Сбалансированного карбюратора с падающим потоком смеси

К дополнительным устройствам карбюратора относятся пусковое устройство (воздушная заслонка), система холостого хода, главное дозирующее устройство, ускорительный насос и экономайзер.

Пусковое устройство обеспечивает поступление топлива из распылителя в количестве, необходимом для пуска двигателя.

Система холостого хода обеспечивает работу двигателя без нагрузки при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Главное дозирующее устройство обеспечивает работу двигателя при частичных (средних) нагрузках двигателя.

Ускорительный насос служит для автоматического обогащения горючей смеси при резком переходе с частичной нагрузки на полную с целью быстрого повышения мощности двигателя.

Экономайзер служит для автоматического обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя.

Конструкция и работа дополнительных устройств карбюратора рассмотрены ниже.

На двигателях автомобилей применяют двухкамерные сбалансированные карбюраторы с падающим потоком смеси. Карбюраторы имеют две смесительные камеры, которые включаются в работу последовательно — сначала основная камера (первичная), а при увеличении нагрузки двигателя — дополнительная камера (вторичная). Это позволяет повысить мощность двигателей в результате лучшей дозировки и распределения горючей смеси по цилиндрам двигателей. Поток горючей смеси в камерах карбюраторов движется сверху вниз, что улучшает наполнение цилиндров смесью. Поплавковая камера карбюраторов балансированная (уравновешенная), так как она связана с атмосферой через воздушный фильтр. Это обеспечивает приготовление карбюраторами горючей смеси, не зависящей по своему составу от степени засорения воздушного фильтра. Поплавковая камера находится в передней части карбюраторов (по ходу автомобиля), что исключает переобогащение горючей смеси при торможении и повышает уровень топлива в распылителях при движении на подъемах, когда необходимо обогащение горючей смеси и увеличение мощности двигателей.

Карбюратор автомобиля обычно состоит из трех основных частей: корпуса, крышки и корпуса дроссельных заслонок. В них размещены все системы и устройства карбюратора, обеспечивающие приготовление горючей смеси при различных режимах работы двигателя и снижающие токсичность отработавших газов.

Рассмотрим конструкцию современного карбюратора (рис.9). В корпусе (43) и крышке (44) размещены поплавковая камера (16) с поплавком (24) и игольчатым клапаном (17), первичная I и вторичная II смесительные камеры, а также системы и устройства, обеспечивающие приготовление горючей смеси. Карбюратор оборудован: блоком подогрева (34), через который циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя; системой отсоса картерных газов, включающей патрубок (36) и калиброванное отверстие; системой обратного слива части топлива из карбюратора в топливный бак, включающей патрубок (18) и калиброванное отверстие. Он имеет блокировку вторичной камеры. Блокировка не допускает открывания дроссельной заслонки вторичной камеры на любом режиме работы двигателя, если воздушная заслонка не открыта полностью. Этим исключается работа вторичной камеры при непрогретом двигателе. Топливо поступает в карбюратор через патрубок (20) и фильтр (19), а через патрубок (37) карбюратор связан с вакуумным регулятором зажигания.

Главная дозирующая система приготавливает обедненную горючую смесь (на 1 кг бензина приходится до 16,5 кг воздуха) при работе двигателя на средних (частичных) нагрузках. Приготовленная смесь в разном количестве по составу близка к экономичной во всем диапазоне средних нагрузок, величина которых составляет до 85% от полной нагрузки двигателя. Только при таком приготовлении горючей смеси карбюратором двигатель работает наиболее экономично. Главные дозирующие системы первичной и вторичной камер включают в себя главные топливные жиклеры (38) и (28), эмульсионные колодцы с эмульсионными трубками (39) и (27), главные воздушные жиклеры (6) и (14), распылители (9) и (12). При открывании дроссельной заслонки (32) первичной камеры топливо из поплавковой камеры (16) через главный топливный жиклер (38) поступает в эмульсионный колодец. В нем топливо смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионной трубки (39), в которые воздух поступает через главный воздушный жиклер (6). Эмульсия через распылитель (9) поступает в малый и большой диффузоры первичной камеры и перемешивается с воздухом, проходящим через диффузоры, где и образуется горючая смесь. Главная дозирующая система вторичной камеры работает аналогично главной дозирующей системе первичной камеры. Дроссельная заслонка (30) вторичной камеры связана механически с дроссельной заслонкой (32) первичной камеры таким образом, что начинает открываться, когда дроссельная заслонка первичной камеры будет открыта на 2/3 своей величины. Дроссельные заслонки имеют механический (тросовый) привод от педали управления, расположенной в салоне автомобиля. Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируется величиной открытия дроссельных заслонок. На режимах средних нагрузок работает, главным образом, первичная камера карбюратора, обеспечивающая работу двигателя в широком диапазоне частичных нагрузок.

