Система питания карбюраторного двигателя

        6.1 Система питания карбюраторного двигателя

        Схема карбюраторной системы, показанная на рисунке 20, включает в себя топливный бак 12 с заливной горловиной 13 и крышкой 14. Датчик 15 с указателем уровня позволяет контролировать количество бензина в баке. По топливопроводу 9, минуя фильтр тонкой очистки 7, насосом 6 по топливопроводу 5 бензин подается в карбюратор 2. Чтобы в топливопроводах 9 и 5 не образовывались паровые пробки, производительность насоса 6 больше необходимой для двигателя, поэтому излишек топлива по магистрали перепуска 18 постоянно сливается обратно в бак и температура в топливопроводах снижается. Воздух поступает в карбюратор, пройдя воздухоочиститель 1.

Топливовоздушная смесь (ТВС) из карбюратора  подается к цилиндрам по впускному трубопроводу 3. Наиболее важным узлом системы является карбюратор, к которому предъявляются следующие основные требования: точное дозирование топлива, обеспечивающее получение необходимых экономических и мощностных показателей двигателя на всех режимах его работы при допустимой токсичности отработавших газов; возможность быстрого и плавного изменения режима работы двигателя; надежный и быстрый запуск двигателя; тонкое распиливание топлива.

        Рисунок 20. Схема системы питания карбюраторного двигателя:

 1 — воздухоочиститель; 2 — карбюратор; 3 — впускной трубопровод; 4 — выпускной трубопровод; 5 — нагнетательный топливопровод; 6 — топливный насос; 7 — фильтр тонкой очистки топлива; 8 — приемная труба; 9 — топливопровод; 10 — глушитель; 11 — трубопровод системы выпуска; 12 — топливный бак; 13 я 14 — заливные горловины с крышкой; 15 и 16 — датчик и указатель уровня топлива; 17 и 18 — штуцер и магистраль перепуска топлива

 

      6.2 Устройство простейшего карбюратора и принцип работы его систем

      Простейший карбюратор (рисунок 21) состоит из поплавковой камеры 8 с поплавком 1, игольчатым клапаном 2 и смесительной камеры 9, в которой размещены диффузор 6 (расширяющаяся часть камеры), распылитель 5 с калиброванным отверстием — жиклером 4 и дроссельной заслонкой 7.

       Рисунок 21. Схема простейшего карбюратора: 1 — поплавок; 2 — игольчатый клапан; 3 — ось поплавка; 4 — жиклер; 5 — распылитель; 6—диффузор; 7 — дроссельная заслонка; 8 — поплавковая камера; 9 — смесительная камера; 10 - впускной трубопровод; 11 — впускной клапан

     

      Поплавковая камера 8 служит для поддержания постоянного уровня и напора топлива в карбюраторе.

      На рычаг полого поплавка 1, плавающего на поверхности топлива, опирается игольчатый клапан. При заполнении поплавковой камеры бензином до требуемого уровня поплавок прижимает игольчатый клапан к седлу, прекращая дальнейший доступ топлива. При понижении уровня поплавок опускается, игольчатый клапан вновь открывает доступ топлива в поплавковую камеру. Через отверстие в верхней части поплавковая камера сообщается с атмосферой.

      При такте впуска, когда впускной клапан открыт, в цилиндре двигателя создается разрежение, которое распространяется и на смесительную камеру, вследствие чего через нее устремляется поток воздуха в цилиндр. Под действием разности давлений в поплавковой и смесительной камерах карбюратора из распылителя вытекает бензин. Одновременно через смесительную камеру проходит поток воздуха, скорость которого в суженной части диффузора у отверстия распылителя наибольшая - 50...150 м/с.

     Капельки бензина, попадая в движущуюся с такой скоростью струю воздуха, размельчаются, испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. Этот способ образования горючей смеси называется пульверизационным

      По мере расхода бензина из  поплавковой камеры поплавок  опускается, игольчатый клапан открывает  отверстие, бензин заполняет поплавковую  камеру до постоянного уровня. Постоянный уровень бензина поддерживается  и в распылителе; при неработающем  двигателе он должен быть на 1... 1,5 мм ниже верхнего края.

       По мере того как дроссельная заслонка открывается, за счет интенсивного наполнения цилиндра горючей смесью возрастает скорость сгорания рабочей смеси, а следовательно, и давление газов, в результате чего увеличивается частота вращения коленчатого вала двигателя. В результате этого увеличивается разрежение в смесительной камере карбюратора и скорость воздуха, проходящего через диффузор, и как следствие последнего повышается скорость истечения бензина из распылителя. Однако, количество проходящего через жиклер и затем вытекающего из распылителя бензина возрастает быстрее, из-за чего соотношение паров бензина и воздуха в горючей смеси изменяется в сторону ее обогащения, т. е. простейший карбюратор с одним жиклером обеспечивает необходимый состав горючей смеси только при определенных частоте и нагрузке вращения коленчатого вала и нагрузке на двигатель.

     Поскольку эти два показателя постоянно меняются, необходимо соответственно изменять и состав горючей смеси введением в конструкцию карбюратора дополнительных систем и устройств.

