Изначально в двигателе “Вихря-30”, как и других ПМ, мы сталкиваемся с такими проблемами, как неравномерность распределения смеси по цилиндрам и обратные выбросы. Эти вопросы, так или иначе, рассматривались в последних публикациях журнала “КиЯ” и практически, к счастью, пожалуй, уже разрешены (см., например, № 164, стр.47; особенно — замечание в конце): раздельная система питания цилиндров смесью и изменение фаз газораспределения, упомянутые там, безусловно радикальные меры. Нами же предпринята скромная попытка учесть потребности в смеси верхнего и нижнего цилиндров по отдельности при, так сказать, “коммунальном” пользовании распылителем или, другими словами, при карбюраторе с восходящим и падающим потоками “в одном лице”.

Весьма любопытно, что при такой “общей кухне” и “коридоре”, если продолжать эту бытовую терминологию, мы можем увязать с проблемой питания и проблему обратных выбросов, хотя вместе они, как правило, не рассматриваются.

Рассмотрим работу схемы (рис.1). При открытии золотников смесь движется поочередно по естественным криволинейным траекториям, в связи с чем и появляются мертвые зоны. В мертвой зоне верхнего цилиндра МЗВ возможно нахождение крупных, не распавшихся на некоторых режимах капель топлива. Сюда же по спиральной траектории будет двигаться и большая часть топливной пленки, которая образуется на стенке диффузора, противоположной каналу распылителя. Это — существенная часть неравномерности распределения смеси однодиффузорного карбюратора.

Меры борьбы общеизвестны: нужен (рис.2) карбюратор с двойным диффузором [2]. Однако в чистом виде все это хорошо работает только там, где не приходится использовать слова “верхний” и “нижний”, т.е. при горизонтальном коленвале. Применение схемы (рис.3) существенно меняет картину. Трансформация схемы (рис.2) налицо: здесь применен не диффузор, а цилиндрический насадок (рис.4), хотя и диффузор тоже является насадком — только комбинированным.

И, наконец, на рис.5 показан сдвоенный цилиндрический насадок из двух одинаковых тонких трубок (гильзы патрона 32К). Как оказалось, последняя схема наиболее приспособлена к решению наших проблем обратных выбросов и восходящих потоков верхнего цилиндра; к тому же, она подает в двигатель больше воздуха.

Сделаем необходимые пояснения. Начнем с того, что теперь концентрация потока смеси максимально поднята вверх — дополнительно приближена к верхнему цилиндру (см. также рис.1; 3; поз.1 и 9). Каплям топлива теперь труднее попасть на стенки диффузора. Само пространство диффузора на три четверти занято воздухом, что, несомненно, меняет картину с обратными выбросами и пленочными явлениями. Двигатель становится более уравновешенным. Все это выглядит достаточно правдоподобно и полностью подтверждается на практике.

Больше того: на практике все выглядит даже лучше, чем это может показаться с первого взгляда. Но для объяснения этого требуется более детальное рассмотрение.

Сначала для справки обратимся к рис.4. Для специалиста здесь проблем нет. Цилиндрический насадок увеличивает расход жидкости или газа примерно на 35% по сравнению с расходом из отверстия в тонкой стенке. Ввиду криволинейности траекторий под действием центробежных сил появляется сжатое сечение. Здесь образуется вакуум, насадок начинает работать как своеобразный насос. Теперь все области на схеме (рис.5) работают как насадки (два цилиндра), а остальные два по площади эквивалентного отверстия; таким образом двигатель может получить больше воздуха. Кроме того, теперь меньше потери энергии струй воздуха на прямой удар в фонтанирующее топливо. А лобовое сопротивление этой изящной “восьмерки” минимально (при значительной жесткости конструкции). Движение смеси и воздуха в диффузоре становится струйным: две осесимметричные струи работают в спутном потоке струй 3 и 4 (см. рис.5). В струях появляются поверхности раздела из маленьких вихрей частиц.

В струе 1 (рис.5) можно предположить нахождение на границе более крупных капель топлива, которые взаимодействуют теперь с более быстрым потоком струи 2. Движение струй вплоть до кривошипных камер можно назвать “транзитным и ограниченным”. Известно, что транзитные ограниченные струи расширяются внезапно [3] (см. рис.3). Не вдаваясь особо глубоко в эту теорию, можем предположить, что накапливается поперечная составляющая скорости частиц воздуха (вызванная обменным процессом при использовании поступательной составляющей) и происходит внезапное расширение. Наши размеры тут, как ни странно, подходят весьма близко. Таким образом конфигурация потока вписывается в контуры канала движения, а это и обеспечивает минимум сопротивления.

Распад струй 3 и 4 исключает образование пленки на стенках приемного устройства картера. При открытии соответствующего золотника практически все топливо попадает в верхний цилиндр, этому способствует распад струи 2. Струя обратного выброса теперь частично распадается в воздушных струях уже в смесительной камере, тогда как раньше топливо начинало выбрасываться уже из зоны распылителя.

Теперь самое время подумать об обогащении смеси на режимах выше средних и максимальных. В моем карбюраторе применена двухконтурная подача топлива и смеси к распылителю. Использованы камеры обогатителя и резьбовое отверстие воздушного жиклера. Все отверстия в камере обогатителя заглушены. Применены два воздушных жиклера, один из которых перекрывается в конце поворота дроссельной заслонки; жиклер посажен в кембрик. В камеру запрессована трубка-распылитель.

Второй контур вступает в работу при больших значениях вакуума у распылителя и, следовательно, при больших оборотах двигателя, так как имеет значительное сопротивление в виде геометрической высоты, большой общей длины, большого объема камеры обогатителя. Здесь топливо хорошо разбавляется воздухом и частично испаряется еще до распылителя, так как камера хорошо прогрета, а осенью это можно усилить — см. [1]. Кроме того, теперь больше разбавляется топливо основного контура, а это способствует лучшему дроблению капель топлива (см. также по этому поводу рис.6).

Доработана и система холостого хода; рекомендации для этого общеизвестны — см. [1], [2].

Общий вид доработанного карбюратора показан на рис.8, доработка распылителя — на рис.10.

При наладке все отверстия жиклеров (воздушных и топливных) приходилось корректировать (рис. 7), можно было также варьировать с пробкой системы переходных отверстий, увеличивая объем камеры. Необходимо добиться четкого вступления в работу главной системы и отсутствия провалов в скорости. Реакция двигателя на поворот дроссельной заслонки должна быть четкой и упругой во всем диапазоне. Теперь двигатель менее склонен к перекомпенсации и эту тему, при необходимости, можно развивать. На оси дроссельной заслонки половина уступа с отверстиями без резьбы устранена.

И, наконец, мне показалось разумным увеличить антикавитационную плиту. Я ее посадил на эпоксидный клей и на 6 болтов М6 с потайной головкой снизу, чтобы в какой-то мере сохранить аэродинамичность профиля. Толщина листа d = 3.2 мм; материал — дюраль. С трудом, но можно уложиться в размеры, продиктованные размером винта.

Можно заметить и некоторые “слабые места”. Так, длину насадков хотелось бы иметь большей (рис.9; размер 7.5); однако при этом будет нужна доработка диффузора (ее нетрудно произвести при наличии соответствующего инструмента).

Теперь о результатах.

Мне довелось довольно долго идти следом за “Казанкой” (с булями) водоизмещением 500-550 кг, на транце которой работал на полную мощность “Вихрь-30” с новой цилиндро-поршневой группой. Моя “Казанка” (без булей) имела нагрузку на 50-70 кг больше. Карбюратор моего “Вихря-30” был модернизирован по прилагаемым эскизам, что позволило иметь большой запас скорости: если бы я шел на своем максимальном режиме, используя “накат”, за час проходил бы на 10-15 км больше при том же расходе топлива 11.5 л/ч. Заметно снизилась вибрация. Проблем выхода на глиссирование нет.

В.Куракин,
Хабаровский край

Литература:

1. Р.В. Страшкевич, “Вихрь” без секретов.
2. А.В. Дмитриевский, В.Ф. Каменеев, Карбюраторы автомобильных двигателей.
3. В.И. Калицун, Е.В. Дроздов, Основы гидравлики и аэродинамики.

Наверх