Устройство автомобилей
При работе двигателя на малых частотах вращения без нагрузки дроссельная заслонка закрывается почти полностью. Разрежение в диффузоре, где расположен распылитель, в этом случае снижается настолько, что подача топлива из главной дозирующей системы прекращается.
Для приготовления горючей смеси необходимого состава (0,7 ≤ α ≤ 0,85) на холостом ходу используется пространство воздушного патрубка под дроссельной заслонкой (задроссельное пространство). При этом топливо в задроссельное пространство подается специальной системой, которая называется системой холостого хода.
Из-за создавшегося разрежения под прикрытой дроссельной заслонкой в зоне эмульсионных отверстий 2 и 3 (см. Рис. 1) топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер 16 и жиклер 7 холостого хода поступает по каналам 8 и 9. При этом к нему подмешивается воздух, который подсасывается через воздушный жиклер 10. Через отверстие 4, расположенное выше кромки прикрытой дроссельной заслонки, к топливу подмешивается дополнительное количество воздуха. В результате к выходным отверстиям 2 и 3 поступает топливовоздушная эмульсия требуемого состава.
Устойчивую работу двигателя с малой частотой вращения обеспечивают с помощью регулировочных винтов 5 и 17. Винтом 5 регулируют количество поступающей эмульсии, и, следовательно, состав смеси. Количество смеси и частоту вращения на режиме холостого хода регулируют винтом 17, который изменяет положение дроссельной заслонки 1 при полностью отпущенной педали акселератора.
После начала открытия дроссельной заслонки (при переходе с режима холостого хода на режим средних нагрузок) главная дозирующая система вступает в работу с небольшим запаздыванием, что может привести к кратковременному переобеднению смеси и «провалу» в работе двигателя.
Однако плавный переход к работе двигателя на малых и средних нагрузках обеспечивается тем, что уже в самом начале открытия дроссельной заслонки отверстие 4 попадает в зону сильного разрежения. Поэтому через него в смесительную камеру поступает дополнительное количество эмульсии.
При дальнейшем открытии дроссельной заслонки вступает в работу главная дозирующая система. Однако подача топлива через систему холостого хода продолжается до открывания дроссельной заслонки примерно на 40% от максимального открытия.
Экономайзер принудительного холостого хода
Системы холостого хода современных карбюраторов имеют дополнительное устройство – экономайзер принудительного холостого хода.
Данное устройство отключает подачу топлива через систему холостого хода при торможении автомобиля двигателем. При таком торможении дроссельная заслонка закрыта, а частота вращения коленчатого вала велика, так как он приводится во вращение через трансмиссию от колес автомобиля.
В результате под дроссельной заслонкой разрежение многократно возрастает, расход топливной эмульсии через отверстия 2 и 3 резко увеличивается, что приводит к усиленному недогоранию топлива и выбросу в окружающую среду токсичных веществ.
Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) включает в себя электромагнитный клапан, который перекрывает подачу топливной эмульсии к выходным отверстиям системы холостого хода, датчик положения дроссельной заслонки и электронный блок управления. Электронный блок управления получает сигналы о положении дроссельной заслонки от датчика и о частоте вращения коленчатого вала от системы зажигания. При определенном соотношении этих сигналов блок управления выдает управляющий сигнал на закрытие или открытие электромагнитного клапана экономайзера принудительного холостого хода.
Исходными данными для срабатывания электромагнитного клапана ЭПХХ являются сигнал датчика о закрытой заслонке и повышенное число оборотов коленчатого вала.
Такой режим ЭПХХ поддерживает пока:
- скорость движения при отпущенной дроссельной заслонке не уменьшится;
- не будет выключена передача и автомобиль начнет двигаться в режиме обычного холостого хода;
- водителем нажмет педаль акселератора и движение продолжится с повышенной скоростью, экономайзер выключится по положению заслонки.
Работа экономайзера в составе системы холостого хода карбюратора обеспечивает экономию топлива и лучшую эффективность торможения мотором в режиме принудительного холостого хода.
Карбюраторы мотоциклетного типа. Система холостого хода
Здравствуйте, уважаемые читатели. Возвращаемся к теории и практике по карбюраторам мотоциклетного типа.
Сегодня речь пойдет о системе холостого хода и работе карбюратора в переходных режимах.
Устройство системы холостого хода
В конструкциях современных карбюраторов есть не только главная дозирующая система. Она одна не позволила бы получить необходимый состав смеси для поддержания нормальной работы двигателя в режиме без нагрузки, другими словами когда двигатель должен работает на холостом ходу. За нормальную работу в режиме холостого хода отвечает одноименная система. Рассмотрим один из вариантов ее конструкции. 
Устройство системы холостого хода: 1 — переходное отверстие; 2 — воздушный канал; 3 — винт состава смеси на холостом ходу; 4 — отверстие малых оборотов холостого хода; 5 — топливный канал; 6 — топливный жиклер, совмещенный с эмульсионной трубкой
В состав системы холостого хода входит два топливоподающих отверстия. Они имеют специальные названия: переходное отверстие 1 и отверстие малых оборотов холостого хода 4 (варианты расположения на реальном карбюраторе представлены на рисунке ниже). Переходное отверстие располагается под дроссельной заслонкой, в непосредственной близости от ее задней кромки. Отверстие малых оборотов холостого хода находится за дроссельной заслонкой, на небольшом отдалении в точке, где при закрытой дроссельной заслонке разрежение наибольшее. Такое положение обусловлено стремлением к обеспечению наиболее легкого истечения топлива из отверстия малых оборотов холостого хода.
Варианты расположений топливоподающих отверстий: 1 — переходное отверстие; 2 — отверстие малых оборотов холостого хода
В топливоподающем канале 5 системы холостого хода находится жиклер 6, который ограничивает истечение топлива при работе на холостых оборотах. В этом же канале расположена эмульсионная трубка (часто совмещенная с жиклером), в которой топливо смешивается с воздухом, поступившим по воздушному каналу 2.
К элементам точной настройки относится винт 3, регулирующий сечение воздушного канала. В данной конструкции винт влияет на состав смеси. Ниже будет рассмотрена конструкция, в которой аналогичный винт регулирует количество смеси.
Принцип работы на малых оборотах холостого хода
При закрытой или почти закрытой дроссельной заслонке разрежение в зоне распылителя главной дозирующей системы недостаточно для истечения топлива из него. При таком положении дросселя зона наибольшего разрежения находится за дроссельной заслонкой. Именно в этом месте располагают отверстие малых оборотов холостого хода. Работа двигателя полностью обеспечивается топливом, поступающим из этого отверстия.
Эмульсирование топлива в системе холостого хода
В системе холостого хода топливо смешивается с небольшим количеством воздуха, который поступает по специальному воздушному каналу. Процесс эмульсирования топлива происходит следующим образом. Когда дроссельная заслонка закрыта и горючая смесь подается только через отверстие малых оборотов холостого хода, топливо смешивается с воздухом, поступающим не только по воздушному каналу, но и с воздухом из-под дроссельной заслонки, прошедшим через переходное отверстие. По мере подъема дросселя происходит перемещение зоны максимального разрежения в сторону распылителя главной дозирующей системы. В связи с этим количество поступающего в систему холостого хода воздуха через переходное отверстие уменьшается. В какой-то точке подъема дросселя воздух совсем перестает поступать из переходного отверстия, и под действием разрежения топливо начинает фонтанировать через него. В этот момент весь воздух начинает поступать только через специальный воздушный канал, пропускная способность которого регулируется винтом конической формы.
Винт регулировки смеси на холостом ходу
Окончательная (точная) настройка системы холостого хода производится с помощью специального винта с коническим кончиком, который регулирует пропускную способность воздушного канала системы холостого хода. Некоторые модели карбюраторов оснащены винтом, регулирующим количество топлива уже предварительно смешанного с воздухом, подаваемого системой холостого хода.
Винты регулировки смеси на холостом ходу. Два винта слева регулируют количество смеси, два справа — состав смеси.
Так как в одном случае винт регулирует состав смеси, а в другом — количество топливной смеси, применяются противоположные приемы регулировки. Если винт регулирует пропускную способность воздушного канала, то для обогащения смеси необходимо уменьшить количество воздуха путем закручивания винта. Для того чтобы сделать смесь беднее, винт необходимо выкручивать. Если винт регулирует количество подаваемого топлива, то, напротив, для обогащения его выкручивают, для обеднения, соответственно, закручивают.
Понять, по какому принципу осуществляется регулировка на том или ином карбюраторе, очень просто. Винт регулировки воздуха располагают ближе к входному устройству карбюратора, который подсоединяют к фильтру, в то время как винт регулировки топлива располагают ближе к фланцу крепления к двигателю.
Расположение винтов регулировки смеси на холостом ходу: a — винт регулировки состава смеси, b — винт регулировки количества смеси
Жиклер холостого хода
Если установлен жиклер слишком большой пропускной способности, двигатель начинает работать неустойчиво, медленно набирает обороты, звук выхлопа становится глухой и слабый. Если жиклер обладает недостаточной пропускной способностью, двигатель хорошо набирает обороты, но при резком закрытии дросселя обороты не снижаются столь же быстро. Снижение оборотов до холостого хода происходит с запаздыванием вплоть до нескольких секунд.
Слишком маленькая пропускная способность приводит к неустойчивой работе и частым остановкам двигателя, как в режиме малого холостого хода, так и при попытках поднять дроссель. Работа двигателя с установленным жиклером холостого хода недостаточной пропускной способности может привести к прихвату поршня к стенке цилиндра в момент закрытия дроссельной заслонки. Риск особенно велик, если до этого двигатель работал на полном газу в течение продолжительного времени. В таких условиях после закрытия дросселя двигатель по инерции сохраняет большие обороты. Если в этот момент система холостого хода приготавливает бедную смесь, тепловая нагрузка резко увеличивается из-за чрезмерного обедненного сгорания, что повышает риск перегрева и последующего заклинивания.
Работа системы холостого хода в переходном режиме
Когда водитель начинает приоткрывать дроссельную заслонку, разрежение в зоне отверстия малых оборотов холостого хода уменьшается. Это приводит к уменьшению подачи топлива через него, поэтому в работу необходимо включаться другой системе, обеспечивающей плавный переход в работе от системы холостого хода к главной дозирующей системе.
Когда дроссельная заслонка поднимается примерно до 1/4 всего хода, разрежение в зоне отверстия малого холостого хода падает настолько, что истечение топлива из него прекращается. Область максимального разряжения смещается ближе к распылителю главной дозирующей системы, но еще не достигает его. Как раз в этом месте расположено переходное отверстие. Из него начинает фонтанировать топливо в количестве, достаточном для обеспечения плавного перехода в работе двигателя от холостого хода к режиму частичных нагрузок, когда работает уже главная дозирующая система.
Отметим, что жиклер холостого хода важен не только для работы на малых оборотах холостого хода, но и для переходного режима, так как он также регулирует количество топлива, истекающего из переходного отверстия. Наряду с жиклером на работу в переходных режимах оказывают влияние угол среза дроссельной заслонки, специальный выступ на задней части дроссельной заслонки, форма насадки вокруг распылителя главной дозирующей системы, специальный паз на задней кромке дроссельной заслонки.
Элементы дроссельной заслонки, влияющие на переходной режим. Цветом обозначены выступ на задней части дроссельной заслонки (a) и специальный паз на задней кромке (b).
Системы карбюратора
Карбюратор двигателя состоит из 5 основных систем карбюратора:
1) главная дозирующая система карбюратора предназначена для смешивания топлива с воздухом в установленных пропорциях, что обеспечивается с помощью специальных жиклеров с калибром (топливные и воздушные жиклеры).
2) система холостого хода карбюратора предназначена для поддержания работы двигателя на малых оборотах коленчатого вала.
3) система пуска карбюратора предназначена для подачи воздуха в эмульсионные трубки через воздушную заслонку и жиклеры.
4) система экономайзера карбюратора предназначена для обогащения горючей смеси во время продолжительной нагрузки.
5) система ускорительного насоса карбюратора предназначена для кратковременного обогащения горючей смеси во время разгона автомобиля.
Приготовление горючей смеси и работа основных систем карбюратора
Приготовление горючей смеси осуществляется за счет смешивания двух компонентов топлива и воздуха в определенной пропорции. Оба компонента перед попаданием в систему должны быть тщательно очищены от различных видов загрязнений и примесей. Горючая смесь приготавливается в карбюраторе за счет мелкокалиберных жиклеров, и заслонки, с помощью которых топливо дозируется и распыляется на мельчайшие частицы, после чего перемешивается с воздухом.
Горючая смесь имеет свой состав, который приготавливается при определенном соотношением масс топлива к воздуха. Для того, чтобы сгорел 1 кг бензина теоретически необходимо смешать с ним 14,9 кг воздуха (при расчетах принимают 15). Правда идеального не бывает, и количество воздуха, которое расходуется на приготовление горючей смеси, немного больше или меньше по сравнению с теоретическим. В связи с этим состав горючей смеси характеризуется коэффициентом воздуха, который участвует в процессе сгорания топлива, к теоретически обусловленному количеству воздуха.
Для точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси приняли названия следующих смесей:
1) богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха равным 0,70-0,85
2) обогащенная смесь с коэффициентом избытка воздуха 0,85-0,95
3) обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,05-1,15
4) бедная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,15-1,20
Двигатель должен работать в оптимальном режиме. Оптимальный режим работы двигателя обеспечит нормальная горючая смесь. То есть горючая смесь должна быть не переобагащенная, и не переобедненная, так как в этих случаях снижается экономичность и мощность двигателя.
Работа карбюратора на холостом ходу кратко
Работа карбюратора при пуске и прогреве холодного двигателя, вследствие низкой температуры деталей двигателя и малой скорости движения воздуха через карбюратор смесеобразование значительно ухудшается. Для надежного пуска двигателя требуется сильное обогащение горючей смеси, которое обеспечивается пусковым устройством карбюратора.
При пуске холодного двигателя закрывают воздушную заслонку 17 вытягиванием рукоятки управления на себя до отказа. При этом тяга 21 займет крайнее левое положение а прорези рейки 23, а тяга 4 (см. рис. 8), опускаясь вниз, под действием поворота трехплечего рычага 30 повернет рычаг 6 и приоткроет дроссельную заслонку первой камеры на требуемую величину. При этом на педаль управления дроссельными зас- лонками нажимать нельзя, чтобы исключить подачу в двигатель избыточного топлива. При прокручивании коленчатого вала двигателя стартером возникающее разрежение передается как к отверстиям автономной системы холостого хода, так и через приоткрытую дроссельную заслонку 39 (см. рис. 9) первой камеры к распылителю главной дозирую- щей системы. Под действием разрежения топливо начинает интенсивно истекать из отверстий системы холостого хода и распылителя.
Из отверстий системы холостого хода топливо поступает в виде топливовоздушной эмульсии. Подмешивание воздуха к топливу происходит через воздушный жиклер 26. Одновременно по каналу связи с задроссельным пространством разрежение передается в рабочую полость диафрагмы 24 пускового устройства, но оно недостаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины диафрагмы. При появлении устойчивых вспышек разрежение возрастает, диафрагма 24 с рейкой 23 втягиваются, и тяга 21 приоткрывает воздушную заслонку 17. При этом рычаг 30 (см. рис. 8), поворачиваясь, сжимает пружину, расположенную в телескопической тяге 24. Пусковое устройство, автоматически открывая или прикрывая воздушную заслонку, не допускает чрезмерного обогащения или обеднения смеси. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку полностью открывают, возвращая рукоятку управления пусковым устройством в исходное положение. Крайнее втянутое положение диафрагмы 24 (см. рис. 9) регулируется винтом 25. При полностью вытянутой рукоятке пускового устройства и воздействия на рейку 23 вручную воздушная заслонка должна приоткрываться, и зазор между ее нижней кромкой и стенкой входной горловины должен быть равен 5,0-5,5 мм.
При полностью закрытой воздушной заслонке дроссельная заслонка первой камеры должна приоткрываться на 0,7- 0,8 мм. Этот зазор регулируется подгибанием тяги 25 (см. рис. 8). Пусковое устройство карбюратора должно обеспечивать надежный пуск двигателя до температуры минус 25 С без предварительной подготовки двигателя.
Работа карбюратора на холостом ходу двигателя .
Устойчивую работу на холостом ходу обеспечивает автономная система холостого хода. В современных карбюраторах эта система карбюратора также корректирует состав горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Дроссельные заслонки на режиме холостого хода прикрыты. При этом переходные отверстия системы находятся чуть выше верхней кромки заслонки. Воздушная заслонка полностью открыта. Разрежение из-под дроссельной заслонки первой камеры через отверстия системы холостого хода передается в каналы системы. Под действием разрежения топливо, поступающее в эмульсионный колодец из поплавковой камеры через главный топливный жиклер 34 (см. рис. 9). поднимается к топливному жиклеру 33, смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 26, дополнительно смешивается с воздухом. поступающим через переходные отверстия и через отверстие, регулируемое винтом 37, поступает под дроссельную заслонку. Ввиду высоких скоростей прохода эмульсии через седло 38 происходит качественное смешение топлива с воздухом. На этом режиме разрежение в малом диффузоре незначительно, и топливо из распылителя главной дозирующей сис- темы в двигатель не поступает.
