單元4 汽油機燃料供給系構(gòu)造與維修

單元四汽油機燃料供給系構(gòu)造與維修掌握可燃混合氣的形成，過量空氣系數(shù)的概念及對燃燒的影響，化油器工作原理。了解汽油機的燃燒過程，汽油機燃料供給系的組成，化油器式燃料供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其檢修及常見故

。2/5/20231第一節(jié)概述

1、汽油機燃料供給系作用：根據(jù)發(fā)動機不同工況的要求，配制一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供入氣缸，并在燃燒作功后將廢氣排入大氣中。2、分類：化油器式燃料供給系和汽油噴射式燃料供給系。本單元學(xué)習(xí)化油器式燃料供給系2/5/202323汽油的使用性能2/5/202332/5/20234汽油機的燃燒過程汽油機正常燃燒過程：著火與燃燒。正常燃燒過程：著火延遲期、急燃期、補燃期。不正常燃燒過程：爆震燃燒、表面點火。表面點火分為非爆燃性表面點火和爆燃性表面點火。非爆燃性表面點火分后火和早火。2/5/20235可燃混合氣濃度 一、概念空燃比：可燃混合氣中，空氣與燃料的質(zhì)量比。理論混合氣：空燃比為14.7的可燃混合氣。過量空氣系數(shù)： 燃燒1kg燃料實際供給的空氣量=

理論上完全燃燒1kg燃料時所需要的空氣質(zhì)量2/5/20236可燃混合氣濃度1、混合氣的分類：1）標準混合氣=1

理論上能完全燃燒的混合氣，其中所含的空氣中的氧正好使混合氣中全部燃料燃燒完畢。2）稀混合氣>1（經(jīng)濟混合氣=1.05～1.15)

實際上可以完全燃燒的混合氣，其中所含的空氣中的氧能保證混合氣中燃料全部燃燒完畢。3）濃混合氣<1(功率混合氣

=0.85～0.95)

混合氣中燃料不能保證完全燃燒，但由于燃料分子密集，火焰?zhèn)鞑タ欤l(fā)動機的平均有效壓力和功率大。4)為兼顧動力性和經(jīng)濟性=0.88～1.11最有利。2/5/202372、混合氣的濃度對發(fā)動機性能的影響混合氣種類空氣過量系數(shù)發(fā)動機功率耗油率性能火焰?zhèn)鞑ド舷?.4混合氣不燃燒，發(fā)動機不工作過濃混合氣0.43~0.87減小激增燃燒室積炭、排氣管冒黑煙，放炮功率混合氣0.88最大增大10~15%輸出最大功率標準混合氣1.0減小2%增大4%經(jīng)濟混合氣1.11減小8%最小過稀混合氣1.13~1.33顯著減小顯著增大回火、發(fā)動機過熱、加速性變壞火焰?zhèn)鞑ハ孪?.4混合氣不燃燒，發(fā)動機不工作2/5/202383、發(fā)動機各工況對可燃混合氣成分的要求1）穩(wěn)定工況對混合氣的要求工況混合氣濃度怠速和小負荷(＜25%)=0.6~0.8中等負荷(25%~85%)=0.9~1.1大負荷和全負荷(85%~100%)=0.85~0.95

怠速： 發(fā)動機在對外無功率輸出的情況下以最低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，此時混合氣燃燒釋放的功，只用以克服發(fā)動機內(nèi)部的阻力。2/5/202392）過渡工況對混合氣的要求工況混合氣冷起動極濃=0.2~0.6暖機隨溫度升高而減小加速及時加濃理想化油器特性：在一定轉(zhuǎn)速下，汽車發(fā)動機所要求的混合氣成分隨負荷變化的規(guī)律。2/5/202310詳述汽油機各種工況對可燃混合氣成份的要求：作為車用汽油機，其工況（負荷和轉(zhuǎn)速）是復(fù)雜的，例如，超車、剎車、高速行駛、汽車在紅燈信號下，起步或怠速運轉(zhuǎn)、汽車滿載爬坡等，工況變化范圍很大，負荷可以0→100%，轉(zhuǎn)速可以最低→最高。不同工況對混合氣的數(shù)量和濃度都有不同要求，具體要求如下：2/5/202311（1）小負荷工況—要求供給較濃混合氣α=0.7～0.9量少，因為，小負荷時，節(jié)氣門開度較小，進入氣缸內(nèi)的可燃混合氣量較少，而上一循環(huán)殘留在氣缸中的廢氣在氣缸內(nèi)氣體中氣占的比例相對較多，不利于燃燒，因此必須供給較濃的可燃混合氣。（2）中負荷工況—要求經(jīng)濟性為主，混合氣成分α=0.9～1.1，量多。發(fā)動機大部分工作時間處于中負荷工況，所以經(jīng)濟性要求為主。中負荷時，節(jié)氣門開度中等，故應(yīng)供給接近于相應(yīng)耗油率最小的α值的混合氣，主要是α>1的稀混合氣，這樣，功率損失不多，節(jié)油效果卻很顯著。（3）全負荷工況—要求發(fā)出最大功率Pemax，α=0.85～0.95量多汽車需要克服很大阻力（如上陡坡或在艱難路上行駛）時，駕駛員往往需要將加速踏板踩到底，使節(jié)氣門全開，發(fā)動機在全負荷下工作，顯然要求發(fā)動機能發(fā)出盡可能大的功率，即盡量發(fā)揮其動力性，而經(jīng)濟性要求居次要地位。故要求化油器供給Pemax時的α值0.85～0.95。2/5/202312（4）起動工況—要求供給極濃的混合氣α=0.2～0.6量少。因為發(fā)動機起動時，由于發(fā)動機處于冷車狀態(tài)，混合氣得不到足夠地預(yù)熱，汽油蒸發(fā)困難。同時，由于發(fā)動機曲軸被起動機帶動的轉(zhuǎn)速低，因而被吸入化油器喉管內(nèi)的空氣流速較低。難以在喉管處產(chǎn)生足夠的真空度使汽油噴出。既使是從喉管流出汽油，也不能受到強烈氣流的沖擊而霧化，絕大部分呈油粒狀態(tài)?；旌蠚庵械挠土驗榕c冷金屬接觸而凝結(jié)在進氣管壁上，不能隨氣流進入氣缸。因而使氣缸內(nèi)的混合氣過稀，無法引燃，因此，要求化油器供給極濃的混合氣進行補償，從而使進入氣缸的混合氣有足夠的汽油蒸汽，以保證發(fā)動機得以起動。2/5/202313（5）怠速是指發(fā)動機在對外無功率輸出的情況下以最低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，此時混合氣燃燒后所作的功，只用以克服發(fā)動機的內(nèi)部阻力，使發(fā)動機保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。汽油機怠速運轉(zhuǎn)一般為300～700r/mm，轉(zhuǎn)速很低，化油器內(nèi)空氣流速也低，使得汽油霧化不良，與空氣的混合也很不均勻。另一方面，節(jié)氣門開度很小，吸入氣缸內(nèi)的可燃混合氣量很少，同時又受到氣缸內(nèi)殘余廢氣的沖淡作用，使混合氣的燃燒不良甚至熄火。因此要求供給小量的濃混合氣α=0.6～0.8。2/5/202314（6）加速工況發(fā)動機的加速是指負荷突然迅速增加的過程。要求混合氣量要突增，并保證濃度不下降。當(dāng)駕駛員猛踩踏板時，節(jié)氣門開度突然加大，以期發(fā)動機功率迅速增大。在這種情況下，空氣流量和流速以及喉管真空度均隨之增大。汽油供油量，也有所增大。但由于汽油的慣性>空氣的慣性，汽油來不及足夠地從噴口噴出，所以瞬時汽油流量的增加比空氣的增加要小得多，致使混合氣過稀。另外，在節(jié)氣門急開時，進氣管內(nèi)壓力驟然升高，同時由于冷空氣來不及預(yù)熱，使進氣管內(nèi)溫度降低。不利于汽油的蒸發(fā)，致使汽油的蒸發(fā)量減少，造成混合氣過稀。結(jié)果就會導(dǎo)致發(fā)動機不能實現(xiàn)立即加速，甚至有時還會發(fā)生熄火現(xiàn)象。為了改善這種情況，就應(yīng)該采取強制方法。在化油器節(jié)氣門突然開大時，強制多供油，額外增加供油量，及時使混合氣加濃到足夠的程度。2/5/202315結(jié)論：通過上述分析，可以看出①發(fā)動機的運轉(zhuǎn)工況是復(fù)雜的，不同運轉(zhuǎn)工況對可燃混合氣的成分要求不同。②起動、怠速、全負荷、加速運轉(zhuǎn)時，要求供給濃混合氣α<1。③中負荷運轉(zhuǎn)時，隨著節(jié)氣門開度由小變大，要求供給由濃逐漸變稀的混合氣α=0.9～1.1。2/5/202316第二節(jié)化油器式燃料供給系結(jié)構(gòu)與原理1供給系組成：（1）燃油供給裝置：油箱、液位指示器、汽油濾清器、油管。（2）空氣供給裝置：空氣濾清器、進氣消聲器、進氣預(yù)熱設(shè)備、進氣管等。（3）可燃混合氣形成裝置：傳統(tǒng)汽車指化油器。（4）可燃混合氣供給與廢氣排出裝置：進氣管、排氣管及排氣消聲器、廢氣凈化裝置等2/5/202317供給系組成2/5/202318供給路線圖油箱汽油濾清器汽油泵化油器(混合)空氣濾清器排氣管排氣消聲器在氣缸內(nèi)燃繞2/5/202319桑塔納轎車汽油供給系示意圖

