Контент-платформа Pandia:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Карбюратор Solex на двигатель ЗМЗ-402.10: есть ли смысл

 просмотров

Карбюратор Solex на двигатель ЗМЗ-402.10: есть ли смысл?

Введение

Скажу сразу – все нижесказаное есть мое сугубо личное мнение, составленное на основе изучения литературы (в частности книг «Карбюраторы легковых автомобилей. Устройство и эксплуатация». М.: Транспорт, 2000 г. и , , «Системы и процессы топливоподачи двигателей внутреннего сгорания». СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999 г.)

Я не собираюсь с кем либо спорить по этому поводу, просто хочу изложить аргументы, которыми лично я руководствовался при выборе карбюратора.

Итак…

1. Что из себя представляют «волговские» солексы

Начнем с того, что Дмитровградский АвтоАгрегетный Завод (ДААЗ) не выпускает «Солексов» для двигателей ЗМЗ. Единственный карбюратор, выпускаемый заводом для двигателей объемом 2.5л – ДААЗ-4178. Предназначен он для УАЗовских двигателей УМЗ-417, хотя планируется выпускать и «волговскую» версию под 402-й двигатель – ДААЗ, но пока что в продаже ее никто не видел.

Некотрое время назад на ДААЗе выпускались карбюраторы ДААЗ-2410, но это были мелкосерийные экземпляры, не более 100шт в месяц и в настоящее время их выпуск прекращен.

Те же карбюраторы, что предлагаются в магазинах под видом ДААЗ-3110, ДААЗ-31029, ДААЗ-2410 и иже с ними есть не что иное, как переделаные в кустарных условиях под «волговский» воздушный фильтр и привод дроссельной заслонки другие модели. Узнать точно из чего переделан конкретный экземпляр карбюратора несложно – на корпусе всегда есть отливка с номером модели. Как правило, это карбюратор ДААЗ-21073 для «Нивы» ВАЗ-21213 с двигателем объемом 1.7л, хотя мне попадались и экземпляры, переделанные из ДААЗ-21412 (для М-21412 с двигателем УЗАМ-331 объемом 1.5л).

2. Геометрия карбюратора

Под «геометрией» в данном случае понимается конфигурация больших диффузоров карбюратора, влияющая, во-первых, на сопротивление потоку на впуске (ограничивающая максимальный расход воздуха через карбюратор), и, во-вторых, на скорость входящего потока и разряжение в малых диффузорах (влияющее, в свою очередь, на состав смеси).

В данном случае мы можем рассматривать двигатель как поршневой насос определенной производительности (зависящей от диаметра цилиндра, хода поршня и скорости вращения коленвала), на входе которого установлена дроссельная шайба (большой диффузор карбюратора). Из равенства расходов воздуха через диффузор и производительности насоса (при условии неразрывности потока, естественно) получается такая вот формула для рассчета необходимого диаметра большого диффузора:

,

где D - диаметр цилиндра, Wд - скорость в диффузоре, Cm - средняя скорость поршня, hv - коэффициент наполнения цилиндров.

Попробуем перекомпановать данную формулу так, чтобы все, относящееся к геометрии двигателя и карбюратора оказалось с одной стороны, а все остальное – с другой. В результате получим:

Теперь прикнинем, что получится при установке карбюратора ДААЗ-21073 на «родной» двигатель (автомобиль Нива ВАЗ-21213 с двигателем 1.7л) и на двигатель ЗМЗ-402.10.

Параметры двигателей

Двигатель

ЗМЗ-402.10

ВАЗ-21213

Диаметр цилиндра, мм

92

82

Ход поршня, мм

92

80

Обороты макс. момента, rpm

2500

3300

Обороты макс. мощности, rpm

4500

5200

Средняя скорость поршня в цилиндре при оборотах макс. момента, м/сек

460

528

Средняя скорость поршня в цилиндре при оборотах макс. мощности, м/сек

828

832

Итого, учитывая, что диаметр большого диффузора у карбюратора ДААЗ-21073 равен 24 мм, получаем:

Отношение скорости потока в диффузоре к коэффициенту наполнения цилиндра

Двигатель

ЗМЗ-402.10

ВАЗ-21213

при оборотах макс. момента, м/сек

6759.4

6163.7

при оборотах макс. мощности, м/сек

12167.0

9712.4

Как видим, отличия существенные – для двигателя ЗМЗ-402.10 отношение скорости потока в диффузоре к коэфф. наполнения цилиндров на 8.8% выше при оборотах максимального момента и на 20.2% выше при оборотах масксимальной мощности, чем для «родного» для этого карбюратора двигателя ВАЗ-21213. Для сравнения – диаметр диффузоров карбюратора ДААЗ-21073 равна 24/24мм (первая/вторая камеры), ДААЗ-21412 – 21/23мм, К-151 – 23/26мм, ДААЗ-4178 – 24/28мм.