Для регулирования оборотов холостого хода двигателя карбюратор имеет регулировочные винты 37 количества и 36 состава (качества) смеси. Для исключения неквалифичированного вмешательства в установленную на заводе или станции технического обслуживания регулировку на винты напрессованы пластмассовые ограничительные втулки. После регулирования на станции технического обслуживания частота вращения коленчатого вала двигателя должна быть в пределах 820-900 мин/об, содержа- ние окиси углерода в отработавших газах должно быть не более 0,5-1,2.
Работа карбюратора на режимах дросселирования (на малых и средних нагрузках) .
На режимах дросселирования работает в основном первая смесительная камера. Необходимый состав горючей смеси обеспечивается совместной работой главной дозирующей системы и системы холостого хода. При открытии дроссельной заслонки первой камеры разрежение в распылителе увеличивается, топливо в эмульсионном колодце поднимается и при достижении отверстий эмульсионной трубки 35 захватывается воздухом, поступающим через жиклер 19, и увлекается в распылитель. Разрежение в смесительной камере достаточное, поэтому топливо поступает также и из отверстий системы холостого хода. Расход топлива обеими системами ограничивается главным топливным жиклером 34. При открытии дроссельной заслонки примерно на угол 48 пневмопривод начинает открывать дроссельную заслонку второй камеры. Топливо начинает истекать и из распылителя главной дозирующей системы второй камеры. Отсутствие провалов в работе двигателя в момент начала открытия дроссельной заслонки второй камеры обеспечивают отверстия 43 переходной системы, вступающей в работу с этого момента. В дальнейшем вторая камера работает аналогично первой.
Работа карбюратора на режиме максимальной мощности двигателя .
На режиме максимальной мощности дроссельные заслонки обеих камер полностью открыты: работают главные дозирующие системы, система холостого хода, переходная система, а также при достижении необходимого разрежения и эконостат. В связи с некоторым снижением разрежения в каналах системы холостого хода и переходной системы при полностью открытых дроссельных заслонках истечение топлива из этих систем незначительно. При достижении достаточного разрежения в малом диффузоре второй смесительной камеры вступает в работу эконостат, обогащая горючую смесь при полной наг- рузке. Топливо из поплавковой камеры поступает через жиклер 8 эконостата, смешивается с воздухом, поступающим из жиклера 6, и далее через эмульсионный жиклер 10 и распылитель И всасывается в смесительную камеру.
Работа ускорительного насоса .
Ускорительный насос работает на режиме увеличения нагрузки двигателя; при этом необходимое обогащение смеси осуществляется впрыском дополнительной порции топлива в воздушный поток первой смесительной камеры. При резком увеличении нагрузки (резко открывается дроссельная заслонка) кулачок привода ускорительного насоса на оси заслонки воздействует на рычаг 1, который сжимает пружину, помещенную внутри телескопического стакана рабочей диафрагмы 48. Разжимаясь, пружина перемещает диафрагму, обеспечивая плавный затяжной впрыск топлива через распылитель 15. Профиль кулачка ускорительного насоса обеспечивает двойной впрыск; второй впрыск приходится на начало открытия дроссельной заслонки второй камеры. Подача ускорительного насоса должна быть в пределах 5.25- 8,75 см^3 за 10 полных поворотов (ходов) рычага привода дроссельных заслонок.
Подача регулируется винтом 2 перепускного жиклера 47. Работа пневмопривода дроссельной заслонки второй камеры. На малых нагрузках двигателя, когда дроссельная заслонка первой камеры открыта незначительно, разрежение в диффузорах недостаточное для срабатывания пнеемопривода, и под действием пружины шток пневмопривода опущен вниз. По мере увеличения нагрузки и открытия дроссельной заслонки первой камеры разрежение в ней увеличивается и в определенный момент приводит к перемещению диафрагменного механизма вплоть до полного его хода с одновременным закручиванием пружины на оси дроссельной заслонки второй камеры. Однако дроссельная заслонка второй камеры остается закрытой, пока дроссельная заслонка первой камеры не будет открыта на угол примерно 48 . При полностью открытой дроссельной заслонке первой камеры и большом расходе воздуха (большой частоте вращения коленчатого вала) дроссельная заслонка второй камеры открывается полностью.
Регулирование положения дроссельной заслонки второй камеры происходит автоматически, в зависимости от скоростного режима работы двигателя. При снижении скорости движения автомобиля (при неизменном полном открытии дроссельной заслонки первой камеры) частота вращения коленчатого вала двигателя снижается, уменьшается разрежение в диффузорах, и дроссельная заслонка второй камеры прикрывается. Этим достигается улучшение смесеобразования в первой камере. При резком закрытии дроссельной заслонки первой камеры принудительно закрывается и дроссельная заслонка второй камеры. Жиклеры 49 и 50 исключают возможное колебание механизма пневмопривода.
Сегодня речь пойдет о системе холостого хода и работе карбюратора в переходных режимах.
Устройство системы холостого хода
В конструкциях современных карбюраторов есть не только главная дозирующая система. Она одна не позволила бы получить необходимый состав смеси для поддержания нормальной работы двигателя в режиме без нагрузки, другими словами когда двигатель должен работает на холостом ходу. За нормальную работу в режиме холостого хода отвечает одноименная система. Рассмотрим один из вариантов ее конструкции.
