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智能机械业部化油器原理概述演讲：张有才目录3.四大油系各系统的组成1.摩托车化油器概述2.摩托车化油器的工作原理4.各工况原理及示意图5.化油器的故障与排除方法1、摩托车化油器概述1.摩托车化油器是影响动力燃料经济性与排气污染的重要因素，直接控制进入发动机汽缸中的混合气成份，对燃烧过程的进行有较重要的影响，是发动机的“咽喉”。化油器中“化”意思是雾化：利用在喉管中空气的高速流动将液体燃料喷碎成细小的颗粒，成为雾状，以方便液体燃料更充分地与空气混合，并将被雾化的液体燃料和空气充分混合后提供给气缸，保证燃烧过程正常进行。通过控制化油器可以按发动机不同的运行工况，以合适的空燃比，按所需的混合气流量将油气混合气输送给动力。雾化的过程有二部分：一是在化油器的泡沫管横孔处、二是在喉管孔处。摩托车化油器从结构上分为拉线式和等真空式的机械控制方式，都是通过柱塞在喉管中的垂直移动，改变化油器喉管的截面积。这样，只要改变柱塞的位置，就可以改变油气1、摩托车化油器概述混合气进入汽缸的量，只要油针的形状、尺寸设计的合适，并与柱塞配合得当，就可以得到所需的可燃混合气体的浓度，保证发动机由小负荷到中负荷、大负荷和全负荷，使过量空气系数α由0.8-1.1-0.85变化，接近理想化油器特性要求。2、摩托车化油器的工作原理2.1化油器的任务:化油器是一种将燃油（通常是汽油）雾化成细小的颗粒，并将燃油与空气混合成雾状的混合气供应给发动机燃烧室的装置，这时的空气与燃油的重量比例就是我们所说的空燃比。化油器所提供的混合比与供应量应符合发动机不同情况下的具体要求。化油器的作用：将燃油雾化成细小的颗粒，并将空气和燃油在对应的工况、按适当的比例、以一定的量进行混合，形成良好的可燃混合气提供给发动机。适当的比例：指合适的空燃比（14.7）；2、摩托车化油器的工作原理2.2雾化原理和各供油系统：化油器的燃料供给系统中，汽油必须与空气进行混合形成混合气后，才能进入发动机。上图表示了简单化油器的构造原理和可燃混合气的形成过程。下图属于化油器的部分有喷孔1、至油箱的油管2、浮子支撑销3、汽油4、化油器浮子系统5、浮子6、针阀7，浮子窒6中贮存着自汽油2、摩托车化油器的工作原理箱输送来的汽油。由于喷管口高于浮子室中的油面约2-5mm，所以汽油不可能自动流出。浮子室顶部有平衡孔通大气，故若在喷孔口处造成足够大的真空度，即可将浮子室中的汽油吸出喷孔。2、摩托车化油器的工作原理为了在喷孔口处形成吸油所需要的真空度，空气管的中段做成通道截面积沿轴向变化的细腰管（称为喉管），其最窄处称为喉部。喷孔即插入喉管内，并使喷孔口位于喉部。空气管的两端分别与空气滤清器和发动机进气管相连。在进气行程中，进气门7开启，活塞由上止点下行，气缸容积增大，缸内压力pa小于大气压力Po，在真空度△pa=Po-pa的作用下空气便经空气滤清器，化油器空气管及进气管4向气缸流动。由于进气系统在进气过程中有阻力，所以化油器空气管中的压力也小于大气压力。从流体力学可知：凡流体（气体或液体）在管道中流动时，若管道各处截面积不同，则流体流经各处时的流动速度和静压力也不同。截面积愈小之处，其流速愈大，而静压力愈低。这是因为流体都是由单个分子组成的，是不连续的，假如有两个分子流经截面较小的喉管，一个落后一点，前面一个分2、摩托车化油器的工作原理子进入喉管时首先加速，与后面的分子拉开了距离。第二个分子进入喉管后再加速，但已赶不上前面的分子，它们之间的距离较以前变得更远，即空气变稀。喉管部分产生真空的原因是由于空气变稀。由图5-9可见，喉管喉部的截面积最小，因而喉部的空气流速最大，静压力最低，则喉部压力几更小于大气压力Po，即喉部存在着真空度却△Ph=pa-ph。浮子室因有孔通大气，故浮子室内的压力基本上等于大气压力Po：于是在浮子室内和喷管口处（即喉部J存在压力差，即在喉部真空度△Ph的作用下，汽油便会自浮子室经喷管吸入喉管中，喉管处的空气流速大约等于汽油流速的25倍，因此从喷管喷出的油流即被高速空气流冲散成为大小不等的雾状颗粒（即所谓雾化），且与空气混合，经进气门被吸入气缸。