Добрый день, уважаемые читатели.
Пришло время, желание и потребность установить на мой автомобиль газобаллонное оборудование. Я не из тех, кто слепо едет к "мастерам", платит им деньги и радуется результату, который не зависит от желания владельца автомобиля. Перед выбором оборудования и его конфигурацией я прошелся по просторам интернета, почитал факты, отзывы, собрал немного своих мыслей в голове. Остановился я на том, что оптимальным вариантом подачи газа будет именно врезка в карбюратор. Это мое мнение твердое и непоколебимое. Но вот как ее правильно сделать, однозначный ответ я так и не нашел. Решил пойти по пути "я сам". Благо есть где и как посмотреть без курочания уймы карбюраторов, сжигания десятков-сотен литров топлива - компьютерное моделированиt. Но прежде, чем переходить к результатам моей работы, хотел бы немного описать исходные данные, на которых построена вся модель и исследование в целом:
1. Имеем немного упрощенную объемную модель смесительной камеры карбюратора солекс 2108. Ее я срисовал из заранее масштабированного разреза карбюратора.
2. Начальное положение врезки принимаем так: обычный цилиндрический штуцер вкручен по высоте на середине между верхней точкой полностью открытой дроссельной заслонкой и нижней точкой малого диффузора и по глубине до оси смесительной камеры. Вариант с врезкой под углом исключаем из-за тонкой стенки, где возможно осуществить врезку (малое количество полных витков резьбы), малого расстояния между полностью открытой заслонкой и малым диффузором (врезка и горизонтально с трудом помещается с зазорами до 3 мм), и сложности выполнения без специальных инструментов и оснастки.
3. Предварительно оценив степень нажатия на педаль газа, предполагаем, что при положении заслонки на отметке 35 градусов от горизонтального положения, двигатель объемом 1,3 литра развивает 2500 об/мин. Это - приблизительно обычный походной режим работы моего двигателя.
4. Начальные условия входа/выхода газов: вход воздуха сверху под атмосферным давлением (остальное считает программа); выход смеси воздуха и пропана с объемным расходом, посчитанным из условий объема мотора и частоты вращения коленвала (коэффициент наполнения для упрощения принят = 1, остальное считает программа); вход пропана через врезку изначально происходит под давлением на 15 кПа большим атмосферного, но может быть изменен при расчете программой - это соответствует тому, что при пуске газ подается принудительно редуктором, а далее нужно учитывать разрежение, создаваемое в двигателем.
5. Остальные параметры модели выключены или упрощены для простоты расчета.
Задачу сформулировал следующим образом: путем механической доработки покупного штуцера, местом его расположения по вертикали и глубины ввинчивания добиться оптимального смесеобразования "газ/воздух" уже на выходе из карбюратора (сразу за дроссельной заслонкой, а не в коллекторе), минимального вмешательства в работу карбюратора на бензине и конечно же минимального расхода. Для этого мне нужно было рассмотреть следующие зависимости от формы и расположения врезки:
1. Смесеобразование - в нижней плоскости модели нужно получить наиболее равномерную характеристику распределения объемной концентрации газа в смеси с воздухом. И это - главная цель исследования.
2. Наибольший вакуум в канале врезки, что будет свидетельствовать о наименьшем расходе газа, так как не редуктор будет заталкивать пропан в карбюратор, а мотор будет вытягивать топливо из трубопровода подачи, а значить и винт "жадности" откручивать придется меньше.
3. Наименьший перепад давления после врезки относительно "девственной" смесительной камеры.
Перейдем к результатам и выводам.
Этап первый. Изучение поведения смеси при работе двигателя. Здесь я просто, наблюдая за "молекулами" воздуха и пропана, грубо прикинул ход дальнейших манипуляций со штуцером. Молекулы окрашены в зависимости от концентрации газа в смеси с воздухом. Максимальная концентрация - красный цвет, минимальная - синий, остальное по спектру между ними. Нам нужно найти такой вариант, где "молекулы" смеси окрашены максимально в одинаковый цвет на выходе из карбюратора. Для начала было заложено такие варианты штуцера:
1. Стоковый в начальных точках, описанных в исходных данных. (Дальше по тексту "СТОК")
2. Стоковый, вкрученный на 5 мм до оси смесительной камеры.(Дальше по тексту "СТОК -5мм")
3. Стоковый, выглядывающий на 2 мм от стенки смесительной камеры (он же вкрученный на 10 мм до оси смесительной камеры. Дальше по тексту "СТОК -10 мм").
