Някои съображения при проектиране и настройка на АГУ.

[johnfound]

Това, което ще прочетете са по-скоро общи съображения и база за размисъл. Доста от тях са подкрепени с изчисления, които тук няма да описвам, затова ще трябва да приемете някои неща на вяра...1. Размери на смесителни плочки, щуцери и т.п.Обикновенно на смесителната плочка се обръща много малко внимание в книгите за газови уредби, където се набляга главно на редукторите, бутилките и др.под.. Според мене това пренебрегване е напълно незаслужено! Всъщност смесителят (по-правилно е да се нарича ежекторен дозатор-смесител) заедно с регулиращите дросели (наричан често "тройник" дори когато е само с един дросел) са най-важните елементи на газовата уредба - редуктора е просто спомагателно устройство към смесителя, което, чийто функции са просто да поддържа нужното налягане на газа. Ако не ви се вярва - отговорете си на въпроса кое е по-важно карбуратора или бензиновата помпа?За класическата смесителна плочка с няколко отвора оптималните размери трябва да отговарят на формулата:

      D^2S = -------     n.d^2

където: S - обемно стехиометрично съотношение на газта спрямо въздуха.D - диаметър на дифузора. d - диаметър на отворчетата.n - брой на отворчетата.Същата формула важи и за смесители с единичен щуцер - просто n = 1.Обемното стехиометричното съотношение за пропана е 24 а за бутана 31. Важно е да се отбележи, че с регулировка от изпарителя и регулатора сместта може само да се обеднява, но не и да се обогатява спрямо горната формула. Тоест при проектиране на плочка за смеси от пропан и бутан трябва да се избере най-малкият коефициент 24 или малко по-малък, за да не се окаже, че обхвата на регулировката не е достатъчен. От друга страна ще видим, че не бива да се избират твърде малки съотношения, защото това също влияе отрицателно на настройката на системата.Каква конструкция е най-подходяща? Конструкциите със щуцер в средата на потока (независимо дали са монтирани в дифузора на карбуратора или в отделна плочка имат предимството, че дозират горивото много по-точно, тъй като се намират в центъра на въздушният поток, където скоростта на въздуха е най-голяма и се мени най-силно при промяна на режима на двигателя.При плочките с отвори по периферията, смесването на горивната смес е по-добро, защото горивото се подава едновременно от много отвори. Недостатък обаче е, че близо до стените скоростта на въздушният поток е много ниска. Това прави тези смесители по-нечувствителни към режима на двигателя.Как да изберем диаметъра на дифузора? Честно казано така и не намерих информация по този въпрос никъде в книгите или в интернет. Остава предположението, че размера всъщност не е особенно критичен. Какви съображения можем да имаме при избора на този размер:

• Ако диаметъра е твърде малък, при високо натоварване на двигателя (поток въздух с голяма скорост) може да се увеличат загубите от триене и турболенция, в резултат от което коефициента на напълване на двигателя да се влоши и той да не може да достигне максималната си мощност.
• Ако диаметъра е твърде голям, при празен ход, когато скоростта на въздушния поток е много малка, може да се получи лоша чувствителност на системата, в резултат от което да се затрудни поддържането на оборотите на празен ход стабилни.

2. Настройка на редуктора и регулатора (тройника).В повечете карбураторни системи производни на изпарителите на Lovato има три регулировъчни винта - един, който регулира всъщност налягането на втората степен на редуктора и два дросела на двата клона на тръбата свързваща редуктора със смесителя.Настройката на такава система е сложна и капризна. Липсва също и единен подход за настройка на такива системи. Да не говорим, че настройките на трите винта са взаимно зависими... Затова се опитах да направя настройка от някакви "научни" съображения.Веднага трябва да предупредя, че описваната процедура е точно обратна на всичко прочетено по българските сайтове и книги и се базира на бегли сведения прочетени тук и там и мои сметки и съображения... Всички указания, които съм чел започват с: "Завивате двата винта на тройника докрай и след това ги развивате малко по малко". При мене настройката започва с: "Развивате двата винта на тройника докрай и малко по малко завивате единият от тях."1. След известни разсъждения, стигнах до извода, че за да работи системата максимално добре е необходимо двата винта на "тройника" да са максимално развити. Идеята е, че високото съпротивление в тази част на пневматичната система само може да намали скоростта на реакция на редуктора при преходните процеси в двигателя. Имам данни, че като резултат може да се влоши икономичността при високи натоварвания. Тази идея има и потвърждение във факта, че съм виждал оригинални дросели, които могат да се затварят не повече от 50% - тоест идеята е дросела да стои отворен, а не затворен. В тази връзка, диаметъра на дроселите и на свързващите маркучи трябва да е максимален, а дължината им минимална.2. След като двата винта трябва да са развити максимално, то за какво са ни нужни? Ами идеята е, че двата ежектора на смесителната плочка не могат да се направят абсолютно еднакви. Всъщност дросесите са необходими само за да се симетрира смесителната плочка - нищо повече. Тоест, ако си представим, че примерно ежектора на втора камера на карбуратора има малко по-малко съпротивление от този на първа камера, то дросела на първа камера трябва да се отвори максимално, а от дросела на втора камера, съпротивлението да се направи същото като на първа камера. В обратния случай е точно обратното. От тези съображения между другото следва също, че единият винт може да се премахне съвсем безпроблемно от системата.Процедурата за настройка на системата в този случай се състои в следното:1. Настройваме оборотите на празен ход на бензин да съответстват на спецификацията на двигателя. Карбуратора трябва да е идеално настроен при това, защото де факто този алгоритъм използва настройката на бензин като еталон за правилната смес на газ.2. Развъртаме двата винта на "тройника" докрай.3. От винта на изпарителя регулираме оборотите на празен ход да са равни на тези на бензин.4. При максимално натоварване на двигателя (примерно ускорение с газ "до ламарината") завиваме винта на втората камера, малко по малко, докато ускорението стане равномерно без давене. В този случай е възможно сместта да остава твърде бедна дори при максимално отворен винт на 2 степен. Тогава процедурата става обратна:4’ Отвиваме максимално винта на 2 степен и завиваме малко по малко винта на 1 степен, като след всяко завъртане, отново нагласяме оборотите на празен ход от винта на изпарителя (важно!) и пробваме отново с максимално натоварване. Повтаряме това, докато ускорението стане максимално (сместта е оптимална - нито много бедна, нито много богата).При настройката на 2 степен на карбуратора е възможно да се изменя леко настройката на празния ход - това се дължи на факта, че дроселната клапа на 2 степен е винаги леко открехната и затова макар и слабо настройката на смесителя на 2 степен влияе и на празния ход. Просто трябва да следим оборотите и да ги коригираме леко от редуктора при всяка промяна.При лоша настройка на карбуратора за бензин, нещата стават по-сложни. Ако не ви пука за бензина, вместо точка 2 може да се използва настройка на ускорени обороти:2’ - вдигаме оборотите на празен ход до около 3000 и фиксираме жилото - аз използвам смукача, но при мене е махната клапата му и той действа като "ръчна газ". Не е добра идея да се държи жилото с ръка. Дроселната клапа на 2 степен трябва да остава напълно затворена.От винта на редуктора регулираме състава на сместта, така че да получим максимални обороти - тогава сместта е оптимална. При завиване на някой от винтовете на тройника, тази настройка трябва да се повтори. Всъщност освен по максимума на оборотите оптималната смес може да се настрои и с газ анализатор, но колко от вас имат такъв?Ако след намирането на максимума, оборотите на празен ход не съответстват на тези на бензин, ги коригираме от винта на карбуратора за обороти на празен ход. При това ще ви избягат оборотите на бензин - но какво да се прави, ако карбуратора е със запушени жигльори, защо да страда газовата система?А какво да правим, ако при максимално отворени дросели, от редуктора не може да се настрои оптималната смес? Е, тогава определено смесителната ви плочка не е подходяща за двигателя и/или горивото ви. Ако сместта е много богата, тогава може да опитате да позатворите дросела на първа степен и да повторите регулировките. Ако се наложи да затваряте дросела твърде много - просто трябва да си намерите по-точен смесител. За настройките описани по-горе е най-добре да се използва точен цифров, сервизен оборотомер. Използването на оборотомера на таблото е възможно, но не му вярвайте твърде много и поне го сверете със сервизен за да знаете колко лъже. Моят например, в началото на скалата, точно на оборотите на празен ход има грешка 40%Настройките по максимума на оборотите трябва да се прави с много точен оборотомер, защото максимума е доста плавен. Другият вариант е да се прави на слух - ухото в случая е доста по-точно от стрелковия оборотомер на таблото.След настройка по горната методика, колата ми е по-мощна отвсякога. За разхода не мога да кажа - засича се в момента, но като че ли не е по-висок от преди.В момента си правя нов смесител съобразен със всички съображения изложени по-горе. Като го монтирам ще напиша какво се е получило и ще поместя снимки и чертежите, ако някой иска да си играе.Статията стана твърде дълга, така че останалото в продължението...

[johnfound]

Ето и малко снимки и чертежи:На снимката са заготовките за плочката и дюзите. Дюзите не са завършени, само ги взех от стругаря, а утре ще трябва да им направя срез на 45 градуса. На чертежа са както трябва да бъдат. За плочката пък не намерих достатъчно голям зенкер, така че конусните части са малко по-малки отколкото трябва. Това не е чак толкова важно - може само леко да увеличи загубите.

[Yavor]

Радвам се че най сетне някой подхожда научно по този въпрос, но много ми се иска началните ти разсъждения да ги дам да ги прочете накой ’майстор’ газаджия и да му гледам мутрата...

[johnfound]

Радвам се че най сетне някой подхожда научно по този въпрос, но много ми се иска началните ти разсъждения да ги дам да ги прочете накой ’майстор’ газаджия и да му гледам мутрата...

Е, "научно" е силно казано - просто малко сметки на "коляно" - нямам време за по-сериозни проучвания.

[johnfound]

Между другото, гледам че се чете темата (въпреки че няма много отзиви). Та някой интересуват ли го формули? Поизведох някоя и друга...

[kiro_of_the_day]

Между другото, гледам че се чете темата (въпреки че няма много отзиви). Та някой интересуват ли го формули? Поизведох някоя и друга...

Какви отзиви искаш като си го написал подробно като за идиоти (за което мерси)! Давай формулите - все ще са от полза. По метода на "пип-жиш" или иначе казано - "опит-грешка", и аз достигнах до сходни изводи относно настройката.Напоследък ми се бъзикат нещо празните обороти на Газ, но все няма време да се занимавам...

[johnfound]