油箱油管汽油泵汽油濾清器化油器空氣濾清器2/5/2023202簡單化油器與可燃混合氣的形成簡單化油器的結(jié)構(gòu)：簡單化油器由浮子室、喉管、量孔、噴管和節(jié)氣門等組成（見下圖）。（1）浮子機構(gòu)(由浮子、針閥、浮子室組成)：汽油由進油口進入浮子室，浮子室油面高度影響噴出油量的多少，因此，必須保持油面高度一定，為此，設(shè)置了浮子，浮子由薄銅皮制成并為空心的，其上有針閥。當(dāng)油面低時，浮子下沉，針閥將進油口打開，汽油進入浮子室，油面升高了，浮子上升，直到針閥將進油口封閉，油不再進入保持油面在規(guī)定的高度。為了保持浮子室內(nèi)具有一定的氣壓，浮子室與大氣相通，使油面在工作時始終承受大氣壓力。即浮子室內(nèi)油面高度和壓力始終不變。（2）量孔和噴管：

量孔是一個尺寸和形狀都很精確的小孔，控制汽油的流量。出油量取決于量孔直徑和量孔前后壓力差的大小。

噴管的功用是噴出汽油，裝在喉管斷面最狹窄處，為防止發(fā)動機不工作時，汽油從噴管中流出，噴管口一般較浮子室油面高出2～5mm。（3）喉管：它的功用是減小空氣流通斷面，提高空氣流速，形成真空吸力。（4）節(jié)氣門（油門）：節(jié)氣門位于喉管后面，它的功用是控制進入氣缸的可燃混合氣的數(shù)量。節(jié)氣門開度增大，進入氣缸中的混合氣量增多，反之，則減少。節(jié)氣門通常是一個橢圓形的片狀閥門，可以繞其軸轉(zhuǎn)動一定角度，來改變節(jié)氣門的開度。2/5/202321簡單化油器結(jié)構(gòu)空氣濾清器針閥浮子浮子室主量孔噴管節(jié)氣門進氣預(yù)熱套管進氣歧管進氣門輸油管2~5mm混合室空氣室2/5/202322簡單化油器各部分的功能喉管：產(chǎn)生真空度，吸出噴管中的燃油。主噴嘴：讓汽油噴入空氣中形成可燃混合氣。節(jié)氣門：控制混合氣流量的開關(guān)，關(guān)閉時留有通氣間隙。針閥：控制汽油進入化油器浮子室的開關(guān)。量孔：控制汽油精確的出油量。轉(zhuǎn)速一定時，節(jié)氣門開度越大，喉部真空度越大，油量越多，功率越大。節(jié)氣門開度一定時，轉(zhuǎn)速越高，功率也越大。2/5/202323主量孔浮子室2/5/202324工作原理此處氣壓降低，液體從容器中被吸出。高速的空氣流將被吸出的液體沖擊粉碎，形成霧狀。2/5/202325可燃混合氣的形成的工作過程燃油氣化方式：噴霧吹散降壓沖刷加熱渦流2/5/2023262簡單化油器與可燃混合氣的形成

