Главная страница сайта  Российские промышленные издания (узловые агрегаты) 

1 ... 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 ... 20

Карбюраторы с компенсационным жиклером

Способ компенсации смеси с помощью компенсационного жиклера (фиг. 158) является видоизменением способа понижения разрежения у жиклера. В этом случае система объединяет простейший карбюратор с главным жиклером 1 и распылителем 5 и компенсационную систему, состоящую из компенсационного жиклера 2, компенсационного колодца 3 и распылителя 4.

При неработающем двигателе топливо в компенсационном колодце и в распылителе устанавливается н^ одном уровне с уровнем в поплавковой камере. В работе компенсационной системы (фиг. 159) так же, как и в работе системы с понижением разрежения у жиклера, различают три фазы.

Первая фаза характеризуется тем, что разрежение в диффузоре Ар<х7 у- и истечения топлива из распылителя компенсационного жиклера не происходит.

Фиг. 1F18. Схема карбюратора с компенсационной системой.

Фиг. 159. Схема компенсационной системы. Обозначения те же, что и на фиг. 158.

Втораяфаза начинается с того момента, когда разрежение в диффузоре становится больше величины xj- и продолжается до тех пор, пока разрежение в диффузоре остается меньше величины Н + х^у-. Работа системы! в этой фазе ничем не отличается от работы простейшего карбюратора.

Предельное разрежение в диффузоре, до которого продолжается вторая фаза, определяется из условия, что уровень топлива в компенсационном, колодце понижается до уровня компенсационного жиклера. Тогда

Др = (Я+х)уу.

В третьей фазе разрежение в диффузоре Ар>(Я + Je). Работа компенсационной системы в этой фазе аналогична работе системы с понижением разрежения у жиклера, если сечение воздушного жиклера велико по сравнению с сечением распылителя. При этом условии в компенсационном колодце устанавливается атмосферное давление. Истечение топлива из компенсационного жиклера будет происходить под действием перепада Н, т. е.. расход топлива Gj не зависит от величины разрежения в диффз^зоре и остается постоянным:

к топливу, вытекающему через компенсационный жиклер, в компенсационном колодце примешивается воздух и образуется топливная эмульсия которая через распылитель компенсационного жиклера поступает в смесительную камеру. Так как расход топлива через компенсационный жиклер

Фиг. 160. Характеристика карбюратора с компенсационной системой:

1 - расход воздуха; 2 - произведение расхода топлива через главный жиклер G на / ; 3 - произведение расхода топлива через компенсационный жиклер Gy- на 4 - произведение суммарного расхода топлива Cy-Nj па / ; 5 - коэффициент избытка воздуха а.

Карбюраторы с регулировкой разрежения в диффузоре

Компенсация состава смеси в карбюраторах с регулировкой разрежения в диффузоре может осуществляться одним из двух способов:

1) вводом добавочного воздуха;

2) устройством диффузора переменного сечения.

Понижение разрежения в диффузоре вводом добавочного воздуха может осуществляться через дополнительный клапан (фиг. 161, а) и отверстия между диффузором (или системой диффузоров) и стенками смесительной камеры, закрываемые легкими шариками (фиг. 161, б) или упругими пластинами (фиг. 161, в). Схемы, изображенные на фиг. 161, а и б, имеют ряд существенных недостатков и в современных карбюраторах не применяются. Схема, показанная на фиг. 161, в, широко применяется в современных карбюраторах. По этой схеме осуществляется компенсация состава смеси в карбюраторах К-49 и К-22 различных модификаций.

Топливо из поплавковой камеры через главный жиклер / (фиг. 161, в) и распылитель 2 попадает в диффузор 3.

С увеличением открытия дроссельной заслонки скорость воздуха перед диффузором 3 ив диффузоре увеличивается. Под действием скоростного напо-

остается постоянным, а расход воздуха с увеличением разрежения растет, . то компенсационная система приготовляет постепенно обедняющуюся смесь. Главный жиклер, наоборот, дает постепенно обогащающуюся смесь.

