"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: 3 600 об/мин

Мощность: 19.6 л.с.

Часовой расход топлива (вихревой карбюратор): 6.35 кг/ч

Удельный расход толпива (вихревой карбюратор): 324 г/л.с.*ч

Часовой расход топлива (серийный карбюратор): 7.65 кг/ч

Удельный расход толпива (серийный карбюратор): 390 г/л.с.*ч/DIV>
Экономия: 16.9%
Частота вращения: 4 200 об/мин

Мощность: 21.5 л.с.

Часовой расход топлива (вихревой карбюратор): 6.85 кг/ч

Удельный расход толпива (вихревой карбюратор): 318 г/л.с.*ч

Часовой расход топлива (серийный карбюратор): 8.3 кг/ч

Удельный расход толпива (серийный карбюратор): 386 г/л.с.*ч/DIV>
Экономия: 17.6%
Частота вращения: 4 500 об/мин

Мощность: 23.3 л.с.

Часовой расход топлива (вихревой карбюратор): 7.35 кг/ч

Удельный расход толпива (вихревой карбюратор): 315 г/л.с.*ч

Часовой расход топлива (серийный карбюратор): 8.8 кг/ч

Удельный расход толпива (серийный карбюратор): 378 г/л.с.*ч/DIV>
Экономия: 16.7%
Частота вращения: 4 800 об/мин

Мощность: 24.3 л.с.

Часовой расход топлива (вихревой карбюратор): 7.6 кг/ч

Удельный расход толпива (вихревой карбюратор): 312 г/л.с.*ч

Часовой расход топлива (серийный карбюратор): 9.1 кг/ч

Удельный расход толпива (серийный карбюратор): 374 г/л.с.*ч/DIV>
Экономия: 16.6%
Частота вращения: 5 000 об/мин

Мощность: 25 л.с.

Часовой расход топлива (вихревой карбюратор): 7.7 кг/ч

Удельный расход толпива (вихревой карбюратор): 308 г/л.с.*ч

Часовой расход топлива (серийный карбюратор): 9.3 кг/ч

Удельный расход толпива (серийный карбюратор): 372 г/л.с.*ч/DIV>
Экономия: 17.2%

"Катера и Яхты" №55 (1975 год)

Опубликовано с разрешения редакции журнала "Катера и Яхты"