Беспоплавковый карбюратор с переменным сечением топливного жиклера

На Рис. 4.5 дана простейшая сема беспоплавкового карбю­ратора второго вида. Топливо от бензонасоса поступает в топ­ливную камеру 1, отделяемую от воздушной камеры 2 гибкой мембраной 4. На мембране одним концом закреплен рычаг 3. Рычаг 3 управляет открытием шарикового клапана 5, регули­рующего поступление топлива в топливную камеру. Из топлив­ной камеры топливо поступает в полость 8 через топливный жиклер f_Т. Жиклер f_Т переменного сечения, так как кольцевое проходное отверстие в нем регулируется конической иглой 6, называемой дозирующей.

Полость 8 примерно можно рассматривать как камеру исте­чения, но называть ее будем камерой постоянного давления.

Воздушная камера 2 сообщается каналом 13 с полостью рычаж­ного механизма 12 и всасывающей трубой, что дает возможность иметь в ней давление, равное давлению р_К за нагнетателей. Камера постоянного давления 8 при помощи канала и жик­лера f_В сообщена с воздушной камерой 2.

Дозирующая игла 6 расположена в направляющей трубке, в которой имеется ряд отверстий 7, Через эти отверстия камера постоянного давления сообщена с распиливающей трубкой 11, находящейся во всасывающей трубе в насадке 16.

Камера постоянного давления, кроме того, сообщена кана­лом 9 в дозирующей игле 6 с давлением р_К в полости рычаж­ного механизма 12.

Открытие дросселя вызывает одновременное открытие топ­ливного жиклера f_Т благодаря перемещению дозирующей иглы 6, приводимой в движение тягой 15 и рычагом 14.

Рис. 4.5. Принципиальная схема беспоплавкового карбюратора

с переменным сечением топливного жиклера

Типы, строение и принципы работы. Охлаждение и нагревание.

Способы получения нужного состава смеси

на различных режимах работы двигателя

Из теории работы различных типов карбюраторов можно установить, что получить нормальную работу на всех режимах двигателя за счет основной схемы его невозможно.

Обычно одна из простейших схем составляет основу карбю­ратора и называется главной дозирующей системой.

Для улучшения работы карбюратора главная дозирующая система дополняется пусковой системой, или, как ее еще называют, системой малого газа.

Главная дозирующая система может иметь в основе:

а) эмульсионный карбюратор с постоянным или с пере­менным сечением жиклера для подсоса воздухе;

б) элементарный и эмульсионный карбюраторы совместно;

в) несколько эмульсионных карбюраторов (многожиклерные карбюраторы).

Для беспоплавковых карбюраторов применяют:

а) схему с постоянным сечением жиклеров;

б) схему с переменным сечением топливного жиклера. Принципиальная схема карбюратора с использованием для главной дозирующей системы эмульсионного карбюратора при постоянном сечении воздушного жиклера дана на Рис. 4.6, а. Изображенная схема отличается от ранее рассмотренной схемы эмульсионного карбюратора расположением деталей. Принци­пиальная схема карбюратора с главной дозирующей системой, имеющей в основе эмульсионный карбюратор с переменным сечением воздушного жиклера, дана на Рис. 4.6, б.

В последней схеме отверстие жиклера f_В, перекрывается иг­лой, которая связана с осью дроссельной заслонки.

В схеме Рис. 4.7 подсос воздуха осуществляется также через переменное сечение воздушного жиклера. Воздушными жиклерами являются отверстия f_В1 , f_В2, f_В3 .

Подсасываемый воздух повышает давление над жикле­ром f_Т, устраняя возможное обогащение смеси на режимах крейсерской и эксплуатационной мощностей.

Принципиальная схема карбюратора с использованием эле­ментарного и эмульсионного карбюраторов дана на рис. 4.8, а.

Форсунка эмульсионного карбюратора расположена в насадке и состоит из трех концентрических трубок.

Рис. 4.6 Типы эмульсионных карбюраторов

Рис.4.7 Работа форсунки эмульсионного карбюратора

с увеличивающимся подсосом воздуха

При увеличении оборотов мотора давление в насадке пони­жается. В форсунке из полости между внутренней трубкой, называемой распылительной, и промежуточной трубкой, назы­ваемой лабиринтной, бензин постепенно вырабатывается, откры­вая отверстия f_В1 , f_В2, f_В3 .

Увеличение числа открытых отвер­стий для подсоса воздуха обеспечивает увеличенное поступле­ние воздуха внутрь распылительной трубки через наружное отверстие f_В.

Рис. 4.8. Схема работы карбюраторов

Карбюратор имеет жиклер 1, называемый главным. Этот жик­лер работает как элементарный карбюратор. Сечение главного жиклера недостаточно для истечения топлива в необходимом количестве для получения нужного состава смеси на режимах малых и средних мощностей, и только на режиме номинальной мощности жиклер может обеспечить двигатель нужный коли­чеством топлива. Второй — компенсационный жиклер 2 работает как эмульсионный карбюратор при большом отвер­стии f_В . Количество топлива, подаваемое компенсационным жик­лером, с увеличением мощности мотора или его оборотов не­прерывно уменьшается относительно проходящего через диффу­зор воздуха. Совместная работа двух жиклеров дает смесь необходимого состава на всех режимах двигателя.

На Рис. 4.8,б изображена принципиальная схема двухжиклерного карбюратора, представляющего сочетание двух эмуль­сионных карбюраторов, но с различными условиями истечения топлива из жиклеров.

Описанные схемы не обеспечивают всех требований, предъя­вляемых к карбюраторам, поэтому карбюраторы всех типов уста­навливаемые на двигателях, имеют дополнительные устройства, при помощи которых удается обеспечить выполнение требований.

Способы достижения легкого запуска

Легкий запуск двигателя постигается следующими приемами:

1. Применяется заливка топлива во всасывающую систему при пуске двигатели.

с двум и

2. При запуске применяют более летучие сорта топлива, на­пример, грозненский бензин первого сорта, пусковые бензины и др.

3. Карбюратор снабжается специальным жиклером малого газа, иногда называемым пусковым.

Схема пускового жиклера изображена на Рис. 4.9. Тонкая трубка подводит топливо в дроссельной заслонке, в область, где при запуске создается пониженное давление и скорость движения воздуха доста­точно велика. Поток воз­духа подхватывает то­пливо и разрывает его на мельчайшие частицы. Схема а дана для по­плавкового карбюратора, а схема б —для беспоплавкового.

На Рис. 4.10 изобра­жено пусковое устрой­ство, автоматически ре­гулирующее количество вытекающего топлива при изменении режима работы двигателя. Такая регулировка необходима, так как над верхним ка­налом создается очень большое разрежение, ко­торое вызывает чрезмер­ное истечение топлива из него.

На Рис. 4.10, а пока­зано начало запуска. Че­рез нижний канал 1 подсасывается воздух, благодаря чему сни­жается расход топлива через канал 2 при малом открытии дросселя.

Рис. 4.9 Работа пускового жиклера

Рис. 4.10 Работа пускового жиклера с двумя выходными отверстиями

Рис. 4.10, б показывает что увеличении открытия дросселя давление у обоих концов канала 1 уравнивается, подсос воздуха прекращается; количество топлива, вытекающего через канал 2, возрастает.

Рис. 4.10, в показывает дальнейшее увеличение открытия дросселя. Давление над обоими каналами со стороны всасывающей трубы становится одинаковым. Топливо вытекает из двух отверстий.

Рис. 4.11 Глушитель малого газа или стоп-кран

Кроме автоматической регулировки, иногда применяют меха­ническую регулировку малого газа на земле. В этом случае регулировка малого газа достигается дополнительным подсосом воздуха через канал 4. Количе­ство подсосанного воздуха из­меняется регулировочным вин­том 3.

Для быстрой остановки дви­гателя устраивается специаль­ное приспособление, называемое глушителем малого газа, или стоп-краном (Рис. 4.11).

На Рис. 4.11, а пусковая трубка 4 изображена в рабо­чем положении.

Для остановки двигателя (Рис. 4.11,б) открывают при по­мощи тяги 6 клапан 2, прижи­маемый пружиной к гнезду, и одновременно сдвигают пор­шенек 3.

Условия работы пусковой трубки изменяются. Воздух из атмосферы устремляется но ка­налу 1 в пусковую трубку, по­вышая в ней давление. Порше­нек 3 перекрывает пусковую трубку, прекращает поступле­ние топлива, и двигатель оста­навливается.

Достижение экономичности

Для повышении экономичности карбюратора применяют сле­дующие меры.

Подогрев. Устройством рубашек осуществляют подогрев всасываемого воздуха, топлива, смеси, иногда воздуха и топ­лива одновременно или смеси и топлива одновременно и т. д. В рубашках заставляют циркулировать воду, отводимую из дви­гателя, масло или отработанные газы.

Распыление топлива. Распыление топлива улучшают путем интенсивного образования эмульсии внутри карбюратора. Для этого карбюраторы делают перевернутыми — карбю­раторы с нисходящим потоком воздуха (рис. 179). Такая кон­струкция улучшает распыление топлива в узкой щели между дросселем и стенками всасывающего трубопровода.

