> Техника, страница 51 > Карбюраторы

Карбюраторы

Карбюраторы, приборы для приготовления рабочей смеси из легко испаряемого топлива и воздуха, поступающей в рабочий цилиндр двигателя внутреннего сгорания для превращения химич. энергии топлива в механич. работу.

Принципы карбюрирования. Осуществление процесса карбюрирования требует хорошего механическ. распыливания топлива воздухом для получения больших поверхностей соприкосновения воздуха с топливом, без чего невозможно осуществить хоро-

шее испарение последнего. Для достижения этой цели в современных конструкциях применяют способ так называемым жиклерного распиливания, состоящий в том, что топливо, истекая из небольшого отверстия жиклера Б (фигура 1) под влиянием разности давлений в топливном сосуде А и у жиклера, подхватывается и распиливается протекающим воздухом за счет его повышенной скорости. Т. о., энергией для распиливания топлива является кинетическая энергия воздуха, искусственно созданная в месте истечения топлива. Этот способ рас-пыливания рабочей смеси осуществляется во всех современных К. Способ жиклерного распиливания явился результатом целого ряда исканий в продолжение многих лет; наряду с ним были предложены и другие принципы карбюрирования (испарением с поверхности и барботажный способ), но в настоящее время они оставлены в виду получающейся неоднородности испаряющегося топлива и малой гибкости работы этих карбюраторов.

Соотношение между воздухом и топливом.

Всякая рабочая смесь, в зависимости от ее состава (соотношения между количеством воздуха и топливом), должна обладать определенными свойствами, необходимыми для ее воспламенения и быстрого сгорания в цилиндре двигателя. Смесь обладает способностью воспламеняться лишь при определенных пропорциях содержащихся в ней воздуха и топлива; при этом различают так называемым пределы воспламеняемости этой смеси. Высший предел соответствует такому составу рабочей смеси, когда при обогащении топливом она перестает воспламеняться, а низший предел — когда смесь при дальнейшем обеднении топливом также не воспламеняется. Количественно эти пределы определяются как %-ное по объёму содержание топлива в рабочей смеси. Следовательно, высший предел есть максимум, а низший предел—минимум этого содержания. По данным пределам воспламеняемости м. б. определен соответствующий коэфф-т а избытка воздуха (представляющий отношение действительного количества воздуха в рабочей смеси к теоретически необходимому), к-рый является основной характеристикой состава рабочей смеси. Пределы воспламеняемости рабочих смесей и значения коэфф-та а для различных топлив приведены в таблице 1. Как видно, рабочая смесь, образо-

Т а б л. 1 .—В ысшие и низшие пределы воспламеняемости рабочих смесей и коэффициенты избытка воздуха.

Род топлива		Высший предел	Низший предел
Бензол	% топлива. α..	6.5 0.4	2,65 1.02
Бензпп	% топлива. «..	5,9 0,3	1.5 1.23
Пентан	% топлива. α..	4.9 0,52	2,4 1,0Э
	% топлива. «..	13.7 0,44	3,95 1,7
Эфир	% топлива. «..	7,7 0,42	2,7 1,26

Фигура 1.

ванная из жидкого топлива, имеет сравнительно узкие интервалы пределов воспламеняемости, и потому К. должен всегда обеспечивать такой состав рабочей смеси, к-рый не выходил бы за эти пределы. Дальнейшим требованием, предъявляемым к К., является образование рабочей смеси такого состава, к-рый обеспечивал бы ее быстрое сгорание в двигателе, а следовательно, и ее хорошее использование как с точки зрения получения наибольшей мощности, так и экономичности. Эти. последние требования сдвигают еще уже пределы состава рабочей смеси— до значений коэффициента а от 0,8 до 1,15 для бензина (при нормальном реяшме мотора), между к-рыми и работают все современные легкие моторы.

Из теоретич. рассмотрения рабочего цикла легкого двигателя следует, что его экономичность возрастает с увеличением коэфф. а; однако, переходя к действительному циклу, необходимо принять во внимание то обстоятельство, что скорость сгорания рабочей смеси имеет свое максимальное значение лишь при определенном ее составе, понижаясь в ту или другую сторону от макси

0.84-0,9 (фигура 2).

«М

мального значения при а Соответственно этому наибольшая мощность двигателя получается прг недостатке воздуха в рабочей смеси в 10—20%

Наибольшая экономичность соответствует из бытку воздуха в 10—15% на полном дросселе. Зависимость мощности г экономичности от а при различных крутящих мо ментах дана на фигуре 3 и 4.

Максимальная мощность для всех крутящих моментов соответствует 15—20 % недостатка воздуха (α= 0,85-М) ,80), в то время как максимальная экономичность соответствует значениям а в пределах 0,84-1,1 в зависимости от крутящего момента. Для холостого хода необходимо обогащение рабочей смеси, т. к. оно соответ-

Фигура 2.

ствует и максимальной мощности и максимальной экономичности.

На основе этих данных устанавливаются следующие требования, предъявляемые к автомобильным и авиационным К. Эксплоа-тационная мощность авиационного мотора в полете соответствует 90% его номинальной мощности; при этом режиме мотор должен работать достаточно экономично, чему соответствует регулировка К. на a si. При полном открытии дросселя (например при взлете) должен быть предвидена возможность получения максимальной мощности за счет обогащения рабочей смеси и доведения а до значений 0,90—0,85. В автомобильном моторе К. должен давать хорошую экономичность при некоторой средней скорости автомобиля. Это обычно соответствует значению а около 1. Для получения максимальной мощности рабочая смесь должна быть обогащена, также как и при дросселировании. Вообще же стремятся, чтобы при достаточно широких пределах изменения скорости и крутящего момента К. давал экономичную смесь.

На фигуре 5 дано изменение коэфф-та избытка воздуха а для бензина в зависимости от абс. давления во всасывающей трубе или зке, соответственно, от максимального крутящего момента при разных положениях дросселя. С прикрытием дросселя соответствующий максимальный крутящий момент подущается при обогащении рабочей смеси от а=0,90 до а=0,85 (прямая АС) вследствие наличия большего относительного количества остаточных газов в цилиндре. Кривая A.DC определяет такое изменение состава рабочей смеси, к-рое обеспечивает: 1) получение максимальной мощности при максимальном крутящем моменте (малые обороты и полный дроссель)—точка С, 2) экономичную работу при длительном режиме мотора—точка D и ущасток влево от нее, 3) устойчивую и достаточно экономичную работу на малом газе—точка А и близлежащий участок (обогащение рабочей смеси), что вытекает из вышеизложенного. Эта характеристика является основанием для регулировки К.

Испарение. Как выше было указано, легкое топливо в процессе карбюрации должно испариться, что в свою очередь произойдет за счет отнятия тепла от воздуха и понижения его ί°. Всякое жидкое топливо представляет собою смесь углеводородов с разными ί°,поэтому процесс испарения топлива протекает при повышающейся ί° его: при

бензина. Фигура 7.

-> % максим, крутящего момента

щей трубе е миллиметров ртутного столба Фигура 5.

