四、燃料的雾化原理与混合气浓度与发动机性能关系
    1．燃料的雾化原理
    内燃机发动机不论使用的是哪一种燃料、其燃料供给系统必须有两个基本组成、一是燃料供给系统、二是进气系统。燃料供给系统提供发动机燃烧所需要混合气中的燃料、进气系统提供混合气燃烧所需要的氧气和将燃料雾化所需要的空气气流。所以、进气系统有两大基本功能、一是雾化燃料、将液体或气体的燃料与空气进行雾化、二是将混合气燃烧所需要的氧带入混合气中。
    要谈到混合气的雾化就必然提到了化油器式燃料供给系、虽然现在使用化油器供油系统、但是从燃料的雾化角度来讲、化油器式比较容易理论雾化原理。
    麒燃料必须在蒸发为气态一后才能与空气均匀混合。要使混合气能在为0.01～0.02s这样短的时间内形成、必须先将燃料雾化成极微小的油滴、使蒸发面积大大增加。化油器式混合气形成装置是利用吸入空气流的动能实现汽油雾化的。
    图12、图13表示简单化油器的构造原理和可燃混合气形成的过程。图中属于化油器的部分是：带有浮子机构（由浮子和针阀组成）和量孔的浮子室、喷管、带有喉管的空气管以及节气门。



    浮子室连同喷管实际上是一个壶状的容器、其中贮存着自汽油泵输送来的汽油。由于喷管口高于浮子室中的油面2～5mm、汽油不可能自动流出。浮子室顶部有孔通大气、故若在喷管口处造成足够大的真空度、即可将浮子室中的汽油吸出喷管。
    为了在喷管口处形成吸油所需的真空度、空气管的中段做成通道截面积沿轴向变化的细腰管、称为喉管、其最窄处称为喉部、喷管即插入喉管内、并使喷管口位于喉部附近。空气管的两端分别与空气滤清器和发动机进气支管相连。在进气行程中、进气门开启、活塞由上止点下行、气缸容积增大、缸内压力Pa小于大气压力P0在真空度△Pa=P0－Pa的作用下、空气便经空气滤清器、化油器空气管及进气支管向气缸
流动。
    从流体力学得知、凡流体在管道中流动时、若管道各处截面积不同、则流体流经各处的流动速度和静压力也是不同的。截面积越小之处、其流速越大、而静压力则越低。由图13可见、喉管的喉部截面积最小、因而喉部的空气流速最大、静压力最低。既然喉部空气流速大于大气中的空气流速、则喉部压力Ph小于大气压力P0、即喉部存在着真空度△Ph=P0－Ph。浮子室因有孔通大气、故浮子室内的压力基本上等于大气压力Po。于是、在浮子室内和喷管口处的压力差、即喉部真空度△Ph的作用下、汽油自浮子室经喷管喷入喉管中。喉管处的空气流速大约等于汽油流速的25倍、因此由喷管喷出的油流即被高速的空气流冲散、成为大小不等的雾状颗粒、与空气混合、经进气支管被分配到各个气缸。油雾中的较小油粒、在随空气流动的过程中、一部分立即蒸发成蒸气、而一时尚来不及蒸发的部分则在流经进气管时或在进气行程和压缩行程中在气缸内陆续蒸发。油雾中较大的颗粒跟不上气流、便沉积在进气管壁上而形成油膜。油膜被混合气流带动缓慢地流向气缸、然后在缸内受热蒸发。为加速汽油雾粒的蒸发、通常利用废气的余热对吸入气缸前的可燃混合气进行适当的预热。图中所示的进气预热装置即为这种装置、其中箭头表示废气在装置内流动的方向。
    由于汽车行驶情况不断变化、所需的发动机功率也应做相应的变化。在汽车行驶过程中、改变发动机功率是通过改变供入可燃混合气的数量来实现的。为此、化油器设有节气门。节气门通常是一个椭圆形的片状阀门、可以绕其短轴转动一定角度。节气门与驾驶室内的加速踏板用一系列杆件相连接。驾驶员将加速踏板踩到最低位置、节气门即转到图中所示的垂直位置、此时混合气的通道截面积最大。驾驶员完全放松加速踏板时、节气门便向水平位置转动、将空气管通道截面积减至最小。在发动机转速不变时、节气门开度越大、则整个进气管道中阻力越小、空气管内的流量和流速越大、从而喉部的空气流速、流量和真空度便越大。喉部真空度△Ph增大、就使得流出喷管的汽油流量也随之增加、因而加大了发动机功率。应当指出、对于结构已定的化油器、影响喷管出油量的主要因素是喉部真空度△Ph、而影响喉部真空度的因素除节气门开度外、还有发动机转速。当节气门开度一定时、发动机转速越高、则气缸内真空度越大、喉管中的空气流速和真空度也就越高。

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