Рис.9. Схема карбюратора

I, II – смесительные камеры; 1 – пневмоэлемент; 2 – шток; 3 – канал; 4, 10, 17, 23, 40 – клапаны; 5, 22, 25, 26, 28, 38 – топливные жиклеры; 6, 7, 14, 15 – воздушные жиклеры; 8, 30,

32 – заслонки; 9, 11, 12, 13 – распылители; 16 – поплавковая камера; 18, 20, 36, 37 – патрубки; 19 – фильтр; 21 – экономайзер; 24 – поплавок; 27, 39 – трубки; 29, 33 – отверстия; 31 – щель; 34 – блок подогрева; 35 – винт; 41 – диафрагма; 42 – рычаг; 43 – корпус; 44 – крышка.

Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой горючей смеси (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха) при пуске холодного двигателя. В цилиндры двигателя горючая смесь поступает в большом количестве, чтобы даже при холодном двигателе легкие фракции бензина испарялись в количестве, необходимом для пуска двигателя.

Пусковое устройство состоит из воздушной заслонки (8) и связанного с ней пневматического элемента (1). Воздушная заслонка через шток (2) соединена с диафрагмой пневматического элемента и находится под воздействием возвратной пружины. При пуске холодного двигателя дроссельная заслонка (32) первичной камеры приоткрывается. При этом возвратная пружина, воздействуя на рычаг оси воздушной заслонки, удерживает ее в закрытом положении. Количество воздуха, поступающего в первичную камеру, уменьшается, вакуум в диффузорах возрастает, и топливо, вытекая из распылителя (9), обеспечивает образование горючей смеси. При первых вспышках и последующей работе двигателя на холостом ходу разрежение из-под дроссельной заслонки (32) передается по каналу (3) в пневматический элемент (7). Его диафрагма прогибается, и шток (2) приоткрывает воздушную заслонку, обеспечивая доступ необходимого количества воздуха, а возвратная пружина воздушной заслонки растягивается. Следовательно, при пуске холодного двигателя и его прогреве воздушная заслонка автоматически устанавливается в положение, исключающее чрезмерное обогащение или обеднение горючей смеси. По мере прогрева двигателя воздушная заслонка открывается полностью через тросовый привод рукояткой управления пусковым устройством, находящейся под панелью приборов.

Система холостого хода готовит обогащенную горючую смесь (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха). При работе двигателя на холостом ходу в цилиндры двигателя поступает обогащенная смесь в небольшом количестве, чтобы двигатель работал устойчиво.

Система холостого хода включает в себя топливный канал, берущий начало из эмульсионного колодца первичной камеры; топливный жиклер (5); воздушный жиклер (7); эмульсионный канал; винт качества (состава) смеси (35); винт количества смеси; выходное отверстие (33). На режиме холостого хода дроссельная заслонка (32) приоткрыта. При этом переходная щель (31) системы холостого хода находится над верхней кромкой дроссельной заслонки. Воздушная заслонка открыта полностью. Под действием вакуума топливо из эмульсионного колодца через канал поступает к топливному жиклеру (5) холостого хода, где перемешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер (7) холостого хода. Полученная эмульсия смешивается с воздухом, проходящим через переходную щель (31), и выходит под дроссельную заслонку (32) через отверстие (33). Щель (31), расположенная над дроссельной заслонкой, обеспечивает поступление эмульсии под дроссельную заслонку для плавного перехода двигателя с холостого хода на частичные нагрузки. При работе двигателя на холостом ходу качество смеси регулируется винтом (35), а количество — винтом количества смеси, при завертывании которого дроссельная заслонка (32) приоткрывается. При выключении зажигания отключается электромагнитный клапан (4). Его игла под действием пружины запирает топливный жиклер (5) и исключает работу системы холостого хода при выключенном зажигании. Систему холостого хода имеет первичная камера карбюратора, а вторичная камера снабжена переходной системой.

