Какая горючая смесь необходима при пуске холодного двигателя

Карбюратор

Режимы работы двигателя и состав горючей смеси

Состав горючей смеси

Для работы двигателя внутреннего сгорания необходима смесь топлива с воздухом. В карбюраторных двигателях топливо (бензин) смешивается с воздухом в определенной пропорции вне цилиндров и, частично испарившись, образует горючую смесь. Этот процесс называется карбюрацией, а прибор, приготавливающий такую смесь, карбюратором.

Смесь, пройдя по впускному трубопроводу, попадает в цилиндры двигателя, где смешивается с остатками горячих отработавших газов, образуя рабочую смесь. Частички распыленного топлива при этом испаряются. Для пуска двигателя и его работы на разных режимах, необходим различный состав горючей смеси. Поэтому карбюратор устроен так, что позволяет изменять количественное соотношение распыленного топлива и воздуха в смеси, поступающей в цилиндры двигателя.

Для полного сгорания 1кг топлива необходимо около 15 кг воздуха. Топливовоздушная смесь в такой пропорции называется нормальной. Режим работы двигателя на этой смеси имеет удовлетворительные показатели по экономичности и развиваемой мощности. Незначительное увеличение количества воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с его нормальным содержанием (но не более 17 кг) приводит к обеднению смеси. На обедненной смеси двигатель работает в наиболее экономичном режиме, т.е. расход топлива на единицу развиваемой мощности минимален. Полную мощность на такой смеси двигатель не разовьет.

При избытке воздуха (17 кг и более) образуется бедная смесь. Двигатель на такой смеси работает неустойчиво, при этом расход топлива на единицу вырабатываемой мощности возрастает. На смеси переобедненной, содержащей более 19 кг воздуха на 1 кг топлива, работа двигателя невозможна, так как смесь не воспламеняется от искры. Небольшой недостаток воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с нормальным (от 15 до 13 кг) способствует образованию обогащенной смеси. Такая смесь позволяет двигателю развивать максимальную мощность при несколько повышенном расходе топлива.

Если воздуха в смеси меньше 13 кг на 1 кг топлива, смесь богатая. Из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель на богатой смеси работает в неэкономичном режиме, с перебоями и при этом не развивает полной мощности. Переобогащенная смесь, содержащая менее 5 кг воздуха на 1 кг топлива, не воспламеняется — работа двигателя на ней невозможна.

Пуск двигателя

При пуске холодного двигателя часть распыляемого топлива оседает на стенках впускного трубопровода, а часть испарившегося топлива, попав в цилиндры, конденсируется на стенках. К тому же при низкой температуре воздуха смесеобразование ухудшается, т. к. замедляется испарение бензина. Поэтому для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы карбюратор приготовил переобогащенную топливовоздушную смесь.

Работа на холостом ходу

На холостом ходу частота вращения коленчатого вала двигателя не велика, а дроссельные заслонки карбюратора почти полностью закрыты. Из-за этого вентиляция цилиндров не столь эффективна, по сравнению с работой на средней и высокой частотах вращения коленчатого вала и мало количество горючей смеси, поступающей в двигатель. В рабочей смеси содержится большое количество отработавших (остаточных) газов. Поэтому для устойчивой работы двигателя на холостом ходу необходима обогащенная смесь.

Режим частичных нагрузок

На режиме частичных нагрузок от двигателя не требуется полная мощность. Дроссельные заслонки открыты не полностью, но вентиляция цилиндров хорошая. Поэтому на этом режиме достаточно обедненной горючей смеси. Соотношение развиваемой двигателем мощности к количеству потребляемого топлива позволяет считать режим частичных нагрузок самым экономичным.

Режим полной нагрузки

На режиме полной нагрузки от двигателя требуется максимальная или близкая к максимальной мощность. Двигатель при этом работает на высоких оборотах, а дроссельные заслонки полностью (или почти полностью) открыты. Для этого режима требуется обогащенная смесь, обладающая повышенной скоростью сгорания.

Режим резкого увеличения нагрузки

При работе двигателя в режиме резкого увеличения нагрузки, например при разгоне автомобиля, необходима обогащенная смесь. Но поскольку процесс смесеобразования обладает некоторой инертностью, чтобы предотвратить возникновение«провала» при наборе скорости, требуется дополни тельное кратковременное обогащение горючей смеси. Для этого дополнительное топливо впрыскивается непосредственно в смесительную камеру карбюратора.

