piMiiiMai-it

потока воздуха/п к минимальной площади диффузора /д в сечении - ;цд5=Фдао - коэффициент расхода диффузора.

На рис. 127 представлена зависимость коэффициента расхода рд от разрежения Дрд в диффузорах различных карбюраторов. Из графика видно, что при малых разрежениях Цд быстро возрастает, а затем незначительно изме-I I I J-.l.i,ii.,liLli!!li;JiiiLiiliLJL,,Li,ijl,,i няется, иногда слегка убывая с ростом Дрд. Заштрихованная область, лежащая между двумя кривыми цд, характеризует изменение (Ад для большинства современных карбюраторов. При расчете диффузоров кривая рд определяется на основании опытных данных или принимается близкой к максимальной

КрИЮЙ Цд.

Действительный секунд-диффузор исходя из его раз-

11 Ар.кПа

Рис. 127. Зависимость коэффициента расхода воздуха от разрежения в диффузоре

ный расход воздуха(кг/с) через меров определяется уравнением

Gb = {ЫУ 4) (ХдЕИвРо = 4) ,х„ К2Д, (438)

где d„ - диаметр диффузора, м; ро - плотность воздуха, кг/м*.

С другой стороны, расход воздуха через диффузор равен количеству воздуха, поступающего в каждую секунду в цилиндры двигателя при данной частоте вращения. Для четырехтактных двигателей

= \ - S

4 - 2.6оР« (429)

гдеО и 5 - диаметр и ход поршня, м; п - частота вращения, об/мин.

Из уравнений (438) и (439) устанавливается взаимосвязь между разрежением в диффузоре и частотой вращения коленчатого вала

(440)

и определяется диаметр диффузора

d„=D 1/т7(120№) =/7(WvJ-

(441)

Диаметр диффузора подбирают таким образом, чтобы при малой частоте вращения и прикрытой дроссельной заслонке получить скорость воздуха не менее 40-50 м/с, а при высокой частоте вращения и полностью открытой дроссельной заслонке - не выше 120-130 м/с. При скорости воздуха меньше 40 м/с возможно ухудшение распылива-ния топлива и , следовательно, увеличение удельных расходов топлива, а при скоростях воздуха выше 130 м/с возможно снижение наполнения и мощности двигателя.

Рис. 128. Характеристики элементарного {/) и «идеального» (2) карбюраторов

Гаснет жиклеров. Основой главной дозирующей системы является элементарный карбюратор, который обогащает смесь по мере увеличения разрежения в диффузоре, т. е. с увеличением открытия дроссельной заслонки или частоты вращения коленчатого вала. На рис. 128 представлены характеристики элементарного карбюратора / и «идеального» карбюратора 2. Из сравнения характеристик видно, что элементарный карбюратор с ростом разрежения в диффузоре практически постоянно обогащает смесь, в то время как для «идеального» карбюратора необходимо постепенное обеднение горючей смеси вплоть до максимальных разрежений, когда требуется некоторое обогащение смеси. Таким образом, для получения от элементарного карбюратора характеристики, близкой к «идеальной», необходимо устройство, обеспечивающее обеднение горючей смеси

на всех основных эксплуатационных режимах работы двигателя (участок АВ на рис. 128). С этой целью главные дозирующие системы карбюраторов снабжены дополнительными устройствами, обеспечивающими так называемую компенсацию (обеднение) смеси.

Для компенсации смеси, в основном, используют два принципа: 1) регулирование разрежения в диффузоре и 2) регулирование разрежения у жиклера. Можно использовать и оба принципа одновременно.

Компенсацию смеси за счет регулирования разрежения в диффузоре при наличии одного главного жиклера (рис. 129) конструктивно можно осуществить установкой воздушного клапана 3 (рис 129, а), снижающего разрежение в диффузоре, или установкой упругих (подвижных) пластин 5 (рис. 129, б), изменяющих сечение диффузора.

Компенсацию смеси за счет регулирования разрежения у жиклера можно осуществить установкой дополнительного компенсационного жиклера 8, топливо из которого попадает в распылитель 6 через компенсационный колодец 7, сообщающийся с атмосферой (рис. 129, в), или установкой топливного 10 и воздушного (эмульсионного) 9 жиклеров (рис. 129, г). При такой схеме компенсации смеси (так называемом пневматическом торможении топлива) из распылителя вместе с топливом поступает воздух, прошедший через воздушный жиклер 9 и компенсационный колодец 7.

Истечение топлива из распылителя 2 главного жиклера / (рис. 129, а, б, в) происходит вследствие понижения давления в горловине диффузора 4.

Теоретическая скорость топлива, протекающего через главный жиклер:

Рис. 129. Схемы карбюраторов с различными системами компенсации смеси

где Рт - плотность топлива (для бензинов = 730 + 750), кг/м*; g =9,81 м/с* - ускорение свободного падения; Ah = (Д/г, + + Мц.н) м - условная высота столба топлива, задерживающая истечение топлива из распылителя; Ah, = (0,002 + 0,005)м - расстояние между уровнем топлива в поплавковой камере и устьем распылителя (рис. 129, а, б); Мд.ц - условная высота столба, пропор-пиональная силам поверхностного натяжения топлива при вытекании его из устья распылителя (для бензина Ah, » 3 • IQr м и ею обычно пренебрегают).

Теоретическая скорость топлива, протекающего через компенсационный жиклер 8 (рис. 129, в), зависит от величины столба топлива Н, находящегося над уровнем жиклера, и определяется из выражения

(443)

Теоретическая скорость топлива, проходящего через топливный жиклер 10 (рис. 129, г), определяется из уравнения

т.т = у- (Д/д -Аркол):

(444)

где Аркол = , „--разрежение в компенсационном колодце 7;

I + (/в р)?