В результате совместной работы системы главного жиклера и компенсационной получается смесь нужного состава (фиг. 160). Состав смеси регулируют путем подбора размеров главного и компенсационного жиклеров, при этом изменением проходных сечении жиклеров достигается ие только изменение величины а в одном направлении, но можно добиться регулировки интенсивности изменения состава смеси.

Для относительного обогащения горючей смеси при небольших открытиях дроссельной заслонки необходимо увеличить сечение компенсационного жиклера. Чтобы при этом сохранить нужный состав смеси при большом разрежении в диффузоре, сечение главного жиклера нужно несколько уменьшить. Наоборот, для относительного обеднения смеси на малых нагрузках следует уме11ьшить сечение компенсационного жиклера, увеличив при этом сечение главного. При регулировке нужно иметь в виду, что истечение топлива из компенсационного жиклера происходит под небольшим напором (около 25-46 мм вод. ст.). Поэтому для заметного изменения расхода топлива через компенсационный жиклер приходится довольно значительно изменять его проходное сечение.

По принципу компенсации смеси двумя жиклерами выполнены карбюраторы МКЗ-6В двигателя ЗИС-5, МКЗ-14В двигателя ЗИЛ-120 и др.

ра воздуха упругие пластины 4 открывают отверстия между диффузором и стенками смесительной камеры и некоторая часть воздуха проходит, минуя диффузор 3. В результате этого изменяется количество воздуха,проходящего через диффузор, а следовательно, и разрежение в нем, что влияет на количество топлива, вытекающего через главный жиклер /. Упругость пластин 4 подбирают таким образом, чтобы они открывались при определенном разрежении в диффузоре Др (фиг. 162). До этого карбюратор работает как простейший, обогащая смесь по мере открытия дроссельной заслонки

6) г}

Фиг. 161. Схемы карбюраторов с регулировкой разрежения в диффузоре.

(штриховая линия на фиг. 162). Путем подбора упругих пластин 4 (фиг. 161,в), а также проходных сечений диффузора 3 и главного жиклера 1 можно добиться того, что точка h (которая соответствует началу открытия упругих пластин) будет соответствовать работе с прикрытой дроссельной заслонкой при желаемом коэффициенте избытка воздуха (фиг. 162). Как только разрежение достигнет величины Дрс н' упругие пластины начнут открывать отверстия и пропускать часть воздуха помимо диффузора, в результате чего смесь будет постепенно обедняться (сплошная кривая на фиг. 162).

Наличие упругих пластин в карбюраторах подобного типа позволяет уменьшить диаметр диффузора, а следовательно, получать хорошее распыли-вание топлива даже при работе с прикрытой дроссельной заслонкой.

При рассмотрении работы простейшего карбюратора было установлено, что прикрытие дроссельной заслонки сопровождается сильным падением разрежения в диффузоре и, как следствие этого, значительным обеднением смеси. Поэтому, если создать карбюратор, у которого проходное сечение диффузора уменьшалось бы по мере прикрытия дроссельной заслонки, то можно

получить желательный закон изменения коэффициента избытка воздуха. По принципу компенсации состава смеси такой карбюратор относится также к карбюраторам с понижением разрежения в диффузоре: с увеличением открытия дроссельной заслонки увеличивается также и проходное сечение диффузора, что приводит к уменьшению разрежения в нем по сравнению с тем разрежением, которое было бы в диффузоре, если бы его сечение осталось постоянньш. По этому принципу работает карбюратор К-80 и др.

При работе с прикрытой дроссельной заслонкой подвижные крылья (фиг. 161, г) сходятся и образуют диффузор наименьшего сечения. По мере открытия дроссельной заслонки крылья разводятся, проходное сечение диффузора увеличи-вается по закону, обеспечивающему получение смеси необходимого состава.

Фиг. 162. .Характеристика карбюра тора с регулировкой разрежения в диффузоре.

Карбюраторы с компенсацией смеси изменением сечения жиклера

Принцип работы такой системы понятен из рассмотрения схемы иа фиг. 163.

В главный жиклер 1 входит конец иглы 2, выполненный коническим или по специальному профилю. Игла перемещается вертикально. Привод может быть механическим, вакуумным или вакуумно-механическим.

При механическом приводе (фиг. 163) игла 2 связана рычагами 3, 4 и 5 с приводом дроссельной заслонки 6. Открывая дроссельную заслонку.

Фиг. 163. Принципиальная схема карбюратора с дозирующей иглой с механическим приводом.

Фиг. 164. Принципиальная схема карбюратора с дозирующей иглой с вакуумно-механическим приводом.

поднимают иглу. Проходное сечение жиклера / увеличивается. Одновременно увеличивается и расход воздуха. Возрастание расхода топлива и воздуха при увеличении открытия дроссельной заслонки происходит таким образом, что получается смесь необходимого состава.

Недостатком механического привода является то, что сечение жиклера изменяется только в зависимости от положения дроссельной заслонки, т. е. от нагрузки двигателя. Поэтому при постоянном открытии дроссельной заслонки и переменном числе оборотов вала двигателя положение иглы не изменяется, что приводит к изменению состава смеси.

Схема с вакуумным приводом дозирующей иглы не имеет этого недостатка. При вакуумном приводе положение иглы зависит не только от степени открытия дроссельной заслонки, но и от числа оборотов вала двигателя.

Более совершенным является вакуумно-механический привод дозирующей иглы (фиг. 164). Такой привод иглы имеет, например, карбюратор МКЗ-ЛЗ двигателя ЗИЛ-ПО.

Открывание дроссельной заслонки / сопровождается подъемом дозирующей иглы 8 с помощью рычагов 2, 3, 13 и лапки 12. Одновременно при открывании дроссельной заслонки разрежение во впускном трубопроводе уменьшается. Но величина разрежения зависит и от числа оборотов: при одном и том же положении дроссельной заслонки величина разрежения тем больше, чем больше число оборотов.

При малом разрежении за дроссельной заслонкой, которое передается по каналу 4, пружина 6 поднимает поршень Р, находящийся в цилиндре 7, а с ним через стержень 10 пластинку и иглу S. Если характеристика пружины подобрана правильно, то при малых оборотах подъем иглы будет опережать перемещение лапки 12 и определяться величиной разрежения во впускном трубопроводе. Это позволит на малых оборотах увеличить проходное сечение жиклера 5 и обогатить смесь При больших оборотах, когда разрежение велико, положение иглы определяется положением лапки 12. Лапка, таким образом, ограничивает опускание иглы для любого положения дроссельной заслонки.

В карбюраторе МКЗ-ЛЗ в компенсации состава смеси помимо дозирующей иглы участвует система холостого хода.

§ 6. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА КАРБЮРАТОРОВ

Главное дозирующее устройство обеспечивает приготовле1ше смеси необходимого состава только для области средних нагрузок нри установившемся режиме работы двигателя. Карбюратор, имеющий только одно главное дозирующее устройство, отрегулированное на экономичную работу двигателя, не обеспечивает получение наибольшей мощности при полном открытии дроссельной заслонки. Такой карбюратор не обеспечивает также надежной работы на холостом ходу, хорошей приемистости и нормального пуска двигателя.

Для устранения таких недостатков современный карбюратор имеет специальные вспомогательные устройства. Такими устройствами являются обогатитель (экономайзер), насос-ускоритель, устройство для холостого хода и пусковое устройство. Кроме того, современные карбюраторы часто имеют ограничитель максимальных оборотов коленчатого вала двигателя.

Обогатитель

Обогатитель (экономайзер) карбюратора представляет собой устройство, обогащающее горючую смесь до состава, обеспечивающего получение максимальной мощности при полном или близком к полному открытию дроссельной заслонки. Для этого с помощью обогатителя увеличивается истечение топлива на режимах максимальной мощности и уменьшается при переходе к средним нагрузкам, что обеспечивает, таким образом, ь-аиболее экономичную' работу двигателя на средних нагрузках.

Действие обогатителя обусловлено изменением сопротивления топливной системы при помощи особого клапана (иглы), открывающегося при положении дроссельной заслонки, близком к полному открытию. В отдельных случаях изменение сопротивления топливной системы достигается путем изменения проходного сечения жиклера дозирующей иглой.

Во всех случаях дополнительное количество топлива подается в смесительную камеру или через главную дозирующую систему или через самостоятельный распылитель.

