Карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок
Карбюратор с последовательным открытием дроссельных заслонок
Двигатель автомобиля имеет пять режимов работы: пуск, холостой ход, средние (частичные) нагрузки, резкий переход со средней нагрузки на полную и полная нагрузка.
На каждом режиме работы в цилиндры двигателя должна поступать горбочая смесь в разном количестве и различного по составу качества. На всех указанных режимах работы двигателя простейший карбюратор не может обеспечить двигатель горючей смесью необходимого качества и в требуемом количестве. Поэтому простейший карбюратор оборудуется дополнительными устройствами, которые обеспечивают нормальную работу двигателя на всех режимах.
Рис. Карбюратор К-135МУ: 1 — клапан; 2 и 15 — воздушная и дроссельные заслонки; 3 и 4 — малый и большой диффузоры; 5 — винт регулировки количества смеси; 6 — крышка поплавковой камеры; 7— сетчатый фильтр; 8 — игольчатый клапан; 9 — ось поплавка; 10 — рычажок поплавка; 11 — поплавок; 12 — пробка; 13 — ось дроссельных заслонок; 14 — корпус смесительных камер; 16 — корпус поплавковой камеры; 17 — мембрана
Автомобильный карбюратор в отличие от простейшего — двухкамерный, при этом дроссельные заслонки могут открываться как параллельно, так и последовательно, в зависимости от модели карбюратора.
Первым, рассмотрим карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок.
Такой карбюратор состоит из трех корпусных деталей, соединенных винтами: корпуса 16 поплавковой камеры, крышки 6 и корпуса 14 смесительных камер. Последний конструктивно объединен с корпусом пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения коленчатого вала. Между крышкой поплавковой камеры, ее корпусом и корпусом смесительных камер установлены уплотнительные картонные прокладки.
В корпусе смесительных камер расположены два больших 4 и два малых 3 диффузора, распылители (выведенные в малые диффузоры), воздушные и топливные жиклеры. Все каналы жиклеров снабжены пробками 12 для обеспечения доступа к ним без разборки карбюратора. В корпусе поплавковой камеры размещены поплавок 11, подвешенный на оси 9, и клапан 8 подачи топлива. Поплавок и клапан поддерживают необходимый уровень топлива в распылителе при неработающем двигателе. Поплавковая камера имеет сбоку смотровое окно для контроля за уровнем топлива.
В крышке поплавковой камеры находится воздушная заслонка 2 с двумя автоматическими клапанами. В корпусе смесительных камер расположены две дроссельные заслонки 15, находящиеся на одной оси.
Для обеспечения необходимого состава горючей смеси на различных режимах работы двигателя автомобильные карбюраторы имеют следующие дозирующие системы: главную, холостого хода, пуска холодного двигателя, экономайзера, ускорительного насоса.
Рассмотрим работу карбюратора в разных режимах. Обе камеры карбюратора работают параллельно, но независимо. Каждая подает горючую смесь в свой ряд цилиндров и имеет главную дозирующую систему, экономайзер и систему холостого хода. Воздушная заслонка, поплавковая камера и ускорительный насос — общие для двух камер карбюратора.
Необходимый состав горючей смеси в диапазоне от малых до больших нагрузок обеспечивается главной дозирующей системой.
Главная дозирующая система каждой камеры состоит из большого 7 и малого 5 диффузоров, распылителя, главных топливного 4 и воздушного 2 жиклеров. На эмульсионном распылителе 1 выше средней части имеются отверстия, в которые поступает добавляемый к топливу воздух, проходящий через воздушный жиклер 2. При работе двигателя топливо из поплавковой камеры 3 поступает через главный жиклер и распылитель в малый диффузор. С увеличением нагрузки и открытия дроссельной заслонки растет разрежение в диффузоре и истечение топлива из распылителя. Но горючая смесь при этом объединяется благодаря увеличению количества воздуха, поступающего в распылитель через воздушный жиклер 2. Воздух снижает разрежение в распылителе и образует эмульсию. Сечения топливного и воздушного жиклеров выбраны такими, чтобы состав горючей смеси при работе двигателя на средних нагрузках был экономичным.