/в и /р - соответственно площади воздушного (эмульсионного) жиклера 9 и распылителя П.

Действительная скорость истечения топлива из жиклеров отличается от теоретической на величину коэффициента расхода

1*Ж = Фт*1

(445)

где Фт - коэффициент скорости, учитывающий потери при истечении топлива из жиклера; ат - коэффициент сужения струи топлива.

Из-за трудностей раздельного определения коэффициентов Фт и От по опытным данным определяют величину На величину коэффициента расхода топлива значительное формы и размеры жиклера жиклера 1 к его диаметру d.

Рис. 130. Зависимость коэффициента расхода топлива от разрежения

влияние оказывают геометрические и прежде всего отношение длины На рис. 130 представлены кривые изменения Цд, в зависимости от разрежения в диффузоре для трех жиклеров с отношением ж = 2, 6 и 10.

Действительная скорость истечения топлива из жиклера = = ЦщЮт изменяется в зависимости от режима работы двигателя и лежит в пределах 0-6 м/с, а секундный расход топлива определяется из выражений:

для главного жиклера

= -;-1*ж.г«>т.гРт = -г-

1А2рт(А/?„ -g/iPi);

для компенсационного жиклера

Gt =

ж.к ж.к

1-[ж.кт.кРт = -:;-

1*ж.кР,

V2gH;

(446)

(447)

для топливного жиклера

1*»(.тО>т.тРт

.1х.,-К2р,(А/7„-А/7,,„). (448)

При компенсации смеси за счет пневматического торможения топлива из распылителя истекает эмульсия, в составе которой кроме топлива находится некоторое количество воздуха:

Gb.s = Vs..w,.,?o = -4 !*в.э К2р„(А/7„-А/7,„,), (449)

где da., - диаметр эмульсионного (воздушного) жиклера, м; Цв.э и

Wb.s - соответственно коэффициент расхода воздуха и теоретическая скорость истечения воздуха из эмульсионного жиклера. Диаметр топливного жиклера

dmVjWMT), (450)

диаметр эмульсионного (воздушного) жиклера

в.э = V 40з.,/(1.[Хз.за»в.эро)- (451)

Характеристика карбюратора. Характеристикой карбюратора называется кривая изменения состава смеси а в зависимости от разрежения в диффузоре. Состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а = GjGJg и зависит от разрежения в диффузоре:

для карбюратора с одним главным жиклером

*о -- /2pi (Дрд - ДАрт)

У fr Дрд-длрт

(452)

для карбюратора с главным и компенсационным жиклерами

а =

о [4.Г (*ж.р"Кр (ДРд-йгДЛрт) -f 4.к!>к.кРтКЖ]

ДЛЯ карбюратора с топЛивным и эмульсионным жиклерами

(453)

коя)

(ж.тУ 2рт(Дрд-Др„ол)

ДРкол

"в.э

(454)

Характеристика карбюратора строится в пределах от Ард = (0,5- -1,0) кПа до значения Ар„ при максимальной скорости воздуха в диффузоре. Расчет обычно проводится в табличной форме (см. § 74).

По приведенной методике расчета карбюратора ориентировочно определяют основные размеры диффузора и жиклеров и устанавливают

принципиальную возможность получения принятой в тепловом расчете зависимости а от частоты вращения, а следовательно, и от разрежения в диффузоре при полностью открытой дроссельной заслонке.

Определенные расчетным путем размеры элементов карбюратора должны быть обязательно проверены на испытательных стендах.

§ 74. J>AC4ET КАРБЮРАТОРА

По данным теплового расчета (см. § 17) диаметр цилиндра D = 78 мм, ход поршня 5 = 78 мм, число цилиндров i = 4, плотность воздуха Ро = 1,189 кг/м*, теоретически необходимое количество воздуха для " сгорания 1 кг топлива to = 14,957 кг возд/кг топл; при Лешах = = 60,42 кВт и «jv = 5600 об/мин коэффициент наполнения % = = 0,8784, часовой расход топлива Gj = 18,186 кг/ч; при = 60,14 кВт и Птах =6000 об/мин 7) =0,8609, G, =19,125 кг/ч.

Необходимо определить основные размеры диффузора и жиклеров карбюратора, имеющего главную дозирующую систему с компенсационным жиклером, и получить характеристику карбюратора, которая обеспечивала бы при полностью открытой дроссельной заслонке и изменении частоты вращения состав смеси (а), принятый в тепловом расчете (см. рис. 37).

Расчет диффузора. Теоретическую скорость воздуха при я = = 5600 об/мин принимаем равной Шв = 145 м/с.

Разрежение в диффузоре при Шв = 145 м/с определяется по формуле (436)

АРя = <ро/2 = 145* • 1,189/2 = 12 499 Па « 12,5 кПа.

Действительная скорость воздуха в диффузоре

Шд = [ЛдШв = 0,840 . 145 = 121,80 м/с,

где Лд =0,840 - определяется по рис. 127 при Ар„ = 12,5 кПа и в предположении, что кривая р,д рассчитываемого карбюратора близка к максимальной кривой р,д на рис. 127.

Действительный секундный расход воздуха через диффузор

Gb = Tiv -г- *

ni 120

= 0,8784 . 0,078

5600 - 4 120

1,189 =

Диаметр диффузора

= 0,0726 кг/с.

\ Sni

= 0,078

120(Хда>в

= 0,02527 м « 25,3 мм.

8784 • 0.078 • 5600 • 4 120 - 0.840 • 145

« \/ twlf, 1/"з.14.0,

4 • 0.0726

: 0,02527 м;

840.- 145

25,3 мм»

1,189