Простейший карбюратор

При движении поршня вниз (рис. 6.2) в цилиндре создается разрежение, и при открытом впускном клапане начинается движение воздуха через впускной трубопровод под действием перепада давления между атмосферой и полостью цилиндра. Когда воздух проходит через впускной диффузор, его скорость увеличивается, а давление падает ниже атмосферного. Создается пе­репад давления между по­плавковой камерой и сечением диффузора. Под действием этого перепада давления бензин через главный топливный жиклер начинает поступать в диффузор.

В диффузоре бензин смешивается с воздухом, частично испаряется, и далее эта смесь попадает через впускной клапан в полость цилиндра.

Следует отметить, что уровень топлива в поплавковой камере не­сколько ниже, чем сечение диффузора, в котором топливо попадает в воз­душный поток (величина Н). В связи с этим топливо не может самопроизвольно самотеком поступать из поплавковой камеры в камеру карбюратора. Этот уровень строго регламентирован для каждой модели карбюратора, поддерживается запорным клапаном и подлежит регулировке при техниче­ском обслуживании.

Ось дроссельной заслонки связана с акселератором (педалью газа), которым управляет водитель. Нажимая на педаль, водитель поворачивает дроссельную заслонку. Больший ход педали соответствует большему углу открытия заслонки.

Рис. 6.2. Схема работы простейшего карбюратора

Чем сильнее открыта дроссельная заслонка, тем меньшее сопротивле­ние она оказывает проходящему потоку, тем выше скорость проходящего через диффузор воздуха, и тем сильнее разрежение в сечении диффузора, соответственно и больше бензина попадает в цилиндр двигателя.

Такой простейший карбюратор может обеспечить только узкий диапазон работы ДВС, Реально от карбюратора требуется работа в различных условиях, то есть на разных режимах.

1. Пуск холодного двигателя, который требует очень богатой смеси из-за плохого испарения топлива.

2. Режим холостого хода и малых нагрузок, который требует богатую смесь, так как дроссельная заслонка почти не открыта, горючей смеси попадает в цилиндр мало, и поэтому в цилиндре остается большое количество продуктов сгорания.

3. Режим средних нагрузок соответствует открытию заслонок до 80%. Это наиболее частый режим работы двигателя, требующий обедненной смеси, так как при этом обеспечивается наиболее экономичный режим ра­боты.

4. Режим максимальных нагрузок обеспечивает получение от двигателя максимальной мощности (движение с максимальной скоростью, преодоле­ние крутых подъемов и т.д.). Этот режим требует обогащенную смесь, в то время как он осуществляется при полностью открытой заслонке, и в соответствии с требованием п.3 должен происходить при обедненной смеси. Чтобы предотвратить такое разногласие применяют специальное обогащающие устройство.

Контрольные вопросы:

1. За счет чего воздух движется через карбюратор?

2. В каком случае топливо начинает истекать из поплавковой камеры в камеру карбюратора?

3. Почему уровень топлива в поплавковой камере ниже, чем сечение диффузора, в которое оно подается?

4. Почему простейший карбюратор не может обеспечить все режимы работы двигателя?

6.3. Расчёт простейшего карбюратора.

Рассмотрим движение воздуха от сечения О-О (вход в карбюратор) к диффузору (сечение Д-Д), пренебрегая потерями энергии ввиду их малости (рис. 6.3). Воздух входит в карбюратор с давлением Р_о и скоростью v_o. В диффузоре, в результате сужения канала, скорость v_Д увеличивается, а давление Р_Д снижается. Снижение давления в диффузоре необходимо для того, чтобы под действием перепада давлениия топливо поступало из поплавковой камеры в калиброванное отверстие (жиклер) и в смесительную трубку.

Рис. 6.3. Общий вид простейшего карбюратора

Запишем уравнение Бернулли для указанных сечений, которое выражает закон сохранения энергии:

(6.1)

Умножим левую и правую часть уравнения 6.1 на плотность и ускорение свободного падения получим

(6.2)

Запишем уравнение неразрывности для сечения О-О и полости поршня:

(6.3)

(6.4)

Пусть (6.5)

Ход поршня принимаем S=10 см.

Средняя скорость поршня:

(6.6)

Учитывая, что сечение на входе в карбюратор в 2 раза меньше сечения поршня, то скорость v_o = 2 ·18,3 = 36,6 м/c

(6.7)

Перепад давления в поплавковой камере и диффузоре принимаем равным 0,9 атм (0,9· 10⁵ Н/м²). Вакуумметрическое давление (разрежение) в диффузоре должно быть равно 0,1 атм.

(6.8)

Скорость воздуха в диффузоре м/с (6.9)

Составим уравнение неразрывности потока воздуха для входа в карбюратор и в диффузор:

(6.10)

Площадь поршня: ;

Площадь в сечении О-О: ;

Найдём площадь в сечении Д-Д, используя уравнение 6.10:

Определив площадь диффузора, находим его диаметр:

(6.11)

Таким же способом находим диаметр в сечении О-О:

(6.12)

Из формулы (6.4) следует, что м/с

Скорость на выходе из жиклёра:

м/с, (6.13)

где ̶ плотность топлива ().

Часовой расход топлива:

, (6.14)

где кг/ (кВт ч)-удельный расход топлива;

- номинальная мощность двигателя.

Массовый секундный расход топлива:

(6.15)

Объемный расход:

м³/с (6.16)

, (6.17)

где V – объем топлива, - время, с.

Дата добавления: 2017-02-01