В результате получим большую скорость потока в диффузоре, но, поскольку с увеличением скорости растет гидравлическое сопротивление диффузора, то кроме увеличения скорости потока получим, также худшее наполнение цилиндров. Второе явно не есть хорошо, но и увеличение скорости потока против той, на которую рассчитывался карбюратор тоже плохо т. к. приведет к увеличению разряжения в малых диффузорах, что само по себе не есть хорошо. Впрочем, речь об этом пойдет ниже.

3. Характеристика карбюратора

Важнейшим параметром карбюратора является приготовляемый им состав горючей смеси, характеризуемый коэффициентом избытка воздуха a. Он представляет отношение действительного количества воздуха (Gв), приходящегося на 1 кг топлива (Gт), к теоретически необходимому его количеству l0 для полного сгорания 1 кг топлива:

Изменение состава смеси при различных режимах работы двигателя

Численное значение а может быть как больше 1 (смесь переобедненная), так и меньше 1 (смесь переобогащенная). Приготовление состава горючей смеси простейшим карбюратором в зависимости от расхода воздуха Gв показано на рисунке. На малых нагрузках (степень открытия дроссельной заслонки менее 50%) горючая смесь чрезвычайно обеднена (кривая 1), а на средних и больших нагрузках (свыше 50%), наоборот, обогащена. Основной причиной такого характера изменения состава горючей смеси является непропорциональное изменение удельного расхода воздуха и топлива в зависимости от разрежения. Так, при изменении разрежения в диффузоре удельный расход воздуха практически не изменяется, а удельный расход топлива изменяется пропорционально разрежению. Вследствие этого при больших расходах воздуха удельный расход топлива возрастает более интенсивно. Кроме того, обеднение горючей смеси на малых нагрузках обусловлено также и тем, что относительные затраты энергии на подъем топлива к распылителю по сравнению с высокими нагрузками существенно больше.

Даже если простейший карбюратор на малых нагрузках отрегулировать на приготовление смеси необходимого состава, то при переходе к большим нагрузкам горючая смесь чрезвычайно переобогатится и будет находиться даже за пределами воспламеняемости. Если же карбюратор отрегулировать на необходимый состав горючей смеси при работе двигателя на больших нагрузках, то при переходе к малым нагрузкам горючая смесь будет сильно обеднена и окажется за пределами воспламеняемости.

Состав горючей смеси имеет важное практическое значение для эффективного протекания рабочего процесса. Для обеспечения нормальной работы двигателя на различных режимах карбюратор должен приготавливать горючую смесь оптимального состава (кривая 2). Простейший карбюратор (кривая 1) не обеспечивает требуемого состава горючей смеси (кривая 2) во всем диапазоне работы двигателя.

Если карбюратор на малых нагрузках отрегулировать на смесь оптимального состава (aоп), то при переходе к большим нагрузкам она неизбежно переобогащается, превышая предел воспламеняемости. Если карбюратор отрегулировать на aоп для работы на больших нагрузках, то при переходе к малым нагрузкам горючая смесь будет чрезвычайно обеднена и окажется также за пределами ее воспламеняемости.

Для обеспечения нормальной работы двигателя идеальный карбюратор должен приготавливать горючую смесь оптимального состава (кривая 2). Участок кривой 2 А—Б соответствует работе двигателя на режимах XX и малых нагрузок при минимально возможном расходе топлива. Участок Б—В характеризует переход с экономичной регулировки карбюратора на мощностную, характерную для полного открытия дросселя (кривая 4). Кривая 4 обеспечивает оптимальное изменение а при работе двигателя по внешней скоростной характеристике (ВСХ).

При пуске и прогреве холодного двигателя в связи с конденсацией части бензина и образованием пленки топлива на холодных стенках впускного тракта и цилиндров горючая смесь должна быть настолько богатой, чтобы она обеспечивала достаточное количество испаренного топлива для надежного воспламенения.

При низкой частоте вращения коленчатого вала на режимах XX или малых нагрузках количество горючей смеси невелико, а относительное количество остаточных газов возрастает. Горючая смесь в этом случае горит крайне медленно, двигатель работает неустойчиво, поэтому горючая смесь должна быть обогащенной (a < 0,85). На средних нагрузках горючая смесь должна быть обедненной (a > 1,0), что обеспечивает наименьший расход топлива в эксплуатации. При полных нагрузках для достижения максимальной мощности горючая смесь на участке полных нагрузок (80—100 %, кривая 2) должна иметь обогащенный состав.

При резком увеличении нагрузок от минимальных до максимальных горючая смесь кратковременно должна быть обогащена. Сопоставительный анализ кривых 1 и 2 показывает, что простейший карбюратор не обеспечивает требуемого состава горючей смеси на различных режимах работы двигателя.

В наибольшей степени этому требованию отвечает участок мощностного состава горючей смеси на кривой 3, представляющей собой дроссельную характеристику реального карбюратора.