Рис. 4.12. Карбюратор с нисходящим Рис. 4.13. Кривые удельного

пото­ком воздуха расхода топлива по

дроссельной характери­стике с

экономайзером и без

экономайзера

Другой способ повышения экономичности состоит в дози­ровке подачи топлива соответственно изменению режима дви­гателя или числа оборотов его. Количество топлива, расходуе­мого двигателем при увеличении числа оборотов, возрастает. Для достижения α = 0,7-0,8 на номинальной мощности тре­буется определенный размер жиклера. Расход топлива из по­добного жиклера изображен на Рис. 4.13. По кривой КВ удель­ного расхода топлива видно, что при таком жиклере удельный расход топлива С_е на режимах малых мощностей или оборотов чрезмерно велик.

Если уменьшить сечение жиклера, то расход топлива полу­чается таким, как изображено на нижней кривой ОС.

В этом случае расход топлива в точке С не сможет обеспе­чить необходимого значения коэффициента избытка воздуха на режимах больших мощностей, смесь будет бедной. Двигатель не разовьет полной мощности и будет работать менее надежно.

Чтобы довести значение α до 0,7-0,8 в нужный мо­мент работы мотора необхо­димо увеличить расход то­плива (по графику на отре­зок СВ), Это достигается по­степенным увеличением по­дачи топлива через дополни­тельный жиклер.

Описанный способ дает большой выигрыш, позволяя на всех режимах работать на меньших значениях С_е. Кри­вая расхода топлива прини­мает вид ОАВ.

Этот способ конструк­тивно осуществляется при помощи особого устройства, называемого экономайзе­ром.

Действие экономайзера со­стоит в том, что, когда это необходимо, вступает в работу но­вый жиклер, называемый жиклером полного газа (рис. 4.14).

Дроссель при полном открытии с помощью системы тяг открывает клапан 2, через который топливо из жиклера 1 поступает во всасывающую систему.

Рис. 4.14. Схема экономайзера

Достижение приемистости

Приемистость двигателя обеспечивается несколькими спосо­бами. Один из способов состоит в последовательном введении в действие нескольких жиклеров. Каждый новый вступающий в работу жиклер начинает подавать топливо еще до прекра­щения подачи топлива предыдущим жиклером. Этот способ устраняет разрыв в подаче топлива, который мог бы произойти при быстром открытии дросселя.

Другой способ состоит в кратковременном усилении подачи топлива на форсунки жиклера в момент быстрого открытия дросселя при помощи так называемых ускорителей (помп приемистости).

Ускоритель нагнетает топливо в основной жиклер, у поплавкового карбюратора (Рис. 4.15, а) и беспоплавкового карбюра­тора (Рис. 4.15, б) поршень ускорителя связан системой рычагов с осью дроссельной заслонки. Быстрое открытие дроссели вы­зывает соответствующее перемещение поршня ускорителя. Поршень имеет сквозные отверстия, которые при установившемся режиме работы мотора открыты, топливо, идущее к жиклеру, проходит через них. При движении поршня вниз легкий дисковый клапан свободно подвешенный над поршнем, прижимается к поршню, закрывает отверстия в нем и не пропускает топливо через отверстия в обратном направлении.

Рис. 4.15. Ускоритель

На рис.4.15,в показан ускоритель беспоплавкового карбю­ратора, действующий автоматически. Быстрее открытие дрос­селя повышает давление во всасывающей трубе и одновременно над гибкой мембраной 1 ускорителя. Под воздействием обра­зовавшейся разности давлений мембрана изгибается, выталки­вай топливо во всасывающую трубу и обеспечивая на переход­ных режимах нужный состав смеси.

Работа карбюратора на высоте

С поднятием на высоту удельный вес воздуха уменьшается, истечение же топлива почти не изменяется, поэтому смесь обо­гащается. Указанное положение справедливо для двигателей без наддува, а для двигателей с наддувом — только на высотах выше расчетной.

Для обеспечения нужного состава смеси на заданном ре­жиме работы мотора с поднятием на высоту уменьшают подачу топлива при помощи высотного корректора (высотного крана).

Некоторые конструкции корректора работают по принципу уменьшения давления в поплавковой камере, при этом давле­ние и поплавковой камере р₂, становится ниже атмосферного давления р₀, а давление во всасывающем трубопроводе р остается прежним. Если первоначальную разность давлений, под воздействием которой происходило истечение топлива, обозна­чить Δр₁ , то образовавшийся новый перепад давлений будет

р₂—р =Δр₂

где Δр₂, меньше прежнего перепада Δр₁ вследствие чего расход топлива уменьшается. Рис. 4.16, а дает понятие об этом устрой­стве.

При открытии крана 1 из поплавковой камеры отсасывается воздух, и давление в ней понижается. Тот же принцип работы корректора может быть осуществлен несколько иначе. Высот­ный кран 1 установлен на входе воздуха в поплавковую камеру (Рис. 4.16,б) и в условиях земных всегда открыт. Тонкая трубка 2 отсасывает воздух из поплавковой камеры, но давление в ней почти атмосферное, так как оно поддерживается неизменным благодаря большим размерам входного отверстия 3. Прикрытие корректора понижает давление в поплавковой камере вслед­ствие уменьшения притока воздуха.

В некоторых конструкциях карбюраторов высотная регули­ровка осуществляется уменьшением проходного сечения топ­ливного канала при помощи иглы.

Для упрощения работы летчика высотный корректор делают автоматическим (Рис. 4.16, в).

С поднятием на высоту анероид расширяется и автомати­чески уменьшает подачу топлива.

Н а Рис. 4.16,г показано действие высотного корректора безпоплавкового карбюратора. Высотный корректор в земных условиях обычно открыт полностью. На высоте для уменьше­ния подачи топлива высотный корректор прикрывают, При­крытие корректора приводит к уменьшению давления и воз­душной камере, мембрана, выгибаясь, прикрывает топливный клапан 4, и подача топлива уменьшается.

Открытие высотного корректора на невысотных двигателях разрешается с высоты 1000 м.

На высотных двигателях с карбюратором, установленным до нагнетателя, открытие высотного корректора начинается с той же высоты, что и на невысотном двигателе, так кик условия работы карбюратора такие же. Отличие состоит в большой осторожности и постепенности открытия высотного корректора. Двигатели с наддувом при пользовании корректором требуют наблюдения за счетчиком оборотов. После того как достиг­нут наилучший режим изменением состава смеси, следует из предосторожности высотный корректор установить так, чтобы вновь слегка обогатить смесь. Переобеднение смеси может вызвать опасные явления, как то: перегрев мотора, перебои в работе, обратный выхлоп.

Высотный корректор в некоторых конструкциях карбюраторов заменяет экономайзер, выполняя его функции. В этом случае нор­мальная работа мотора совершается при слегка открытом на земле высотном корректоре. При режиме взлета необходимое обогащение смеси достигается прикрытием высотного корректора.

Рис. 4.16 Типы высотных корректоров

Работа карбюратора при различных положениях ВС

На Рис. 4.17 показано специальное приспособление для нор­мальной работы карбюратора при полете самолета в перевер­нутом положении. На Рис. 184, а изображена подача топлива в нормальном положении самолета. Топливо поступает к иголь­чатому клапану через боковые отверстия 2 и через централь­ное отверстие 3. Обратный клапан (конус) 1 в этом положении не мешает проходу топлива.

Рис. 4.17 Устройство, обеспечивающее работу карбюратора

в перевернутом положении

На Рис. 4.17, б изображена схема подачи топлива в карбюра­тор при перевернутом положении самолета. В этом случае топ­ливо подается только через центральное отверстие 3, так как боковые отверстия 2 закрыты переместившимся конусом 1. Отверстие 3 обеспечивает необходимую для нормальной ра­боты двигателя подачу топлива в перевернутом положении самолета, устраняя переобогащение смеси при нарушении ра­боты поплавкового затвора.

В некоторых конструкциях прибегают к устройству ограни­чителя игольчатого клапана поплавкового затвор в виде винта, который предотвращает чрезмерное открытие клапана в пере­вернутом положении карбюратора.

Указанные мероприятия не могут устранить нарушений работы поплавкового карбюратора при входе и выходе само­лета из пикирования, при наборе высоты под больший углом и в других случаях полета самолета. Лучшие результаты дости­гаются применением беспоплавкового карбюратора.

Достижение пожарной безопасности

Пожарная опасность при работе карбюратора может воз­никнуть от выбрасывания пламени во всасывающий трубопро­вод из-за обеднения смеси. Причиной обеднения смеси может быть:

• несовершенство конструкции карбюратора;

• плохой ремонт карбюратора;

• неправильная эксплуатация и регулировка карбюра­тора;

• неаккуратная установка прокладок карбюратора в местах соединений;

• засорение топливной системы и задержка подачи топлива к жиклеру.

Пожарную опасность представляет также непроизвольное истечение топлива от карбюратора, вызываемое следующими причинами:

• неправильная регулировка карбюратора;

• неисправность деталей карбюратора: иглы поплавка, оси поплавка и т. д.

• нарушение герметичности соединений бензопроводов;

• пользование временными герметиками вроде белил, су­рика, намазки, прорезиненной ленты, проволоки и т. д. для устранения неплотностей.

Для обеспечения пожарной безопасности на карбюраторе устанавливаются фильтры и отстойники, предупреждающие засорение бензопроводов и жиклеров, сливные трубки, устра­няющие скопление топлива, и предохранительные медные сетки, ограничивающие распространение уже появившегося пламени во всасывающем трубопроводе. Сетки часто делаются из гоф­рированных полос латуни или нержавеющей стали.