CPZ26型柱塞式化油器总成设计)

更新时间:2024-07-07 14:21:02 阅读量: 综合文库 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

本科生毕业设计

目 录

摘 要………………………………………………………………………………………………………………………………..II ABSTRACT .............................................................................................................................. III 1 绪 论. ..................................................................................................................................... 4 1.1研究背景 ................................................................................................................................ 4 1.2化油器的基本功能介绍 ........................................................................................................ 5 1.3化油器和发动机的关系 ........................................................................................................ 5 1.4化油器的类型和结构原理 .................................................................................................... 5 1.4.1化油器的类型 ................................................................................................................. 5 1.4.2化油器的结构 ................................................................................................................. 6 1.4.3化油器的工作原理 ......................................................................................................... 6 2 柱塞式化油器的各系统介绍 ................................................................................................ 7 2.1柱塞式化油器的基本介绍 .................................................................................................... 7 2.2操作系统 ................................................................................................................................ 8 2.3进油系统 ................................................................................................................................ 9 2.4低速系统 ................................................................................................................................ 9 2.5高速系统 .............................................................................................................................. 10 2.6冷起动系统 .......................................................................................................................... 11 3 混合气体对发动机工作的影响 .......................................................................................... 12 3.1 化油器形成混合气原理 ..................................................................................................... 12 3.2发动机的调整特性 .............................................................................................................. 13 3.3发动机工况对混合气成分的要求 ...................................................................................... 13 3.3.1 当发动机半负荷时 ...................................................................................................... 13 3.3.2 发动机10%负荷及全负荷时 ....................................................................................... 14 3.3.3 发动机转速不变时 ...................................................................................................... 15 3.3.4 理想混合比曲线 .......................................................................................................... 16 3.4 汽车对化油器的要求 ....................................................................................................... 17 4 化油器结构方案设计及标准 ............................................................................................ 17 4.1 化油器结构方案设计 ......................................................................................................... 17 4.2 关键零件及标准化 ............................................................................................................. 18 5 CPZ26化油器的重要部件设计计算 ................................................................................. 18 5.1 量孔的设计 ......................................................................................................................... 18 5.2 CPZ26化油器大喉管直径的确定 .................................................................................... 19 5.3 CPZ26化油器的阻风门设计计算 .................................................................................... 20 5.4 CPZ26化油器的进口型腔设计计算 ................................................................................ 22 5.5 CPZ26化油器的弹簧几何设计计算 ................................................................................ 25 5.5.1 压缩弹簧几何尺寸计算 ............................................................................................ 26 5.5.2 CPZ26化油器的阻风门扭转弹簧几何设计计算 ....................................................... 27

本科生毕业设计

6 化油器初步匹配技术 ........................................................................................................ 29 6.1 化油器初步匹配技术 ......................................................................................................... 29 6.1.1 外特性试验 ................................................................................................................ 30 6.1.2 部分负荷特性试验 .................................................................................................... 32 6.1.3 怠速排放试验 ............................................................................................................ 32 6.1.4 怠速稳定性试验 ........................................................................................................ 32 6.2 整车性能试验 ................................................................................................................. 33 6.2.1 稳定车速油耗试验 .................................................................................................... 33 6.2.2 加速性试验 ................................................................................................................ 33 6.2.3 最高车速试验。 ........................................................................................................ 34 6.2.4 实际行驶油耗试验 .................................................................................................... 34 6.2.5 怠速排放试验 ............................................................................................................ 34 6.2.6 怠速稳定性试验 ........................................................................................................ 34 7 PZ26型化油器零部件的质量要求和材料 ....................................................................... 35 7.1 PZ26型化油器零部件的质量要求 .................................................................................. 35 7.2 PZ26型化油器零部件的材料 .......................................................................................... 35 8 化油器正常维护和典型故障排除 .................................................................................... 36 8.1 化油器的正常维护 ........................................................................................................... 36 8.2 正常维护注意事项: ....................................................................................................... 36 8.3 化油器典型故障分析与排除 ........................................................................................... 37 8.3.1 起动困难 .................................................................................................................... 37 8.3.2 起动加浓装置失效。 ................................................................................................ 38 8.3.3 怠速偏低。 ................................................................................................................ 38 8.3.4 起动方法不正确。 .................................................................................................... 38 8.3.5 怠速不稳 .................................................................................................................... 39 8.3.6 怠速量孔部分堵塞 .................................................................................................... 39 8.3.7 怠速调节螺钉位置变动。 ........................................................................................ 39 8.3.8 化油器与发动机进气管连接垫片或胶圈损坏。 .................................................... 39 8.3.9 化油器与发动机进气管连接螺栓松动 .................................................................... 39 8.3.10 过渡不良 .................................................................................................................... 39 8.3.11 泡沫管堵塞 ................................................................................................................ 40 8.3.12 怠速调整不良 ............................................................................................................ 40 8.3.13 油耗高 ........................................................................................................................ 40 9 结 论 .................................................................................................................................. 41 鸣 谢 ..... …………………………………………………………………………………………………………………………..42 参考文献 .................................................................................................................................. 43 附录1 CPZ26型化油器基本结构参数 ................................................................................ 44 附录2 匹配发动机参数 ....................................................................................................... 44

3

本科生毕业设计

1 绪 论

1.1 研究背景

中国摩托车工业经过半个世纪的发展,形成了比较完善的生产、开发、营销体系,有相当一部分独立自主的知识产权,有一批名牌产品覆盖市场。几年来整个摩托车行业的发展将主要取决于国家对行业的刺激政策,购置税和消费税能否减免将影响国内摩托车市场的走势。同时,受电动车和微车的双重挤压,摩托车行业生存空间不断缩小。特别是改革开放以来,摩托车工业迅速崛起。化油器行业不被看好的主要的因素就是摩托车市场的前景危机。随着几个城市的禁摩令出台,摩托车似乎走到了生命的尽头。摩托车的未来发展直接影响到其化油器的需求状况。对中国摩托车行业来说,城市禁限农村销,国内受阻国外销,市场依然广阔。

在我国农村是一个广阔的大市场。随着农村经济的快速发展。农村对摩托车的需求将会有较大的增加。从千人占有率来看,国内摩托车市场潜力巨大。虽国内市场占有率已高达50%,但与泰国165%和马来西亚219.3%相比,尚差2~3倍。与我国台湾省424.3%相比,更相差在7倍以上。如果按每年1200万辆计,可提高10%,这也需要30年左右才能达到。

目前,尽管有上百个城市不同程度地禁止和限制摩托车上牌上路,但多数城市还是比较清醒、理智的。一禁了之的做法,其实是根本不顾百姓的需求和利益。在我国,刚刚脱贫、渴望致富的广大老百姓目前需要且只能买得起价廉物美、方便适用的摩托车。 况且欧美等国在发展年代上要超前于我国水平,欧美市场摩托车尚未出现淘汰迹象,相反中国也不会淘汰摩托车。

再看国外市场更是诱人。发达国家需要摩托车,欠发达和不发达国家更需要摩托车。而且随着世界经济一体化的推进,不发达国家的经济也会得到较快发展,摩托车的需求也会进一步增加。国际市场的启动,无疑会给中国摩托车业带来福音。目前,世界尚有很多国家没有生产摩托车,东欧地区几乎没有摩托车生产;摩托车出口大国只有日本、意大利,中国应当并有能力获得更多的摩托车出口份额。

