Улучшение смесеобразования карбюратором с изменяемым диффузором и программируемым расходом на базе физико-математической модели топливоподачи

• Автор: Попадьин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.2. Математические модели и расчетные методы
проектирования карбюратора
1.2. Особенности конструкции карбюратора с изменяемым диффузором и программируемым расходом
1.3. Физическая модель гидродинамики подачи топлива
в исследуемом карбюраторе
Выводы, цель работы и задачи исследования
Глава 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАРБЮРАТОРА С ИЗМЕНЯЕМЫМ
ДИФФУЗОРОМ И ПРОГРАММИРУЕМЫМ РАСХОДОМ
2.1. Выбор исходной регулировочной характеристики карбюратора
2.2. Методика расчета воздушного тракта карбюратора
2.3. Математическая модель процессов системы топливоподачи карбюратора
2.4. Расчетные методы проектирования отдельных элементов
топливного тракта карбюратора
Выводы
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
И ПРАКТИКА ПРОЕКТНОГО РАСЧЕТА КАРБЮРАТОРА
3.1. Контрольно-измерительное оборудование стендовых испытаний карбюратора и точность измерений
3.2. Расчетно-экспериментальные значения коэффициента потерь давления в золотниковой паре дозирующей системы карбюратора
3.3. Практика проектного расчета воздушного и топливного тракта карбюратора
3.3.1. Проектный расчет геометрии воздушного тракта
3.3.2. Особенности проектного расчета топливного тракта

3.4. Анализ полученных результатов исследования
Выводы
Глава 4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ КАРБЮРАТОРОМ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КАРБЮРАТОРА
4.1. Совершенствование процесса топливораспределения в тракте заслонки карбюратора на базе физико-математической модели топливоподачи
4.2. Использование центробежной форсунки в качестве одного из элементов подачи топлива в карбюраторе
4.3. Дифференцированная подача топлива и масла в карбюраторе
4.4. Технико-экономическая оценка применения расчетного
метода проектирования карбюратора
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение

Актуальность темы. Карбюраторные двигатели до настоящего времени остаются наиболее массовыми из числа находящихся в эксплуатации. Наиболее оправданным является использование карбюратора в микролитражных двигателях (в качестве вспомогательной установки дизелей, в составе средств малой механизации и др.), так как в этом случае он обладает простотой конструкции и изготовления. Однако, такая упрощенность из-за отсутствия многих дополнительных систем и вспомогательных устройств, которые применяются в карбюраторах автомобильных двигателей, приводит к снижению эксплуатационных качеств микролитражного двигателя, т.е. затрудненному запуску «холодного» двигателя, снижению устойчивости работы на переходных режимах, малых нагрузках. В этой связи исследование и совершенствование карбюраторных схем микролитражных двигателей является актуальной задачей.
Анализ существующих карбюраторных систем питания, применяемых в микролитражных двигателях показал, что одной из возможных перспективных схем, устраняющей эти недостатки, является схема, разработанная в «СКБМ» под руководством Пака В.Д. Основная идея, применяемая в этом карбюраторе, заключается в организации процесса смесеобразования путем дозированной (программируемой) подачи топлива с помощью золотниковых дросселирующих элементов через топливную камеру и распылительные каналы в корпусе заслонки в то сечение воздушного тракта, где поток воздуха имеет достаточно высокую скорость. Так как площадь этого сечения меняется при изменении режима работы двигателя в связи с изменением положения дроссельной заслонки, то эту схему карбюратора целесообразно называть карбюратор с изменяемым диффузором и программируемым расходом.
В тоже время, как отмечается в технических справках разработчика, наряду с положительными качествами применения указанного экспериментального карбюратора в составе микролитражного двухтактного

Расход воздуха при заданном положении дроссельной заслонки экспериментального карбюратора устанавливался с помощью эталонного карбюратора. В качестве эталонного карбюратора использовался серийный карбюратор АК-32 № 18110652086 с диффузором постоянного сечения, отрегулированный для данного типа двигателя в соответствии с требованиями конструкторской документации и действующих стандартов. Для этого карбюратор с диффузором изменяемого сечения подвергся испытаниям с целью сравнения его гидравлических характеристик с характеристиками эталонного карбюратора. В табл.З представлены характеристики изменения разрежения за дроссельной заслонкой воздушного канала штатного (эталонного) карбюратора АК-32 (АрХсм) и карбюратора с изменяемым диффузором и программируемым расходом (Ар2сл1) ПРИ различных углах поворота дроссельной заслонки [86, 87].
Таблица
Характеристики изменения разрежения за дроссельной заслонкой
<рдз, [град] 20 25 30 35 40 45 55 65 75
Ар1см, кПа 10,8 8,85 7,50 6,55 5,90 5,45 4,85 4,50 4,30 4,15
Арісм, кПа 10,8 8,85 7,50 6,70 6,05 5,40 4,50 3,85 3,75 3,70
Погрешность определения расхода воздуха через эталонный карбюратор по паспортным данным составляет 8Э =±1%. Отсюда, предельная погрешность измерения расхода воздуха на безмоторном стенде по формуле (77), справедливой для статистического суммирования средних квадратичных погрешностей, при доверительной вероятности 0,95 равна [102]
5в = 2^81+51+(ъ,258р1} , (77)
или в числовом выражении составляет
8в = 2^ + 8] + (0,258р/} = 2д/12 + 22 + (0,25 • 0,2)2 = 4,5%.
Система измерения расхода топлива включает топливный бак, фильтр очистки топлива, регулирующие топливные краны, штихпробер, а также