A karburáció elméletének alapjai - stadopedia
A karburátorban képződött keverék összetett folyamat. A keverékképzés folyamatára vonatkozó helyes elgondolások kialakítása során figyelembe kell venni a levegőáramlás mozgásának, a tüzelőanyag kiáramlásának, permetezésének és elpárolgásának jelenségét, valamint az üzemanyag-keverék szükséges összetételének elveit.
A légáramlás mozgása a karburátoron keresztül.
Amikor a karburátoron halad át, a légáramlás sebessége és nyomása megváltozik.
A karburátoron áthaladó levegő mennyiségét és a motor bejutását a motor elmozdulása, a főtengely forgási sebessége és a fojtószelep nyitási foka határozza meg.
Óránkénti levegőáramlás (m 3) a motorhoz:
,
ahol D a motorhenger átmérője, m;
A dugattyú S - lökete, m;
# 961, a levegő sűrűsége környezeti hőmérsékleten és nyomáson, kg / m 3;
# 951; v - a motor töltésének együtthatója;
n a főtengely fordulatszámának száma; c;
i - a karburátor által kiszolgált motor hengerének száma;
# 964; A motor fordulatszáma.
Órás levegőáramlás a karburátor-diffúzoron keresztül, majd a motor bejutása:
,
ahol # 969; légsebesség a diffúzorban, m / s;
Fdif - a diffúzor nyak keresztmetszete, m 2.
A diffúzor nyakán áthaladó levegő sebessége a következő egyenlettel határozható meg, feltételezve, hogy a levegő egy összetömörítetlen folyadék:
,
ahol # 951, légsebesség diff-tényezője a diffúzorban;
P0 - Pdif a diffúzor ritkasága, egyenlő a környezeti nyomás és a diffúzor közötti különbséggel.
A levegő viszonylag nagy sebességgel halad át a porlasztó diffúzoron, így a nyomás jelentős mértékben csökken. A legkisebb nyomás vagy a legnagyobb ritkítás a porlasztó diffúzor torkában a legnagyobb légsebességnél és légáramlásnál figyelhető meg. Ebből következik, hogy a diffúzorban a ritkításnak növekednie kell, amikor a fojtószelep nyitása és a motor tengelyének sebessége nő.
A diffúzor nyakának területe úgy van megválasztva, hogy:
1) a gázfék alacsony fordulatszámán és hiányos nyílásainál a légsebességek nem voltak alacsonyabbak, mint 40-50 m / s, hogy elkerüljék az elégtelen üzemanyag-porlasztást és a hozzá kapcsolódó üzemanyag-fogyasztást;
2) nagy sebességgel és teljes gázzal a levegő sebessége nem nagyobb, mint körülbelül 120 m / s, mivel a nagy sebességgel jelentősen csökkenti a súlyt tartalmat, és ennek következtében a motor teljesítményét.
Mindkét követelmény nem teljesen kombinálható, ezért általában a diffúziós nyak területe úgy van megválasztva, hogy a vákuum nagy sebességen ne haladja meg a 9,81 kPa értéket.
A motor alapjárati fordulatszámán és az alacsony fordulatszámon a motor minimális mennyiségű éghető keveréket kap. Ugyanakkor a diffúzorban való ritkítás szinte hiányzik, és a fojtószelep mögötti ritka ritmus a legmagasabb értékeket érte el, számszerűen 49,05 kPa értékkel.
Az óraáram egyenlete a légsebesség-egyenlet helyettesítésével a következő alakú:
.
Ez érvényes összenyomhatatlan folyadék, de a hígulás diffúzorok karburátor nagyon ritkán haladja meg a 9,81 kPa, így ez az egyenlet lehet használni a számítás a karburátor, mint egy hiba, ha nem haladja meg a 1-2%.
Az üzemanyag kiszivárog a porlasztóból.
Az úszó kamrában és a porlasztóban a nyomáskülönbség azt eredményezi, hogy az üzemanyag átáramlik a csatornarendszeren keresztül a sugáron keresztül a porlasztóba, és innen a porlasztóba, ahol a levegő gyorsan mozog.
