Förgasare ( fr. Carburateur ) - en nod av förbränningsmotorns kraftsystem , utformad för att förbereda en brännbar blandning av bästa sammansättning genom att blanda (förgasning, fr. carburation ) flytande bränsle med luft och reglera mängden av dess tillförsel till motorn cylindrar. Den har den bredaste tillämpningen på olika motorer som säkerställer driften av en mängd olika enheter. På masstillverkade bilar sedan 80-talet av 1900-talet har förgasares bränsleförsörjningssystem ersatts av insprutningssystem .
Förgasare är indelade i bubblande och veke, som för närvarande inte används, membran-nål och flottör, som utgör den stora majoriteten av alla förgasare.
En bubblande förgasare är en bensintank i vilken det på ett visst avstånd från bränsleytan finns en blank skiva och två breda rör - som tillför luft från atmosfären och tar blandningen in i motorn. Luften passerade under brädet ovanför bränslets yta och, mättad med dess ångor, bildade en brännbar blandning. Trots all sin primitivitet är denna förgasare den enda som ger en blandning med luft av exakt ångfraktionen av bränslet. Gasventilen satt på motorn separat. Den bubblande förgasaren gjorde motorn mycket krävande på bränslets fraktionella sammansättning, eftersom dess flyktighet måste uppta ett mycket smalt temperaturområde, hela strukturen var explosiv, besvärlig och svår att reglera. Bränsle-luftblandningen i den långa banan var delvis kondenserad, denna process var ofta beroende av vädret.
En vekeförgasare är en liten tank, i vars lock en veke är placerad, går den övre änden av veken in i motorns intagskanal. Utformningen av en vekförgasare liknar en fotogenlampa och i princip använde skaparna av tidiga motorer ofta denna enhet som en förgasare. En vekeförgasare är mycket säkrare än en bubblande förgasare och ställer mindre krav på bränslets fraktionella sammansättning.
Membran- nålförgasaren är en separat komplett enhet och består, som namnet antyder, av flera kammare separerade av membran, stelt förbundna med varandra med en stång , som slutar med en nål som låser bränsletillförselventilsätet. Kamrarna är förbundna med kanaler till olika sektioner av blandningskammaren och till bränslekanalen. En variant är kopplingen mellan membranen och ventilen med ojämna spakar. Egenskaperna hos sådana förgasare bestämdes av kalibrerade fjädrar, som stödde membranen och / eller spakarna. Systemet är utformat så att förhållandet mellan vakuum, bränsletryck och blandningshastighet ger rätt förhållande mellan bränsle och luft. Fördelen med en sådan förgasare - tillsammans med enkelheten - är förmågan att arbeta i bokstavligen vilken position som helst i förhållande till gravitationen. Nackdelar - justeringens relativa komplexitet, viss instabilitet hos karakteristiken (på grund av fjädern), känslighet för accelerationer vinkelrätt mot membranen, ett smalt intervall av mängden blandning vid utloppet, långsamma övergångar mellan stationära lägen. Sådana förgasare används på motorer som inte har en viss rumslig position på grund av driftsförhållanden (motorer av gasklippare, gräsklippare, kolvflygplan, till exempel AK-82BP-förgasare var på LA-5), eller helt enkelt på billiga konstruktioner. Det är en sådan förgasare som står som en extra på en ZIL-138 gasballongbil .
Slutligen utgör flottörförgasaren , som är mångsidig i sina många modifieringar, den stora majoriteten av moderna förgasare och består av en flottörkammare som ger ett stabilt bränsleflöde, en blandningskammare som faktiskt är ett venturirör och ett flertal mätsystem som består av bränsle- och luftkanaler, mätelement - jetstrålar , ventiler och ställdon . Flytförgasare ger, allt annat lika, de mest stabila parametrarna för utloppsblandningen och har högsta prestanda. Det är därför de är så utbredda.
Den enklaste förgasaren består av två funktionella element: en flottörkammare (10) och en blandningskammare (8).
Bränsle genom röret (1) kommer in i flottörkammaren (10), i vilken flottören (3) flyter, på vilken flottörventilens avstängningsnål (2) vilar. När bränsle förbrukas minskar dess nivå i flottörkammaren, flottören sjunker, nålen öppnar bränsletillförseln, och när den specificerade nivån uppnås stänger ventilen. Sålunda upprätthåller flottörventilen en konstant bränslenivå. Tack vare balanseringshålet (4) upprätthålls atmosfärstrycket i flottörkammaren. I praktiskt tillverkade förgasare som arbetar med luftfilter, istället för detta hål, används en balanserande flottörkammarkanal , som inte leder till atmosfären, utan till luftfilterhåligheten eller till toppen av blandningskammaren. I det här fallet påverkar filtrets strypningseffekt jämnt hela gasdynamiken i förgasaren, som blir balanserad .
Från flottörkammaren kommer bränsle in genom strålen (9) in i finfördelaren (7). Mängden bränsle som tillförs från finfördelaren (7), enligt Bernoullis lag, beror, ceteris paribus, på strålens flödesarea och graden av vakuum i diffusorn , såväl som på diffusorns tvärsnitt . Tvärsnittsförhållandet mellan diffusorn och huvudbränslestrålen är en av förgasarens grundläggande parametrar.
När man tar i går trycket i motorns cylindrar ner. Uteluft sugs in i cylindern och passerar genom förgasarens blandningskammare (8), som innehåller diffusorn ( Venturirör ) (6), och inloppsröret, som fördelar den färdiga blandningen till cylindrarna. Finfördelaren placeras i den smalaste delen av diffusorn, där, enligt Bernoullis lag, når flödeshastigheten ett maximum och trycket minskar till ett minimum.
