ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ, СИСТЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

5. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

     Расчет диффузора. Карбюраторы бывают диффузорные и бездиффузорные. Диффузор должен обеспечить необходимое разрежение и необходимую скорость воздуха для достижения возможно тонкого распыления и возможно полного испарения топлива. Основные конструктивные размеры диффузора можно определить из следующих условий.
     Действительный секундный расход воздуха (кг/с) через диффузор исходя из его размеров определяется уравнением

G_в = (π·d²/4) ·μ · ω · ρ₀ = (π·d²/4) · μ · (2Δp · ρ₀)^0,5,

где d – диаметр диффузора, м; ρ₀ – плотность воздуха, кг/м³; μ – коэффициент расхода воздуха (μ=0,75÷0,88); ω=(2Δp/ρ₀)^0,5 – скорость воздуха, м/с; Δp – разрежение в диффузоре, Па.
     С другой стороны, расход воздуха через диффузор равен количеству воздуха, поступающего в каждую секунду в цилиндры двигателя при данной частоте вращения. Для четырехтактных двигателей

G_в = η_v · (π·D²/4) · S · (n · i/120) · ρ₀,

где D и S – диаметр и ход поршня, м; n – частота вращения, мин^–1; η_v – коэффициент наполнения.
     Из вышеприведенных уравнений устанавливается взаимосвязь между разрежением в диффузоре и частотой вращения коленчатого вала:

Δp = 0,5 [(η_v · n · i · S)/(120 μ)]²(D/d)⁴· ρ₀,

и определяется диаметр диффузора

d = D[(η_v · n · i · S)/(120 μ · ω)]^0,5 = 2 [G_в/(π · μ · ω · ρ₀)]^0,5.

     Диаметр диффузора подбирают таким образом, чтобы при малой частоте вращения и прикрытой дроссельной заслонке получить скорость воздуха не менее 40 ÷ 50 м/с, а при высокой частоте вращения и полностью открытой дроссельной заслонке – не выше 120 ÷ 130 м/с. При скорости воздуха меньше 40 м/с возможно ухудшение распыливания топлива и, следовательно, увеличение удельных расходов топлива, а при скоростях воздуха выше 130 м/с возможно снижение наполнения и мощности двигателя.
     Расчет жиклеров. Основой главной дозирующей системы является элементарный карбюратор, который обогащает смесь по мере увеличения разрежения в диффузоре, т.е. с увеличением открытия дроссельной заслонки или частоты вращения коленчатого вала. На рис.7 представлены характеристики элементарного карбюратора 1 и «идеального» карбюратора 2.

Рис.7. Характеристики элементарного (1) и «идеального» (2) карбюраторов

     Из сравнения характеристик видно, что элементарный карбюратор с ростом разрежения в диффузоре практически постоянно обогащает смесь, в то время как для «идеального» карбюратора необходимо постепенное обеднение горючей смеси вплоть до максимальных разрежений, когда требуется некоторое обогащение смеси. Таким образом, для получения от элементарного карбюратора характеристики, близкой к «идеальной», необходимо устройство, обеспечивающее обеднение горю-чей смеси на всех основных эксплуатационных режимах работы двигате-ля (см.рис.7, участок АВ). С этой целью главные дозирующие системы карбюраторов снабжены дополнительными устройствами, обеспечиваю-щими так называемую компенсацию (обеднение) смеси.
     Для компенсации смеси в основном используют два принципа:1) регулирование разрежения в диффузоре и 2) регулирование разрежения у жиклера. Можно использовать и оба принципа одновременно.
     Диаметр жиклера должен быть таким, чтобы при данном разрежении в диффузоре обеспечивался необходимый расход топлива.
     Секундный расход топлива должен быть равен

G_тс = G_т / 3600,

где G_т = g_e · N_e – часовой расход топлива.
     Этим требованиям должна соответствовать производительность жиклера

G_тж = (π·d_ж²/4) · ω_тж · ρ_т,

где d_ж – диаметр жиклера, м; ω_тж – теоретическая скорость топлива при истечении из жиклера, м/с; ρ_т – плотность топлива (для бензинов ρ_т=730÷750 кг/м³)
.      Из равенства G_тж = G_тс находится d_ж

d_ж = [G_т/(900 π · ω_тж · ρ_т)]^0,5.

     Скорость истечения топлива из жиклера в значительной степени зависит от его формы (например, отношения l/d_ж). Расчет скорости ведется по формуле

ω_тж = [2(Δp – g · Δh · ρ_т)/ ρ_т]^0,5,

где Δh=(0,002÷0,005)м – расстояние между уровнем топлива в поплавковой камере и устьем распылителя.
     С учетом коэффициента расхода жиклера μ_ж.г действительная скорость топлива при истечении из главного жиклера

ω_ж.г=μ_ж.г·ω_т.ж.

Диаметр главного жиклера

d_ж.г = [G_T|(900π · ω_ж.г Δh · ρ_т)]^0,5.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