Режимы работы двигателя

Лекция Карбюрация

Процесс приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит про­цесс приготовления горючей смеси, называется карбюратором. К карбюраторам предъявляются следующие основные требования:

- точное дозирование топливана всех режимахработы двигателя;

- хорошее дробление бензина;

- высокое паросодержание горючейсмеси.

На двигателях устанавливают карбю­раторы эмульсионного типа. Их принцип действия основан на том, что из-за большой разницы в скоростях движения воздуха и топ­лива, проходящих через смесеобразующее устройство, струя топ­лива разбивается на мельчайшие частицы с образованием паро­воздушной горючей смеси.

Принцип работы карбюратора аналогичен принципу работы пульверизатора. Простейший карбюратор состоит из поплавковой каме­ры 8 (рис. 11, а) с поплавком 9 и игольчатым клапаном 10. Поплавко­вая камера предназначена для поддержания определенного уровня топлива на выходе в смесительную камеру 6, где ипроисходит сме­шивание мелкораспыленного бензина с воздухом. Бензин выходит в смесительную камеру через жиклер 7 и распылитель 4. Жиклер — это калиброванное отверстие, которое может пропустить строго определенное количество бензина. В карбюраторах устанавливают­ся и воздушные жиклеры, предназначенные для пропуска опреде­ленного количества воздуха. Распылитель необходим для подачи бензина в смесительную камеру. Для обеспечения пульверизации бензина воздух за счет разрежения должен проходить с большой скоростью. Для ускорения движения воздуха, а, следовательно, для поступления необходимого количества бензина служит диффузор 3. Для предотвращения произвольного вытекания бензина при перекосах двигателя выход из распылителя должен быть на 2…3 мм выше уровня бензина в поплавковой камере.

Топливо в поплавковую камеру подводится через трубопровод 1 и игольчатый клапан 10. При повышении уровня топлива в поплавковой камере поплавок всплывает, поднимая клапан. Когда топливо достигает определенного уровня, клапан закрывает седло и перекрывает поступление бензина внутрь поплавковой камеры. Для регулирования количества смеси, направляемой в цилиндры двигателя, служит дроссельная заслонка 5. С увеличением ее открытия увеличивается количество подаваемой в цилиндр двигателя горючей смеси, а, следовательно, увеличивается частота вращения коленчатого вала и развиваемая двигателем мощность. Карбюратор работает следующим образом. При такте впуска, когда поршень движется от ВМТ к НМТ,в цилиндре создается разрежение, передающееся через впускную трубу в смесительную камеру карбюратора. Одновременно в смесительную камеру

поступают очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из поплавковой камеры через жиклер и распылитель. В диффузоре происходить их смешивание.

Под действием быстрого движения воздуха бензин разбивается на мелкие капли, которые испаряются и смешиваются в виде паров с воздухом. Разрежение в диффузоре зависит от степени открытия дроссельной заслонки. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем сильнее будет разрежение в диффузоре, и больше будет истекать топлива. Если, дроссельную заслонку прикрыть, то разрежение в диффузореуменьшится и уменьшится истечение бензина из поплавковой камеры. Процесс перемешивания мелкораспыленного топлива с воздухом (образование горючей смеси) начинается в момент поступления его из распылителя в диффузор и продолжается при движении смеси по карбюратору, впускному трубопроводу и в самих цилиндрах.

Если часть топлива испариться не успевает, то оно через зазоры между поршнем и цилиндром стекает в поддон картера двигателя. Интенсивное перемешивание горючей смеси с воздухом происходит в щели между выпускным клапаном и его седлом. Заканчивается процесс смесеобразования в цилиндре двигателя при такте сжатия. Для поддержания атмосферного давления внутри поплавковой камеры в крышке карбюратора имеется вентиляционное отверстие 2.

Элементарный карбюратор имеет только один топливный жиклер, который может пропускать определенное количество бензина. Если установить жиклер с расчетом подачи топлива на максимальные обороты коленчатого вала, то при переходе на минимальные обороты в цилиндры двигателя будет подаваться очень богатая смесь, которая гореть не может. Если же установить жиклер с расчетом подачи топлива на малые обороты, то на больших оборотах двигатель работать не сможет из-за сильного обеднения смеси.

Однако в простейшем карбюраторе по мере открытия дрос­сельной заслонки коэффициент избытка воздуха а (рис.11, б) уменьшается и горючая смесь все

больше обогащается. При этом только лишь в двух случаях (точки 1 и 2) ее состав совпадает с требуемым составом горючей смеси (при полностью открытой и некотором промежуточномположениях дроссельной заслонки).Следовательно,

характеристика (кривая А) простейшего карбю­ратора существенно отличается от характеристики (кривая Б) идеального карбюратора, который обеспечивает экономичную по составу горючую смесь при всех промежуточных положениях дрос­сельной заслонки и мощностную при полностью открытой. Таким образом, простейший карбюратор имеет следующие недостатки:

- из-за отсутствия специального обогатительного устройства не позволяет запустить холодный двигатель;

- при прикрытой дроссельной заслонке (работа двигателя на малых оборотах) не может подавать в цилиндр необходимое количество бензина;

- не обеспечивает работу двигателя при резком открытии дроссельной заслонки;

- не обеспечивает необходимого обогащения смеси при работе двигателя на полных нагрузках.

Для обеспечения нормальной работы на различных режимах в современных карбюраторах имеются дополнительные устройства:

- пусковое устройство, предназначенное для приготовления го­рючей смеси богатого состава при запуске холодного двигателя;

- система холостого хода, позволяющая двигателю работать с малыми нагрузками;

- главная дозирующая система, которая должна поддерживать работу двигателя на средних режимах, приготавливая горючую смесь обедненного состава;

- экономайзер или эконостат для обогащения горючей смеси с целью получения от двигателя полной мощности;

- ускорительный насос для обеспечения принудительного впрыс­ка топлива при резком открытии дроссельной заслонки.

Режимы работы двигателя

Под установившимся режимом работыследует понимать способность двигателя длительное время сохранять стабильные показатели при неизменной частоте вращения. Карбюраторный автомобильный двигатель имеет следующие основные режимы работы: пуск холостой ход, малая нагрузка, средняя нагрузка, максимальная нагрузка, переход с малой нагрузки на максимальную, (таблица 1).