A porlasztókészülék vákuumja a kísérletek szerint 20-25% -kal kevesebb, mint a diffúzor falánál tapasztalható ritkítás. Ennek megfelelően az üzemanyag áramlási sebessége a sugáron keresztül az alábbi egyenlettel határozható meg:
,
ahol # 951, a sebesség gicle - együtthatója, figyelembe véve a súrlódást az üzemanyagcsatornákban és sugárban, valamint a helyi ellenállást az egyik szakaszból a másikba történő átmenetben;
# 961; üzemanyag - az üzemanyag sűrűsége szobahőmérsékleten és nyomáson, kg / m 3.
A legtöbb esetben a fő ellenállás a sugár, és az üzemanyagcsatorna-ellenállás kicsi ahhoz képest, így a megfelelő sebességgel a sebesség-együttható csak a sugár ellenállását veszi figyelembe.
Az üzemanyag-átáramlás sebessége a motor működési módjától függ, és 0 és 5 m / s között változik.
A folyékony tüzelőanyag sebességétől az óránkénti tömegáramra való áttéréshez figyelembe kell venni a Fzhikl fúvóka területét:
.
Az üzemanyag permetezése és elpárolgása.
A porlasztó-sugárból kifolyó üzemanyag sugara kis cseppecskékre permetezhető a sűrűség és a nagy sebességű levegő áramlása között. Az üzemanyag szórásának finomságát az átlagos cseppméret becsüli.
A permetezett tüzelőanyag átlagos cseppmérete kisebb, annál nagyobb a légáramlás sebessége és annál kisebb a tüzelőanyag felületi feszültsége (5.5. Ábra).
Ábra. 5.5. A cseppméret függése a légsebességnél
A karburátorban lévő üzemanyag elpárologtatásának feltételei kedvezőtlenek. A párolgásra elkülönített időt csak másodpercenként mérik; A párolgás hőmérséklete viszonylag kicsi. 30 ° C-os hőmérsékleten és viszonylag nagy légsebesség mellett az üzemanyag teljes elpárolgása nem valósul meg.
El nem párolgott üzemanyag cseppeket magával ragadja a levegőáramban, valamint a szívócső hőmérséklete viszonylag alacsony, az üzemanyag kondenzálódik és felhalmozódik a belső falakon a kollektor, alkotó folyékony film. A film felhalmozódása rontja az éghető keverék elosztását a motorhengerek mentén. A fel nem használt tüzelőanyag egy része a palackokba kerül, ami rontja a keverék égését. Az üzemanyag egy része behatol a forgattyúházba és hígítja az olajat. Ezért, a benzinmotorok, hogy javítsák az üzemanyag-ingadozás, csökkenti egyenetlen eloszlása a keveréket a hengerek, hogy megakadályozza a kondenzációt és csökkentésére filmképződés alkalmazandó fűtési szívócsatorna kipufogógázok.
5.1.3. Az üzemanyag-keverék összetételének hatása a motor működésére
Az éghető keverék összetétele, amelyet a levegő túláram-tényezője becsül # 945; nagy hatással van a motor teljesítményére és gazdaságára.
Teljesen nyitott fojtószeleppel a motor maximális teljesítményét túlzott levegő arány mellett érik el # 945; = 0,8-0,9, és a legkisebb fogyasztás (a leginkább költséghatékony) az együtthatóval # 945; = 1,05-1,15.
De ahogy a fojtószelep fedele (terhelésváltozás) megváltozik, a tüzelőanyag-keverék összetétele is változik, ami a maximális teljesítménynek és a legnagyobb gazdaságnak felel meg. Az 1. ábrán. A 5.6 ábra a motor teljesítményének és üzemanyag-fogyasztásának és a tüzelőanyag-keverék összetételének különböző fojtószelephelyzetekben való viszonylatát mutatja. Az a és a "a" görbék jellemzik a teljesítmény és a gazdaság változását egy teljesen nyitott fojtószeleppel, a 6. és a 6. görbékkel, valamint a c és c "görbékkel. Mindegyik görbe megfelel állandó fordulatszámnak és motorterhelésnek.
Ábra. 5.6. A motor teljesítményének és gazdaságosságának változása
A görbék azt mutatják, hogy amikor a terhelés csökken a fojtószelep lapjának fedéséig, a maximális teljesítmény és a minimális üzemanyag-fogyasztás balra tolódik, a felesleges levegő aránya csökken, a keverék gazdagodik. Ennek oka, hogy a motor fojtása csökkenti a levegő sebességét a karburátorban. Ugyanakkor az üzemanyag permetezés minőségének romlása és a keverék égési folyamatának eredményeképpen szükség van a keverék gazdagítására. Kiosztása görbék pont a maximális teljesítmény és a minimális fajlagos üzemanyag-fogyasztás, és a szaggatott vonal köti össze ezeket a pontokat, megkapjuk a görbék A és B jelű görbe képviseli a változást a légfelesleg tényező függvényében a terhelés maximális teljesítményt. A B görbe jellemzi a túlzott levegő koefficiensének változását a terhelés függvényében a legnagyobb gazdaságban.
