Circuitul elementar al carburatorului este prezentat în Fig. 5.4. Combustibilul din rezervor intră în linia de combustibil în camera de flotare 3 a carburatorului. Un flotor gol plutește în camera de flotor 2. Flotorul este susținut de un ac de închidere 1 care transmite combustibil în cameră atunci când nivelul este coborât și oprește accesul la combustibil când nivelul a atins altitudinea necesară. Camera de flotor prin orificiul de aer comunică cu atmosfera, în legătură cu care camera menține presiunea atmosferică.
Din camera flotorului prin gaura calibrată, numită jet. combustibilul intră în atomizator 5. Orificiul de evacuare a duzei este amplasat în gâtul difuzorului 7. 5-6 mm deasupra nivelului de combustibil din camera de flotare.
Aerul intră în carburator printr-un filtru de aer. Când trece prin difuzor, viteza de curgere a aerului crește, iar presiunea din difuzor scade.
Combustibilul este stins din pulverizator sub influența diferenței de presiune din camera de flotare (presiunea atmosferică) și gâtul difuzorului (sub presiune). Viteza aerului care curge prin gâtul difuzorului depășește considerabil viteza combustibilului care curge din nebulizator. La ieșirea din atomizor, combustibilul este atomizat de curentul de aer, parțial evaporat și, amestecând în camera de amestecare cu aer, formează un amestec combustibil.
Fig. 5.4. Circuitul carburatorului elementar
Supapa de accelerație 6 servește la reglarea cantității de amestec care intră în cilindrii motorului și, în consecință, a puterii dezvoltate de motor.
Bazele teoriei carburației
Amestecarea formată în carburator este un proces complex. Pentru formarea unor idei corecte despre procesul de formare a amestecului este necesar să se ia în considerare fenomenul mișcării fluxului de aer, ieșirea, pulverizarea și evaporarea combustibilului, precum și principiile de pregătire a compoziției necesare a amestecului de combustibil.
Mișcarea fluxului de aer prin carburator.
La trecerea prin carburator, viteza și presiunea debitului de aer se schimbă.
Cantitatea de aer care trece prin carburator și care intră în motor este determinată de deplasarea motorului, viteza de rotație a arborelui cotit și gradul de deschidere a clapetei de accelerație.
Rata debitului de aer pe oră (m 3) la motor:
,
unde D este diametrul cilindrului motorului, m;
S - cursă a pistonului, m;
Gvoz - densitatea aerului la temperatura și presiunea ambiantă, kg / m 3;
nv - coeficient de umplere a motorului;
n este numărul de rotații ale arborelui cotit, c;
i - numărul de cilindri ai motorului deservit de acest carburator;
t - turația motorului.
Fluxul de aer pe oră prin difuzorul carburatorului și apoi prin intrarea în motor:
,
unde Gvoz - viteza de mișcare a aerului în difuzor, m / s;
Fdif - zona secțiunii transversale a gâtului difuzorului, m 2.
Viteza aerului care curge prin gâtul difuzorului poate fi determinată prin următoarea ecuație, presupunând că aerul este un fluid incompresibil:
,
unde ndif este coeficientul de viteză a aerului în difuzor;
P0-Pdif este rărirea în difuzor, egală cu diferența dintre presiunile ambientale și difuzorul.
Aerul trece prin difuzorul carburatorului la viteze relativ mari, astfel că presiunea din acesta scade considerabil. Cea mai mică presiune sau cea mai mare rărire în gâtul difuzorului carburatorului este observată la vitezele maxime ale aerului și fluxurile de aer. Prin urmare, rezultă că rărirea în difuzor ar trebui să crească odată cu deschiderea accelerației și creșterea vitezei arborelui motorului.
