发动机在各种工况下对可燃混合气的要求

第6章化油器式汽油机燃油系统的构造与维修学习目标知识目标1．能简单叙述汽油机可燃混合气的形成方法以及发动机各种工况对混合气成分的要求。2．能正确描述化油器式燃料供给系组成、主要零部件构造和作用。能力目标1．能进行化油器式燃料供给系主要零部件的检修；2．会进行化油器、汽油泵的装配和调整；3．能对化油器式燃料供给系常见故障进行分析、判断并能够排除故障。第一节化油器式汽油机燃油系统的构造和工作原理一、作用和组成作用不断地输送滤清的汽油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不同的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，进入气缸燃烧，作功后将废气排入大气。组成汽油供供给装置包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管。空气供给装置空气滤清器。可燃混合气准备装置化油器。可燃混合气供给和废气排出装置进气管、排气管及排气消声器。二、简单化油器与可燃混合气的形成过程简单化油器由喷管、量孔、喉管、节气门、空气室、混合室以及由浮子、针阀、浮子室组成的浮子机构组成。工作原理(1)燃油的流出在气缸吸气过程中，气缸压力pa小于大气压力p0，在真空度p=p0-pa作用下，空气经化油器流入气缸。(2)燃油的雾化因化油器喉管截面积小，所以此处空气流速高，静压力ph低，即浮子室与喷管处产生压力差，ph=p0-ph,在真空度Δph作用下，克服了喉管口与液面间的压力差字浮子室流出，从喉管喷出，并被高速气流冲散雾化。(3)空气与燃油量的调节1）当发动机转速一定，节气门开度逐渐增大时，气流通道面积增大，流动阻力减小,流经喉管的空气流量和流速逐步增加，喉管真空度增大，使汽油量与空气量一同增加，从而增大发动机功率。同理当节气门关小时，则减小了发动机的功率。2）当节气门开度一定，发动机转速变化时，也会引起喉管真空度Δph的变化，从而使燃油流量发生变化。简单化油器特性(1)节气门刚开启时，喉管真空度Δph很低，不足以克服喷口与液面间的高度差，喷口无燃油喷出，吸入气缸的是纯空气。当节气门开至一定程度，汽油开始流出，混合气很稀。(2)节气门逐渐开大时，喉管真空度Δph逐渐增大，空气量与燃油量均增加。空气密度减小，汽油密度在一般压力下为常数，所以汽油流量的增长远高于空气流量的增长，混合气变浓。(3)再开大节气门开度至全开，至选定点a点时，汽油流量与空气流量的增长逐渐接近并处于饱和，可燃混合气成分趋于稳定。一定的喉管和量孔尺寸，对应一定的选定点a位置。(4)当节气门开度一定，发动机转速变化时，喉管真空度Δph变化，燃油量和空气量几乎均匀成比例的增加或减少。三、可燃混合气成分对发动机工作的影响可燃混合气成分的表示方法(1)用空燃比（A/F）表示空燃比（A/F）=空气质量（kg）/燃油质量（kg）理论上1kg汽油完全燃烧需14.7kg空气，即理论空燃比为14.7。(2)用过量空气系数α表示α=燃烧1kg燃料实际供给的空气质量/理论上完全燃烧时所需的空气质量=实际空燃比/理论空燃比。即燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比。发动机在各种工况下对可燃混合气的要求发动机工况是其工作情况的简称，它包括发动机的转速和负荷情况。发动机负荷是指汽车所施加给发动机的阻力矩，包括匀速、变速运动的阻力矩。汽车行驶时，发动机要发出等量的扭矩Me与阻力矩相平衡，因Me随节气门开度而变化，所以节气门开度即代表负荷的大小，如节气门全关、半开、全开分别为0负荷、中等负荷、全负荷。正常工况怠速小负荷工况(1)怠速是指发动机对外无功率输出，节气门开度为零。(2)混合气形成及燃烧特点转速低，雾化差，燃烧速度小，热损失大，需要浓而少的混合气，即α=0.7～0.9。中等负荷工况节气门开度在25%～85%之间，气缸内的新鲜混合气多，废气少，燃烧速度快，热损失小，要求α=0.9～1.1，此时经济性是主要的。