Дроссельная заслонка в двигателях внутреннего сгорания: принцип работы и применение.
Choke valve
Дроссельная заслонка в двигателях: регулировка давления воздуха, обогащение смеси для запуска, устройство и применение в карбюраторах и промышленности.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Клапан, используемый для регулирования давления воздуха во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания.
Valve used to control the air pressure in the intake manifold of an internal combustion engine
В двигателях внутреннего сгорания с карбюраторами, дроссельная заслонка или регулятор изменяет давление воздуха во впускном коллекторе, тем самым изменяя соотношение воздуха и топлива, поступающее в двигатель. Дроссельные заслонки обычно используются в двигателях с естественной аспирацией для подачи более богатой топливной смеси при запуске двигателя. Большинство дроссельных заслонок в двигателях представляют собой бабочковые клапаны, установленные перед карбюраторным жиклером для создания более высокого частичного вакуума, что увеличивает подачу топлива. В тяжелой промышленности или в области гидроинженерии, включая добычу нефти и газа, дроссельный клапан или зажим – это особая конструкция клапана с цельным цилиндром, помещенным внутрь другого цилиндра с прорезями или отверстиями.
In internal combustion engines with carburetors, a choke valve or choke modifies the air pressure in the intake manifold, thereby altering the air–fuel ratio entering the engine. Choke valves are generally used in naturally aspirated engines to supply a richer fuel mixture when starting the engine. Most choke valves in engines are butterfly valves mounted upstream of the carburetor jet to produce a higher partial vacuum, which increases the fuel draw. In heavy industrial or fluid engineering contexts, including oil and gas production, a choke valve or choke is a particular design of valve with a solid cylinder placed inside another slotted or perforated cylinder.
Карбюратор
Зажимной клапан иногда устанавливается в карбюратор двигателей внутреннего сгорания. Его цель – ограничить поток воздуха, тем самым обогащая топливно-воздушную смесь при запуске двигателя. В зависимости от конструкции двигателя и области применения, клапан может быть активирован вручную оператором (с помощью рычага или тяги) или автоматически с помощью температурно-чувствительного механизма, называемого автоматическим удушителем. Зажимные клапаны важны для бензиновых двигателей с естественной аспирацией, поскольку мелкие капли бензина плохо испаряются в холодном двигателе. Ограничивая поток воздуха в диффузор карбюратора, зажимной клапан снижает давление внутри него, что приводит к пропорционально большему количеству топлива, подаваемого из главного жиклера в камеру сгорания при холодном пуске. После прогрева двигателя (в результате сгорания) открытие зажимного клапана восстанавливает нормальную работу карбюратора, обеспечивая подачу топлива и воздуха в правильном стехиометрическом соотношении для чистого и эффективного сгорания. Термин "удушение" применяется к устройству обогащения карбюратора, даже если оно работает по совершенно иному принципу. Часто в карбюраторах SU "удушение" реализовано путем опускания топливного жиклера в более узкую часть иглы. Некоторые другие системы используют дополнительный топливный канал в камеру постоянного разрежения. Удушители были почти повсеместны в автомобилях до того, как топливный впрыск начал вытеснять карбюраторы. Зажимные клапаны по-прежнему широко используются в других двигателях внутреннего сгорания, включая большинство небольших переносных двигателей, мотоциклов, небольшие самолеты с винтовым приводом, газонокосилки и судовые двигатели с естественной аспирацией.
A choke valve is sometimes installed in the carburetor of internal combustion engines. Its purpose is to restrict the flow of air, thereby enriching the fuel air mixture while starting the engine. Depending on engine design and application, the valve can be activated manually by the operator of the engine (via a lever or pull handle) or automatically by a temperature sensitive mechanism called an automatic choke. Choke valves are important for naturally aspirated gasoline engines because small droplets of gasoline do not evaporate well within a cold engine. By restricting the flow of air into the throat of the carburetor, the choke valve reduces the pressure inside the throat, which causes a proportionally greater amount of fuel to be pushed from the main jet into the combustion chamber during cold running operation. Once the engine is warm (from combustion), opening the choke valve restores the carburetor to normal operation, supplying fuel and air in the correct stoichiometric ratio for clean, efficient combustion. The term "choke" is applied to the carburetor's enrichment device even when it works by a totally different method. Commonly, SU carburettors have "chokes" that work by lowering the fuel jet to a narrower part of the needle. Some others work by introducing an additional fuel route to the constant depression chamber. Chokes were nearly universal in automobiles until fuel injection began to supplant carburetors. Choke valves are still common in other internal combustion engines, including most small portable engines, motorcycles, small propeller driven airplanes, riding lawn mowers, and normally aspirated marine engines.
Промышленный
В добыче нефти (и других областях, связанных с перекачкой тяжелых жидкостей) дроссельный клапан (или "дроссель") – это регулируемый ограничитель расхода, предназначенный для работы при значительном перепаде давления, высокой скорости потока и в течение длительного времени. Дроссель часто является частью комплектации устья скважины ("ёлочки"). Наиболее распространенная конструкция дросселя представляет собой цельный цилиндр (называемый "плунжером" или "штоком"), плотно входящий в другой цилиндр с множеством небольших отверстий ("корпусом"). Постепенное извлечение плунжера открывает все больше отверстий, последовательно снижая сопротивление потоку. Если отверстия расположены равномерно, то зависимость между положением клапана и коэффициентом расхода (Cv) (расход на единицу перепада давления) приблизительно линейна. Другая конструкция предусматривает плотно прилегающую цилиндрическую "гильзу", расположенную снаружи корпуса, а не плунжер внутри него. Дроссельный клапан также может включать конический клапан и седло клапана для обеспечения полного перекрытия потока. Жидкость, поступающая в корпус (через все открытые отверстия), входит со всех сторон, образуя струи. Струи сталкиваются в центре цилиндра корпуса, рассеивая большую часть своей энергии за счет столкновения жидкости с жидкостью, что снижает трение и кавитационную эрозию металлического корпуса клапана. Для сильно эрозионных или коррозионных жидкостей дроссели могут изготавливаться из карбида вольфрама или инконеля.
In the extraction of petroleum (and other heavy duty fluid handling contexts), a choke valve (or "choke") is an adjustable flow limiter that is designed to operate at a large pressure drop, at a large flow rate, for a long time. A choke is often a part of the "Christmas tree" at the wellhead. The most familiar choke design is a solid cylinder (called a "plug" or "stem") that closely fits inside another cylinder that has multiple small holes through it (the "cage"). Gradually withdrawing the plug uncovers more and more holes, progressively reducing the resistance to flow. If the holes are regularly placed, then the relationship between the position of the valve and the flow coefficient (Cv) (the flow rate per unit pressure) is roughly linear. Another design places a closely fitted cylindrical "sleeve" around the outside of the cage rather than a plug inside the cage. A choke may also include a conical valve and valve seat, to ensure complete shutoff. Fluids flowing into the cage (through all uncovered holes) enter from all sides, producing fluid jets. The jets collide at the center of the cage cylinder, dissipating most of their energy through fluid impinging on fluid, producing less friction and cavitation erosion of the metal valve body. For highly erosive or corrosive fluids, chokes can be made of tungsten carbide or inconel.