航空浮子式汽化器慢車系統工作原理與典型故障分析

代友軍

（中國民航飛行學院飛機修理廠，四川廣漢618307）

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航空浮子式汽化器慢車系統工作原理與典型故障分析

代友軍

（中國民航飛行學院飛機修理廠，四川廣漢618307）

汽化器慢車系統的功用是在發動機啟動和慢車狀態工作時，供給發動機所需的富油混合氣。介紹了汽化器慢車系統的工作原理，詳細分析了慢車系統常見故障的現象、原因，并提出了針對性的預防措施。

浮子式汽化器；慢車系統；工作原理；故障

汽化器由于結構簡單、性能可靠、維護方便、價格便宜，隨著設計和制造工藝的不斷改進，仍被許多航空活塞發動機所使用，目前使用最多的是浮子式汽化器。

浮子式汽化器包括6個基本的子系統，分別是：浮子室機構系統、主計量系統、慢車系統、混合比控制系統、加速系統和經濟裝置系統。這些系統一起工作，為發動機的所有工作范圍內提供正確的燃油流量，并與空氣形成適當的油氣比。其中，慢車系統的功用是在發動機啟動和慢車轉速工作時，向發動機提供偏富油的混合比，確保發動機能正常啟動和可靠地維持慢車轉速。實際使用過程中，慢車系統需要經常進行檢查和調節，慢車系統的故障也較多，需要很好地加以維護。本文在介紹汽化器慢車系統工作原理、結構特點的基礎上，對慢車系統的常見故障加以分析，并提出相應的預防措施。

1　慢車系統工作原理

汽化器式航空活塞發動機在啟動、慢車轉速工作以及穩定地加速到1 000 rpm的過程中，所有的燃油供應都來自慢車系統。在大約1 000 rpm時，由于經過文氏管的空氣流量增加，產生的吸力使主噴嘴開始噴油。隨著節氣門開大，慢車噴油孔處的吸力減小，慢車系統供油量逐漸減少，到大約1 400 rmp時，慢車系統停止供油。從那一點開始直到最大轉速，大部分的燃油供應來自主計量系統［1］。慢車系統與主計量系統之間通過慢車供油口相互連接，燃油是從慢車噴油孔還是從主噴油嘴噴出，主要取決于吸力是大于慢車系統還是大于主噴嘴。

圖1所示為汽化器慢車系統工作原理圖。當發動機啟動或慢車轉速工作時，由于轉速小，進氣量小，通過文氏管的氣流速度很小，壓力下降不多，主噴嘴與浮子室之間的壓差不足以克服浮子室液面與主噴嘴之間的高度差，主噴嘴不能噴出燃油。此時節氣門的開度很小，節氣門與筒壁之間形成很小的縫隙。根據伯努利原理，氣流通過縫隙時，通道突然變窄，流速增大，壓力降低，從而在浮子室與節氣門縫隙之間形成較大的壓力差。在這個壓力差的作用下，燃油通過功率噴嘴、混合比計量襯套、慢車油管，并且在慢車油管處與從慢車通氣孔進入的空氣相混合，形成富油的油氣混合乳液，再經過慢車管路，最終通過由慢車調節針閥控制的主慢車噴油孔噴入節氣門殼體。在此處，經過節氣門的少量空氣與乳液混合，形成發動機慢車工作時所需的富油混合氣。當節氣門開大后，節氣門與筒壁之間的縫隙增大，對氣流的節流作用下降，慢車噴油孔處的氣流速度減小，壓力增大，節氣門開大到一定程度后，慢車噴油嘴就停止噴油。而隨著節氣門開大，流過文氏管的氣流速度增加，壓力下降，由于文氏管的限流作用比節氣門要強，位于文氏管喉部的主噴嘴開始噴油。

圖1　慢車系統原理圖

為了防止節氣門開大到主噴嘴開始噴油前的過渡階段出現貧油的狀況，慢車噴油孔不止一個，通常還設置有次級慢車噴油孔，更寬慢車范圍的汽化器還設置有三級、四級慢車噴油孔。在慢車狀態，當節氣門開大時，一些空氣從節氣門下方的節氣門筒經次級慢車噴油孔噴入，與從主慢車噴油孔噴出的油相混合，防止出現過貧油。

2　慢車系統的結構

按照進氣方式，現代常用的航空浮子式汽化器分為上吸式和側吸式兩種，上吸式汽化器垂直安裝在發動機收油池的下部，氣流從下往上流經汽化器；側吸式汽化器通常水平安裝在發動機收油池上，氣流水平地流經汽化器。兩種汽化器慢車系統的結構如圖2和圖3所示。

圖2　上吸式汽化器慢車系統結構圖

圖3　側吸式汽化器慢車系統結構圖

無論哪種形式的汽化器，慢車系統主要由慢車油管、慢車噴油孔、慢車調節針閥和慢車轉速調節螺釘等組成。慢車油管通常由黃銅制造，上面有一個尺寸非常精確的節流孔，節流孔的尺寸決定了各個壓差下的燃油排出量。不同型號汽化器的慢車油管節流孔尺寸不同，不能混裝。慢車系統內有一個滲氣口，通常位于慢車油管處，空氣滲入燃油中可以使燃油的密度減小，破壞燃油表面張力，使燃油更好地霧化和汽化［2］。慢車調節針閥用于調節慢車噴油量的多少，從而調節慢車混合比。反時針轉動針閥，針閥遠離閥座，慢車噴油孔的有效面積增大，噴油量增大，混合氣變富油；順時針轉動針閥，針閥朝向閥座，慢車噴油孔的有效面積減小，噴油量減小，混合氣變貧油。慢車轉速調節螺釘，也叫做節氣門止動螺釘，用于調節慢車狀態節氣門關到最小時的開度，控制發動機的進氣量，從而控制發動機的最低慢車轉速。順時針調節螺釘，節氣門開大，進氣量增加，慢車轉速增加；反時針調節螺釘，慢車轉速減小。

3　慢車系統常見故障分析

汽化器慢車系統的故障主要表現為發動機慢車工作不穩定，發動機抖動，慢車自動停車，發動機無法啟動等。故障原因主要是慢車混合比調節不當或慢車油管被異物堵塞。

慢車混合比過富油，會引起發動機氣缸內的燃油燃燒不完全，形成電咀積炭，導致電嘴故障；慢車混合比過貧油，會使發動機的加速性能變差。此外，過富油或過貧油的慢車混合比，還會使滑行時的慢車轉速度過高，導至滑行速度過快和剎車磨損過大。通常情況下，如果出現發動機慢車工作不穩定或收油門時發動機自動停車等故障，應首先檢查慢車混合比和慢車轉速是否在規定的范圍內。

導致慢車混合比變化的原因較多，比如季節和天氣的變化，浮子高度變化，慢車管路堵塞、慢車調節針閥磨損等。汽化器慢車混合比和慢車轉速的檢查和調節要相互配合來進行。檢查慢車混合比前，先讓發動機完全暖機，直到滑油溫度和氣缸頭溫度達到正常范圍，并確保整個慢車混合比調節過程中氣缸頭溫度都在正常范圍內。對于傳統的汽化器發動機，可用駕駛艙中的混合比操作縱，通過人工調貧油混合比來檢查慢車混合比，方法是緩慢平穩地向慢車關斷位移動混合比操縱桿，觀察進氣表的指示變化。對于不使用進氣壓力表的發動機，則需要觀察轉速表指示的轉速變化，對于大多數發動機，慢車混合比應設定為：當混合比操縱桿移向慢車關斷位時，在發動機轉速度下降并有停車趨勢前，轉速應有一個上升的過程，理想的狀況是轉速上升25～50 rpm（最佳值）。如果轉速上升超過50 rpm，則表示慢車混合比過富油，需要向貧油方向調節；如果轉速上升很小或不上升，則表示慢車混合比過貧油，需要向富油方向調節。慢車混合比調節之后，應反復檢查數次，以確定混合比是恰當的，并在高功率到慢車狀態反復變化中仍能保持不變。調節慢車混合比時應小心，不要用力太大，以免損傷針座。針座損傷會使慢車調節會非常困難。慢車混合比調節好后，通過慢車轉速調節螺釘將慢車轉速調到規定的范圍，通常是600～650 rpm.

大多數慢車系統故障在重新調節慢車混合比和慢車轉速后都可以排除，如果調節無效，或者發動機無法維持慢車轉速度，或者無法啟動，則可能是慢車油管被異物堵塞，應把汽化器送到工廠進行檢查和修理。我廠在汽化器修理過程，共發現3起慢車油管堵塞的情況，如圖4所示。慢車油管部分或全部堵塞使慢車節流孔失效，慢車供油不足或不供油，無法維持穩定的慢車轉速，甚至無法啟動。

圖4　慢車油管堵塞實例

導致慢車油管堵塞的異物可能是脫落的膠顆、空氣中的塵土、飛蟲等。其中一起堵塞慢車油管的異物可能是安裝堵頭時涂抹了過多的螺紋緊固膠，多余的膠塊脫落堵塞了慢車節流孔。另一起極端的例子是某汽化器在低空使用了汽化器加溫，空氣中的小飛蟲從沖壓管進入浮子室，并最終堵塞了慢車油管，導致發動機在地面慢車時停車。

要避免慢車油管堵塞的情況發生，修理汽化器時應將零件清洗干凈，并用壓縮空氣吹干凈所有的管路，裝配時，要保持工作場所的整潔有序，堵頭涂抹緊固膠時要符合規范，涂膠要適量，不要涂到堵頭的端面上，防止多余的膠和異物進行汽化器管路內。平時維護時，要嚴格按照手冊要求檢查、清潔或者更換進氣濾，定期對浮子室放沉淀。在進行特殊操作后，比如使用汽化器加溫后，及時對浮子室放沉淀。

4　結束語

慢車系統對于汽化器的工作非常重要，本文介紹了慢車系統的工作原理、結構特點，分析了慢車系統常見的故障。相關人員在汽化器的維護和修理過程中，要嚴格執行維護手冊的要求，精心維護，這樣才能保證汽化器的正常工作，確保發動機性能可靠。

［1］Peter Nielson.MSA float carburetor handbook&troubleshooting techniques［R］.U.S.A.PrecisionAirmotive LLC，2002:6.

［2］FAA.Aviation maintenance technician handbook-powerplant［M］.U.S.A.Aviation Supplies&Academics，2012:88-89.

The Working Principles and Typical Faults Analysis of Aircraft FloatCarburetors

DAIYou-jun
（Aircraft Repair&Overhaul Plant，Civil Aviation Flight University of China，Guanghan Sichuan 618307，China）

The function of carburetor idling system is to provide rich fuel/airmixture to the engine for starting and idle working.This paper introduces the working principle of carburetor idling system，detailed analyses the phenomena and causes of the common faults in idling system，and puts forward some corresponding preventive measures.

float carburetor；idling system；working principle；fault

V233.3.3

B

1672-545X（2016）05-0186-03

2016-02-16

中國民用航空飛行學院科學研究基金項目（編號：J2014-11）

代友軍（1977-），男，工程師，工程碩士，主要從事航空活塞發動機維修理論與維修技術的研究。