4. Срезанный под углом 45 градусов в начальных точках. (Дальше по тексту "СРЕЗ 45")
5. Срезанный под углом 30 градусов и вкрученный на 5 мм до оси смесительной камеры. Если вкрутить срезанный под углом в 45 градусов штуцер на такое расстояние, то нижняя его часть будет за пределами смесительной камеры. (Дальше по тексту "СРЕЗ 30 -5мм")
6. Срезанный под углом в 10 градусов штуцер (Дальше по тексту "СРЕЗ 10 -10 мм")
Как вы поняли, я принял условное обозначение вариантов штуцера следующим: обозначение исполнения_градус среза_расстояние до оси смесительной камеры_расстояние от начальной точки по вертикали. Далее смотрим видео с результатами (видео советую смотреть в максимальном качестве и сразу с разворотом на весь экран из-за мелких деталей и надписей):
Как видим, срезанный под углом штуцер явно превосходит по качеству смесеобразования обычную стоковую версию из магазина. Значить штуцер без доработки отбрасываем в дальнейших наблюдениях вовсе. Далее, варианты "-5мм до оси" также лучше всех промоделированных приготовили смесь.
Этап второй. Проверяем наши относительно грубые наблюдения. Для этого берем изображение состава смеси в нижней плоскости камеры. В данном случае нам нужно найти вариант, где диапазон изменения концентрации газа в плоскости (состава смеси) наименьший, а поля картинки окрашены как можно больше в одинаковый оттенок. Смотрим:
Да, все подтвердилось. На данном этапе вариант "СРЕЗ 30 -5мм" имеет наилучшие показатели.
Этап 3. Определяем оптимальный угол среза. Для этого рассмотрим варианты "СРЕЗ 20 -5мм", "СРЕЗ 30 -5мм", "СРЕЗ 35 -5мм". Думаю, объяснять что-либо еще в постановке задачи не имеет смысла. Все понятно из перечня вариантов (выше есть расшифровка). Смотрим:
Выходит, что оптимальный углом среза лежит в районе 20 градусов. Запоминаем и остальное моделирование проводим уже с таким штуцером.
Этап 4. Определяем оптимальное месторасположение и глубину вкручивания. Для этого рассмотрим варианты "СРЕЗ 20 -5мм", "СРЕЗ 20 -7мм", "СРЕЗ 10 -10мм", а также "СРЕЗ 20 -5мм +2мм", "СРЕЗ 20 -5мм", "СРЕЗ 30 -5мм -2мм".
Отсюда становиться ясно, что чем ближе врезка к малому диффузору, тем лучше готовится смесь. Но я бы не стал врезать ее у низа малого диффузора, потому что в этом месте практически самая узкая часть большого диффузора смесительной камеры. И штуцер перекроет весьма заметную часть его сечения, что приведет к значительному повышению сопротивлению потока воздуха и конечно же изменениям в работе на бензине. Считаю оптимально врезать штуцер ниже малого диффузора на 1-2 мм. Оптимальной же глубиной вкручивания есть момент, когда крайняя верхняя точка срезанного штуцера врезки лежит на внешней цилиндрической поверхности малого диффузора.
Далее проанализировав распределение давления в канале врезки при входе в карбюратор, пришел к выводу, что все доводы по поводу оптимального исполнения штуцера и его места положения подтвердились. Это больше количество изображений я решил не представлять вам. Суть анализа подобна к излагаемой выше теории. (Чем больше разрежение в канале врезки - тем лучше смесеобразование).