目前,全行业经济效益虽有下滑,其中有一半以上的企业处于亏损状态,尤其是几家国有大型企业亏损严重,但这有相当程度上是价格大战、不公平竞争等产生的恶果。今年,不少摩托车大型骨干企业已开始走出价格战的误区,在新品开发、产品质量和售后服务等方面下工夫。以新产品开拓市场,以优质产品巩固市场,以良好的服务赢得市场,最终提高市场占有和经济效益。这是由低级竞争向高层次竞争的必然。

我国《汽车工业产业政策》提出汽车和摩托车在2010年以前分别形成具有一定国际竞争力的3~4家大型企业集团,这是结合我国国情而制定和设计的。结合以上这些情况可以看出,摩托车并不会被淘汰出市场,至少立即不会。那相应的摩托车化油器市场从宏观战略的角度看自然也不会受到影响。

4

本科生毕业设计

1.2 化油器的基本功能介绍

化油器是在发动机运转工作产生的真空作用下,将一定比例的汽油与空气混合的机械装置。可称之为发动机的心脏。

化油器是利用流体力学渐缩喷管等管路中可压缩流体的流动规律,通过控制真空度的分配,经过配剂元件的计量,把浮子室内的燃油抽入到发动机燃烧室内。其基本功能可总结归纳为以下四条:

(1) 燃油计量,控制摩托车的油耗水平和一致性; (2) 行使控制,影响摩托车实际使用过程中驾驭感觉; (3) 燃油雾化质量,保证摩托车汽油机经济性的重要要素之一; (4) 排气污染对策,保证摩托车机内净化良好的前提条件之一。

1.3 化油器和发动机的关系

使用化油器的电火花点火的发动机通常用汽油作燃料,但是也采用一部分像煤油那样的液体燃料或者液化石油气(LPC)等可燃气。为了使汽油等燃料在发动机里得以燃烧,必须将之转换成均匀的气体状态(汽化)并且和氧气混合。此时使用的是空气中的氧气。在点火时,由于氧气必须适量,因此在燃料和空气混合气的可燃范围中,二者必须按一定的比例相混合。

化油器要完成的就是上述的燃料汽化的准备和使燃料和空气按某种比例混合的二个任务。

空气和燃料在化油器中按确定的比例计量混合。混合气由进气歧管流入发动机的进气道进入气缸内部。工发动机运行需要。

1.4 化油器的类型和结构原理

1.4.1 化油器的类型

目前摩托车发动机应用的化油器品种繁多,但就其结构特征、工作原理来说,可分为:柱塞式化油器、节气门式化油器和真空柱塞节气门式化油器。从整体上来讲,化油器按吸气方式不同又可分为上吸式、下吸式、平吸式三种类型。按操纵形式可分为:钢索直接操纵节气门及油针的升降形式和节气门膜片机构形式,这一机构随进气量的增减变化而自动升降节气门及油针。前一种称为柱塞节气门式化油器,后一种称为等真空柱塞式化油器。

无论和种形式,化油器的基本结构有:操纵系统,进油系统,冷起动系统.低速供油系统,高速供油系统。跟据不同的要求增加加速泵, 强制怠速补偿,冷起动加热等附加装置。

5

本科生毕业设计

1.4.2 化油器的结构

常规化油器的基本结构如图1-1所示,在基本结构里,主要包括以下几大系统:操作系统,进油系统,冷起动系统,低速系统,高速系统等。

主喷嘴喉管喉管直径.阀座针阀浮子室浮子摇臂浮子化油器本体节气门.直径

1.4.3 化油器的工作原理

主量孔

图1-1常规化油器基本结构示意图

化油器的工作原理如图1-2所示,在发动机吸气冲程中,由于气缸内压力减少,产生和大气间的压力差,并成为空气流动和喷嘴吸出燃料的原因。喷嘴的出口称为喉管的空气通路狭窄处。随着流速的增高,此处产生大的压力降。由于浮子室上方受到大气压力,因此将燃料向压力底的喷嘴出口处压出,并和高速流动空气混合进入气缸。

ABC发动机方向PTV000PTV111BCP0喉管浮子室量孔HA

图1-2某型摩托车发动机化油器工作原理示意图

6

本科生毕业设计

2 柱塞式化油器的各系统介绍

2.1

柱塞式化油器的基本介绍

化油器可使汽油与空气形成雾状可燃混合气,使发动机投入工作。化油器使汽油汽化和空气混合雾化的原理是:主喷嘴喷出的泡沫状汽油与急速流动的空气混合,增加了空气的接触面,混合成雾状的小油滴。

可燃混合气的混合比指空气与汽油混合比,按空气与汽油的质量比例混合。理论混合比是:1kg汽油完全燃烧需要15kg空气,此时,空气与汽油混合比是15:1。

通过化油器喉管的适当空气流速为50~100m/s,此时的汽油雾化效果最好。空气流速高于这个范围时,化油器进气阻力增大,发动机充气量下降,发动机功率下降;空气流速低于这个范围时,化油器雾化性变差,可燃混合气的雾化效果不佳,发动机功率下降。

化油器按混合室接管的位置及混合气流动方向,可分为上吸式、下吸式及平吸式。国产中小排量摩托车较多使用平吸式化油器。化油器一般设有浮子室油路、起动油路、怠速油路、低速油路、中速油路、和高速油路。某柱塞式化油器主要部件如图2-1所示,其主要部件包括:节气门、主喷嘴、怠速喷嘴、空气量孔、空气调整螺钉、节气门调整螺钉、混合气调整螺钉、发泡管、油浮子、三角针阀等。其功能分别简述如下:

图2-1某柱塞式化油器结构

? 节气门

亦称节流阀、节气阀等。节气门与油门钢索连动,转动油门转把,可控制节气门开度,以控制进入发动机的可燃混合气流量。

7

本科生毕业设计

节气门在吸入侧设有切面,并标有数字,主要用来在发动机怠速及节气门1/4开度范围内,调整主油针喷嘴处所受的负压力。节气门的切面越大,标有的数字越大。主喷嘴受到的负压变化越小,可燃混合气的混合比越稀。主油针。主油针与节气门连动,与主喷嘴配合,控制发动机提供的可燃混合气流量。主油针无锥度部分控制发动机低速工况供油量,主油针锥度部分控制发动机中,高速工况供油量。主油针还设有可供调整供油量的环槽。 ? 主喷嘴

控制发动机饿最高转速工况和节气门全开时的泡沫状汽油流量及混合比。 ? 怠速喷嘴。

控制发动机怠速及节气门最低开度时的泡沫状汽油流量及混合比。 ? 空气量孔

限制进入怠速量孔油井和住量孔的油井空气量。 ? 空气调整螺钉

调整怠速空气通道中的空气流量,限制供给怠速量孔渗气孔的空气流量,使怠速量孔流过的汽油与空气做适当的调整后形成泡沫状汽油喷出。 ? 节气门调整螺钉

用于微量调整节气门开度,使发动机获得稳定的怠速转速。 ? 混合气调整螺钉

发动机怠速运转时,调整怠速量孔喷出泡沫状汽油的流量,可改变发动机怠速运转及车辆行驶加速性能。 ? 发泡管

在怠速量孔中,高速喷嘴及起动量孔下均设有发泡管,以加强汽油雾化效果。 ? 油浮子

随着浮子室汽油油面的升降而上下浮动,与三角针阀连动控制汽油输入量,以保持精确油面工作高度。 ? 三角针阀

由三角油针与针阀底座组成。三角油针与油浮子连动,开闭三角针阀,控制汽油输入量。三角油针的尾端小弹簧可 吸收油浮子的波动,防止三角针阀时开时闭,保持精确的汽油油面工作高度。

2.2 操作系统

由柱塞、柱塞弹簧、柱塞盖等组成。与摩托车的右手把相连,也就是所谓的油门。通过油门把手转向机构的灵活调整来调节柱塞高度,从而改变摩托车的怠速、加速、减速、等速等行驶工况。

8

本科生毕业设计

2.3 进油系统

燃油平衡孔通大气溢油管浮子阀针放油管

图2-2化油器进油系统

进油系统由进油管、进油阀座、阀针、浮子、溢油管、放油螺钉、放油管、平衡管等组成。如图2-2所示。由于浮子的浮力和进油阀座、阀针的密封作用,浮子室内保持衡定的油平面。由于进油阀针内弹簧的减振作用,即使摩托车在颠簸的路面上行驶也能保证油平面衡定。由于平衡管的作用,使浮子室内的压力与大气压力相当。摩托车在过于颠簸的路面、上陡坡、下陡坡、转弯摩托车过于倾斜行驶时,油平面有可能过高,为了避免由于发动机呛油、突然熄火而引发事故,增设了溢油管,使过多的燃油从放油管内流出。另外,当化油器进油系发生异常引起漏油时,燃油也经过溢油管流出,以免燃油流到发动机上引发烧车事故。放油管的作用是,当化油器内有积水引起发动机工作不正常时,积水由浮子室下面的放油螺钉放出。另外,当长期不使用摩托车时,也可通过放油螺钉放出浮子室内的燃油,以避免燃油沉积腐蚀浮子室。

2.4 低速系统

按怠速工况混合气浓度的调节方式分为调节空气和调节燃油式两种。BPZ22型化油器为调节空气方式,现主要讲述调节空气式低速系统的结构和工作原理。图3-1为化油器在常温起动和怠速工况时供油情况,可以看到此时只有怠速系统的怠速量孔供油。

调节空气式低速系统由怠速量孔、怠速空气调节螺钉、柱塞调节螺钉、低速出油口等组成。在怠速工况(柱塞开度很小)由于柱塞的节流作用,低速出油口处形成比较高的真空度。浮子室内的燃油经低速量孔进入低速系,与来自低速空气通道的空气在低速量孔前端的泡沫管内混合,然后被抽入混合室。根据发动机的状况,可以通过怠速空气调节螺钉调节混合气的浓度。顺时针调进,低速系统中的空气的补偿量减少,供油量增加,混合气变浓;相反,逆时针调出,混合气变稀。

怠速工况发动机的转速通过柱塞调节螺钉调节,顺时针调进,柱塞提高,发动机转速

9

本科生毕业设计

升高;逆时针调出,柱塞降低,发动机转速下降。

图2-3化油器常温起动和怠速时状态

2.5 高速系统

由主空气量孔、主量孔、主泡沫管、主喷管、主油针等组成。当摩托车由怠速工况起步时,拉油门(也就是提起柱塞)时,随着柱塞的提高,高速系出油口处真空度逐步增加,此时高速系也参与供油。浮子室内的燃油经过主量孔,在主泡沫管内与平息主空气量孔的空气在泡沫管内混合,再经过主油针和主喷管的环带喷入混合室内。低速系出油占总供油的比例逐步减小,高速系供油比例逐步增加。如图2-4所示。

10

本科生毕业设计

图2-4化油器全负荷状态时节气门全开

2.6 冷起动系统

由于摩托车发动机在温度比较低的环境中起动时,需要比较浓的混合气才能保证可靠的起动及起动后的暖机稳定性。化油器为了适应这一要求都设置了冷起动装置。阻风式冷起动系统由阻风门、阻风门轴、摇臂、扭簧组成,并根据整车总布置设置拉线支架、手动支架等。在冷起动时,先关闭阻风门,然后起动发动机,发动机的转动使进气管内形成一定真空度。由于阻风门的关闭,化油器低速油系和高速油系出油口处的真空度都很高,使两个油系同时供油(不关阻风门时的起动只有低速油系供油)。所以,此时的混合气比较浓。一般在冷起动时提起油门一定开度有利于可靠起动。阻风式冷起动系统还设置了阻风门自动回位机构,当混合室内的真空度过大时,阻风门自动打开一定的开度,防止混合气过浓而呛熄发动机。

柱塞式化油器的油门是控制柱塞的开启高度,而节气门式化油器的油门是控制节气门的开启角度。真空柱塞式化油器可以防止发生车撞现象,但这种化油器因为零件的控制精度及匹配调整不能达到理想状态而恶化经常性。化油器的设计完全是出于满足发动机和整车的需求。它不是标准件,而是根据发动机的排量、配气、点火、进气、排气等进行详细的匹配,属于发动机和整车开发的核心技术,所以必须在主机厂的密切配合下才能完成比较理想的化油器设计。

11

3 混合气体对发动机工作的影响

3.1

化油器混合气的形成

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。

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。 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Pa小于大气的压力P0,在真空度ΔPa= 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。

化油器的进气通道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。流体在流经各截面时截面积越小,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。

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Ph要小于一个大气压P0,即喉部存在着真空度Δph= P0-Ph,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。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。

本科生毕业设计

12

本科生毕业设计

3.2 发动机的调整特性

在一定工况下,发动机的功率与油耗随工作混合气变化的特性称为调整特性。 工况一定是指发动机的转速和负荷不变。也包括外界条件以及冷却水温、油温不变在内。

大量试验表明,虽发动机各不相同,燃料和运转情况数值不同,但调整特性规律是相似的。如图3-1,表示定节气门开度调节特性的情况。发动机在用R=12(燃空比0.0831)的浓度时功率便有下降的趋势。相应的耗油率再过浓范围内急剧上升。发动机在R=1.67(燃空比0.06)的稀浓度混合气时有最低的耗油率。当继续减稀时,由于功率急剧下降,油耗率也上升。而如混合气再继续加浓或减稀发动机开始出现连续循环不均,随后是间歇失火,最后当混合气加浓减稀至一定界限时,发动机熄火。达到了起火界限。

图3-1混合比对于指示马力及指示耗油率的影响

3.3 发动机工况对混合气成分的要求

发动机工况包括一系列因素,而对化油器来说,其中主要的和化油器必须作出反应的是速度和负荷。包括发动机负荷保持不变转速改变,发动机转速不变,负荷改变,以及发动机转速负荷同时发生改变。 3.3.1 当发动机半负荷时

最大功率时的混合比在各转速时接近相同,也就是说此时发动机要求的功率混合气成

13

本科生毕业设计

分不受转速影响。

各转速下热效率随混合气成分变化的曲线,如图3-2所示,最大热效率是混合比也接近相同。

图3-2半负荷不同转速时功率随混合比的变化

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。

3.3.2 发动机10%负荷及全负荷时

发动机要求最大功率和最大热效率的混合气成分,不随转速变化规律是相同的。如图3-3所示:

14

本科生毕业设计

图3-3 10%负荷不同转速热效率随混合比变化曲线

结论:当负荷(功率百分数或进气管真空度)不变时,与发动机最大功率和最大热效率相当的混合气成分为一定值,不随转速变化而变化。

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。 3.3.3 发动机转速不变时

发动机随功率混合气成分变化的曲线。当负荷改变时,最大功率相当的混合气成分在大部分区域内保持不变,只在小负荷时有些加浓的趋向。最大热效率相当的混合气成分随负荷减小而逐渐加浓。如图3-4所示:

15

本科生毕业设计

图3-4 无负荷至全负荷时功率随混合比变化曲线

结论:当转速不变,负荷改变时,使发动机得到最大功率的混合气成分为一定值,只在小负荷时稍稍变浓,而最大热效率的混合气成分则随负荷减小而逐渐加浓。 3.3.4 理想混合比曲线

理想混合比是指发动机在全负荷工况时以最大功率混合气成分工作;而在部分负荷工况时以最大热效率即经济混合气成分工作。

理想混合比随负荷率增加逐渐减稀。小负荷范围内变化比较陡。随负荷加大变化渐趋平缓,负荷率超过50%后变化不大。同时,还可以看到功率混合比可燃界限及经济混合比之间的间隔,随负荷降低而缩小,至怠速时最窄。如图3-5所示:

16

本科生毕业设计

图3-5 理想混合比曲线

3.4 汽车对化油器的要求

(1) 将燃料粉碎和喷散至空气流中,已获得良好的雾化质量。

(2) 在发动机全部工况下,按发动机要求准确计量空气和燃料的混合比。 (3) 在发动机加速和减速时,供给校正混合比所需的燃料补偿量。 (4) 在寒冷气候下,冷启动轻易,暖化迅速,防止化油器内部结水。 (5) 在炎热气候下,热起动轻易,不发生热渗和汽化故障。

(6) 尽可能少的动作部件,清洗和校检方便,调整简易,在使用中保持调整不变。

(7) 加工简易。

对现代汽车发动机用化油器的要求,可以概括为:

作为一个混合气形成的装置,可以有各式各样的化油器结构方案,但上面举例的是对化油器的共同要求。因此,化油器研究和设计的任务就是使化油器在上述方面尽可能优良的性能。

4 化油器结构方案设计及标准

4.1

化油器结构方案设计

(1)联结结构设计:125CC发动机原配BPZ26型化油器,为维持以前的整车布置, CPZ26型柱塞式化油器的联结结构,尺寸及化油器总长按BPZ26型设计: (2)本体:(阻风门,平衡孔,喉管,混合室,柱塞孔)本体的外形尺寸作相应变化; (3)进油系:由阀座、阀针、浮子总成等组成。浮子室平衡管通大气,溢油管和放油螺钉分别独立;

(4)低速系:由怠速调节螺钉、怠速出油孔等组成。该怠速油系为独立式供油构,空气补偿方式为调节混合气浓度,无过度孔;

17

本科生毕业设计

(5)加速系:膜片式加速泵装置;

(6)主油系:特点是主泡沫管和主喷管一体化,与主量孔、柱塞、主油针、主空气量孔等组成;

(7)起动系:手拉式半自动阻风门式; (8)浮子室:中空塑料浮子,外平衡方式; (9)柱塞盖:塑料柱塞。

4.2 关键零件及标准化

(1) 零件借用时,本体对应部位做相应的调整;

(2) 外形、发动机和空气滤清器联接尺寸与原设计保证一致,保证互换性; (3) 影响性能的关键零部件尽量测绘与原设计一致确保试制按计划完成; (4) 制图标准:相关国标; (5) 材料标准:相关国标;

(6) 试验标准:参考机械部标准《摩托车和轻便摩托车产品质量检查评定办法》;

5 CPZ26化油器的重要部件设计计算

5.1

量孔的设计

量孔的作用

量孔是化油器用来控制燃油流量、补偿空气量或控制油气混合物的数量的精密计量元件,是化油器中加工精度要求最高的零件。每个(种)量孔分别各控制化油器中一定系统,以提供最佳空燃比,所以量孔加工质量及公差的大小,直接影响化油器供给内燃机壳燃混合气的混合比,因而对动力性、经济性和排放性能产生影响。

对量孔的基本要求

(1)量孔的流量参数应保证内燃机各项性能指标要求。

(2)量孔的流量特性应能满足内燃机各工况下都能获得最佳混合比。 (3)量孔结构应便于加工制造和流量实验。

(4)量孔材料应保证在各种不同使用条件下不变形或锈蚀。 (5)量孔布置应便于安装和拆卸,并有防止错装的措施。 量孔的主要参数有:

进口角?1、出口角?2、量孔的长度1和直径d的比值1/d,以及这些部分的表面加工

18

本科生毕业设计

精度。

当前各国化油器量孔结构参数的确定,仍以实验结果为主。量孔的进口角?1,一般均为60~90?之间,大于或小于这个范围,不但流动阻力增加,而且流量特性也不理想,即流量系数变化较大。

量孔的长度1和孔径d的比值1/d对量孔的流量系数?最大,但考虑流量的稳定性 ,1/d值通常采用在2~4之间。

量孔的主要结构形式

主量孔、主空气量孔、怠速油量孔(直径一般在0.4~0.6mm之间)、怠速空气量孔、功率量孔(通常指省油器量孔)。

5.2 CPZ26化油器大喉管直径的确定

(1)大喉管的直径计算

(2)大喉管直径有两个条件决定:

1节气门全开时,在要求的发动机最低 转速处能稳定运转。 ○

2节气门全开时,能发挥要求的发动机最大功率 ○

空气通路中有化油器的大喉管,设D为喉管直径,则流速Wv可如下确定。

?a:吸入空气量?m3/s?

Dp:活塞直径(mm) L:活塞冲程(mm)

Wp:活塞速度(m/s)

?:容积效率(节气门全开时)(%) D:大喉管的喉部直径(mm)

Wv:大喉管处的空气流速(m/s) C:大喉管流量系数

N:发动机转速(r/min)

活塞速度Wp: Wp?

吸入空气量?a:

2L?NL?N? 3460?103?1019

本科生毕业设计

?a?2?Dp4?106?Wp???C??D24?106?Wv

由上两式得出大喉管的直径:

D?DpL?N?? 3?104?Wv?C根据发动机参数可知Dp=56.5mm ,L=50mm,N=7500r/min ,因为?=85%左右,C=0.85左右两者可以消去,即

D?DpL?N50?75001 ?56.5??199.75443?10?Wv3?10WvWv高速型发动机选用较低的值,而低速发动机则选用较高。Wv值为发动机方面的要求所左右。试选Wv=80m/s,可得大喉管直径:

D?199.7511?199.75??22.33mm Wv80取D=23mm即化油器喉口相当直径为??23mm

5.3

CPZ26的阻风门制作设计。阻风门是化油器吸进空气和控制空气吸进量的最主要部件,本设计通过计算阻风门的最佳阻风门螺钉孔高度和阻风门的最佳偏转角度来保证吸气效果,确保化油器在任何工况下都能为发动机提供最佳空燃比的混合气。 本体装阻风门腔体设计尺寸见下图:

CPZ26化油器的阻风门设计计算

20

本科生毕业设计

阻风门轴位置接合面图5-1阻风门腔体尺寸

5-1 阻风门腔体尺寸图图5-1 阻风门腔体尺寸

阻风门设计时要注意的几个问题:

(1)与本体配合时要有0.1~0.2mm的周边间隙; (2) 阻风门要与本体一样设计成15度。 阻风门螺钉孔的位置计算要考虑15度。 计算:

按图1计算阻风门的ab尺寸

ab=26.5+17.5-33=11mm

当考虑阻风门安装角度时,阻风门螺钉孔必须向下调整一个距离。按图5-2调整此距离如下:

在ΔB?BD中, DB?BB'sin15o?3.6sin15o?0.93mm

DB'B 图5-2 局部放大图

图5-2 局部放大图

所以阻风门螺钉孔位置尺寸应为:

ab?DB?11?0.93?11.93mm

取为11.8?0.1mm。阻风门最后设计见图5-3:

21

本科生毕业设计

图 5-3 阻风门设计尺寸

另外,由于本体制造总难免有制造误差,所以阻风门最好采用配作的方法,这样能较好地保证阻风门的配合间隙,并能保证不发卡。

5.4 CPZ26化油器的进口型腔设计计算

(1) 选化油器接合面和柱塞孔为设计基准;

(2) 确定阻风门轴相对上述基准的尺寸:X=35,Z=33; (3) 确定MB长槽下R下母线距接合面的位置尺寸; (4) 确定进气口端面位置R中心尺寸及进气口内径; (5) 确定进气口端第一个R的切点轨迹:

一般为15o,从阻风门轴画一条15o斜线AB,按阻风门装配实际位置画一条斜线A?B?。 计算:

?ABC中, AC=33-15=18mm

BC=ACtg15°=18tg15°=4.823mm

?B?BD中, DB?=1+0.8=1.8mm

(阻风门轴装阻风门的平面高出中心1mm加阻风门厚)(见图5-2)

BB?=DB?/cos15°=1.863mm

B′点即为R的切点轨迹的起点。 其坐标尺寸为A′B′。

OB?=35-BC+BB?=35-4.823+1.863=32.04mm

为避免阻风门下R的间隙过大,应取OB?为32.3~32.5,现设定OB?为32.5,以32.5重新确定R的切点轨迹。

22

本科生毕业设计

R的尺寸计算:

在扇形B′EF中,B′为切点,E为R与?35的交点。?EGF中,

B?G=15-(26.5-35/2)=6 mm 因为 EF?B'F

EF2?GF2?EG2GF2?(B'F?B'G)2?(EF?6)2?EF2?12?EF?36EG2?(50?32.5?1.5)2EF2?EF2?12?EF?36?(50?32.5?1.5)2EF?24.33mm取R=25mm画B′O的平行线,从B′点画一条垂直线,二者交点即为进气口R的圆心。

(以上计算见图5-4)

R切线位置AA'柱塞孔中心阻风门轴孔EDCB'BGRO接合面F

图5-4 R圆心的确定图5-4 R圆心的确定

(6) 确定靠柱塞处的R的切点位置:一般距柱塞孔壁不应小于2mm。 (7) 确定MB长槽下R到接合面的尺寸。定R的尺寸。画出R10的圆,见图5-5

23

本科生毕业设计

图5-5 R尺寸的确定 (8) 设计中间圆弧,见图5-6:

在?O1O2O3中,(R+10)2=(R+O4O3)2+(O2O3)2 其中:O4O3=15-(16.5-10)=8mm

O2O3=32.5-14-B?O4

为了保证阻风门全开后不会卡在中间弧上,设计中B?O4必须有足够长度,原BPZ26设计中取为8mm不够长,所以阻风门发卡,现改为10mm。

则O2O3=32.5-14-B?O4=8.5mm

由(R+10)2=(R+O4O3)2+(O2O3)2 得 R=14.83mm

取R=15,按上述设计重新制作了本体型芯后阻风门不再发卡。

24

本科生毕业设计

中间弧O1柱塞孔中心RB'OO3O2R25接合面F图5-6 图5-6 中间圆弧的确定

中间圆弧的确定

5.5 CPZ26化油器的弹簧几何设计计算

表1: 压缩弹簧几何尺寸计算

名称 代号 单位 计算公式和确定方法 材料直径 d mm τ=(8FD222K)/(πD2)=(8FKC3)/(πD2)?τP 弹簧中径 D2 mm 根据结构要求估计,在按表1取标准值 弹簧内径 D1 mm D1=D2-d 弹簧外径 D mm D=D2+d ??(8FD24n2n)/(Gd) 有效圈数 k?F/??(Gd4)/(8D32n) n1?n?2.5 冷卷 总圈数 n1 n1?n?1.5 YII型热卷 节距 t mm t?(0.3~0.5)?D2 间距 δ mm δ=t-d

25

本科生毕业设计

往往伴随最大功率不足同时出现,调整方法同最大功率不足。 (3)最低比油耗过高

在进行最低比油耗的调整时,不能只要求低于国家标准即可,要考虑到批量生产的散差而留一定余地,以保证大批量供货合格。(一般而言:如最低比油耗限值为367g/kw.h的发动机,调整最低比油耗在310±20 g/kw.h为宜。若超过350,考虑到批量散差,需调整降低。),最低比油耗过高,一般可通过减小主量孔达到。但此时若最大功率由于供油的减稀,出现功率下降或不达标的现象时,需进行主泡沫管的调整。

主泡沫管的调整分为:泡沫横孔数目调整和孔径大小调整两种方法。按化油器的安装方向,在外特性试验中主泡沫管上的几排横孔对化油器供油的作用规律是:横孔从上到下,对工况点影响从低转速到高转速。即上排横孔对外特性低转速影响明显(如3500~4500rpm),转速越高影响越小;下排横孔对外特性高转速影响明显,转速越低影响越小。泡沫横孔数目越少、孔径越小,其相对应的工况点供油越浓,反之亦然。主泡沫管的调整一般是同主量孔的调整结合进行的。一般调整规律如下:

(1) 调整主量孔,使最低比油耗达到理想数值。

(2) 若最大功率由于供油减稀而下降。由于最大功率点基本出现在高转速(8500~9500rpm),可减少主泡沫管最下一、两排孔数目(注:为便于生产,只能每次减少2个孔)或减小孔径(一般每次减小0.1mm)来增加高速区的供油量,使功率上升。

(3) 若此时最低比油耗有所上升,则再次调整主量孔,以次类推,直到调整到最佳状态或满足主机厂要求为止。

(4)功率、扭矩或比油耗曲线不理想。

需注意的是:主量孔或主空气量孔的调整,影响的是所有工况点的供油同时变稀或变浓,对改变曲线的走势作用较小。这种状态下,需对主泡沫管进行调整,调整时按泡沫横孔的作用规律进行。

(1) 若低速区供油偏稀或偏浓,则针对上排泡沫横孔进行调整。 (2) 若高速区供油偏稀或偏浓,则针对下排泡沫横孔进行调整。 (3) 调整时结合主量孔的调整,以保证关键指标满足要求。

但化油器的调整功率、扭矩或比油耗曲线的走势不会有较大的改变,只能说是微调,发动机的缸头与消声器对他们的影响明显。

31

本科生毕业设计

6.1.2 部分负荷特性试验

所谓部分负荷特性试验是指:油门提起到全开之前的负荷特性试验。目前国内只有少量大型主机厂才进行部分负荷特性试验。由于对于部分负荷特性试验,国家没有明确规定,所以部分负荷特性试验多应用于化油器之间的对比。部分负荷特性试验一般多按照油门75%、50%、25%开度进行,也有按定功率进行试验的。按油门开度试验,由于开度标定准确度低,测试数据误差较大;按定功率试验,由于功率往往很难调整一致,测试数据也有一定偏差。因此部分负荷特性试验往往只存在参考价值,最终的验证均在整车上进行。

对部分负荷特性的调整一般集中在主油针,个别时候要涉及到主空气量孔、主泡沫管等零部件。其调整具体见整车试验。

需要注意的是:在进行部分负荷试验调整时,外特性试验中已确定的主量孔、主泡沫喷管不宜再动,否则需重做外特性试验。

6.1.3 怠速排放试验

怠速排放试验既可在发动机台架和整车上进行。在怠速排放试验中要注意以下方面,否则测试数据会有偏差:

(1) 必须在暖机后进行,在机油温度60度左右,特别是采用带电起动加浓阀化油器的车型。 (2) 试验时要按照国家规定方法进行。(如:需采用一定长度的集气管,探头深入集气管的长度等等)。

(3) 怠速排放数值规定按国家标准,同样为便于批量生产,在样品调整时要留有一定余地(如四冲程125,CO国家要求在3.8%以下,样品调整在2.5%~3.0%为宜。既保证排放不超差,又能基本保证起动性能)

(4) 在配四冲程发动机时,如果出现排放CO合格HC很高在700PPM,调整怠速调节螺钉无法降低的现象时,基本可判定是发动机存在问题所致,可要求调整发动机。这种情况一般是:漏气、点火正时不对、曲轴窜气所引起。

怠速排放的调整一般通过调整怠速调节螺钉退出圈数即可达到要求。但在调整怠速调节螺钉的同时要注意:是否对冷起动性能、过渡性能或行驶油耗产生不良影响,具体见整车调试。

6.1.4 怠速稳定性试验

怠速稳定要求:发动机运转数分钟暖机后,发动机怠速转速波动不大于± 100转/分钟。 如果发动机状态良好的话,此种状况在我公司产品中较少出现。怠速不稳一般是由于供油偏

32

本科生毕业设计

稀引起,在保证怠速排放的基础上,调整怠速调节螺钉使供油加浓即可。偶尔会遇到因怠速供油偏浓引起怠速不稳的。此种情况一般为故障所致。⑴阻风门全关或半关。⑵怠速空气量孔通道堵塞。

在做怠速稳定性试验需注意的是:

测怠速稳定性的发动机基础转速应在标准转速(1400~1500rpm之间)。若基础转速过低(1000~1200rpm之间)化油器在正常情况下也可能出现怠速不稳现象。

带电起动加浓阀的化油器。应告之其工作特性,在起动后5分钟内,转速波动为正常,不属怠速不稳。

部分厂家为减少发动机噪声,将气门间隙调小甚至顶死,也会引起怠速不稳甚至无怠速。这可通过以下方法判断:空挡加油门使发动机转速升至6000~7000rpm,放开油门,发动机转速下降很慢,回到怠速转速时出现转速不稳或熄火现象,可进行气门检查。

6.2 整车性能试验

整车性能试验所进行的项目有:稳定车速油耗试验、加速性试验、最高车速试验 实际行驶油耗试验、怠速排放、怠速稳定性试验、冷起动试验。

6.2.1 稳定车速油耗试验

稳定车速油耗测试目前有两种试验方式:(1) 挂最高挡,测试20、30、40、50km/h车速下油耗。(2) 测20km/h车速挂2挡、测30km/h车速挂3挡、测40km/h车速挂4挡、测50km/h车速挂5档(对5挡机而言)。为使测试数据准确,测试距离要在1km以上。

若测试显示油耗偏高,可依据偏高车速的不同,进行相应调整。(1) 20、30km/h车速油耗偏高。可通过调整怠速调节螺钉位置、加大主油针直线段直径、改变油针卡槽位置使油针下落。调整时要注意其对加速性的影响。(2) 40、50km/h车速油耗偏高。可通过调整主油针拐点位置、改变油针卡槽位置使油针下落、改变主量孔。调整时同样要注意其对加速性的影响。(3) 整体车速油耗均偏高。可通过调整油针卡槽位置使油针下落、改变主油针直线段和锥度尺寸、主量孔或主空气量孔,但这样要再做台架试验。

6.2.2 加速性试验

加速性试验包含:起步加速和超越加速两个项目。起步加速指标是:整车从空挡开始,车速从0km/h加速到30km/h(或某一指定车速)所需时间或车速从0km/h加速通过200m(或某一指定距离)所需时间。超越加速指标是:整车挂最高挡,车速从30km/h加速到60km/h(或

33

本科生毕业设计

某一指定车速)所需时间。由于加速性与驾驶员的操作(换挡时机、油门开度的掌握等等)有很大关系,因此一般同一试验至少重复做两次,取其平均值作为最终测试数据,以减小测试误差。

在进行加速性测试时,若起步加速慢。一般是由于过渡区供油偏稀引起(特殊情况下供油偏浓也会使加速慢,如阻风门半关等),可通过调整怠速调节螺钉位置、减小主油针直线段直径等方法来供油增加以改善起步加速性。

在进行加速性测试时,若超越加速慢。一般是由于主油系供油偏稀引起,可通过提高主油针卡槽位置或加垫片、减小主油针直线段直径、提高油针拐点位置等方法来供油增加以改善超越加速性。不做台架试验的也可加大主量孔孔径、调整主泡沫管横孔来改善超越加速性。 在进行调整的同时,要注意油耗、排放等指标的变化,要综合考虑调整方案。 6.2.3 最高车速试验。

由于目前各主机厂上报国家目录和企业内部指标较实际车速均有较大余量,目前德利公司的化油器均能满足厂家对最高车速的要求。所以针对最高车速不足而进行的调整极少,而针对在高速行驶时出现的一些不良现象而调整的多。

高速时车辆出现转速不稳即“窜车“现象。此问题一般为供油偏稀所致,可加大主量孔或调整主泡沫喷管解决。但在加浓或减稀的调整后,仍无法消除此现象,则需考虑化油器外的因素了。除化油器外车辆其他故障也可导致“窜车“现象出现,如链条过松,大小齿轮匹配不对等。

6.2.4 实际行驶油耗试验

实际行驶油耗试验是:尽量模拟实际行车中出现的各种工况,在道路上行驶一段距离(一般不低于10km)而测算出的油耗量。由于实际行驶没有一个统一的标准,测试数据存在一定的差异,因而实际行驶油耗数据一般做为参考数据。但由于部分主机厂油耗方面只做实际油耗测试,也只能适应其需要进行调整。调整方法同稳定车速油耗。

6.2.5 怠速排放试验

调整方法同发动机台架试验中的怠速排放调整方法。

6.2.6 怠速稳定性试验

调整方法同发动机台架试验中的怠速稳定性调整方法。

34

7 PZ26型化油器零部件的质量要求和材料

7.1

PZ26型化油器零部件的质量要求

(1) 化油器零件内部不得有影响质量的空洞、疏松、砂眼、裂纹、夹渣、变形等缺陷,压铸件的质量应符合EQY-94的要求;

(2) 化油器的零件不得有伤痕、锈蚀等影响外观的缺陷;

(3) 凡用钢、铸铁或锌合金、铝合金制成的零件,应具有防护层或经过化学处理,以便在正常使用条件下足以防止零件的锈蚀;

(4) 非金属零件应考虑耐汽油的性能,并能在-40℃~+130℃的温度正常工作。安装在特殊部位(如自动阻风热室)的非金属零件,应能在-40℃~+205℃的温度下正常工作;

(5) 化油器的零件在装配前,均应清除毛刺、切屑、油污及脏物;

(6) 化油器紧固连接部位在正常使用中不得松动。进气道的紧固件必须有防松措施; (7) 化油器的螺纹紧固件拧紧力矩,应符合EQC-45的规定;

