Карбуратор - клуб Кулибинск
Карбуратор
Карбураторът е единица от енергийната система на Otto ICE, предназначена да създаде горима смес с оптимален състав чрез смесване (карбурация, френска карбурация) на течно гориво с въздух и регулиране на количеството на подаването му към цилиндрите на двигателя. Има най-широко приложение при различни двигатели, които осигуряват работата на голямо разнообразие от устройства. На автомобили от 80-те години на ХХ век. карбураторните системи за подаване на гориво се заменят с инжекционни системи.
Основни положения на устройството
Карбураторите обикновено се разделят на бълбукащи, вече забравени, мембранно-иглени и поплавъчни, които съставляват по-голямата част от всички карбуратори. Бъркащият карбуратор е. резервоар за газ, в който на известно разстояние от повърхността на горивото има празна дъска и две широки тръби - подаващи въздух от атмосферата и отвеждащи сместа в двигателя. Въздухът преминаваше под дъската над повърхността на горивото и, наситен с неговите пари, образуваше горима смес. Въпреки цялата си примитивност и "лекомислие", този карбуратор е единственият, който осигурява смес с въздух от точно парната част на горивото. Дроселовата клапа беше на двигателя отделно. Бълбукащият карбуратор направи двигателя много взискателен към фракционния състав на горивото, тъй като неговата летливост трябваше да заема много тесен температурен диапазон, цялата структура беше експлозивна, обемиста и трудна за регулиране. Въздушно-горивната смес по дългия път беше частично кондензирана, този процес често зависеше от времето. Мембранно-игленият карбуратор вече е отделна цялостна единица и, както подсказва името, се състои от няколко камери, разделени от мембрани, здраво свързани помежду си с прът, който завършва с игла, която се заключваседло на горивния клапан. Камерите са свързани чрез канали към различни секции на смесителната камера и към горивния канал. Вариант е връзката между мембраните и клапата с неравноделни лостове. Характеристиките на такива карбуратори се определят от калибрирани пружини, които поддържат мембраните и / или лостовете. Системата е проектирана така, че съотношението между вакуум, налягане на горивото и скорост на сместа да осигурява правилното съотношение гориво/въздух. Безценното предимство на такъв карбуратор - заедно с простотата - е способността да работи буквално във всяка позиция по отношение на гравитацията. Недостатъци - относителна трудност при регулиране, някои характеристики на нестабилност (пружини!), Чувствителност към ускорения, перпендикулярни на мембраните, тесен диапазон на количеството смес на изхода. Такива карбуратори се използват на двигатели, които нямат определено пространствено положение поради условията на работа (например карбураторите AK-82BP бяха на LA-5) или просто на евтини конструкции. Това е такъв карбуратор, който стои като спомагателен на автомобил ZIL-138 с газов цилиндър. И накрая, поплавковият карбуратор, безкрайно многостранен и разнообразен в многото си модификации, съставлява огромното мнозинство от съвременните карбуратори и се състои от поплавъчна камера, която осигурява стабилен поток от гориво, смесителна камера, която всъщност е тръба на Вентури и множество измервателни системи, състоящи се от горивни и въздушни канали, измервателни елементи - дюзи, клапани и задвижващи механизми. Поплавъчните карбуратори, при равни други условия, осигуряват най-стабилните параметри на изходната смес и имат най-висока производителност. Ето защо те са толкова широко разпространени. Всички допълнителни материали на тази статия са посветени напоплавъчни карбуратори.
Принципът на работа на поплавков карбуратор с постоянна секция на дифузора
Схема на най-простия карбуратор с падащ поток
Най-простият карбуратор се състои от два функционални елемента: поплавъчна камера (10) и смесителна камера (8). Горивото протича през тръбата (1) в камерата на поплавъка (10), в която плува поплавъкът (3), върху който лежи спирателната игла (2) на поплавковия клапан. Когато горивото се изразходва, нивото му в камерата на поплавъка намалява, поплавъкът пада, иглата отваря подаването на гориво и когато се достигне определеното ниво, клапанът се затваря. По този начин поплавъчният клапан поддържа постоянно ниво на горивото. От поплавъчната камера горивото тече през струята (9) към пулверизатора (7). Количеството гориво, подадено от пулверизатора (7), според закона на Бернули, зависи при други равни условия от площта на потока на струята и степента на вакуум в дифузора, както и от напречното сечение на дифузора. Съотношението на секциите на дифузора и основната горивна струя е един от основните параметри на карбуратора. По време на всмукване налягането в цилиндрите на двигателя намалява. Външният въздух се засмуква в цилиндъра, преминавайки през смесителната камера (8) на карбуратора, която съдържа дифузьор (тръба на Вентури) (6) и всмукателна тръба, която разпределя готовата смес към цилиндрите. Пулверизаторът се поставя в най-тясната част на дифузора, където според закона на Бернули скоростта на потока се увеличава и налягането намалява. Атмосферното налягане се поддържа в камерата на поплавъка през отвора (4). В практически произвежданите карбуратори, работещи с въздушни филтри, вместо този отвор се използва балансиращ канал на поплавъчната камера, водещ не към атмосферата, а към кухината на въздушния филтърили в горната част на смесителната камера. В този случай дроселиращият ефект на филтъра засяга равномерно цялата газова динамика на карбуратора, която се балансира. Под въздействието на разликата в налягането горивото изтича от пулверизатора. Горивото, изтичащо от пулверизатора, се раздробява във въздушен поток, пулверизира се, частично се изпарява и, смесвайки се с въздуха, образува горима смес. В истинските карбуратори се използва система за подаване на гориво, при която към пулверизатора се подава не хомогенно течно гориво, а емулсия от гориво и въздух. Такива карбуратори се наричат емулсия. По правило се използва двоен дифузьор вместо единичен дифузьор. Допълнителният дифузьор е малък и е разположен концентрично в основния дифузьор. През него преминава само част от общия въздушен поток. Благодарение на високата скорост в централната част, с малко съпротивление на основния въздушен поток, се постига по-добра пулверизация. Количеството смес, влизаща в цилиндрите, а оттам и мощността на двигателя, се регулира от дроселна клапа (5); за много карбуратори, особено хоризонтални, се използва плъзгащ клапан вместо дроселна клапа. Естествен дефект на карбуратор с постоянна секция на дифузора е противоречието между необходимостта, от една страна, да се увеличи площта на потока на дифузора, за да се намалят газодинамичните загуби на входа на двигателя, и, от друга страна, необходимостта да се намали площта на потока на дифузора, за да се осигури качеството на пулверизиране на горивото с последващото му изпаряване. Този парадокс е технически заобиколен в карбуратори с постоянен вакуум (Stromberg, SU, Micuni) и с променливо сечение на конуса. Този проблем е частично решен чрез въвеждането на допълнителна смесителна камера с секвентчрез отваряне на дроселите, тогава общото напречно сечение на дифузорите се оказва стъпаловидно променливо. В следвоенните години в СССР широко се използват карбуратори с двустепенно регулиране на въздуха с паралелен допълнителен дифузьор в една смесителна камера - семейство К-22.
Основни системи за дозиране
Корекции
Класификация
Според наличието на регулиране на секцията на пулверизатора
По посока на потока на работната смес
По посока на потока на работната смес карбураторите се делят на хоризонтални и вертикални. Вертикален карбуратор, при който потокът на сместа се движи отдолу нагоре, се нарича възходящ карбуратор, отгоре надолу - с низходящ или падащ поток. С хоризонтална посока на потока - с хоризонтален поток. Най-разпространени в историческа перспектива са карбураторите с низходящ и хоризонтален поток. Основните им предимства са подобреното пълнене на цилиндрите с горима смес в сравнение с възходящ поток, както и достъпността и лекотата на поддръжка, тъй като такъв карбуратор е разположен отгоре или отстрани.
