А.В. Дмитриевский   В.Ф. Каменев  "Карбюраторы автомбильных двигателей"

Требования к системам смесеобразования

Процесс сгорания в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением рабочей смеси в значительной степени зависит от комплекса процессов, связанных с дозированием топлива и смесеобразованием.

Процесс смесеобразования включает: распыливание, испарение топлива и антидетонационных присадок, перемешивание топлива с воздухом и отработавшими газами.

Для современных карбюраторных двигателей основные требования к системам смесеобразования сводятся к обеспечению следующего:

• соблюдения норм на выброс токсичных веществ с отработавшими газами;
• надежного пуска как холодного, так и горячего двигателя в диапазоне температур от —30 до +50 °С;
• оптимального состава смеси на всех режимах для получения максимальных мощностных показателей при минимальном эксплуатационном расходе топлива;
• возможности устранения отказов, связанных с засорением дозирующих систем, минимальных затрат на изготовление, диагностирование, обслуживание и ремонт систем топливоподачи;
• стабильности характеристик карбюратора в различных условиях эксплуатации с учетом климатических условий, изменения видов топлива, износа двигателя и т. п.;
• предельной унификации карбюраторов, бензиновых насосов, фильтров как для различных модификаций двигателей одной модели, так и для различных типов двигателей; автоматизации работы систем, исключению неквалифицированного вмешательства в их регулировку.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на процесс смесеобразования и условия работы двигателя, с точки зрения выполнения перечисленных требований.

Особенностью автомобильного двигателя является широкий диапазон нагрузочных и скоростных режимов. Карбюратор должен обеспечить оптимальные процессы смесеобразования в любом режиме и при переходе с одного режима на другой, надежный пуск двигателя, его прогрев при минимальных выбросе токсичных веществ и расходе топлива, а в случае крайней необходимости переход на непрогретом двигателе на нагрузочные режимы. При торможении необходимо отключать подачу топливовоздушной смеси и в нужный момент переходить на нагрузочный режим или режим холостого хода.

Смесеобразование в карбюраторных двигателях является одним из важнейших факторов, определяющих основные показатели двигателей. Протекание процесса смесеобразования и равномерность распределения смеси (по составу) и антидетонационных присадок по цилиндрам, динамические качества двигателя зависят в основном от следующих факторов:

фракционного состава бензина

температуры испарения отдельных фракций топлива и антидетонатора

температуры топлива и воздуха

интенсивности подогрева смеси

относительной скорости воздуха и скорости капель топлива

степени турбулентности потока

площади поверхности испарения (капель или слоя пленки топлива), что в значительной степени зависит от дисперсности дробления топлива в распылителе, продолжительности испарения.

Пусковые качества двигателя.

Фракционный состав бензина влияет на пусковые качества двигателя.

При холодном пуске двигателя к концу сжатия достаточно обеспечить испарение только легких низкотемпературных фрак­ций, чтобы создать в зоне свечи зажигания топливовоздушную смесь, способную воспламениться. Остальная часть топлива мо­жет находиться в виде конденсата. Поэтому коэффициент избыт­ка воздуха, подсчитанный по данным измерения расходов воз­духа и топлива, может находиться в пределах 0,1—0,2.

После пуска двигателя во время прогрева карбюратор дол­жен мгновенно обеспечить приготовление обогащенной смеси, что достигается посредством различных автоматических или по­луавтоматических устройств. Режим прогрева в значительной степени обусловливает уровень выброса токсичных веществ. Ра­бота на режиме прогрева оказывает влияние на выброс СО и СН при испытаниях по американскому циклу FTP-75, так как сразу после пуска двигателя отработавшие газы поступают в га­зоанализатор. В этом случае соблюдение норм на выброс ток­сичных веществ с отработавшими газами практически может быть обеспечено лишь при автоматическом управлении карбю­ратором на режиме прогрева.

При испытании по ОСТ 37.001,054—86 на прогрев двигателя после пуска отводится 40 с. За это время двигатель не успевает полностью прогреться и первые режимы движения по ездовому циклу испытаний осуществляются с обогащенной смесью.

Поэтому регулирование состава смеси и интенсивность про­грева двигателя, особенно впускной системы, играют решающую роль при определении выброса токсичных веществ за весь ездо­вой цикл.