Тема №5.Особливості будови систем живлення двигунів та основи їх ТО. Газобалонні установки їх будова та технічне обслуговування. 16.02.2023. Заняття №22. Горюча суміш. Принцип дії та робота простійшого карбюратора.
1.Опрацювати заняття та законспектувати в зошит, відповісти на контрольні запитання.
Склад горючої суміші на різних режимах роботи двигуна. Недолік простого карбюратора
Горіння є хімічною реакцією з'єднання вуглецю і водню палива з киснем, що супроводжується виділенням тепла.
Горюча суміш - це суміш пари і дрібних крапель палива з повітрям, склад якої забезпечує можливість її згорання в двигуні.
Горюча суміш, перемішана із залишковими газами в циліндрі двигуна, називається робочою сумішшю. Під складом суміші слід розуміти масове співвідношення між паливом і повітрям в горючій суміші. Це співвідношення вимірюють кількістю кілограм повітря, що доводиться на 1 кг палива. Для повного згорання 1 кг бензину теоретично необхідно близько 15 кг повітря. Для інших палив співвідношення між паливом і повітрям інше. Наприклад, на 1 кг спирту потрібно 8,9 кг повітря, на 1 кг бензолу - 13,2 кг повітря. Суміш, що забезпечує повне згорання, називається нормальною. Якщо в горючій суміші буде недолік повітря (або надлишок палива), наприклад, на 1 кг бензину 14 кг повітря, згорання буде неповним і кінцеві продукти міститимуть окисел вуглецю; суміш такого складу називають тією, що збагатить або багатої, залежно від ступеня надлишку палива. При надлишку повітря (недоліку палива) відбудеться повне згорання палива, але залишиться невикористаною частина кисню; при незначному недоліку палива суміш називається збідненою, а при значному - бідної.
Не будь-яка горюча суміш здатна запалати; дуже бідна і дуже багата суміші втрачають здатність горіти. Найбільший коефіцієнт надлишку повітря, при якому ще можливе запалювання суміші, називають нижньою межею запалювання (L =1,3-1,4), а якнайменший коефіцієнт надлишку повітря, при якому –можливо запалювання суміші - верхньою межею запалювання (L =0,4). Отже, суміш здатна горіти в межах зміни L від 0,4 до 1,4 (для бензину).
При пуску двигуна, особливо холодного, створюване розрідження недостатньо для хорошого випаровування палива, оскільки частота обертання колінчастого валу мала, а частина палива, що випарувалася, при зіткненні з холодними стінками тракту впускання і циліндрів конденсується на них. Що б в цих умовах створювався необхідний для запалювання склад робочої суміші, горюча суміш повинна бути дуже багатою L = 0,2-0,6.
На холостому ходу дросельну заслінку прикривають, зменшуючи наповнення циліндрів горючою сумішшю. В результаті збільшується відносний вміст в робочій суміші залишкових газів, погіршуючих процес згорання палива. Щоб поліпшити займистість, горюча суміш повинна бути багатою L = 0,7-0,8.
З середнім навантаженням (дросельна заслінка відкрита від 5 до 80%) двигун працює велику частину часу. Для такого режиму доцільний економічний склад суміші, тобто суміш повинна бути збідненою б = 1,05-1,15, забезпечуючий економічну роботу двигуна.
У деяких умовах необхідна короткочасна робота двигуна з максимальним навантаженням (розгін автомобіля, подолання крутих підйомів і т.п.). У цих умовах, нехтуючи економічністю, застосовують суміш, що збагатить, Li = 0,85 - 0,95, забезпечуючий отримання найбільшої потужності, за рахунок збільшення швидкості згорання суміші.
Згідно сказаному вище, цим режимам роботи двигуна повинна відповідати характеристика ідеального карбюратора, зображена кривій 2 на мал.8.4.
Зіставляючи її з кривою 1, відповідній характеристиці простого карбюратора, бачимо, що простий карбюратор не придатний для застосування на автомобільному двигуні. Так на холостому ходу він готує замість багатої суміші бідну; на режимі середніх навантажень замість збідненої готує суміш, що збагатить.
Крім того при різкому відкритті дросельної заслінки у простого карбюратора відбувається збіднення горючої суміші, оскільки різко збільшується кількість поступаючого повітря, і відбувається провал в роботі двигуна.
Мал. 1 Криві зміни складу горючої суміші в карбюраторі залежно від навантаження.
1 - в простому карбюраторі; 2 - в «ідеальному» карбюраторі.
Простий карбюратор
Карбюратор служить для приготування горючої суміші. Простий карбюратор (мал.2) складається з камери змішувача 7, камери поплавця 1, в якій розташовані поплавець 2 і замкова голка 3, жиклер 9 з отвором, що калібрується, розпилювач 6, дросельна заслінка 8, дифузор 5.
З циліндрів двигуна в камеру змішувача передається розрядка, під дією якого атмосферне повітря проходить через камеру змішувача 7.
Мал. 2 Схема простого карбюратора:
1 - камера поплавця; 2 - поплавець; 3 - замкова голка; 4 – канал балансування ; 5 – дифузор, 6 - розпилювач; 7 - камера змішувача; 8 - дросельна заслінка; 9 - паливний жиклер.
У дифузорі 5 швидкість руху повітря зростає (до 150 м/с), а тиск зменшується, унаслідок чого паливо фонтанує з розпилювача 6. Підхоплюване повітрям паливо розпилюється на дрібні частинки і випаровується (частково), утворюючи горючу суміш.
Механізм поплавця, що складається з поплавця 2 і голки 3, забезпечує підтримку постійного рівня палива в камері поплавця. Коли рівень палива знижується, поплавець 2 опускається, голка 3 відкриває вхідний отвір, і паливо поступає від насоса в камеру 1 до тих пір, поки спливаючий поплавець 2 не притисне голку 3 до її сідла.
Жиклер 9 забезпечує закінчення певної кількості палива в одиницю часу. Цифри на жиклері означають його пропускну спроможність, яка визначається кількістю води в кубічних сантиметрах, протікаючої через дозуючий отвір жиклера за 1 хвилину під натиском водяного стовпа 1м±2мм при температурі води 80±100С.
Дифузор 5 забезпечує збільшення швидкості руху повітря. Дросельна заслінка 8 при повороті її на осі змінює кількість горючої суміші, що поступає в циліндри двигуна.
Із збільшенням частоти обертання колінчастого валу і ступеня відкриття дросельної заслінки (або одного з цих чинників) збільшується кількість і швидкість повітря, що проходить через дифузор 5, отже, збільшується розрядка в дифузорі (до 150мм рт.ст. або 0,02 МПа).
За дросельною заслінкою 8 при її прикритті розрідження збільшується і досягає 400 мм рт.ст. (0,053 МПа), але у міру відкриття дросельної заслінки розрядка різко знижується (до 59мм рт.ст.).
Канал балансування 4 служить для усунення впливу ступеня забруднення повітряного фільтру на роботу карбюратора.