На практике состав горючей смеси выбирают с учетом удовлетворения требований к мощностным, экономичным и экологическим показателям автомобиля. Теоретическое (расчетное) количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, l0 = 14,02 - 14,7 кг/кг и зависит от его химического состава. Типичная закономерность влияния коэффициента а на показатели работы двигателя приведена в таблице.

Бесперебойная и эффективная работа двигателя обеспечивается в узком диапазоне изменения a от 0,8 до 1,10. При максимальном коэффициенте aм состав смеси соответствует его верхней границе предела, а экономичный — нижней.

Влияние а на показатели работы двигателя

Качественная характеристика смеси

Предел измерения a

Изменение показателей работы двигателя, %

Характеристики работы двигателя

Мощность

Удельный расход топлива

Богатая (переобогащенная)

0,6.. .0,8

Уменьшается на 20—25

Увеличивается на 25— 15

Хлопки в глушителе, черный дым

Обогащенная

0,8.. .0,9

Максимальная

Увеличивается на 12—15

Бесперебойная работа, хорошая динамика

Нормальная (теоретическая)

1,0

Уменьшается на 4— 5

Увеличивается на 4— 8

Бесперебойная работа

Бедная (обедненная)

1,05.. .1,15

Уменьшается на 10

Минимальный

Бесперебойная работа

Переобедненная

1,20.. .1,40

Значительно уменьшается

Увеличивается на 8— 12

Хлопки в карбюраторе, перегрев двигателя

Мощностной состав горючей смеси (осм) обеспечивает получение максимальной скорости ее сгорания и сопровождается неполнотой сгорания топлива. При экономичном составе (ссэ) топливо сгорает более полно, обеспечивая экономичную работу двигателя, но сопровождается снижением его мощности.

Характер изменения коэффициента а в процессе разгона двигателя и на устойчивом режиме его работы заметно отличается. При резком открытии дросселя первоначально происходит заметное обогащение (до 20 %) горючей смеси, связанное с действием ускорительного насоса, а затем наступает значительное ее обеднение. Частично это связано с увеличением давления во вторичной камере, сопровождающимся конденсацией паров топлива, выпадением бензина в топливопровод и задержкой ее во вторичной камере. На устойчивом режиме карбюратор приготавливает обедненную горючую смесь по сравнению с режимами разгона автомобиля.

Из вышесказанного следует, что каждый карбюратор настраивается под конкретный двигатель таким образом, чтобы обеспечивать нужный состав смеси на всех режимах работы. Для простоты можно рассмотреть две опрных точки на кривой зависимости a от массового расхода воздуха – обороты максимального момента и максимальной мощности. Выше уже приводились значения отношения скорости потока воздуха в диффузоре к коэфф. наполения цилиндров. Эта величина прямо пропорциональна массовому расходу воздуха через карбюратор. Таким образом несложно догадаться, что один и тот же карбюратор, будучи установленным на двигателях с разными характеристиками (обороты максимального момента и мощности, геометрия цилиндра) в одном случае будет обеспечивать нужный состав смеси (для того двигателя, под который он рассчитан), а в другом – нет. В нашем конкретном случае при установке ларбюратора ДААЗ-21073 на двигатель ЗМЗ-402.10 следует ожидать смещения состава смеси в сторону обогащания, особенно в области больших расходов (при обортах максимальной мощности). При этом в области средних расходов, там, где зависимость a(GВ) близка к линейной, состав смеси, скорее всего, будет удовлетворительным. В некотрой степени (особенно в области малых расходов воздуха) вышеобозначенный эффект усиливается повышенным, по сравнению с рассчетным, разряжением в малых диффузорах, о котором говорилось выше.

Характеристику карбюратора можно частично скорректировать подбором воздушных и топливных жиклеров, но для получения нужной характеристики этого будет недостаточно т. к. в области больших расходов воздуха кроме Главной Дозирующей Системы в смесеобразовании учавствуют еще эконостат и экономайзер мощностных режимов. Таким образом, для получения нужной характеристики придется полностью подстраивать все системы карбюратора – ГДС, переходные системы, экномайзер и эконостат. Подобная работа требует во-первых, точного подбора производительности жиклеров (возможно и изготовления новых), а, во-вторых, наличия специального оборудования – стенда для определения и настройки характеристики карбюратора. Понятно, что в домашних/гаражных условиях перенастроить карбюратор под другой двигатель невозможно.

Кстати, жиклеры придется менять в любом случае – больший объем 402-го двигателя потребует увеличения количества топлива. Для этого нужно увеличивать пропускную способность главных топливных жиклеров, что потянет за собой увеличение воздушных жиклеров (для получения нужного состава смеси). Далее, придется менять жиклеры переходных систем для обеспечения плавной характеристики и сглаживания провалов на переходных режимах. И, наконец, потребуется настройка дополнительных дозирующих систем – ускорительного насоса, экномайзера и эконостата мощностных режимов...



Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Карбюраторы

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства