6.4.2. Истечение жидкости из насадок

Формулы (5), (6) и (7) справедливы и для насадок, но значения коэффициентов μ', φ, ε' и ξ будут для них другими (табл. 3).

Таблица 3. Значения коэффициентов ε', ξ, φ и μ' для различных насадок

Насадки	Коэффициент сжатия ε'	Коэффициент местного сопротивления ξ	Коэффициент скорости φ	Коэффициент расхода μ'
Цилиндрические: внешняя внутренняя	1 1	0,5 1	0,82 0,71	0,82 0,71
Конические: сходящаяся расходящаяся коноидальная	0,98 1 1	0,06 3,94 0,06	0,97 0,45 0,98	0,95 0,45 0,98

Сходящиеся конические насадки используют для получения вы­сокой скорости истечения жидкости, а расходящиеся — для уменьшения.

Коноидальные насадки выполняются по форме вытекающей струи, при этом потери напора становятся минимальными, а расход жидкости максимальным.

58. Требования, предъявляемые к карбюратору

Карбюрацией называется процесс приготовления смеси из топлива и воздуха. Различают горючую смесь и рабочую смесь. Горючая смесь — это смесь влажных паров топлива с воздухом. Рабочая смесь образуется в результате смешивания горючей смеси с отрабо­тавшими газами, оставшимися от предыдущего цикла в цилиндре. В зависимости от соотношения топлива и воздуха горючие смеси могут быть различных составов. Для различных режимов работы двигателя необходимы смеси определенного состава.

Так как полностью сгорает только испарившееся топливо, то при приготовлении горючей смеси необходимо стремиться получить полное испарение топлива.

Таким образом, карбюратор должен выполнять следующие тре­бования:

• обеспечивать необходимые условия для испарения топлива и перемешивания его с воздухом;

• автоматически поддерживать оптимальные составы горючей смеси для каждого из режимов работы двигателя и быстро пе­реходить на любой из них;

• иметь минимальные гидравлические сопротивления;

• быть простым по устройству и доступным для регулировок.

Процесс смесеобразования начинается в карбюраторе, где скорость воздуха достигает 150—200 м/с, а истечение топлива — 5—6 м/с. Вследствие разности скоростей топлива и воздуха топливо активно распыляется в слоях воздуха и частично испаряется. Дальнейшее испарение топлива продолжается при движении по впускному трубопроводу, стенки которого нагреты, прохождении клапанной щели и заканчивается в цилиндре. Тем не менее, часть испарившегося топлива оседает на стенках впускного трубопровода (тем больше, чем он холоднее) и в виде пленки продолжает движение по нему. Какая-то часть топлива успеет вновь испариться со стенок, какая-то часть поступает в цилиндр в неиспарившемся виде, что увеличивает расход топлива и понижает развиваемую мощность двигателя.

В основе работы всех современных автомобильных карбюраторов лежит процесс так называемого элементарного карбюратора.

59. Элементарный карбюратор

Принципиальная схема элементарного карбюратора показана на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема простейшего карбюратора: 1 — запорный клапан; 2 — поплавок; 3 — балансировочный канал; 4 — распылитель; 5 — диффузор; 6 — дроссельная заслонка; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера

Основными элементами карбюратора являются поплавковая камера 8 с поплавком 2 и запорным клапаном 1, топливный жиклер 7, дроссельная заслонка 6, распылитель 4 и диффузор 5. Свободный от топлива объем поплавковой камеры сообщается, как показано на рисунке, с началом воздушного канала. В этом случае поплавковую камеру называют сбалансированной. С помощью поплавка 2 и игольчатого клапана 1 в поплавковой камере 8 поддерживается примерно постоянный уровень топлива. Для предотвращения вытекания топлива через распылитель устье распылителя располагают выше уровня топлива в поплавковой камере на 2—8 мм (∆h).

Топливный жиклер 7 дозирует топливо, поступающее через распылитель 4 в воздушный канал карбюратора. Дроссельной заслонкой регулируется количество горючей смеси, подаваемой из карбюратора во впускной тракт и цилиндры двигателя.

На тракте впуска между окружающей средой и цилиндром создается перепад давлений, в результате которого воздух из окружающей среды поступает в воздушный канал карбюратора и движется по этому каналу. В диффузоре 5 сечение воздушного потока уменьшается, в результате чего повышается его скорость и создается местное разряжение. Максимального значения разряжение достигает в наиболее узкой части диффузора, где обычно устанавливается сопло распылителя 4. Под действием разряжения в диффузоре топливо из распылителя фонтанирует в воздушный канал. При выходе из сопла распылителя топливо подхватывается воздушным потоком и перемещаясь по воздушному каналу со значительно меньшей скоростью, чем воздух, мелко распыляется. Затем в смесительной камере, которая находится в зоне дроссельной заслонки, распыленное топливо частично испаряется, образуя горючую смесь.

В зависимости от направления потока горючей смеси различают карбюраторы с восходящим, падающим и горизонтальным потоками. Наибольшее распространение получили карбюраторы с падающим потоком, так как они обеспечивают более равномерное распределение горючей смеси по цилиндрам, что улучшает мощностные и экономические показатели двигателя.

В зависимости от количества смесительных камер различают од­нокамерные и двухкамерные карбюраторы. Применение двух и более камер также позволяет улучшить смесеобразование, т. е. обеспечить более качественное перемешивание топлива с воздухом и равномерное распределение смеси по цилиндрам в многоцилиндровом двигателе.