Transcript 化油器式汽油机
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±1 mm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333 K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12 000 km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80 000 km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10 000km，应清洁空气滤清器 一次。滤清器纸滤芯的更换周期为20 000km。 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24 000km。 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 系的常见故障诊断与排除 一、不来油或来油不畅 1．故障现象 ①发动机不能发动，没有着火的迹象； ②发动机能发动，运转一段时间后动力下降，关闭阻风 门后稍有好转，最后熄火，再也不能发动； ③向化油器倒入少量汽油，能发动，但不久就熄火。 2．故障原因 (1)油箱内无油或油箱开关未打开。 (2)油箱吸油管至化油器进油管接头中某一部位有堵塞、 渗漏等故障。 (3)汽油泵失效或工作不良。 (4)化油器进油针阀卡死，浮子高度失调，进油口滤网堵 塞，主量孔堵塞。 (5)汽油中有水，不易燃烧或不能燃烧，冬季水结冰堵塞 油路。 (6)在夏季高温条件下，油管中产生气阻现象，导致油流 中断而产生来油不畅故障。 3.故障诊断与排除 二、怠速不良 1．故障现象 ①怠速运转不稳(发抖)； ②有“唧唧”的异响； ③怠速不能维持(熄火)； ④转速过高(不能调低)。 2.故障原因 ①漏气：进气歧管与缸体平面处衬垫漏气，化油器中、 下部连接处衬垫漏气； ②堵塞：怠速量孔堵塞，怠速油道堵塞，主量孔堵塞； ③调整不当：怠速调节螺钉调整不当，节气门开度调节 螺钉调整不当； ④损坏：节气门关闭不严或节气门轴松旷，节气门回位 弹簧弹力弱。 3．故障诊断及排除方法 ①检查是否有异响：将发动机转速定在一定的位置(转 速不宜过高)，查听是否有“唧唧”的异响声。如有，则有 漏气 的地方。如不易查明漏气部位时，可在化油器中、下部衬垫 处涂上机油，发现机油有被吸进的地方，即为漏气处，可用 紧固螺钉或加、减衬垫的方法排除。 ②调整怠速。 ③怠速过高无法调低：用手按节气门操纵臂，如怠速正 常，则为回位弹簧过弱或卡住。 如仍无效，则应检查节气门是否关闭不严或节气门轴松 旷。应根据具体情况更换零件或化油器总成。 ④节气门操纵机件无故障，怠速调整无效，故障在内油 路，即怠速量孔、怠速油道或主量孔堵塞。应清洗。 三、怠速排放超标 怠速时废气排放中的CO、HC值超出标准要求称为怠速排 放超标，严重时外观表现为排放黑烟，废气中有一股刺鼻的 气味和熏眼的感觉。 该故障属于供给系的原因有： ①怠速混合气调整螺钉调整不当或松动漏气； ②怠速空气量孔堵塞，致使混合气过浓，燃烧不完全； ③节气门安装不正确或调整不当，使节气门关闭不严， 导致燃油从喉管处被吸出； ④怠速油量孔堵塞或不密封，造成发动机怠速运转不正 常，排放超标。 四、加速不良 1．故障现象 ①急踏油门踏板突然加速时，发动机转速不能及时升 高，并出现“突突”放炮声，甚至熄火； ②突然加速时化油器回火； ③缓慢加速尚能提高发动机转速。 2.故障原因 ①加速装置连接钩脱落； ②加速喷管或油道堵塞； ③加速柱塞磨损过甚； ④加速泵弹簧弹力过弱； ⑤加速油道进出油阀失效。 3．故障诊断及排除方法 ①检查加速装置连接部位是否有脱落，可用手按节气门 臂观察连接钩情况。如果脱落，修复即可。 ②检查加速喷管是否堵塞，可拆下加速喷管螺钉，用手 操纵加速装置，看有无油从螺钉口处喷出，如有油喷出则为 喷管堵塞，可拆下排除。 ③打开化油器盖，手压柱塞下行，如从柱塞四周反油， 则为柱塞磨损过甚，检查弹簧是否失效或折断，检查进、出 油单向阀是否堵塞或失效。 4．检验 检修并装复后，起动发动机，从低速突然加速时，转速 立即提高，且运转稳定为良好。 五、混合气过稀 1.现象 (1)发动机不易发动； (2)怠速不稳，容易熄火； (3)踏下加速踏板转速不易提高，伴有回火； (4)行驶时动力不足，加速不良。 (5)发动机过热。 2.原因 (1)从油箱至化油器进油管接头有堵塞、渗漏或汽油泵效 能欠佳，导致供油不足。 (2)化油器进油针阀开度不足或浮子高度失调而造成浮子 室油平面过低。 (3)化油器主量孔或主供油道堵塞。 3.故障诊断与排除 六、混合气过浓 1．故障现象 ①发动机不易发动，加速困难，运转不匀； ②排气管冒黑烟，并有“突突”声，有时放炮； ③化油器外部节气门轴处有漏油现象。 2．故障原因 ①主量孔配剂针旋出过多； ②浮子室油面过高或主量孔磨损过大； ③阻风门处于关闭状态； ④空气滤清器太脏或加机油过多； ⑤浮子破裂或针阀关闭不严； ⑥主供油装置的空气量孔堵塞。 3．故障诊断及排除方法