Подача дополнительного топлива производится через жиклер обогатителя, который может быть установлен параллельно или последовательно с главным жиклером.

При установке жиклера обогатителя параллельно с главным жиклером (фиг. 165, а) топливо подводится в распылитель 4 при открытом с помощью рычага 5 клапане / обогатителя сразу через два жиклера: главный 5 и жиклер 2 обогатителя. Б этом случае сечение главного жиклера 3 подбирают так,

чтобы обеспечить на средних нагрузках, когда клапан / обогатителя закрыт, получение смеси экономичного состава. Сечение жиклера обогатителя должно быть значительно меньше сечения главного, так как через него подается дополнительное количество топлива, необходимое для обогащения смеси (около 15-20% от количества топлива, подаваемого через главный жиклер). Это и служит исходным условием для определения проходного сечения жиклера обогатителя.

При перепаде давления, Др между поплавковой камерой и диффузором и проходном сечении главного жиклера / расход через него без учета компенсационной системы

Количество вытекающего топлива должно быть таким, чтобы состав смеси отвечал экономической регулировке, т. е. коэффициент избытка воздуха а должен быть равным примерно 1,1.

Расход топлива через жиклер обогатителя при известном проходном сечении /

rrfc

2 3

Фиг. 165. Схема обогатителя с механическим приводом.

ж. OI ж. о

Суммарная подача топлива при полном открытии дроссельной заслонки должна быть такой, чтобы получалась смесь состава, определяющего наибольшую мощность.

При последовательной установке жиклера обогатителя и главного жиклера (фиг. 165, б) топливо из поплавковой камеры проходит последовательно через жиклер 2 обогатителя и главный жиклер 3. Когда дроссельная заслонка открывается полностью и клапан / обогатителя тоже открывается, то часть топлива, минуя жиклер 2 обогатителя, через главный жиклер 3 попадает в распылитель 4. Сопротивление потоку топлива уменьшается, расход топлива увеличивается и смесь обогащается. Жиклер обогатителя в этом случае должен иметь большее проходное сечение, чем главный, так как сопротивление его должно быть невелико. Опыты показывают, что последовательная постановка двух одинаковых жиклеров приводит к уменьшению расхода топлива приблизительно на 20%. При таком включении жиклеров сечение главного жиклера 3 подбирают, исходя из условия получения наибольшей мощности. Жиклер обогатителя подбирают таким образом, чтобы

прн включении его сопротивление потоку топлива увеличивалось насколько это необходимо для получения смеси экономичного состава.

При включении жиклера обогатителя последовс1тельно с главным на преодоление сопротивления его затрачивается часть общего перепада Др,. Обозначим перепад в жиклере обогатителя Др Тогда истечение топлива из главного жиклера будет происходить под действием перепада Ард -Др . Расход топлива в этом случае определяется из выражения

Сг.г = л/гл У^ё iPd Рж. о) 1т

Расход топлива через жиклер обогатителя

об = Im. of ж. о У^ё^Рж. otr

При закрытом клапане / обогатителя = на основании неразрывности истечения. Тогда из выражений С'гл и имеем:

е^гл гл i ж. о' ж. о

Учитывая, что жиклеры обогатителя и главный выполняются конструктивно одинаково и скорости в проходных сечениях этих жиклеров при совместной работе также достаточно близки, можно принять V o гг-

Тогда

Рж. о = .2 / !2-Рд-

1гл~>1 ж. о

После подстановки Др :. в выражение для определения О'г^ имеем:

I гл ж. I)

ИЛИ, обозначив ° = Ь,

Расход топлива Сгл должен быть таким, чтобы коэффициент избытка воздуха

соответствовал экономичной работе двигателя.

Для установления зависимости проходного сечения жиклеров обогатителя и главного от расхода топлива через них разделим одно на другое выражения для Git и

Фиг. 166. Схема обогатителя с вакуумным приводом.