Добре, ето ви и по-подробни формули:1. Използва се опростен модел на системата, базиран на аналогията между пневматичните и електрическите вериги. Най-общо казано при пневматичните вериги важат същите закони които са в сила за електрическите вериги. Само че в съответните закони трябва да се заменят електрическите величини на пневматични. Съответствието е следното:На напрежението U, отговаря налягането P.На тока I, отговаря дебита D.На електрическото съпротивление R, отговаря аеродинамичното съпротивление R.Закона на Ом за пневмо вериги е съответно: D = dP/R, където dP е разликата в налягането от двете страни на някаква тръба, D е дебита през тръбата a R е съпротивлението, което тръбата оказва на флуида.Други необходими формули са: D = V.S (където V е скоростта на флуида, а S е сечението на тръбата откъдето тече.Сега погледнете еквивалентната схема фиг.1 - това е най-разпространеният вид АГУ без компенсация на налягането на втората степен на редуктора. Величините са:Pa - Атмосферно налягане на външната страна на мембраната на 2-а степен на редуктор-изпарителя.Po - Налягане на въздуха при смесителя - обикновенно е по-ниско от атмосферното, заради съпротивлението на въздушния филтър.P1 - Налягане на газта на изхода на редуктор-изпарителя.dP = Pa - P1 -> Това е което се регулира от винта на изпарителя.Pg - Налягане на газта на изхода на смесителната плочка.Da - Дебит на въздуха през дифузора на смесителя.Dg - Дебит на газта през смесителя.k - Геометричен коефициент на смесителя, равен на отношението на площите на въздушния дифузор и газовите дюзи. Тоест k = Sa/Sg2. Модел на смесителната плочка: На първо приближение, смесителната плочка може да се представи като "източник на дебит" управляван с дебит. Идеята е, че газта на изхода на дюзите се увлича от въздушния поток и частиците на газта придобиват същата скорост като частиците на въздуха. В този случай, дебита на газта ще е равен на дебита на въздуха разделен на коефициента k:Dg = Da/k [1]... следва продължение...

[johnfound]

...продължението...Какво ще е съотношението на въздуха спрямо газта?Дебита на въздуха, както вече казахме е Da. Тоест за единица време t, имаме въздух с обем Va = Da.t и налягане Po. Дебита на газта е Dg, Обема газ за същото време Vg = Dg.t при налягане Pg. За да можем да изчислим отношението въздух/газ, трябва да изчислим обема на газта при налягане Po. Po.Vg1 = Pg.VgОт тук получаваме:Vg1 = Vg.Pg/PoАко отбележим с L отношението въздух/газ, получаваме:L = Va/Vg1 = Va.Po/Vg.Pg = Da.Po/Dg.Pg [2]При по-нататъшното разглеждане ще е по-удобно да използваме величината G = 1/L. Причината е, че увеличаването на G означава обогатяване на горивната смес, а намаляването на G означава обедняване на горивната смес - по-естествено е когато си го представяме мислено. Освен това, формулите се получават по-прости. G = 1/L = Dg.Pg/Da.Po [3]Но от [1] и [3] следва:G = Pg/k.Po [4] (Da се съкращава)Сега, ако погледнете отново Фиг.1 ще видите, че за дебита Dg може да се напише и от закона на Ом:Dg = (P1 - Pg)/Rd [5]Налягането P1 = Pa - dP.dP всъщност е величината, която настройваме, въртейки винта на изпарителя. Тоест с колко налягането на изхода на втората степен, да е по-ниско от атмосферното налягане. При дадена настройка на изпарителя, dP не се променя.Dg = (Pa - dP - Pg)/Rd [6]Сега, от [6] можем да изразим Pg :Pg = Pa - dP - Dg.Rd [7]А от [7] и [4] директно изчисляваме:G = (Pa - dP - Dg.Rd)/k.Po [8]Ако заместим Dg = Da/k (1) и като разложим на отделни събираеми получаваме и окончателната формула:G = Pa/k.Po - dP/k.Po - Dа.Rd/k^2.Po [9] Виждаме, че окончателното съотношение газ/въздух се състои от три събираеми. Какво всъщност означава всяка от тях?Първият член Pa/k.Po е със знак плюс и отразява геометричната способност на смесителя да смесва въздух с газ в някакво съотношение. Наляганията Pa и Po са общо взето постоянни и близки едно на друго, така че основната стойност на сместта се определя от съотношението на площите на дифузора и дюзите "k". Важно е да се отбележи, че само този член "добавя" гориво в сместта. Другите два члена само "изваждат", тоест обедняват сместта.Вторият член, dP/k.Po, отразява настройката на смесителя. Изменяйки dP от винта за регулировка, можем да променяме общата сума и така да регулираме системата. Забележете, че тъй като dP винаги е положително, то чрез регулировка на редуктора можем само да обедняваме сместта, която геометрично е зададена от смесителя.Третият член, Da.Rd/k^2.Po, е най-интересен. Той зависи от Da (дебита на въздуха) и затова колкото повече въздух минава през двигателя, толкова по-голям става този член. Тъй като той участва със знак минус, при увеличаване на потока въздух, G ще намалява, тоест сместта ще обеднява. Това пък означава, че ако имаме нормална смес на празен ход, то при качване на натоварването на двигателя, сместта ще обеднява. Ако искаме нормална смес във високите мощности, трябва на празен ход, да настроим богата смес, което пък ще доведе неминуемо до повишен разход на гориво.Тоест, този член е вреден и трябва да се стремим да го направим по-малък на всяка цена. От какво зависи той, освен от дебита на въздуха и как можем да го намалим.Веднага виждаме, че този член зависи от Rd - това е съпротивлението на маркучите между редуктора и смесителя. Също така, този член зависи обратно пропорционално от налягането Po и също много силно - обратно пропорционално от квадрата на k - геометричният коефициент на смесителя.Тоест намаляването на този член може да стане с една или всички от следните мерки:1. Намаляване на аеродинамичното съпротивление на тръбите между редуктора и смесителя - това означава дебели и къси тръби и максимално отворени дросели на тройника.2. Увеличаване на Po - това е налягането на въздуха при смесителя - реално това означава широки тръби за въздух, ниско съпротивление на въздушния филтър, евентуално спортен филтър.3. Увеличаване на k до максималните възможни стойности - обратно квадратичната зависимост е много силна. Това означава, че малко увеличаване на k ще доведе до голямо намаляване на вредното обедняване. Както видяхме обаче, k зависи от горивото и не може да става много голямо, защото сместта ще остане бедна, без възможност за корекция. Тоест отгоре k е ограничено от горивото, а отдолу от необходимостта за намаляне на вредното влияние на третия член в уравеннието. Изхода е, k да се направи точно оптимално - нито нагоре нито надолу. Както писах по-нагоре, k за пропан-бутанови смеси трябва да бъде 24. В реалността (тъй като горивото никога не е чист пропан) може дори да се избере малко по-голямо - примерно 25..26.Толкова по фиг.1 Дали някой е прочел до тук???На Фиг.2 е показана малко по-друга схема на газова уредба, която се използва при турбо двигателите, където Po зависи от надуването в момента. Ще видим обаче, че при атмосферните двигатели, тази схема има неоспорими преимущества.В този случай, обратната страна на мембраната на втората степен на редуктора не е оставена в атмосферата, а е свързана с тръба към областта където се намира смесителя. В резултат имаме изравняване на Po с Pa. В този случай формулата [9] придобива следния вид: (заместваме Pa с Po):G = 1/k - dP/k.Po - Dа.Rd/k^2.Po [10] Разликата тук е в първият член на сумата и тя е, че изцяло се елиминира влиянието на атмосферното налягане и налягането след въздушният филтър върху главния член на сумата. Какво ни дава това? Ами първо, дозирането става по-малко зависимо от замърсяването на въздушния филтър. Второ - премахва се напълно обедняването на сместта при надуване от насрещната струя - ефект, който ако не е това обядняване, може да вдигне значително мощността на двигателя, при високи скорости. (При обикновенните газови уредби всички съветват да се обръщат въздуховодите назад, а за спортни филтри и въздухозаборници не може и да се мисли, защото на високи скорости сместта обеднява и двигателя дори гасне).При системата от Фиг.2, при надуване от насрещната струя, дори се получава известно обогатяване на сместта заради вторият член на сумата, който намалява стойността си с увеличаване на Po, но тъй като участва със знак минус, стойността на G се увеличава.Ами засега толкова.

[brat_John]

Добрееее...., а как стоят нещата при моно инжекциона? Защото от прочетеното видях, че разсъжденията са базирани на базата на карбуратор. Не би трябвало да има съществени разлики, но все пак да попитам

[johnfound]

Добрееее...., а как стоят нещата при моно инжекциона? Защото от прочетеното видях, че разсъжденията са базирани на базата на карбуратор. Не би трябвало да има съществени разлики, но все пак да попитам

За карбуратор са главно разсъжденията за настройка на тройника в първия ми пост. Основните уравнения обаче съм ги извел за най-обща газова уредба, тип Ловато (тоест без специална регулировка на оборотите на ПХ) с един дифузор, така че изводите важат за всякакви автомобили - карбураторни, моно инжекциони и пълни инжекциони (дори и дизели конвертирани на газ).При инжекционните модели има само една уловка и тя е, че те имат само една дроселна клапа, което прави много голяма разликата между скоростите на въздуха при ПХ и пълно натоварване. Това затруднява избора на диаметър на дифузора на смесителя. При всички положения обаче, диаметъра на отворите за газ трябва да съвпадат с изчислените.

[dan4o]

има практически пример,който потвърждава изчисленията,реших да стесня дифузора на плочката с около 25% да видя какво ще се получи-много добре се държи мотора в ниски обороти и до около 2500,след това малко забива,разхода мина 16-17 на 100 градско,аспуха стана черен от сажди.поради високия разход си върнах нещата по старо му,сега няма голяма мощност в ниски обороти но след 2000 е пушка.диаметъра на дифузора е 26мм.разхода е около 11-12 градско,на аспуха пак зпочна да се вижда ламарината ,саждите се поизчистихаабе 10-15% над бензиновия разход е сега.плочката е копие на италианска,испарителя е с байпасов отвор за пускане на газ на празен ход заволи , но не го препочъчвам особенно ,БРЦ е с такъв отвор,който се регулира и този заволи като ми се здуха ,ще си взема едно БРЦколата е типо 1.4 карбуратор

[brat_John]

....плочката е копие на италианска,испарителя е с байпасов отвор за пускане на газ на празен ход заволи , но не го препочъчвам особенно ,БРЦ е с такъв отвор,който се регулира и този заволи като ми се здуха ,ще си взема едно БРЦколата е типо 1.4 карбуратор

Аз съм също с Типо 1.4i.e. и газова БРЦ. Плочката ми обаче е правена тук. Не знам точно какъв тип е, но има два маркуча, които вкарват газ отпред и отзад (на плочката). Обясниха ми, че за оригинална БРЦ трябвало да се бръкна над 150 кинта Не знам точно каква е разликата между оригинална БРЦ и тази която са ми сложили? Колата върви добре. Докарал съм го на около 10,5 градско

[dan4o]

това са данни като го кара жена ми,иначе моето постижение е с литър на долуна дълго ми е давала добра икономия

[The_Machine]

"Майстора" газаджия си се чеше умно... всичко това е перфектно , но кой ще има финансовата възможност да инвестира в производството на различни плочки за различните кубатури двигатели и Т.Н. ?Ние имаме наш човек - стругар , който ни прави плочките , но чак за такъв перфекционизъм най-вероятно ще трябва човек да се бръкне повече...ETO още малко теория... за съжаление съм лош теоретик и още по-лош в руския , така че оставям четенето на вас

[johnfound]

"Майстора" газаджия си се чеше умно... всичко това е перфектно , но кой ще има финансовата възможност да инвестира в производството на различни плочки за различните кубатури двигатели и Т.Н. ?

Не става въпрос за специална плочка за всеки различен двигател, а за това дали размера на отворите съответства на горивото за което е плочката. Старата ми плочка, когато я премерих се оказа, че съответства повече за метан, отколкото за пропан-бутан. От тук и регулировките на газовата уредба стават страшно неоптимални.Това разбира се е само работна хипотеза. Като приключи експеримента ще напиша и резултатите...