нием ее—и более тяжелые. Этот процесс носит название фракционной разгонки топлива. На фигуре 6 приведена зависимость объёма испарившегося топлива (в процентах) от t°. При подсчете процесса испарения в К. условно принимают, что должно испариться

70% топлива, и по этому значению находят соответствующую <°, называемую у с л о в-н о и t°_Klm_ топлива при атмосферном давлении. Как и для всякой жидкости, эта t° является функцией давления, а потому может быть определена соответствующая зависимость С_кип, от давления на основании ур-ия Клапейрона:

A(v — v)dP^~ dT, (1)

где А—термин, эквивалент механич. работы, V—уд. объём насыщенного пара вж³/кг, г>— уд. объём жидкости в м³/кг, Р — давление в килограммах/л?,² и г—скрытая теплота испарения. Связывая это ур-ие с характеристич. ур-ием Pv=RT, (2)

пренебрегая объёмом жидкости υ и заменяя ARsi-, где μ—молекулярный вес, найдем:

^РЛ;р _ μ ^Ti-rdT

J p ~ 2 J T²

(3)

P, T1

После интегрирования получаем: lnPj-lnP, —£ -^L0p·

(4)

На основании этого уравнения, задаваясь условной t°_Kun. данного топлива при атмосферном давлении, строим кривые зависимости давления от температуры (фигура 7). Воздух и пары топлива, входящие в рабочую смесь, имеют свои парциальные давления, которые м. б. определены по закону Дальтона, на основании следующего ур-ия:

Рп=Р

D ^lxD

GjL^RL + &D · ^RD ’

(5)

где P—давление в килограммах/л»². G—вес в килограммах, R—характеристич. постоянная (индекс L относится к воздуху, индекс D—к парам топлива). Из ур-ий (5) и (4) определяются парциальное давление паров бензина в рабочей смеси и соответствующая ему ί° насыщения пара, являющаяся минимальной для испарения топлива. Теплоемкость смеси м. б. определена из ур-ия:

C_p-O_d-C_pD + G_l-C_pL, (6)

где С._р—теплоемкость смеси при постоянном давлении, C_pD — теплоемкость паров топлива при постоянном давлении, C_vL — теплоемкость воздуха при постоянном давлении. Деля скрытую теплоту испарения топлива г на теплоемкость рабочей смеси, отнесен-ную к 1 килограмм топлива, определяют потребное понижение έ° воздуха:

Складывая условную топлива при его парциальном давлении в смеси с величиной _Н, получаем минимальную t° воздуха, поступающего в карбюратор, обеспечиваю тцую испарение: t_min= t_mn.+kt. Как видно, эта величина зависит в сильной степени от скрытой теплоты испарения топлива и от состава рабочей смеси: с повышением г необходимая темп-pa воздуха растет, с увеличением а она падает. Эти влияния изображены на фигуре 8 и 9. Скрытая теплота испарения а равна 288 Cal, бензина—76 Cal, благодаря чему и минимальная t° поступающего воздуха для а должен быть значитель-

но выше, что влечет за собой необходимость сильного подогрева воздуха в овых К. Полное испарение топлива не является обязательным для успешного его сжигания: оно может быть подано в цилиндры в туманообразном состоянии, требующем его тонкого

0,8 0,8 1,0 I? Ι/,α

Фигура 8. А— кривая минимальной t° при ; полном испарении бензина, В — кривая теплоемкости смеси, i С — кривая t° насыщенного пара.

0.6 0S 1,0 12 1,*нх

Фигура 9. А — кривая минимальной ί° воздуха при полном испарении а, В — кривая теплоемкостей смеси, С—кривая ί° насыщенного пара. распиливания. По опытам Габера (Haber), такие рабочие смеси могут работать при значениях as 2, однако скорости сгорания получаются значительно пониженными, что влечет за собой снижение мощности и экономичности машины. Сжигание топлива в туманообразном состоянии имеет место при работе тяжелых, трудно испаряемых топлив, а частично—при всяком топливе, т. к. К. никогда не может обеспечить полного испарения топлива.

В К., работающих на тяжелых топливах, достигнуть совершенного испарения топлива практически почти невозможно, а потому для них особое значение приобретает образование стойких туманообразных смесей. Под тяжелыми топливами понимаются такие топлива, которые испаряются в интервале 100-^320°. В СССР таким топливом является гл. обр. керосин. По данным Вильсона (Wilson), для полного испарения керосина необходима темп-ра рабочей смеси в среднем не ниже 135°. Это м. б. достигнуто лишь путем значительного подогрева как поступающего в К. воздуха, так и рабочей смеси. Тепла выхлопных газов при малых нагрузках и оборотах для этой цели обычно нехватает; кроме того, столь высокая t° вызывает значительное уменьшение коэфф-та наполнения, а следовательно, и мощности двигателя. Поэтому приходится довольствоваться образованием в кабюраторе туманообразной рабочей смеси, заботясь о том, чтобы эта смесь не конденсировалась на стенках подводящих труб и чтобы топливо не коксовалось в цилиндровой головке и на днище поршня. По данным Вильсона, эти требования достижимы при ί° туманообразной смеси 70—80° и при скоростях этой смеси в трубопроводах ок. 100 м/ск. Получение таких туманообразных смесей осуществляется либо горячим способом, то есть путем подвода тепла в К. извне, либо холодным способом, то есть механич. путем. По первому способу наибольшим распространением пользуется сильный подогрев топлива в небольшом количестве воздуха; получающаяся переобогащенная смесь топлива и воздуха перемешивается затем с остальной массой рабочего воздуха, причем большая часть топлива переходит в туманообразное состояние, будучи хорошо распределена в воздухе. Имеет также распространение способ частичного сжигания топлива в самом К., в особой камере, и примешивания образовавшихся горячих газов к основной массе рабочей смеси для ее нагрева. По второму способу, устойчивые туманообразные смеси образуются путем распиливания при помощи сжатого воздуха и многократного расширения. Особняком стоит метод образования рабочей смеси из тяжелого топлива путем его крекирования в специальном аппарате, составляющем неотъемлемую часть карбюратора.

Истечение. Во вспрыскивающем К. процессы перемешивания топлива с воздухом и его испарения осуществляются за счет относительного движения воздуха и топлива; при этом, согласно схемы фигура 10,топливо из поплавковой камеры А поступает в жиклер J и, за счет создаваемой в этом месте большой скорости протекающего· воздуха, за- фигура ю. еасывается из жиклера и разбрызгивается. Повышенная скорость воздуха у жиклера создается за счет сужения воздушного потока, соответственно чему в этом месте происходит понижение давления, и топливо истекает из жиклера под влиянием разности давлений в поплавковой камере и в суженном сечении. Это суженное место носит название д и ф-ф у з о р а (С), или корсета карбюратора. В поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива при помощи иглы V и связанного с ней поплавка F.

Основная задача процесса образования рабочей смеси при различных количествах воздуха, протекающего через К., соответственно меняющемуся режиму мотора, заключается в получении смеси определенного наивыгоднейшего состава. В легких двигателях изменение режима соответствует или изменению мощности в зависимости от числа оборотов при полном открытии дросселя при неизменном начальном давлении поступающего воздуха (работа на земле) или изменению мощности при постоянном числе оборотов мотора, но при меняющемся начальном давлении рабочего воздуха (работа на высоте); наконец, возможно изменение режима за счет дросселирования, осуществляемого путем прикрытия дроссельной заслонки В (фигура 10). Если бы количество топлива, которое вытекает из жиклера, было прямо пропорционально количеству засасываемого воздуха, то состав рабочей смеси оставался бы постоянным. В действительности этой зависимости не существует. Чтобы выявить действительное изменение состава рабочей смеси при изменяющемся количестве проходящего через К. воздуха, рассмотрим те законы, которым подчиняются процессы протекания воздуха через диффу-

зор и процессы истечения топлива из жиклера. Диффузор К. обыкновенно имеет форму, представленную на фигуре 11; он состоит из _____3 частей: суживаю-

Βε=ΞΖΖ]

Фигура И.

щегося входа, горловины и расширяющейся выходной части. Если попе речные сечения входа и выхода одинаковы, то при отсутствии трения и вихрей, давления в сечениях 1 и 3 должен быть одинаковыми; в действительности давление в сечении 3 всегда меньше давления в сечении 2; эта потеря напора обусловливается скоростью протекающего воздуха, формой корсета, сопротивлением жиклера и уд. в топлива. Коэфф-т расхода, то есть отношение истинного расхода к теоретическому, таких корсетов колеблется в пределах от 0,94 до 0,99; для получения их максимальных значений необходимо делать угол конуса суживающейся части не выше 30°, а угол конуса расширяющейся части—от 5 до 4¹/_ί°.

