Основные сведения, необходимые
судоводителям-любителям для получения права управления маломерным судном
при плавании на внутренних водных путях и в прибрежных районах морей
30.04.2019 14:20
- дата обновления страницы
Пособие судоводителю-любителю, справочник 1988 года
Все процессы в работающем двигателе проходят с большой скоростью. Чем
больше частота вращения коленчатого вала, тем меньше отводится времени
на каждый такт. Поэтому, чтобы обеспечить наиболее совершенное
протекание рабочего процесса в цилиндре двигателя, открытие и закрытие
клапанов четырехтактного двигателя происходит не точно, когда поршень
находится в в. м. т. или н. м. т., а раньше или позже.
Моменты открытия и закрытия клапанов принято называть фазами
газораспределения и выражать их в градусах поворота коленчатого вала
относительно верхней и нижней мертвых точек. Протекание рабочего
процесса можно выразить в виде круговой диаграммы, называемой диаграммой
газораспределения.
Для примера рассмотрим рис. 66. При вращении вала двигателя в
направлении, показанном стрелкой, опережение открытия выпускного клапана
(40-60° до н. м. т.) и запаздывание его закрытия (5-40° после в. м. т.)
позволяют иметь больше времени для очистки цилиндров от отработавших
газов. Для лучшего заполнения цилиндров свежей горючей смесью впускной
клапан открывается за 6-25° до в. м. т. и закрывается после того, как
коленчатый вал пройдет 35-75° после н. м. т. Как видно из диаграммы,
некоторый период впускной и выпускной клапаны находятся одновременно в
открытом состоянии. Угол поворота коленчатого вала за этот период
называется углом перекрытия клапанов. Перекрытие клапанов выгодно, так
как за счет инерции газов в выпускном трубопроводе происходит
отсасывание отработавших газов из цилиндра и подсасывание в цилиндр
свежей горючей смеси.
Рис. 66. Диаграмма фаз' газораспределения
четырехтактного карбюраторного двигателя
Правильное газораспределение значительно влияет на мощность
двигателя, и поэтому его фазы должны соответствовать рекомендованным
заводом. Основными причинами возможного изменения фаз газораспределения
являются: неправильная сборка распределительного вала после ремонта,
износ его кулачков, увеличенные зазоры в клапанном механизме и др.
У двухтактных двигателей газораспределение осуществляется с помощью
поршня. Такой способ имеет существенные недостатки, поэтому в последнее
время все чаще начинает применяться золотниковое газораспределение,
которое в сравнении с поршневым является более совершенным, хотя и более
сложным. Оно обеспечивает подачу в цилиндр большого объема свежей
горючей смеси и позволяет получать большие и более выгодно сдвинутые
относительно в. м. т. фазы газораспределения.
Рис. 67. Диаграмма фаз газораспределения
двухтактного карбюраторного двигателя
Конструкция золотникового газораспределения может быть разной. Часто
золотник выполняется в виде диска, расположенного на коренной шейке
коленчатого вала и снабженного отверстием для пропуска всасываемой в
картер смеси. Впускное окно делается в стенке картера, к которой диск
прижимается пружиной. При вращении коленчатого вала вместе с ним
вращается и золотник. Впуск смеси в картер происходит, когда отверстие в
золотнике совпадает с окном в картере.
Примерная диаграмма фаз газораспределения двухтактного двигателя
показана на рис. 67. Для работы карбюраторного двигателя основным видом
топлива является бензин. Пары бензина, смешанные в определенной
пропорции с воздухом, образуют горючую смесь, которая подается в
цилиндры двигателя. Для полного сгорания 1 кг бензина требуется около 15
кг воздуха.
В нормальной горючей смеси содержание бензина и воздуха соответствует
средней норме 1:15.
В зависимости от соотношения смеси бензина и воздуха различают богатую
смесь, в которой на 1 кг бензина приходится менее 12 кг воздуха;
обогащенную - от 12 до 15 кг воздуха; нормальную- 15 кг воздуха;
обедненную - от 15 до 17 кг воздуха и бедную смесь, в которой на 1 кг
бензина приходится более 17 кг воздуха.
Состав горючей смеси оказывает большое влияние на мощность и
экономичность двигателя.
Работа двигателя на богатой или бедной горючей смеси нежелательна, так
как при этом мощность двигателя снижается, а расход топлива
увеличивается.
Наибольшую мощность двигатель развивает, работая на обогащенной смеси,
обладающей высокой скоростью сгорания. Наилучшая экономичность двигателя
получается при работе на обедненной смеси, так как в этом случае
происходит наиболее полное сгорание топлива.