Under påverkan av tryckskillnaden strömmar bränsle ut ur finfördelaren. Bränslet som strömmar från finfördelaren krossas i en luftström, finfördelas, förångas delvis och bildar, blandat med luft, en brännbar blandning. I riktiga förgasare används ett bränsletillförselsystem, där inte homogent flytande bränsle tillförs finfördelaren, utan en emulsion av bränsle och luft. Sådana förgasare kallas emulsion . Som regel används en dubbel diffusor istället för en enkel diffusor. Tilläggsdonet är litet och placerat koncentriskt i huvuddonet. Endast en del av det totala luftflödet passerar genom den. På grund av den höga hastigheten i den centrala delen, med litet motstånd mot huvudluftflödet, uppnås en bättre finfördelning. Mängden blandning som kommer in i cylindrarna, och därför motoreffekten , regleras av gasspjällsventilen (5), för många förgasare, särskilt horisontella, används en skjutventil istället för en vridspjällsventil.
Nackdelen med en förgasare med konstant diffusorsektion är motsättningen mellan behovet av å ena sidan att öka diffusorns flödesarea för att minska gasdynamiska förluster vid motorinloppet och å andra sidan behovet av att minska diffusorns flödesområde för att säkerställa kvaliteten på bränsleförstoftning med dess efterföljande avdunstning. Denna paradox förbigås tekniskt i förgasare med konstant vakuum (Stromberg, SU, Mikuni) och med en variabel diffusorsektion. Detta problem löses delvis genom införandet av en extra blandningskammare med sekventiell öppning av trottel, då visar sig diffusorernas totala tvärsnitt vara stegvis variabelt. Under efterkrigsåren i Sovjetunionen användes i stor utsträckning förgasare med tvåstegs luftreglering med en parallell extra diffusor i en blandningskammare - K-22-familjen.
Bränslenivån i flottörkammaren är en av de viktigaste förgasarkonstanterna. Den stabila driften av tomgångssystemet och övergångssystemen för alla kammare beror på det, det vill säga driften av motorn vid låga hastigheter direkt. Och eftersom justeringen av tomgångssystemet faktiskt fastställer den korrekta kompensationen för sammansättningen av GDS, beror driften i alla lägen indirekt på nivåns stabilitet.
Bränslenivåns läge i kammaren ställs in av konstruktören så att, med någon avvikelse från förgasaren från det vertikala, spontant utflöde av bränsle från finfördelaren in i blandningskammaren inte inträffar.
Det speciella med layouten för moderna förgasare är att det på tvärgående motorer blir nödvändigt att kompensera för tidvattenfenomen. För sådan kompensation skapas i de enklaste fallen ytterligare economizers (DAAZ-1111). Dyrare förgasare använder parallella flottörkammare placerade på sidorna av förgasaren och anslutna antingen med en tvärgående kanal (DAAZ-2108) eller en separat kommunikationskavitet från vilken jetstrålarna matas. I det här fallet kan det finnas två flottörventiler ("Pirburg-2BE") placerade vid de yttersta punkterna på sidorna.
Flottören/flotterna kan vara ihåliga (DAAZ), som regel är de lödda av stansade mässingshalvor, eller gjorda av porös plast (K-88).
För att kompensera för effekten av motorvibrationer på bränslenivån dämpas flottörventilerna antingen genom att införa en dämpfjäder med en stång eller kula, eller genom närvaron av ett elastiskt tryck eller låselement (PECAR).
I ett antal förgasare sitter flottörventilen i botten av kammaren. I dessa fall låter layouten dig direkt övervaka bränslenivån genom att ta bort förgasarlocket. För samma ändamål använde många modeller av förgasare visningsfönster placerade i sido- eller främre väggen av flottörkammaren och så att du kan se nivån direkt under motorns drift.
En balanserad förgasare kan ha ett parkeringsobalanssystem med flottörkammare , som representeras av en mekanisk eller elektrisk ventil som kommunicerar sin kavitet med atmosfären under parkering. I det här fallet är det mycket lättare att starta en varm motor, eftersom luft berikad med bränsleånga inte samlas i förgasaren. För att fånga upp dessa ångor och av miljöskäl introducerar senare konstruktioner även en gasgetter - en behållare med en insats av aktivt kol. När den kopplas bort från flottörkammaren efter start av motorn, är dess hålighet ansluten till vevhusventilationssystemet och de absorberade bensinångorna förbränns av motorn som en del av arbetsladdningen.
Under drift arbetar motorn i olika lägen, vilket kräver en blandning av olika sammansättning, ofta med en kraftig förändring av innehållet i bränsleångfraktionen. För att förbereda en blandning av sammansättning som är optimal för alla motordriftslägen, har en förgasare med konstant munstycketvärsnitt en mängd olika mätanordningar. De kommer i drift eller stängs av från arbetet vid olika tidpunkter eller arbetar samtidigt, vilket ger den mest gynnsamma (när det gäller att erhålla den största kraften och ekonomin) sammansättningen av blandningen i alla motorlägen.
Tidigare fanns GDS med parallellstrålar och sekventiella diffusorer (K-22), där kompensation tillhandahölls främst av tomgångssystemet och på grund av att plattornas elasticitet öppnade luftflödet i en separat stor diffusor, medan bensin tillfördes fr.o.m. en parallell kompensationsstråle. I relativt enkla småbilsförgasare användes en GDS med en kompensationsbrunn och en restriktiv kompensationsstråle. På grund av ytlig kompensation och en relativt liten mängd bränsle som tillförs, det vill säga inflexibilitet i drift, upphörde förgasare med sådana system att produceras i mitten av 60-talet av XX-talet.
HDS för en modern förgasare ger flexibiliteten i blandningssammansättningen från 1:14 till 1:17 viktdelar bensin: luft. I huvudlägena ger HDS en blandning av ekonomisk eller utarmad sammansättning - 1:16-1:16,5.
En helt speciell design har en HDS av en horisontell förgasare med nålreglering. I detta system ändras mängden luft som passerar genom diffusorn mekaniskt samtidigt - på grund av att porten stiger och mängden bränsle som tillförs den - på grund av en nål med variabel profil som passerar genom strålen och mekaniskt förändras dess flödesområde. Den karakteristiska kurvan för en sådan förgasare tillhandahålls av ett mekaniskt styvt inställt förhållande mellan diffusorns tvärsnitt och strålens tvärsnitt, som endast beror på portens lyfthöjd. I konstantvakuumförgasare tillhandahålls denna nivå automatiskt vid varje tidpunkt på grund av verkan av spolens dämpningssystem och vakuum i gasspjällszonen, bestämt av motorbelastningen och gasspjällsvinkeln.
Eftersom det inte finns något undertryck över gasreglaget vid tomgång, vilket är nödvändigt för att huvuddoseringssystemet ska fungera, krävs ett separat system för att tillhandahålla lägen med grunt vakuum och små öppningsvinklar för gasreglaget, som kan ge blandningsbildning vid låg luftnivå. flödeshastigheter i blandningskammaren. Det kan vara parallellt (används mycket sällan), sekventiellt, ha olika typer av atomisering - gas, gas, kan vara autonomt (ACXX).
Sequential CXX är en luft-, bränsle- och emulsionskanal med mätelement - tomgångsstrålar eller ställdon. Den tomma bränslestrålen drivs från botten av GDS-emulsionsbrunnen, så den är ansluten i serie till GDS-bränslekanalen. Luftstrålen XX är ansluten till utrymmet i den övre delen av blandningskammaren, vilket ger en förändring av mängden luft som kommer in i CXX under olika motordriftslägen. Med tanke på ovanstående egenskaper är CXC en mycket viktig länk i kompensationen av blandningen för GDS. Mycket ofta tillförs luft till SHX genom två eller tre kanaler, vilket ger en två- eller trestegs emulgering, vilket bidrar till ytterligare homogenisering av blandningen och förbättrar likformigheten i blandningens sammansättning över cylindrarna. CXX mynnar in i blandningskammaren i gasspjällsutrymmet, där det vid tomgång finns ett tillräckligt vakuum för dess drift. Via öppningar öppnas in i CXX-kanalen, belägen i zonen av kanten av den på glänt strypventilen. K-88 och DAAZ-2108 har i allmänhet en vertikal slitsliknande öppning, en del av den, belägen under gasreglagets kant, ger tomgång, när gasreglaget öppnas ökar denna del naturligtvis, vilket ger ett övergående läge.
Strypventilen på tomgång är nästan stängd, det uppstår ett vakuum i förgasaren först direkt efter det. På grund av detta vakuum tillförs bränsle blandat med luft från tomgångsluftstrålen och ytterligare luftkanaler till tomgångshålet från huvuddoseringssystemet genom tomgångsbränslestrålen. I det här fallet bildas en berikad blandning, som är nödvändig för att bibehålla motorns tomgångshastighet, med ett förhållande mellan "bensin - luft" i intervallet från 1:12 till 1:14,5.
I det transienta läget, det vill säga vid små gasspjällsöppningsvinklar, kommer emulsionen från CXX-kanalerna in i spjällventilens kantzon genom en eller flera vior, blandas med den passerande luften och utarmas till 1:15-1:16,5.
Som redan nämnts har vissa förgasare (K-88, K-90, DAAZ-2108) ett vertikalt spårliknande hål i spjällkantsområdet. Denna konstruktion ger effektiv kompensation och en jämn förändring av blandningens sammansättning i det transienta läget. Genom att specificera formen på slitsen är det möjligt att uppnå ett nästan idealiskt transientsvar.
Vid andra motordriftslägen kompenserar tomgångssystemet för sammansättningen av blandningen som bildas av huvuddoseringssystemet och är därför extremt viktigt för korrekt drift av förgasaren. Det finns fall när förgasaren, efter en okvalificerad justering av CXX , samtidigt som tomgångshastigheten bibehålls , praktiskt taget förlorade sin prestanda.
För att säkerställa enhetligheten i blandningens sammansättning i cylindrarna och stabiliteten hos parametrarna och blandningsbildningen, och antändningsögonblicket, utförs CXX ofta autonomt , med ytterligare blandningsanordningar, som faktiskt är en förgasare i en förgasare, kan användas vid låga luftflöden (till exempel AXX "Cascade"). Ett sådant system har en huvudkanal, vars inlopp är beläget i zonen för den fallande kanten av gasspjällsventilen, och munnen går in i zonen under gasreglaget. På grund av detta arrangemang stannar rörelsen av luft och blandning i kanalen omedelbart när gasreglaget öppnas. Hela emulsionen som bildas i CXC släpps ut i denna kanal vid tomgång, men för högkvalitativ finfördelning blandas den med luft i speciella finfördelare som ger mycket höga rörelsehastigheter vid låga luft- och emulsionshastigheter - i nivå med ljudets hastighet. På grund av detta ger ACXC finfördelningskvalitet som är ouppnåelig för andra tomgångssystem. Förgasare av högre kvalitet använder ACX med trippel och ibland fyrdubbel emulgering.
ACXX-sprutor är byggda enligt olika scheman. Den enklaste av dem är CXX för förgasaren DAAZ-2140. I den passerar luftflödet genom en liten horisontell slits, in i vilken en annan slits öppnar från toppen - från emulsionskanalen. Förhållandet mellan sektionerna säkerställer gasernas hastighet i nivå med ljudhastigheten. ACXX "Cascade" har en ringformig atomizer med radiellt anordnade hål, från vilka en emulsion kommer in i luftströmmen - ett sådant system kopierar faktiskt blandningskammaren i miniatyr. I mitten av atomizern finns en skruv av en speciell profil som ger justering av mängden av blandningen. I CXX med munstycksformade finfördelare tillförs luft från skruven med en kanal till mitten av kanalen genom vilken emulsionen rör sig, det vill säga ett sådant system är som en "kaskad" tvärtom.
För att stänga av bränsletillförseln vid forcerad tomgång slås den påtvingade tomgångsekonomisatorn (EPKhK), som är en ventil som stänger av bränsletillförseln, och styrsystemet för denna ventil, antingen elektroniskt eller elektroniskt-pneumatiskt (Tyufiakov), på i SHX. När motorn växlar till PXC-läge skickas en styrsignal till manöverventilen. På mer moderna motorer med ett mikroprocessorstyrsystem genereras denna signal av detta system (AZLK-21412). Ventilen kan placeras antingen direkt i utloppet på ACXX och helt stänga av blandningstillförseln, eller ha en nål som stänger av bränsletillförseln genom strålen. I det andra fallet ökar systemets tröghet, när IAC-läget lämnas, finns det en kort ostadig period när IAC redan är i drift och bränsle ännu inte har anlänt från jetstrålen genom den långa kanalen. Men ett sådant system är enklare att bygga och billigare, mindre känsligt för negativa effekter i drift. Det är ett sådant PXX-system som används på DAAZ-2108. System med en ventil i munnen används på DAAZ-2107, -05 och 2140. De ger en nästan omedelbar förändring av lägen, men de är mer komplicerade, dyrare och mer krävande att köra så mycket att många bilägare med sådana system stängde helt enkelt av dem.
EPHH är speciellt byggt på K-90. Där slutar tomgångskanalerna i båda kamrarna med ganska stora hålrum där magnetventilernas plattor är placerade, när spänning appliceras på vilken blandningstillförseln är avstängd , det vill säga när EPHH misslyckas, fortsätter förgasaren att fungera normalt .
CXX-förgasare installerade på motorer som driver luftkonditioneringskompressorer, kraftfulla generatorer och/eller laddade med automatiska växellådor är ofta utrustade med kontrollerat gasstopp , som stabiliserar tomgångsvarvtalet när serviceenheter slås på, vilket höjer gasen vid anslutning av laster från ytterligare enheter.
Förgasarens sekundära kammarövergångssystem med sekventiell öppning av gasreglage liknar i grunden CXX, men har viktiga skillnader. Eftersom själva sekundärkammarens GDS är inställd för att ta emot en relativt rik kraftblandning, kräver den inte en så djup grad av kompensation som i den primära kammaren. Därför utförs övergångssystemet som regel enligt schemat för parallell matning med bränsle och dess bränslestråle kommunicerar direkt med flottörkammaren och inte med GDS-emulsionsbrunnen. Således slås både övergångssystemet och HDS på sekundärkammaren på parallellt, vilket säkerställer den nödvändiga graden av anrikning av blandningen.
Alla moderna motorer säkerställer användningen av brännbara och extremt giftiga vevhusgaser. Vevhusavgassystemet , även känt som vevhusventilationssystemet , består av två grenar - stora och små. Den stora grenen är ett rör i vilket det finns en flamskydd och en oljeavskiljare. De gaser som passerat genom dem kommer in i luftfiltret av tröghetsoljetyp före oljebadet eller in i pappluftfiltret i omedelbar närhet av primärkammarhalsen, där de blandas med luft och matas in i cylindrarna. Vid tomgång och övergångsläge är vakuumet ovanför kammaren ganska litet, så en liten används parallellt med den stora grenen. Detta är ett rör som förbinder en stor gren till gasspjällsutrymmet; i många förgasare är den försedd med en spole som klipper av förbindelsen av gasspjällsutrymmet med en stor gren när spjället öppnas och på så sätt förhindrar att luft sugs under gasreglaget parallellt med blandningskammaren.
I relativt billiga förgasare, där HDS själv ger en relativt rik sammansättning av blandningen i de flesta lägen, används inte economizers och econostater.
Förgasare som kan säkerställa flödet av en blandning av den optimala sammansättningen i alla lägen, det vill säga förgasare med nålsammansättningskontroll och förgasare med konstant vakuum, har inte en accelerator - som onödiga.
Det halvautomatiska luftspjällsställdonet är det mest använda eftersom det är enkelt och effektivt. Spjället stängs manuellt av föraren och öppnas automatiskt av ett membran som verkar från det vakuum i insugningsröret som uppstår under de första insugningsslagen. Detta förhindrar överanrikning av blandningen och eventuellt motoravstängning omedelbart efter start. Alla DAAZ- och K-151-förgasare har en sådan startanordning.
Den automatiska drivningen används ofta utomlands, men i praktiken av den inhemska bilindustrin har den inte fått distribution på grund av dess betydande komplexitet, relativt låga tillförlitlighet och bräcklighet med stora temperaturskillnader som är karakteristiska för klimatet i större delen av Sovjetunionens territorium / Ryssland. I detta fall stängs luftspjället av ett bimetalliskt eller ceresin- termoelement som värms upp av vätska från kylsystemet, varmluft eller en elektrisk värmare. När motorn värms upp värms termoelementet upp och öppnar choken. På inhemska bilar hade endast förgasare av vissa VAZ- modeller (främst export) en sådan startanordning. I andra system användes en pneumatisk (vakuum) eller elektromekanisk drivning med temperatursensor.
Förgasarjustering tillhandahålls vid design och utveckling av experimentella prover och tillhandahålls huvudsakligen av följande designfunktioner:
De tillgängliga förgasarjusteringarna i drift syftar till individuell montering av en viss förgasare till en viss motor och säkerställande av dess säsongsanpassning, samt att återställa de ursprungliga tekniska parametrarna - bränslenivå, spjällpositioner, tomgångsvarvtal. Den sista justeringen är extremt viktig, eftersom tomgångssystemet ger en djup grad av kompensation för primärkammarens GDS och därför ställer in dess egenskaper (och inte bara och inte så mycket tomgångshastighetsnivån. Du kan, genom att vrida lätt skruvarna och ändra deras lägen, kommer till samma tomgångsvarvtal och gör förgasaren nästan obrukbar).
Kontrollelement för CXX i den primära kammaren:
Enligt metoden för att reglera finfördelarens tvärsnitt och följaktligen vakuumet vid finfördelaren, särskiljs förgasare:
I arbetsblandningens flödesriktning är förgasare indelade i horisontella och vertikala. En vertikal förgasare, där blandningens flöde rör sig nerifrån och upp, kallas en uppåtgående förgasare , från topp till botten - med en nedåtgående eller fallande ström. Med en horisontell flödesriktning - med ett horisontellt flöde.
Nedåtgående och horisontella flödesförgasare har använts mest i det historiska perspektivet. Deras främsta fördelar är bättre fyllning av cylindrarna med en brännbar blandning med betydligt lägre gasdynamiska förluster jämfört med uppströmsförgasare, samt tillgänglighet och lätt underhåll, eftersom en sådan förgasare är placerad på toppen eller sidan av motorn.
Genom antalet blandningskammare särskiljs enkammar- och flerkammarförgasare . I den första finns det bara en blandningskammare och följaktligen endast en gasspjällsventil som styr bränsletillförseln genom hela motorns driftområde. Sådana förgasare kännetecknades av en stor enkel anordning och användes extremt flitigt på fordon fram till 1960-talet. Samtidigt har utvecklingen av motorbyggnad, liksom de växande kraven på de dynamiska egenskaperna hos bilar, särskilt bilar, och deras motorers anpassningsförmåga till olika belastningar förutbestämt den nästan universella övergången till förgasare med mer än en blandningskammare. Faktum är att en ökning av antalet arbetsvarv för motorerna avsevärt ökade kraven på genomströmningen av förgasarens luftväg, vilket det visade sig vara omöjligt att tillfredsställa genom att helt enkelt öka tvärsnittet av kanalen för en enda blandning kammare: när en gasspjällsventil med stor diameter öppnas, finns det ett kraftigt fall i vakuum och lufthastighet i områdets atomizer i huvuddoseringssystemet, vilket leder till en minskning av kvaliteten på bränsleförstoftning vid låg vevaxelhastighet och, följaktligen en försämring av motorns dragkraft och ett oåterställbart "fel" i början av accelerationen genom justering. De försökte bekämpa denna effekt genom att använda en huvuddiffusor med variabel sektion på en enkammarförgasare (K-80-familjen av förgasare för ZIS / ZIL-bilmotorer, där huvuddiffusorn bildades av fjäderbelastade vingar mekaniskt drivna med "gas"-pedalen) eller en kronbladsbypass-luftventil (K-22-familjen för Pobeda, GAZ-51 bilmotorer), vilket resulterade i att förgasarens genomströmning ökade när motorns vevaxelhastighet ökade. Effektiviteten hos dessa enheter var dock relativt låg, med en betydande ökning av komplexiteten i förgasardesignen. [2] [3] [4]
En förgasare med mer än en blandningskammare kan ha både samtidig och sekventiell öppning av gasspjällsventiler, beroende på behoven hos strömförsörjningssystemet för en viss motor. [fyra]
Förgasare med två blandningskammare och samtidig öppning av gasspjällsventilerna fungerar mycket framgångsrikt på relativt lågvarviga flercylindriga motorer, där hälften av cylindrarna får luft-bränsleblandningen från den ena förgasarkammaren och resten från den andra, vilket uppnås genom att dela insugningsröret med en skiljevägg i två icke-kommunicerande grenar, som var och en förbinder en av förgasarkamrarna med motsvarande grupp av cylindrar. Eftersom tvärsnittet av diffusorerna i var och en av kamrarna individuellt visar sig vara relativt liten, observeras inte problemet med ett kraftigt fall i vakuum och flödeshastighet när gasreglaget öppnas, samtidigt som den erforderliga totala genomströmningen bibehålls av förgasaren. Till exempel, i en 3,5-liters sexcylindrig motor i en GAZ-52- bil får I-, II- och III-cylindrar en blandning från den främre kammaren på K-126I-förgasaren i färdriktningen och IV, V och VI från baksidan. Strypventiler är placerade på en gemensam axel, vilket säkerställer synkroniseringen av deras öppning. Själva förgasaren består i huvudsak av två enkammarförgasare monterade i en gemensam kropp, identiska i sina parametrar, med en gemensam flottörkammare, en startanordning och en accelerationspump (arbetar på båda kamrarna samtidigt) - alla andra system dupliceras i dem , inställning av sammansättningen ("kvalitet") blandningar för var och en av kamrarna produceras också separat, med sin egen justerskruv. Liknande förgasare används också på relativt låghastighets V-formade motorer, till exempel K-126B och K-135 på ZMZ lastbil V8s; i detta fall är förgasaren som regel installerad på tvären i förhållande till motorn, så att en av dess blandningskammare levererar arbetsblandningen till cylindrarna till vänster längs fordonet och den andra till de som är placerade till höger. I vissa designversioner kan var och en av blandningskamrarna i en tvåkammarförgasare med samtidig öppning av gasspjällsventilerna ha sin egen flottörkammare (till exempel K-21 för motorer i en ZIM GAZ-12 bil och en PAZ-652 buss , som hade två flottörkammare med två fristående flottörer och avstängningsventiler, två separata ekonomisatorer av kultyp med en mekanisk drivning, men samtidigt - en pneumatiskt driven economizer och en acceleratorpump, samt en luftspjäll , gemensam för båda sektionerna). [fyra]
Ibland användes tvåkammarförgasare med samtidig öppning av gasspjällsventiler även på motorer med ett mindre antal cylindrar, där arbetsblandningen från båda blandningskamrarna tillfördes alla cylindrar genom ett gemensamt insugningsrör - till exempel en K-126 typ förgasare, installerad på tidiga utgåvor av Moskvich-408 ". Men på grund av problemet som redan beskrivits ovan med ett kraftigt fall i insugningsvakuumet, som inträffade när båda gasventilerna öppnades samtidigt, visade sig driften av motorn vid låga hastigheter och delbelastningar med denna förgasare vara otillfredsställande, som ett resultat varav, sedan 1965, ersattes den av en tvåkammar K-126P med en sekventiell öppning av trottelventiler .
Förgasare av denna typ användes mycket allmänt på små och medelstora bilmotorer på 1960- och 1980-talen. Som regel är diametern på huvuddiffusorn i den primära kammaren mindre än huvuddiffusorn i den sekundära kammaren - även om det också finns konstruktioner med samma diameter (till exempel "Volgovsky" K-126G: 24 × 24 mm ); strypventiler kan också ha samma eller olika diametrar. Vid tomgång och lägen med låga och medelstora belastningar fungerar sådana förgasare endast på en primärkammare, i själva verket som en enkammarförgasare, och senare öppnar en speciell anordning spjällventilen i den sekundära kammaren något. Detta uppnår å ena sidan ett högt vakuum och hög lufthastighet vid huvuddoseringssystemets finfördelare, vilket är nödvändigt för högkvalitativ bränsleförstoftning vid låga vevaxelhastigheter, och å andra sidan lågt aerodynamiskt motstånd vid intag vid höga hastigheter. [2] [5]
Gasventilens drivning av sekundärkammaren i en tvåkammarförgasare med sekventiell öppning av spjällen kan vara mekanisk eller pneumatisk (vakuum). I det första fallet drivs den sekundära kammarens gasspjäll direkt från "gas"-pedalen och börjar öppnas varje gång spjällventilen i den primära kammaren vrids till en viss vinkel, styvt inställd av utformningen av den mekaniska drivningen . Eftersom ögonblicket när gasspjället i den sekundära kammaren börjar öppna inte på något sätt är kopplat till vevaxelns hastighet och belastningen på motorn, kan detta i vissa lägen leda till störningar i dess funktion - till exempel en skarp press på gaspedalen till stopp när man kör en bil med låg hastighet på högsta växeln med denna design av gasreglaget kommer att leda, istället för den kraftiga acceleration som förväntas av föraren, till ett märkbart "fel" i dragkraften på grund av en snabb och plötslig minskning av vakuum i intagskanalen. För att säkerställa säker acceleration från låga varv, var föraren i början av accelerationen tvungen att hålla "gas"-pedalen i läget före det ögonblick då sekundärkammaren började öppnas, och först då, när hastigheten ökade, trycka in den hela sätt. Detta krävde att föraren hade disciplin och förmågan att "känna" i det ögonblick då den sekundära kammardämparen började öppnas för att ändra ansträngningen på pedalerna. Denna nackdel kan elimineras genom användning av ett pneumatiskt (vakuum) manöverdon för gasspjället i den sekundära kammaren, som utförs automatiskt beroende på belastningen på motorn, övervakad av storleken på vakuumet i diffusorn på den primära förgasarens kammare. I det här fallet finns det ingen styv koppling mellan sekundärkammarspjället och gaspedalen - att avvika pedalen till en viss vinkel tar bara bort blockeringen som hindrar vakuumdrivningen från att börja öppna sekundärkammarspjället. I den situation som beskrivs ovan kommer gasventilen i sekundärkammaren med ett pneumatiskt manöverdon, även när föraren har tryckt på "gas"-pedalen till stopp, förbli stängd tills det ögonblick då bilmotorn tar upp ett visst antal varv och vakuumet i diffusorn i förgasarens primära kammare överstiger ett visst tröskelvärde. I det här fallet inträffar vakuumfallet i området för huvuddiffusorns atomizer mindre skarpt än vid samtidig öppning av båda gasspjällsventilerna, och accelerationen är jämn. Tillförlitligheten hos det pneumatiska ställdonet är dock lägre än det mekaniska. [2]
Både de ovan beskrivna konstruktionerna - och tvåkammarförgasaren med samtidig öppning av luckorna, vars kammare matar sin egen halva av motorn, och tvåkammarförgasaren med den sekventiella öppningen av luckorna, som försörjer arbetet blandning till alla cylindrar - har nackdelen att eftersom motorns arbetsvolym och antalet dess, hastigheten på genomströmningen av förgasaren fortfarande börjar vara otillräcklig för normal fyllning av dess cylindrar. På höghastighetsmotorer med stor slagvolym, särskilt V-formade, användes därför som regel fyrkammarförgasare med sekventiell öppning av gasspjällsventiler , där varje par primära och sekundära kammare tjänade sin egen grupp av cylindrar - till exempel, på GAZ-13 Chaika, matade varje par av blandning Kamrarna två mittcylindrar i en rad av motorn och två extrema av den andra med arbetsblandningen (i det här fallet, den så kallade "tvåvåningen ” insugningsgrenrör användes med en komplex ledning av kanaler på två nivåer i höjd, vilket tjänar till att mildra pulseringen av flödet av arbetsblandningen). Som regel har varje par blandningskammare i en sådan förgasare sin egen separata flottörkammare. Förgasare av denna typ användes i stor utsträckning på amerikanska personbilar V8 från 1960-80-talet (Rochester QuadraJet, Holley 4160, etc.), såväl som motorer av sovjetiska personbilar "Chaika" och ZIL (med förgasare av modellerna K-114, K-85) och några dyra europeiska modeller (Solex 4A1). [fyra]
Rochester QuadraJet-förgasare är kända för sitt "kompromisssystem" för att öppna sekundära blandningskammare: drivningen av de sekundära gasventilerna i dem är rent mekaniska, och när du trycker på gaspedalen till slutet, öppnas de omedelbart. Vägen för luftflödet genom de sekundära kamrarna är dock blockerad av speciella luftventiler (Secondary Air Doors) placerade i deras kanaler ovanför diffusorerna, vars öppning är förhindrad tills sällsyntheten i de primära kamrarnas diffusorer stiger över en viss nivå på grund av motstånd från vakuummembranet som är associerat med dem. Först efter att ha nått denna nivå slutar vakuummembranet att motstå öppningen av luftventilerna, och de öppnas under påverkan av luftflödet som sugs in i förgasaren. Detta säkerställer ett smidigt införande av de sekundära kamrarna i drift utan ett märkbart fall i dragkraften, sålunda utför luftventilerna i de sekundära kamrarna i denna konstruktion faktiskt samma funktion som den pneumatiska aktiveringen av de sekundära kammardämparna i andra förgasarkonstruktioner. Förgasare av denna typ har en mycket stor diameter på spjällventiler och diffusorer i sekundärkamrarna (och en relativt liten diameter på primärkamrarna), på grund av vilken bränsleekonomi uppnås vid låga och medelhöga hastigheter, och samtidigt en mycket hög potential genomströmning vid hög (upp till 750 ... fot per sekund). På motorer med relativt liten slagvolym och/eller relativt låg hastighet öppnar dock de sekundära spjällens luftventiler aldrig helt, vilket begränsar det faktiska luftflödet till mindre värden - till exempel 5,7-liters Chevrolet 350 Small-block V8 i fabriksversionen förbrukar inte mer än 600 cu. . fot blandning per sekund. Tack vare detta installerades och kördes förgasare av denna typ, med minimala förändringar och med bibehållande av alla huvudkroppsdelar, på motorer med en cylindervolym på 3,7 till 6,5 liter eller mer. Som mätelement använder de mätnålar med ett format variabelt tvärsnitt (Metering Rods), som har en vakuumdrift (eller en drivning från solenoider på elektroniskt styrda förgasare): primär - för tomgång, låga och medelhöga varvtal och sekundär - för kraft lägen. Marknaden erbjuder ett stort antal alternativ för dessa nålar med olika profiler, vilket gör att du kan anpassa förgasaren för vissa uppgifter, och att byta ut de sekundära mätstavarna kräver inte demontering av förgasaren. Flottörkammaren är en, belägen nära förgasarens geometriska centrum, vilket, enligt tillverkaren, praktiskt taget eliminerar fluktuationer i bränslenivån under plötslig acceleration och inbromsning av bilen. [6]
Holley-förgasare med fyra fat kännetecknas av närvaron av två helt separata flottörkammare, varav den ena levererar bränsle till två primära blandningskammare och den andra till två sekundära blandningskammare. Diametern på gasspjällsventilerna och diffusorerna i de primära och sekundära kamrarna är densamma. Bränslenivån i flottörkamrarna ställs in utan att demontera förgasaren - justeringen utförs med en justerskruv med en låsmutter placerad på toppen av locket på flottörkammaren, vilket ändrar höjden på bränsleventilsätet ("nål" "), medan bränslenivån kontrolleras genom ett genomskinligt titthål.
En liknande layout med två fristående flottörkammare har också fyrkammars Edelbrock-förgasare och den sovjetiska K-259 (ZIL)-förgasaren, men varje flottörkammare levererar bensin till en primär och en sekundär flottörkammare, och de sekundära blandningskamrarna har en diffusorer och chokes med något större diameter än de primära.
Ett alternativ var användningen av flera separata enrörsförgasare med synkroniserade gas- och luftdämpare, som var och en tjänade en eller två cylindrar genom korta insugsrör. Denna design är mer effektiv när det gäller effektökning än en enstaka flerfatsförgasare med ett långt insugningsrör, men också svårare att använda, särskilt mycket känslig för inställningskvalitet. Så på engelska sportbilsmotorer, såväl som vissa modeller av Volvo, Saab och Mercedes-Benz, användes horisontella enkammar konstantvakuumförgasare av SU (Skinner-Union), Zenith eller Stromberg-typ, med en automatisk ventil i formen av en cylindrisk spole installerad tvärs över luftkanalen, vilket säkerställer konstant lufthastighet och sällsynthet i diffusorn på grund av en förändring i dess tvärsnitt beroende på storleken på belastningen på motorn. Spolen har en vakuumdrivning mot vakuum i diffusorn, på grund av vilken systemet får egenskapen återkoppling: när vakuumet i diffusorn sjunker stänger spolen och minskar flödesarean, vilket återställer det inställda vakuumet, och vice versa, vilket säkerställer effektiv blandningsbildning under alla motordriftsförhållanden. För att kompensera för eventuella fluktuationer i spolen är den utrustad med en hydraulisk (olje)dämpare, som också delvis fungerar som en accelerationspump på grund av en viss avmattning i öppningen av spolen när gasreglaget plötsligt öppnas, vilket orsakar en tillfällig anrikning av arbetsblandningen. En konisk doseringsnål med en speciell profil är ansluten till spolen, som reglerar tvärsnittet av bränslestrålen som styr bränsletillförseln i alla motordriftslägen. Förgasarna i de ovan nämnda systemen hade samma funktionsprincip, men en annan design; så, för SU-förgasare, var spolen tätt slipad mot cylinderns väggar i den övre delen av förgasaren, och i andra konstruktioner förseglades den ovanifrån med ett gummimembran. Sådana förgasare installerades en per cylinder eller för varannan cylinder i motorn, vilket gjorde det möjligt att minska längden på insugningsrörledningarna och på grund av detta säkerställa höga luftflöden i dem och därför undvika bränslekondensering, dessutom en hög noggrannhet vid dosering av sammansättningen av arbetsblandningen i alla motordriftslägen. Synkroniseringen av flera förgasare installerade på en motor krävde dock högt kvalificerad servicepersonal och specialutrustning. [4] [7]
För närvarande används synkroniserade horisontella förgasare med konstant vakuum i stor utsträckning på flercylindriga motorcykelmotorer, en för varje cylinder, även om de är mer primitivt arrangerade jämfört med bilar (viss försämring av blandningsbildningen i samband med denna förenkling av designen i detta fall är inte signifikant på grund av det faktum att motorcykelmotorer huvudsakligen arbetar med höga hastigheter, upp till 10 000 rpm eller mer, och med en mycket hög gasväxlingshastighet).
Alla konstantvakuumförgasare som beskrivs ovan har konventionella gasspjällsventiler med en axel, medan spolen automatiskt aktiveras av vakuum, beroende på strypventilens läge och mängden vakuum i diffusorn. De bör särskiljas från dem genom utåt sett något liknande horisontella variabla vakuummotorcykelförgasare, som har ett gasreglage ( glidar upp och ned) med direkt drivning från gaspedalen, och som inte har en gasspjällsventil i vanlig mening. ord. Tidigare, på grund av sin enkelhet i design och låga kostnader, användes de i stor utsträckning på motorcykelutrustning, i synnerhet på alla masstillverkade inhemska motorcyklar, men därefter förföll de praktiskt taget ur bruk, med undantag för skotrar med liten kapacitet, gräsklippare, etc. brister - i synnerhet ett misslyckande av dragkraft under en skarp öppning av gasreglaget (vilket är baksidan av den extrema enkelheten i designen av en sådan förgasare). [åtta]
Utformningen av bränsleutrustningen med flera synkroniserade förgasare av olika typer användes i stor utsträckning (och används) även på boxermotorer, där insugningsgrenrörskanalerna skulle ha, på grund av cylindrarnas placering på stort avstånd från varandra. en mycket lång längd, vilket orsakar stora gasdynamiska förluster och möjligheten till delaminering av arbetsblandningarna på vägen till cylindern (Alfa-Romeo boxerbilsmotorer, BMW, M-72, Ural, Dnepr-MT10 motorcykelmotorer).
