Назначение дозатора - коррекция отклонения состава газовоздушной топливной смеси, задаваемого смесителем, от стехиометрического. Коррекция достигается регулированием проходого сечения дозатора.
Дозатор-экономайзер редуктора НЗГА.
Подробнее о стехиометрическом составе топливной смеси.
Подробнее о смесителе.

Действие механического дозатора поясняется на рисунке.

Поток газа подходит к дозатору по сечению S0 под давлением P0, примерно постоянным благодаря работе последней ступени газового редуктора.
Подробнее о последней ступени редуктора.

Из дозатора газ выходит под давлением P1. Расход C газа сквозь проходное сечение S0 дозатора примерно пропорционален произведению этого сечения на перепад давления:

С=K*(P0-P1)*S1/S0,

где K - коэффициент, а S1/S0 - относительное проходное сечение дозатора, другими словами - "степень его открытия".

Таким образом, объемное отношение воздух/газ в топливной смеси, образующейся у выхода смесителя, обратно пропорционально относительному проходному сечению дозатора. Получается, что качество смеси, задаваемое смесителем, может быть откорректировано в "бедную" сторону настройкой механического дозатора.

Основные причины отклонения состава газовоздушной топливной смеси от стехиометрического:
- изменение соотношения пропан/бутан;
- изменение пневматического сопротивления воздушного фильтра;
- работа воздушного термостата;
- колебания температуры (плотности) газа;
- колебания плотности воздуха (из-за колебаний температуры и давления);
- дрейф настроек редуктора;
- несоответствие геометрии смесителя типу газового топлива.
Наибольший вклад дает изменение соотношения пропан/бутан, из-за которого объемное стехиометрическое отношение может изменяться в пределах от 1/24 до 1/31 (стехиометрическое отношение для метана можно считать постоянным). Вклад остальных источников, при аккуратном отношении к воздушному фильтру и правильной геометрии смесителя, можно считать на порядок меньшим.

Таким образом, для коррекции отклонения состава смеси от стехиометрического достаточно (с запасом) изменять эффективное проходное сечение дозатора в пределах от 0.5 до 1 (от закрытого наполовину до полностью открытого).

На практике можно встретить смесители, изготовленные под объемное стехиометрическое отношение, заниженное в несколько раз относительно значения, соответствующего используемому газовому топливу. В результате настройки эффективное проходное сечение дозатора оказывается небольшим - таким, чтобы скорректировалось заниженное рассчетное стехиометрическое отношение.
Подробнее о стехиометрическом составе топливной смеси.
Подробнее о смесителе.

Например, если смеситель задает отношение 9 (для метана), то, чтобы в результате получить 24 (для пропан/бутановой смеси), необходимо выставить эффективное сечение дозатора 0.375, то есть дозатор должен быть открыт на 37.5%=9/24*100%.

А вот если смеситель рассчитан под пропан/бутановую смесь (отношение 24), то с метаном его использовать нельзя, поскольку дозатор позволяет корректировать рассчетное стехиометрическое отношение смесителя только в сторону увеличения (состав смеси - в "бедную" сторону).

Нужно еще раз отметить, что использованные оценки на практике выполняются приблизительно. Поэтому на практике применение механических дозаторов, прикрытых более чем на 50%, приводит к снижению чувствительности пары редуктор+смеситель и, как следствие, - к возникновению дополнительной погрешности при приготовлении смеси. В результате в некоторых режимах движения состав смеси приближается к пределам воспламенения. Это выражается в росте расхода топлива, хотя субъективно езда может быть комфортной.
Подробнее о пределах воспламенения топливной смеси.

Следует также отметить, что относительная погрешность дозирования газа смесителем обратно пропорциональна падению давления на нем. А наличие дозатора между выходом редуктора и смесителем это падение давления снижает, поскольку справедливо (см. рисунок)

P2< P1< P0

То есть снова: чем больше открыт дозатор, тем точнее работа смесителя.

В ы в о д

Механический (для фиксированной настройки) дозатор газотопливной системы является вспомогательным элементом, предназначенным для регулировки качества газовоздушныой топливной смеси в сравнительно узких пределах (для подстройки). Использование механического дозатора для устранения последствий ошибок в конструкции смесителя не всегда эффективно.