化油器

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化油器（carburetor）是汽车、机车里发动机中的一个给发动机供油的装置，其作用是利用发动机工作产生的真空负压将一定比例的汽油与空气混合，之后将汽油与空气的混合气供给发动机的燃烧室。一公斤汽油完全燃烧需要大约15公斤的空气，所以油和气混合很重要。化油器吸进空气的通道中间是一个较窄的喉部，加速引擎吸进的空气，产生文氏管效应将细管中的燃油吸出、雾化、和空气相混合，汽车的化油器通常包括燃油室、阻风门、怠速量孔、主量孔、空气节流喉管和加速泵等部分。
日本人喜欢把发动机和化油器的关系比作男人和女人的关系。 发动机的性能由发动机本身决定，化油器改变不了发动机的能力，但是能起到让发动机能力100%发挥的作用。
应用：虽然化油器的构造简单、耐用、成本低廉，不过其供油精准度已经无法满足现今严苛的环保法规，所以在近十几年发达国家（如欧美等）汽车市场上市的新车上，已经看不见化油器了。但是在发展中国家（如印度）汽车市场上市的一些廉价的新车上，还非常的普遍。 同样化油器但在高端的摩托车上也被电喷技术取代，但基于体积、技术、成本等问题，在中、低端的摩托车，以及各种各样的通用机械上还将长期使用。
化油器目前化油器的应用很广泛包括：摩托车、船外机、汽油发电机、水泵、割灌机、绿篱机、扫雪机、油锯、园林拖拉机、高压清洗机、动力喷雾机、空气压缩机、打夯机、手提挖坑机、旋耕机等。
化油器行业知名厂家有：日本的三国Mikuni、京滨Keihin、泰凯TK和美国的华博罗Walbro等。

历史[编辑]


在1893年Frederick W. Lanchester一位伯明翰的工程师首度将化油器安装在汽车上。 而在1896年Frederick与他哥哥造了第一台以汽油当燃料单缸5hp、链条传动的汽车，不过由于这台车的表现以及动力实在差强人意，所以他们在隔年又重造了配备上一具双缸水平对卧引擎加上新设计化油器的汽车。这台使用化油器的车在1900年完成了1000英里的行程，是汽车工程上的一大突破。
在过去1980年代中期，工程师们发现燃油喷射（Fuel Injection）具有更多的优点后，化油器系统在汽车工程上便逐渐被淘汰，在美国最后一台配备化油器的车则是福特汽车在1991年推出5.8升的Ford Crown Victoria Police Interceptor。不过因为价格便宜和早期喷射在油门反应上的问题，大多数的机车则还是继续使用化油器。
在2005后，由于环保法规更为严格，越来越多的机车开始使用燃油喷射。但是可以在一些小型引擎（如汽油发电机或割草机等）及一些古早或较特殊像一些房车赛的汽车上发现化油器的踪迹。
原理[编辑]
化油器是利用伯努利定律：气体流动得越快，它的静态压力便越低，而动态压力则越高。
而节流阀（由油门控制）不是直接控制燃油的流量，而是控制在引擎运转时被吸入的空气流量。而吸入空气的速度便产生一个压力，利用这个压力来控制燃油进入引擎的多寡。
较早期的引擎多是使用上吸式化油器（updraft carburetor），气体在化油器中流动方向为由下到上。这种化油器不会让过多的油滴进入歧管，所以好处就是不会发生“溢油”（flooded engine，引擎内油气太浓使车不易发动），且这种化油器在纸质空滤发明前还有一大优点，就是可以利用设置在化油器下的油浴空滤来过滤要进入引擎的空气。
到了1930年代晚期，美国汽车以下吸式化油器（downdraft carburetors）为主流。而在欧洲，因为相较于下吸式，侧吸式化油器（sidedraft carburetors）有较好的空间配置能力和SU（Skinners Union:为一主要制造侧吸式化油器的公司）型化油器的发展，所以以侧吸式为大宗。而现在还是有一些小型的螺旋桨飞机还是使用上吸式化油器。
运作[编辑]
化油器可以分为固定文氏管（Fixed-venturi）和可变文氏管（Variable-venturi）两种
文氏管（venturi）是运用白努力原理和连续方程式的装置。当一管路的截面积缩小时，此时管路内的流体为了满足连续方程式，所以流速会上升而压力则会因为白努力原理而下降。
而固定文氏管在化油器的文氏管部分，因为压力下降所以会将燃料吸到气流中，这种构造可以在美国和一些日本汽车所使用的下吸式化油器上发现。
可变文氏管则是利用滑块和滑块上的油针，来控制文氏管的管路面积和汽油喷嘴的开闭。
而可变文氏管又主要可分为两种。一种是负压式，油门控制的是化油器上的一个节流阀然后利用一个真空系统来控制滑块和油针。另一种则是直拉式，直接使用油门控制滑块这种化油器主要是使用在一些小型的机车和越野摩托车上。 而可变文氏管化油器通常会配备上加速泵来改善油门突然大开而吸不到汽油的缺点。所以简而言之化油器的主要工作就是：
1.        决定进入引擎的空气量。
2.        同时决定应该喷入多少汽油到气流中。
3.        将两者均匀混合。
不过这些工作在空气和汽油是理想气体时看起来很简单。不过实际上由于空气阻力、黏滞力、惯性等等的影响，所以在引擎高低不同转速时需要考量到大量复杂的问题。
且化油器还需要在不同的环境温度、压力、引擎转速、负载、冷车启动、热车启动、加速等等的情况下提供适当的混合比。所以为了满足以上这些条件，现在的化油器大部分构造都非常复杂。
构造[编辑]


化油器的基本构造
化油器主要就是由一根通到引擎的管子所构成。这根管子的内部是文氏管的形状，在文氏管较细的部分会有汽油的喷嘴，所以当气流通过文氏管压力下降时就会将汽油吸到气流中在文氏管的一端有着蝶形阀或称节流阀，长的样子就是一片可以旋转的圆形片状物，可以控制气流流量，而气流的流量就决定了进入引擎油气的多寡，从而控制引擎的出力和速度。
•        启动(Off-idle circuit)
在节流阀后会有一个额外的喷油口，当油门稍微开启时便会从这个喷油口吸出汽油，以补偿节流阀开启时所造成的真空度降低，改善混合比不稳定的情况。
•        主油路(Main open-throttle circuit)
当节流阀开度更大时，由于歧管内的真空度下降导致怠速和off-怠速系统的流量减少，所以这时候就是化油器内文氏管构造发生作用的时候了，如之前所说当气流经过文氏管细的部分时，由于压力的下降，便从喷嘴中吸出汽油。
•        加速泵浦(Accelerator pump)
由于汽油在液态时惯性比空气还要大，所以在油门突然开启时，气流增大的速度远大于汽油的速度导致混合比突然下降(lean)，以致于要加速时引擎转速却下降的情况。为了避免这种情况，工程师们使用的方法就是为化油器加上一个小小的泵浦，由连杆受到节流阀的控制。当油门开启时便会用泵浦将汽油直接喷入气流中，以补偿混合比的浓度。
•        阻风门(Choke)
由于在冷车时，汽油的气化效果不好，容易在歧管壁上凝结，导致油气太稀发车不易。为了供应更浓的油气，阻风门是最普遍使用的一种方式。他是在文氏管前的一个装置，用来限制空气流过文氏管的流量，让化油器内的真空度上升，使更多的油气从主油路被吸到气流中。另一种比较新式的方法则是另外开一个油道，阻风门拉起时油道供油。增加油气浓度达到冷启动目标，总而言之两种方法都是将冷车时的油气变浓，因为在车到达工作温度前，需要较浓的混合比来启动和暖车。
•        浮筒室(Float chamber)
为了供应稳定的油气，化油器上还有一个叫做浮筒室的装置，浮筒室内装着准备被各油路使用的汽油而室内压力约等于大气压力。而室内的汽油量则受到浮筒和一个针阀的控制。当汽油不足时，浮筒下降针阀开启，汽油便会补充至浮筒再度将针阀关闭为止。