Для распыливания бензина, перемешивания его паров с воздухом и
дозирования горючей смеси при подаче ее к двигателю служит прибор-
карбюратор (рис. 68), работающий по принципу пульверизации.
Основными элементами карбюратора являются: поплавковая камера с
поплавком и игольчатым клапаном, предназначенная для поддержания в
карбюраторе постоянного уровня бензина;
распылитель с калиброванным отверстием - жиклером, служащий для
ограничения бензина, протекаемого из поплавковой камеры (конец
распылителя находится в самой узкой части диффузора, несколько выше
уровня бензина в поплавковой камере);
диффузор, служащий для увеличения скорости воздушного потока, а
следовательно, и для создания разрежения;
дроссельная заслонка, которой регулируют количество горючей смеси,
поступающей в цилиндр;
смесительная камера - полость над распылителем, в которой
приготавливается горючая смесь из воздуха и бензина.
Сущность карбюрации сводится к следующему: при такте всасывания
вследствие разрежения в цилиндре воздух устремляется в цилиндр через
смесительную камеру карбюратора. Повышенная скорость воздуха в диффузоре
создает значительное разрежение, под действием которого бензин из
поплавковой камеры поступает к распылителю. Вытекающая струйка бензина
подхватывается потоком движущегося воздуха и разбрызгивается на мелкие
частицы, которые испаряются и перемешиваются с воздухом. Образованная
смесь через открытый впускной клапан поступает в цилиндр.
Простейший карбюратор обладает большими недостатками: по мере увеличения
разрежения в диффузоре смесь излишне обогащается, а при малом разрежении
полностью прекращается подача бензина. Поэтому для повышения надежности
и экономичности карбюратор оборудуется компенсационным устройством,
экономайзером, системой холостого хода и ускорительным насосом. В
зависимости от назначения, типа и мощности двигателей применяемые
карбюраторы могут иметь в своей конструкции все указанные устройства
либо только некоторые из них. Рассмотрим действие каждого из
перечисленных устройств и систем карбюратора.
Компенсационное устройство предотвращает обогащение смеси при увеличении
открытия дроссельной заслонки и вместе с главной дозирующей системой
обеспечивает при этом постоянство состава горючей смеси. В карбюраторе
установлено два жиклера: главный и компенсационный. При работающем
двигателе с увеличением открытия дроссельной заслонки расход бензина
через главный жиклер увеличивается, а через компенсационный остается
почти неизменным, так как давление в компенсационном колодце, куда
поступает бензин из поплавковой камеры, всегда равно атмосферному. В
результате уровень топлива в этом колодце понижается и, как только
топливо из колодца израсходуется полностью, воздух через компенсационный
жиклер станет поступать в главный топливный канал, притормозит -топливо,
идущее к распылителю, и горючая смесь обеднится.
Экономайзер, или обогатитель, применяется для обогащения смеси,
необходимой при работе двигателя с максимальной мощностью. При не
полностью открытой заслонке клапан экономайзера закрыт, и бензин
поступает в распылитель через главный жиклер.
При полном открытии заслонки рычаг, связанный с осью заслонки, открывает
клапан экономайзера, и бензин дополнительно, поступает через жиклер
экономайзера в распылитель, обеспечивая обогащение смеси, необходимой
для получения наибольшей мощности двигателя.
Система холостого хода служит для образования горючей смеси при малых
оборотах двигателя, когда дроссельная заслонка почти прикрыта и
поступление бензина через главный жиклер почти прекращается. Трубка от
жиклера холостого хода в этой системе подведена к узкой щели между
дроссельной заслонкой и стенкой смесительной камеры, где создается
большое разрежение. Действие системы холостого хода может регулироваться
винтом, позволяющим изменять сечение отверстия для прохода воздуха.
Ускорительный насос, который вводится в конструкцию карбюратора,
позволяет обогащать смесь в период резкого открытия заслонки и тем самым
устраняет недостаток простейшего карбюратора. При резком открытии
дроссельной заслонки соединенный с ее осью поршень насоса быстро
опускается и нагнетает бензин в смесительную камеру. Смесь обогащается,
и двигатель быстро увеличивает обороты. При этом бензин не может
поступать в поплавковую камеру, так как этому препятствует обратный
клапан. Если дроссельная заслонка открывается плавно, поршень опускается
вниз медленно, обратный клапан остается открытым и бензин свободно
переходит в поплавковую камеру. При этом насос будет работать вхолостую.