A görbék azt mutatják, hogy a részleges terheléseknél (zárt fojtószelep) a motor által kifejlesztett legnagyobb teljesítményt a dúsított keverékekkel érik el, a levegő aránya 0,9 és 0,6 között van, és a legnagyobb gazdaságosságot akkor érik el, ha # 945; = 0,9-1,15.
5.1.4. A kívánt karburátor jellemzői
Különböző terhelések mellett (a fojtószelep különböző pozícióiban) lévő karburátoros motoroknál a motor teljesítménye és gazdasága és a felesleges levegő tényező közötti kapcsolat alakul ki (5.6 ábra).
Ha a 3. ábrán látható grafikon látható. 5.6 Forgatás 90 ° óramutató járásával ellentétes irányban, és hagyja csak a görbék az A és B, akkor az új diagram (ábra. 5.7), A görbe bemutatja, hogyan kell változtatni a tüzelőanyag összetétele szerinti keverék a változás a motor terhelésétől, amikor a végrehajtás a maximális teljesítmény, és a B görbe - hogyan kell az éghető keverék összetételének változni, a legnagyobb terhelésű motorterhelés változásától függően.
A fő követelményeket, amelyeket a karburátornak teljesítenie kell különböző terhelésekkel és állandó sebességgel történő munkavégzés során:
- Alacsony és alacsony motorterhelés esetén a fojtószelep zárva van. A levegő sebessége elhanyagolható. A motor hõmérséklete leeresztõdik. Az üzemanyag permetezésének és párolgásának feltételei kedvezőtlenek. A stabil és problémamentes motor működéséhez a karburátornak elő kell készítenie a dúsított keveréket (# 945; = 0.7-0.8).
- Amint a terhelés nő, a fojtószelep fokozatosan kinyílik. A légáramlás sebessége nő. A motor hõmérséklete emelkedik. Az üzemanyag permetezésének és elpárolgásának feltételei javulnak. A gazdaságos működés érdekében a karburátornak gyúlékony keveréket kell készítenie, amely fokozatosan elszegényedik, amint a fojtószelep nyit. A felesleges levegő tényezőt növelni kell # 945; = 1,05-1,15. A karburátor motor nagyrészt részleges terhelési körülmények között működik. Ezért gazdaságos üzemanyag-keverék készítése szükséges az üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében.
- A fojtószelep teljesen nyitott állapotában a porlasztónak elő kell készítenie a dúsított keveréket, hogy maximális motorterhelést biztosítson. A felesleges levegő tényezőt csökkenteni kell? = 0,8-0,9.
Az 1. ábrán. 5.7 A B görbe megfelel a felsorolt követelményeknek és a kívánt karburátor jellemzőjét jelöli, ha a motor különböző terhelésekkel üzemel.
Ábra. 5.7. A kívánt karburátor jellemzői
Ezek a karburátorokra vonatkozó követelmények nem kímélnek minden olyan körülményt, amely a motor különböző működési körülmények között történő működtetéséhez szükséges. Tekintsük ezeket a további feltételeket:
- A motor indításakor a fojtószelep szinte zárva van. A levegő sebessége elhanyagolható. A motor hõmérséklete leeresztõdik. A keverési körülmények kedvezőtlenek. A porlasztónak egy együtthatóval jellemzett, dúsított keveréket kell készítenie # 945; = 0,5-0,6.
- A tüzelőanyag nagyobb tehetetlensége következtében a terhelés hirtelen megváltozása esetén fogyasztása lassabban növekszik, mint a levegőfogyasztás. Ez a keverék átmeneti kimerülését, a motor hibás működését okozza, és megnehezíti a gép gyorsítását. Ahhoz, hogy éles fojtószelep nyitási nem kíséri a kimerülése a keverék, a karburátor képesnek kell lennie arra, hogy átmenetileg gazdagítja a keveréket egy ilyen készítmény, ahol a normális növekedési elérhető sebesség.