Приготовление газовоздушной смеси и регулирование ее подачи в цилиндры
двигателя осуществляют с помощью газового смесителя, установленного на
впускном трубопроводе. Элементарный смеситель содержит главный воздушный
канал, диффузор и газовую форсунку.
Добиться удовлетворительной работы двигателя при использовании такого
смесителя без устройств для коррекций газовоздушной смеси не удается,
несмотря на благоприятные условия смешения воздуха и газа (топливо и
воздух находятся в одинаковых агрегативиых состояниях и близки по
плотности).
При работе газового смесителя с редуктором, имеющим вакуум на выходе,
горючая смесь обедняется, что приводит к неустойчивой работе двигателя
на режимах холостого хода и частичных нагрузок. Последнее характерно при
регулировке состава горючей смеси на получение максимальной мощности при
полностью открытой дроссельной заслонке. При регулировке такого
смесителя на нормальную работу в режиме холостого хода наблюдается
значительный перерасход топлива на нагрузочных режимах.
Газосмеситель обычно рассчитывают на совместную работу с газовым
редуктором определенного типа. Для двигателей, работающих на одном
топливе, применяют специальный газовый смеситель, который обеспечивает
оптимальную работу автомобильного двигателя с достаточно высокой
степенью сжатия.
Газовый смеситель должен обеспечивать удовлетворение следующих
требований:
оптимальный состав горючей смеси для любого режима работы двигателя;
однородность горючей смеси для любого режима работы двигателя;
максимальная мощность при полных нагрузках;
надежный пуск двигателя, его хорошая приемистость при резком увеличении
частоты вращения коленчатого вала, устойчивая работа на режимах
холостого хода.
Для удовлетворения этих требований в современных конструкциях смесителей
применяют различные варианты подачи га-за (рис. 69, а—д). Наибольшее
распространение получили схемы ввода газа до диффузора (рис. 69, а) и за
диффузором (рис. 69, д).
Основным показателем совершенства работы газового смесителя является
обеспечение необходимого коэффициента избытка воздуха а в зависимости от
режима работы двигателя. Законы приготовления газовоздушной и
бензовоздушной горючей смеси аналогичны.
Как следует из формул, если давление на выходе
газового редуктора будет повышенным, то горючая смесь будет обогащаться
в диапазоне малых нагрузок. Снижение избыточного давления на выходе из
редуктора, связанное с повышением расхода газа, приводит к обеднению
горючей смеси на режимах больших нагрузок. Подобное изменение степени
обогащения смеси характерно для однофорсуночного смесителя. Поэтому в
такой смеситель необходимо вводить устройства холостого хода и
экономайзер.
На газобаллонных автомобилях, предназначенных для работы как на газовом
топливе, так и на бензине, применяют карбюраторы-смесители, в которых
газовый смеситель объединен в одном агрегате с бензиновым карбюратором.
В настоящее время для универсальных систем питания используют приборы
следующих типов:
специально сконструированные карбюраторы-смесители с встроенными
системами холостого хода и подачей газа на нагрузочных режимах через
проставки или встроенные форсунки;
стандартные бензиновые карбюраторы с проставками для подачи газа как на
режиме холостого хода, так и на нагрузочных режимах.
Карбюраторы-смесители могут быть одно-, двух- и многокамерными,
аналогичными по конструкции с бензиновыми карбюраторами.
Универсальные карбюраторы-смесители не могут обеспечить оптимальные
мощностные и экономические параметры двигателя, одинаковые при работе
как на газе, так и на бензине.
Природный газ обладает высоким пределом
воспламеняемости смеси. Поэтому при небольшом переобогащении горючей
смеси резко ухудшается работа двигателя.
В случае использования в системе питания редуктора, обеспечивающего
избыточное давление на выходе, при элементарном смесителе можно получить
обогащенную смесь в диапазоне малых нагрузок и добиться постепенного
обеднения ее по мере повышения нагрузки. Однако на режимах холостого
хода из-за малого перепада давления даже при небольшом давлении газа на
входе необходимо вводить специальную систему холостого хода,
обеспечивающую подачу газа в пространство за дроссельной заслонкой.
Специфика работы двигателей на газовом топливе связана с изменением
нагрузки и частоты вращения коленчатого вала в широком диапазоне. Для
обогащения горючей смеси независимо от типа газового редуктора в системе
дозирования газа нужно предусмотреть устройство обогащения горючей смеси
— экономайзер.
В настоящее время применяют экономайзеры с пневматическим или
механическим приводом. Экономайзерное устройство может быть встроено в
газовый редуктор или размещено на газовом смесителе.
Газовые смесители могут быть разделены на три группы:
с переменным сечением диффузора;
с постоянным сечением диффузора и переменным сечением жиклера;