當(dāng)活塞下移時，進氣門打開，空氣高速流經(jīng)化油器喉部，產(chǎn)生壓降，造成對浮子室內(nèi)汽油的真空吸力，汽油經(jīng)浮子室底部的主量孔、主噴管吸出，被高速氣流粉碎成無數(shù)細小的油滴，大大增加了蒸發(fā)表面積，在喉部下方的混合室內(nèi)得到良好霧化，與空氣混合成成分較均勻的可燃混合氣，由混合室下方的節(jié)氣門控制流入氣缸的可燃混合氣數(shù)量。因此，汽油機是氣缸外部均勻混合氣形成過程。由于顆粒較大的油滴沉積在進氣管底部壁面上，被氣流緩慢帶動流向氣缸內(nèi)，對多缸機容易造成各缸進氣不均勻（指濃度），各缸發(fā)出功率差異較大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動較大，因此，化油器式汽油機的進氣管一般布置在同側(cè)的排氣管上方，加熱進氣管壁面，促使壁面油膜盡可能多地蒸發(fā)，但造成發(fā)動機的充氣效率下降。總之，化油器的工作原理是利用吸入空氣的動能實現(xiàn)汽油的霧化，顯然，發(fā)動機高速工況時汽油霧化質(zhì)量較好，低速時汽油霧化質(zhì)量較差2/5/202327簡單化油器供油特性簡單化油器供油特性： 轉(zhuǎn)速一定時，簡單化油器的可燃混合氣成分隨節(jié)氣門開度變化的關(guān)系。1）節(jié)氣門微開時，喉管真空度低，所供混合氣濃度很低。2）節(jié)氣門開度逐漸增大，喉管真空度隨之增高，混合氣濃度變高。3）節(jié)氣門開度逐漸增大到全開時，可燃混合氣成分逐漸趨于穩(wěn)定。2/5/202328簡單化油器供油特性曲線混合氣濃度隨喉管處的真空度增大而升高混合氣濃度趨于穩(wěn)定2/5/202329理想化油器供油特性曲線簡單化油器能否滿足汽車發(fā)動機對混合氣的要求？2/5/2023303現(xiàn)代化油器類型一、化油器的分類：1、按喉管氣流方向：名稱性能上吸式進氣管拐彎多、阻力大、進氣流速低、汽油霧化不好，化油器的保養(yǎng)和調(diào)整也不方便。趨于淘汰下吸式進氣彎道少，進氣阻力較上吸式小，有利于提高氣缸充氣效率和發(fā)動機功率。平吸式進氣阻力小，可使發(fā)動機總體高度尺寸降低。2/5/2023312、按重疊的喉管數(shù)目單喉管式雙重喉管式三重喉管式喉管大，增加充氣量，但汽油霧化不良喉管小，汽油霧化良好，但充氣量減少多重喉管既可以滿足充氣量的需要，又可以使汽油充分霧化2/5/202332多重喉管化油器的工作演示2/5/2023333、按空氣管腔數(shù)目單腔式、雙腔并動式、雙腔分動式雙腔并動式雙腔分動式主腔副腔Audi1002/5/202334雙腔化油器一、工作過程：中小負荷時，主腔單獨工作，保證發(fā)動機有較好的經(jīng)濟性；在大負荷高轉(zhuǎn)速時，副腔和主腔共同工作，以保證有良好的動力性。二、主副腔的判斷：1、主腔有阻風(fēng)門，副腔沒有；2、主腔直徑小，副腔直徑大；3、副腔在節(jié)氣門上部還有一個空氣門。（BJH201）2/5/202335化油器構(gòu)造上體中體下體2/5/202336化油器上體阻風(fēng)門殼體真空加油柱塞進油口針閥2/5/202337化油器中體2/5/202338化油器下體2/5/2023393現(xiàn)代化油器基本結(jié)構(gòu)一、主供油裝置1、功用：

保證發(fā)動機正常工作時，化油器所供給的混合氣隨著節(jié)氣門開度加大而逐漸變稀，并在中負荷下接近于最經(jīng)濟的成分。2、對簡單化油器修正方案：主量孔空氣量孔通氣管主噴管降低主量孔外真空度△Pk決定出油量2/5/202340主供油裝置工作原理泡沫管：提前校正出油量。燃油泡沫化后，易吸出、吹散。各滲氣孔先后露出油面使△

