|
|
Управление оборотами холостого хода
Во многих современных системах карбюраторов применяются
шаговые двигатели для управления оборотами холостого хода.
Такой двигатель поворачивает винт регулировки количества
смеси холостого хода и воздействует на «жиклеры»,
поворачивая дроссельную заслонку, если электронный модуль
управления определяет, что обороты коленчатого вала
двигателя слишком малы. В двигателях, применяющих эту
систему, можно устанавливать обороты холостого хода меньше
таких, которые обычно бывают без заглушения двигателя.
В изображенном карбюраторе SU дроссельная заслонка
управляется перемещением шагового двигателя, примерно так
же, как и в карбюраторах без электроники.
Отсечка топлива
Экономичность может быть улучшена, если подача топлива будет
прекращаться, когда не требуется отбор мощности от
двигателя. Это может достигаться при использовании
электромагнитного клапана для уменьшения давления воздуха в
поплавковой камере.
Поток воздуха через какое-либо отверстие управляется
разницей давлений с впускной и выпускной стороны отверстия.
В этом случае поток топлива через жиклер прекращается, когда
давление воздуха в поплавковой камере сравнивается с
давлением на выпускной стороне жиклера.
Управление составом смеси
Использования точных компенсационных систем, таких, как в
карбюраторах с фиксированной воздушной заслонкой, можно
избежать при использовании электронных систем для управления
составом смеси. Такая система регулирует соотношение
воздух/топливо таким образом, чтобы удовлетворить рабочим
параметрам, таким, как обороты, нагрузка, температура
двигателя, положение дроссельной заслонки, а также
температура окружающей среды.
Впускные коллекторы
Назначение впускного коллектора
Назначение впускного коллектора — распределять смесь воздуха
и топлива (т. е. горючую смесь), подаваемую от одного
карбюратора к отдельным цилиндрам многоцилиндрового
двигателя. Тем не менее, имеются определенные трудности,
которые необходимо преодолеть при разработке
удовлетворительного впускного коллектора, и трудности эти
настолько серьезные, что некоторые конструкторы двигателей
считают их почти непреодолимыми. Эти трудности могут быть
разделены на две категории.
Поток воздуха
Если к впускному каналу одноцилиндрового двигателя
присоединить простую трубку с открытыми концами, а
коленчатый вал двигателя проворачивать, например,
электрическим мотором, двигатель будет затягивать воздух
через трубку во время такта впуска. Раннее уже говорилось,
что в конце такта впуска инерция движения газа во впускной
трубе заставляет газ продолжать продвигаться в цилиндр даже
после прохождения поршнем НМТ. Этот направленный внутрь
поток газа, вместе с перемещением поршня вверх в начале
следующего такта, приводит к росту давления газа в цилиндре,
которое останавливает поток газа внутрь. В этой точке
впускной клапан должен закрыться. Если синхронизация
клапанов «правильная», тогда давление во впускной трубе со
стороны впускного канала будет больше чем давление на
открытом конце и это приведет к выходу («отдаче») воздуха из
канала, в результате чего поток воздуха в трубе будет
направлен в сторону от закрытого клапана. Если клапан
закрывается слишком поздно, этот обратный поток будет уже
иметь место, прежде чем клапан закроется, а если он будет
закрываться слишком рано, инерция газа будет создавать
дополнительный рост давления в канале у клапана, что
приведет к такому же результату — обратному потоку. При
действии итого обратного потока инерция газа будет пытаться
поддерживать поток до тех пор, пока давление в трубе со
стороны канала не упадет ниже атмосферного, а это в свою
очередь приведет к вторичной «отдаче» воздуха в канал. Этот
поворот потока воздуха в трубе будет продолжаться некоторое
время, если для потока не будет создано сопротивление или
оно будет мало; время одного полного колебания будет
зависеть от длины трубы.
