Влияние условий входа смеси во впускную трубу
Входной патрубок впускной трубы, по которому смесь из карбюратора поступает в первую зону разделения впускного тракта на отдельные ветви и патрубки, обычно выполняется очень коротким. Поэтому заданный карбюратором характер распределения топлива по поперечному сечению потока смеси, как правило, сохраняется до первой зоны разделения и при одинаковых условиях входа смеси в ветви и патрубки, берущие начало в этой зоне, определяет характер распределения смеси по ветвям и патрубкам. Разобранные выше примеры полностью подтверждают это положение.
Необходимо, однако, иметь в виду, что это справедливо только в случае свободного входа смеси во входной патрубок и при отсутствии в нем каких бы то ни было местных сопротивлений, асимметричных относительно направления потока смеси.
Практика показывает, что такие незначительные факторы, как смещение в поток края уплотнительной прокладки, устанавливаемой в плоскости разъема карбюратора и впускной трубы, асимметрия технологической фаски, обычно выполняемой в верхней части входного патрубка, образующиеся при литье наплывы металла на стенках патрубка и т. д., могут существенно изменять распределение смеси из-за нарушения симметрии потока во входном патрубке впускной трубы.
Влияние изменения направления потока смеси во впускном тракте
Впускные тракты многоцилиндровых карбюраторных двигателей, как правило, имеют довольно сложные схемы, и при перемещении от карбюратора до цилиндров поток горючей смеси неоднократно изменяет свое направление. Так как во впускном тракте часть топлива постоянно находится в виде жидкости, всякое изменение направления потока смеси влечет за собой перераспределение топлива по поперечному сечению потока.
|
|
|
Рассмотрим перемещение горючей смеси по простейшему изгибу тракта, т. е. по изгибу, ось которого лежит в одной плоскости (рис. 13). Вследствие гидродинамических явлений, происходящих при изменении направления потока, давление в отдельных точках одного и того же поперечного сечения впускного тракта, расположенного на изгибе, оказывается различным: на внутренних по отношению к центру изгиба поверхностях давление меньше, чем на внешних. Образующаяся в результате разности давлений сила стремится "выдавить" основную массу пленки жидкого топлива с внешних поверхностей на внутренние. Эта сила "выдавливания" из-за относительно низких скоростей перемещения пленки преодолевает силу инерции, которая стремится отбросить пленку к внешней поверхности. Поэтому основная масса пленки жидкого топлива скапливается на внутренней поверхности изгиба и под действием сил трения с паро-воздушной смесью перемещается в направлении общего потока горючей смеси именно по поверхностям, характеризующимся минимальными давлениями.
|
|
|
Рис. 13. Распределение давлений и пленки жидкого топлива по сечениям простейшего изгиба впускного тракта: I - V - плоскости сечения патрубка, в которых определялись эпюры давлений [15]
Таким образом, распределение пленки жидкого топлива по поверхности впускного тракта в каждом данном его сечении зависит от распределения давлений по участкам этого сечения, а траектория перемещения основной массы пленки по впускному тракту - от характера распределения давлений в соседних сечениях. Кроме того, учитывая, что пленка жидкого топлива перемещается под действием сил трения с паро-воздушной смесью, на траекторию основной массы пленки определенное влияние должна оказывать и скорость потока смеси во впускном тракте.
В некоторых случаях характер распределения давлений по поверхности впускного тракта может меняться от сечения к сечению и зависеть не только от конструкции впускного тракта, но и от режима работы двигателя. Поэтому характер распределения пленки жидкого топлива по сечениям впускного тракта и траектория перемещения основной массы пленки, в зависимости от конкретных условий, могут быть самыми разнообразными и меняться при изменении режима работы двигателя. Например, если предположить, что каналы впускного тракта двигателя "Боргвард" лежат в одной плоскости, как показано на верхней проекции рис. 1, то в соответствии с описанным выше характером распределения давлений по поверхностям впускного тракта при простейшем его изгибе (рис. 13) основная масса пленки должна была бы перемещаться по внутренним поверхностям каждой ветви точно в плоскости чертежа. Однако, как видно из рис. 1, каналы впускного тракта этого двигателя не лежат в одной плоскости. Кроме того, в результате смещения оси диффузора карбюратора от геометрического центра зоны разделения на величину е поток смеси входит в каждую ветвь тангенциально. Все это приводит к нарушению показанного на рис. 13 характера распределения давлений, в результате чего основная масса пленки жидкого топлива в каждой ветви собирается в узкий "ручей", а ее траектория принимает спиралеобразный характер.
|
|
|
На рис. 14 показано расположение основного потока топливной пленки в этом двигателе в месте разъема впускной трубы и головки блока цилиндров. Количество пленки дано в процентах от общего количества топлива, которое должно было бы пройти через данный сектор сечения при равномерном распределении топлива по сечению потока смеси. Как видно, при работе двигателя с прикрытой на 45° дроссельной заслонкой и с числом оборотов 1000 в минуту шаг спирали достаточно большой и поток основной массы пленки к моменту попадания его в плоскость разъема впускной трубы и головки блока, где осуществлялся отбор пленки, отклоняется всего лишь на 60° (рис. 14, а). Увеличение числа оборотов двигателя до 3000 в минуту и открытие дроссельной заслонки до положения, соответствующего полной нагрузке, кроме уменьшения общего количества пленки, изменяет траекторию ее основной массы - шаг спирали становится меньше и поток основной массы пленки к моменту отбора отклоняется уже на 150° (рис. 14, б).
|
|
|
Рис. 14. Распределение пленки жидкого топлива по поверхности впускного тракта двигателя 'Боргвард' (см. рис. 1) в плоскости разъема впускной трубы с головкой блока цилиндров при выключенном подогреве смеси: а - дроссельная заслонка открыта на 45°; n = 1000 об/мин; б - дроссельная заслонка открыта полностью, n = 3000 об/мин (обозначение секторов сечения в градусах дано в соответствии с рис. 1) [11]
В перераспределении топлива по поперечному сечению потока смеси при изменении направления потока определенную роль играют и капли жидкого топлива, перемещающиеся вместе с паро-воздушной смесью. Обладая большей по сравнению с паро-воздушной смесью инерцией, капли меняют свое направление с некоторым запаздыванием, что вызывает обогащение части потока, перемещающейся вблизи внешней поверхности изгиба впускного тракта, а часть капель вообще не успевает полностью изменить свое направление и, попадая на стенку впускного тракта, увеличивает общее количество пленки жидкого топлива.
Таким образом, перераспределение отдельных частей жидкой фазы топлива по сечению потока смеси, при перемещении его по простейшему изгибу впускного тракта, происходит в прямо противоположных направлениях: пленка жидкого топлива "выдавливается" на внутренние поверхности изгиба, а капли отбрасываются к внешней поверхности. Поэтому степень общего перераспределения топлива зависит от конкретных условий, существующих в зоне изгиба и определяемых кривизной изгиба, скоростью потока смеси, соотношением фаз топлива и отдельных частей жидкой фазы, качеством предварительного распыливания топлива и т. д. Следует особо подчеркнуть тот факт, что любое перераспределение топлива при простейшем изгибе впускного тракта происходит в плоскости изгиба.
На примере двигателя "Боргвард" отмечены причины, вызывающие влияние режима работы двигателя на распределение давлений по поверхностям впускного тракта и траекторию перемещения основной массы пленки жидкого топлива. Возможно, что эти причины влияют на характер перераспределения по сечению потока и капель жидкого топлива. В подобных случаях общее направление перераспределения топлива по сечению потока смеси может быть самым разнообразным и меняться от сечения к сечению.
Чтобы представить себе возможность влияния описанных явлений, происходящих при изменении направления потока, на распределение смеси, достаточно предположить, что любое из показанных на рис. 13 сечений или плоскость разъема впускной трубы с головкой блока цилиндров (см. рис. 1) является началом зоны разделения впускного тракта на отдельные ветви или патрубки. Для примера еще раз вернемся к данным, приведенным на рис. 2, полагая, что каждую общую для двух цилиндров полость впускного тракта двигателя "Боргвард" в данном случае можно рассматривать как зону разделения (см. рис. 1).
Как уже отмечалось, при изменении порядка работы цилиндров двигателя характер неравномерности распределения горючей смеси по цилиндрам, питающимся из одной общей полости, меняется на обратный. Но при этом не остается постоянной и степень неравномерности. Характерно, что степень неравномерности несколько больше при порядке работы 1 - 2 - 4 - 3, т. е. в том случае, когда явления, вызываемые цикличностью поступления смеси в цилиндры, приводят к обогащению смеси в крайних (первом и четвертом) цилиндрах. Это дает основание предполагать, что во впускном тракте двигателя "Боргвард" существует причина, вызывающая дополнительное обогащение смеси в крайних цилиндрах двигателя. При порядке работы 1 - 2 - 4 - 3 по этой причине увеличивается, а при порядке работы 1 - 3 - 4 - 2 уменьшается влияние цикличности поступления смеси в цилиндры. Весьма вероятно, что этой причиной как раз и является неравномерное распределение пленки жидкого топлива по поверхности впускного тракта, так как на данном режиме работы двигателя характер распределения пленки по поверхности тракта в сечениях, непосредственно примыкающих к общим полостям, таков, что основная масса ее оказывается расположенной со стороны крайних цилиндров (рис. 14).
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 236; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!