Pk逐漸接近△Ph，混合氣濃度逐漸提高。2/5/202341化油器主供油裝置工作演示

降低主量孔處真空度作用： 引入極少量的空氣到主噴管中，以降低主量孔內(nèi)外壓力差，從而降低汽油的流速和流量。以滿足化油器理想供油特性。2/5/202342二、怠速裝置1、功用： 保證在怠速和很小負荷時供給很濃的混合氣。為0.6～0.8。2、結(jié)構(gòu)：怠速噴口調(diào)整螺釘過渡噴孔空氣量孔油道怠速量孔開度調(diào)節(jié)螺釘2/5/202343怠速裝置作用調(diào)節(jié)怠速時的出油量，從而控制混合氣的濃度。調(diào)節(jié)節(jié)氣門最小開度和空氣量，從而改變怠速的高低。提高怠速油道的氣壓防止怠速時供油過多，還可防止虹吸作用。控制怠速時的供油量2/5/202344化油器怠速裝置工作演示2/5/202345三、加濃裝置（省油器）1、功用： 在大負荷和全負荷時額外供油，保證在全負荷時混合氣濃度達到為0.8～0.9，使發(fā)動機發(fā)出最大功率。1）機械式加濃系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)：搖臂主量孔加濃閥推桿加濃量孔拉桿2/5/202346機械式加濃裝置工作演示2/5/202347思考為何加濃裝置又叫作“省油器”？2/5/2023482）真空式加濃裝置活塞式加濃裝置活塞空氣缸通道主量孔加濃閥推桿加濃量孔彈簧2/5/202349真空加濃裝置工作原理真空加濃裝置起作用的時刻取決于節(jié)氣門后面真空度。轉(zhuǎn)速一定節(jié)氣門開度加大加濃節(jié)氣門開度減小不加濃節(jié)氣門開度一定轉(zhuǎn)速加大不加濃轉(zhuǎn)速減小加濃工作規(guī)律2/5/202350真空度與節(jié)氣門開度關(guān)系當(dāng)真空度低于△Ps時加濃系統(tǒng)開始工作。2/5/202351真空式加濃裝置演示2/5/202352四、加速裝置 功用：

在節(jié)氣門突然開大時及時將一定量的額外燃油一次噴入吼管，使混合氣臨時加濃，以適應(yīng)發(fā)動機加速的需要。1）機械式加速裝置結(jié)構(gòu)：搖臂活塞出油閥通氣道加速量孔拉桿進油閥2/5/202353加速裝置工作演示2/5/202354五、起動裝置 功用： 當(dāng)發(fā)動機在冷態(tài)下起動時，在化油器內(nèi)形成極濃的混合氣為0.2～0.6，使進入氣缸的混合氣中有足夠的汽油蒸汽，以保證發(fā)動機能順利起動。 結(jié)構(gòu)：阻風(fēng)門自動閥彈簧節(jié)氣門2/5/202355起動裝置工作演示阻風(fēng)門軸2/5/202356化油器的操縱加速踏板阻風(fēng)門拉鈕阻風(fēng)門拉桿止動支柱節(jié)氣門凸輪2/5/202357汽油供給裝置2/5/202358一、汽油箱功用：貯存汽油。加油延伸管濾網(wǎng)油面指示表傳感器浮子出油開關(guān)汽油濾清器加油管汽油箱支架汽油箱蓋放油螺栓2/5/202359桑塔納轎車汽油箱快速排氣管接口供油管接口回油管接口油面?zhèn)鞲衅鞑遄癁V器浮子2/5/202360汽油箱蓋作用：密封汽油箱。結(jié)構(gòu)：空氣閥蒸汽閥彈簧彈簧2/5/202361汽油箱蓋的工作過程2/5/202362二、汽油濾清器功用： 除去汽油中的水分和雜質(zhì)，使汽油能達到發(fā)動機工作的需要。類別：可拆式、不可拆式結(jié)構(gòu)：進、出油口不可裝反2/5/202363紙質(zhì)汽油濾清器中央多