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 Жозефом 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».
В таблице приведены результаты сравнительных испытаний лодочного мотора «Вихрь-М» на тормозном стенде по внешней скоростной характеристике.
Выли 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.
