Меню раздела

Экономайзер


Экономайзер карбюратора представляет собой устройство, обогащающее горючую смесь до состава, необходимого для получения максимальной мощности при полном открытии дроссельной заслонки или открытии, близком к нему. С помощью экономайзера расход топлива увеличивается на режимах максимальной мощности и уменьшается при переходе к средним нагрузкам, что обеспечивает, таким образом, наиболее экономичную работу двигателя на средних нагрузках.
Действие экономайзера обусловлено изменением сопротивления топливной системы при помощи особого клапана (иглы), открывающегося при положении дроссельной заслонки, близком к полному открытию. В отдельных случаях изменение сопротивления топливной системы достигается увеличением или уменьшением площади проходного сечения жиклера дозирующей иглой.
Подача дополнительного топлива производится через жиклер экономайзера, устанавливаемый параллельно или последовательно с главным жиклером.
При параллельной установке жиклера экономайзера и главного жиклера (рис. 57, а) топливо подводится в распылитель 4 при открытом с помощью рычага 5 клапане 1 экономайзера сразу через два жиклера: главный 3 и жиклер 2 экономайзера. В этом случае площадь сечения главного жиклера подбирают так, чтобы на средних нагрузках, когда клапан 1 закрыт, получалась смесь экономичного состава. Через жиклер экономайзера подается дополнительное количество топлива, необходимое для обогащения смеси (около 15-20% количества топлива, подаваемого через главный жиклер). Следовательно, площадь сечения этого жиклера должна быть значительно меньше площади главного жиклера. Это и служит исходным условием для определения площади проходного сечения жиклера экономайзера.
При перепаде давления между поплавковой камерой и диффузором и площади проходного сечения главного жиклера /д расход топлива через него (без учета компенсационной си-
Количество вытекающего топлива должно быть таким, чтобы состав смеси отвечал экономичной регулировке, т.е. коэффициент избытка воздуха а должен быть равным — 1,1.
Расход топлива через жиклер экономайзера при известной площади его проходного сечения, где ц0 - коэффициент расхода жиклера экономайзера.
При последовательной установке жиклера экономайзера и главного жиклера (рис. 57, б) топливо из поплавковой камеры проходит последовательно через жиклеры 2 и 3. Когда дроссельная заслонка открывается полностью, клапан 1 экономайзера тоже открывается, и часть топлива, минуя жиклер 2, через главный жиклер 3 поступает в распылитель 4. Сопротивление потоку топлива уменьшается, расход топлива увеличивается, и смесь обогащается. Жиклер экономайзера в этом случае должен иметь большую площадь проходного сечения, чем главный, так как сопротивление его невелико. Опыты показывают, что последовательная установка двух одинаковых жиклеров приводит к уменьшению расхода топлива приблизительно на 20%. При таком включении жиклеров площадь сечения главного жиклера подбирают исходя из условия получения максимальной мощности. Площадь сечения жиклера экономайзера должна быть такой, чтобы при включении жиклера сопротивление потоку топлива увеличивалось настолько, насколько это необходимо для получения смеси экономичного состава.
При последовательной установке главного жиклера и жиклера экономайзера на преодоление сопротивления последнего затрачивается часть общего перепада давления Дрд. Тогда истечение топлива из главного жиклера будет происходить под действием перепада Арп — Др0. Расход топлива в этом случае = Цж./ж 2 (Дрд — Арф) рх.
Учитывая, что жиклеры экономайзера и главный выполняют конструктивно одинаково и скорости в проходных сечениях этих жиклеров при совместной работе также примерно равны, можно принять ц0 = цж. Тогда расход топлива должен быть таким, чтобы коэффициент избытка воздуха соответствовал экономичной работе двигателя.
Для установления зависимости площади проходного сечения жиклеров экономайзера и главного от расхода топлива через них разделим одно на другое выражения.
Если принять, что расход топлива при включении экономайзера должен уменьшиться на 15-20% (т.е. & = 0,80 ^ 0,85), то площадь проходного сечения его жиклера будет больше площади проходного сечения главного жиклера в 1,33-1,5 раза.
Привод клапана может быть пневматическим или механическим. Клапан 1 с пневматическим приводом (рис. 58) может открываться стержнем 2 специального поршня 4. При работе на средних нагрузках, когда дроссельная заслонка прикрыта, разрежение в пространстве за ней по каналу 5 передается в полость над поршнем, вследствие чего он удерживается в поднятом состоянии: клапан экономайзера закрыт. При открытии дроссельной заслонки разрежение падает, и наступает момент, при котором сила упругости пружины 3 оказывается больше силы, создаваемой разрежением. Вследствие этого поршень опускается вниз, концом стержня открывает клапан 1 и вводит дополнительное количество топлива. Момент включения экономайзера с пневматическим приводом определяется разрежением за дроссельной заслонкой. Это разрежение в различных карбюраторах автомобильных двигателей изменяется от 0,70 до 1,80 кПа и зависит от требований, предъявляемых к автомобилю.
Отличительной особенностью рассматриваемого экономайзера является то, что он включается в работу не при одном и том же положении дроссельной заслонки, а при различных, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Такой экономайзер включается в работу тем раньше, чем меньше и, так как при малой частоте вращения вала разрежение, необходимое для включения экономайзера, создается при меньшем открытии дроссельной заслонки. Указанная особенность экономайзера с пневматическим приводом позволяет улучшить приемистость автомобиля. Обычно пневматический привод регулируют так, чтобы экономайзер начинал работать при разрежении за дроссельной заслонкой, равном 0,6-1,0 кПа. Такая регулировка обеспечивает работу экономайзера при полностью открытой дроссельной заслонке на всех скоростных режимах.
К недостаткам экономайзера с пневматическим приводом следует отнести сложность конструкции и регулировки его в процессе эксплуатации, повышенные требования к герметичности карбюратора, а также зависимость количества подаваемого топлива от износа поршня 4.
При механическом приводе клапан экономайзера связан с механизмом управления дроссельной заслонки. Экономайзер с механическим приводом включается в работу при одном и том же положении дроссельной заслонки независимо от частоты вращения коленчатого вала, хотя мощность двигателя по мере открытия дроссельной заслонки при различных п меняется по-разному. Так, например, если при п — 2000 об/мин экономайзер включается тогда, когда мощность еще продолжает увеличиваться (рис. 59, кривая 1), то при п = 1000 об/мин он начинает работать после довольно длительного периода открытия дроссельной заслонки, когда мощность двигателя практически не изменяется (кривая 2).
Для использования преимуществ экономайзеров с механическим и пневматическим приводами часто их оба вводят в карбюратор (карбюраторы К-21, К-82, К-84, К-88, К-89 и др.). В этом случае экономайзер с пневматическим приводом регулируют так, чтобы он, обогащая горючую смесь, не обеспечивал максимальной мощности двигателя. Экономайзер с механическим приводом регулируют на мощностной состав смеси; он включается при работе двигателя с почти полностью открытой дроссельной заслонкой.
Для обеспечения простоты конструкции карбюратора экономайзеры обычно не применяют в мотоциклетных карбюраторах, в которых обогащение смеси осуществляется дозирующей топливной иглой.
Как известно, при включении экономайзера горючая смесь обогащается, но это приводит к увеличению неполноты сгорания и к повышению токсичности отработавших газов. Поэтому для уменьшения их токсичности в карбюраторах некоторых двигателей легковых автомобилей экономайзер также не применяют. Необходимые динамические качества автомобиля обеспечиваются соответствующим запасом мощности двигателя.