Материал: 2418
поплавковой камеры в калиброванное отверстие (жиклёр) и в смесительную трубку.
1. Запишем уравнение Бернулли для указанных сечений,
которое выражает закон сохранения энергии:
Р |
u |
0 |
2 |
|
PД |
|
u2Д |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(6.1) |
|
|
|
|
|
Д g |
2g |
|||||
0g |
2g |
|
|
|
||||||
Умножим левую и правую часть уравнения (6.1) на плотность и ускорение свободного падения Д g, получим
|
|
Р |
0 u0 |
2 |
P |
|
|
|
0 uД |
2 |
. |
(6.2) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
0 |
2 |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
2. Запишем уравнение неразрывности для сечения О – О и |
|
|||||||||||||||||
полости поршня: |
u0 f0 uПср FП ; |
|
|
|
(6.3) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
u0 |
uП |
|
|
FП |
. |
|
|
|
(6.4) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
f0 |
|
|
|
|
|||
Отношение |
FП |
2− 4. |
Пусть |
|
|
FП |
2. |
|
|
(6.5) |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
f0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
|
|
|
|
||||
Ход поршня S и его диаметр D принимаем равным 10 см, частоту вращения коленчатого вала 5500 мин-1, мощность двигателя 50 кВт. Площадь поршня FП с диаметром 10 см равна 78 см2.
3. Определим среднюю скорость поршня
uПср |
|
2 S n |
|
2 S n |
|
2 0,1 5500 |
18,3 м/с. |
(6.6) |
60 |
|
|
||||||
|
|
60 |
60 |
|
|
|||
Учитывая, что сечение на входе в карбюратор в 2 раза меньше сечения поршня, то скорость uo = 2 ·18,3 = 36,6 м/c.
Р |
0 u0 |
2 |
P |
|
Д uД |
2 |
. |
(6.7) |
|
|
|
|
|||||
0 |
2 |
|
Д |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Перепад давления в поплавковой камере и диффузоре принимаем 0,1 атм (разрежение), абсолютное давление будет равно 0,9 ·105 Па.
|
5 |
1,2 36,62 |
|
5 |
|
1,2 uД |
2 |
. |
(6.8) |
|
1 10 |
|
|
|
0,9 10 |
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
Скорость воздуха в диффузоре uД 130 м/с . |
(6.9) |
|||||||||
4.Составим уравнение неразрывности потока воздуха для входа
вкарбюратор и в диффузор:
|
|
u0 f0 uД FД . |
|
|
|
|
|
|
|
(6.10) |
||||||||
Площадь в сечении О – О равна F 39 см2. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
(6.10). |
|||
5. Найдём площадь в сечении Д – Д, используя уравнение |
||||||||||||||||||
36,6 34 FД 130; |
FД 9,5 см2. |
|
||||||||||||||||
Определив площадь диффузора, находим его диаметр: |
|
|||||||||||||||||
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
4FД |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
FД |
|
; d |
|
|
|
4 9,5 |
|
3,5 см. |
(6.11) |
|||||||||
4 |
|
|
3,14 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Таким же способом находим диаметр в сечении О – О: |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
4 39 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
F |
|
|
|
; d |
|
|
|
|
7 |
|
см. |
(6.12) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
O |
4 |
|
|
|
|
|
|
3,14 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Из формулы (6.4) следует, что u0 18,3 2 36,6 м/с.
6. Определим скорость на выходе из жиклёра:
|
|
|
|
|
2 P |
|
2 0,1 105 |
|
||
|
u |
2g H |
|
|||||||
|
|
|
|
|
5,16 м/с, |
|||||
|
|
750 |
||||||||
|
|
|
|
|
Т |
|
750 кг/м3). |
|||
где Т |
− плотность топлива (для бензина Т |
|||||||||
7. Найдем часовой расход топлива:
Gч ge Ne ,
где ge 0,25 кг/(кВт· ч) − удельный расход топлива; Ne 50 кВт − номинальная мощность двигателя.
Gч 0,25 50 12,5 кг/ч.
Массовый секундный расход топлива
М 12,5 0,0035 кг/с . 3600
8. Определим объемный расход (м3/с).
(6.13)
(6.14)
(6.15)
Q u f ; |
(6.16) |
Q |
V |
; |
V Q t f t u, |
(6.17) |
|
||||
|
t |
|
|
|
где V – объем топлива; t − время, с.
9. Найдем массовый расход (кг/с). |
|
M Т u fж . |
(6.18) |
Из формулы (6.18) вычислим площадь жиклёра
fж |
|
M |
|
0,0035 |
0,9 10 6м2 = 0,9 мм2. |
Т u |
|
||||
|
|
|
750 5,16 |
||
10. Определим диаметр жиклёра:
d |
4 fЖ |
|
4 0,9 |
1,07мм. |
(6.19) |
|
3,14 |
||||
|
|
|
|
||
Содержание отчета
1.Цель и задачи практической работы.
2.Устройство и принцип действия простейшего карбюратора.
3.Начертить общий вид карбюратора.
4.Выполнить расчет карбюратора для мощности двигателя 80 кВт.
5.Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1.За счет чего воздух движется через карбюратор?
2.В каком случае топливо начинает истекать из поплавковой камеры в камеру карбюратора?
3.Почему уровень топлива в поплавковой камере ниже, чем сечение диффузора, в которое оно подается?
4.Почему простейший карбюратор не может обеспечить все режимы работы двигателя?
5.За счет чего происходит распыливание топлива в диффузоре карбюратора?
Лабораторно-практическая работа № 7
ФОРСУНКИ ДЛЯ ВПРЫСКА БЕНЗИНА
7.1. Цель и задачи лабораторно-практической работы Цель лабораторно-практической работы. Формирование и
закрепление знаний по разделу курса «Распыливание бензина при помощи инжекторных форсунок с электронным управлением».
Задачи. Изучить устройство, принцип действия форсунки, расчетным путем определить выходное сечение, ознакомиться с методикой диагностики.
Оборудование. Для проведения занятий необходим набор форсунок с электромагнитным управлением, разрез форсунки, плакаты, стенд для контроля форсунок.
7.2. Устройство и обслуживание инжекторов (форсунок) для впрыска бензина
На рис. 7.1 показана конструкция форсунки для впрыска бензина с электронным управлением.
Рис. 7.1. Устройство форсунки для впрыска бензина:
1 – корпус; 2 – распылитель;
3 – клапан; 4 – упорный бурт;
5 – упорная шейка; 6 – пружина клапана; 7 – разъем; 8 – предохранительный фильтр; 9 – штуцер; 10 – регулировочный винт пружины; 11– сердечник электромагнита; 12 – якорь электромагнита
Управляющим элементом форсунки является катушка, расположенная в сердечнике 11. Полость форсунки постоянно находится под давлением бензина 0,4 – 0,6 МПа. При отсутствии питания на обмотках катушки электромагнита под действием
пружины 6 клапан 3 (игла) закрывает сопловое отверстие распылителя 2. При подаче тока в катушке возникает электродвижущая сила и якорь 12, преодолевая усилие пружины 6, втягивается в сердечник, открывая клапан 3. За определенный промежуток времени топливо поступает во впускной коллектор и при открытом впускном клапане в цилиндр. Кроме штифтовых распылителей применяют многодырчатые.
Следствием неудовлетворительного состояния форсунок могут быть:
–затрудненный запуск двигателя и его неустойчивая работа;
–повышенный расход топлива;
–потеря мощности и ухудшение динамики разгона;
–появление детонации вследствие обеднения смеси в камере сгорания;
–пропуски воспламенения.
Главным недостатком форсунок является накопление отложений лаковой пленки в зоне распыливающего отверстия. После остановки двигателя температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя, так как прекращается охлаждающее действие потока бензина. Легкие фракции бензина испаряются, а тяжелые остаются и в виде лаковых отложений уменьшают сечение калиброванного канала. Например, слой отложений толщиной 5 мкм может изменить пропускную способность этого канала на 25 %.
Работа электромагнитных форсунок можно оценить по следующим параметрам:
–герметичность, качество распыления топлива;
–производительность;
–сравнительная производительность форсунок из одного комплекта.
Для того чтобы точно оценить состояние форсунок, необходимо специальное оборудование – установка для проверки производительности и ультразвуковой очистки форсунок.
Установив требуемое давление на входе в форсунку, определяют объемное количество топлива, поступившее в мерные емкости за определенное время, и сравнивают с требуемым значением. Одновременно оценивают качество распыливания.
Герметичность электромагнитных форсунок проверяется следующим образом. В распределительной рампе создается давление,