Беспоплавковый карбюратор
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 fТ. Жиклер fТ 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 ивсасывающей трубой, что дает возможность иметь в ней давление, равное давлению рК занагнетателей. Камера постоянного давления 8 при помощи канала и жиклера fВ 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 рК в полости рычажного механизма 12.
Открытие дросселя вызывает одновременное открытие топливного жиклера fТ 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 fВ, 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 fВ1 , fВ2, fВ3 .
Подсасываемый воздух повышает давление над жиклером fТ, 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 fВ1 , fВ2, fВ3 .
Увеличение числа открытых отверстий для подсоса воздуха обеспечивает увеличенное поступление воздуха внутрь распылительной трубки через наружное отверстие fВ.
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 fВ. 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 Се 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 Се. 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 1поступает 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 Δ р1, 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.
На 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.