Протекание воздухачерездиф-фузор. Закон протекания воздуха получается из следующих соотношений. Пусть имеется трубопровод переменного сечения, и воздух движется в направлении, указанном стрелкой (фигура 12).

Рассматривая перемещение воздуха из сечения 2 в сечение 2 на длину ds и предполагая изменение давления в потоке на величину dp, найдем действующую силу, заставляющую воздух двигаться, равной [ V — (р + dp)] F — —F dp.

Эта сила должен быть равна силе, полученной от ускорения движения воздуха на пути ds, т .е.

— Fdp=mj=m (8)

Принимая во внимание, что

F ds у

Фигура 12.

1

и у=; —F dp=Отсюда т <

находим:

FdSY dv>

О dt

(9)

ds

cTt

dw= F- _g w-dv).

w · dw

— e dp =

w · dw

(10)

где m—масса воздуха в килограммах ск²/м, j—ускорение в м/ск², w—скорость в м/ск, у—об. вес воздуха в килограммах 1м"¹, F—площадь рассматриваемого поперечного сечения диффузора в м², д—ускорение силы тяжести в м/ск², υ—уд. объём воздуха в м³ кг, р—давление в к г/м². Интегрируя ур-ие (10), получим:

Р_г w_t

- ft»·dp- f —₌v * ·> a ia ia ’

-JV

*1

dp —

2 g 2 g

(11)

При работе К. обычно падение давления в корсете не очень велико, и изменением уд. объёма воздуха можно пренебречь, то есть принимать V=Const. Получающиеся при этом ошибки практически оказываются ничтожными. Тогда найдем:

	«KPt-PO-g-g.	(12)
ИЛИ	Pi __ Ps _ Wf W f. У γ 2g 2g ’	(120
отсюда	Pi, w? p2, r, У 2g у 1 2g	(13)
то есть для	любого сечения потока
	P + · У=Const ;	(14)
р—статич. давление в потоке, измеряется
напором hs в миллиметров водяного столба, — · у-		— ги-

дродинамическое давление в потоке, измеряется напором h_w. Суммарное давление в трубопроводе

H=h_s + h_w. (15)

Из уравнений (14) и (15) имеем:

М>^! ГГ 7

Ьп у=Н — h,;

™== (19)

Так как секундный расход воздуха выражается уравнением

G=гг · F γ, то

G=F VZg-h-y. (17)

В ф-лах (16) и (17) h есть гидродинамич. давление, обусловленное скоростью протекающего воздуха или,соответственно,напор в миллиметров вод. ст., a F—площадь наименьшего сечения диффузора в м². Принимая для К. начальную скорость w₁=0, из ур-ия (13) получим:

П=П1^/2з(р“₁-р₂)у=4,43£¹ J^/(p₁-p₂)y. (18) Т. о., расход воздуха зависит от падения давления в корсете К. и от плотности окружающего воздуха. В действительности величина расхода G меньше вследствие указанных выше потерь напора за счет сопротивления трения и завихрения потока. Эта потеря оценивается коэфф. расхода <р и определяется опытным путем для данного диффузора. Обозначая 4,43 ψ через А, найдем:

G=А F У(р₁ - р,)у=А · F Vh-y. (18) На фигуре 13 приведены изменения коэфф-та

расхода φ в зависимости от падения давления для двух К.—Зенит и Стюарт-Уорнер. Как видно, коэфф-ты расхода не остаются постоянными при изменении напора, что и указывает на несколько меняющийся против уравнения (18) закон протекания воздуха по диффузору, обусловленный дополнительными влияниями вихреобразоваиий в потоке, точно не учтенными. Вообще следует отме-

тить, что ф-лы (16), (17) и (18) справедливы лишь для случая завихренного движения, когда скорости протекающего воздуха выше критич. скорости. Значение последней находится в обратной зависимости от диаметра трубопровода и в прямой зависимости от падения давления, что видно из табл. 2.

Т а б л. 2.—3 начения критических скоростей w_K (в -и/ск).

—D в миллиметров	25	50	100
(р1—р2)вкг1см1 ~—
0,2	1.2	0.6	0.3
1,0	6,0	3,0	1,5

При тех разрежениях, которые имеют место в К., скорость воздуха w>w_K., и движение воздуха в К. всегда вихревое. Если w<w_K., то движение является струйным и не подчиняется выведенному выше закону, а следует экспериментальному закону Пуа-зейля "(Poiseuille). Такой случай движения может иметь место при истечении топлива из жиклера и разобран подробно ниже.

Истечение топлива из форсунки (жиклера). Закон истечения топлива из жиклера определяется в значительной степени формой самого жиклера, обусловливающей либо струйное либо завихренное протекание топлива. В случае струйного протекания топлива, процесс истечения его выражается законом Пуазейля, по которому напор h_rв миллиметров водяного столба, преодолевающий сопротивления, выражается:

h_r=32w ^ld, · η, (19)

где w—скорость в м/ск, I—длина трубы в л, d—еедиам. в Μ,η—коэффициентвнутреннего трения жидкости в -кг · ск/м². Таким образом, напор пропорционален первой степени скорости. Эта формула предполагает отсутствие завихренных движений в потоке, что может иметь место, как указано выше, лишь до оп-критичеок. значения скорости. Действительная скорость движения топлива м. б. меньше и больше этой критич. скорости (w ^ w_K), благодаря чему закон Пуазейля в жиклерах не м. б. применен для всех режимов мотора. Это дополнительное влияние вихрей, как выше было указано, пропорционально квадрату скорости, и, так. образ, в случае завихренного движения закон истечения из жиклера должен выразиться уравнениями:

ределенного

Фигура 14.

» - С λΓν- и g=C-t- Vh ;v, (20)

г Ут где w—скорость топлива в м/ск, д—расход топлива, f—площадь поперечного сечения в м², у_т—об. в топлива в килограммах/мК h—напор в килограммах/jvt² (или в миллиметров водяного столба), с и С— числовые коэффициенты. В обычном жиклере истечение топлива подчиняется нек-рому промежуточному закону Руммеля (Rummel), то есть величина напора зависит от 1-й и 2-й степеней скорости, согласно ур-ию:

Рг_

Ут

= o.jW + α₂ιν²,

где а_г и α._ζ—’Коэффициенты, определяемые экспериментальным путем. На фигуре 14 дана схема расположения жиклера с указанием всех пьезометрических высот, отсчитываемых от атмосферы; применяя ур-ие Бернулли, находим:

(22)

2Э

где й₀=0 соответствует атмосферному давлению. Соединяя ур-ия (21) и (22), получим:

w³ + αή + a_xw + h=- h.

Вводя выражение расхода топлива в ск. Q=w f м³/ск, находим ур-ие для расхода:

(у) (гУ + “г) + γ ‘ «i⁼ ~ (^h + ^ft/) >

Π · <2² + с₂ Q=Я, (23)

где R=— {h+h) есть полное разрежение в м столба топлива; с₁=(-^- + а₂^ · ψ ; является площадью сечения распылителя; с₂== а_х. Τ.ο.,β двух частных случаях м. б. получены законы истечения, соответствующие или струйному или завихренному движению. Конструктивно могут быть выполнены форсунки, осуществляющие эти законы; рассмотрение их изложено ниже.

Изменение состава рабочей смеси при разных условиях работы. Воздух, протекая через К., всегда подчиняется вихревому закону течения, то есть его количество пропорционально корню квадратному из величины напора; топливо может вытекать из жиклера как по закону вихревого, так и по закону струйного движения или нек-рому промежуточному; поэтому необходимо рассмотреть, влияние этих течений на состав рабочей смеси в К. при разных условиях его работы.

I с л у ч а й: топливо вытекает из жиклера по закону вихревого движения; изменяется количество протекающего воздуха соответственно изменению числа оборотов мотора при неизменном положении дросселя. Для двух режимов, 1 и 2, обозначая количество воздуха в килограммах через G_x и G₂ и количество топлива в кз соответственно через д_х и д.^ найдем коэфф. избытка воздуха:

G, Gs

а_л=-т--И α«=-Z—— 5

Lo ’ Зх ^-ό · Qn

где L₀—количество кг воздуха, теоретиче-ски необходимое для сжигания 1 килограмм топлива. Отсюда

^аг _ Cr·, 9ι

a, G, Ог

По формуле (18) имеем:

(24)

0₂=А F Vh, у2

=у₂, то

G_X=A-F Vh_x γ_χТ. к. принимается, что=о_{г =} Vhj _

^Gl 1 it 1

По формуле (20),

01=С f Vh_xy_m, д.,= С Vh₂y„

Подставляя отношения — _и в ур-ие (24), находим:

«з _ ]/h, V h 1 ". ““ у ii, ‘ Vh,

(h _

aV

Vh,

Vh3

!=1

(21)

откуда a₂=a_lt то есть состав рабочей смеси в этом случае не меняется.

II случай: топливо вытекает из жиклера по закону струйного движения; изменение режима то же, что и в случае I. Имеем:

_ Ga g,. G_g Vh, ^ai G, Qz ’ G, J h_t

Для струйного протекания расход топлива, как видно из ур-ия (19), пропорционален первой степени напора, то есть

9i=С_г t К у_т ; д₂=· · П_г у_т.

Отсюда

h=ψ _и "2=^{1 u} ·=χ/^ > (25)

g₂ h, α, j _Λ] h, F h, ^v

t. e. в случае струйного движения топлива коэфф. избытка воздуха а изменяется обратно пропорционально корню квадратному из величины напора или разрежения в корсете К. Таким образом, с увеличением количества протекающего через К. воздуха, а уменьшается, то есть рабочая смесь обогащается. Так, например, если при разрежении в 200 миллиметров вод. ст. щ=1, то при /i₂=300 миллиметров вод. ст. α₂=0,813. Т. к. в обычных жиклерах истечение топлива следует нек-рому промежуточному закону между случаями I и II, то обогащение рабочей смеси при увеличении числа оборотов мотора будет менее сильным, чем следует по ур-ию (25).

Шслучай: изменяются условия окружающей среды (соответственно подъему аппарата на высоту); режим мотора не меняется; истечение топлива из жиклера—вихревое. Обозначая начальные условия на земле индексом („), и на высоте индексом (_х), найдем аналогично случаю I: ^ах _ Gx д₀G» д_х ‘

Т. к. с подъемом на высоту коэфф. подачи мотора η_υ не меняется, то количество протекающего через К. воздуха изменится пропорционально его об. в у, то есть

Gx _ Ух

Go Го

С другой стороны,

G₀=A₀-FVh₀ γ₀ и G_x=A_x-F Vh_x γ_χ.

С достаточной точностью можно считать, что А₀=А_Х; тогда, деля второе равенство на первое, найдем:

Gx

Gx _ Ух _ --

G. у, У

h-xVx

КУо

ИЛИ “=—

. Га?

’ Го

(27)

то есть напор с подъемом на высоту меняется пропорционально об. в воздуха. Соотношения для топлива будут:

д₀=С -fVh₀- у_т и д_х=С fVh_x у_т, откуда

f ^h°, или, по ур-ию (27), ³

О о

Ях ~ У

Отсюда

Ях

^аХ _

b. _ г». __.

У о У Ух У

^; (28)

т.о.,с подъемом на высоту, а меняется пропорционально корню квадратному из об. в воздуха у, то есть рабочая смесь обогащается.

IV с л у ч а й: топливо вытекает из жиклера по закону струйного движения, усло вия окружающей среды изменяются, как и в случае III:

_ G®. g^. Gg ₌ Уж. у_х.

“о Gо д_х ’G₀ у₀ ’ ho ~ у, ’ во — Су · f h₀ у_т I д_± ft, ^

9х ~ Gl * f * h_x y_m J д_х h_x γ_χ

Отсюда

^qo У^а_ h%__Ух Уо _ -j

^ax Ух ’ h₀ ~ Уо Ух ~ ’

t. e.

^ax ~ ^ao *

T. о., в случае струйного движения топлива, а с подъемом на высоту не меняется. Т. к. истечение из жиклера подчиняется нек-рому промежуточному закону, то рабочая смесь с подъемом на высоту будет обогащаться несколько медленнее, чем то следует из уравнения (28).

Из изложенного выше следует, что одновременное осуществление постоянства рабочей смеси в К. и при меняющемся напоре и при меняющемся давлении поступающего воздуха является невозможным. Практически могут быть созданы жиклеры, осуществляющие в зависимости от напора линейный или параболическ. закон истечения топлива. В этом направлении были произведены многочисленные эксперименты, которые выявили, что основное влияние оказывает отношение длины I форсунки к ее диаметру d. На фигуре 15 изображены типы испытанных форсунок. Форсунка А давала почти

Фигура 15.

точно закон истечения по Пуазейлю: последующие типы, В и С, следовали нек-рому промежуточному закону, а типы D и Е точно следовали закону завихренного движения^. е. истечение изменялось по параболе. В общем можно считать, что с увеличением отношения длины форсунки к ее диаметру, то есть с приближением формы форсунки к капилляру, истечение приближается к закону Пуазейля; наоборот, с уменьшением отношения длины к диаметру, то есть с приближением форсунки по форме к тонкой пластинке с острыми кромками, закон истечения соответствует нек-рому промежуточному закону, данному Руммелем, и в предельном случае (острая кромка) дает параболич. закон. На фигуре 16 графически выявлены эти влияния на коэфф. расхода для форсунок, расточенных на конус (фигура 17). Предполагая для всех случаев количество вытекающего из форсунки топлива пропорциональным корню квадратному из величины напора, необходимо вводить переменный коэфф. расхода, учитывающий действительные отклонения от этого закона. В случае большого отношения I к d (кривая А) коэфф. расхода сильно меняется с напором, что указывает на большие отступления от принятого закона и на приближение к закону Пуазейля; лишь

при малом отношении J к d (кривая D) коэффициент расхода для пределов изменения напора от 30 до 70 сантиметров вод. ст. почти не меняется, то есть форсунка дает истечение топлива, следующее параболическ. закону. Осуществляющая этот закон форсунка с острыми кромками не получила практич. распространения, так как требует большой точности обработки и потому является ненадежной в экс-плоатации, ибо малейшие неточности в ее размерах резко изменяют коэффициент расхода. Форсунка, изображенная на фигуре 17, хотя и не дает постоянства состава рабочей смеси, оказывается практически более пригодной, ибо значительные _{фиг 17} изменения угла и глубины конуса ^пг ‘ почти не влияют на закон истечения топлива, лишь бы был соблюден основной фактор отношения длины к диам.отверстия.

Принципы регулировки состава рабочей снеси. На практике приходится вводить дополнительные мероприятия для достижения требуемого состава рабочей смеси как с изменением напора в зависимости от количества протекающего воздуха, так и с изменением условий окружающей среды. Для первой цели разработано несколько основных принципов, дающих возможность автоматически поддерживать требуемый состав рабочей смеси с изменением напора у жиклера.

1) Принцип подачи дополнительного воздуха за жиклером. Как было указано выше, истечение топлива из действительных форсунок следует законуРум-меля, то есть с увеличением напора количество вытекающего из форсунки топлива возрастает быстрее количества протекающего через диффузор воздуха,и рабочая смесь обогащается. В карбюраторе с добавочным воздухом, при увеличении напора или, соответственно, разрежения в корсете, специальный клапан (А на фигуре 18) открывает сечение на величину, пропорциональную разрежению, подает добавочный воздух за диффузором и тем разбавляет рабочую смесь до требуемого состава. Обыкновенно клапаны добавочного воздуха выполняются тарельчатые с пружинами или шаровые. К основным недостаткам этого конструктивного типа К., относится наличие в К. подвижных деталей, которые, с одной стороны, вызывают шум при работе, с другой—часто расстраиваются и требуют соответствующего ремонта и, наконец, при резком переводе мотора на полный дроссель не могут обеспечить должного состава рабочей смеси; поэтому распространение клапанов добавочного воздуха в настоящее время ограничено.

