книги из ГПНТБ / Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие

(рис. 3-36) поступает в распылитель 2, который оканчивается в диффу­ зоре. Кроме того, распылитель 2 для подвода тормозного воздуха со­

ходе двигатель должен работать с очень богатой рабочей смесью (а = = 0,55-f-0,7) на малых оборотах. Для этого требуется весьма незна­ чительное количество рабочей смеси. Поэтому необходимо прикры­ вать дроссельную заслонку. Но с ее прикрытием разрежение в диффу­ зоре становится наименьшим и недостаточным, чтобы вызвать истече­ ние необходимого количества топлива из распылителя главной дози­ рующей системы. За дроссельной заслонкой, наоборот, получается сильное разрежение (до 0,5-105 Н/м2 ), которое и используется при со­ здании дополнительной системы для режима холостого хода.

Система холостого хода работает следующим образом. Топливо из поплавковой камеры / (рис. 3-37) проходит жиклер холостого хода 2 и по каналу 3 поступает в эмульсионный канал 6. Одновременно из воздушного патрубка 5 поступает воздух в канал 6, где образуется топливно-воздушная эмульсия. Наличие эмульсирующего воздуха уменьшает разрежение в каналах системы холостого хода и позволяет установить топливный жиклер 2 несколько большего размера, чем облегчается его изготовление. Для дозировки количества воздуха,

320

поступающего в эмульсионный канал 6, устанавливается воздушный жиклер холостого хода 4. Эмульсия из канала 6 через нижнее отверс­ тие 8 поступает в задроссельное пространство, где в это время полу­ чается сильное разрежение из-за закрытия дроссельной заслонки. Для регулировки проходного сечения отверстия 8 имеется регулиро­ вочный винт 9. При прикрытой дроссельной заслонке 10 топливновоздушная эмульсия поступает лишь через нижнее отверстие 8, а

сгорания в каналы холостого хода

иуменьшает там разрежение. При некотором открытии дроссельной заслонки топливная эмульсия начи­ нает поступать из обоих отверстий, разрежение в канале 6 увеличивается

иподача топлива в цилиндры дви­ гателя возрастает. При большем от­ крытии дроссельной заслонки начи­ нает работать главная топливодозирующая система, а разность давлений между воздушным патрубком 5 и задроссельным пространством резко уменьшается и подача топлива через жиклер холостого хода падает.

Экономайзер в карбюраторе служит для подачи дополнительного топлива при переходе двигателя на режимы полных нагрузок. Таким образом, главная топливодозирующая система обеспечивает подачу топлива для создания наиболее экономичной горючей смеси, а добав­ ление топлива через экономайзер создает более богатую рабочую смесь, обеспечивающую наибольшую мощность.

Экономайзеры изготовляются с механическим и пневматическим приводом клапана, при этом жиклеры в них могут располагаться па­ раллельно и последовательно.

На рис. 3-38 показана схема экономайзера с механическим при­ водом и параллельным расположением жиклеров. При неполной на­ грузке топливо поступает в распылитель 7 только через главный жиклер / . Запорный клапан 4 экономайзера прижат к седлу пружи­

Следовательно, при полной мощности топливо поступает в распы­ литель и далее в смесительную камеру через главный жиклер и па­ раллельно через жиклер мощности, тем самым обеспечивается полу­ чение мощностной рабочей смеси.

Между рычагом 6 и стержнем 5 запорного клапана устанавливает­

Карбюратор К-88А (рис. 3-39) с опускающимся потоком, сдвоенный, имеет оощии входной воздушный патрубок, разветвляющийся

на две смесительные камеры, в каждой из которых по два диффузора (большой и малый). Большой диффузор пропускает основную часть воздуха, малый диффузор 10 позволяет, не изменяя разрежение в большом диффузоре, получить повышенное разрежение у распыли­ теля.

В карбюраторе два комплекта главной дозирующей системы с пневматическим торможением топлива и два комплекта системы хо­ лостого хода, а также один экономайзер и один ускорительный насос, которые управляются механическим приводом от дроссельной заслон­ ки одной и той же системой рычагов и тяг.

