻风门通气管补偿气道阀门补偿阀调节螺钉双金属片油蒸汽加速踏板阻风门拉钮阻风门拉杆止动支柱节气门凸轮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。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主腔副腔双腔并动式双腔