Читайте также:  Перерасход топлива дизельный двигатель причина

Источник

Горючие смеси

При движении автомобиля изменяются мощность и число оборотов коленчатого вала двигателя, так как изменяется режим его работы.

Различают следующие основные режимы работы двигателя:

  • пуск;
  • малые обороты холостого хода;
  • малые и средние нагрузки;
  • полная нагрузка;
  • резкое увеличение нагрузки.

Для обеспечения наибольшей экономичности в период работы двигателя карбюратор на разных режимах должен приготовлять горючую смесь разного состава.

1. При пуске холодного двигателя горючая смесь должна быть очень богатой (примерно 2—3 кг воздуха на 1 кг бензина).

Вследствие низкой температуры деталей двигателя и малой скорости движения воздуха через карбюратор ухудшается испарение бензина.

При этом в горючей смеси в парообразном состоянии будут оставаться только легкие фракции, составляющие -12% от общего количества бензина.

Чтобы получить необходимое количество паров бензина в горючей смеси, способной воспламеняться и гореть, надо в цилиндры двигателя подавать очень богатую смесь.

Необходимое обогащение горючей смеси при пуске холодного двигателя обеспечивается прикрытием воздушной заслонки карбюратора.

Следует помнить, что при пуске холодного двигателя вследствие переобогащения смеси бензин обильно оседает на стенках цилиндров, смывает масляную пленку с них и разжижает масло в картере.

В результате этого ускоряется износ деталей двигателя. Установлено, что износ деталей за время пуска холодного двигателя соответствует износу за период работы двигателя при движении автомобиля на протяжении около 10 км пути.

Следовательно, при пуске двигателя во избежание сильного износа деталей нельзя допускать чрезмерного переобогащения смеси. При пуске прогретого двигателя вследствие лучших условий испарения бензина нет необходимости переобогащать смесь.

2. На малых оборотах холостого хода в цилиндрах двигателя остается большое количество отработавших газов (до 50% от веса рабочей смеси). Это замедляет скорость горения рабочей смеси, вызывает пропуски в ее воспламенении, приводит к неустойчивой (с перебоями) работе и даже к остановке двигателя.

Для устойчивой работы двигателя на малых оборотах холостого хода необходимо подавать в цилиндры двигателя богатую горючую смесь (примерно 8—9 кг воздуха на 1 кг бензина), которая, смешиваясь с большим количеством отработавших газов, будет воспламеняться и быстро сгорать.

Обогащение смеси необходимо и потому, что при работе двигателя на малых оборотах холостого хода из-за низкой температуры деталей двигателя ухудшается испарение бензина.

Горючая смесь, обеспечивающая устойчивую работу двигателя на малых оборотах холостого хода, приготовляется системой холостого хода карбюратора.

3. При малых и средних нагрузках , когда от двигателя не требуется полной мощности, горючая смесь должна постепенно и плавно обедняться (от 8—9 кг воздуха на 1 кг бензина, соответствующих работе на малых оборотах холостого хода, до 16,5 кг воздуха на 1 кг бензина при открытии дросселя, близком к полному).

В этом случае обеспечивается наибольшая экономичность работы двигателя, так как при небольшом избытке воздуха происходит более полное сгорание топлива.

Постепенное и плавное обеднение горючей смеси (т. е. компенсация состава смеси) при открытии дросселя обеспечивается работой главной дозирующей системы карбюратора.

4. При полной нагрузке (при полном открытии дросселя), когда от двигателя требуется наибольшая мощность, горючая смесь должна быть обогащенной до мощностного состава (12— 13,5 кг воздуха на 1 кг бензина).

Такая смесь сгорает с максимальной скоростью и поэтому двигатель развивает наибольшую мощность. Обогащение горючей смеси до мощностного состава при полном или почти полном открытии дросселя обеспечивается работой экономайзера карбюратора совместно с главной дозирующей системой.

5. При резком открытии дросселя мощность и обороты коленчатого вала двигателя должны быстро возрастать, т. е. двигатель должен обладать хорошей приемистостью.

Однако при этом холодный воздух, быстро входя в большом количестве в систему подачи, вызывает конденсацию паров бензина как в смесительной камере карбюратора, так и во впускном трубопроводе, вследствие чего горючая смесь кратковременно обедняется настолько, что могут появиться перебои в работе цилиндров двигателя.

