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化油器的构造和工作原理?

在汽车和摩托车上,化油器是一个很重要的领件。不同的型号它的结构也不同,请选一种型号为代表,讲一讲它的构造和工作原理?化油器的构造:

简单的化油器由上中下三部分组成,上部分有进气口和浮子室,中间部分有喉管、量孔、喷管,下部分有节气门等。浮子室是一个矩形容器,存储着来自汽油泵的汽油,容器里面有一只浮子利用浮面(油面)高度控制着进油量。中部的喷管一头进油口与浮子室的量孔相通,另一头出油口在喉管的咽喉处。

喉管呈蜂腰状,两头大中间小,其中间咽喉处的截面积最小,当发动机启动时活塞下行产生吸力,吸入的气流经过咽喉处时速度最大,静压力却最低,故喉管压力小于大气压力,也就是说喉管咽喉处与浮子室之间产生了压力差,即有了人们常说的"真空度",压力差愈大真空度愈大。汽油在真空度的作用下从喷管出油口喷出,因为喉管咽喉处的空气流速是汽油流速的25倍,因此喷管喷出的油流即被高速的空气流冲散,形成大小不等的雾状耘粒,即"雾化"。初步雾化的油粒与空气混合成"混合气",经节气门、进气管道(4)和进气门(5)进入气缸的燃烧室。在这里,节气门的开度大小和发动机转速决定了喉管处的真空度,而节气门的开度变化直接影响着混合气的比例成份,这些都是影响发动机运行的重要原因。

这里涉及到一个"空燃比"的概念,所谓空燃比是指空气质量与燃油质量之比,科学家认为1公斤汽油完全燃烧约需15公斤空气,即空燃比为15:1,这种空燃比的混合气称为标准混合气,由于这个数值在实践中难以实现,所以又称为"理论混合气"。空燃比大于标准混合气称为稀混合气,小于标准混合气称为浓混合气。

由于混合气的浓度变化与发动机在各种运行条件下的负荷变化紧密相关,简单的化油器远远满足不了这种随时变化的要求,因此人们在简单化油器上不断添加新的装置用于调整化油器的工作状态。发展到今天,就形成了有多种辅助装置的化油器,主要有怠速、加浓、加速、启动等装置。目前4缸发动机常见的化油器是双腔分动式化油器,它有两个喉管,按照发动机不同工况分别或同时工作。6缸发动机常见的化油器是双腔并动式化油器,它实际上是两个单腔化油器并在一起,每一个腔体负责一半数目的气缸的混合气供气。还有多腔化油器,装配在功率较大的发动机上。

化油器的多种功能装置之中,主供油装置是除怠速外,发动机其它各种工况都需要的供油装置,是化油器的基本供油结构。怠速装置是在怠速运行时提供少而浓的混合气的装置,以维持发动机稳定的最低转速。加浓装置是发动机大负荷时额外供油的装置,以弥补主供油不足。加速装置是当汽车加速时节气门开度突然增大时额外供油的装置,使发动机转速及功率能够迅速增高。启动装置是当发动机冷启动时提供极浓混合气的装置,常见方式是在喉管前方装一阻风门来控制进气量。

在这里特别要提一下怠速。怠速是最常用的发动机工况,用于发动机热启过程、不熄火停车、等等。对于汽车行驶性能有十分重要的意义,特别在城市中行驶,怠速的状况往往决定着汽车行驶的耗油量和排污程度。

发动机怠速运转的转速一般只有600-800转/分,节气门接近关闭,这样的转速所产生的喉管真空度无法将汽油从浮子室顺利吸出,但节气门后面的真空度却很高。因此只需在简单化油器的基础上另设一条怠速油道,其喷孔设在节气门之后,问题就迎刃而解了。

由于怠速需要少而浓的混合气,对发动机运行状况比较敏感,实现既要稳定又要最低转速的怠速状态,就要进行油量控制的调整和节气门最小开度的调整。现在的化油器怠速装置有两个调整螺钉,分别调整油量和节气门开度。同时,为了防止汽车关闭点火开关而发动机仍然运行的现象,在化油器怠速油道中还设有怠速电磁阀,专门负责开通和截止怠速油道,保障发动机能够迅速熄火。



化油器工作原理:

摩托车化油器看起来非常复杂,但是只要掌握一些原理,你就能把你的摩托车调整到最佳状态。所有的化油器都是在大气压力的基本原理下工作的。大气压是一种对万事万物施加压力的强大力量。它会有细微变化,但是通常情况下每平方英寸有十五磅压力(PSI)。这意味这大气压对任何事物的压力都是每平方英寸十五磅压力。通过改变引擎和化油器内的大气压,我们能够改变压力并使燃料和空气通过化油器流动。

大气压力会从高压扩散到低压。当二冲程引擎的活塞处于上止点(或四冲程引擎的活塞处于下止点)时,在曲轴箱里的活塞下面(四冲程引擎的活塞上面)会形成一个低压。同时这个低压也会引起化油器里的低压。因为在引擎和化油器外面的压力比较高,空气将会冲进化油器并且进入引擎直到压力被均衡。通过化油器流动的空气将会带动燃料,燃料将会与空气混合。
在化油器里面是一段喉管,见图片1。喉管是在化油器里面迫使空气加速通过的收缩部分。突然变窄的河流能被用来举例说明发生进化油器里面的情形。河水在靠近变窄的河岸时会加快速度,如果河岸连续变窄的话将会更快。相同的事情发生在化油器里面。加速流动的空气将会引起化油器里面的大气压力降低。本化油器为双腔型化油器,当发动机在比较低的负荷下,例如当下降到中速运转时,空气和燃油混合是在一个腔(喉管室)内进行的。而当发动机在重负荷下或在高速下运转时,空气和燃油是在二个腔(喉管室)内进行的。化油器利用喉管部的真空度,通过主喷嘴向进气歧管喷射所需要的汽油混合气。化油器由检测空气流量的喉管、计量燃油量的主量孔和主喷嘴,以及节气门和其他用于调节进气压力的零件构成。在短时间内汽油从输油泵的储油腔供给浮子室,浮子使浮子室内的汽油量始终保持恒定。在发动机进气过程中,当活塞在气缸内向下移动时,燃烧室内的空气变得稀保这时,空气就从空气滤清器通过化油器和进气歧管流入气缸。当空气通过化油器体的窄口部时其速度就升高,这个窄口部就是喉管。在这个区域空气压力下降,由此而吸入从主喷嘴喷出的汽油(经燃油滤清器过滤)。所喷出的汽油量主要由随节气门开度而变的空气流量所决定;此外还决定于喉道的负压。所喷出的汽油被高速的空气流分散并被蒸发,然后这些混合气被引入进气歧管。
在发动机停止时,如果汽油蒸气从浮子室通过通气口而大量聚积到进气歧管中时,则发动机再起动就将变得困难。
为了防止这种情况,装设了一个外部通气控制阀。当发动机停止时,这个阀开启,从化油器逸出的汽油蒸气被活性炭罐吸收,并再从那里吸入发动机。
1)浮子系统:浮子系统是用于临时储存从输油泵送来的汽油,并具有将聚积的燃油量(燃油液面)保持在恒定液面的功能。
2)第一低速系统:第一低速系统是在发动机低速运转时供给汽油,这时节气门仅开启极小的角度。
点火开关一关断,则电磁阀就关闭并停止向低速回路供给燃油。如将点火开关置于ON位置,则电流就流过电磁阀线圈,打开电磁阀而向低速回路供给燃油。
3)第一高速系统:第一高速系统是使用最频繁的系统,在此系统中空气通过喉管的通道而形成真空,并用于吸出汽油。这个系统在宽广的转速范围内生成燃油混合气,因此对化油器的性能有很大的影响。此高速系统的设计应能提供经济的混合气比。但是当进行大负荷运转时,则使用第二高速系统、动力系统等辅助系统。
4)第二低速系统:当辅助节气门的开度很小时,则流过辅助节气门一侧喉管的真空度低这时,第二主喷嘴无汽油喷出,而仅是从辅助节气门侧吸入空气,形成稀的空气燃油混合气。为了防止这种情况,低速系统由辅助节气门另一侧供给。
5)第二高速系统:在低负荷运转中仅吸入少量空气时,第一高速系统工作。但是,在中或高负荷运转中需要吸入大量空气时,仅第一高速系统不能提供足够的燃油混合气。因此,这时辅助节气门开启而同时使用二个高速系统。第二高速系统的结构是与第一高速系统相同的,但是因第二高速系统是在发动机大负荷输出时使用的,所以它的喉管和量孔都设计得比第一高速系统大。第一高速系统是从节省燃油的角度而设计的。而当发动机高负荷运转需要大量燃油时,第一高速系统就不能满足供油要求。这时,为了满足高负荷所需的大量燃油将通过动力系统予以供给,此系统向高速系统提供浓的空气燃油混合气。
6)加速系统:如在正常的行驶中急速踩下加速踏板使发动机提高输出负载,则这时就需化油器向发动机供给浓的混合气。尽管这时节气门被开启,一下子增加了很多空气量,但由于汽油比空气重,因此使混合气临时变希为了防止在加速过程中浓混合气供给的延迟状态而附加装设了加速系统。不管冷却液温度如何,加速泵始终处于运转状态,但辅助加速泵仅在冷却液温度低时才运转。
7)燃油滤清器:汽油中含有少量的水分和杂质。如果它们进入化油器中的狭小通管或喷嘴中,则将立刻会引起阻塞而使发动机熄火。燃油滤清器就用于清除燃油中杂质和水分。燃油通过滤清器中的滤芯时,流速降低,使燃油中的水分和杂质粒子等沉淀,而更轻的杂质被滤芯滤掉。燃油滤清器是整体式结构,不需分解即可更换滤清器部件。半透明的塑料滤清器的检查、拆装都很方便。
8)输油泵:
输油泵的作用是从燃油箱中泵出燃油供给
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