04化油器式汽油供给系概述.ppt

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1、第4章 汽油机传统供给系学习目标 了解化油器式供给系统装置掌握简单化油器与可燃混合气的形成熟悉可燃混合气成分与汽油机性能关系掌握化油器的各工怍系统返回首页返回首页下一页下一页第4章 汽油机传统供给系教学内容 4.1 概述 4.2 简单化油器与可燃混合气的形成 4.3 可燃混合气成分与汽油机性能关系 4.4 化油器的各工作系统 4.5 化油器类型 4.6 汽油机辅助装置 本章小结4.1 概述一、概念1.可燃混合气汽油与空气混合并处于能着火燃烧的浓度界限范围内的混合气2.可燃混合气浓度可燃混合气中燃油含量的多少二、作用根据工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，在临近压缩终了时燃烧

2、而作功，将燃烧产物排入大气 4.1 概述三、组成化油器式发动机供给系统的装置（1）燃油供给装置，包括油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管等，（2）空气供给装置，空气滤清器，进气消声器。（3）化油器。（4）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。汽油自油箱流经汽油滤清器 4.1 概述四、工作过程汽油自油箱流经汽油滤清器滤去所含杂质后，被吸入汽油泵。汽油泵将汽油泵入化油器中。空气则经空气滤清器滤去所含灰尘后，流入化油器。汽油在化油器中实现雾化和蒸发，并与空气混合形成可燃混合气，经过进气管分配到各个气缸。混合气燃烧生成的废气经排气管与排气消声器等被排到大气中。指示油面高度4.1 概述4.

3、1 概述五、汽油石油提炼而得的密度小又易于挥发的液体燃料，由多种碳氢化合物组成。1.提炼方法（1）直馏汽油将石油加热，在4050至175210的温度范围内蒸发出来的轻馏分蒸气冷凝的产物（2）裂化汽油热裂化汽油催化裂化汽油:目前使用较多4.1 概述2.性能指标（1）蒸发性 容易蒸发的程度,通过燃料的蒸馏试验来测定 A.10蒸发温度与汽油机冷态起动性能有关。此温度低，表明汽油中所含的轻质部分低温时容易蒸发，发动机容易起动。B.50蒸发温度表明汽油中的中间馏分蒸发性的好坏。此温度低，汽油中间馏分就易于蒸发，汽油机的预热时间短，暖机性能、加速性能和工作稳定性好。4.1 概述C.90蒸发温度与终馏点判定

4、汽油中难以蒸发的重质成分的含量。此温度越低，表明汽油中重馏分含量少，有利于可燃混合气均匀分配到各气缸，燃烧完全D.气阻汽油供给管路受热升温。当温度升高到使汽油蒸气压达到管路系统压力时，管路中将产生大量汽油蒸气泡，妨碍液态汽油流动，使汽油流量减少到不足以维持发动机正常运转，导致发动机失速。发动机所用的汽油蒸发性强，易发生气阻 4.1 概述（2）抗爆性汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，A.爆燃危害发动机过热、排气冒烟、油耗增大和功率下降等。B.评价辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。4.1 概述C.测定方法对比试验的方法一台专用可变压缩比的单缸试验机上，先用被测汽油作为燃料，在一定条件

5、下运转。试验中逐步提高压缩比，直至试验发动机产生标准强度的爆燃为止。在该压缩比下，换用由一定比例的异辛烷和正庚烷混合而成的标准燃料，异辛烷辛烷值为100，正庚烷辛烷值为0，在相同条件下运转，改变标准燃料中异辛烷和正庚烷的比例，直到单缸试验机产生前述标准强度的爆燃时为止。最后一种标准燃料中异辛烷含量的体积百分数即为被测汽油的辛烷值。4.1 概述（3）燃料热值指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量汽油的热值约为44000kJkg 4.1 概述4.2 简单化油器与可燃混合气的形成一、燃混合气形成的前提混合气能在约为0.010.02s短时间内形成，必须将燃料雾化成极微小的油滴，使蒸发面积增加。化油器式混合