(8) 化油器各外接取气管,应考虑涂胶后压入,并在产品图样上指定粘接用胶。

本科生毕业设计

7.2 PZ26型化油器零部件的材料

(1) Hpb59-1(铅黄铜)

铅黄铜在冷作硬化状态下,有季节性破裂的倾向。在热态下压力加工性最好,而在冷态下压力加工性尚可。切削加工性很好,易于焊接和钎焊,适用于制造管子、止动销、螺钉、销子、螺栓、接管嘴、螺套开关体、垫子等。

(2) F5(防锈铝)

防锈铝是铝镁系合金中强度最高的合金,具有很高的工艺塑性,同时还有较高的抗拉强度和屈服强度。板材可在退火状态下和冷作硬化状态出厂。适用于作焊接结构、冷模锻零件、受力零件、蒙皮骨架零件等。

(3) LD30(锻铝)

锻铝在熔焊时,有较高的热裂纹倾向(特别是薄截面)。用重铬酸钾填充阳极膜足以防止腐蚀,热状态塑合性、切削性能好。可制造复杂形状的锻件及模锻件,焊接件,如容器、龙骨架等。在极冷温度下不变脆,可作为焊接合金用来制造在低温下工作的零件。

(4) 1Cr18Ni9 (不锈钢)

这是标准型奥氏体型不锈钢,淬火不能强化,具有良好室温及低温韧性,焊接性和在氧化性介质、某些还原性介质中的良好耐蚀性,切削性能差。适用于各种方法焊接,一般不宜作耐腐蚀焊接件,用于制造军械零件、电热开关座板、隔磁垫圈垫片、接近燃烧气体(500℃以下)管路系统的固定件和结构件。

(5) POM9 (聚甲醛)

聚甲醛原料来源丰富,成型方便,广泛代替有色金属,用作结构和耐磨材料,表现出

35

本科生毕业设计

很高的刚性和硬度,较好的冲击强度、耐蠕变及耐疲劳性。

(6) FN7445(燃油用O形圈丁腈胶料)

一般适于-40℃~100℃的温度范围内长期工作,在125℃温度下短期工作。

8 化油器正常维护和典型故障排除

8.1 化油器的正常维护

化油器是在发动机工作产生的真空作用下,将一定比例的汽油与空气混合的机械装置。 汽油是由油箱再通过汽油滤清器进入化油器的,汽油滤清器可将混入汽油中的杂质及油箱内的氧化皮过滤掉。如果滤清器质量有缺陷,仍有部分杂质通过滤清器进入化油器。另外汽油中含有能形成胶质的成分,经长时间沉积会凝结出胶质,附着在化油器的零部件(如量孔)、油道及浮子室表面上。

空气是通过空气滤清器进入化油器的,基于进气阻力不能过大和其他因素的考虑,过滤装置不能过于致密,因而空气中的部分微小杂质仍会通过空滤器进入化油器中。如果滤清器质量有缺陷,还会造成发动机拉缸等更严重的影响。

组成化油器油道、气道中的较多零部件,如主量孔、怠速量孔、主空气量孔、怠速空气量孔、主泡沫管等等都有内径很小的孔(内径在0.3~1.5mm之间),进入化油器内的汽油杂质、胶质和空气中的杂质,往往会将这些孔径改变或堵塞,导致化油器气道、油道不畅,使化油器供油特性变化,甚至引起化油器性能故障。

化油器的正常维护实际上就是保持化油器出厂时的清洁度,这在我公司是作为化油器质量评定的一项关键指标来控制,为达到日本京滨公司的控制标准,运用各种先进设备和工艺在生产每个环节进行严格控制的。因此为保证摩托车的正常使用,必须注意对化油器进行正常的维护:定期清洗化油器,保持化油器油道、气道的清洁,细小孔径的通畅。这对延长化油器使用寿命也是相当重要的。从经验来看,很多化油器性能方面的故障,都可通过定期清洗化油器加以解决。

8.2 正常维护注意事项:

(1)化油器是发动机中的关键零部件,细小的变动都可能会影响整车性能。因而在化油器拆装过程中,要使用合适的工具,并且力度适中,以防零件变形。拆卸的零件要按先后顺序摆放整齐,以防装配中漏装或错装。

(2)化油器的清洗要在清洁的场地进行。首先擦净化油器外表面,内部零件的清洗可使用化油器专用清洗剂或工业汽油。除杂质外,要注意清洗零件表面的汽油胶质。清洗完的零件用压缩空气吹净,不能采用会产生毛边的布类或纸张擦拭,以防再次污染。堵塞的小孔禁用钢丝等坚硬物体捅开,防止改变孔径引起化油器性能变化,应使用汽油或压缩空气清洗冲

36

本科生毕业设计

出。

(3)油器装配过程中,对浮子室联结螺钉、化油器与发动机联结螺钉,切忌一次拧紧,必须分几次拧紧,一般拧紧力矩在12N.m~15N.m之间。否则会造成结合面变形,出现漏气或漏油现象。量孔类零件拧紧力矩一般在1.5N.m~3.0N.m之间, 拧紧力矩过大会损坏螺纹,导致零件变形,甚至产生金属屑,造成二次污染,影响化油器性能。

(4)在清洗化油器过程中,如发现化油器浮子室内有较多沉积物时,往往是由于汽油滤清器失效造成的。此时要对汽油滤清器进行检查,如确认其失效则需清洗或更换新的汽油滤清器。

(5)如长时间不使用摩托车,需将化油器浮子室内燃油放尽,以防汽油胶质沉积凝结,造成化油器故障。

另外,要特别强调的是:由于怠速调节螺钉的位置对摩托车排放、怠速、过渡、油耗等性能均有重要的影响。化油器清洗时一般禁止动怠速空气调节螺钉(见图)。如确需拆卸怠速空气调节螺钉时,应先将调节螺钉拧到底,记住拧进圈数(精确到1/8圈),装配时按原圈数返回。

8.3 化油器典型故障分析与排除

化油器作为一种精密的机械装置,它对发动机的重要作用可以称之为发动机的“心脏”。从专业角度来看:化油器本身的故障率是极低的。但为什么在实际使用中往往化油器故障率并不低呢?原因有以下两点:1. 由于发动机的所有工作特性均与化油器相关,如加速、过渡、油耗等等。因此判断摩托车发生的性能故障原因时,往往会将电器件或其他机械部件的故障与化油器混为一谈,误判为化油器故障而更换化油器。如:滤清器失效使杂质堵塞化油器,更换新化油器故障消除,但没有解决根本问题。2. 相关零部件的质量问题,使化油器使用寿命大大缩短。如清洁度的降低,增大化油器零部件的磨损等等。我们在同摩托车整车厂的合作中,也常常遇到类似的问题。下面就化油器一些典型故障的分析与排除方法进行介绍。

8.3.1 起动困难

根据国家标准,在正确使用化油器起动加浓装置的前提下,脚踏或电起动时间超过15秒,发动机仍不能保持连续运转判为起动困难。起动困难的原因及相应排除方法有以下几种。

可能原因:化油器浮子室内无燃油。

排除方法:

化油器进油通道堵塞。分析及排除步骤如下:

打开化油器浮子室,检查在浮子下落时是否带动进油针阀随之下落。若针阀不随浮子运动仍与针阀座紧密结合,可判断针阀与阀座粘接引起进油通道堵塞,此故障一般为汽油胶质凝结在针阀与阀座之间所致。可采用酒精或丙酮清洗。此类故障常出现在长时间不使用的摩托车上。特别是发动机厂和摩托车厂装机后没有放尽化油器浮子室中的汽油,在库存或销售期稍长的情况下,就会出现汽油胶质凝结,导致化油器性能故障.

37

本科生毕业设计

取下浮子和针阀,从化油器进油接管处接入汽油,观察汽油从阀座口流出状况,若无汽油流出,则为进油通路堵塞,可使用压缩空气从进油接管处吹入处理。另外,油路堵塞表明大量的杂质进入化油器内部。根本原因是汽油滤清器失效造成的。因此在清洗化油器的同时,需对汽油滤清器进行检查。 8.3.2 起动加浓装置失效。

化油器在设计时为提高起动性能,专门设置了起动加浓装置,摩托车起动加浓装置主要有两种结构形式:

(1)阻风门机构:阻风门机构是较为简单的机械装置一般用于跨骑式车(如CG125摩托车),可用扳动阻 风门手柄来观察阻风门片是否随之运动的方法来判断其是否正常,此装置故障较少。

(2)旁通加浓系统:旁通加浓系统分类较多,应用最为广泛的是电热和手动旁通加浓系统。

电热旁通加浓系统一般用于踏板车。其故障分析与排除步骤如下:

摩托车电门开通后4~5分钟后,手摸电热起动加浓阀塑料外壳,如有热感则电路正常;否则需检查电路,如加浓阀接口处电路正常则判定加浓阀已损坏需更换。

拆下起动加浓阀并接通电路后0~5分钟期间,观察加浓阀柱塞运动状况,若加浓阀柱塞随弹簧不断延伸,则加浓阀正常;否则加浓阀中PTC加热片损坏,需更换加浓阀总成。用压缩空气清洗化油器本体上的加浓通道。

8.3.3 怠速偏低。

怠速偏低的现象是:发动机可以起动但不能稳定运转片刻后即熄火。

排除方法:调整化油器柱塞调节螺钉,顺时针方向旋进,发动机转速升高;逆时针方向旋出,发动机转速降低。一般发动机转速调节到1500转/分钟(跨骑式车)和1700转/分钟(踏板车)左右即可。

8.3.4 起动方法不正确。

不正确起动方法基本上出现在起动加浓装置的使用上,常见的不正确的起动方式有: (1)不使用起动加浓装置。这是由于用户对摩托车的功能了解不全引起的,因为即使是常温使用起动加浓装置,也会大大改善起动性能。

(2)起动过程中一直使用起动加浓装置(对阻风门机构和手动旁通加浓装置而言)。起动加浓系统工作时 提供给发动机的是很浓的混合气,若起动过程中一直使用加浓装置,大量的浓混合气进入汽缸会“淹死”发动机,使起动变的困难。

加浓装置的正确使用方法是;起动3~4次后若发动机仍不能运转,则关闭加浓装置,并微旋油门手柄使化油器柱塞上升后再次起动。

38

本科生毕业设计

8.3.5 怠速不稳

怠速不稳现象:发动机运转数分钟暖机后,发动机怠速转速波动大于± 100转/分钟即为怠速不稳。

怠速不稳出现的原因:在化油器怠速系统油道或气道发生堵塞或泄漏状况下,怠速油系供油出现偏稀或偏浓现象,导致发动机怠速不稳。

8.3.6 怠速量孔部分堵塞

原因:怠速量孔部分堵塞,使怠速状态下供油偏稀,导致怠速不稳现象出现。 排除方法:按前述化油器清洗方法清洗即可。 8.3.7 怠速调节螺钉位置变动。

怠速调节螺钉的作用是通过调整怠速调节螺钉来改变怠速油道或气道的流通截面,使化油器怠速供油达到理想状态。怠速调节螺钉按功能分为调油和调气两种。

对化油器专业生产厂家而言:由于怠速调节螺钉对发动机的各项性能影响较大,化油器出厂前怠速调节螺钉经过严格的测试并已调整至最佳位置。因而一般禁止用户自行调整怠速调节螺钉。经过长时间的使用后,如果怠速调节螺钉位置确实改变并引起不良后果时才能调整。

寻找怠速调整螺钉的最佳位置的方法:首先将柱塞固定到比正常怠速稍高的发动机转速,左右旋转怠速调节螺钉,找出该柱塞位置时的 最高转速,稍许调整柱塞调节螺钉,使发动机转速降低再找最高转速,如此重复,直到某一个柱塞位置时的最高转速等于整车标准怠速转速为止。

8.3.8 化油器与发动机进气管连接垫片或胶圈损坏。

连接垫片或胶圈损坏会出现漏气现象,额外空气进入发动机,使怠速状态下供油偏稀,导致怠速不稳现象出现。

排除方法:更换连接垫片或胶圈即可。 8.3.9 化油器与发动机进气管连接螺栓松动

连接螺栓的松动同样会出现漏气现象。排除方法:拧紧即可。

有一点需要指出的是:目前多数的踏板车上使用的化油器是带电热旁通加浓系统的。在该系统的作用下,摩托车在起动后怠速转速较高(可达2200~2300转/分钟),暖机4~5分钟电热旁通加浓系统关闭后,发动机怠速转速才回降至1500转/分钟。此为正常现象,不属于“怠速不稳”故障。望用户注意不要误判。

8.3.10

过渡不良

摩托车从起步加速行驶的过程中,化油器怠速油系供油逐渐减少过渡到主油系供油不断

39

本科生毕业设计

增加, 为使怠速油系与主油系之间供油衔接圆滑,设置了过渡油系,以保证摩托车起步过程的平顺性。

过渡不良的现象:起步加速过程中时,随着油门的开大发动机转速波动较大或熄火。 过渡不良的原因及排除方法如下:

怠速量孔、怠速油路、主量孔、过渡孔部分堵塞

原因:怠速量孔、怠速油路、主量孔、过渡孔部分堵塞使化油器各有关油系供油偏稀,引起过渡不良。

排除方法::按前述化油器清洗方法清洗即可。 8.3.11

泡沫管堵塞

原因:化油器泡沫管的作用是促进汽油与空气的混合,泡沫管上的泡沫孔被杂质堵塞后,汽油与空气的混合效果降低,雾化质量下降,引起过渡不良。

排除方法:按前述化油器清洗方法清洗即可。 8.3.12

怠速调整不良

原因:过渡过程中化油器供油主要来自于怠速油系,如果怠速调整不当,会影响过渡性能。

排除方法:按前述怠速调节螺钉调整方法进行调整。 8.3.13 油耗高

油耗的高低是摩托车用户最为关心的一项重要的性能指标,也是摩托车一项重要的性能指标。化油器作为摩托车供油系统的关键件,化油器状态是否良好对整车油耗的影响至关重要。降低油耗也是化油器生产厂家不断的追求目标。

如何判断摩托车油耗高呢?一般实际行驶油耗规律是:两冲程比四冲程高、大排量比小排量高、自动离合的比手动离合的高。另外发动机的结构形式的不同,油耗高低也不同。具体数值应根据具体车型而定。对目前国内较为普遍的车型来说:两冲程50车油耗在3L/100km左右,四冲程70~100车油耗在2L/100km以下,四冲程125车油耗在2.6L/100km左右,四冲程70~125踏板车油耗在3.0L/100km左右。用户可以据此大体判断自己的车是否油耗偏高。

40

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/7yi.html

Top