Zona gâtului difuzorului este selectată astfel încât:
1) la viteze reduse și deschideri incomplete ale clapetei de accelerație, vitezele de aer au fost de cel puțin 40-50 m / s, evitându-se pulverizarea insuficientă a combustibilului și creșterea consumului de carburant asociat;
2) la viteze mari și când supapa de accelerație este complet deschisă, viteza aerului nu depășește 120 m / s, deoarece la viteze mari încărcarea greutății și, în consecință, puterea motorului va scădea considerabil.
Ambele cerințe nu pot fi combinate complet și de aceea, de obicei, zona gâtului difuzorului este selectată astfel încât vidul în acesta la viteze mari să nu depășească 9,81 kPa.
La turația de mers în gol a motorului și a vitezei reduse a arborelui, motorul primește o cantitate minimă de amestec combustibil. În același timp, rarefacția în difuzor este aproape absentă, iar rărirea din spatele clapetei de accelerație atinge cele mai ridicate valori, numeric egale cu 49,05 kPa.
Ecuația debitului orar cu înlocuirea ecuației vitezei de aer are forma:
.
Este valabil pentru fluide incompresibile, dar diluția în carburator difuzoare foarte rar depășesc 9,81 kPa, astfel încât această ecuație poate fi utilizată în calculul carburatoare, ca o eroare atunci când se utilizează nu va depăși 1-2%.
Combustibilul scapă de nebulizator.
Diferența de presiune în camera de flotor și în nebulizator face ca combustibilul să curgă prin sistemul de canale prin jet în atomizor și din acesta în difuzorul carburatorului, unde aerul se mișcă repede.
Vacuumul din nebulizator, conform experimentelor, este cu 20-25% mai mic decât rărirea la peretele difuzorului. În concordanță cu aceasta, rata de curgere a carburantului prin jet este determinată de ecuația:
,
unde nzhykl - un coeficient de viteză care ia în considerare frecare în canalele de combustibil și un jet, precum și rezistența locală în tranziția de la o secțiune la alta;
Ptpl - densitatea combustibilului la temperatura și presiunea ambiantă, kg / m3.
În majoritatea cazurilor, rezistența principală este jetul, iar rezistența în canalele de combustibil este mică în comparație cu ea, deci cu o precizie suficientă, coeficientul de viteză poate lua în considerare doar rezistența jetului în sine.
Viteza debitului de combustibil prin jet depinde de modul de funcționare a motorului și variază de la 0 la 5 m / s.
Pentru a schimba de la rata de combustibil care curge la fluxul de masă orară, este necesar să se țină seama de suprafața duzei Fzhikl:
.
Pulverizarea și evaporarea combustibilului.
Jetul de combustibil care curge din jetul carburatorului este pulverizat pe picături mici datorită frecarii dintre jet și fluxul de aer care se deplasează la viteză mare. Finețea pulverizării combustibilului este estimată prin diametrul mediu al picăturilor.
Diametrul mediu al picăturilor combustibilului pulverizat este mai mic, cu atât viteza de curgere a aerului este mai mare și mai puțin tensiunea superficială a combustibilului (Figura 5.5).
Condițiile de evaporare a carburantului din carburator sunt nefavorabile. Timpul alocat pentru evaporare este măsurat doar cu sute de secundă; Temperatura la care are loc evaporarea este relativ mică. La o temperatură de 30 ° C și o viteză relativ ridicată a aerului, nu se obține evaporarea completă a combustibilului.
picăturile de combustibil neevaporate antrenate în fluxul de aer, precum și temperatura de admisie este relativ scăzută, condensează de combustibil și se acumulează pe pereții interiori ai colectorului, care formează pelicula de lichid. Acumularea filmului agravează distribuția amestecului combustibil de-a lungul cilindrilor motorului. O parte din combustibilul neutilizat este transportat în cilindri, ceea ce agravează arderea amestecului. O parte din combustibil penetrează în carter și diluează uleiul. Prin urmare, în motoarele cu benzină pentru a îmbunătăți volatilitatea combustibil, reduce distribuția inegală a amestecului în cilindri, pentru a preveni condensarea și reducerea formării filmului de admisie încălzire aplicabil gazelor de eșapament multiple.