Състезателен хоризонтален карбуратор от Weber (Италия)
По брой камери
По броя на смесителните камери се разграничават еднокамерни и многокамерни карбуратори, като последните могат да имат камери с паралелно отваряне - такива карбуратори се наричат още двойни или паралелни, например K-126, и с последователно отваряне на камери, които също могат да бъдат паралелни, например четирикамерен K-85, Solex 4A1 имат две успоредни секции от две последователно отворени камери; 4A1, в допълнение, има вторични камери с дифузори с постоянен вакуум (!). Имаше същоспециални трикамерни карбуратори, например тип K-156 на Volga GAZ-3102 с предкамерно запалване с горелка. Третата камера, успоредна на основната първична камера, служи за приготвяне на обогатена смес, подавана в предкамерата. Двойните карбуратори често се използват при двигатели с далеч един от друг цилиндри. След това всяка половина на карбуратора захранва "своите" цилиндри - К-88, -84, К-126, -135. На един двигател могат да се монтират два или повече карбуратора. И така, при боксерни и многоредови двигатели, при които е възможно разделяне на сместа в големи колектори с дълги канали, осигуряващи големи газодинамични загуби, се използват най-малко два карбуратора (Alfa Romeo, M-72, Dnepr-MT10). На спортни автомобили, на авиационни двигатели с голям брой цилиндри, карбураторите често се монтират серийно според броя на цилиндрите, работещи паралелно. В последния случай трябва да се посочи огромната производителност на, да речем, 24 карбуратора, разпръснати буквално из целия двигател. По принцип е невъзможно да се постигнат такива параметри с един карбуратор с "разклонен" колектор с канали със сложна форма. Често спортните двигатели също са оборудвани по същия начин - за да се осигури минимално съпротивление на засмукване.
Четирикамерен карбуратор от Holley (САЩ)
Според вида на вентилацията на поплавъчната камера
Има балансирани и небалансирани карбуратори. В последния случай въздухът навлиза в камерата на поплавъка не от кухината на въздушния филтър, а директно от атмосферата, което опростява и намалява цената на дизайна, като в същото време го прави чувствителен към състоянието на въздушния филтър - докато се замърсява, сместа става по-богата.
Три двуцевни карбуратора наосемцилиндров двигател, произведен от Chrysler Corporation (САЩ, 1960 г.)
Разпространение
В момента системите за впръскване на гориво на автомобилите в повечето случаи са заменили карбураторите. Това се дължи на предимството на инжектора, който може за дълго време (стотици хиляди километри) да поддържа изгорелите газове на автомобила в рамките на съвременните екологични изисквания и да осигури по-точно дозиране на горивото във всички режими на двигателя в сравнение с карбуратора. Въпреки това, хомогенността на карбураторната смес за инжекционни системи остава неуловима. В същото време е известно, че ако сместа в цилиндъра съдържа най-малко 65% от горивото в парната фракция, това е достатъчно за нормален процес на горене. С увеличаване на фракцията на капките детонационната граница се измества неблагоприятно. Съвременните мотоциклети обаче продължават да бъдат оборудвани с карбуратори; с оглед на облекчаването на изискванията за лицензиране, все по-често - постоянно разреждане, тъй като те не са по-ниски от системите за впръскване в много екологични параметри, като са с порядък по-прости и по-евтини.
Ползи
Основните предимства на карбуратора са високата хомогенност на сместа, ниската цена и технологичността на производството, относителната лекота на поддръжка и ремонт. Модерният карбуратор изисква доста високо ниво на обучение на техническия персонал. В същото време, когато се създава цяла армия от сравнително прости двигатели за различни сервизни устройства, карбураторът остава незаменим.
Литература
Юрген Казердорф. Карбуратори за чужди автомобили (Vergaser testen undeinstellem). - 2-ро, правилно. и допълнителни - М .: Зад волана, 2000. - 192 с. А. В. Дмитриевски, В. Ф. Каменев. Карбуратори за автомобилни двигатели. — М.:Инженерство, 1990. - 223 с. Рос Туег. Бензинови инжекционни системи. - М .: Зад волана, 1999. - 144 с. А. С. Хачиян, К. А. Морозов, В. Н. Луканин и др. Двигатели с вътрешно горене. Учебник за ВУЗ. - 2. - М .: Висше училище, 1985, с промени. — 311 стр.