6、气形成装置是利用吸入空气流的动能实现汽油雾化4.2 简单化油器与可燃混合气的形成二、简单化油器的结构1.组成浮子机构（由浮子和针阀组成）和量孔的浮子室、喷管、带有喉管空气管以及节气门。4.2 简单化油器与可燃混合气的形成2.结构（1）浮子室浮子室连同喷管是一个壶状的容器，喷管口高于浮子室油面，汽油不能自动流出。顶部有孔通大气，在喷管口处造成足够大的真空度，可将浮子室中的汽油吸出喷管。4.2 简单化油器与可燃混合气的形成（2）喉管空气管的中段,通道截面积沿轴向变化的细腰管喷管插入喉管内，并使喷管口位于喉部附近。（3）空气管空气管的两端分别与空气滤清器和发动机进气支管相连。4.2 简单化油器与可燃

7、混合气的形成三、简单化油器的原理（1）真空度进气行程中，进气门开启，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P0，在真空度P=P0-Pa的作用下，空气便经空气滤清器、化油器空气管及进气支管向气缸4.2 简单化油器与可燃混合气的形成（2）混合气形成 在浮子室内和喷管口处的压力差，即喉部真空度p，的作用下，汽油自浮子室经喷管4喷入喉管中。喉管处的空气流速大约等于汽油流速的25倍，因此由喷管喷出的油流即被高速的空气流冲散，成为大小不等的雾状颗粒，与空气混合，经进气支管7被分配到各个气缸。油雾中的较小油粒，在随空气流动的过程中，一部分立即蒸发成蒸气，而一时尚来不及蒸发的部分则在流经进气

8、管时或在进气行程和压缩行程中在气缸内陆续蒸发。4.2 简单化油器与可燃混合气的形成（3）节气门 一个椭圆形的片状阀门，可以绕其短轴转动一定角度。与驾驶室内的加速踏板用一系列杆件相连接。驾驶员将加速踏板踩到最低位置，节气门即转到垂直位置，此时混合气的通道截面积最大。驾驶员完全放松加速踏板时，节气门便向水平位置转动，将空气管通道截面积减至最小。在发动机转速不变时，节气门开度越大，则整个进气管道中阻力越小，空气管内的流量和流速越大，从而喉部的空气流速、流量和真空度便越大。喉部真空度P增大，就使得流出喷管的汽油流量也随之增加，因而加大了发动机功率。（4）量孔 为了保证可燃混合气的浓度符合预定数值，有必

9、要精确地控制空气流量和汽油流量。在气缸内真空度一定时，空气流量决定于喉部的形状和尺寸。浮子室中气压和油面高度不变时，喉部真空度一定，汽油流量决定于浮子室底部出油孔的形状和尺寸。这种用以控制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塞或铜管上，再装入浮子室。若换装不同尺寸的量孔，即可获得不同的出油量。（5）出油量只取决于喉管真空度P 量孔尺寸确定后，出油量便只取决于量孔两端的压力差。量孔每一端的压力都包括与油面高度成正比的油压和油面上的气压两部分。当浮子室内和喷管内的油面高度都不变时，出油量只取决于喉管真空度P（6）喉管真空度P的主要因素 节气

10、门开度：发动机转速不变时，节气门开度越大，真空度越大 发动机转速：当节气门开度一定时，发动机转速越高，气缸内真空度越大，喉管中的空气流速和真空度也就越高 4.2 简单化油器与可燃混合气的形成4.2 简单化油器与可燃混合气的形成四、简单化油器特性1.特性转速不变时，简单化油器所供给的可燃混合气浓度随节气门开度变化的规律2.规律节气门小开度范围内，节气门开度加大，汽油流量增加比空气流量增加要快，可燃混合气明显地逐渐由稀变浓。继续加大节气门开度，趋势仍然存在，但汽油流量和空气流量增长率逐渐接近，混合气浓度逐趋稳定。4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系一、可燃混合气成分评定1.空燃比空气与燃料的质

11、量比理论上，1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg。理论混合气:=14.7浓混合气:14.72.过量空气系数a燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量的比值理论混合气:a1浓混合气:a1稀混合气:a14.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系二、可燃混合气成分对发动机性能的影响1.试验在发动机转速一定和节气门全开条件下，流经化油器的空气量即为一定值。通过改变汽油量孔尺寸以改变供油量，可得到过量空气系数a不同的可燃混合气。分别以不同a值的可燃混合气供入发动机，测出相应的发动机功率和燃油消耗率4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系2.结果发动机功率Pe和燃油消耗率b

12、e随过量空气系数a而变化。图示为某一汽油机在转速不变和节气门全开条件下试验所得功率Pe和燃油消耗率be随a值而变化的关系，图中纵坐标为Pe和be的相对值。4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系3.分析 1）.a1.0 理论上，对于a1.0的理论混合气而言，所含空气中的氧正好足以使其中全部燃料完全燃烧。实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油细粒和蒸气不可能及时地与空气绝对均匀地混合，a1.0，汽油也不可能完全燃烧。4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系2）.a1.051.15 要使混合气中的汽油都能完全燃烧，混合气必须是a1.0的稀混合气。从实际试验中可以看出，发动机在a1.10时，燃油消耗

13、率最低，即经济性最好，此混合气称为经济混合气。这就说明在这种混合气中，有适量富余的空气，正好能使汽油完全燃烧。经验表明，对于不同的汽油机，相应于最低燃油消耗率的混合气成分一般在a1.051.15的范围内。4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系 3）.a1.15 1.35 混合气过稀，使混合气燃烧速度低，在燃烧过程中，有很大一部分混合气的燃烧是在活塞向下止点移动时，燃烧空间容积很快增大的情况下进行的，这部分混合气燃烧放出的热量中转变为机械功的相对较少，而通过气缸壁面传给冷却液而散失的热量却相对增多，使汽油机的动力性和经济性都相应变坏。在严重过稀的情况下，燃烧过程甚至可能拖延到下一个循环的进气过

14、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，结果汽油机输出的功率下降。4）.a 1.301.40 当混合气稀到1.301.40时，燃料分子之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播的程度，以致发动机不能稳定运转，甚至缺火停转。1.301.40值称为过量空气系数的火焰传播下限 5）.a0.85 0.95 在节气门全开而转速保持一定的情况下，该发动机在a0.90时，输出功率最大，此混合气称为功率混合气。经验表明，对于不同的汽油机，a0.850.95的混合气中，汽油分子相对较多

15、，混合气燃烧速度高，热损失小。如果其他条件相同，用这种成分的混合气工作的汽油机所输出的功率将是最大的。但是，这种混合气中空气含量不足，必将有一部分汽油不可能完全燃烧，因而发动机的经济性较差。6）.a 0.85 0.45 混合气过浓，由于燃烧很不完全，气缸中将产生大量的一氧化碳甚至还有游离的碳粒，造成气缸盖、活塞顶、气门和火花塞积炭，排气管冒黑烟，排气污染严重。废气中的一氧化碳还可能在排气管中被高温废气引燃，发生排气管“放炮”现象。此外，由于这种混合气的燃烧速度也较低，有效功率也将减小，燃油消耗率则将增高。7）.a 0.400.50当混合气加浓到aO405左右时，由于燃烧过程中严重缺氧，也将使火

16、焰不能传播，此a值称为过量空气系数的火焰传播上限 4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系4.结论汽油机工作时，混合气成分a在0.81.2范围内调节节气门全开，a=0.850.95，可得到较大功率。a=1.051.15，得到较好燃料经济性。在各种不同开度时，节气门开度越小，即发动机负荷越小，相应最大功率的a值越小。在各种不同开度下，存在着一个燃油消耗率最小的a值，但其数值是随发动机负荷的减小而降低最经济的可燃混合气成分并不总是稀的。在小负荷范围内，混合气在较浓时,才能保证发动机工作最经济 混合气类型现象火焰传播上限1.40-不工作4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系三、汽车发动机各种工况对

17、可燃混合气成分的要求1.汽油机工作特点（1）工况变化范围很大，负荷可从0变到最大，转速从最低稳定转速变到最高转速，有时工况变化迅速。（2）在汽车行驶的大部分时间内，发动机是在中等负荷下工作的。轿车发动机负荷经常是4060 ，而货车则为7080。4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系2.各种使用工况对混合气成分的要求（1）稳定工况对混合气成分的要求A.怠速和小负荷a:0.60 0.80 ;0.70 0.90B.中等负荷a:1.05 1.15C.大负荷和全负荷 a:0.85 0.954.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系（2）过渡工况A.冷起动a:0.40 0.60B.暖机随温升，从起动时的极

