В камере 2 равно сумме статического и динамического напоров. В воздушной камере 4, соединенной с горловиной диффузора, устанавливается разрежение. Вследствие этого на мембрану S со стороны камеры 2 действует усилие, под влиянием которого мембрана выгибается и перемещает стержень 8
(жестко связанный с мембра-Воздух ; 2 3t5678 9 ной) с топливным клапаном 9,
Через открытый клапан 9 в топливную камеру 7 бензиновым насосом под давлением подается топливо. Из камеры 7 топливо через жиклер 10 и форсунку подается в смесительную камеру карбюратора, где оно распыливается и перемешивается с воздухом. Топливная камера 5 заполняется топливом из топливного канала после жиклеров. Поэтому давление топлива в камере 5 меньше, чем в камере 7. В результате этого мембрана 6 прогибается и топливный клапан 9 стремится закрыться. При равенстве усилий на мембранах топливный клапан находится в некотором определенном положении, что соответствует установившемуся режиму работы двигателя
Впрыскивающие карбюраторы точно и надежно работают при любом положении двигателя, но отличаются сложностью регулировки и обслуживания Поэтому в наземных двигателях основным карбюратором является всасывающий.
§ 2. ПРОСТЕЙШИЙ ВСАСЫВАЮЩИЙ КАРБЮРАТОР
Схема устройства простейшего всасывающего карбюратора изображена на фиг 138 Воздух непосредственно из атмосферы или через воздухоочиститель поступает в возду-хоподводящий патрубок 7 карбюратора. В двигагелях с наддувом воздух в карбюратор может поступать после сжатия в нагнетателе. Из воздушного патрубка карбюратора воздух поступает в диффузор 9. Диффузор 9 создает местное понижение давления - разрежение.
Наибольшее разрежение имеет место в самой узкой части диффузора. В эту часть диффузора из поплавковой камеры 4 через жиклер 6 и распылитель 8 вводится топливо. Вследствие разрежения в диффузоре топливо вытекает из распылителя, подхватывается потоком воздуха и распыливается.
Для обеспечения правильной работы карбюратора уровень топлива в поплавковой камере с помощью поплавка 5 поддерживается приблизительно постоянным. .Когда уровень топлива понижается, поплавок 5 опускается и клапан 3 открывает доступ топливу из канала 2 в камеру. После диффузора в карбюраторе обычно устанавливается дроссельная заслонка /, являющаяся органом управления двигателем.
Фиг. 138. Схема простейшего карбюратора.
Для лучшего испарения топливо необходимо распыливать. Распыли-вание топлива может происходить только при наличии разности скоростей течений воздуха и топлива: с увеличением относительной скорости движения воздуха распиливание улучшается. Опыты показывают, что разрушение струи топлива начинается при скорости воздуха относительно струи топлива, равной примерно 4-6 м/сек, а при скорости воздуха около 30 м/сек достигается полное рас-пыливание струи. -i 1 V -
Скорость воздуха в I />\
дис}зфузоре карбюратора современных двигателей достигает 120-150 м/сек. Скорость истечения топлива из распылителя примерно в 25 раз меньше скорости воздуха у распылителя, т. е. при максимальных числах оборотов составляет около 5- 6 м/сек.
В зависимости от направления потока горючей смеси карбюраторы называются карбюраторами с восходящим (фиг. 139, а), спадающим (фиг. 139, б) и с горизонтальным потоком. В настоящее время наибольшее распространение получили карбюраторы с падающим потоком: их удобно расположить на двигателе и они более доступны для обслуживания. Кроме того, как показывают результаты опытов, карбюраторы с падающим потоком несколько повышают мощность и улучшают экономичность двигателя.
Для улучшения питания двигателя горючей смесью, а также для обеспечения лучшего смесеобразования и более равномерного состава смеси в отдельных цилиндрах многоцилиндрового двигателя применяются сдвоенные и счетверенные карбюраторы.
Фиг. 139. Схемы карбюраторов с восходящим и с падающим потоками.
§ 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОСТЕЙШЕГО КАРБЮРАТОРА
Характеристикой карбюратора называют зависимость коэффициента избытка воздуха от одного из параметров, характеризующих секундный расход смеси через карбюратор В качестве такого параметра может быть принят расход воздуха или разрежение в диффузоре карбюратора, так как оно определяет секундный расход воздуха
Коэффициент избытка воздуха
а = -
где Gg - расход воздуха через карбюратор в кг/сек;
G-p - расход топлива в кг/сек; Iq - теоретически необходимое количество воздуха в кг/кг топлива,
В каждый цилиндр горючая смесь поступает периодически. Поэтому течение воздуха и топлива через карбюратор, питающий только один цилиндр, имеет резко выраженный пульсирующий характер. С переходом от четырехтактного цикла на двухтактный, а также с увеличением числа цилиндров, питаюш,ихся одним карбюратором, пульсация потока ослабляется. Этому также способствует наличие впускной системы между карбюратором и впускными органами двигателя В четырехцилиндровых четы-17*
рехтактпых или в двухцилиндровых двухтактных двигателях поток настолько выравнивается, что практически влияние пульсаций становится незаметным. Поэтому поток воздуха и топлива в карбюраторе можно считать установившимся; скорость во всех точках каждого поперечного сечения принимается одинаковой.
Канал по которому воздух поступает из атмосферы в цилиндр двигателя, имеет переменное сечение, вследствие чего скорость, а следовательно, и давление по оси потока переменны. Анализ процессов, происходящих в карбюраторе, дополнительно усложняется наличием ряда постоянных сопротивлений и также переменного сопротивления в виде дроссельной заслонки, сопротивление которой зависит от того, в каком положении она устанавливается водителем.
Расход воздуха может быть определен по размеру сечения и величине разрежения в этом сечении на любом участке потока. Выше было отмечено, что истечение топлива зависит от разрежения в диффузоре, поэтому разрежение в диффузоре также можно принять за фактор, определяющий расход воздуха.
Расход воздуха, как сжимаемой жидкости, определяют по формуле
о
Фиг. 140. Схема воздушного потока.
k Ро
k - 1 Vr,
2 k+\
\ Ро / \ Ро
(257)
где - коэффициент расхода воздуха;
/g - проходное сечение для воздуха в диффузоре;
Ро и Vq - соответственно давление и удельный объем воздуха в условиях наружной среды; рд - давление в диффузоре.
В том случае, когда в карбюратор воздух подается после сжатия в нагнетателе, в формулу вместо р и щ подставляют р и - параметры воздуха после нагнетателя.
Практически перепад между давлением наружной среды ро и давления в диффузоре рд, т. е. разрежение Д/? в диффузоре не превышает 2000 мм вод. ст. или 0,2 кг/см при работе двигателя с максимальным числом оборотов при полностью открытой дроссельной заслонке.
При конструировании карбюратора нужно стремиться к тому, чтобы разрежение в диффузоре, при котором обеспечивается поступление топлива из жиклеров, его распыливание и достаточное испарение, было наименьшим.
При изменении разрежения Ард в диффузоре от О до 0,2 кг/см можно с достаточной степенью точности пренебречь влиянием сжимаемости воздуха, и рассматривать его течение как движение несжимаемой жидкости. Тогда, для сечений О - О и Д - Д (фиг. 140), пренебрегая изменением энергии положения (вследствие малого удельного веса воздуха и незначительной разности высот сечений) и принимая скорость воздуха у входа Wq = О, уравнение Бернулли можно написать в следующем виде:
Рд I Ув Те 2g
где "Xg.- удельный вес воздуха;
С - коэффициент сопротивлений; Wq - скорость воздуха в диффузоре.