Система холостого хода обеспечивает работу двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала. Дроссельная заслонка при этом прикрыта. К системе холостого хода относят топливный жиклер 8 холостого хода, воздушный жиклер 10, каналы В, Г и регулировочный винт. Сильное разрежение, создаваемое под дроссельной заслонкой 6, передается через нижние отверстия А, Б к каналы В, Г системы холостого хода в поплавковую камеру. Топливо из поплавковой камеры, пройдя через главный жиклер 4 и топливный жиклер 8 холостого хода, поступает в канал В, где к нему примешивается воздух через воздушный жиклер 10 и отверстие Б, расположенное выше дроссельной заслонки. Образовавшаяся эмульсия вытекает через отверстие под дроссельной заслонкой и распыливается воздухом.Следует обратить внимание на регулировочные винты: качества смеси и количества смеси. Ими регулируют устойчивость работы двигателя и частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу.
Экономайзер обеспечивает подачу обогащенной горючей смеси при полной нагрузке двигателя. Он состоит из клапана 15 с пружиной 16, жиклера 17 и привода. При открытии дроссельной заслонки более чем на 3/4 рычаг 18, закрепленный на ее оси, через тягу 14 перемещает шток 11 привода вниз.Шток нажимает на клапан 15 экономайзера, и дополнительное топливо поступает из поплавковой камеры через отверстие, открытое клапаном 15, и жиклер 17 экономайзера к распылителю 1 главной дозирующей системы карбюратора.
Ускорительный насос предназначен для кратковременного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки путем принудительной подачи дополнительной порции топлива. Насос состоит из цилиндрического колодца Д, сообщающегося с поплавковой камерой через отверстие, закрытое обратным клапаном 22, поршня 23, нагнетательного клапана 19 и распылителя 20.При резком открытии дроссельной заслонки рычаг 18 быстро опускает тягу 14 и шток с поршнем 23 вниз. Под действием поршня топливо закрывает обратный клапан 22 и, поднимая нагнетательный клапан 19, впрыскивается через распылитель 20 в смесительную камеру.
Пусковое устройство служит для обогащения горючей смеси при пуске двигателя. Роль пускового устройства выполняет воздушная заслонка. При пуске двигателя дроссельную заслонку немного открывают, а воздушную прикрывают. Вследствие этого при проворачивании коленчатого вала во время пуска двигателя в карбюраторе создается большое разрежение, и топливо поступает через жиклеры главной дозирующей системы и системы холостого хода в смесительную камеру.
В воздушной заслонке находятся клапаны с пружинами, которые открываются автоматически, как только двигатель начнет работать. По мере его прогрева воздушную заслонку открывают. На всех режимах работы воздушная заслонка открыта полностью. Управляют воздушной заслонкой вручную рукояткой, расположенной в кабине.
Управление дроссельной заслонкой двойное: рукояткой (например, при прогреве двигателя, фиксируя требуемую частоту вращения коленчатого вала) и ножной педалью, которая возвращается в исходное положение пружиной.
Последовательное открытие дроссельной заслонки
Карбюратор автомобиля ВАЗ 2108 с последовательным открытием дроссельных заслонок
На автомобиле базовой модели ВАЗ-2115 с бесконтактной системой зажигания горючей смеси устанавливается карбюратор 21083–1107010-31 эмульсионного типа, двухкамерный, с последовательным открытием дроссельных заслонок. Карбюратор имеет сбалансированную поплавковую камеру, систему отсоса картерных газов за дроссельную заслонку, подогрев зоны дроссельной заслонки первой камеры.
В карбюраторе имеются две главные дозирующие системы первой и второй камер, система холостого хода первой камеры с переходной системой, переходная система второй камеры, экономайзер мощностных режимов, эконостат, диафрагменный ускорительный насос, полуавтоматическое пусковое устройство. На принудительном холостом ходу включается экономайзер принудительного холостого хода. На автомобилях, имеющих датчик расхода топлива, устанавливается карбюратор 2114–1107010-31, отличающийся от карбюратора базовой комплектации отсутствием патрубка слива топлива.
Главная дозирующая система
Рис. Схема главных дозирующих систем: 1 – главные воздушные жиклеры с эмульсионными трубками; 2 – распылители первой и второй камер; 3 – балансировочное отверстие; 4 – топливный фильтр; 5 – патрубок с калиброванным отверстием слива части топлива в топливный бак; 6 – игольчатый клапан; 7 – поплавок; 8 – дроссельная заслонка второй камеры; 9 – главные топливные жиклеры; 10 – дроссельная заслонка первой камеры
Ускорительный насос
Диафрагменный, с механическим приводом от кулачка 6 на оси дроссельной заслонки первой камеры. При закрытой дроссельной заслонке пружина отводит диафрагму 3 назад, что приводит к заполнению полости насоса топливом через шариковый клапан 8. При открытии дроссельной заслонки кулачок действует на рычаг 5, а диафрагма 3 нагнетает топливо через шариковый клапан 2 и распылители 1 в смесительные камеры карбюратора, обогащая горючую смесь.
Производительность насоса не регулируется и зависит только от профиля кулачка.
Рис. Внешний вид карбюратора 21083–1107010-31: 1– ведущий рычаг привода второй камеры; 2 – регулировочный винт количества смеси холостого хода; 3 – блок подогрева карбюратора; 4 – патрубок вентиляции картера двигателя; 5 – рычаг привода ускорительного насоса; 6 – электромагнитный запорный клапан; 7 – рычаг воздушной заслонки; 8 – крышка карбюратора; 9 – болт крепления жидкостной камеры; 10 – корпус жидкостной камеры; 11 – корпус карбюратора; 12 – рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 13 – сектор рычага управления дроссельными заслонками; А — метки для правильной установки биметаллической пружины пускового устройства
На автомобиле базовой модели ВАЗ-2115 с бесконтактной системой зажигания горючей смеси устанавливается карбюратор 21083–1107010-31 эмульсионного типа, двухкамерный, с последовательным открытием дроссельных заслонок. Карбюратор имеет сбалансированную поплавковую камеру, систему отсоса картерных газов за дроссельную заслонку, подогрев зоны дроссельной заслонки первой камеры.
В карбюраторе имеются две главные дозирующие системы первой и второй камер, система холостого хода первой камеры с переходной системой, переходная система второй камеры, экономайзер мощностных режимов, эконостат, диафрагменный ускорительный насос, полуавтоматическое пусковое устройство. На принудительном холостом ходу включается экономайзер принудительного холостого хода. На автомобилях, имеющих датчик расхода топлива, устанавливается карбюратор 2114–1107010-31, отличающийся от карбюратора базовой комплектации отсутствием патрубка слива топлива.
Главная дозирующая система
Рис. Схема главных дозирующих систем: 1 – главные воздушные жиклеры с эмульсионными трубками; 2 – распылители первой и второй камер; 3 – балансировочное отверстие; 4 – топливный фильтр; 5 – патрубок с калиброванным отверстием слива части топлива в топливный бак; 6 – игольчатый клапан; 7 – поплавок; 8 – дроссельная заслонка второй камеры; 9 – главные топливные жиклеры; 10 – дроссельная заслонка первой камеры
Топливо через сетчатый фильтр 4 и игольчатый клапан 6 подается в поплавковую камеру. Из поплавковой камеры топливо поступает через главные топливные жиклеры 9 в эмульсионные колодцы и смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионных трубок 1, которые изготовлены заодно с главными воздушными жиклерами. Через распылители 2 топливно-воздушная эмульсия попадает в малые и большие диффузоры карбюратора.