Корпус карбюратора собран из трех частей: верхней 7, средней 20 и нижней 39. Части карбюратора скреплены между собой болтами. Верхняя и средняя части отлиты из цинкового сплава, а нижняя — из чугуна. В верхней части находятся общий приемный патрубок с воздушной заслонкой 12 и крышка поплавковой камеры; в средней — поплавковая камера, экономайзер, ускорительный насос, диффузо-

322

ры и главные топливодозирующие системы, а в нижней —смеситель­ ные камеры и дроссельные заслонки 38. Между средней и нижней частями установлена уплотнительная теплоизолирующая проклад­ ка 31.

Топливо в поплавковую камеру поступает через штуцер /, сетчатый фильтр 3 и игольчатый клапан 2. Сверху фильтр герметично закрыт пробкой 4. Верхнее пространство поплавковой камеры через баланси­ ровочный канал 5 сообщается лишь с входным патрубком и не сооб­ щается непосредственно с атмосферой. Поплавковая камера в этих случаях называется балансированной; давление в таких карбюраторах зависит только от давления во входном патрубке, и состав горючей смеси не меняется при изменении сопротивления в воздушном фильтре двигателя.

Поплавок 41 спаян из двух половинок, каждая из которых отштам­ пована из латунного листа. В дно поплавковой камеры вмонтирован главный жиклер 40. Жиклер полной мощности 8 расположен в на­ клонном канале главной топливодозирующей системы, которая снизу закрыта пробкой 29, а сверху выведена в кольцевую канавку малого диффузора 9. При работе двигателя под нагрузкой топливо из глав­ ных жиклеров 40 поступает в наклонные каналы'топливодозирующей системы и перемешивается с незначительным количеством воздуха, прошедшим через жиклеры холостого хода 6. Образовавшаяся эмульсия проходит жиклеры полной мощности 8 и разбавляется воздухом, по­ ступившим через воздушные жиклеры 9 главной топливодозирующей системы. Далее топливно-воздушная эмульсия из распылителя выте­ кает в малый диффузор, где перемешивается с воздухом и затем попа­ дает в большой диффузор, в котором происходит дальнейшее переме­ шивание с воздухом.

Таким образом, в каналах и двух диффузорах происходит много­ кратное перемешивание топлива с воздухом и обеспечивается доста­ точно хорошее распыливание и испарение топлива. Воздух, поступаю­ щий из воздушного жиклера 9, уменьшая разрежение в канале перед главным жиклером 40, притормаживает струю топлива и тем са­ мым обеспечивает получение более экономичной характеристики кар­ бюратора.

Система холостого хода каждой смесительной камеры состоит из жиклера холостого хода 6, нижнего отверстия 36 холостого хода, верхнего отверстия 35 и регулировочного винта 34 для регулировки состава смеси. При прикрытии дроссельной заслонки 38 разрежение воздуха в диффузоре почти отсутсвует, топливо из главной топливодо­ зирующей системы не поступает, а в задроссельном пространстве раз­ режение достигает максимальной величины. Топливо из главного жик­ лера 40 поступает к жиклерам холостого хода 6, смешивается с возду­ хом, проходит по каналу 37, и далее образовавшаяся эмульсия через нижние отверстия 36 системы холостого хода поступает в задроссельное пространство, где, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. При незначительном открытии дроссельной заслонки увеличи­ вается количество воздуха, проходящего через диффузоры, разреже­ ние в каналах системы холостого хода возрастает: под разрежением в

324

этом случае оказываются и верхние отверстия 35. Одновременно с этим топливо подается как через нижние, так и через верхние отверстия, и количество подаваемого топлива увеличивается.

Экономайзер включается при работе двигателя на полной мощнос­ ти. По мере открытия дроссельной заслонки от перемещения поводка 30, серьги 25 и вертикального валика 19 опускается вместе с планкой 18 втулка 15, сжимая при этом находящуюся под ней пружину. Когда дроссельная заслонка откроется примерно на 90%, валик 14 нажимает на промежуточный толкатель 22 и, сжимая пружину 26, открывает шариковый клапан 24. Топливо из поплавковой камеры через жиклер мощности 27 экономайзера поступает по топливным каналам 28 в наклонные каналы и затем через жиклер полной мощности 8 — в малые диффузоры.

Следовательно, при полном открытии дроссельной заслонки топли­ во поступает из главного жиклера 40 и из жиклера мощности 27 эко­ номайзера. Жиклер полной мощности 8 ограничивает расход топлива лишь при его максимальных значениях.

Ускорительным насосом карбюратора при быстром открывании

и топливо через впускной клапан 23 поступает в цилиндр ускоритель­ ного насоса. При открытии дроссельной заслонки планка 18 сколь­ зит по штоку 17 и сжимает пружину 16; под действием этой пружины

связь планки 18 с поршнем 21 создает эластичность при резком откры­ тии дроссельной заслонки и обеспечивает необходимый для разгона автомобиля продолжительный впрыск топлива.

Для пуска холодного двигателя имеется воздушная заслонка 12, которая обеспечивает сильное обогащение горючей смеси. В воздуш­ ную заслонку вмонтирован предохранительный клапан 13, который автоматически открывается при сильном разрежении в смесительной камере. Клапан 13 позволяет проходить минимально необходимому количеству воздуха при полностью закрытой воздушной заслонке и предохраняет от переобогащения горючей смеси при пуске. Воздуш­ ная заслонка кинематически связана с дроссельными заслонками, и они при закрытии воздушной заслонки автоматически открываются.

Питание двигателя с впрыском бензина

Питание двигателя топливом иногда осуществляется с впрыском бензина непосредственно в цилиндр двигателя или во впускной тру­ бопровод перед впускным клапаном. Бензин впрыскивается форсун­ кой в процессе впуска свежего воздуха в цилиндр двигателя. Давле­ ние бензина, подаваемого к форсунке топливным насосом, в автомо­ бильных и мотоциклетных двигателях обычно достигает при впрыске

во впускную трубу З-т-5 бар, при впрыске в цилиндр двигателя — 10-7-15 бар, а в авиационных поршневых двигателях доходит до

двигателя.

Топливоподающая аппаратура при питании двигателя с впрыском бензина значительно усложняется и получается более дорогостоя­ щей. Поэтому впрыск бензина, кроме авиационных поршневых двига­ телей, применяется пока еще крайне редко.

Смесители в газовых двигателях

Образование горючей (рабочей) смеси (смеси воздуха с горю­ чим газом) в газовых двигателях может осуществляться вне рабочего цилиндра или внутри рабочего цилиндра. В первом случае будет внеш-

нее, а во втором — внутреннее смесеобразование. В четырехтактных газовых двигателях применяется внешнее, а в двухтактных газовых двигателях — внутреннее смесеобразование.

Смесители служат для создания смеси воздуха с горючим газом в пропорции, необходимой для полного сгорания, и дают возможность производить регулирование состава рабочей смеси.

326

По конструкции существующие смесители весьма разнообразны. На рис. 3-40 приведена принципиальная схема смесителя четырех­ тактного газового двигателя. Для изменения количества горючей смеси, поступающей в цилиндр двигателя, служит дроссельная за­ слонка / , а для изменения количества воздуха — заслонка 2. Следо­ вательно, последняя служит для качественного регулирования, так как при изменении количества подаваемого воздуха меняется соотно­ шение воздуха и газа в смеси, т. е. качество рабо­ чей смеси. Клапан 3 пре­ дупреждает попадание воз­ духа в газовую линию и в случае взрыва горючей смеси в смесителе не до­ пускает распространения взрывной волны по газо­ проводу, поэтому клапан 3 называют предохранитель­ ным.

На рис. 3-41 показана схема впускного клапанасмесителя. Работает кла­ пан-смеситель следующим образом: вначале под дей­ ствием коромысла 8 час­ тично открывается лишь впускной клапан / , и в цилиндр поступает чистый воздух. Далее под действи­ ем уступа 6 открывается газовый клапан 5, и тогда

не производят, так как они не экономичны в эксплуатации вследствие того, что продувка цилиндра производится в этом случае не чистым воздухом, а горючей смесью, и поэтому часть газа, не участвуя в сго­ рании, вылетает через выхлопные окна непосредственно в процессе продувки.

Двухтактные газовые двигатели строятся с внутренним смесеобра­ зованием. Продувка в них производится через продувочные окна только воздухом, а горючий газ вдувается непосредственно в цилиндр двигателя под давлением 0,8-4-3,0 бар выше атмосферного в конце

цилиндр двигателя производится за период поворота коленчатого ва­

ла на 45н-60о.

§ 3-16. Система зажигания карбюраторных и газовых двигателей

В карбюраторных и газовых двигателях рабочая смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от электрической искры. Искра возникает

источником тока, различают две системы зажигания: батарейное и от магнето. В газовых двигателях большей частью применяется зажига­ ние от магнето, в автомобильных и тракторных карбюраторных двига­ телях — в основном батарейное зажигание. Для получения мощной электрической искры, необходимой для надежного зажигания, про­ бивное напряжение между электродами свечи должно быть 104-20 тыс. В. Поэтому ток низкого напряжения, получаемый от источника

основном применяются 12-вольтовые аккумуляторы. Аккумулятор обычно заряжается небольшой динамомашиной, приводимой в дейст­ вие от вала двигателя.

Принцип батарейного зажигания заключается в следующем: одна из клемм аккумуляторной батареи 1 (рис. 3-43) присоединена к массе 2, т. е. к какой-либо металлической детали двигателя. От другой клем­ мы через ручной выключатель зажигания 3 ток низкого напряжения идет к индукционной катушке 4, и далее через контакты 6 и 7 преры­ вателя 8 первичная обмотка замыкается на массу. Контакты 6 и 7 периодически размыкаются кулачковой шайбой 10, работающей от распределительного вала 11. Индукционная катушка (бобина) 4 и прерыватель 8 служат для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения.

На сердечник индукционной катушки, изготовленной из мягкой стали, кроме первичной толстой обмотки, намотана вторичная тонкая обмотка с большим числом витков. Один конец второй обмотки соеди­ нен через первичную обмотку с массой, другой конец — с распреде­ лителем тока высокого напряжения. Параллельно контактам 6 и 7 включен конденсатор 9, служащий для устранения искрения между контактами прерывателя при размыкании и для предохранения их от быстрого обгорания. Максимальное напряжение во вторичной обмотке

328

Распределитель 12 состоит из ротора 15 и крышки с электродами 14. Ротор 15 через раздаточную пластинку 13 поочередно подводит ток высокого напряжения к электродам 14, которые соединены прово­ дами с соответствующими запальными свечами 16. Ротор 15 и кулачко­ вая шайба 10 установлены на одном и том же валике 11, поэтому вра­ щаются всегда вместе. Когда кулачковая шайба 10 размыкает контакты 6 и 7, ток в цепи прекращается. В связи с этим вследствие измене­ ния магнитного поля вокруг первичной обмотки во вторичной обмотке

Рис. 3-43. Схема батарейного зажигания

5 возникает ток высокого напряжения. В этот момент раздаточная пластинка 13, замыкая один из электродов 14 распределителя, подво­ дит мгновенный ток высокого напряжения по проводу к свече 16 того цилиндра, в котором заканчивается такт сжатия. Валик 11 ротора и прерывателя связан шестернями с распределительным валом двига­ теля. Причем шестерни устанавливаются так, что момент размыкания кулачковой шайбой контактов 6 и 7 точно соответствует необходи­ мому моменту зажигания рабочей смеси в цилиндре.

Для получения хорошей экономичности во время работы двигателя при изменении числа оборотов и нагрузки требуется менять и угол

329