航空浮子式汽化器慢车系统工作原理与典型故障分析

代友军

（中国民航飞行学院飞机修理厂，四川广汉618307）

企业管理

航空浮子式汽化器慢车系统工作原理与典型故障分析

代友军

（中国民航飞行学院飞机修理厂，四川广汉618307）

汽化器慢车系统的功用是在发动机启动和慢车状态工作时，供给发动机所需的富油混合气。介绍了汽化器慢车系统的工作原理，详细分析了慢车系统常见故障的现象、原因，并提出了针对性的预防措施。

浮子式汽化器；慢车系统；工作原理；故障

汽化器由于结构简单、性能可靠、维护方便、价格便宜，随着设计和制造工艺的不断改进，仍被许多航空活塞发动机所使用，目前使用最多的是浮子式汽化器。

浮子式汽化器包括6个基本的子系统，分别是：浮子室机构系统、主计量系统、慢车系统、混合比控制系统、加速系统和经济装置系统。这些系统一起工作，为发动机的所有工作范围内提供正确的燃油流量，并与空气形成适当的油气比。其中，慢车系统的功用是在发动机启动和慢车转速工作时，向发动机提供偏富油的混合比，确保发动机能正常启动和可靠地维持慢车转速。实际使用过程中，慢车系统需要经常进行检查和调节，慢车系统的故障也较多，需要很好地加以维护。本文在介绍汽化器慢车系统工作原理、结构特点的基础上，对慢车系统的常见故障加以分析，并提出相应的预防措施。

1　慢车系统工作原理

汽化器式航空活塞发动机在启动、慢车转速工作以及稳定地加速到1 000 rpm的过程中，所有的燃油供应都来自慢车系统。在大约1 000 rpm时，由于经过文氏管的空气流量增加，产生的吸力使主喷嘴开始喷油。随着节气门开大，慢车喷油孔处的吸力减小，慢车系统供油量逐渐减少，到大约1 400 rmp时，慢车系统停止供油。从那一点开始直到最大转速，大部分的燃油供应来自主计量系统［1］。慢车系统与主计量系统之间通过慢车供油口相互连接，燃油是从慢车喷油孔还是从主喷油嘴喷出，主要取决于吸力是大于慢车系统还是大于主喷嘴。

图1所示为汽化器慢车系统工作原理图。当发动机启动或慢车转速工作时，由于转速小，进气量小，通过文氏管的气流速度很小，压力下降不多，主喷嘴与浮子室之间的压差不足以克服浮子室液面与主喷嘴之间的高度差，主喷嘴不能喷出燃油。此时节气门的开度很小，节气门与筒壁之间形成很小的缝隙。根据伯努利原理，气流通过缝隙时，通道突然变窄，流速增大，压力降低，从而在浮子室与节气门缝隙之间形成较大的压力差。在这个压力差的作用下，燃油通过功率喷嘴、混合比计量衬套、慢车油管，并且在慢车油管处与从慢车通气孔进入的空气相混合，形成富油的油气混合乳液，再经过慢车管路，最终通过由慢车调节针阀控制的主慢车喷油孔喷入节气门壳体。在此处，经过节气门的少量空气与乳液混合，形成发动机慢车工作时所需的富油混合气。当节气门开大后，节气门与筒壁之间的缝隙增大，对气流的节流作用下降，慢车喷油孔处的气流速度减小，压力增大，节气门开大到一定程度后，慢车喷油嘴就停止喷油。而随着节气门开大，流过文氏管的气流速度增加，压力下降，由于文氏管的限流作用比节气门要强，位于文氏管喉部的主喷嘴开始喷油。

图1　慢车系统原理图

为了防止节气门开大到主喷嘴开始喷油前的过渡阶段出现贫油的状况，慢车喷油孔不止一个，通常还设置有次级慢车喷油孔，更宽慢车范围的汽化器还设置有三级、四级慢车喷油孔。在慢车状态，当节气门开大时，一些空气从节气门下方的节气门筒经次级慢车喷油孔喷入，与从主慢车喷油孔喷出的油相混合，防止出现过贫油。

2　慢车系统的结构

按照进气方式，现代常用的航空浮子式汽化器分为上吸式和侧吸式两种，上吸式汽化器垂直安装在发动机收油池的下部，气流从下往上流经汽化器；侧吸式汽化器通常水平安装在发动机收油池上，气流水平地流经汽化器。两种汽化器慢车系统的结构如图2和图3所示。

图2　上吸式汽化器慢车系统结构图

图3　侧吸式汽化器慢车系统结构图

无论哪种形式的汽化器，慢车系统主要由慢车油管、慢车喷油孔、慢车调节针阀和慢车转速调节螺钉等组成。慢车油管通常由黄铜制造，上面有一个尺寸非常精确的节流孔，节流孔的尺寸决定了各个压差下的燃油排出量。不同型号汽化器的慢车油管节流孔尺寸不同，不能混装。慢车系统内有一个渗气口，通常位于慢车油管处，空气渗入燃油中可以使燃油的密度减小，破坏燃油表面张力，使燃油更好地雾化和汽化［2］。慢车调节针阀用于调节慢车喷油量的多少，从而调节慢车混合比。反时针转动针阀，针阀远离阀座，慢车喷油孔的有效面积增大，喷油量增大，混合气变富油；顺时针转动针阀，针阀朝向阀座，慢车喷油孔的有效面积减小，喷油量减小，混合气变贫油。慢车转速调节螺钉，也叫做节气门止动螺钉，用于调节慢车状态节气门关到最小时的开度，控制发动机的进气量，从而控制发动机的最低慢车转速。顺时针调节螺钉，节气门开大，进气量增加，慢车转速增加；反时针调节螺钉，慢车转速减小。

3　慢车系统常见故障分析

汽化器慢车系统的故障主要表现为发动机慢车工作不稳定，发动机抖动，慢车自动停车，发动机无法启动等。故障原因主要是慢车混合比调节不当或慢车油管被异物堵塞。

慢车混合比过富油，会引起发动机气缸内的燃油燃烧不完全，形成电咀积炭，导致电嘴故障；慢车混合比过贫油，会使发动机的加速性能变差。此外，过富油或过贫油的慢车混合比，还会使滑行时的慢车转速度过高，导至滑行速度过快和刹车磨损过大。通常情况下，如果出现发动机慢车工作不稳定或收油门时发动机自动停车等故障，应首先检查慢车混合比和慢车转速是否在规定的范围内。

导致慢车混合比变化的原因较多，比如季节和天气的变化，浮子高度变化，慢车管路堵塞、慢车调节针阀磨损等。汽化器慢车混合比和慢车转速的检查和调节要相互配合来进行。检查慢车混合比前，先让发动机完全暖机，直到滑油温度和气缸头温度达到正常范围，并确保整个慢车混合比调节过程中气缸头温度都在正常范围内。对于传统的汽化器发动机，可用驾驶舱中的混合比操作纵，通过人工调贫油混合比来检查慢车混合比，方法是缓慢平稳地向慢车关断位移动混合比操纵杆，观察进气表的指示变化。对于不使用进气压力表的发动机，则需要观察转速表指示的转速变化，对于大多数发动机，慢车混合比应设定为：当混合比操纵杆移向慢车关断位时，在发动机转速度下降并有停车趋势前，转速应有一个上升的过程，理想的状况是转速上升25～50 rpm（最佳值）。如果转速上升超过50 rpm，则表示慢车混合比过富油，需要向贫油方向调节；如果转速上升很小或不上升，则表示慢车混合比过贫油，需要向富油方向调节。慢车混合比调节之后，应反复检查数次，以确定混合比是恰当的，并在高功率到慢车状态反复变化中仍能保持不变。调节慢车混合比时应小心，不要用力太大，以免损伤针座。针座损伤会使慢车调节会非常困难。慢车混合比调节好后，通过慢车转速调节螺钉将慢车转速调到规定的范围，通常是600～650 rpm.

大多数慢车系统故障在重新调节慢车混合比和慢车转速后都可以排除，如果调节无效，或者发动机无法维持慢车转速度，或者无法启动，则可能是慢车油管被异物堵塞，应把汽化器送到工厂进行检查和修理。我厂在汽化器修理过程，共发现3起慢车油管堵塞的情况，如图4所示。慢车油管部分或全部堵塞使慢车节流孔失效，慢车供油不足或不供油，无法维持稳定的慢车转速，甚至无法启动。

图4　慢车油管堵塞实例

导致慢车油管堵塞的异物可能是脱落的胶颗、空气中的尘土、飞虫等。其中一起堵塞慢车油管的异物可能是安装堵头时涂抹了过多的螺纹紧固胶，多余的胶块脱落堵塞了慢车节流孔。另一起极端的例子是某汽化器在低空使用了汽化器加温，空气中的小飞虫从冲压管进入浮子室，并最终堵塞了慢车油管，导致发动机在地面慢车时停车。

要避免慢车油管堵塞的情况发生，修理汽化器时应将零件清洗干净，并用压缩空气吹干净所有的管路，装配时，要保持工作场所的整洁有序，堵头涂抹紧固胶时要符合规范，涂胶要适量，不要涂到堵头的端面上，防止多余的胶和异物进行汽化器管路内。平时维护时，要严格按照手册要求检查、清洁或者更换进气滤，定期对浮子室放沉淀。在进行特殊操作后，比如使用汽化器加温后，及时对浮子室放沉淀。

4　结束语

慢车系统对于汽化器的工作非常重要，本文介绍了慢车系统的工作原理、结构特点，分析了慢车系统常见的故障。相关人员在汽化器的维护和修理过程中，要严格执行维护手册的要求，精心维护，这样才能保证汽化器的正常工作，确保发动机性能可靠。

［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

中国民用航空飞行学院科学研究基金项目（编号：J2014-11）

代友军（1977-），男，工程师，工程硕士，主要从事航空活塞发动机维修理论与维修技术的研究。