				г

40 80 % О 40 80 %

Открытие дроссельной заслонки а) б)

Фиг. 167. Возрастание мощности двигателя ЗИС-5 в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки

дроссельная заслонка прикрыта, разрежение в пространстве за ней по каналу 5 передается в полость над поршнем, вследствие чего он удерживается в поднятом состоянии: клапан обогатителя закрыт. При открытии дроссельной заслонки разрежение падает и наступает момент, при котором сила упругости пружины 3 оказывается больше, чем усилие, создаваемое разрежением, поршень опускается вниз, концом стержня открывает клапан обогатителя и вводит дополнительное количество топлива. Момент включения обогатителя с вакуумным приводом определяется величиной разрежения за дроссельной заслонкой. Величина этого разрежения в различных карбюраторах автомобильных двигателей изменяется от 70 до 180 мм рт. ст. и зависит от требований, предъявляемых к автомобилю. Обогатители с вакуумным приводом имеют карбюраторы К-49, МКЗ-14В и др.

Отличительной особенностью обогатителя с вакуумным приводом является то, что оп включается в работу не при одном и том же положении дроссельной заслонки, а при различных, в зависимости от числа оборотов коленчатого вала. Такой обогатитель включается в работу тем раньше, чем меньше число оборотов вала двигателя, так как на малых оборотах раз-рех^ение, необходимое для включения обогатителя, создается при меньшем открытии дроссельной заслонки. Указанная особенность обогатителя с вакуумным приводом позволяет улучшить разгон автомобиля.

Обогатитель с механическим приводом включается в работу при одном и том же положении дросселя независимо от числа оборотов коленчатого вала, хотя мощность двигателя по мере открытия дроссельной заслонки на разных оборотах меняется по-разному. Из диаграмм (фиг. 167), полученных при испытании двигателя ЗИС-5, видно, что если при 2000 об/мин (фиг. 167, б) обогатитель включается, когда мощность еще продолжает расти, то при

Если принять, что расход топлива при включении обогатителя должен уменьшиться на 15-20% (т. е. k = 0,80 -4- 0,85%), то проходное сечение жиклера обогатителя будет больше проходного сечепия главного жиклера в 1,33-1,5 раза.

Привод клапана обогатителя может быть механический и вакуумный. При механическом приводе клапан связан с механизмом управления дроссельной заслонки. Обогатители с механическим приводом имеют карбюраторы К-24, К-25. К-22 и др.

Клапан J с вакуумньш приводом (фиг. 166) может открываться стержнем 2 специального поршенька 4. При работе на средних нагрузках, когда

1000 об/мин (фиг. 167, а) обогатитель включается после довольно длительного периода открытия дросселя, когда мощность практически не изменяется.

Для использования преимуществ обогатителей с механическим и вакуумным приводом в карбюратор часто вводят два обогатителя: один с механическим, а другой с вакуумным приводом (карбюраторы К-21, К-82, К-84 и др.).

В отличие ог автомобильных карбюраторов тракторные не имеют обогатителя. Это объясняется тем, что тракторный двигатель большую часть времени работает на полной или близкой к полной нагрузке и введение обогатителя не дает ощутимой экономии топлива, но существенно усложнит конструкцию и эксплуатацию карбюратора.

Обогатители из соображений простоты не применяются и в мотоциклетных карбюраторах.

Н асос-ускор ите л ь

Необходимость быстрого увеличения числа оборотов коленчатого вала или нагрузки двигателя приводит к резкому открытию дроссельной заслонки. Практика эксплуатации карбюраторных двигателей показывает, что резкое открытие дроссельной заслонки сопровождается за.метиым обеднением смеси. В результате нарастание числа оборотов или нагрузки двигателя замедляется, т. е. приемистость двигателя ухудшается. В отдельных случаях обеднение может быть настолько сильным, что двигатель может даже перестать работать.

Резкое открытие дроссельной заслонки сопровождается увеличением разрежения в диффузоре карбюратора и приводит к увеличению скоростей топлива и воздуха. Скорость воздуха растет быстрее скорости топлива. В результате происходит обеднение горючей смеси. Этому способствует также повышение давления во впускном трубопроводе. С повышением давления во впускном трубопроводе, являющегося следствием увеличения открытия дроссельной заслонки, ухудшается испарение топлива и увеличивается образование пленки на стенках впускного трубопровода. Такое же действие вызывает понижение температуры смеси, происходящее вследствие увеличения количества поступающего воздуха. В отдельных конструкциях карбюраторов, у которых система холостого хода питается из главной дозирующей системы (например, карбюраторы К-25, К-25А, К-49 и др.), обеднению горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки способствует недостаточное количество топлива в главной дозирующей системе после главного жиклера.

Для предотвращения обеднения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки в современных карбюраторах применяется специальное устройство - насос-ускоритель. Этот насос подает дополнительное количество топлива для обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки.

Насосы-ускорители выполняются с механическим или вакуумным (пневматическим) приводом. Нередко их объединяют с обогатителями (карбюраторы К-49, К-25 и др.). Опыты показывают, что впрыск гоплива насос-ускорителем необходимо продолжать в течение 1-2 сек. Для получения такой затяжной подачи топлива привод к поршню насос-ускорителя устраивают через пружину.

На фиг. 168 показана схема насос-ускорителя с механическим приводом. По такой схеме выполнены насос-ускорители карбюраторов К-25А, К-21, К-49А, К-22А и др.

Шток 4 поршня 5, который движется в цилиндре 6, через планку 2 ч систему рычагов связан с осью 10 дроссельной заслонки 9. Когда заслонка 9

Фиг. 168. Схема насос-ускорителя чесЕсим приводом.

с механи-

закрывается, поршень 5 поднимается и цилиндр 6 заполняется топливом через впускной клапан 7. Выпускной клапан 8 при этом закрыт. При резком открытии дроссельной заслонки через систему рычагов сжимается пружина 3. Пружина 3 толкаег поршень 5. Движение поршня под действием силы упругости пружины при небольшом открытии дроссельной заслонки продолжается до тех пор, пока головка на штоке 4 поршня не опустится на пластинку 2, а при большом открытии - пока поршень не достигнет крайнего нижнего положения. При резком движении поршня вниз впускной клапан 7 закрывается, а выпускной 8 - открывается, и топливо через жиклер / насос-ускорителя впрыскивается в смесительную камеру. Обеднение смеси наиболее интенсивно в начале открытия дроссельной заслонки. Поэтому положение рычага на оси дроссельной заслонки выбирают с таким расчетом, чтобы в начальный период открытия дроссельной заслонки ход поршня был бы наибольшим.

Явления, обусловливающие обеднение смеси при резком открытии дроссельной заслонки, интенсивнее проявляются при низкой температуре окружающего воздуха. Поэтому зимой и поздней осенью для обогащения смеси нужно подавать больше топлива, что достигается путем присоединения поводка к более дальнему от оси дроссельной заслонки отверстию на рычаге. При этом ход поршня увеличивается и количество впрыскиваемого топлива возрастает.

Схема насос-ускорителя с пневматическим приводом аналогична схеме обогатителя с пневматическим приводом, рассмотренной выше. Насос-ускорители с таким приводом применяются в карбюраторах К-49. К-21 и др.

Насос-ускорители не ставятся в тракторных карбюраторах вследствие относительной стабильности режима работы тракторного двигателя и пониженных требований к его приемистости. В мотоциклетных двигателях из-за короткой выпускной трубы смесь обедняется меньше при резком открытии дроссельной заслонки, чем в автомобильных. Поэтому в карбюраторах мотоциклетных двигателей можно не устанавливать насос-ускоритель.

Устройство холостого хода

Дроссельная заслонка при работе двигателя на холостом ходу почти полностью закрыта. Разрежение в диффузоре уменьшается до нескольких миллиметров водяного столба. Подача топлива через распылитель главной дозирующей системы прекращается.

Для получения смеси, обеспечивающей устойчивую работу двигателя на холостом ходу (а 0,6), используется разрежение за дроссельной заслонкой, которое на холостом ходу достигает максимального значения (400 мм рт. сТ. и больше)

На фиг. 169, а и б показаны две наиболее распространенные системы холостого хода современных карбюраторов, в которых питание производится из главной дозирующей системы после главного жиклера /.

При работе на холостом ходу под действием разрежения в пространстве за дроссельной заслонкой топливо из главной дозирующей системы через

1 ... 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 ... 20