化油器部分讲课手稿（私人所用）化油器是摩托车上很重要的一个部件，从目前市场上各家摩托车公司对应国三排放措施以及终端用户的购买力上来看，短时间内所有车型实现电子控制燃油喷射不大现实。

这就意味着化油器仍然有它的历史舞台，并且用精控化油器来实现达标排放，仍然占有很大空间。

从原理上来讲，化油器的故障率是很低的，但它却是我们在日常维修的时候最头疼的问题，往往误判率也比较高的问题就是化油器问题。

很多情况下化油器充当了替罪羊的角色，需要对化油器重新来认识。

一、化油器原理及各部件1．混合气形成的工作原理：汽油机所用的燃料是汽油，为了在这么短的时间内（比如6000r/m时，一个行程大约是0.005s）使汽缸中得到均匀的混合气，就必须使汽油在没有输入到汽缸之前，先进行雾化和蒸发，形成极微小的油滴，然后和空气按照一定的比例进行混合。

化油器就是是把燃料（摩托车上指汽油）和经空滤器过滤后的空气进行混合的一个装置，并且它会根据发动机的不同工作状态需求，自动配比出相应的浓度，输出相应的量的混合气。

为了使配出的混合气混合的比较均匀，化油器还必须要具备使燃油雾化的效果。

那么它是怎么达到雾化、浓度配比、相应量的输出这个效果的呢？我们先做一个简单的实验，把两张A4纸纵向平行放在面前，平行间距10公分左右，然后朝中间部分用力吹气，请问这个时候，两张纸是向两边分开呢还是向中间靠拢？？回答完毕，做实验。

这就说明在通道内如果有流体急速通过，管壁上的压力就会低于外部的的压力。

我们知道化油器的空气管一端连接着空滤器一端连接着发动机的进气口，在进气行程中发动机的活塞有上止点迅速下行，汽缸的容积增大，气缸内的压力P a小于大气的压力P0,在真空度ΔP a= P0-Pa的作用下，空气会经过空气滤清器、化油器空气管进入到汽缸。

大家仔细看化油器的进气通道就会发现，它并不是一个规则的圆筒的通道，而是为了在喷口形成一定的真空度在通道中间做成了细腰管，整个结构设计有个专用名词就是文丘里管，把细腰管叫作喉管，喉管的最窄处称为喉部，喷管口就插在喉部附近这个位置。

从流体力学的知识我们知道，凡是有流体经过管道时，若管道的截面积不同，则流体在流经各截面时流动速度和静压力也是不同的，截面积越小，流速就越大，则这个地方的静压力越小。

对于化油器来说，喉部的通道截面积最小，所以这个地方的空气流速最大，形成的静压力也最小，其他位置（怠速喷口、过渡喷口等）次之。

我们知道化油器中的浮子室燃油油面低于主喷口、怠速喷口的，也就是说如果没有其它外力的话燃油不会自动从喷口流出。

化油器的浮子室顶部有孔通向大气，只要能保证主喷口或者怠速喷口处能产生足够大的真空度，燃油就会喷出。

当发动机在进气行程中，化油器的空气管中喉部的空气流速要大于大气中的空气流速，所以喉部的压力P h要小于一个大气压P0，即喉部存在着真空度Δp h= P0-P h，浮子室内有孔通向大气，所以浮子室内的压力大体等于一个大气压P0，这样的话，在浮子室和喷管口的压力差，即喉部真空度的作用下，浮子室内的燃油经过喷管喷到喉部，喉管处的空气流速大约是汽油流速的25倍，这样汽油喷出后会被高速流过的空气流吹散，形成大小不等的雾状颗粒，与空气混合，然后被吸入气缸。

混合气在流向汽缸的过程中，油雾中较小的颗粒，一部分随空气的流动立即蒸发成蒸汽，而一时尚来不及蒸发的部分，则在流经进气管或者在进气行程、压缩行程中陆续蒸发成蒸汽；油雾中较大的颗粒，由于跟不上气流，就可能沉积在进气管管壁上形成油膜，油膜随气流慢慢地流向汽缸，进行挥发。

以上部分论述了：1.燃油为什么要雾化？2.化油器怎么形成空气流？3.从结构上分析空气流形成以后，化油器怎么形成混合气？本部分关键词：喷雾器负压试验、文丘里、发动机吸气带来的负压（略带发动机原理部分）BS\VM两种2. 混合气量的控制二、可燃混合气的成分对发动机的影响1. 混合气成分表示方法：可燃混合气的成分对于发动机的动力性、经济性和排放都有很大的影响。

可燃混合气的成分表示方法有两种：欧美各国及日本用空燃比（空气和燃料的质量比）来表示；理论空燃比中国及苏联用过量空气系数来表示，Φa=燃烧1kg燃料实际需要的空气质量；完全燃烧1kg燃料理论需要的空气质量2. 成分对性能的影响：混合气的成分对发动机的性能影响是通过实验来显示的。

试验时，保持发动机的转速不变，油门全开，这样就可以保证流经化油器的空气量保持一定的值。

此时，只需要改变的量孔的尺寸就可以得到过量空气系数不同的混合气。

分别以不同的过量空气系数Φa（即不同的浓度）的混合气供入发动机，并测出相应的发动机功率和燃油消耗率。

这样就可以分析出混合气成分对发动机性能的影响。

Φa=1时（空燃比=14.7:1）：这个时候化油器提供的是理论空燃比的混合气，从理论上来讲空气中含有的氧气能够刚好完全满足汽油燃烧的需要。

但实际上，由于时间和空间的限制，汽油蒸汽和微粒不可能及时地与空气绝对均匀地混合。

因此，即使Φa=1,混合气不可能完全燃烧，要使混合气能够完全燃烧，必须使空气的含量增加，成为稀混合气。

Φa>1时：如图，这款发动机在Φa=1.11时（空燃比=16.3:1），燃油消耗率最低，燃油最经济，此混合气称为经济混合气。

这种混合气有富余的氧气，整好使汽油完全燃烧。

试验证明，不同的汽油机相应的燃油消耗率最低值时，混合气的成分不同，大体在Φa=（1.05—1.15）.如果混合气过稀（大于经济混合气的配比），虽然混合气中的汽油能够保证完全燃烧，但是由于过稀的混合气燃烧速率降低，很大一部分的混合气的燃烧是发生在活塞向下止点移动，汽缸容积迅速扩大的过程中，这部分混合气燃烧产生的热量转变为机械功的相对较少，而是通过汽缸壁面向外散失的能量增多，使发动机的动力性、经济性都相应变坏。

如果混合气严重过稀，燃烧过程还有可能持续到下一个循环的进气行程，进气门打开以后，残存在燃烧室内的火焰会把进气管内的混合气点燃，造成进气管回火，产生拍击声；另外过稀的混合气，单位体积内汽油含量少，燃烧以后放出的热量少，造成发动机的功率下降。

实际上，当混合气稀到Φa=（1.3—1.4）,相应的空燃比在（19--21）程度的时候，燃料分子之间的间距将增大到火焰不能传播的程度，此时发动机工作就不稳定，甚至缺火。

此Φa值称为过量空气系数的传播下限。

Φa<1时：从这个图中还可以看出来，在节气门全开，发动机转速一定的情况下，该发动机在过量空气系数为Φa=0.88（空燃比=13）时输出的功率最大，此混合气称为功率混合气，对于不同的汽油发动机来说，混合气的过量空气系数Φa=0.85-0.95（空燃比=12.5-14）的混合气中，汽油分子相对比较多，混合气的燃烧速度相对较快，热损失小。

如果其他的条件相同，用这种成分的混合气的汽油机所输出的功率将是最大的。

但是因为这个时候的空气含量不足，必将造成一部分汽油的不完全燃烧，因而发动机的经济性较差。

如果混合气过浓，比如Φa<功率混合气的系数0.88，这个时候混合气比较浓，燃烧速度也比较低，燃烧很不完全，汽缸中将产生大量的一氧化碳甚至还有游离的碳粒，造成汽缸盖、活塞顶、气门和火花塞积碳，排气管冒黑烟，污染严重。