Устройство системы холостого хода: 1 — переходное отверстие; 2 — воздушный канал; 3 — винт состава смеси на холостом ходу; 4 — отверстие малых оборотов холостого хода; 5 — топливный канал; 6 — топливный жиклер, совмещенный с эмульсионной трубкой
В состав системы холостого хода входит два топливоподающих отверстия. Они имеют специальные названия: переходное отверстие 1 и отверстие малых оборотов холостого хода 4 (варианты расположения на реальном карбюраторе представлены на рисунке ниже). Переходное отверстие располагается под дроссельной заслонкой, в непосредственной близости от ее задней кромки. Отверстие малых оборотов холостого хода находится за дроссельной заслонкой, на небольшом отдалении в точке, где при закрытой дроссельной заслонке разрежение наибольшее. Такое положение обусловлено стремлением к обеспечению наиболее легкого истечения топлива из отверстия малых оборотов холостого хода.
Варианты расположений топливоподающих отверстий: 1 — переходное отверстие; 2 — отверстие малых оборотов холостого хода
В топливоподающем канале 5 системы холостого хода находится жиклер 6, который ограничивает истечение топлива при работе на холостых оборотах. В этом же канале расположена эмульсионная трубка (часто совмещенная с жиклером), в которой топливо смешивается с воздухом, поступившим по воздушному каналу 2.
К элементам точной настройки относится винт 3, регулирующий сечение воздушного канала. В данной конструкции винт влияет на состав смеси. Ниже будет рассмотрена конструкция, в которой аналогичный винт регулирует количество смеси.
Принцип работы на малых оборотах холостого хода
При закрытой или почти закрытой дроссельной заслонке разрежение в зоне распылителя главной дозирующей системы недостаточно для истечения топлива из него. При таком положении дросселя зона наибольшего разрежения находится за дроссельной заслонкой. Именно в этом месте располагают отверстие малых оборотов холостого хода. Работа двигателя полностью обеспечивается топливом, поступающим из этого отверстия.
Эмульсирование топлива в системе холостого хода
В системе холостого хода топливо смешивается с небольшим количеством воздуха, который поступает по специальному воздушному каналу. Процесс эмульсирования топлива происходит следующим образом. Когда дроссельная заслонка закрыта и горючая смесь подается только через отверстие малых оборотов холостого хода, топливо смешивается с воздухом, поступающим не только по воздушному каналу, но и с воздухом из-под дроссельной заслонки, прошедшим через переходное отверстие. По мере подъема дросселя происходит перемещение зоны максимального разрежения в сторону распылителя главной дозирующей системы. В связи с этим количество поступающего в систему холостого хода воздуха через переходное отверстие уменьшается. В какой-то точке подъема дросселя воздух совсем перестает поступать из переходного отверстия, и под действием разрежения топливо начинает фонтанировать через него. В этот момент весь воздух начинает поступать только через специальный воздушный канал, пропускная способность которого регулируется винтом конической формы.
Винт регулировки смеси на холостом ходу
Окончательная (точная) настройка системы холостого хода производится с помощью специального винта с коническим кончиком, который регулирует пропускную способность воздушного канала системы холостого хода. Некоторые модели карбюраторов оснащены винтом, регулирующим количество топлива уже предварительно смешанного с воздухом, подаваемого системой холостого хода.
Винты регулировки смеси на холостом ходу. Два винта слева регулируют количество смеси, два справа — состав смеси.
Так как в одном случае винт регулирует состав смеси, а в другом — количество топливной смеси, применяются противоположные приемы регулировки. Если винт регулирует пропускную способность воздушного канала, то для обогащения смеси необходимо уменьшить количество воздуха путем закручивания винта. Для того чтобы сделать смесь беднее, винт необходимо выкручивать. Если винт регулирует количество подаваемого топлива, то, напротив, для обогащения его выкручивают, для обеднения, соответственно, закручивают.
Понять, по какому принципу осуществляется регулировка на том или ином карбюраторе, очень просто. Винт регулировки воздуха располагают ближе к входному устройству карбюратора, который подсоединяют к фильтру, в то время как винт регулировки топлива располагают ближе к фланцу крепления к двигателю.
Расположение винтов регулировки смеси на холостом ходу: a — винт регулировки состава смеси, b — винт регулировки количества смеси
Жиклер холостого хода
Если установлен жиклер слишком большой пропускной способности, двигатель начинает работать неустойчиво, медленно набирает обороты, звук выхлопа становится глухой и слабый. Если жиклер обладает недостаточной пропускной способностью, двигатель хорошо набирает обороты, но при резком закрытии дросселя обороты не снижаются столь же быстро. Снижение оборотов до холостого хода происходит с запаздыванием вплоть до нескольких секунд.
Слишком маленькая пропускная способность приводит к неустойчивой работе и частым остановкам двигателя, как в режиме малого холостого хода, так и при попытках поднять дроссель. Работа двигателя с установленным жиклером холостого хода недостаточной пропускной способности может привести к прихвату поршня к стенке цилиндра в момент закрытия дроссельной заслонки. Риск особенно велик, если до этого двигатель работал на полном газу в течение продолжительного времени. В таких условиях после закрытия дросселя двигатель по инерции сохраняет большие обороты. Если в этот момент система холостого хода приготавливает бедную смесь, тепловая нагрузка резко увеличивается из-за чрезмерного обедненного сгорания, что повышает риск перегрева и последующего заклинивания.
Работа системы холостого хода в переходном режиме
Когда водитель начинает приоткрывать дроссельную заслонку, разрежение в зоне отверстия малых оборотов холостого хода уменьшается. Это приводит к уменьшению подачи топлива через него, поэтому в работу необходимо включаться другой системе, обеспечивающей плавный переход в работе от системы холостого хода к главной дозирующей системе.
Когда дроссельная заслонка поднимается примерно до 1/4 всего хода, разрежение в зоне отверстия малого холостого хода падает настолько, что истечение топлива из него прекращается. Область максимального разряжения смещается ближе к распылителю главной дозирующей системы, но еще не достигает его. Как раз в этом месте расположено переходное отверстие. Из него начинает фонтанировать топливо в количестве, достаточном для обеспечения плавного перехода в работе двигателя от холостого хода к режиму частичных нагрузок, когда работает уже главная дозирующая система.
Отметим, что жиклер холостого хода важен не только для работы на малых оборотах холостого хода, но и для переходного режима, так как он также регулирует количество топлива, истекающего из переходного отверстия. Наряду с жиклером на работу в переходных режимах оказывают влияние угол среза дроссельной заслонки, специальный выступ на задней части дроссельной заслонки, форма насадки вокруг распылителя главной дозирующей системы, специальный паз на задней кромке дроссельной заслонки.
Элементы дроссельной заслонки, влияющие на переходной режим. Цветом обозначены выступ на задней части дроссельной заслонки (a) и специальный паз на задней кромке (b).
Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.
Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!
ТЕОРИЯ РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА. ЕГО ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ
Карбюраторы смешивают топливо и воздух и управляют количеством топливовоздушной смеси, поступающим в двигатель. В данной статье немного расскажем про основы работы карбюратора .
Двигатели в действительности не всасывают топливо из карбюратора. У всех карбюраторов есть диффузор, который представляет собой сужение воздушной горловины карбюратора. Когда воздух проходит через это сужение, там возникает спад давления (разрежение). Небольшое отверстие установлено в этом месте для подачи топлива. Атмосферное давление, действуя на топливо, выдавливает его из поплавковой камеры карбюратора через это отверстие в горловину карбюратора, откуда топливо попадает во впускной коллектор и затем в цилиндры двигателя.
Двигателю требуется топливовоздушная смесь разного состава в разных режимах его работы, когда он холодный, прогревается, работает на холостом ходу, в области средних оборотов и под тяжелой нагрузкой.
ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ КАРБЮРАТОРА АВТОМОБИЛЯ
Система поплавка поддерживает постоянным уровень топлива в поплавковой камере карбюратора. Она работает следующим образом. Когда уровень топлива понижается, поплавок опускается, открывает игольчатый клапан и позволяет топливу поступать в поплавковую камеру. Путем поддержания уровня топлива в определенных рамках соотношение воздух/топливо в смеси поддерживается более точно.
Система воздушной заслонки позволяет заводить холодный двигатель путем обогащения топливовоздушной смеси . Воздушная заслонка перекрывает подачу воздуха в карбюратор и, соответственно, в двигатель поступает больше топлива, при этом обороты холостого хода уменьшаются. Поэтому к системе привода дроссельной заслонки добавляется система увеличения оборотов холостого хода для их повышения при прогреве двигателя.
Система холостого хода
Система холостого хода обеспечивает подачу топлива, необходимого для работы двигателя на низких оборотах, когда главная дозирующая система не работает. Регулировочные винты позволяют изменять соотношение воздух/топливо в режиме холостого хода. Многие механики считают, что эта регулировка изменяет состав смеси во всем диапазоне оборотов, но это не так.
Ускорительный насос обеспечивает впрыск дополнительного топлива при резком открывании дроссельной заслонки для предотвращения остановки двигателя и перебоев в его работе при разгоне автомобиля. Если посмотреть внутрь горловины карбюратора и быстро передвинуть тяги привода дроссельной заслонки, топливо должно брызнуть из выходных отверстий ускорительного насоса.
Переходная система обеспечивает переходный режим между холостым ходом и работой главной дозирующей системы. Многие карбюраторы имеют каналы или отверстия переходной системы рядом с пластинами дроссельных заслонок, которые подают топливо при их открывании во время открывания дроссельных, заслонок.
Главная дозирующая система
Механики используют главные топливные жиклеры различных размеров для калибровки карбюратора в различных режимах его работы. Путем использования жиклеров большего размера смесь обогащается. И наоборот, установка жиклеров меньшего размера обедняет смесь.
Система экономайзера обеспечивает подачу дополнительного топлива, когда двигатель работает под нагрузкой и при полном открывании дроссельной заслонки.
Наиболее распространенными являются экономайзеры диафрагменного типа, калибровочные стержни, байпасные жиклеры или клапан экономайзера. Когда вакуум во впускном коллекторе достигает определенного значения, клапан открывается, позволяя дополнительному топливу поступать к двигателю.
Клапаны экономайзера подбираются в соответствии с величиной давления открывания, измеряемой в миллиметрах рт. ст. В соответствии с режимом работы может подбираться клапан экономайзера. Двигатели, которые обычно выдают низкий вакуум, должны оснащаться экономайзерами, которые открываются при малых значениях вакуума. Дозирующие стержни движутся внутрь и наружу в калиброванных отверстиях в соответствии с вакуумом впускного коллектора. Когда двигатель находится под нагрузкой, и вакуум снижается, то стержни выдвигаются из главных топливных жиклеров для увеличения подачи топлива.
Байпасные жиклеры экономайзера выполняют те же функции, что и дозирующие стержни, за тем исключением, что они имеют свой собственный жиклер или клапан экономайзера.
Режимы работы карбюратора
Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.
Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!
Назовите системы карбюратора, обеспечивающие бесперебойную работу двигателя на различных режимах.
Режимы работы карбюратора.
Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.
Режим частичных (средних) нагрузок. Машина едет со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, а нога водителя слегка нажимает на педаль газа, поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.
Режим полных нагрузок. Водитель плавно, почти до конца, нажал на педаль газа, автомобиль едет с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.
Карбюратор К151 — вертикальный, с падающим потоком, сбалансированной поплавковой камерой, имеет две последовательно включающиеся секции. Первичная секция карбюратора обеспечивает подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя на всех режимах его работы. Вторичная включается последовательно с помощью системы рычагов управления дроссельными заслонками, встроенными в смесительную камеру, и вступает в работу после поворота дроссельной заслонки первичной секции на угол 36 . Для бесперебойной работы двигателя на всех режимах, карбюратор имеет следующие системы и устройства: систему холостого хода; главные дозирующие системы обеих секций; эконостат с выводом во вторичную секцию; ускорительный насос диафрагменного типа с выходом в первичную секцию с механическим приводом от оси дроссельной заслонки первичной камеры; переходную систему, автономную с питанием непосредственно из поплавковой камеры и выводом во вторичную камеру; систему пуска и прогрева двигателя; систему отключения подачи смеси на режиме принудительного холостого хода. В карбюраторе имеется также устройство, регулирующее работу системы вентиляции картера двигателя, встроенное в смесительную камеру и управляемое осью дроссельной заслонки, первичной камеры.
Устройство и работа механизма переключения передач.
Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.
Механизм переключения трехвальной коробки передач (задний привод) обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.
Механизм переключения передач двухвальной коробки(передний привод), как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.
Механизм переключения передач двухвальной коробки имеет следующее устройство:
трос выбора передач;
рычаг выбора передач;
трос включения передач;
рычаг включения передач;
центральный шток переключения передач с вилками;
Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).
Работа карбюратора
Работа карбюратора при пуске и прогреве холодного двигателя, вследствие низкой температуры деталей двигателя и малой скорости движения воздуха через карбюратор смесеобразование значительно ухудшается. Для надежного пуска двигателя требуется сильное обогащение горючей смеси, которое обеспечивается пусковым устройством карбюратора.
При пуске холодного двигателя закрывают воздушную заслонку 17 вытягиванием рукоятки управления на себя до отказа. При этом тяга 21 займет крайнее левое положение а прорези рейки 23, а тяга 4 (см. рис. 8), опускаясь вниз, под действием поворота трехплечего рычага 30 повернет рычаг 6 и приоткроет дроссельную заслонку первой камеры на требуемую величину. При этом на педаль управления дроссельными зас- лонками нажимать нельзя, чтобы исключить подачу в двигатель избыточного топлива. При прокручивании коленчатого вала двигателя стартером возникающее разрежение передается как к отверстиям автономной системы холостого хода, так и через приоткрытую дроссельную заслонку 39 (см. рис. 9) первой камеры к распылителю главной дозирую- щей системы. Под действием разрежения топливо начинает интенсивно истекать из отверстий системы холостого хода и распылителя.
Из отверстий системы холостого хода топливо поступает в виде топливовоздушной эмульсии. Подмешивание воздуха к топливу происходит через воздушный жиклер 26. Одновременно по каналу связи с задроссельным пространством разрежение передается в рабочую полость диафрагмы 24 пускового устройства, но оно недостаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины диафрагмы. При появлении устойчивых вспышек разрежение возрастает, диафрагма 24 с рейкой 23 втягиваются, и тяга 21 приоткрывает воздушную заслонку 17. При этом рычаг 30 (см. рис. 8), поворачиваясь, сжимает пружину, расположенную в телескопической тяге 24. Пусковое устройство, автоматически открывая или прикрывая воздушную заслонку, не допускает чрезмерного обогащения или обеднения смеси. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку полностью открывают, возвращая рукоятку управления пусковым устройством в исходное положение. Крайнее втянутое положение диафрагмы 24 (см. рис. 9) регулируется винтом 25. При полностью вытянутой рукоятке пускового устройства и воздействия на рейку 23 вручную воздушная заслонка должна приоткрываться, и зазор между ее нижней кромкой и стенкой входной горловины должен быть равен 5,0-5,5 мм.
При полностью закрытой воздушной заслонке дроссельная заслонка первой камеры должна приоткрываться на 0,7- 0,8 мм. Этот зазор регулируется подгибанием тяги 25 (см. рис. 8). Пусковое устройство карбюратора должно обеспечивать надежный пуск двигателя до температуры минус 25 С без предварительной подготовки двигателя.
Работа карбюратора на холостом ходу двигателя .
Устойчивую работу на холостом ходу обеспечивает автономная система холостого хода. В современных карбюраторах эта система карбюратора также корректирует состав горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Дроссельные заслонки на режиме холостого хода прикрыты. При этом переходные отверстия системы находятся чуть выше верхней кромки заслонки. Воздушная заслонка полностью открыта. Разрежение из-под дроссельной заслонки первой камеры через отверстия системы холостого хода передается в каналы системы. Под действием разрежения топливо, поступающее в эмульсионный колодец из поплавковой камеры через главный топливный жиклер 34 (см. рис. 9). поднимается к топливному жиклеру 33, смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 26, дополнительно смешивается с воздухом. поступающим через переходные отверстия и через отверстие, регулируемое винтом 37, поступает под дроссельную заслонку. Ввиду высоких скоростей прохода эмульсии через седло 38 происходит качественное смешение топлива с воздухом. На этом режиме разрежение в малом диффузоре незначительно, и топливо из распылителя главной дозирующей сис- темы в двигатель не поступает.
Для регулирования оборотов холостого хода двигателя карбюратор имеет регулировочные винты 37 количества и 36 состава (качества) смеси. Для исключения неквалифичированного вмешательства в установленную на заводе или станции технического обслуживания регулировку на винты напрессованы пластмассовые ограничительные втулки. После регулирования на станции технического обслуживания частота вращения коленчатого вала двигателя должна быть в пределах 820-900 мин/об, содержа- ние окиси углерода в отработавших газах должно быть не более 0,5-1,2.
Работа карбюратора на режимах дросселирования (на малых и средних нагрузках) .
На режимах дросселирования работает в основном первая смесительная камера. Необходимый состав горючей смеси обеспечивается совместной работой главной дозирующей системы и системы холостого хода. При открытии дроссельной заслонки первой камеры разрежение в распылителе увеличивается, топливо в эмульсионном колодце поднимается и при достижении отверстий эмульсионной трубки 35 захватывается воздухом, поступающим через жиклер 19, и увлекается в распылитель. Разрежение в смесительной камере достаточное, поэтому топливо поступает также и из отверстий системы холостого хода. Расход топлива обеими системами ограничивается главным топливным жиклером 34. При открытии дроссельной заслонки примерно на угол 48 пневмопривод начинает открывать дроссельную заслонку второй камеры. Топливо начинает истекать и из распылителя главной дозирующей системы второй камеры. Отсутствие провалов в работе двигателя в момент начала открытия дроссельной заслонки второй камеры обеспечивают отверстия 43 переходной системы, вступающей в работу с этого момента. В дальнейшем вторая камера работает аналогично первой.
Работа карбюратора на режиме максимальной мощности двигателя .
На режиме максимальной мощности дроссельные заслонки обеих камер полностью открыты: работают главные дозирующие системы, система холостого хода, переходная система, а также при достижении необходимого разрежения и эконостат. В связи с некоторым снижением разрежения в каналах системы холостого хода и переходной системы при полностью открытых дроссельных заслонках истечение топлива из этих систем незначительно. При достижении достаточного разрежения в малом диффузоре второй смесительной камеры вступает в работу эконостат, обогащая горючую смесь при полной наг- рузке. Топливо из поплавковой камеры поступает через жиклер 8 эконостата, смешивается с воздухом, поступающим из жиклера 6, и далее через эмульсионный жиклер 10 и распылитель И всасывается в смесительную камеру.
Работа ускорительного насоса .
Ускорительный насос работает на режиме увеличения нагрузки двигателя; при этом необходимое обогащение смеси осуществляется впрыском дополнительной порции топлива в воздушный поток первой смесительной камеры. При резком увеличении нагрузки (резко открывается дроссельная заслонка) кулачок привода ускорительного насоса на оси заслонки воздействует на рычаг 1, который сжимает пружину, помещенную внутри телескопического стакана рабочей диафрагмы 48. Разжимаясь, пружина перемещает диафрагму, обеспечивая плавный затяжной впрыск топлива через распылитель 15. Профиль кулачка ускорительного насоса обеспечивает двойной впрыск; второй впрыск приходится на начало открытия дроссельной заслонки второй камеры. Подача ускорительного насоса должна быть в пределах 5.25- 8,75 см^3 за 10 полных поворотов (ходов) рычага привода дроссельных заслонок.
Подача регулируется винтом 2 перепускного жиклера 47. Работа пневмопривода дроссельной заслонки второй камеры. На малых нагрузках двигателя, когда дроссельная заслонка первой камеры открыта незначительно, разрежение в диффузорах недостаточное для срабатывания пнеемопривода, и под действием пружины шток пневмопривода опущен вниз. По мере увеличения нагрузки и открытия дроссельной заслонки первой камеры разрежение в ней увеличивается и в определенный момент приводит к перемещению диафрагменного механизма вплоть до полного его хода с одновременным закручиванием пружины на оси дроссельной заслонки второй камеры. Однако дроссельная заслонка второй камеры остается закрытой, пока дроссельная заслонка первой камеры не будет открыта на угол примерно 48 . При полностью открытой дроссельной заслонке первой камеры и большом расходе воздуха (большой частоте вращения коленчатого вала) дроссельная заслонка второй камеры открывается полностью.
Регулирование положения дроссельной заслонки второй камеры происходит автоматически, в зависимости от скоростного режима работы двигателя. При снижении скорости движения автомобиля (при неизменном полном открытии дроссельной заслонки первой камеры) частота вращения коленчатого вала двигателя снижается, уменьшается разрежение в диффузорах, и дроссельная заслонка второй камеры прикрывается. Этим достигается улучшение смесеобразования в первой камере. При резком закрытии дроссельной заслонки первой камеры принудительно закрывается и дроссельная заслонка второй камеры. Жиклеры 49 и 50 исключают возможное колебание механизма пневмопривода.
Для точной диагностики неисправностей, приводящих к нестабильной работе двигателя автомобиля на холостом ходу необходимо иметь представление о том, как работает карбюраторный двигатель на этом режиме.
На стабильные обороты холостого хода влияют несколько систем двигателя. Это – топливная включающая карбюратор и бензонасос, система зажигания, система ГРМ (газораспределительного механизма). При этом так же стоит учитывать состояние самого двигателя. Его цилиндро-поршневой группы.
Что такое холостой ход карбюраторного двигателя?
Это работа двигателя без нагрузки с минимальными оборотами коленчатого вала при закрытых дроссельных заслонках обеих камер карбюратора.
Частота вращения коленчатого вала на ХХ (минимальные обороты)
Для карбюраторных двигателей 2108, 21081, 21083 – 750-800 об/мин, для двигателей 2101, 2103, 2105, 2107 – 850-900 об/мин. Частота вращения задается заранее выставленным определенным углом опережения зажигания и определенным объемом топливной смеси, приготовляемой карбюратором.
Работа системы зажигания на холостом ходу
В первую очередь это угол опережения зажигания, необходимый для обеспечения холостого хода двигателя.
Регулируется угол опережения зажигания вращением трамблера.
Корректировка угла трамблером, автомобиль ВАЗ 2108
Работа карбюратора на холостом ходу
Схема работы карбюратора Солекс на холостом ходу
Схема системы холостого хода карбюратора Солекс 2108, 21081, 21083
Схема работы карбюратора Озон на холостом ходу
Система холостого хода карбюратора 2105, 2107 Озон
Примечания и дополнения
— Изношенная цилиндро-поршневая группа, прогоревший клапан, неправильные зазоры в клапанном механизме, перескочивший на зуб-другой ремень ГРМ или вытянувшаяся цепь – дополнительные факторы влияющие на холостой ход карбюраторного двигателя автомобиля, которые следует учитывать при диагностике неисправностей влияющих на ХХ.