А вот когда я принялся рассматривать результаты по сопротивлению потоку воздуха в смесительной камере, увидел очень интересные факты. Но об этом немного позже. Вернемся к нашей теме. Для облегчения своей участи, принял решение проанализировать только варианты без врезки, с лучшим смесеобразованием в начальной точке, и наихудший вариант врезки в начальной точке. Для еще большего упрощения вместо работы на бензине я смоделировал вариант просто движения накатом без подачи какого-либо топлива в карбюратор (кнопка переключения "газ/бензин" в положении "0"). Результаты ниже на рисунках:
Слева - без врезки на бензине. Справа - врезка СТОК 0 при работе на бензине
Слева - без врезки на бензине. Справа - врезка СРЕЗ -7 20 при работе на бензине
Слева - врезка СТОК 0 при работе на бензине. Справа врезка СТОК 0 при работе на газу
Слева - врезка СРЕЗ -7 20 при работе на бензине. Справа врезка СРЕЗ -7 20 при работе на газуВыводы по сопротивлению потока в смесительной камере. В целом даже самый худший вариант врезки не сильно повлиял на давление в смесительной камере при работе на бензине, но более близкие значения к "родным" все же у менее выступающего варианта. Стоит также учитывать, что выступающий сильно в глубь штуцер будет существенно влиять на факел распыления с ГДС. Если же сравнить лучший и худший вариант врезки по давлению в смесительной камере при работе на бензине и на газу, то здесь есть интересный факт. При включении газа у врезки "СТОК 0" разрежение под ней явно больше по значению. А вот у врезки "СРЕЗ -7 20", выходит, при включении газа, даже не выпалив бензин из поплавковой камеры, традиционное топливо через ГДС не должно поступать в карбюратор, поскольку разрежение уходит в канал врезки, а не поднимается к малому диффузору. Это значит, что переключение на газ будет более безопасное - не стоит сильно боятся за перелив на низких оборотах, а значить можно не дожидаться явных признаков остановки двигателя при высушивании поплавковой камеры, доводя его до сильных толчков и поддергиваний, при условии, что в этот же момент будет закрыт клапан системы ХХ карбюратора. Бензин, оставшийся в поплавковой камере, может попасть в двигатель из ГДС только на оборотах выше среднего, что по сути не приведет к столь ощутимому переобогащению смеси. Уровень то в поплавковой маленький, а значить и концентрация будет не большая, и заливание цилиндрам не грозит. А струя от ускорительного насоса поможет компенсировать недостаток топлива для еще холодного мотора при разгоне в морозы, ведь редуктор еще не нагрет в полной мере, и его недостаточная эффективность на низких оборотах все же может быть немного заметна. Дополнительный вывод - нужно обязательно обеспечить перекрытие канала ХХ в карбюраторе при работе на газу.
Выводы общие: штуцер нужно срезать под углом 20...30 градусов, вкрутить срезом вниз по высоте так, чтобы между ним и низом малого диффузора было расстояние 1...2 мм, а крайняя верхняя точка лежала на условно продленной внешней цилиндрической поверхности малого диффузора или была на небольшом расстояние до нее.
Теперь немного еще теории. Давайте еще раз посмотрим на рисунок по распределению давления в камере. Заметьте, что наибольшее разрежение подходит к стенке камере в аккурат в зоне, где размещены выходы канала ХХ и переходной системы, что конечно же объясняет их место расположения в конструкции всех карбюраторов. Это также подтверждает суждения и доводы многим известного Наиля Порошина про участие канала ХХ при езде в малонагруженных режимах. Еще один интересный факт - давайте посмотрим на разрежение с другой стороны заслонки. Оно там явно меньше. Практически в 2 раза. И никак не выходит за край заслонки. Но ведь ускорительный насос бьёт струю именно туда. Не логичнее ли подавать топливо в место, где оно будет лучше распыляться - в сторону отверстия канала ХХ, правда? А выходит, что нет. Ускорительный насос специально направлен в эту сторону, чтобы обогатить смесь в ресивере (запас рабочей смеси в коллекторе под карбюратором), что значительно уменьшает задержку на отклик педали газа, снимает толчок при резком открытии заслонки. Ведь если посмотреть внимательнее и условно продлить рисунок, то разрежение, а вместе с ним и рабочая смесь, как бы уходит от канала ХХ в противоположную сторону. И тут становиться понятно, почему первая камера карбюратора всегда дальняя от мотора - так смесь на малых оборотах как бы сама направляется в цилиндры из канала ХХ и переходной системы...
Пожалуй на этом пока и закончу.
Думаю, на сегодня хватит моих суждений и домыслов. Если у кого-то есть замечания и предложения, буду рад выслушать и обсудить.
Показать темы
