102. Состав горючей смеси, необходимый для работы двигателя на различных оборотах

Для приготовления горючей смеси ис­пользуют топливо и воздух, причем оба компонента, входящие в состав смеси, должны быть тщательно очищены от механических и других примесей. Горю­чая смесь — это смесь, приготовленная в карбюраторе из паров мелкораспы­ленного топлива и воздуха. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двига­теля, смешивается с отработавшими га­зами и образует рабочую смесь.

Состав горючей смеси характеризует­ся определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгора­ния 1 кг бензина теоретически необхо­димо 14,9 кг воздуха (обычно при­нимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффи­циентом избытка воздуха, обозна­чаемым буквой а. Коэффициент а пред­ставляет собой отношение действитель­ного количества воздуха L_Д, участвую­щего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количе­ству воздуха L_o, т. е. = Lд/L₀.

Если в сгорании 1 кг бензина действи­тельно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необхо­димо, то = 15/15=1, и такую смесь на­зывают нормальной. Горючую смесь, для которой < 1, называют богатой, так как она содержит воздуха меньше теоретически необходимого количества. Горючую смесь с коэффициентом > 1 называют бедной, так как в ней содержит­ся воздуха больше теоретически необхо­димого количества. Для более точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси различают следующие смеси: богатая ( =0,70 0,85); обогащенная ( = 0,85 0,95); обедненная ( =1,05 1,15); бедная ( = 1,15 1,20).

При слишком большом обогащении или обеднении горючая смесь теряет способность воспламеняться. В первом случае это происходит из-за недостатка кислорода воздуха, а во втором вслед­ствие значительного избытка воздуха и небольшого количества бензина. Су­ществуют определенные пределы во­спламеняемости горючей смеси: для бо­гатой =0,5; для бедной =1,35. Дви­гатель не должен работать на переобо­гащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях умень­шается его мощность и снижается эко­номичность.

103. Простейший карбюратор и его характеристика

Процесс приготовления горючей сме­си определенного состава из мелко­распыленного топлива и воздуха, проис­ходящий вне цилиндров двигателя, на­зывают карбюрацией, а прибор, в кото­ром происходит этот процесс, — карбю­ратором.

Принцип работы простейшего карбю­ратора аналогичен принципу работы пульверизатора и состоит в том, что жидкость под действием разрежения вытекает из распылителя (трубки) и, смешиваясь с воздухом, образует горю­чую смесь. Простейший карбюратор (рис. 1) состоит из поплавковой ка­меры 8, диффузора 3, распылителя 4 с жиклером 7, смесительной камеры 6 и дроссельной заслонки 5. В поплавко­вой камере находится пустотелый по­плавок 9, шарнирно соединенный с осью и действующий на игольчатый клапан 10. Топливо подается в поплав­ковую камеру насосом по трубопроводу 1. Отверстие 2 соединяет поплавковую камеру с окружающим воздухом, поэто­му в камере постоянно поддерживается атмосферное давление. Поплавковая ка­мера карбюратора соединена со смеси­тельной камерой 6 распылителем 4, в котором установлен жиклер 7.

Жиклер представляет собой металли­ческую пробку с небольшим калибро­ванным отверстием, через которое в единицу времени проходит определенная порция топлива. Выходной конец распылителя устанавливают в самом уз­ком месте диффузора — в горловине.

Простейший карбюратор работает следующим образом. При наполнении топливом поплавковой камеры 8 попла­вок 9 постепенно всплывает. При опреде­ленном уровне топлива игольчатый кла­пан 10 перекрывает отверстие в подво­дящем трубопроводе, и поступление топлива в поплавковую камеру прекра­щается. При такте впуска поршень в двигателе перемещается в НМТ, и в цилиндре создается разрежение, пере­дающееся в смесительную камеру кар­бюратора. Разрежение в этой камере зависит от положения дроссельной заслонки: с прикрытием заслонки раз­режение уменьшается, а с открытием — увеличивается. Пока двигатель не ра­ботает, в поплавковой камере и в рас­пылителе топливо находится на одном уровне, причем верхний конец распы­лителя располагается несколько выше уровня топлива (на 2 — 3 мм).

Во время работы двигателя посту­пающий в карбюратор воздух проходит через узкое сечение диффузора, в ре­зультате чего скорость воздуха в нем, а следовательно, и разрежение возра­стают. Создается перепад давлений между поплавковой камерой и диффузо­ром, благодаря чему топливо начинает фонтанировать из распылителя. Топли­во распыливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в ви­де горючей смеси поступает в цилиндры двигателя. С изменением положения дроссельной заслонки значительно из­меняется состав горючей смеси, приго­товляемой простейшим карбюратором.

На рис. 1, б представлены характери­стики простейшего I и идеального II карбюраторов. Они показывают изме­нение состава горючей смеси карбюра­тора в зависимости от нагрузки (от по­ложения дроссельной заслонки — в % открытия). По мере открытия дрос­сельной заслонки в простейшем карбю­раторе горючая смесь все больше обо­гащается, причем только в двух случаях (точки А и Б) состав смеси совпадает с составом горючей смеси, приготовляе­мой идеальным карбюратором (при полностью открытой дроссельной за­слонке и при некотором промежуточ­ном ее положении). Таким образом, ос­новным недостатком простейшего кар­бюратора является невозможность при­готовления горючей смеси нужного со­става.

Рис. 1. Схема впускной системы карбюраторного двигателя и характеристики карбюраторов: a — схема впускной системы с простейшим карбюратором; 6 — характеристики карбюраторов; 1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель; 5 — дроссельная заслонка; 6 — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — игольчатый клапан; /—простейший карбюратор; // — идеальный карбюратор