Gaźnik, MOTOCYKLE
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->GaźnikGaźnik(karburator) – urządzenie wytwarzające mieszankę paliwowo-powietrzną oodpowiednim składzie w silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym. W gaźnikunastępuje dozowanie paliwa, jego odparowanie i wymieszanie oparów paliwa zpowietrzem, a następnie dostarczenie odpowiedniej ilości wytworzonej mieszankipoprzez kolektor dolotowy do cylindra. Gaźnik jest częścią układu zasilania silnikaspalinowego.Spis treści1 Historia2 Zasada działania3 Szczegóły konstrukcji i działanie poszczególnych mechanizmów4 Typowe rozwiązania konstrukcyjne5 Bibliografia6 Linki zewnętrzneHistoriaGaźnik został wynaleziony w 1876 roku przez Gottlieba Daimlera. Gaźniki byłynajpowszechniejszym sposobem zasilania silników benzynowych aż do lat 80. XXwieku. Wyparte praktycznie całkowicie zostały z motoryzacji w latach 90. przezukłady wtryskowe zapewniające dzięki sterowaniu komputerowemu dawkowaniepaliwa zależne od aktualnych parametrów pracy silnika co przekłada się na lepsząwydajność i oszczędność paliwa.Gaźniki są używane w dalszym ciągu do zasilania niewielkich silników wmotorowerach, skuterach, kosiarkach, spalinowych modelach zdalnie sterowanych.Samochody z silnikami wyposażonymi w gaźniki stosowane są w niektórych sportachmotorowych (NASCAR).Budowa gaźnika, schemat.1 – wlot powietrza, 2 – gardziel, 3 – komora pływakowa, 4 – pływak, 5 – zawór, 6 –dysza, 7 – przepustnicaZasada działaniaZasada działania gaźnika opiera się na praktycznym zastosowaniu prawaBernoulliego. Zgodnie z nim w miejscu zwężenia kanału, którym przepływa przezgaźnik powietrze (zwężka Venturiego) powstaje różnica ciśnień (paradokshydrodynamiczny), która powoduje zasysanie paliwa dostarczanego przez dyszę.Rysunek przedstawia uproszczony model gaźnika. Powietrze (1) (zasysane przeztłok w czasie suwu ssania) przepływa przez gardziel (zwężkę) gaźnika (2),występujący w przewężeniu gardzieli spadek ciśnienia powietrza powodujezasysanie paliwa z komory pływakowej (3). Pływak (4) utrzymuje poprzez zawór (5)stały poziom paliwa w komorze pływakowej, zawsze poniżej poziomu wypływu paliwaz dyszy (6) do gardzieli, tak by podczas postoju silnika paliwo nie wypływało z dyszysamoczynnie. Ilość podawanego paliwa zależna jest od prędkości powietrzaprzepływającego przez gaźnik. Prędkość ta regulowana jest poprzez zmianę otwarciaprzepustnicy (7), której wychylenie sterowane jest pedałem przyspieszenia.Szczegóły konstrukcji i działanie poszczególnychmechanizmówPrzedstawiony schemat gaźnika to maksymalnie uproszczona konstrukcja (zbliżonado tzw. gaźnika elementarnego) w praktyce niespotykana jako układ zasilania silnika.Konieczność zapewnienia optymalnego składu mieszanki w całym zakresie obrotówsilnika wymusza stosowanie wielu dodatkowych urządzeń wspomagających. Dziejesię tak ponieważ silnik spalinowy wymaga różnego składu mieszanki do poprawnejpracy. Najczęściej konieczne jest wzbogacenie mieszanki podczas rozruchu silnikaczy też przy gwałtownym przyspieszaniu, a zachowanie stałego składu mieszankipodczas jazdy z wyrównanym obciążeniem silnika i stałą prędkością.Podstawowe urządzenia pomocnicze stosowane w celu poprawy działania gaźnikato:urządzenia dozujące wspomagające tworzenie mieszankiurządzenie biegu jałowegourządzenie rozruchoweurządzenie kompensacyjneurządzenie wzbogacającepompka przyspieszającazawór hamowania silnikiemelementy elektryczne i elektronicznePodstawowym, powszechnie stosowanym elementem konstrukcji gaźnikawspomagającym tworzenie się mieszanki paliwowo-powietrznej jeszcze przed jejdostarczeniem do rozpylacza jest studzienka z rurką emulsyjną. Paliwo przedostającsię kanałem z komory pływakowej przez główną dyszę paliwa przechodzi przezstudzienkę, w której miesza się wstępnie z powietrzem dostającym się przez otworyw rurce emulsyjnej.1. Gaźnik z zamkniętą przepustnicą – praca na biegu jałowym. 2. Przepustnicaotwarta – praca normalna. Czerwone strzałki pokazują miejsce największej prędkościprzepływu powietrzaUrządzenie biegu jałowegopozwala na wzbogacenie mieszanki w momencie kiedyprzepustnica znajduje się w położeniu spoczynkowym. Podczas biegu jałowegosilnika, kiedy kierowca nie naciska na pedał przyspieszenia przepustnica jest prawiecałkowicie zamknięta. Pozostaje tylko niewielka szczelina dla przepływu dawkimieszanki pozwalającej utrzymać obroty silnika na poziomie 800-900 obr/min.Prędkość przepływu powietrza jest na tyle mała, że z rozpylacza znajdującego się wgardzieli nie jest podawana wystarczająca ilość paliwa i mieszanka jest zbyt uboga.Kanalik, którego ujście znajduje się w przelocie gaźnika, tuż przy brzegu zamkniętejprzepustnicy, pozwala na wzbogacenie mieszanki. W położeniu spoczynkowymprzepustnicy powietrze płynie z największą prędkością koło jej brzegów co powodujezasysanie paliwa z kanalika urządzenia biegu jałowego. W momencie kiedyprzepustnica zacznie się otwierać prędkość powietrza spadnie w rejonie przepustnicy(powiększy się przekrój kanału powietrznego w tym miejscu) a wzrośnie w rejoniegardzieli. Dlatego paliwo przestanie wypływać z kanalika wzbogacającegomieszankę, a pracować zacznie główna dysza w zwężce.Urządzenie rozruchowenazywane potocznie “ssaniem” powoduje wzbogaceniemieszanki w momencie rozruchu zimnego silnika. Rozrusznik obraca wał korbowysilnika z prędkością ok. 100 obr/min co jest prędkością niepozwalającą nawytworzenie odpowiednio silnego strumienia powietrza w gaźniku do zassaniawystarczającej ilości paliwa. Dodatkowo paliwo skrapla się na zimnych ściankachkolektora ssącego. Do wzbogacenia mieszanki stosowany jest tzw. zasysacz lubdodatkowy kanał z zaworem (gaźnik rozruchowy).Zasada działania jednego z typów urządzenia rozruchowego.Działanie zasysacza jest identyczne jak działanie przepustnicy. Jest on wbudowanyna wlocie powietrza do gaźnika, przed gardzielą. Jego przymknięcie zwiększaznacząco podciśnienie w dolocie co powoduje wzrost ilości paliwa wydobywającegosię z dyszy. Sterowanie zasysaczem odbywa się ręcznie z kabiny kierowcy lubzastosowany może być układ automatycznie przymykający dodatkową przepustnicęzależnie od temperatury silnika (sprężyna z bimetalu). Stosowane są rozwiązaniapośrednie, w których uruchomienie zasysacza odbywa się ręcznie, a za jegostopniowe zwalnianie odpowiedzialny jest układ reagujący na temperaturę silnika.Drugim popularnym rozwiązaniem urządzenia rozruchowego jest dodatkowy kanałbiegnący z komory pływakowej z zaworem sterowanym podobnie jak przy zasysaczuręcznie bądź automatycznie. Uruchomienie urządzenia powoduje otwarciedodatkowego kanału, którym paliwo dostarczane jest do przelotu gaźnika.Urządzenie wzbogacającema zapewnić wzbogacanie mieszanki przy większychobciążeniach silnika. Podczas normalnej jazdy z niewielkim obciążeniem silnikagaźnik zapewnia stosunkowo ubogą mieszankę w celu poprawy ekonomiiużytkowania pojazdu. Podczas zwiększenia obciążenia do gaźnika podawane musząbyć większe