大负荷和全负荷工况节气门开度达85%以上，是需要获得最大功率的工况。要求α=0.8～0.9，质浓量少，以满足动力性。过渡工况起动工况(1）冷机从静止到连续运转的过程，转速及温度低，雾化和着火条件差，需极浓而多的混合气，α=0.2～0.6。(2）连续运转到各部机件温度正常的热起过程。加速工况节气门突然迅速开大时，以增大发动机转速。由于节气门迅速开大，造成混合气瞬时变稀，这是因为：(1）汽油因其密度大，流动惯性大，其流量增加比空气慢。(2）由于瞬间空气流入进气管，使进气管内压力突然升高。更因冷空气来不及预热，使进气管内温度降低，燃油的汽化条件变坏，进气管中油膜加厚，混合气瞬时变稀。因此，需供给额外的加浓燃油，以防止混合气瞬时变稀。四、现代化油器的基本结构1.主供油装置作用保证发动机在中小负荷工作，供给随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气（α=0.8～1.1）。工作时机除怠速工况外，其余工况都工作。主供油装置2.怠速装置作用维持稳定的最低转速600~800r/min。多在发动机热起过程中、短暂停车、更换变速器挡位时短时间使用。组成怠速装置主要由怠速油量孔、空气量孔、怠速油道、怠速喷孔、怠速过渡喷孔、怠速油量调整螺钉、节气门开度调整螺钉等组成。3.加浓装置（1）机械加浓作用当节气门开度增至85%以上时，额外供给部分燃油，以得到较浓的混合气，使发动机发出最大功率，其供油量比在中、小负荷时多15%～20%。构造主要有加浓量孔、加浓阀、推杆、拉杆等组成。加浓量孔与主量孔并联，推杆与拉杆连成一体，拉杆又通过摇臂与节气门轴相连。（2）真空式加浓装置作用是维持经济混合气的补偿加浓，以防止大负荷时怠速反流和多重喉管的补偿过度危害，造成混合气过稀。构造为活塞式加浓装置，主要由加浓量孔、加浓推杆、活塞、弹簧、真空缸、真空道、空气道等组成。4.加速装置作用在汽车急需加速时，瞬间短期额外供油，防止混合气短时变稀，使发动机转速和功率迅速升高，克服加速时的惯性阻力。构造主要由加速泵、喷管和量孔、驱动件等组成。加速泵：由活塞、活塞杆、加速泵弹簧、出油阀、进油阀等组成。5.起动装置作用起动装置的作用是在发动机冷态起动时，供给极浓混合气α=0.2～0.6，起动包括：完爆过程和热起过程。要求(1)冷起动时，阻风门关，节气门微开，目的是使阻风门后面产生很高的真空度，主供油装置与怠速装置（三孔）同时供油。(2)连续运转后（完爆后），阻风门微开，节气门不动。(3)热起中，阻风门逐渐全开，节气门关闭。（4)热态起动时，所需混合气较稀，只需将节气门微开，阻风门半开或全关即可。五、汽油供给装置包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管。1.汽油箱作用储存汽油，其储备里程一般为200～600km。普通汽车具有一个汽油箱，越野汽车常有主、副两个汽油箱。安装位置货车油箱位于车架外侧、驾驶员座下或货台下面，轿车油箱装在车架后部。构造特点油箱多为薄钢板冲压焊制，内部镀锌或镀锡，有的用塑料铸制。油箱上部焊有加油管，内有可拉出的伸长管，加油管由油箱盖密封，同时为保证汽油泵正常工作，油箱盖设有空气阀与蒸汽阀。汽油箱2.汽油滤清器其作用是滤去汽油中的水分、杂质和胶质。可拆式汽油滤清器其外壳用锌、铝合金铸制，滤芯可用尼龙布制成。可定期清洗、多次使用或更换滤芯。不可拆式汽油滤清器，外壳用透明塑料制成，内装微孔细滤芯，一次性使用。3.汽油泵作用将汽油从油箱中吸出，并以一定压力将汽油送至化油器浮子室中。汽油泵的构造可拆式的机械膜片式汽油泵由上体、下体、泵膜总成组成。汽油泵的工作原理(1)吸油当凸轮轴转动时，偏心轮驱动摇臂使泵膜拉杆向下拱曲到最低位置。此时泵膜上的腔室容积增大，产生真空，将进油阀吸开，出油阀关闭，汽油便从进油腔吸入泵室。(2)压油当偏心轮偏心部分转离摇臂后，外摇臂在摇臂回位弹簧作用下回位，其斜面与内摇臂斜面分离，泵膜在其弹簧的作用下，连同内摇臂向上移动，使泵室容积减小，油压升高，关闭进油阀，打开出油阀，汽油经出油阀至化油器。供油压力的大小决定于泵膜弹簧的张力。(3)供油量的自动调节汽油泵的供油量随发动机耗油量的变化而自动调节。第二节化油器式汽油机燃油系的维修一、化油器的维修1．化油器的解体和清洗化油器解体之前应熟悉化油器的结构，按修理手册规定的顺序和技术要求作业。一般性清洗，只需将化油器上盖拆下，不需要全部解体。分解后的零件应浸泡在汽油或酒精中，用毛刷清洗，最好用化油器清洗剂喷洗。近年还出现了在燃油中加入清洗剂就车进行免拆卸清洗的新工艺。2．化油器的检修(1)化油器的常见故障①堵塞汽油中的杂质使油量孔和油道转弯处较易堵塞，引起混合气过稀；而空气量孔会被空气中的灰尘堵塞，引起混合气过浓。②渗漏渗漏可分为内渗漏和外诊漏两种情况。内渗漏的主要原因是化油器内部零件的密封失效，如针阀关闭不严或浮子渗漏，使浮子室油平面过高；加速泵进、出油阀不密封，使加速泵不能正常工作；真空通道漏气，会造成真空加浓装置失效等。外渗漏的原因主要有衬垫损坏、连接螺栓或接头松动、壳体破裂等。③磨损变形化油器节气门轴、阻风门轴、加速泵阀门、活塞、省油器球阀与柱塞等运动件经长期使用，会因摩擦和腐蚀使配合性能变差。节气门、阻风门、加速泵和省油器推杆与外部联动机构等会因碰擦等原因产生损伤和变形，使化油器工作性能下降。④调整不当化油器的调整包括怠速调整、节气门最小开度调整、自动阻风门调整、浮子室油平面调整、加速泵行程调整、加浓装置调整及怠速排放调整等。上述各项调整如有不当，对发动机的动力性、经济性、运转平稳性和排放性影响很大。一般应根据发动机的技术状况就车调整。(2)化油器主要零件的检修①浮子的检修。②针阀密封性的检修。③化油器喷管、量孔和油阀的检验。④化油器壳体的检修。4．3．化油器的调整(1)就车调整浮子室油面高度将车停放在平坦地面上，通过化油器浮子室油面观察窗检查油面高度，发动机怠速时，油面应位于观察窗刻度线±1mm处，不符时，可通过上体的浮子室盖上的油面调节螺钉进行调整。(2)怠速的调整应在点火系工作正常，水温333K以上，化油器阻风门全开，进气系统无堵塞和漏气现象的情况下调整发动机的怠速。①慢慢旋出节气门开度调节螺钉，使发动机转速尽可能低，但不熄火；②旋出或旋入怠速调节螺钉，使混合气加浓，提高发动机转速，至不能再上升为止。重复上述两项操作，直至怠速稳定在规定转速，发动机排放符合规定为止。二、汽油泵的维修对于整体式汽油泵，应按规定的更换周期进行更换。对于可拆式汽油泵，每次二级维护时均应检查汽油泵的工作性能：要求在规定的试验转速下的封闭压力和泵油量应符合原厂规定。汽油泵不泵油或泵油量不足的原因(1)汽油滤清器或化油器滤网堵塞；(2)摇臂磨损过大，或摇臂从拉杆孔中脱出；(3)膜片破损，泵油时从汽油泵底座上的小孔向外漏油；(4)阀门变形或阀座处有杂物，使阀门关闭不严。维修的方法是：清洗汽油泵并更换有关零件或汽油泵总成。三、汽油滤清器的维护1．可拆式汽油滤清器的维护汽车每行驶12000km时，应清洗滤芯。清洗时将滤芯放在清洁的汽油中用软毛刷轻轻刷洗，然后用压缩空气吹干。当行驶80000km时，应更换滤芯。滤芯破损时必须更换。在天气寒冷时，为防止滤清器内的积水结冰，造成供油中断，应经常从放油螺塞处放掉沉淀杯底部的积水。2．不可拆式汽油滤清器的维护应按规定的使用周期更换新的不可拆式汽油滤清器。四、空气滤清器的维护干式纸质空气滤清器的维护国产中型载货汽车每行驶10000km，应清洁空气滤清器一次。滤清器纸滤芯的更换周期为20000km。轿车发动机的空气滤清器的清洁周期一般要长一些。滤芯的更换周期为24000km。清除滤芯上灰尘的方法是：把滤芯放在平板上轻轻拍打或用压缩空气从滤芯的内侧向外吹。滤芯如有破损必须更换。在滤芯装复之前，滤清器外壳必须清洗干净。五、排气净化装置的维修曲轴箱通风装置(PCV阀)的检修PCV阀(即计量阀)堵塞后，会造成发动机怠速运转不稳或频繁熄火，机油会因此倒流入空气滤清器。维修时，应检查管路接口处有无松动漏气现象。确认完好后，使发动机怠速运转，用手反复捏住和放松通风管，检查PCV阀(计量阀)是否有响声，如无响声，表示管路或PCV阀有堵塞现象，应拆开清洗。第三节化油器式汽油机燃料供给系的常见故障诊断