18、小值逐渐加大到稳定怠速所要求的数值 C.加速节气门突然开大时，额外添加供油量，以使混合气加浓到足够的浓度 D.急减速 急减速时，化油器中的节气门缓冲器减缓节气门关闭的速度和限制节气门开度，避免混合气过浓 工况原因起动0.20.6a、冷机不利于汽油蒸发b、转速低、活塞速度慢、产生的真空度小、空气流速慢怠速0.60.8a、发动机转速低 b、节气门开度小小负荷0.70.9a、发动机转速低 b、节气门开度小中负荷0.91.1从经济性出发满负荷0.850.95从动力性出发4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系3.理想化油器特性正常运转时，在小负荷和中负荷工况下，要求化油器能随着负荷的增加供给由较浓逐渐

19、变稀的混合气成分；进入大负荷范围直到全负荷工况下，要求混合气由稀变浓，最后加浓到能保证发动机发出最大功率 4.3 可燃混合气成分与汽油机性能的关系4.理想化油器简单化油器特性比较（1）两者截然相反A.在怠速工况下，喉管真空度太低而根本不能出油，实际上吸入气缸的只是纯空气，即aB.节气门开度大到一定程度后，开始有燃油流出，但混合气仍然很稀。C.随节气门开度增大，混合气反而逐渐变浓，一直到节气门全开为止。D.在起动和加速时应使混合气加浓的要求，简单化油器无法满足（2）措施改进化油器的结构,采用自动调配混合气浓度装置 4.4 化油器的各工作系统一、主供油系统1.作用发动机正常工作时，化油器所供给的混

20、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成分 2.方案降低主量孔处真空度 加设空气量孔,引入少量空气，适当降低吸油真空度，抑制汽油流量的增长率，使混合气的变化规律变为由浓变稀，以符合理想化油器特性的要求4.4 化油器的各工作系统3.原理发动机未工作时,主喷管、通气管和浮子室的油面等高。发动机开始工作,节气门开度逐渐加大到足以使汽油从主喷管喷出时,通气管中的汽油面即下降，空气通过空气量孔流入通气管。当喉管真空度大到能使通气管中油面降到主喷管入口处,空气量孔流入的空气渗入油流中形成泡沫，随油流经主喷管流入喉管,燃油流量比没有空气量孔时要小。混合气较稀。燃油中有少量空气渗入,喷出的

21、油液呈泡沫状,有助于燃油的雾化和蒸发4.4 化油器的各工作系统4.4 化油器的各工作系统二、怠速系统1.作用保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气，a值为06082.方案怠速时，发动机转速低，节气门近于全闭，节气门前方的喉管处真空度很低，不能将汽油由主喷管吸出。但节气门后面的真空度高，利用这个条件，另设怠速油道，其喷口即设在节气门后4.4 化油器的各工作系统3.原理怠速喷口、怠速调整螺钉、怠速过渡孔、怠速量孔、怠速空气量孔、怠速油道及限止螺钉等组成 4.4 化油器的各工作系统三、加浓系统1.作用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a=0.850.95，使发动机发出最大功率

22、2.方案（1）械式加浓系统（2）真空式加浓系统 4.4 化油器的各工作系统3.机械式加浓系统1）结构 在浮子室内装有加浓量孔和加浓阀，加浓量孔与主量孔并联，加浓阀上方有推杆，与拉杆固连为一体，拉杆又通过摇臂与节气门轴相连 2）.原理当节气门开启时，摇臂转动，带动拉杆和推杆一同向下移动，只有在节气门开度达到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，与从主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出。这样便增加了汽油的供给量，使混合气加浓。正确选择加浓量孔的尺寸，便可保证在大负荷范围内混合气由稀转浓，直到全负荷所需的最大浓度 3）.特点 加浓系统起作用的时刻只与

23、节气门的开度有关，也就是只与负荷有关，而与发动机的转速无关 而发动机的进气量、发动机的功率与节气门开度的关系并不是线性的4）.功率停滞随着节气门开度的加大，一开始，发动机功率P增长率很大，以后逐渐减小，在还未达节气门全开时，P对 的增长率就几乎等于零，这种现象称为“功率停滞”。在汽车行驶中，当需要加速时，驾驶员踩下加速踏板，就会感到反应很迟钝，有一种“踩空”了的感觉，车速提高不起来，一直要踩到机械加浓系统起作用的节气门位置上时，混合气才得到加浓，车速才会上升。不同的发动机转速下，发生“功率停滞”的节气门开度是不同的。在比较低的转速n1下，节气门开度为1时功率P就开始停止增长；而在比较高的转速n

