Система питания карбюраторных двигателей

6.1. Смесеобразование и общее устройство системы питания

Смесеобразование. Сущность процесса смесеобразования в кар­бюраторных двигателях заключается в получении мельчайших ча­стиц бензина, полном их испарении и перемешивании с возду-; хом. Процесс получения смеси воздуха с мелкораспыленным и частично испаренным бензином называется карбюрацией, а при­бор, в котором происходит этот процесс, — карбюратором. Ос­новным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возможных режимов работы двигателя, npftj этом смеседозирующие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотношение между распыленным топливом и воз­духом. Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и па­ров бензина с воздухом называется горючей смесью.

В цилиндрах двигателя горючая смесь смешивается с оставши­мися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточ­ными газами) и превращается в рабочую смесь.

В карбюраторных двигателях процесс смесеобразования происхо­дит за тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий i смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко раб пылиться, перемешаться с воздухом и испариться. Распыленис¹ топлива происходит главным образом из-за разности скоросте! поступления топлива и воздуха.

Наибольшая скорость движения топлива в смесительной камера карбюратора равна S...7 м/с, а воздуха — 100... ISO м/с, что при«¹ мерно в 20—25 раз больше. С повышением скорости перемешени воздуха в смесительной камере тонкость распыления бензина ув личивается, а следовательно, увеличивается и скорость его иен рения.

Увеличение скорости испарения бензина происходит еще и г счет подогрева горючей смеси горячими стенками цилиндре камер сгорания и днищами поршней. Если такой подогрев сме< оказывается недостаточным, то применяют местный подогр* участка впускного газопровода, связывающего карбюратор с ци линдрами двигателя, отработавшими газами. Наиболее полно смесеобразование обеспечивается при температуре 45...65°С.

Состав горючей смеси. Для полного сгорания 1 кг бензина тео ретичсски требуется около 15 кг (или 12,5 м³) воздуха. Однако npj

работе карбюраторного двигателя количество воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение дей­ствительного количества воздуха участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству I_п. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называется нормальной (а ««I); если больше 15 кг, но не больше 17 кг, то обедненной (а а 1,05... 1,15); если больше 17 кг, то бедной (а - 1,2... 1,25); если меньше 15 кг, но не меньше 12 кг, то обогащенной (а = 0,8...0,95); если меньше 12 кг, то богатой (а» = 0,4...0,7). Наибольшая экономичность достигается при работе двигателя на обедненной смеси.

Общее устройство системы пкгания. В карбюраторном двигателе система питания служит для приготовления горючей смеси, по­дачи ее к цилиндрам и отвода из них продуктов сгорания. В систе­му питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отрабо­тавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топ­лива и контроль его количества.

В системе питания карбюраторного двигателя (рис. 6.1) бензин из бака 10 через открытый кран /2, фильтр-отстойник 16 и топ­ливопроводы 7 подается топливным насосом 22 к карбюратору 3. Одновременно из подкапотного пространства или воздушного канала / через воздухоочиститель 2 в карбюратор засасывается очищенный воздух, который, смешиваясь с парами и мелкорас­пыленными частицами бензина, образует горючую смесь, по­ступающую через впускной газопровод в цилиндры двигателя. Из цилиндров отработавшие газы через выпускной газопровод 21 отводятся в приемные трубы 20; из них — к глушителю 18, кото- > рый не только снижает шум, но и гасит пламя и искры от отрабо­тавших газов при выходе их через выпускную трубу 13. Глушитель грузового автомобиля представляет собой цилиндрический кор­пус, который перегородками /5 разделен на ряд полостей и имеет переднее 19 и заднее 14 днища с патрубками и три внутренние трубы 17 с щелевидными отверстиями.

Простейший карбюратор. На двигателях устанавливают карбю­раторы эмульсионного типа. Принцип их действия основан на том, «сто из-за большой разницы в скоростях движения воздуха и топ­лива, проходящих через смесеобразуюшее устройство, струя топ­лива разбивается на мельчайшие частицы с образованием паро­воздушной горючей смеси.