Путем выбора подходящей длины трубы можно сделать так, что в
тот момент, когда впускной клапан откроется, газ в трубе
будет двигаться в направлении цилиндра. Результатом будет
то, что в цилиндр будет попадать больше газа, чем в том
случае, если бы газ в момент открытия клапана двигался из
канала, в результате чего будет получен выигрыш в мощности.
Этого, однако, можно достигнуть только при определенных
оборотах двигателя, а при других оборотах будет иметь место
противоположный эффект. Тем не менее, этот способ может быть
успешно применен в двигателях, которые должны развивать
большую выходную мощность в очень узком диапазоне оборотов,
какими, например, являются двигатели гоночных автомобилей,
но этот способ практически неприменим для двигателей обычных
автомобилей, которые должны показывать хорошие
характеристики в широком диапазоне скоростей. Для того,
чтобы добиться этой цели, впускной коллектор не должен быть
слишком длинным, а длины труб между карбюратором и каждым из
цилиндров должны быть как можно более близкими друг другу.
Кроме того, чтобы обеспечить наилучшее протекание газа в
цилиндр, труба должна иметь как можно больший диаметр и все
ее изгибы должны быть плавными.
Поведение распыленного топлива
Многие осложнения возникают именно из-за присутствия в
проходящем через впускной коллектор воздухе распыленного
топлива. Поскольку жидкое топливо имеет значительно большую
плотность, чем воздух, оно имеет значительно большую
инертность при изменении своей скорости и направления
движения во впускном коллекторе, тогда как воздух меняет
скорость и направление гораздо быстрее, чем частицы топлива.
Если только скорость потока смеси во впускном коллекторе не
поддерживается на достаточно высоком уровне, распыленное
топливо имеет тенденцию оседать на днище и на стенках
коллектора и топливо не будет достигать цилиндров в такой
форме, в которой оно может быть легко испарено.
Ясно, что поперечное сечение коллектора должно быть
достаточно небольшим, чтобы скорость потока смеси через него
была достаточно большой, чтобы удерживать распыленное
топливо во взвешенном в воздухе состоянии, даже при малых
оборотах двигателя: это находится в противоречии с теми
требованиями, которые выдвигаются для наилучшего заполнения
цилиндров.
Имеются еще три других фактора, которые влияют на
способность топлива оставаться в виде смеси в воздушном
потоке. Этими факторами являются:
1 Тонкость распыления топлива.
2 Давление (или разрежение) в коллекторе.
3 Температура горючей смеси в коллекторе.
Чем больше тонкость распыления, тем менее охотно частицы
топлива отделяются от воздуха, но тем больше и степень
испарения, которое имеет место в коллекторе. Испарение
внутри коллектора нежелательно, поскольку при этом
уменьшается масса воздуха и топлива, которая может попасть в
цилиндр, а также из-за того, что не происходит охлаждения
из-за испарения топлива внутри цилиндра, как описано раннее.
Поскольку тонкость распыления зависит от скорости протекания
воздуха через трубку воздушной заслонки, частицы топлива
будут наиболее крупными, когда скорость смеси через
коллектор будет наименьшей, то есть оба параметра будут
наихудшими при малых оборотах, а попытка улучшить эти
параметры на малых оборотах приведет к уменьшению возможной
выходной мощности на больших оборотах.
Чем меньше давление или чем больше разрежение в коллекторе —
тем быстрее испаряется топливо в коллекторе. И здесь снова
параметры будут наихудшими при малых оборотах и при широком
открытии дроссельной заслонки.
Нагрев смеси способствует испарению в коллекторе и, таким
образом, помогает поддерживать топливо во взвешенном в
воздухе состоянии, но он также уменьшает потенциальную
выходную мощность, по указанной выше причине, а также,
потому что при этом уменьшается плотность воздуха. Однако в
таком случае параметры значительно лучше, при условии, что
нагрев передается через стенки коллектора, потому что чем
быстрее смесь будет проходить через коллектор, тем меньше
времени она имеет для поглощения тепла, и смесь будет
забирать больше тепла при таких условиях, когда это будет
наиболее полезно, то есть при малых оборотах.
назад
>> |
|