24、2下，“功率停滞”现象则产生于节气门开度较大的2时 。在任何转速下，都是当节气门尚未达到全开时，已经不可能单靠增大节气门开度的方法来增加功率，而必须利用加浓系统。当采用机械加浓系统时，加浓的作用点开始于节气门开度为3时。如果这对高速工况而言是恰当的，那么对于低速工况而言则显得过迟了，因为功率停滞阶段延续得过长 4.4 化油器的各工作系统4.真空式加浓系统1）.结构 推杆与位于空气缸中的活塞连接，在推杆上装有弹簧。空气缸的下方借空气通道与喉管前面的空间连通，空气缸的上方有空气通道通到节气门后面 2).原理中等负荷时,转速不是很低,喉管前方的压力几乎等于大气压，节气门后的压力较小，在压差的作用下，

25、活塞在上方位置，加浓阀关闭，大负荷时，节气门后的压力增加，压差减小，弹簧伸张，活塞下落，加浓阀打开，额外的燃油加浓量孔流入主喷管，与从主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出。这样便增加了汽油的供给量，使混合气加浓。4.4 化油器的各工作系统4.4 化油器的各工作系统四、加速系统1.作用节气门突然开大时，及时将额外燃油一次性地喷入喉管，使混合气临时加浓2.必要性在一定的使用条件下，加速前进或超车时，就要急速地加大节气门开度，使发动机功率迅速增大，此时要求供给浓混合气。但简单化油器在节气门突然开大时，短时间内气缸中混合气会变得过稀，甚至有使发动机熄火的可能 3.方案活塞式机械加速泵方案4.4 化油器

26、的各工作系统4.原理在浮子室内有一泵缸，泵缸内有活塞，活塞通过活塞杆及弹簧、连接板与拉杆相连，拉杆由固装在节气门轴上的摇臂操纵，加速泵腔与浮子室之间装有进油阀，泵腔与加速量孔之间的油道中装有出油阀。进油阀在不加速时，在本身重力作用下，经常开启或关闭不严，而出油阀则靠重力经常保持关闭，只有在加速时方能开启4.4 化油器的各工作系统4.4 化油器的各工作系统五、起动系统1.作用发动机在冷态下起动时，在化油器内形成极浓的混合气，0.20.6,使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸气，以保证发动机能够顺利起动。2.方案喉管之前装一个阻风门,用弹簧保持它经常处于全开位置 4.4 化油器的各工作系统4.5 化

27、油器分类一、按气流流动方向分类上吸式、下吸式和平吸式三种下吸式应用最广泛，特点：1）弯道少，进气阻力较上吸式的小，有利于提高气缸充量系数和发动机功率；2）化油器装在进气管上方，便于调整和保养。3）油滴易流入气缸二.按重迭喉管数分类单喉管、双喉管、三喉管三种多重喉管解决充气量与汽油雾化的矛盾。三.按空气腔数目有单腔式、双腔并动式、双腔分动式双腔并动式：解决高速多气缸的各缸吸入混合气数量和浓度不一致的问题，双腔分动式：解决高速大功率发动机的动力性和经济性的问题4.6 汽油供给辅助装置一、汽油箱汽油箱的功用是储存汽油。其数目、容量、形状及安装位置均随车型而异。汽油箱的容量应使汽车的续驶里程达3006

28、00km。汽油箱由钢板或塑料制造。在汽油箱上还装有油面指示表传感器、出油开关和放油螺塞等。汽油箱内通常有挡油板，为的是减轻汽车行驶时汽油的振荡 二、汽油滤清器 汽油从汽油箱进入汽油泵之前，先经过汽油滤清器除去其中的杂质和水分，以减少汽油泵和化油器等部件的故障。滤芯多用多孔陶瓷或微孔滤纸制造。陶瓷滤芯结构简单，不消耗金属，滤清效果较好，但滤芯不易清洗干净，使用寿命短。纸质滤芯滤清效果好，结果简单，使用方便。现代轿车发动机多采用一次性使用、不可拆式纸质滤芯汽油滤清器，一般每行驶30000km整体更换一次。三、汽油泵汽油泵的功用是将汽油从汽油箱吸出，经油管和汽油滤清器泵入化油器浮子室。机械驱动式汽油泵由发动机配气机构凸轮轴或中间轴上的偏心轮驱动。本章小结化油器式供给系统装置简单化油器与可燃混合气的形成可燃混合气成分与汽油机性能关系化油器的各工怍系统返回首页返回首页上一页上一页