"Вихрю" - вихревой карбюратор

А. П. Меркулов,
П. А. Сидоров,
В. И. Климов

Для работы двигателя внутреннего сгорания с наиболее высокими показателями нужно не только подать в его цилиндры необходимое количество воздуха и топлива, но и смешать пары бензина с воздухом так, чтобы получить гомогенную (однородную) топливно-воздушную смесь экономичного состава. Гомогенность смеси к моменту ее распределения по цилиндрам - один из важнейших факторов, определяющих экономичность работы двухтактного двигателя.

Осуществлять процесс смешивания призван карбюратор любой конструкции. Однако существующие карбюраторы удовлетворительно выполняют лишь функции дозатора, а гомогенизация смеси происходит после ее поступления в картер и продувочные каналы цилиндров. Повышенная температура в полости картера способствует испарению топлива, но отсутствие здесь интенсивного перемешивания не позволяет получить гомогенную топливно-воздушную смесь, что в конечном итоге приводит к обогащению смеси топливом и ухудшению экономичных показателей двигателя.

Работа по созданию карбюратора нового типа была выполнена на куйбышевском моторостроительном заводе им. М. В. Фрунзе совместно с куйбышевским авиационным институтом им. С. П. Королева. В основу нового карбюратора лег принцип вихревого эффекта энергетического распределения газов, открытый в 1931 г. французским ученым Жозе-фом Франком.

Вихревой карбюратор - аппарат, созданный на базе вихревой трубы с диффузором.

За счет разрежения, создаваемого двигателем на всасывающем патрубке, воздух из окружающей среды через тангенциальные профилированные сопла в кольце 1 (см. схему устройства карбюратора) поступает в смесительную камеру 3, выполненную в виде вихревой трубы, где образуется интенсивный закрученный поток. За счет высокой скорости кругового движения потока и щелевого диффузора 6 с круговой сборной улиткой 5 на конце, в центральной зоне смесительной камеры возникает разрежение, значительно большее, чем во впускном отверстии картера двигателя. Под действием этого разрежения топливо из поплавковой камеры 7 по распылителю 8 поступает в смесительную камеру.

Регулирование количества поступающего в двигатель воздуха осуществляется дросселем 2 золотникового типа, связанного с регулировочной топливной иглой 9. Фланцем 4 карбюратор крепится к картеру двигателя.

Большой перепад давления обеспечивает интенсивное распыление топлива, а вакуум способствует его испарению. Капли топлива увлекаются круговым потоком и за счет центробежных сил перемещаются к его периферии. При этом они попадают в области все больших окружных скоростей вихря и более высоких температур.

Неиспарившиеся капли оседают на цилиндрической стенке смесительной камеры и образуют тонкую пленку большой площади, с поверхности которой под действием воздушного кругового потока продолжается интенсивное испарение топлива. На выходе из смесительной камеры этот процесс практически заканчивается.

По описанной схеме был спроектирован и изготовлен вихревой карбюратор для лодочного мотора "Вихрь-М".


Опытный образец вихревого карбюратора.

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний лодочного мотора "Вихрь-М" на тормозном стенде по внешней скоростной характеристике.

Были проведены длительные заводские стендовые и ходовые испытания моторов с вихревым карбюратором, которые показали, что он обеспечивает надежную и долговечную работу двигателя при уменьшенном часовом и удельном расходе топлива, улучшает запуск и снижает минимальные устойчивые обороты холостого хода.

В настоящее время на заводе ведутся работы по подготовке к внедрению вихревого карбюратора в серию.

Сравнительные испытания мотора "Вихрь-М"
Частота вращения Мощность Вихревой карбюратор Серийный карбюратор Экономия
Расход топлива Расход топлива
часовой удельный часовой удельный
об/мин л.с. кг/ч г/л.с.*ч кг/ч г/л.с.*ч %
3600 19.6 6.35 324 7.65 390 16.9
4200 21.5 6.85 318 8.3 386 17.6
4500 23.3 7.35 315 8.8 378 16.7
4800 24.3 7.6 312 9.1 374 16.6
5000 25 7.7 308 9.3 372 17.2

"Катера и Яхты" №55 (1975 год)
Опубликовано с разрешения редакции журнала "Катера и Яхты"