废气中的一氧化碳还有可能再排气管中被高温燃气点燃，发生排气管“放炮”现象。

另外由于燃烧速度低，有效功率将减小，燃油消耗率将增高。

当混合气浓到Φa=0.4-0.5(空燃比=5.88-7.35)左右时，混合气中严重缺氧，也将使火焰不能传播。

此混合气称为过量空气系数的火焰传播上限。

以上分析建立在了一定的特性条件下，但是反应出了事物的普遍规律。

对于结构一定的化油器，对应于发动机的某一种特定的工况，只有一种过量空气系数的混合气提供，设置的这个浓度的混合气成分到底是照顾发动机功率的要求，还是照顾发动机经济性的要求，是要根据发动机的不同工况要求来定的。

同样也存在着过量空气系数的火焰传播上限（能够燃烧的混合气浓度上限）、功率混合气、理论混合气、经济混合气、过量空气系数的火焰传播下限（能够燃烧的混合气浓度下限）等等。

三、发动机的各种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发动机的稳定工况是指发动机已经完成预热，进入正常的工作状态，并且在一定的时间内没有转速和负荷的突然变化。

稳定工况按照节气门开度的大小可以分为怠速和小负荷、中负荷、大负荷和全负荷三个工况。

（1）怠速和小负荷。

怠速是指发动机对外没有功率输出，此时燃料燃烧以后所做的功用来满足克服发动机内部的阻力，使发动机保持在最低稳定转速下运转。

这个时候，节气门的开度几乎为零，接近关闭的位置。

发动机工作时，吸入的混合气的量极少，喉管的真空度很小，从主喷口喷出来的油也是几乎没有，空气比较多。

不但吸入到汽缸内的混合气量少而且，燃油雾化蒸发也不良。

此外，由于此时发动机一直在运转，节气门几乎关闭没有空气进入，吸气过程造成进气管产生负压，如果当进气门开启时，汽缸内的废气的压力大于了进气管的压力，废气就会膨胀进入到进气管，和新鲜的混合气混合后再进入到汽缸，因此吸入到汽缸中的混合气中废气含量比较大，再加上燃烧室内的残余废气致使废气的比例增大。

为了保证这种品质不佳并且被废气稀释过的混合气能够燃烧，保证发动机的怠速运转，必须提供较浓的混合气。

此时过量空气系数在0.6-0.8左右（空燃比在9-12）。

实际的化油器什么机构实现？进气门略开大，转入小负荷工况时，新鲜混合气的品质逐渐改善，废气对混合气的稀释作用也在减弱。

（2）中负荷工况：摩托车发动机大部分时间在中等负荷工况下运转，这个时候，节气门有足够的开度，废气的稀释作用可以忽略不计，这个时候燃油的经济性要求是主要的，化油器应该供给相应于燃油消耗率最小的Φa的混合气。

（3）大负荷和全负荷工况：当摩托车需要克服比较大的阻力时（比如上坡或者比较艰难的路上），需要供给发动机更大的功率，这个时候节气门全开，发动机在全负荷下工作，化油器供给相应于最大功率的浓的混合气（Φa=0.85-0.95），在到达全负荷之前的大负荷范围内，化油器供给的混合气应该从满足经济性为主转化到满足动力性为主。

2. 过渡工况对混合气成分的要求摩托车发动机的过渡工况可以分为冷启动、暖机、加速等三种。

（1）冷启动。

发动机在外力下启动时，发动机的转速非常低，化油器中空气的流动速度非常低，不能使汽油良好的雾化，其大部分将呈现较大的油粒状态，尤其是在环境温度比较低的状态下起动，这种油粒附在进气管璧上，不能随着空气流动，造成混合气过稀，以致无法燃烧。

因此要求化油器供给过量的汽油，以保证进入汽缸中的混合气中有足够的汽油蒸汽，使发动机顺利起动。

结构上怎么实现的？（2）暖机。

冷启动后，发动机开始持续运转，发动机温度逐渐上升（暖机）直到正常值，发动机进行稳定的怠速运转为止。