Дроссельные заслонки 8 и 10 соединены между собой таким образом, что вторая камера начинает открываться, когда первая уже открыта на 2/3 величины. Схема главных дозирующих систем: 1 – главные воздушные жиклеры с эмульсионными трубками; 2 – распылители первой и второй камер; 3 – балансировочное отверстие; 4 – топливный фильтр; 5 – патрубок с калиброванным отверстием слива части топлива в топливный бак; 6 – игольчатый клапан; 7 – поплавок; 8 – дроссельная заслонка второй камеры; 9 – главные топливные жиклеры; 10 – дроссельная заслонка первой камеры
Топливо через сетчатый фильтр 4 и игольчатый клапан 6 подается в поплавковую камеру. Из поплавковой камеры топливо поступает через главные топливные жиклеры 9 в эмульсионные колодцы и смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионных трубок 1, которые изготовлены заодно с главными воздушными жиклерами. Через распылители 2 топливно-воздушная эмульсия попадает в малые и большие диффузоры карбюратора.
Дроссельные заслонки 8 и 10 соединены между собой таким образом, что вторая камера начинает открываться, когда первая уже открыта на 2/3 величины.
Система холостого хода
Рис. Схема системы холостого хода и переходных систем: 1 – электромагнитный запорный клапан; 2 – топливный жиклер холостого хода; 3 – воздушный жиклер холостого хода; 4 – топливный жиклер переходной системы второй камеры; 5 – воздушный жиклер переходной системы второй камеры; 6 – выходное отверстие переходной системы второй камеры; 7 – главные топливные жиклеры; 8 – щель переходной системы первой камеры; 9 – регулировочный винт качества (состава) смеси
Дроссельные заслонки 8 и 10 соединены между собой таким образом, что вторая камера начинает открываться, когда первая уже открыта на 2/3 величины. Схема главных дозирующих систем: 1 – главные воздушные жиклеры с эмульсионными трубками; 2 – распылители первой и второй камер; 3 – балансировочное отверстие; 4 – топливный фильтр; 5 – патрубок с калиброванным отверстием слива части топлива в топливный бак; 6 – игольчатый клапан; 7 – поплавок; 8 – дроссельная заслонка второй камеры; 9 – главные топливные жиклеры; 10 – дроссельная заслонка первой камеры
Топливо через сетчатый фильтр 4 и игольчатый клапан 6 подается в поплавковую камеру. Из поплавковой камеры топливо поступает через главные топливные жиклеры 9 в эмульсионные колодцы и смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионных трубок 1, которые изготовлены заодно с главными воздушными жиклерами. Через распылители 2 топливно-воздушная эмульсия попадает в малые и большие диффузоры карбюратора.
Дроссельные заслонки 8 и 10 соединены между собой таким образом, что вторая камера начинает открываться, когда первая уже открыта на 2/3 величины.
Система холостого хода
Рис. Схема системы холостого хода и переходных систем: 1 – электромагнитный запорный клапан; 2 – топливный жиклер холостого хода; 3 – воздушный жиклер холостого хода; 4 – топливный жиклер переходной системы второй камеры; 5 – воздушный жиклер переходной системы второй камеры; 6 – выходное отверстие переходной системы второй камеры; 7 – главные топливные жиклеры; 8 – щель переходной системы первой камеры; 9 – регулировочный винт качества (состава) смеси
Забирает топливо из эмульсионного колодца после главного топливного жиклера 7. Топливо подводится к топливному жиклеру 2 с электромагнитным запорным клапаном 1, на выходе из жиклера смешивается с воздухом, поступающим из проточного канала и из расширяющейся части диффузора (для обеспечения нормальной работы карбюратора при переходе на режим холостого хода). Эмульсия выходит под дроссельную заслонку через отверстие, регулируемое винтом 9 содержания окиси углерода (СО) в отработавших газах.
Переходные системы
При открытии дроссельных заслонок карбюратора до включения главных дозирующих систем топливновоздушная смесь поступает:
– в первую смесительную камеру через жиклер 2 холостого хода и вертикальную щель 8 переходной системы, находящуюся на уровне кромки дроссельной заслонки в закрытом положении;
– во вторую смесительную камеру через выходное отверстие 6, находящееся чуть выше кромки дроссельной заслонки в закрытом положении. Топливо поступает из жиклера 4 через трубку, смешивается с воздухом из жиклера 5, поступающим через проточный канал.
Экономайзер мощностных режимов
Срабатывает при определенном разрежении за дроссельной заслонкой 5 . Топливо забирается из поплавковой камеры через шариковый клапан 8. Клапан закрыт, пока диафрагма удерживается разрежением во впускной трубе. При значительном открытии дроссельной заслонки разрежение несколько падает и пружина диафрагмы 7 открывает клапан. Топливо, проходящее через жиклер 9 экономайзера, добавляется к топливу, которое проходит через главный топливный жиклер 4, обогащая горючую смесь.
Эконостат
Работает при полной нагрузке двигателя на скоростных режимах, близких к максимальным, при полностью открытых дроссельных заслонках. Топливо из поплавковой камеры через жиклер 3 поступает в топливную трубку и высасывается через впрыскивающую трубку 13 во вторую смесительную камеру, обогащая горючую смесь.
Переходные системы
При открытии дроссельных заслонок карбюратора до включения главных дозирующих систем топливновоздушная смесь поступает:
– в первую смесительную камеру через жиклер 2 холостого хода и вертикальную щель 8 переходной системы, находящуюся на уровне кромки дроссельной заслонки в закрытом положении;
– во вторую смесительную камеру через выходное отверстие 6, находящееся чуть выше кромки дроссельной заслонки в закрытом положении. Топливо поступает из жиклера 4 через трубку, смешивается с воздухом из жиклера 5, поступающим через проточный канал.
Экономайзер мощностных режимов
Рис. Схема эконостата и экономайзера мощностных режимов: 1 – дроссельная заслонка второй камеры; 2 – главный топливный жиклер второй камеры; 3 – топливный жиклер эконостата с трубкой; 4 – главный топливный жиклер первой камеры; 5 – дроссельная заслонка первой камеры; 6 – канал передачи разрежения; 7 – диафрагма экономайзера; 8 – шариковый клапан; 9 – топливный жиклер экономайзера; 10 – топливный канал; 11 – воздушная заслонка; 12 – главные воздушные жиклеры; 13 – впрыскивающая трубка эконостата
Срабатывает при определенном разрежении за дроссельной заслонкой 5 . Топливо забирается из поплавковой камеры через шариковый клапан 8. Клапан закрыт, пока диафрагма удерживается разрежением во впускной трубе. При значительном открытии дроссельной заслонки разрежение несколько падает и пружина диафрагмы 7 открывает клапан. Топливо, проходящее через жиклер 9 экономайзера, добавляется к топливу, которое проходит через главный топливный жиклер 4, обогащая горючую смесь.
Эконостат
Работает при полной нагрузке двигателя на скоростных режимах, близких к максимальным, при полностью открытых дроссельных заслонках. Топливо из поплавковой камеры через жиклер 3 поступает в топливную трубку и высасывается через впрыскивающую трубку 13 во вторую смесительную камеру, обогащая горючую смесь.
Ускорительный насос
Рис. Схема ускорительного насоса: 1 – распылители; 2 – шариковый клапан подачи топлива; 3 – диафрагма насоса; 4 – толкатель; 5 – рычаг привода; 6 – кулачок привода насоса; 7 – дроссельная заслонка первой камеры; 8 – обратный шариковый клапан; 9 – дроссельная заслонка второй камеры
Диафрагменный, с механическим приводом от кулачка 6 на оси дроссельной заслонки первой камеры. При закрытой дроссельной заслонке пружина отводит диафрагму 3 назад, что приводит к заполнению полости насоса топливом через шариковый клапан 8. При открытии дроссельной заслонки кулачок действует на рычаг 5, а диафрагма 3 нагнетает топливо через шариковый клапан 2 и распылители 1 в смесительные камеры карбюратора, обогащая горючую смесь.
Производительность насоса не регулируется и зависит только от профиля кулачка.