ilości paliwa. Zadanie to spełniać może w najprostszym przypadkusterowany mechanicznie lub podciśnieniowo zawór, który otwiera się przy całkowicieotwartej przepustnicy i pozawala na dopływ dodatkowej dawki paliwa.Schemat działania pompki przyspieszającej z tłoczkiemPompka przyspieszającama za zadanie podać do przelotu gaźnika dodatkowąilość paliwa podczas gwałtownego naciśnięcia pedału przyspieszenia. W momencieszybkiego otwarcia przepustnicy mieszanka przez krótką chwile jest zubażana naskutek bezwładności przepływu paliwa. Dlatego duży wzrost prędkości powietrzaw gardzieli nie powoduje równie szybkiego wzrostu ilości zasysanego paliwai powoduje zdławienie silnika w reakcji na "dodanie gazu". Pompka przyspieszającama zapobiec takiej sytuacji wstrzykując odpowiednią dawkę paliwa i wzbogacającmieszankę.Typowe rozwiązanie pompki przyspieszającej to studzienka wypełniona paliwem,w której porusza się tłoczek połączony mechanicznie z przepustnicą. Wielkośćtłoczka jest tak dobrana aby przy powolnych ruchach przepustnicy paliwo swobodnieprzepływało przez przestrzeń pomiędzy tłoczkiem a ściankami studzienki. Przygwałtownym otwarciu przepustnicy szybki ruch tłoczka powoduje wypchnięcie paliwaze studzienki i jego rozpylenie w przelocie gaźnika.Drugim sposobem realizacji wzbogacania mieszanki podczas gwałtownego otwarciaprzepustnicy jest pompka z membraną poruszaną przy szybkich zmianachpodciśnienia w dolocie.Urządzenie kompensacyjnema za zadanie utrzymać stały skład mieszanki przyzmianach obciążenia i prędkości obrotowej silnika. Najprostszym urządzeniemkompensacyjnym jest powietrzna dysza hamująca. Jeżeli w gaźniku zastosowanostudzienkę z rurką emulsyjną dopływ powietrza ustalany jest właśnie przez dyszępowietrzną. Wzrost podciśnienia w układzie dolotowym prowadzi do zasysania corazwiększej ilości powietrza poprzez otworki w rurce emulsyjnej a co za tym idziezubożenie mieszanki dostarczanej do rozpylacza w gardzieli gaźnika. Innerozwiązania opierają się na przesłanianiu otworu dyszy paliwa zaworem iglicowymsterowanym mechanicznie lub podciśnieniowo, zależnie od stopnia otwarciaprzepustnicy. Stosowane są też dodatkowe zawory powietrza w gaźniku otwierającesię przy zwiększonym podciśnieniu, ruchome elementy w gardzieli zmieniające poleprzekroju zwężki gaźnika, lub dodatkowe rozpylacze kompensacyjne.Zawór hamowania silnikiem(ZHS) współpracuje z urządzeniem biegu jałowego.Układ ZHS sterowany jest podciśnieniem panującym w przelocie gaźnika. Popularnyukład składa się z membrany, w której z jednej strony panuje ciśnienieatmosferyczne, a druga strona połączona jest z przelotem gaźnika. Przy zamkniętejprzepustnicy urządzenie biegu jałowego zapewnia dostarczanie do cylindrówmieszanki w ilości wystarczającej do utrzymania wolnych obrotów silnika. Zawór ZHSjest otwarty ponieważ podciśnienie panujące w przelocie gaźnika jest zbyt małe abyugiąć membranę zaworu. W przypadku kiedy kierujący pojazdem hamuje silnikiem,czyli kiedy podczas jazdy samochodem przy włączonym biegu zamyka przepustnicęgaźnika, podciśnienie przekracza znacznie podciśnienie panujące w przelociepodczas pracy na biegu jałowym. ZHS powoduje przymknięcie układu biegujałowego. Gdy obroty silnika zmaleją do obrotów biegu jałowego różnica podciśnieniai ciśnienia atmosferycznego maleje do wartości, przy której membrana ZHSponownie otwiera układ biegu jałowego pozwalający utrzymać wolne obroty silnika.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]