Впускные коллекторы карбюраторных двигателей


Впускные коллекторы карбюраторных двигателей, фотоВ карбюраторных двигателях и двигателях с системой центрального впрыска топлива горючая топливно-воздушная смесь создается за счет насыщения всасываемого воздуха топливом, распыляемым в виде мельчайших капель. Капли топлива, вылетая из карбюратора или топливных форсунок дроссельной камеры, тут же испаряются. Впускные коллекторы в карбюраторном двигателе, работающем на максимуме своего объемного КПД, к тому времени, когда порция топливно-воздушной смеси поступает в камеру сгорания, испаряется примерно 60% топлива. Это означает, что в то время, когда порция топливно-воздушной смеси движется по впускному коллектору, в ней еще остаются не испарившиеся капли топлива. Капли топлива удерживаются во всасываемой порции топливно-воздушной смеси до тех пор, пока скорость воздушного потока остается высокой. При работе двигателя на максимальной мощности эта скорость может достигать 300 футов в секунду (100 м/с).

Выпадение капель топлива из потока топливно-воздушной смеси при прохождении им впускного коллектора начинается тогда, когда его скорость становится ниже 50 футов в секунду (15 м/с). При работе двигателя на холостом ходу скорость воздушного потока зачастую падает ниже этого порога. На низких оборотах двигателя, когда происходит выпадение капель топлива из потока топливно-воздушной смеси, для того чтобы добиться воспламеняемости топливно-воздушной смеси в камере сгорания во всасываемую порцию воздуха необходимо подавать дополнительное количество топлива. Выбор размеров впускного коллектора представляет собой компромиссное решение. Площадь поперечного сечения коллектора должна быть достаточно большой, чтобы пропустить большой объем топливно-воздушной смеси, требующийся на максимальной мощности двигателя. В то же время она должна быть достаточно маленькой, чтобы скорость всасываемого потока топливно-воздушной смеси оставалась достаточно высокой для удержания капель топлива во взвешенном состоянии в потоке смеси.

Это необходимо для того, чтобы во все цилиндры поступала одинаковая по составу топливно-воздушная смесь. Одной из причин, по которым гоночные двигатели не могут работать на низких оборотах, как раз и является увеличенная площадь поперечного сечения коллектора. Она должна быть достаточно большой, чтобы двигатель развивал максимальную мощность. Но при больших размерах сечения коллектора снижается скорость воздушного потока и на низких оборотах топливо оседает из топливно-воздушной смеси, следствием чего является низкая приемистость двигателя на низких оборотах. Двигатели серийных легковых автомобилей конструируются в первую очередь с учетом того, что они должны обеспечивать экономичность в режиме умеренной нагрузки, при частично перекрытом дросселе. Поэтому площадь поперечного сечения коллекторов двигателей этих автомобилей намного меньше, чем у гоночных машин. За счет небольшого сечения коллектора скорость топливно-воздушного потока остается достаточно высокой во всем диапазоне рабочих скоростей двигателя, соответствующем нормальным условиям его эксплуатации.

Такт впуска по длительности занимает приблизительно одну четверть четырехтактного цикла. Таким образом, к одному карбюратору можно подсоединить четыре цилиндра, синхронизировав их работу гак, чтобы каждому из цилиндров предназначалась своя четверть 720-градусного четырехтактною цикла. Этот же принцип используется в V-образных автомобильных двигателях. В этих типах двигателей впускной коллектор разделен на две секции или ветви с воздуховодами, проложенными в двух уровнях. Такую конструкцию коллектора называют 180-градусной или двухуровневой. Такая конструкция позволяет уложить относительно длинные воздуховоды коллектора между головками цилиндров. Цилиндры, в порядке зажигания, заполняются топливно-воздушной смесью поочередно от верхних и нижних воздуховодов коллектора, поэтому компоновка воздуховодов должна соответствовать порядку зажигания цилиндров. Если топливно-воздушная смесь поступает во все цилиндры из общей смесительной камеры карбюратора, то такая конструкция впускного коллектора называется 360-градусной или одно-уровневой.

Длина резонансных воздуховодов коллектора подбирается такой, чтобы использовать эффект волны-давления, возникающей естественным образом в движущемся столбе газа. Волна давления достигает цилиндра точно в тот момент, когда впускной клапан открыт. Тем самым создается эффект наддува или скоростного напора при впуске топливно-воздушной смеси в цилиндр. В восьми-цилиндровых V-образных двигателях, оснащенных четырех-камерными карбюраторами, горловины основных камер карбюратора располагаются обычно почти по центру воздуховодов коллектора с целью улучшения работы двигателя на низких и средних оборотах. Основные камеры карбюратора используются постоянно. Резкие изгибы воздуховодов усиливают оседание капель топлива из потока топливно-воздушной смеси. Воздух, обладающий меньшей плотностью, меньше тормозится на поворотах воздуховодов, чем более тяжелые капельки топлива. Шероховатость внутренних стенок воздуховодов увеличивает сопротивление потоку и его турбулентность.

Площадь поперечного сечения центральных воздуховодов коллектора составляет примерно 0,008 квадратного дюйма на один кубический дюйм объема двигателя. Площадь поперечного сечения отводов коллектора составляет примерно 0,006 квадратного дюйма на один кубический дюйм объема двигателя. Дно коллекторных воздуховодов обычно выполняют с продольными ребрами или гребешками. Ребра обеспечивают более равномерное перемешивание топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры, даже тогда, когда часть топлива все еще находится в жидком состоянии. Равномерное распределение топлива в смеси не менее важно, чем равномерное распределение воздуха.

Поделиться записью с друзьями в:

Смотрите также

Комментарии:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *