Назначение, устройство и принцип работы систем карбюратора

Система холостого хода позволяет корректировать состав горючей смеси при малых частотах вращения коленвала, а также при переходе двигателя на режим работы при малых и средних нагрузках. На РХХ дроссельные заслонки камер закрыты, разрежение в диффузорах недостаточно для истечения топлива, а разрежение под дроссельной заслонкой первой камеры значительно и передается во все каналы системы. При этом топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер первой камеры и эмульсионный колодец поднимается по топливному каналу, проходит боковой жиклер , смешивается с воздухом, поступающим из верхнего жиклера, и по эмульсионному каналу выходит в виде эмульсии под регулировочный винт качества смеси. Из щелевидного отверстия на пути эмульсии подсасывается воздух из смесительной камеры. Горючая смесь через впускной газопровод поступает в цилиндры двигателя, ее количество регулируется упорным винтом на рычаге дроссельной заслонки. При завертывании винта заслонка открывается. При выключении зажигания отключается электромагнитный клапан, игла которого под действием пружины перекрывает топливный жиклер и не допускает работу системы с выключенным зажиганием.

Переходная система второй камеры вступает в работу в начале открытия дроссельной заслонки, когда поток воздуха раздваивается и горючая смесь переобедняется. Питается переходная система через жиклер непосредственно из поплавковой камеры. Топливо смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер, и образовавшаяся эмульсия по каналу направляется под дроссельную заслонку через выходное отверстие. При дальнейшем открытии заслонки разрежение в диффузоре второй камеры возрастает, а у отверстия поплавковой камеры уменьшается, и тогда постепенно вступает в работу главная дозирующая система второй камеры, соединенная с поплавковой камерой клапаном.

Благодаря двум сообщающимся объемам поплавковой камеры, которые охватывают смесительные камеры с двух сторон, обеспечена надежная подача к ним топлива через фильтр даже при сильных кренах автомобиля. Карбюратор имеет двойной поплавок из эбонита, соединенный с запорным устройством, и патрубок с жиклером, перепускающим излишки топлива обратно в топливный бак.

Главные дозирующие системы готовят горючую смесь необходимого состава для работы двигателя в режимах с частичными нагрузками и при полном открытии дроссельных заслонок. Топливо из поплавковой камеры через жиклеры поступает к эмульсионным колодцам, в которых находятся эмульсионные трубки и смешиваются с воздухом, поступающим из воздушных жиклеров. Эта смесь поступает через каналы в распылитель, где смешивается с воздухом, протекающим через диффузоры смесительных камер, образуя горючую смесь. Количество смеси, поступающей в двигатель регулируется дроссельными заслонками. Заслонки обеих камер механически соединены таким образом, что в момент открытия первой заслонки на 2/3 начинает открываться вторая.

Экономайзер мощностных режимов обеспечивает соответствующий состав горючей смеси. ЭМР мембранного типа соединен каналом с поплавковой камерой, в которой установлены главные топливные жиклеры. Полость над мембраной соединена с поддроссельным пространством воздушным каналом. Жиклер экономайзера устанавливается в топливном канале. Через шариковый клапан соединяются внутренняя полость под мембраной и поплавковая камера карбюратора. При открытии дроссельной заслонки на большой угол разряжение во впускном газопроводе уменьшается и снижается его воздействие через воздушный канал на мембрану. При этом пружина отжимает вправо связанные с ней мембрану и шариковый клапан. Дополнительное кол-во топлива через жиклер экономайзера по каналу поступает в главную дозирующую систему, обогащая горючую смесь.

Экономайзер полных нагрузок взаимодействует со второй смесительной камерой и вступает в работу на режимах, близких к предельным, обогащая горючую смесь для получения максимальной мощности двигателя. Топливо поступает через топливный жиклер, проходит эмульсионную трубку и по топливному каналу течет к впрыскивающей трубке эконостата, размещенной выше распылителя главной дозирующей системы.

Ускорительный насос служит для кратковременного обогащения горючей смеси в режиме разгона автомобиля. Его особенностью является наличие распылителей в каждой смесительной камере. Привод ускорительного насоса мембранного типа осуществляется кулачком, расположенным на оси дроссельной заслонки. Производительность насоса зависит от профиля кулачка. При резком открытии дроссельной заслонки кулачек перемещает рычаг и через толкатель нажимает на мембрану, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Мембрана через колодец ускорительного насоса, шариковый клапан и распылители подает топливо в обе смесительные камеры, обогащая горючую смесь. При возвращении мембраны в исходное положение, топливо из поплавковой камеры засасывается через обратный шариковый клапан в рабочую полость ускорительного насоса.

Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой смеси для быстрого пуска и прогрева холодного двигателя. В нем предусмотрен мембранный и рычажный механизмы для закрытия воздушной заслонки и перекрытия дроссельной заслонки. Особенность этих механизмов – в использовании фигурных кромок на рычаге. Наружная фигурная кромка воздействует на промежуточный рычаг, связанный с дроссельными заслонками через регулировочный винт, фиксируемый скобкой. При полном закрытии воздушной заслонки дроссельная заслонка первой камеры приоткрывается. В промежуточных положениях рычага его фигурные кромки взаимодействую со штифтом поводка воздушной заслонки. Ручное управление рычагом осуществляется рукояткой из салона кузова посредством тяги. При пуске холодного двигателя попоротом рычага против часовой стрелки образуется зазор между фигурными кромками рычага и поводка позволяет возвратной пружине удерживать воздушную заслонку в закрытом положении. При этом из-за значительного разряжения под прикрытой дроссельной заслонкой и в смесительной камере вступают в работу система холостого хода и главная дозирующая система первой камеры. С увеличением разряжения под дросселем первой камеры мембрана будет воздействовать на шток и принудительно открывать воздушную заслонку. По мере прогрева двигателя рычаг поворачивают по часовой стрелке, при этом с помощью наружной фигурной кромки этого рычага дроссельная заслонка приоткрывается на больший угол, а другой фигурной кромкой полностью открывается воздушная заслонка.

Система снижения токсичности отработавших газов обеспечивает управление включением и отключением электромагнитного клапана карбюратора при его работе в режиме экономайзера принудительного холостого хода (при движении автомобиля под уклон или его быстром торможении, когда резко закрывается дроссельная заслонка при высокой частоте вращения коленвала). Подача топлива в систему холостого хода прекращается электромагнитным клапаном, что снижает расход топлива и токсичность ОГ.

Электронный блок управления является основным узлом экономайзера принудительного холостого хода и все системы снижения токсичности, встроенной в карбюратор. Информация к блоку виде импульсов напряжения поступает по двум каналам: от концевого выключателя о положении дроссельной заслонки, и от катушки зажигания, связанной с электронным коммутатором, о частоте вращения коленвала. После обработки информации блоком управления в нужные моменты подает напряжение для включения магнитного запорного клапана. Концевой выключатель регулировочного винта соединяет пятую клемму электронного блока управления с «массой» автомобиля при закрытой дроссельной заслонке.

Перед пуском двигателем дроссельная заслонка первой камеры закрыта. При этом регулировочный винт кол-ва горючей смеси, контактируя с рычагом привода дроссельных заслонок замыкает эл. цепь. Ток поступает с корпуса карбюратора на пятую клемму электронного блока управления и далее через шестую клемму на эл клапан, который открывает топливный жиклер, установленный в канале системы холостого хода. После пуска двигателя и при его работе холостом ходу эл клапан получает питание от электронного блока управления. При увеличении частоты вращения коленвала электронный блок управления отключается и не действует на эл-магнитный клапан, но в катушку клапана поступает ток, так как пятая клемма блока управления не соединяется с «массой». При резком закрытии дроссельных заслонок рычаг упирается в регулировочный винт и шунтирует пятую клемму на «массу». Эл-магнитный клапан отключается, так как на него ток не поступает и его игла перекрывает топливный жиклер холостого хода, прерывая подачу горючей смеси. При уменьшении частоты вращения коленвала включается электронный блок управления и на эл-магнитный клапан снова подается ток, который открывает топливный жиклер и подает горючую смесь. Карбюратор имеет также полость подогрева горючей смеси при выходе из системы холостого хода.

1. Топливо для карбюраторных двигателей. Понятие о детонации. Определение понятий: горючая смесь, рабочая смесь, составы горючих смесей, коэффициент избытка воздуха. Влияние смеси на экономичность и мощность двигателя, на загрязнение окружающей среды. Простейший карбюратор.

Топливом для карбюраторных двигателей служит смесь бензина с воздухом атмосферы.

Цифры в марке бензина характеризуют его антидетанационные свойства, которые оценивают октановым числом. Октановое число повышают добавкой в него высокооктановых углеродов или кислородосодержащих веществ – метилового спирта, метилтретбутилового эфира и других присадок. Присадки на основе свинца ограничены в эксплуатации из-за их токсичности. При увеличении степени сжатия и диаметра цилиндра необходимо использовать топливо с большим октановым числом.

Горючая смесь – это смесь мельчайших частиц и паров бензина с воздухом.

В цилиндрах двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания и превращается в рабочую смесь.

Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг (12,5 м²) воздуха. Однако при работе карбюраторного двигателя кол-во воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого, поэтому состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха α, который представляет собой отношение действительного кол-ва воздуха Lд, участвующего в сгорании топлива к теоретически необходимому его кол-ву Lт. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг топлива, то смесь называется нормальной (α = Lд / Lт = 1), если больше 15 кг, но не больше 17 кг, то обедненной (α = 1,05… 1,15), если больше 17 кг, то бедной (α = 1,2… 1,25), если меньше 15 кг и не меньше 12 кг, то обогащенной (α = 0,8… 0,95), если меньше 12 кг, то богатой (α = 0,4… 0,7). Наибольшая экономичность достигается при работе двигателя достигается на обедненной смеси, а наибольшая мощность на богатой.

Принцип карбюратора эмульсионного типа – из-за большой разницы в скоростях движения воздуха и топлива, проходящих через смесеобразующее устройство, струя топлива разбивается на мельчайшие частицы с образованием паровоздушной горючей смеси. Простейший карбюратор состоит из поплавковой камеры, жиклера (пробки с калиброванным отверстием) с распылителем, диффузора, смесительной камеры и дроссельной заслонки. По топливопроводу топливо из топливного бака поступает в поплавковую камеру, в которой с помощью поплавка и игольчатого клапана поддерживается постоянный уровень топлива. Калиброванное отверстие жиклера рассчитано на истечение через распылитель определенного кол-ва топлива в диффузор. Для поддержания атмосферного давления в поплавковой камере сделано балансировочное отверстие. При такте впуска, когда поршень движется вниз, в надпоршневом пространстве цилиндра создается разряжение, которое через открытый впускной клапан передается в газопровод. Под действием этого разряжения поток воздуха, пройдя воздухоочиститель и полностью открытую воздушную заслонку, поступает в диффузор, имеющий в средней части сужение, что увеличивает скорость воздушного потока, и следовательно, разряжение у среза распылителя. Под действием разности давлений в смесительной и поплавковой камерах топливо вытекает из распылителя и из-за большой скорости воздуха интенсивно размельчается, затем, испаряясь, смешивается с воздухом, образуя паровоздушную горючую смесь. Кол-во и качество горючей смеси, поступающей в цилиндр двигателя, регулируют изменением положения дроссельной заслонки. Простейший карбюратор не может обеспечить работу двигателя на холостом ходу, не приготавливает смесь необходимого состава при пуске двигателя и при его переходе с одного режима на другой.