5.1. ОСНОВЫ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Карбюратор предназначен для приготовления топливовоздушной смеси требуемого состава в зависимости от режима работы двигателя и внешних условий и для регулирования количества смеси с целью изменения параметров двигателя.

Известно, что для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг воздуха. Однако на практике количество воздуха, действительно приходящегося на 1 кг топлива, бывает больше или меньше. Качество топливовоздушной смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха α, который показывает отношение действительного количества воздуха G_д, вводимого в смесь на 1 кг топлива, к теоретически необходимому G_T: α = G_д/G_т.

Если на 1 кг бензина вводится 15 кг воздуха, то α=15/15=1.

Такая смесь называется нормальной.

Если на 1 кг бензина вводится 20 кг воздуха, то α = 20/15 = 1,33 - смесь бедная.

Если на 1 кг бензина вводится менее 15 кг воздуха, например 12, то α = 12/15 = 0,8 - смесь богатая.

Практически равномерно перемешать бензин и воздух очень трудно, поэтому при а = 1 в некоторых частях камеры сгорания находится избыток топлива, а в некоторых - избыток воздуха. В результате при сгорании такой смеси полностью не используется ни топливо, ни воздух. При α<1(0,85-0,9) топливо в смеси находится в избытке, поэтому при его сгорании кислород воздуха используется без остатка. При этом выделяется наибольшее количество теплоты, двигатель развивает максимальную мощность. Однако, часть топлива не сгорает, выбрасывается с отработавшими газами, поэтому расход топлива двигателем увеличивается. При α>1 (1,1-1,15) в топливовоздушной смеси имеется избыток воздуха, вследствие чего топливо сгорает без остатка и расход его при этом минимален. Однако при этом часть воздуха не участвует в процессе горения, тепла выделяется меньше и двигатель не развивает полной мощности.

Таким образом, в зависимости от режима работы двигателя качество смеси должно быть различным. При максимальной частоте вращения при полностью открытом дросселе карбюратора двигатель должен развивать максимальную мощность, поэтому требуется богатая смесь (α<1). Богатая смесь требуется и на холостом ходу, чтобы при минимальной частоте вращения двигатель имел достаточную мощность для устойчивой работы. При α номинальной частоте вращения, при которой мотоцикл движется основное время, требуется экономичная работа двигателя и, соответственно, бедная смесь (α>1).

Таким образом, характеристику идеального карбюратора можно изобразить графически (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Характеристика идеального карбюратора: α - коэффициент избытка воздуха; n - частота вращения коленчатого вала