Особенности смесеобразования карбюраторных двигателей

Главное меню

Судовые двигатели

Важнейшей особенностью карбюраторных двигателей является приготовление горючей смеси. Это двигатели низкого сжатия с внеш­ним смесеобразованием с принудительным зажиганием горючей смеси. Они выполняются преимущественно четырехтактными.

Карбюраторные двигатели работают на легком жидком топливе. Процесс сгорания в этих двигателях обычно длится 1 / ₃₀₀ — 1 / ₄₀₀ сек. Для того чтобы в столь короткое время обеспечить полное сгорание, смесь должна быть соответ­ствующим образом приго­товлена. Процесс приго­товления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор, в кото­ром осуществляется кар­бюрация, называется кар­ бюратором

Карбюратор должен выполнять следующие опе­рации:

а) приготовлять горю­чую смесь нужного каче­ства, т. е. при различных режимах работы смеши­вать нужное количество топлива с определенным количеством воздуха;

б) обеспечивать хороший распыл, с тем чтобы все топливо испарилось до начала сгорания;

в) осуществлять поступление в цилиндр однородной по составу смеси.

Рассмотрим способ образования горючей смеси в простейшем карбюраторе (фиг. 71). Топливо из бачка под напором поступает по каналу, перекрытому игольчатым клапаном 4, в поплавковую камеру 2. Поплавком 3 уровень топлива в поплавковой камере, а следовательно, и напор топлива поддерживается почти постоянным, с тем чтобы этот уровень был несколько ниже отверстия форсунки 7 ; таким образом, при неработающем двигателе утечка топлива не про­исходит. При всасывающем ходе поршня 10, т. е. при движении его вниз воздух через патрубок 8 проходит диффузор 6, в котором его скорость значительно повышается, а следовательно, давление понижается. Благодаря разрежению топливо из поплавковой камеры через калиброванное проходное отверстие 1 , называемое жикле­ ром , и форсунку 7 фонтанирует в диффузор, распадаясь при этом на мелкие капли, испаряющиеся в воздушном потоке. Количество смеси, всасываемой через впускной клапан 9, регулируется дроссель­ной заслонкой 5.

Воспламенение сжатой рабочей смеси производится электриче­ской искрой. Угол опережения зажигания обычно берется 25—30° до в. м. т. Сгорание смеси происходит с мгновенным повышением давления при почти неизменном объеме.

Горючая смесь топлива и воздуха, составленная так, что топливо в двигателе сгорает полностью, называется нормальной. При нормальной горючей смеси двигатель работает наиболее эконо­мично. Если количество воздуха, приходящееся на единицу веса топлива в смеси, будет больше нормальной, то такая смесь назы­вается бедно й. Сгорание бедной смеси происходит медленнее с догоранием в период расширения и выпуска, в связи с чем двигатель не развивает полной мощности. Если количество воздуха, приходя­щееся на единицу, веса топлива, меньше, чем у нормальной горючей смеси, то такая смесь называется богатой . При богатой смеси, вследствие недостатка воздуха, происходит неполное сгорание, что вызывает падение мощности двигателя при большом расходе топлива.

Рассмотренный выше карбюратор может обслуживать двигатель, работающий с постоянным числом оборотов. При увеличении числа оборотов двигателя в таком карбюраторе смесь обогащается. Поэтому для обслуживания двигателей, работающих при перемен­ном режиме, применяются карбюраторы, снабженные рядом доба­вочных приспособлений.

Особенности смесеобразования карбюраторных двигателей

В современных карбюраторных двигателях, работающих с частотой вращения коленчатого вала 3000—4000 об/мин, процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре происходит за тысячные доли секунды. Чтобы топливо, находящееся в смеси, успело за это время полностью сгореть, необходимо его предварительно распылить, испарить и в виде смеси паров с водухом ввести в цилиндр.

Процесс приготовления горючей смеси из топлива и воздуха называется смесеобразованием (карбюрацией) и происходит в специальном приборе — карбюраторе. От качества приготовления горючей смеси во многом зависит развиваемая двигателем мощность и его экономичность. Горючая смесь должна быть однородной по составу, не иметь отдельных капель бензина; соотношение между бензином и воздухом должно обеспечивать хорошую воспламеняемость смеси.

Однако приготовляемая в карбюраторе горючая смесь не всегда имеет такое соотношение между топливом и воздухом. Отношение действительного количества I воздуха в смеси к теоретически необходимому 10 называется коэффициентом избытка воздуха. При а=1 смесь называется нормальной; при а 1 бедной или обедненной. Исходя из условий воспламеняемости смеси величина а находится в пределах 0,4—1,4 и зависит от режима работы двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В процессе эксплуатации двигателя различают четыре основных режима работы:
1) пуск двигателя;
2) работа на малых оборотах холостого хода;
3) работа при малой, средней и полной нагрузках;
4) переход от малой и средней нагрузки к полной. Каждому режиму работы соответствует определенный состав горючей смеси. Так, при пуске двигателя в цилиндры должна поступать очень богатая смесь с а=0,4ч-0,6, чтобы при плохом испарении топлива в холодном двигателе получилась концентрация паров, необходимая для устойчивой работы двигателя.

При работе двигателя на холостом ходу или при малой нагрузке также необходима обогащенная смесь с а = 0,7-0,8. Это связано с тем, что для поддержания такого режима работы двигателя требуется небольшое количество горючей смеси, которая, поступая в цилиндр, в значительной степени загрязняется остаточными газами. При этом условия воспламенения рабочей смеси ухудшаются, и для обеспечения достаточной мощности и устойчивой работы двигателя смесь следует обогатить.

Работа при средней нагрузке (25—75% полной мощности) — наиболее распространенный режим двигателя. От полноты использования топлива на этом режиме зависит общая экономичность двигателя.

Во время работы двигателя на полной нагрузке от него необходимо получить наибольшую мощность. При этом в цилиндры поступает обогащенная смесь, дающая наибольшую скорость сгорания, а следовательно, и максимальную мощность. Обогащенная смесь необходима также и при резком переходе от малой нагрузки к средней или полной (разгон автомобиля), чтобы двигатель быстрее увеличил частоту вращения и развил необходимую мощность.

Таким образом, на большинстве режимов двигателя в цилиндры подается обогащенная смесь, при которой работа двигателя неэкономична. Однако эти режимы, как правило, кратковременны, а в некоторых случаях возможность работы двигателя короткое время с повышенной мощностью окупает потерю экономичности двигателя на этом режиме.

КАМАЗ / ЗАПЧАСТИ КАМАЗ ДВИГАТЕЛИ КАМАЗ ЕВРО 2

Продажа двигателей и запчастей камаз

Warning: mysqli_error() expects parameter 1 to be mysqli, resource given in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1927
ОШИБКА! MySQL пишет: — 1927

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1933

Warning: mysqli_error() expects parameter 1 to be mysqli, resource given in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1938
ОШИБКА! MySQL пишет: — 1938

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1942

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1947

Notice: Undefined variable: data in /storage/home/waliw9r4/site/function.php on line 1958

Смесеобразование в карбюраторных двигателях

Горючая смесь , характеризуемая соотношением масс топлива и воздуха, подготавливается в карбюраторе. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9. 15 кг воздуха. При таком соотношении горючую смесь называют нормальной или стехиометрической. Ее коэффициент избытка воздуха α=1. Горючую смесь, у которой α = 0,70. 0,85, условно называют богатой. При α = 0,85. 0,95 смесь считают обогащенной, при α = 1,05. ..1,15 — обедненной, а если = 1,15. 1,20 — бедной. Процесс приготовления горючей. смеси вне цилиндров двигателя методом пульверизации называют карбюрацией, а прибор, в котором этот процесс осуществляется,— карбюратором. Простейший карбюратор ( рис. 53, а ) состоит из поплавковой камеры 2 с поплавком 1, запорной иглы 4, жиклера 12 с распылителем 9, диффузора 8, воздушной 7 и дроссельной 10 заслонок, смесительной камеры 11.

Рис. 53 . Схема впускной системы с простейшим карбюратором (а) и характеристики карбюраторов (б):
1 — поплавок; 2 — поплавковая камера; 3 — топливопровод; 4 — запорная игла; 5— отверстие в поплавковой камере; в — воздухоочиститель; 7 — воздушная заслонка; 8 — диффузор; 9 — распылитель; 10 — дроссельная заслонка; 11 — смесительная камера; 12 — жиклер; I — характеристик карбюратора, необходимая для различных режимов работы двигателя: II — характеристика простейшего карбюратора.

Поплавковая камера , поплавок и запорная игла необходимы для поддержания постоянного уровня топлива в поплавковой камере и распылителе. Через отверстие 5 поплавковая камера сообщается с окружающей средой. Жиклер 12 представляет собой калиброванное отверстие в пробке, трубке или канале. В карбюраторах он предназначен для дозирования топлива, воздуха или эмульсии (топлива, насыщенного пузырьками воздуха). Диффузор 8 — это участок патрубка карбюратора с постепенно уменьшающимся, а затем увеличивающимся диаметром. Сужение и особенно расширение сечений диффузора по длине выполнены плавными. Распылитель 9 — трубка для распыливания топлива, сообщающая поплавковую камеру с диффузором.

Воздушная заслонка 7 — овальная или круглая металлическая пластинка, закрепленная на оси. Открывая и закрывая ее, можно уменьшить или увеличить площадь проходного сечения впускного трубопровода, а следовательно, изменить количество воздуха, поступающего в диффузор 8, т. е. качество горючей смеси. Дроссельная заслонка 10 имеет такую же форму, как и воздушная, но предназначена для изменения количества, а в отдельных случаях и качества горючей смеси, поступающей в цилиндр двигателя.
Смесительной камерой 11 называют участок трубы карбюратора от самой узкой части (горловины) диффузора 8 до оси дроссельной заслонки 10. Топливо из бака по топливопроводу 3 поступает в поплавковую камеру 2, заполняя ее. Когда топливо в поплавковой камере достигнет определенного уровня, поплавок 1 прижмет запорную иглу 4 к ее седлу и поступление топлива прекратится. При понижении уровня поплавок опустится и игла вновь откроет доступ топливу в поплавковую камеру.

Из поплавковой камеры топливо через жиклер 12 поступает в распылитель 9, выходное отверстие которого находится в горловине диффузора 8. Чтобы топливо не вытекало из распылителя при неработающем двигателе, выходное отверстие распылителя расположено на 1. 2 м выше уровня топлива в поплавковой камере. Во время такта впуска при крытых воздушной 7 и дроссельно 10 заслонках разрежение из цилинд ра передается в смесительную камеру 11 и вызывает движение воздуха в направлении, указанном стрелками. Разрежение в смесительной камере можно регулировать дроссельной 10 и воздушной 7 заслонками. Воздух, всасываемый в цилиндр двигателя, последовательно проходит через воздухоочиститель 6, патрубок и диффузор 8. Так как проходное поперечное сечение в горловине диффузора уменьшается, скорость воздуха в ней возрастает и разрежение увеличивается. Вследствие разницы между атмосферным давлением в поплавковой камере и разрежением в диффузоре топливо фонтанирует из распылителя. Струи воздуха движутся через диффузор со скоростью, примерно в 25 раз большей скорости топлива из распылителя. Поэтому топливо распиливается на мелкие капли и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр двигателя. Чтобы увеличить скорость воздуха в зоне устья у распылителя 9, во многих карбюраторах устанавливают два диффузора: большой и малый. Причем выходное отверстие малого диффузора размещают в горловине большого. В результате распыливания поверхность соприкосновения капель топлива с воздухом увеличивается, топливо интенсивно испаряется.

Приготовленная карбюратором горючая смесь неоднородна, она состоит из смеси паров топлива с воздухом и неиспарившихся капелек топлива. Для обеспечения более полного испарения топлива впускной трубопровод обычно подогревают отработавшими газами или охлаждающей жидкостью. Загрязнение воздухоочистителя 6 сопровождается увеличением разрешения в диффузоре, а следовательно и расхода топлива через жиклер. Для устранения этого недостатка поплавковую камеру многих карбюраторов сообщают не с окружающей средой, а с входным патрубком карбюратора. Такую поплавковую камеру называют балансированной (уравновешенной). По направлению потока воздуха, а затем горючей смеси различают карбюраторы с падающим потоком ( см. рис. 53, а ), в которых смесь движется сверху вниз (падает), и с горизонтальным потоком.
В зависимости от числа смесительных камер (главных воздушных трактов) карбюраторы делят на одно- ( см. рис. 53, а и 57 ) и многокамерные. Различают многокамерные карбюраторы с параллельным (одновременным) и последовательным (разновременным) открытием дроссельных заслонок.

Карбюраторный двигатель работает на следующих основных режимах: пуск; холостой ход и малые нагрузки; средние нагрузки; полная нагрузка. Для получения наиболее эффективной работы двигателя в каждом режиме очень важно, чтобы горючая смесь к моменту ее воспламенения электрической искрой была по составу наивыгоднейшей. Горючая смесь должна быть однородной, а топливо в ней должно находиться в парообразном состоянии. График изменения состава горючей смеси, подаваемой в цилиндр двигателя в зависимости от степени (%) его загрузки (по эффективной мощности Ne), называют характеристикой карбюратора. Чтобы обеспечить наиболее эффективную работу двигателя, карбюратор должен иметь характеристику, представленную кривой на рисунке 53, б. Кривой II изображена характеристика простейшего карбюратора. При пуске холодного двигателя смесеобразование затруднено вследствие недостаточного разрежения в диффузоре, незначительной скорости воздуха и низкой температуры деталей двигателя. Поэтому в цилиндры должна подаваться очень богатая горючая смесь (α = 0,1 . 0,2), чтобы для воспламенения в ней было достаточное количество легких, быстро испаряющихся фракций топлива.

При работе на холостом ходу и с малыми нагрузками дроссельная заслонка прикрыта, так как в двигатель нужно подавать небольшое количество горючей смеси. Разрежение и скорость воздушного потока в диффузоре незначительны. Условия для распыливания и испарения неблагоприятны. Поэтому карбюратор должен приготовлять богатую смесь — α = 0,6. 0,8 (кривая I, участок а — б). По мере увеличения нагрузки (участок б — в) дроссельную заслонку открывают. Скорость воздуха и разрежение увеличиваются, температура впускного трубопровода повышается. Следовательно, улучшается смесеобразование. Поэтому горючая смесь должна постепенно обедняться, а коэффициент избытка воздуха увеличиваться до α = 1,05. 1,10. При средних нагрузках (участок в — г) — приблизительно 40. 90 % Ne — в цилиндры двигателя нужно подавать разные количества горючей смеси, но состав ее должен быть постоянным и слегка обедненным (α = 1,10. 1,15) для получения наиболее экономичной работы. При полных нагрузках (дроссельная заслонка полностью открыта, участок г — д) для получения от двигателя максимальной мощности горючая смесь должна быть обогащенной (α = 0,85. 0,90).