2) Принципы применения мно-гожиклерного К. Одна из конструктивных схем такого К.изображенанафигура 19. Как видно, К. имеет шесть жиклеров и дроссельную заслонку с соответствующими прорезами; последующее включение в работу отдельных жиклеров обеспечивает требуемый состав рабочейсмеси.

3) Принцип торможения топлива при помощи воздуха является наиболее распространенным в современных К., т. к., с одной стороны, обеспечивает наиболее простой в конструктивном отношении и наиболее надежный в эксплуатн способ поддержания состава рабочей смеси, а с другой—влечет более совершенное распиливание топлива и перемешивание его с рабочим воздухом. Схема действия принципа торможения выясняется из фигура 20, на которой показана форсунка с тормозящим воздухом К. системы Стромберг. Топливо, поступая по трубке Ώ, распыливается в диффузор через расположенные по егоокруж- Фигура 21.

ности отверстия В. Тормозящий воздух из отверстий С, при помощи специального канала и отверстий вокруг трубы D, вместе с топливом поступает в диффузор, образуя предварительно пену, что способствует лучшему распиливанию и перемешиванию топлива с основной массой воздуха в диффузоре. При увеличе-чении разрежения в диффузоре тормозящий воздух, поступающий из отверстий С, будет следовать тому же закону, что и основной воздух в диффузоре, тем самым тормозя притекающее топливо и принудительно подчиняя его тому же закону истечения.

4) Принцип Зенита. Требуемый состав рабочей смеси достигается при помощи компенсационного колодца J (фигура 21).В К. системы Зенит имеются две форсунки: главная форсунка С, нормально соединенная с поплавковой камерой F, и компенсационная форсунка Н, которая конструктивно выполняется в виде трубки, охватывающей

26

Т. Э. т. IX.

главный жиклер С; она подает топливо из промежуточного колодца J, соединенного с атмосферой. Количество топлива, подаваемого этой последней форсункой, обусловливается калиброванным отверстием (жиклером) I, через к-рое топливо подается в колодец J под постоянным напором, соответствующим уровню топлива в поплавковой камере и не зависящим от режима мотора. При неработающем двигателе колодец J заполнен топливом до уровня поплавковой камеры. При увеличении числа оборотов количество поступающего из жиклера I топлива относительно меньше расходуемого К. из форсунки Я, благодаря чему уровень топлива в колодце J понижается. Главная форсунка С делается таких размеров, что она при всех режимах подает недостаточное количество топлива. Когда весь бензин из колодца J будет израсходован, через жиклер I будет продолжать поступать постоянное количество топлива, к-рое в смеси с воздухом направляется из жиклера Я в корсет карбюратора, компенсируя тем самым обогащение рабочей смеси. В то же время воздух, поступающий через жиклер Я, уменьшает разрежение около жиклера С, производя этим тормозящее действие на основную массу топлива, вытекающего из главного жиклера С.

Per у л ировкана холостом ходу. При работе двигателя на прикрытом дросселе требуется обогащение рабочей смеси. Жиклеры всех современных К. отрегулированные на правильный состав рабочей смеси при нормальных рабочих режимах двигателя, не могут обеспечить переобогащение ее на холостом ходу, гл. обр. вследствие малого разрежения в корсете при работе на малом газе. Для этой цели К. снабжают дополнительными приспособлениями, дающими возможность подавать топливо непосредственно из поплавковой камеры в смесительную у дроссельной заслонки. Разрежение, созданное при торможении дросселем протекающего воздуха, достаточно для подсасывания бензина, обеспечивающего богатую рабочую смесь. Схема и конструкция таких приспособлений разобраны ниже.

При переводе двигателя на работу при полном дросселе происходит сильное обеднение рабочей смеси. Это является следствием сильного увеличения разрежения в смесительной камере, благодаря чему увеличение притока бензина не может следовать за повышением количества воздуха из-за большей инерции топлива по сравнению с инерцией воздуха. Для устранения этого явления необходимо иметь некоторый запас бензина за жиклером, к-рый можно было бы использовать при быстром переводе двигателя на полный газ. Для этой цели и слупит специальные колодцы, наполняемые топливом при холостом ходе двигателя.

В ы с о т пая регул и р о в к а. В авиамоторах К. работают при плотности воздуха,

изменяющейся от высоты полета аппарата. Как было доказано, в случае изменения γ постоянство рабочей смеси обеспечивается лишь при капиллярных жиклерах, то есть при истечении топлива, следующем закону Пуа-зейля. Для поддержания требуемого состава рабочей смеси при подъеме на высоту в большинстве случаев устраиваются дополнительные приспособления, основные схемы которых приведены на фигуре 22 и 23. В схеме А фигура 22 поплавковая камера соединена особым вентилем b с корсетом К. и отверстием а с атмосферой. Открывая i вентиль b, мы 1 уменьшаем да- | вление в каме- J ре, уменьшая тем самым на ^; пор, под которым вытекает топ- ^А в ливоизжикле- фигура зз. ра,и обедняем,

таким образом, рабочую смесь с подъемом аппарата на высоту. В схеме В фигура 22 это же достигается в обратном порядке, то есть поплавковая камера постоянно соединена с корсетом отверстием Ь и имеет вентиль а, сообщающий ее с атмосферой. Прикрывая вентиль а, мы держим поплавковую камеру под большим разрежением и, следовательно, обедняем рабочую смесь. В схеме А фигура 23 обеднение рабочей смеси осуществляется за счет подвижного корсета карбюратора. При работе на земле отверстие жиклера располагается в узком сечении корсета; при подъеме на высоту корсет передвигается вверх, разрежение у устья жиклера тем самым уменьшается, и рабочая смесь обедняется. На схеме В фигура 23 регулировка осуществляется за счет большего или меньшего торможения соответствующим вентилем дополнительного тормозящего воздуха: при полном открытии этого вентиля поступающий тормозящий воздух уменьшает количество вытекающего топлива; при прикрытии вентиля рабочая смесь соответственно обогащается. Указанная высотная регулировка в большинстве случаев осуществляется вручную, так что К. заранее регулируется на нормальный состав для работы на земле, а с подъемом на высоту пилот воздействует на высотное приспособление.

Распределение рабочей смеси в многоцилиндровых моторах. Если карбюратор должен питать рабочей смесью несколько цилиндров, то в этом случае возникает задача равномерного распределения рабочей смеси по цилиндрам. Практически это осуществляется подбором длин и форм трубопроводов, соединяющих К. с цилиндрами, а также очередностью поступления рабочей смеси в отдельные цилиндры. В действительно исполненных двигателях полной равномерности распределения рабочей смеси, однако, не наблюдается, и приходится мириться с некоторыми отклонениями, стремясь доводить их до минимума. Согласно испытаниям, произведенным Bureau of Mines над четырехцилиндровым двигателем при 1 000 об/м., неравномерность распределения рабочей смеси, поступающей в отдельные цилиндры, в силь-

1 uJL
		>Д=

А В

Фигура 22.

ной степени зависит от регулировки К.; при регулировке на бедную рабочую смесь количество поступающей в отдельные цилиндры смеси колеблется в значительно меньших пределах (от 24,6 до 25,5% при а=1,25), чем это наблюдается при богатых смесях (от 24,2 до 26,4% при а= 0,65).

Подогрев рабочей смеси. Для надежного испарения топлива в рабочей смеси требуется подогрев поступающего воздуха, причем необходимая степень подогрева зависит: 1) от сорта топлива, 2) от состава рабочей смеси и 3) от состояния наружного воздуха. Подогрев воздуха до К. осуществляется обычно т. о., что воздух засасывается через манжету, окружающую выхлопную трубу, и тепло, отходящих газов используется для подогрева воздуха. Иногда воздух до поступления в К. просасывается через нижнюю часть картера, отнимает от него тепло и подогревается. Чрезмерный подогрев воздуха связан с сильным уменьшением его плотности, а следовательно, коэфф-та подачи и мощности мотора. Более распространенным является подогрев рабочей смеси после образования ее в К., что осуществляется при помощи специальной рубашки вокруг трубопровода смеси, через к-рую проходит часть выхлопных газов или горячая вода из мотора. Рубашка часто окружает верхнюю часть К., составляя с ним одно целое.

Конструкции основных типов современных карбюраторов. К. системы III е б л е р а изображен на фигуре 24 в разрезе. Его отличительные свойства—регулировка состава рабочей смеси при помощи клапанов добавочного воздуха и изменения сечения жиклера иглой. Основной воздух поступает

по всасывающей трубе А и, проходя через корсет К. С, распыливает топливо, впрыскиваемое через жиклер В. Количество вытекающего топлива зависит от величины отверстия D и положения иглы Е. Для подачи дополнительного воздуха служит клапан F, на оси которого в поплавковой камере сидят поршенек G и пружина П. Клапан F и игла форсунки Е связаны между собой рычагом I, сидящим па оси J, к-рая, в свою очередь, может перемещаться. При открытии клапана F игла Е приподнимается и увеличивает сечение жиклера для протока топлива. Степень обогащения рабочей смеси при этом будет, однако, зависеть от положения оси J, управляемой снаружи от руки или рычагом дроссельной заслонки. На оси дроссельной заслонки укреплен кулачок, к-рый при некотором ее положении упирается в шуруп, сидящий на рычажке, соединенном с осью

J. При дальнейшем открытии дросселя кулак, нажимая на шуруп, заставит переместиться ось J, благодаря чему игла Е поднимется и обогатит рабочую смесь, что и требуется при работе на полном газе. То же м. б. осуществлено шофером при помощи специальной тяги и чаще всего имеет место при пуске двигателя. Установка дросселя при работе на холостом ходу осуществляется упорным шурупом на дроссельной заслонке. При нормальных скоростях автомобиля положение оси J фиксируется специальным упорным шурупом на внешней стороне

K. Для получения же максимальной мощности служит кулачок, действие которого описано выше. К. снабжен приспособлением, обеспечивающим приемистость мотора при внезапном открывании дросселя. Оно состоит из бензинового насосика К, скалка поршня которого соединена с дросселем. При быстром повороте последнего насос подает топливо по кольцевому пространству L непосредственно в корсет К. и тем сильно обогащает смесь. Т. о., в данном типе К. требуемый состав рабочей смеси на разных режимах мотора осуществляется при помощи довольно сложных приспособлений, состоящих из ряда подвижных деталей, что делает К. капризным и мало надежным в экс-плоатации. К. системы Шеблера распространен исключительно на американских автомобилях.

К. системы Па л лас (фигура 25) состоит из поплавковой камеры А, окружающей диффузор В, и кольцеобразной формы поплавка С, подвешенного на одном конце и действующего непосредственно на запорную иглу Ώ, управляющую доступом бензина в поплавковую камеру. Форсунка расположена наклонно в корсете К., составляющем одно целое, с его корпусом. Калиброванное отверстие Е жиклера расположено внизу и затоплено бензином в поплавковой камере. Внутри форсунки вставлена трубочка, образующая в ней кольцевое пространство и имеющая в нижнем конце сверления, а в верхнем—жиклер F для тормозящего воздуха. Этот последний, поступая в форсунку сверху по внутренней трубочке, смешивается с топливом у устья топливного жиклера и, производя на него тормозящее действие, вместе с ним но внешнему кольцевому

пространству направляется в корсет К.через видимые на чертеже отверстия. Жиклер холостого хода образован сверлениями в теле К. и отверстием в основной форсунке. Он подает топливо непосредственно у дроссельной заслонки и действует, когда в этом месте образуется сильное разрежение при прикрытом дросселе, чем и обеспечивается требуемое обогащение рабочей смеси на холостом ходу. Так. обр., в К. системы Даллас

ципу торможения топлива специальным воздухом, без помощи каких-либо подвижных деталей. Конструкция К. проста и надежна; одним из ее преимуществ является легкая смена форсунки. К. системы Даллас является К. автомобильного типа.

К. системы Солекс. В этом французском К. (фигура 26) основной интерес представляет форсунка (фигура 27), состоящая из трех частей: собственно форсунки А с калиброванным отверстием а в нижней части, внутренней трубки с гайкой В на конце и стакана С, при помощи которого форсунка прижимается к своему конич. седлу. В нижней части форсунки сделан ряд отверстий d, а в нижней части стакана—отверстия с. Когда мотор не работает, топливо заполняет внутренний колодец, а также кольцевое пространство вокруг форсунки до уровня, соответствующего уровню в поплавковой камере. Лри быстром переводе мотора на полный газ запас топлива во внутреннем колодце расходуется, чем обеспечивается богатая рабочая смесь до достижения двигателем полной мощности. Вслед за этим через отверстия с в форсун-Фигура 27. ку начинаетпоступатьвоздух, к-рый проходит во внутреннее кольцевое пространство между А и В, затем через отверстия d поступает в жиклер А, перемешивается с топливом, одновременно тормозя его, и в виде пены попадает в корсет К. Действие тормозящего воздуха зависит от размера отверстий d. Если они слишком малы, то образование пены идет слабо, и смесь обогащается; если они велики, то воздух слишком сильно тормозит топливо. Для работы на холостом ходу при прикрытом дросселе, как видно из фигура 26, сделан специальный канал К, подающий топливо непосредственно из поплавковой камеры к дросселю, то есть к тому месту, где имеется при холостом режиме наибольшее разрежение, обеспечивающее подсос топлива для получения богатой смеси. Поплавок К. Р действует на запорную иглу D непосредственно, без промежуточных рычагов. Вместо дроссельной заслонки применен цилиндр ич. золотник N с цилиндр ич. вырезом по форме всасывающего канала. При полном открытии дросселя обеспечивается проходная площадь для газа без потери ее сечения, как это имеет место при простой дроссельной заслонке. Упорным шурупом С фиксируется положение дросселя при работе на холостом ходу. Штифт L с пружиной служит для заполнения от руки поплавковой камеры топливом. К. состоит из двух литых деталей и вставного корсета А, чем достигается простота сборки и устраняется необходимость иметь особую крышку для поплавковой камеры.

К. системы Клоделя. Этот чрезвычайно распространенный в авиационных моторах К. работает также по принципу торможения топлива воздухом, но осуществляет регулировку и распыление рабочей смеси более совершенно, чем это имеет место в К. системы Солекс. На фигуре 28 изображен один из типов карбюратора системы Клоделя, а на фигуре 29—его форсунка в собранном и разобранном видах. Форсунка состоит из четырех трубок: 1) внутренней А (жиклер холостого хода), имеющей внизу отверстие а для подачи топлива из поплавковой камеры и наверху—отверстие b для подсасывания воздуха; 2) трубки С (распылитель),

имеющей на боковых стенках ряд отверстий е для тормозящего воздуха и наверху — ряд косых отверстий у шаровой части для подачи в корсет эмульсии из топлива и тормозящего воздуха; топливо в трубку С поступает снизу "через калиброванное отверстие с; 3) трубки D, являю-

щейся перегородкой, и 4) наружной трубки В, имеющей внизу ряд отверстий д для тормозящего воздуха. Дроссель выполнен в виде золотника, имеющего узкий прорез в виде щели, в к-рую с нек-рым зазором входит верхняя часть пусковой форсунки А при работе на прикрытом дросселе. Это положение показано на фигуре 28. При этом ре-жиме мотора наибольшее разрежение образуется у устья пусковой форсунки А, и это разрежение достаточно для подсасывания из нее топлива и для образования богатой смеси. Количество воздуха, а следовательно, и качество смеси, регулируется винтом с входящим в щель дросселя и изменяющим его проходное сечение. При этом режиме, благодаря малому количеству просасываемого воздуха и соответственно малому разрежению в корсете, главная форсунка (фигура 29, С) не работает, и в ней накапливается количество бензина, достаточное для перевода мотора на полный газ. При работе на полном

Фигура 29.

дросселе воздух со скоростью, зависящей от числа оборотов мотора, просасывается через корсет К., образуя у верхних отверстий форсунки С разрежение, большее, чем у нижних, т. к. первые помещаются в самом узком сечении корсета. Благодаря этому часть воздуха проникает в форсунку, через кольцевую щель проходит в упомянутые выше отверстия распылителя, подхватывает притекающий из нижнего калиброванного отверстия о бензин, перемешивается с ним и в виде очень богатой смеси выбрасывается в диффузор. С увеличением числа оборотов на полном дросселе нормальное обогащение рабочей смеси компенсируется тем, что, благодаря повышению разрежения, большее количество тормозящего воздуха попадает в форсунку и уровень топлива в распылителе С понижается, вследствие чего открывается большее количество отверстий для воздуха и уменьшается его разрежение. Все это вызывает обеднение рабочей смеси до нужных пределов. Т. о., низшее положение топлива, когда все отверстия для топлива открыты, должно соответствовать наибольшим ч оборотов мотора. Описанные мероприятия обеспечивают тонкую и надежную регулировку рабочей смеси, благодаря наличию и должному расположению отверстий для воздуха в распылителе. Высотная регулировка осуществляется в различных типах

К. системы Клоделя по-разному. В приведенном типе (фигура 28) для этой цели служит конус К, передвигаемый от руки в вертикальном направлении вдоль форсунки. При его

поднимании, благодаря уменьшению прохода для воздуха, смесь обогащается, и наоборот. Поэтому при подъеме на высоту обогащения смеси избегают тем, что опускают конус К.

В К. системы Клодель-Гобсона С8 высотная регулировка осуществляется при помощи специального крана, соединяющего поплавковую камеру с корсетом К. и с атмосферой. В зависимости от положения этого крана поплавковая камера ставится под большее или меньшее разрежение, чем достигается соответственно обеднение или обогащение рабочей смеси. В К. типа DL60 высотная регулировка осуществляется при помощи гильзы, передвигаемой вдоль форсунки. При нижнем положении этой гильзы, когда она прикрывает отверстия для воздуха, уменьшается количество тормозящего воздуха, и рабочая смесь обогащается. При верхнем ее положении она начинает прикрывать верхние отверстия, и рабочая смесь обедняется. Наконец, в К., которые фирма Клодель ставит на моторы Рольс-Ройс «Кондор», для указанной цели служит специальный бензиновый дроссель,устанавливаемый на пути топлива из поплавковой камеры в форсунку. Изменяя от руки положение этого дросселя, летчик изменяет сечение для прохода топлива и тем регулирует состав рабочей смеси.

К. системы Стромберг изображен в разрезе на фигуре 30. Приток топлива к главному жиклеру может регулироваться иглой.За иглой находится калиброванное отверстие (жиклер) J, определяющее расход топлива. При помощи регулирующего клапана В, управляемого от руки, шофер может резко обогащать рабочую смесь, подводя топливо, помимо жиклера, при пуске мотора в ход. Карбюратор имеет два диффузора, сидящие один в другом так, что конец диффузора С находится в самом узком

Фигура 31.

сечении наружного диффузора D. Этим достигается большее разрежение у форсунки, чем улучшается распыливание и перемешивание топлива с воздухом без дополнительной потери напора. Форсунка В вставляется в стакан, образующий одно целое с телом К. Получающееся между ними кольцевое пространство соединено многими отверстиями с внутренним каналом форсунки. Как видно из фигура31,верхние два рядаотверстий служат для подвода тормозящего воздуха, к-рый ответвляется от главного воздушного потока при помощи клапана F, связанного в своем движении с дроссельной заслонкой; тормозящий воздух через воздушный жиклер N направляется в форсунку Е, регулируя состав рабочей смеси и образуя с вытекающим из форсунки топливом эмульсию. Дроссель воздействует на клапан F т. о., что при полном открытии дросселя он прикрывается и рабочая смесь обогащается, чем достигается максимальная мощность. Для работы на холостом ходу при прикрытом дросселе служит трубка Н (фигура 30), соединенная с главным жиклером Е каналом G. Вследствие сильного разрежения у прикрытого дросселя топливо высасывается из трубки Н, перемешивается с тормозящим воздухом, подводимым через специальное отверстие, регулируемое винтом Р, и полученная эмульсия выбрасывается в основной поток воздуха через отверстие О. Для дополнительной подачи топлива при ускорении машины служит трубка Q (фигура 31), соединенная в нижней своей части с поплавковой камерой, а в верхней — с всасывающей трубкой и с наружным воздухом. Верхняя часть кольцевого пространства, к-рое окружает трубку Q, соединена с атмосферой, благодаря чему уровень бензина в трубке соответствует уровню в поплавковой камере. Выше этого уровня помещен жиклер R, подводящий топливо во внутренний диффузор. При дросселированном моторе топливо высоко поднимается в трубке Q, благодаря действующему в ней разрежению у дроссельной заслонки. При внезапном открытии дросселя разрежение падает; одновременно с этим уровень топлива в трубке Q понюкается, топливо перетекает в кольцевое пространство, соединенное с жиклером R, и, проходя через жиклер, обогащает рабочую смесь в К. В авиационных К. этой фирмы предусмотрена особенная конструкция поплавка, обеспечивающая должную подачу топлива при разных наклонах самолета в полете. Высотная регулировка осуществляется изменением давления в поплавковой камере при помощи приспособления, которое действует автоматически.

К. системы Зенит. Главный жиклер G (фигура 32) соединен непосредственно с поплавковой камерой V каналом С. В компенсационный жиклер Н, окружающий главный, топливо попадает из поплавковой камеры через калиброванное отверстие I и канал ί¹. Колодец J сообщается с атмосферой через отверстие О. При работе на полном дросселе колодец J не содержит топлива, и расход через форсунку Н обусловливается только уровнем в поплавковой камере и величиной отверстия I. При неработающем К.

топливо заполняет колодец до уровня в поплавковой камере. При работе на холостом ходу, при прикрытом дросселе, действует пусковой жиклер а, подающий топливо непосредственно к дросселю, то есть к месту наибольшего разрежения. Поступающий при этом через отверстие О воздух производит тормозящее действие на топливо у а, и образованная эмульсия поступает в К. по каналу U. Отвертывая шуруп Т и поворачивая деталь В, можно изменять состав рабочей смеси при пуске, увеличивая или уменьшая сечение для тормозящего воздуха у жиклера а. На фигуре 33 приведена схема многодиффузорного К. Как видно, он состоит из трех корсетов, причем каждый внутренний корсет оканчивается в узком сечении наружного. Это дает возможность иметь большие разрежения у форсунки, чем достигается более совершенное распыливание и перемешивание топлива с воздухом. Благодаря этому даже при малых числах оборотов мотора получается разрежение, достаточное для правильного образования рабочей смеси, а при высоких числах оборотов можно достигнуть небольшой потери напора в главном корсете, вслед

ствие того что через малый корсет должна пройти лишь незначительная доля всего воздуха.Оба жиклера, главный и компенсационный, оканчиваются в канале, соединенном с малым диффузором и подающем в него топливо через отверстия, расположен, по окружности. Трубка холостого хода, как это видно, забирает топливо из компенсационного колодца и имеет у верхнего конца колодца калиброванный жиклер. Для возможности регулировать состав рабочей смеси от руки предусмотрен трехходовой кран А между трубкой холостого хода и каналом, соединяющим устья жиклеров с диффузором. В левом углу фигура 33 отдельно изображены все 3 положения трехходового крана А для регулировки карбюратора. В положении а все каналы перекрыты, так что тормозящий воздух выключен; это положение соответствует пуску в ход, когда полностью используется разрежение для получения богатой смеси. В положении b крана, когда тормозящий воздух из атмосферы будет свободно проходить к жиклеру холостого хода, а на два рабочие жиклера не будет действовать, обеспечивается обогащение рабочей смеси для получения максимальной мощности мотора. В положении с крана, при к-ром тормозящий воздух действует на все три форсунки, обеспечивается экономичная

работа двигателя на его нормальном режиме. Высотная регулировка в авиационных К. этой фирмы осуществляется при помощи крана, соединяющего поплавковую камеру со всасывающей трубой, то есть по схеме А фигура 22.

К. фирмы В. М. W. (Bayerische Moto-ren-Werke) изготовляются специально для авиационных моторов фирмы В. М. W. Как видно из фигура 34, К. состоит из трех частей— центральной и двух боковых—с общей поплавковой камерой; рабочая смесь подается в общий коллектор. Средняя часть имеет два жиклера — главный и холостого хода, работающие нормально. Боковые части имеют только главные жиклеры, причем сечения последних, для получения более бедной рабочей смеси, меньше", чем у жиклера средней части. Воздух до поступления в К. просасывается через картер мотора и т. о. подогревается. К. имеет пять дроссельных заслонок, представляющих собою две системы с независимым управлением. Главная система состоит из трех заслонок D, С и D. Вспомогательная система Е—Е служит для высотной регулировки. Когда заслонкиDnE закрыты, как изображено на фиг 34, средняя заслонка С несколько приоткрыта; это соответствует работе пускового жиклера на холостом ходу. При дальнейшем открывании заслонки С начинает работать главный жиклер средней части К. При среднем положении дросселя С начинают открываться заслонки D, и в сборный коллектор из боковых частей К., благодаря цилиндрич. вырезам в дросселях Е,поступает более бедная рабочая смесь, разбавляющая смесь, подаваемую центральной частью. Обогащение рабочей смеси с подъемом самолета на высоту компенсируется открытием высотных заслонок E, Е, благодаря чему прибавляется большее количество бедной смеси относительно основной рабочей смеси, подаваемой центральной частью. Кроме этого, в К. фирмы В. М. W.

имеется приспособление, позволяющее изменять сечение жиклеров. Окружающая верхнюю часть К. рубашка служит для подогрева рабочей смеси горячей водой,отходящей из мотора.

К. для тяжелых топлив. В К. сист. Комме р к а р (фигура 35) нагрев рабочей смеси производится путем предварительного сжигания части топлива. Керосин из поплавковой камеры А подводится по каналу В к основному жиклеру С и частично к вспомогательному жиклеру D. Из последнего он попадает в специальную камеру Е, в которую вставлено цилиндрич. тело F с прорезами в стенке и круглыми отверстиями в днище, в к-рые вставлены асбестовые фитили G. Перед пуском двигателя в ход снимается крышка II и при помощи центральной свечи асбестовые фитили зажигаются, и цилиндр F прогревается. После этого крышка Я закрывается и мотор запускается. Большая

часть воздуха через крышку II и литое колено подводится непосредственно к жиклеру С, меньшая часть его через кольцевое пространство L и отверстия проникает к фитилям и поддерживает их горение. Часть сгоревших газов поднимается вверх и примешивается к свежепоступающему воздуху, подогревая его. Большая часть этих газов через отверстие М поступает в кольцевую камеру Я, нагревает стенки внутренней камеры, на которые распиливается" топливо, и примешивается к основной массе рабочей смеси у жиклера С. Полученная таким путем переобогащенная рабочая смесь разбавляется воздухом до требуемого состава при помощи особого клапана, соединенного с дросселем. Таким образом, в данном К. осуществляется и подогрев поступающего воздуха и нагрев переобогащенной рабочей смеси. Кроме того, мотор быстро запускается без помощи бензина.

В К. системы Холлей, находящем широкое применение на тракторе Фордзон, осуществлен метод предварительного испарения топлива в небольшом количестве воздуха и дальнейшее перемешивание этой первичной смеси с остальным рабочим воздухом. С этой целью от основной массы воздуха, поступающей через всасывающее отверстие А (фигура 36) с воздушной заслонкой В, ответвляется в перпендикулярном направлении воздушный поток, направляемый по трубе С к жиклеру D, питаемому керосином из поплавковой камеры Е. Полученная здесь смесь проходит далее через зигзагообразную камеру, образованную из тонких стальных пластин и омываемую выхлопными га

зами. Благодаря значительным вихреобра-зованиям, частицы керосина ударяются о стенки, испаряются и хорошо перемешиваются с воздухом. Полученная первичная смесь по каналу G направляется обратно к основной массе воздушного потока, соединяется с ней выше дроссельной заслонки Я у устья диффузора К, к-рый действует засасывающе на смесь из канала G. Образованная здесь рабочая смесь направляется через трубу для смеси L в мотор. После остановки мотора керосин из поплавковой камеры спускается, и последняя заполняется бензином для последующего пуска в ход; этого количества оказывается достаточно для прогрева мотора богатой бензиновой смесыо, после чего он переводится на керосин.

К. системы Каталекс работает по принципу крекирования тяжел, топлива, то есть включает в себя химич. процесс образования легче испаряемых и совершеннее сжигаемых углеводородов. Поэтому его основную часть представляет катализатор С (фигура 37),

дяной очиститель и насыщается водой. Далее часть его, в количестве 2%, по трубе J направляется в смеситель, куда поступает и топливо из поплавковой камеры А, питаемой газойлем или керосином из бака посредством трубки Н. Полученная смесь топлива с первичным воздухом направляется в катализатор С. В катализаторе же смесь попадает в вертикальные металлич. каналы I (фигура 38), которые имеют с внешней стороны ребра, омываемые выхлопными газами, поступающими по трубам г_иг₂, г₃ и г₄ из мотора и уходящими из катализатора через патрубок ί. Выхлопные газы и первичная рабочая смесь двизкутся по принципу противотока. Перегородка внутри камеры выхлопных газов служит для разделения последних на два потока, благодаря чему, а также наличию заслонки, можно регулировать количество тепла, передаваемое смеси в катализаторе. Каналы I замыкает сменная крышка О, хорошо изолированная.

Фигура 37.

в к-ром осуществляется указанный процесс. Весь воздух, необходимый для питания двигателя, предварительно проходит через во

При прохозкдении эмульсии через катализатор имеют место эндотермич. (испарение, разложение) и экзотермич. процессы. Следствием этих процессов являются изменение молекулярного строения составляющих топлива, частичная газификация, большая склонность молекул к окислению вследствие их более простого строения и окисление небольших количеств водорода и углерода, освободившихся во время крекинг-процесса. Полученная таким путем тонко перемешанная первичная смесь состоит из небольшого количества стойких газов (С0₂, СО, 0₂, Н₂, СН₄), паров воды, паров крекированных углеводородов и небольшого количества альдегидов и голей. Эта смесь обладает анти-детопирующими свойствами и сгорает очень совершенно. Через отверстия Si она поступает в каналы D, в которых охлаждается и далее примешивается к основной массе воздуха в патрубке Е (фигура 37), откуда и направляется во всасывающую трубу G. Описанный К. обеспечивает, по данным испытания, ту же мощность и экономику мотора, что и при работе на бензине.

Лит.: Маркс Л., Авиационные двигатели, пер. с нем., М., 1925; Брилинг Η. Р., Применение а в двигателях внутр. сгорания, П., 1915; Н e 1 d t Р. М., Automobilbau, В. 4—Vergaser u.Brenn-stoffe, Berlin, 1927; Heller A., Motorwagen und Fahrzeugmascliinen fiir fliissigen Brennstoff, 2 Auflage, Berlin, 1925; Dechamps H., Vergaser, 2 Auflage, Berlin, 1922. H. Брилинг и С. Алексеев.