Указанное обеднение горючей смеси предотвращают кратковременным впрыском дополнительного количества бензина в смесительную камеру карбюратора. Эту задачу выполняет насос-ускоритель карбюратора.

Источник

Требуемый состав смеси для различных режимов

Режимы работы двигателя

Под установившимся режимом работы следует понимать способность двигателя длительное время сохранять стабильные показатели при неизменной частоте вращения. Карбюраторный автомобильный двигатель имеет следующие основные режимы работы: пуск холостой ход, малая нагрузка, средняя нагрузка, максимальная нагрузка, переход с малой нагрузки на максимальную, (таблица 1).

Режим работы двигателя Количество топлива, % от номинала Количество воздуха Коэффициент избытка воздуха Вид смеси
Максимальной мощности 90…100 норма 0,85…0,9 Обогащенная
Основной (средняя частота вращения) 50…70 норма 1,12…1,15 Обедненная
Разгон 110…120 норма 0,8…0,9 Обогащенная
Холостой ход при минимальной частоте вращения 20…30 мало 0,7…08 Богатая
Пуск 150…180 мало 0,4…0,6 Очень богатая

Необходимо отметить, что это деление условно, так как при эксплуатации
двигатель работает в режиме переменных нагрузок и частот вращения
коленчатого вала, т.е. на неустановившихся режимах. При пуске
непрогретогодвигателя требуется очень богатая смесь α=0,3…0,5, так как при малой частоте вращения коленчатого вала
топливо плохо перемешивается с воздухом, слабо испаряется,
конденсируется на стенках впускного тракта в виде топливной
пленки. Это приводит к тому, что в цилиндры двигателя попадает
незначительное количество пусковых фракций, обеспечивающих
гарантированный пуск двигателя. Переобогащение смеси при пуске
двигателя способствует поступлению в цилиндры двигателя

достаточного количества пусковых фракций.

На режиме холостого хода при малой частоте вращения в цилиндры двигателя подается смесь с α = 0,7. 0,9. Необходимость обогащения смеси вызвана значительным количеством остаточных газов, остающихся в цилиндрах двигателя вследствие ухудшения процесса газообмена при прикрытойдроссельной заслонке, поэтому лишь богатая смесь обеспечивает устойчивую работу двигателя.

Режимы малых исредних нагрузок являются наиболее характерными
для автомобильного двигателя в процессе эксплуатации, поэтому
желательно именно на этих режимах обеспечить необходимую
топливную, экономичность. Это достигается подачей в цилиндры
двигателя смеси с α=1,05. 1,10(экономичная смесь).

При переходе от режима, при котором достигаются наилучшие экономические показатели двигателя, к режиму полной нагрузки требуется богатая смесь с α = 0,85. 0,90, так как при таком составе достигается максимальная скорость сгорания заряда, поступившего в цилиндры двигателя.

Режим резкого перехода от малых нагрузок к максимальным характерен для разгона автомобиля. При резком открытии дроссельной заслонки возможно обеднение горючей смеси, так как топливо в силу того, что имеет большую массу, чем воздух, и вследствие гидравлического сопротивления каналов и жиклеров не успевает набрать скорость, обеспечивающую необходимое соотношение топлива и воздуха в смесительной камере карбюратора. Поэтому карбюратор снабжается специальным устройством, предотвращающим обеднение смеси.

При работе на основном режиме (средних значениях частоты вращения) смесь должна быть обедненной, а простейший карбю­ратор ее обогащает; при пуске смесь должна быть богатой, а кар­бюратор ее обедняет и т. д.

Способы компенсации состава смеси. Изменение состава смеси в соответствии с режимом работы двигателя называется компенсацией состава смеси.

Прежде всего, карбюратор должен обеспечить основной режим — создать обедненную смесь для экономичной работы двигателя. Для этой цели в карбюраторе имеются устройства, которые изменяют характеристику простейшего карбюратора, — системы компенсации состава смеси. Различают два способа компенсации смеси: 1) изменение соотношения сечений жиклера и диффузора fД/fЖ; 2) изменение соотношения перепада давления у главного жиклера и в диффузоре. Для реализации первого способа применяют два-три диффузора. При малых скоростях воздуха работает малый диффузор, а потом вступает в работу боль­шой.

При втором способе используют компенсационные колодцы (рис. 12, а). Такой колодец с воздушным жиклером 3 размещают между главным жиклером 2 и распылителем 6. За счет воздушного жиклера перепад давления на главном жиклере уменьшается и в результате снижается ско­рость движения топлива через главный жиклер, а, следовательно, и расход топлива, увеличивается аи обедняется смесь.

Следует иметь в виду, что для экономичной работы двигателя пропускная способность воздушного жиклера имеет такое же важное значение, как и пропускная способность топливного жиклера.

Диффузор, главный жиклер, распылитель и система компенсации составляют главную дозирующую систему — ГДС.

Экономайзеры и эконостаты применяют в режиме максималь­ной мощности для получения обогащенной смеси. В них исполь­зован первый способ компенсации: при определенной величине открытия дросселя у экономайзеров механически (рис. 12, б), а у эконостатов пневматически (при значительном перепаде давле­ния) в работу вступает дополнительный жиклер 10, через который проходит добавочное количество топлива. Смесь обогащается до а = 0,85. О,9.

Ускорительные насосы.При резком нажатии на дроссель, на­пример при обгоне, смесь обедняется, и двигатель не может раз­вить максимальную мощность. Обогащение смеси производится ускорительным насосом, который подает только одну порцию топлива, а потом уже вступает в действие экономайзер. Поршень 16 (рис. 12, д) одновременно с открытием дросселя движется вниз, давление топлива прижимает шарик клапана 17 к седлу, зак­рывая канал из поплавковой камеры, поднимает иглу клапана 18. Через форсунку 19 данная порция топлива впрыскивается в горло­вину диффузора. Вместо ускорительных поршневых насосов все чаще применяют диафрагменные.

Система холостого хода.На холостом ходу требуется мало сме­си, но она должна быть обогащенной. Для получения такой смеси применяют систему холостого хода (рис. 12 , в), представляющую собой отдельный карбюратор с топливным 12 и воздушным 13 жиклерами. На этом режиме дроссель прикрыт, а смесь выходит через отверстие за дросселем. Количество смеси регулируют винтом 14 (винт количества).

Принудительный холостой ход — это режим работы двигателя при движении автомобиля накатом с отпущенной педалью акселе­ратора, но, не выключая передачи в коробке передач. В данном ре­жиме коленчатый вал двигателя вращается от колес автомобиля. Для экономии топлива нужно выключить его подачу. Такую зада­чу выполняет экономайзер принудительного холостого хода. Он представляет электромагнитный клапан, который при частоте Вращения более 1500. 1700 об/мин и отпущенной педали акселера­тора перекрывает топливный канал системы холостого хода. Для работы экономайзера принудительного холостого хода обязатель­но нужны два датчика: частоты вращения и положения дроссель­ной заслонки. Сигналы с этих датчиков обрабатываются в специ­альном реле. Эта система позволяет уменьшить расход топлива на 10. 20 % на каждые 100 км пробега.

При пуске двигателя смесь должна быть очень богатой (осо­бенно при пуске холодного двигателя). Для получения такого состава смеси воздушную заслонку закрывают (рис.12, г), а дроссель прикрывают. В воздушной заслонке установлен кла­пан 15, который пропускает небольшое количество воздуха. Так как разрежение из цилиндра действует на все топливные жик­леры, то топливо в диффузор поступает через все жиклеры и системы, что обеспечивает богатую смесь.

Рис. 12 Способы формирования желаемой характеристики карбюратора:

а – компенсация состава смеси; б – действие экономайзера; в – система холостого хода;

г – действие систем при пуске двигателя; д – действие ускорительного насоса;

1 – поплавковая камера; 2 – главный жиклер; 3 – воздушный жиклер; 4 – дроссельная заслонка;

5 – диффузор; 6 – распылитель; 7 – воздушная заслонка; 8 – шток; 9 – клапан экономайзера;

10 – жиклер экономайзера; 11 – компенсационный колодец; 12 и 13 – топливный и воздушный жиклеры системы холостого хода; 14 – регулировочный винт; 15 – воздушный клапан;

16 – поршень ускорительного насоса; 17 – обратный клапан; 18 – клапан; 19 – форсунка;

В современных кар­бюраторах в воздушной заслонке нет клапана, но в системе пус­ка имеется диафрагменная камера, которая через систему тяг

при первых вспышках в цилиндрах двигателя приоткрывает воздушную заслонку.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 2515 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector