Расчет характеристики карбюратора

Характеристику карбюратора строим в пределах при n_min = 800 мин^-1 до при n_N = 4200 мин^-1. Определение при полностью открытой дроссельной заслонке и заданной частоте вращения коленчатого вала осуществляется подбором значения коэффициента расхода , соответствующего получаемому значению разрежения в диффузоре по формуле:

.

Характер изменения ηv представлен на рис. 5

Рис.5 График изменения ηv от n_e

Так, при n_min = 840 мин^-1 ( при предполагаемом ) разрежение в малом диффузоре составит:

;

то же в большом диффузоре ( при предполагаемом ):

.

При n = 1680 мин^-1 ( при предполагаемом ) разрежение в малом диффузоре составит:

,

разрежение в большом диффузоре ( при предполагаемом ):

.

При n = 2500 мин^-1 ( при предполагаемом ) разрежение в малом диффузоре составит:

,

разрежение в большом диффузоре ( при предполагаемом ):

.

При n = 3400 мин^-1 ( при предполагаемом ) разрежение в малом диффузоре составит:

,

разрежение в большом диффузоре ( при предполагаемом ):

.

При n = 4200 мин^-1 разрежение в малом диффузоре составит:

,

.

Ошибка при первоначальном определении составила [1]:

.

Принимаем пять расчетных точек характеристики в пределах от 560 Па до 9552 Па в малом диффузоре и от 169 Па до 2172 Па в большом диффузоре.

Расход воздуха через малый и большой диффузор в расчётных точках составит:

,

; .

Запишем полученные расходы воздуха через малый и большой диффузоры на расчётных частотах (таблица 2).

Суммарный расход воздуха, оказывающего влияние на состав горючей смеси, составит:

.

Предположительный коэффициент избытка воздуха

Рис. 6 График изменения α1

Таблица 2.

Частота вращения n, мин-1
Расход воздуха через малый диффузор GВМ, кг/с	0,00192	0,00400	0,00609	0,00793	0,00966
Расход через большой диффузор GВБ, кг/с	0,0085	0,0177	0,0268	0,0350	0,0426
Общий расход GВ, кг/с	0,0104	0,0217	0,0328	0,0429	0,0522

Расчёт характеристики карбюратора произведём обратным методом:

Расход через главный топливный жиклёр определим, задавшись значениями коэффициента избытка воздуха α1 на каждой частоте (Рис.3)

Определяем суммарный расход:

На низких и средних нагрузках -

На высоких нагрузках -

Определяем коэффициент К:

Расход эмульсирующего воздуха:

Суммарный расход воздуха, оказывающего влияние на состав горючей смеси, составит:

Определяем коэффициент избытка воздуха α2:

Результаты расчета представлены в таблице 3:

Частота вращения n, мин-1	840	1680	2520	3400	4200
ΔPgм, Па
ΔPgб, Па
μgм	0,7	0,85	0,84	0,845	0,85
μgб	0,6	0,74	0,77	0,8	0,84
μж.гл.	0,6	0,685	0,74	0,76	0,775
GВ, кг/с	0,0104	0,0217	0,0328	0,0429	0,0522
GВ.Э, кг/с	1,6*10-5	1,36*10-5	8,49*10-5	12,43*10-5	16,07*10-5
Gв.Σ, кг/с	0,010401	0,021713	0,032884	0,043024	0,05236
Gт.гл, кг/с	0,000869	0,00156	0,002284	0,002926	0,003525
Gт.Σ, кг/с	0,000869	0,00156	0,002284	0,002926	0,004065
Gт.Σ*l0, кг/с	0,01299	0,02333	0,03416	0,04376	0,06080
α2	0,8	0,93	0,96	0,98	0,86
К	0,998	0,987	0,785	0,728	0,694
α1	0,8	0,93	0,96	0,98	0,99

Таблица 3.
Ошибка при первоначальном определении К составила:

.

Рис. 7 График зависимости α от n

Рис. 8 График изменения характеристик карбюратора

Построенные диаграммы характеристик рассчитанного карбюратора (Рис.4, рис.5) показывают, что карбюратор удовлетворяет всем требованиям. Карбюратор обеспечивает плавное увеличение коэффициента избытка воздуха (т.е. обеднение смеси) с увеличением разряжения в диффузоре карбюратора на низких и средних нагрузках и снижение коэффициента избытка воздуха (т.е. обогащение смеси) при разряжении в диффузоре выше среднего (т.е. для получения мощностных смесей на режиме нагрузки выше средней и максимальной). Исправление характеристики карбюратора производится при помощи главной дозирующей системы и экономайзера.

Вывод

После выбора карбюратора и проведения расчета всех его основных размеров, и построения характеристик, сравним его с аналогом.

Диаметры диффузоров подбирают таким образом, чтобы при малой частоте вращения коленчатого вала и прикрытой дроссельной заслонке получить , а при большой частоте вращения вала и полностью открытой дроссельной заслонке . При этом, если автомобиль предназначен для езды по автомагистралям с высокими скоростями движения, целесообразно ориентироваться на более низкие скорости воздуха в диффузоре. Для автомобиля, эксплуатируемого в городских условиях, более предпочтительны высокие скорости. Для уменьшения диаметра диффузора до определенной величины будут улучшаться динамические качества автомобиля при разгоне малых скоростей за счет увеличения .скорости воздуха и разряжения в нем.

У карбюратора аналога = 8 мм, а = 22 мм, когда у рассчитываемого карбюратора =8,7мм, а =26,6мм. Скорее всего это карбюратор двигателя автомобиля, который будет эксплуатирован, как для езды по городу, так и по автомагистралям, поэтому незначительное превышение диаметров не должно сильно повлиять на показатели двигателя.

Главные топливный и воздушный жиклеры относятся к главной дозирующей системе карбюратора, которая так называется вследствие того, что она функционирует на всех режимах работы двигателя, определяет эффективность его рабочего процесса, долговечность, экономичность и токсичность отработавших газов. Из чего следует, что чем меньше диаметр жиклера(до определенного предела), тем мельче будет распыляться топливо, тем лучше оно будет смешиваться с воздухом, тем качественнее будет получаться смесь, умереннее расход и лучше будет сгорать, что в итоге повлияет на экономичность и экологию.

У карбюратора аналога = 2,1 мм, a = 2,8мм, когда у рассчитываемого карбюратора =1,36 мм, a =1,7 мм. Наблюдается небольшое расхождение в диаметрах, что не сыграет большой роли в какую-либо из сторон. При таком выборе диаметров имеем умеренный расход топлива.

Построенные диаграммы характеристик рассчитанного карбюратора показывают, что карбюратор удовлетворяет оптимальным требованиям: обеспечивает плавное увеличение коэффициента избытка воздуха (т.е. обеднение смеси) с увеличением разряжения в диффузоре карбюратора на низких и средних нагрузках и снижение коэффициента избытка воздуха (т.е. обогащение смеси) при разряжении в диффузоре выше среднего (т.е. для получения мощностных смесей на режиме нагрузки выше средней и максимальной).

Суммарный расход воздуха оказывает влияние на состав горючей смеси, который, как видно из графика, плавно растет с увеличением оборотов и резко возрастает с увеличением разрежения в диффузоре. Исправление характеристики карбюратора производится при помощи главной дозирующей системы и экономайзера. Результаты расчетов карбюратора были проведены с допустимыми погрешностями.