Ett liknande arrangerat kraftsystem användes på flygplansmotorer med ett stort antal cylindrar, medan det totala antalet förgasare kunde nå mer än två dussin - vilket säkerställde deras enorma totala genomströmning. Att uppnå liknande parametrar med en förgasare och ett "grenat" gemensamt grenrör med kanaler med komplex form är i princip omöjligt.
I USA på 1960-talet var det populärt på höghastighetsbilar att installera flera förgasare med samtidig öppning av gasspjällsventiler på ett insugningsrör på en stor V-formad åttacylindrig motor, medan vanligtvis en av kamrarna i varje av förgasarna tjänade ena hälften av grenröret (och, respektive, förknippat med det fyra cylindrar), och den andra - den andra (och resten av cylindrarna). Till exempel, på vissa bilar från Chrysler-koncernen, var bränsleutrustning tillgänglig för en extra kostnad Six-pack , som bestod av tre tvåkammarförgasare installerade på ett insugningsrör, och i läge med låg och medelstor belastning, drevs motorn endast från en av dem (central), och två extrema spelar bara in vid höga belastningar. Tri-kraftsystemet som erbjuds på Pontiac-bilar (ett märke från General Motors-koncernen) var på liknande sätt arrangerat , vilket bestod av tre tvåkammarförgasare av Rochester 2G-modellen, varav den centrala fungerade konstant, och de två extrema var anslutna att fungera endast när gaspedalen trycktes nästan till stopp, vilket ger utmärkt acceleration i läget "pedal till golvet" till priset av enorm bränsleförbrukning.
På bilar med förkammarfacklaständning användes speciella trekammarförgasare, till exempel av typen K-156 på Volga GAZ-3102 med en 4022.10-motor. Den tredje kammaren, parallell med den primära huvudkammaren, tjänade till att bereda en mycket berikad blandning som matades till förkammaren, medan en mager blandning tillfördes huvudkamrarna.
Det finns balanserade och obalanserade förgasare. I det senare fallet kommer luft in i flottörkammaren inte från luftfiltrets hålighet, utan direkt från atmosfären, vilket förenklar och minskar kostnaden för designen, samtidigt som den gör den känslig för luftfiltrets tillstånd - eftersom det blir smutsig, blandningen blir rikare.
På mer eller mindre moderna konstruktioner är ventilationen av förgasarens flottörkammare ansluten till en absorbator (en behållare med aktivt kol), som fångar upp bränsleångor för att uppfylla miljökrav. Därefter doseras bensinångan som ackumulerats i absorbatorn, som kommer från flottörkammarens ventilationssystem och även gastanken, genom en speciell ventil till motorinloppet under vissa driftslägen och förbränns i cylindrarna.
I dagsläget har bränsleinsprutningssystem på bilar i de flesta fall ersatt förgasare. Detta beror på fördelen med injektorn när det gäller enkel användning och minskning av skadliga utsläpp till atmosfären - endast ett bränsleinsprutningssystem med mikrodatorkontroll kan under lång tid (hundratusentals kilometer) hålla fordonets avgaser inom moderna miljökrav och ger mer exakt, jämfört med en förgasare, bränsledosering i alla motorlägen.
Samtidigt används förgasare fortfarande i stor utsträckning på motorcyklar, vars miljökrav vanligtvis är mycket mindre stränga än för motorfordon. Så till och med många moderna sportmotorcyklar fortsätter att vara utrustade med förgasare, och med tanke på de lättnade licenskraven, allt oftare - konstant sällsynthet, eftersom de inte är sämre än insprutningssystem i många miljöparametrar, som är en storleksordning enklare och billigare.
Dessutom används förgasare i stor utsträckning på stationära motorer och generatormotorer, såväl som i gasverktyg (gräsklippare, motorsågar och så vidare).
De främsta fördelarna med förgasaren är den höga homogeniteten hos blandningen vid utloppet, låg kostnad, teknisk tillgänglighet vid tillverkning, relativ enkel underhåll och reparation i förhållande till förgasare för enkla motorer. Till skillnad från insprutningssystem som kräver elektrisk kraft, fungerar förgasaren enbart på grund av energin från luftflödet som sugs in av motorn, vilket tillåter användning av förgasaren på motorer som inte är utrustade med elektrisk utrustning (utombordsmotorer, gräsklippare, motorsågar ). Men i fallet med en komplex motor eller komplexa driftsätt (och alla moderna bilbensinmotorer tillhör denna kategori), blir förgasaren en mycket komplex enhet, vars delar måste tillverkas med mycket hög precision och dess inställning kräver en ganska hög utbildningsnivå av teknisk personal och komplexa pneumohydrauliska stativ. Till exempel, på de senaste generationerna av förgasare som används på kraftfulla Audi- och BMW-bilar, fanns det upp till 8 blandningskammare, som var och en var utrustad med fyra individuella doseringssystem (huvud-, econostat-, tomgångs- och transientlägen), medan spridningen av deras parametrar bör inte överstiga 5 %. Samtidigt, för en hel armé av relativt enkla motorer för olika serviceenheter, kommer förgasaren att förbli oumbärlig under lång tid.
Den relativa nackdelen med förgasaren, som har blivit huvudorsaken till dess förskjutning som bas för fordonskraftsystem, är oförmågan att tillhandahålla en blandning av en individuell sammansättning för varje blixt - injektorsystem med distribuerad insprutning fungerar på detta sätt, vilket säkerställer motorns största miljövänlighet.