Influența compoziției amestecului de combustibil asupra funcționării motorului
Compoziția amestecului combustibil, estimată prin coeficientul de aer în exces? are o mare influență asupra puterii și economiei motorului.
Cu accelerația complet deschisă, se obține puterea maximă a motorului cu un raport de aer în exces? = 0,8-0,9, iar consumul minim de combustibil (cel mai rentabil) cu un factor de? = 1,05-1,15.
Dar, pe măsură ce se schimbă capacul clapetei (schimbarea sarcinii), se schimbă și compoziția amestecului de combustibil, care corespunde puterii maxime și celei mai mari economii. În Fig. 5.6 arată relația dintre puterea motorului și economia de combustibil și compoziția amestecului de combustibil la diferite poziții de accelerație. Curbele a și a "caracterizează schimbarea puterii și a economiei cu accelerația complet deschisă, curbele 6 și 6 'și c și c' - cu pozițiile clapetei închise. Fiecare dintre curbe corespunde unui număr constant de rotații și încărcare motor.
Fig. 5.6. Modificarea puterii și economiei motorului
Curbele arată că, atunci când sarcina scade când placa de accelerație este acoperită, puterea maximă și consumul minim de combustibil sunt deplasate spre stânga, coeficientul de aer exces este redus, amestecul este îmbogățit. Acest lucru se datorează faptului că presiunea motorului scade viteza aerului din carburator. În același timp, deteriorarea calității pulverizării combustibilului și a procesului de ardere a amestecului duce la necesitatea îmbogățirii amestecului. Alocând puncte curbe corespunzătoare puterii maxime și consum minim specific de combustibil, și linia punctată care leagă aceste puncte, obținem curbele A și B. Curba A reprezintă variația coeficientului excesului de aer în funcție de sarcina la puterea maximă. Curba B caracterizează schimbarea coeficientului de aer în exces ca funcție a încărcăturii la cea mai mare economie.
Curbele arată că la sarcini parțiale (acceleratie mascat) puterea maximă dezvoltată de motor se realizează pe amestecuri îmbogățite, cu un raport de aer în exces de 0.9-0.6, iar cea mai mare eficiență este atins la = 0.9-1.15.
Caracteristic pentru un carburator elementar
Carburatorul elementar este simplu din punct de vedere structural (Figura 5.4). Să descoperim cum un carburant elementar satisface cerințele de bază stabilite anterior. Să analizăm natura schimbării compoziției amestecului combustibil, creată de un carburator elementar în diferite condiții de funcționare a motorului.
Compoziția amestecului combustibil este estimată prin coeficientul de aer în exces, determinarea căruia este posibilă prin exprimare:
.
Expresia arată că schimbarea coeficientului de aer în exces depinde de schimbarea raportului dintre coeficienții ndif și nzhikl. precum și densitatea aerului. Cantitățile rămase sunt constante.
Pe baza datelor experimentale (figura 5.8) se stabilește că atunci când presiunea de difuzie este variată, raportul ndif / nzhikl nu rămâne constant, dar scade treptat. Nu rămâneți constanți și densitatea aerului. În consecință, se poate constata că, pe măsură ce crește rărirea în difuzor, raportul excesului de aer ar trebui să scadă și compoziția amestecului, preparată de carburatorul elementar, tinde să se îmbogățească. Natura schimbării coeficientului de aer în exces în funcție de rarefacție este prezentată în Fig. 5.9. Această dependență este caracteristică unui carburator elementar. Dintr-o comparație a caracteristicilor carburatorului dorit și elementar, se poate observa că carburantul elementar nu asigură prepararea unui amestec combustibil din compoziția cerută. Prin urmare, toate carburatoarele moderne sunt echipate cu dispozitive de dozare destinate să corecteze caracteristica carburatorului elementar și să maximizeze abordarea acestuia față de caracteristica carburatorului dorit.