油雾中的较小油粒，在2、摩托车化油器的工作原理随空气流动的过程中，一部分立即蒸发成汽油蒸汽，而一时尚来不及蒸发的部分，则在流经进气管时或在进气行程中在气缸内陆续蒸发；油雾中较大的油粒跟不上气流，便沉积在化油器和进气管壁上形成油膜，油膜被混合气流带动，缓慢地流向气缸，然后在气缸内受热蒸发。2、摩托车化油器的工作原理2、摩托车化油器的工作原理由于摩托车行驶情况在不断地变化，所需的发动机功率也应作相应地变化。在摩托车行驶过程中，改变发动机功率是通过改变吸入气缸可燃混合气的量来实现的。为此，化油器中设有节气门3或节气阀。节气门通常为一椭圆形片状阀门，可以绕其短轴转动一定角度。节气门的开度由摩托车手把上的油门控制器操纵把控制，驾驶员将油门控制器操纵把转到最大位置，节气门即转到图5-9所示的水平位置，此时进气通道截面积最大；驾驶员完全放松油门控制器操纵把时，节气门3便向垂直位置转动，将进气通道截面积减至最小。在发动机转速不变时，节气门开度愈大，则整个进气管道中的阻力愈小，空气管内的空气流量和流速愈大，从而使喉部的空气流量和流速愈大，真空度便愈大。喉管真空度△Ph增大，就使得流出喷管的汽油流量也随之增大，因而加大了发动机的功率。应当指2、摩托车化油器的工作原理出，对于结构已定的化油器，影响喷管出油量的主要因素是喉管真空度△Ph，而影响喉管真空度△Ph的因素除节气门开度之外，还有发动机的转速。当节气门开度一定时，发动机转速愈高，则气缸内真空度△Pa。愈大，喉管中空气流速和真空度△Ph也就愈高。为保证可燃混合气的浓度符合预定值，有必要精确控制空气流量和汽油流量。气缸内真空度一定时，空气流量决定于化油器喉部的形状和尺寸。在喉管真空度△Ph-定时（设浮子室中的气压和油面高度不变），汽油流量决定于浮子室底部出油量孔5的形状和尺寸。这种用以控制汽油流量的小孔称为量孔，对其尺寸精度的要求很高。量孔一般不在浮子室上直接钻出，而是开在一个特制的铜螺塞或铜管上，再装入浮子室。更换不同孔径的量孔即可获得不同的出油量，使化油器能适用于其他发动机。2、摩托车化油器的工作原理量孔尺寸确定后，出油量便只能取决于量孔两端的压力差。量孔两端的压力差包括油压差（与油面高度成正比）和油面上的气压差两部分。当浮子室内和喷管内的油面高度都不变时，如前所述，出油量只取决于喉管真空度△Ph。但汽油箱向浮子室输入的油量和浮子室输出的油量总是不平衡的，这将使浮子室中的油面高度变化不定，因而即使喉管真空度保持不变，量孔两端的压力差也会因两端的油压差的变化而变化，从而使汽油流量发生变化，这样势必使得精确控制出油量实际上成为不可能，故必须设法保持浮子室油面高度基本稳定。为此，浮子室(图5-10)中装有由浮子6和针阀7所构成的浮子机构。针阀支靠在浮子上，二者可一同随油面起落。当浮子室油面达到规定高度时，浮子正好将针阀压紧在浮子室进油口的阀座上，汽油便不能流入浮子室2、摩托车化油器的工作原理随着汽油的消耗，浮子室油面下降，浮子下落针阀也下降，进油口开启，汽油又流入浮子室，直到针阀被浮子顶起关闭进油口为止。浮子机构的这种自动调节作用保证了浮子室油面高度的基本稳定。2.3混合气的浓度与发动机性能的关系可燃混合气是指空气与燃油的混合气，其成分对发动机的动力性和经济性有很大影响。理论上lkg汽油完全燃烧所需的空气为14.7kg，约3.38kg的氧，氧在空气中只占23%。故对于汽油机而言，空燃比为14.7的可燃混合气可称为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于14.7，则意味着其中汽油含量有余（亦即空气含量不足），可称之为浓混合气。同理，空燃比大于14.7的可燃混合气则称为稀混合气。应当指出，对于不同的燃料，其理论空燃比数值是不同的。在我国及俄罗斯等国，通用的可燃混合气成分指标是用过量空气系数表示的，常用符号为α，其表达式为：由上面的定义表达式可知：无论使用何种燃料，凡过量空气系数α=l的可燃混合气统称为理论混合气；αl的为浓混合气；αl的则为稀混合气。理论上，对于α=l的理论混合气而言，气缸内空气中的氧正好使其中全部燃料完全燃烧。但实际上由于时间和空间条件的限制，汽油微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=l，汽油也不可能完全燃烧。要使混合气中的汽油能完全燃烧，必须是αl的稀混合气。从图5-12所示的实例中可以看出，该发动机在α=l.l时，燃料消耗率最低，即经济性最好。这就说明在此种浓度的混合气中，有适量富余的空气，才2、摩托车化油器的工作原理可能使汽油完全燃烧。经验表明，对于不同的汽油机，相对于最低燃料消耗率的混合气成分不同，一般在α=1.05-1.15的范围内。如果混合气过稀(α1.15)，虽然混合气中的汽油可以保证完全燃烧，但是由于过稀的混合气使燃料的燃烧速度降低，在燃烧过程中，有很大一部分混合气的燃烧会在活塞向下止点移2、摩托车化油器的工作原理2、摩托车化油器的工作原理动时，燃烧空间容积很快增大的情况下进行，这部分混合气燃烧放出的热量中变为机械功的相对较少，而通过气缸壁传给冷却水散失的热量却相对增多，使汽油机的经济性和动力性都相应变坏。在混合气严重过稀的情况下，燃烧过程甚至可能拖延到下一个循环的进气过程开始以后，此时残存在气缸中的火焰将通过开启着的进气门，将进气管中的混合气点燃，造成进气管回火，产生拍击声，加之过稀的混合气燃烧时，单位容积的混合气所能放出的热量也较少，结果使汽油机输出的功率下降，因此不能对发动机供给这种过稀的混合气。3、四大油系各系统的组成化油器四大油系各系统组成：1、进油系：在化油器正确安装后，油箱开关接通之前，浮子随自重作用带动针阀组件下降，此时针阀座小孔打开；油箱开关接通后，燃油从进油管流入到针阀座小孔，并储存在浮子室内中，随着浮子室内油面的上升，浮子受燃油的浮力作用带动针阀组件上升，当浮子室内的油面达到一定高度时，针阀将针阀座小孔完全密封，此时不再进油。随着燃油的消耗，浮子室内的油面下降，浮子带动针阀下降，针阀与针阀座小孔形成间隙，燃油又流入浮子室内。在发动机运转过程中，化油器的进油系统处于动态平衡过程。3、四大油系各系统的组成3、四大油系各系统的组成2、主供油系：它是由主空气量孔、柱塞油针组件、主喷嘴、主泡沫管、主量孔等组成。汽油机在中、小负荷运转时，理想的混合气浓度是随着负荷上升（节气门开度加大）而减稀；待进入大负荷时，又希望随节气门开度加大而混合气很快加浓。简单化油器不能满足这种要求，为此，采用“渗入空气”和“可调喷油量”的方法改进主供油系，如图6-34所示。在柱塞式节气阀的中心装有插入主喷嘴内的主油针，油针与主喷嘴之间形成环圆环状出油通道（如图6-35所示）。油针随随节气门向上运动，环状喷油通道截面积增大，出油量增多。同时，增设了与主油道相通的空气通道（图6-34中5），由于进气室压力高于主喷嘴出口处压力，于是有些空气经空气通道渗入主油道，与汽油混合一起喷出。当负荷越大，空气通道两端压力差越大，渗入的3、四大油系各系统的组成空气量也越多，减稀混合气的作用也越大，并且，渗入的空气还可以将主油道内的汽油泡沫化，改善喷出汽油的雾化。3、四大油系各系统的组成综上所述，随着柱塞的拉起（油门加大），喉管流通面积增加，流经的空气量增加，主泡沫管处的真空度增加，燃油从主量孔流入主泡沫管并与从主泡沫管孔形成的间隙流出，再与通过喉管的空气混合进入汽缸。在柱塞上升的过程中，怠速喷孔处的真空度降低，出油量逐渐减小。3、怠速油系：怠速是指发动机在对外无功率输出的情况下以最低稳定转速运转，此时混合气燃烧后所作的功，只是用以克服发动机内部的摩擦阻力，使发动机保持在最低转速下稳定运转。当发动机怠速及低速工况运转时，柱塞处于最低位置（或节气门开度小），流经喉管的空气流速很低，产生不了从主泡沫管吸出燃油所需的真空度，为了能保证发动机怠速运转，而专门设置了怠速油系。怠速孔位于柱塞与喉管形成的最小截面