Простейший карбюратор (рис. 6.2, а) состоит из поплавковой камеры 7, жиклера 6 (пробки с калиброванным отверстием) с распылителем /5, диффузора 76, смесительной камеры 77и дрос­сельной заслоню! 5. По топливопроводу /0топливо из топливного

Рис. 6.1. Система питания карбюраторного двигателя:

/ — воздушный канал; 2 — воздухоочиститель; 3 — карбюратор; <5 — рукоятки управления подачей соответственно топлива и воздуха; 6 — педаль; 7 - топливопроводы; 8, 9 — соответственно указатель и датчик уровня топлива; 10 — бах; И — заливная горловина; 12 — кран; 13 — выпускная труба; 14, 19 — соответственно заднее и переднее днище глушителя; 15 — перегородки; 16 - фильтр-отстойник; 17 - внутренние трубы; 18 - глушитель; 20 - приемные трубы; 21 — выпускной газопровод; 22 —

топливный насос

\
V^а			,—-
\	у			\

О 20 40 60 80 100 Открытие дроссельной заслонки, % б

 

а — устройство; 6 — характеристика; / — клапан; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — газопровод; 5 — дроссельная заслонка; б — жиклер; 7 — поплавковая каме­ра; £ — поплавок; 9 — игольчатый клапан; Ю — топливопровод; И — баланси­ровочное отверстие; 12 — воздухоочиститель; 13 — патрубок; 14 — воздушная заслонка; 15 — распылитель; 16 — диффузор; /7 — смесительная камера; А — характеристика простейшего карбюратора при оптимальном составе горючей смеси в точках 1, 2; Б — характеристика идеального карбюратора; а — коэффициент

избытка воздуха

бака поступает в поплавковую камеру 7, в которой с помощью поплавка 8 и игольчатого клапана 9 поддерживается постоянный уровень топлива.

Калиброванное отверстие жиклера 6 рассчитано на истечение через распылитель 15 определенного количества топлива в диф­фузор 16. Для поддержания атмосферного давления в поплавко­вой камере сделано балансировочное отверстие 11.

Топливо ю ц _

Рис. 6.2. Схема простейшего карбюратора:

При такте впуска, коша поршень 3 движется вниз, в надпорш- невом пространстве цилиндра 2 создается разрежение, которое

через открытый впускной клапан 7 передается в газопровод 4. Под действием этого разрежения поток воздуха, пройдя воздухо­очиститель 72 и полностью открытую воздушную заслонку 14, по­ступает в диффузор 76, имеющий в средней части сужение, что увеличивает скорость воздушного потока, и, следовательно, раз­режение у среза распылителя.

Под действием разности давлений в смесительной 77 и по­плавковой 7 камерах топливо вытекает из распылителя и из-за большой скорости воздуха интенсивно размельчается, затем, ис­паряясь, смешивается с воздухом, образуя паровоздушную горю­чую смесь. Количество и качество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируют изменением положения дрос­сельной заслонки.

При пуске двигателя проходное сечение воздушною патрубка 13 уменьшают частичным или полным закрытием воздушной заслон­ки 14, в результате чего увелтивается разрежение в смеситель­ной камере карбюратора, а следовательно, и количество топлива, поступающего в распылитель.

Однако в простейшем карбюраторе по мере открытия дрос­сельной заслонки коэффициент избытка воздуха а (рис. 6.2, 6)\ уменьшается и горючая смесь все больше обогащается. При этом только в двух случаях (точки 7 и 2) состав горючей смеси совпа­дает с требуемым (при полностью открытой дроссельной заслон­ке и некотором промежуточном ее положении). Следовательно, характеристика простейшего карбюратора (кривая А) существен­но отличается от характеристики идеального карбюратора (кри­вая Б), который обеспечивает экономичную по составу горючую смесь при всех промежуточных положениях дроссельной заслонки и мошностную при полностью открытой заслонке.

Таким образом, простейший карбюратор не может обеспечить работу двигателя на холостом ходу, не приготавливает смесь не­обходимого состава при пуске двигателя и при его переходе с одного режима работы на другой. Поэтому для обеспечения всех режимов работы двигателя современные карбюраторы снабжены смсссдозируюшими системами и устройствами, совместная рабо­та которых позволяет приблизиться к оптимальному составу го­рючей смеси с одновременным снижением токсичности отрабо­тавших газов на каждом режиме.