Переходная система плавно включает в работу вторичную камеру карбюратора при небольших открытиях ее дроссельной заслонки.

Переходная система вторичной камеры включает в себя топливный жиклер (26) с трубкой, воздушный жиклер (15) и эмульсионный канал с выходными отверстиями (29). В начале открытия дроссельной заслонки (30) перед отверстиями (29) создается большой вакуум. Вследствие этого через топливный жиклер (26) поступает топливо, а через воздушный жиклер (15) — воздух. Образующаяся при этом эмульсия по каналу подводится к выходным отверстиям (29), через них поступает под дроссельную заслонку (30) и обогащает горючую смесь. В результате обеспечивается плавное включение в работу вторичной камеры карбюратора.

Ускорительный насос обогащает горючую смесь при резком переходе двигателя со средней нагрузки на полную (обгон, движение после остановки перед светофором и т.п.).

Ускорительный насос повышает приемистость двигателя, т. е. способность быстро развивать наибольшую мощность.

Ускорительный насос — диафрагменный, с механическим приводом. Топливо поступает в насос из поплавковой камеры через впускной шариковый клапан (40). При резком открытии дроссельной заслонки первичной камеры карбюратора специальный кулачок, установленный на оси заслонки, действует на рычаг (42), который давит на диафрагму (41). Диафрагма, преодолевая усилие возвратной пружины, прогибается и выталкивает топливо через канал, нагнетательный клапан (10) и распылитель (11) ускорительного насоса в первичную и вторичную камеры, обогащая при этом горючую смесь. Впускной клапан (40) ускорительного насоса в этот момент закрывается.

Эконостат служит для дополнительного обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя и представляет собой экономайзерное устройство. Эконостат включает в себя топливный жиклер (25) с трубкой, топливный канал и распылитель (13). Эконостатом оборудована вторичная камера карбюратора. Он вступает в работу при полностью открытых дроссельных заслонках и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. При этом топливо из поплавковой камеры поступает через топливный жиклер (25) и топливный канал в распылитель (13) эконостата и из него во вторичную камеру карбюратора, обогащая горючую смесь.

Экономайзер мощностных режимов исключает изменение степени обогащения горючей смеси из-за пульсации вакуума под дроссельными заслонками карбюратора. Процесс всасывания горючей смеси в цилиндры двигателя является прерывистым, и его пульсация возрастает при уменьшении частоты вращения коленчатого вала. При этом пульсация передается и на главную дозирующую систему, снижая эффективность автоматического регулирования состава горючей смеси. Экономайзер (21) мощностных режимов — диафрагменного типа. Он соединен с главной дозирующей системой первичной камеры топливным каналом, в котором установлен топливный жиклер (22) экономайзера, и через шариковый клапан (23) — с поплавковой камерой (16). Экономайзер также связан воздушным каналом с пространством под дроссельной заслонкой. При незначительном открытии дроссельной заслонки (32) шариковый клапан (23) закрыт, так как диафрагма экономайзера удерживается вакуумом под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки вакуум уменьшается, диафрагма экономайзера с иглой прогибается под действием пружины и открывает клапан (23). Топливо из поплавковой камеры проходит через открытый клапан, топливный жиклер (22) и топливный канал в эмульсионный колодец с трубкой (39). Оно добавляется к топливу, выходящему из главного топливного жиклера (38) первичной камеры и поступает через распылитель (9) в первичную камеру карбюратора, выравнивая состав горючей смеси.

Экономайзер принудительного холостого хода обеспечивает уменьшение расхода топлива и снижает токсичность отработавших газов на режиме принудительного холостого хода двигателя.

Экономайзер принудительного холостого хода состоит из концевого выключателя, установленного на регулировочном винте количества смеси холостого хода, электромагнитного запорного клапана (4) и электронного блока управления. На режиме принудительного холостого хода (торможение двигателем, движение под уклон, при переключении передач) дроссельные заслонки первичной и вторичной камер карбюратора закрыты, педаль управления дроссельными заслонками отпущена. В этом случае концевой выключатель карбюратора замкнут, электромагнитный клапан (4) выключается, его игла запирает топливный жиклер (5) холостого хода, и подача топлива в систему холостого хода прекращается.