      Такими устройствами являются главная дозирующая система, система холостого хода, экономайзер, ускорительный насос и система пуска.

 

      6.2.1 Главная дозирующая система 

       Главная дозирующая система обеспечивает компенсацию горючей смеси, т. е. препятствует обогащению и способствует получению постоянного состава обедненной экономичной горючей смеси при работе двигателя на средних нагрузках.

      В карбюраторах автомобильных двигателей главная дозирующая система с пневматическим торможением топлива (рисунок 22) состоит из воздушного 4 и топливного 6 жиклеров, распылителя 1 и двух диффузоров 2 и 3.

      Рисунок 22. Главная дозирующая система карбюратора: 1 — распылитель; 2, 3 — большой и малый диффузоры; 4, 6 — воздушный и топливный жиклеры; 5 - поплавковая камера; 7 - дроссельная заслонка

При работе двигателя топливо, поступающее  через топливный жиклер в распылитель, под действием разности давления вытекает из него, распыливается и смешивается с воздухом. Когда открывается дроссельная заслонка и увеличивается расширение в диффузоре, увеличивается скорость истекания топлива из распылителя, но обогащения смеси при этом не происходит, так как в это время через воздушный жиклер в распылитель начинает поступать дополнительное количество воздуха, уменьшая разрежение у распылителя и тормозя тем самым распыление топлива. В результате из распылителя поступает смесь воздуха с топливом (эмульсия), что обеспечивает получение экономичной обедненной горючей смеси постоянного состава.

 

     6.2.2 Система холостого хода

     Система холостого хода предусмотрена для работы двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, когда нагрузка на двигатель небольшая и дроссельная заслонка закрыта.

       Система состоит (рисунок 23) из топливного 5 и воздушного 4 жиклеров, каналов 3 для поступления топлива и воздуха, двух отверстий 2 для выхода эмульсии в смесительную камеру и регулировочного винта 1.

      Рисунок 23. Система холостого хода: 1 — регулировочный винт; 2 — верхнее и нижнее отверстия; 3 — каналы; 4,5— воздушный и топливный жиклеры; 6 -топливный жиклер главной дозирующей системы; 7 — дроссельная заслонка

         Разрежение в смесительной камере при таком режиме работы двигателя незначительное, и главная дозирующая система не работает. В этом случае большое разрежение ниже дроссельной заслонки по каналам 3 передается топливному жиклеру 5 холостого хода, вызывая истечение из него топлива. Пройдя этот жиклер, топливо смешивается с воздухом, поступающим сначала через воздушный жиклер 4, а затем и через отверстие 2, расположенные выше дроссельной заслонки, образуя пенистую смесь топлива с пузырьками воздуха. Полученная эмульсия через нижнее распыливающее отверстие попадает в задроссельное пространство и, смешиваясь с воздухом, проходящим через диффузор, образует обогащенную горючую смесь.

      При открытии дроссельной заслонки на небольшой угол эмульсия поступает и через отверстие 2, обеспечивая плавный переход холостого хода к малым и средним нагрузкам.

 

       6.2.3 Экономайзер

        Экономайзер служит для обогащения горючей смеси с целью получения от двигателя большей мощности. Экономайзер с механическим приводом (рисунок 24) выполнен в виде цилиндра (колодца), в котором помещены шток 3 и клапан 5.

Привод экономайзера в действие осуществляется от дроссельной заслонки 11 с помощью рычага 10 и тяги 4 с  планкой 2. При открытии дроссельной  заслонки более чем на 3/4 (полная нагрузка) приводной рычаг через  серьгу, тягу и планку опускает вниз шток, который открывает клапан, из колодца экономайзера через жиклер 8 поступает дополнительное топливо  в распылитель 1 главной дозирующей системы, а через него в смесительную камеру.

 

      Рисунок 24. Экономайзер с механическим приводом: 1- распылитель главной дозирующей системы; 2 - планка; 3 - шток; 4 - тяга; 5 - клапан экономайзера; 6 — серьга; 7 - пружина клапана; 8 — жиклер экономайзера; 9 — жиклер главной дозирующей системы; 10 — рычаг; 11 — дроссельная заслонка

 

      6.2.4 Ускорительный насос

     Ускорительный насос предназначен для временного обогащения горючей смеси при резком открывании дроссельной заслонки, что улучшает динамические качества автомобиля (ускоряет разгон). Привод ускорительного насоса часто объединяют с приводом экономайзера. Ускорительный насос состоит (рисунок 25) из колодца 3, поршня 10 со штоком 4, обратного 7 и нагнетательного 1 клапанов, распылителя 2 и привода.

При резком открытии дроссельной заслонки 11 под действием рычага 9, тяги 8 и  планки 5 привода поршень в колодце  быстро перемещается вниз; вызывая  резкое возрастание давления топлива, обратный клапан закрывается, а нагнетательный открывается, и порция топлива через  распылитель впрыскивается в  смесительную камеру, обогащая горючую  смесь.

       При плавном открытии дроссельной заслонки обратный клапан остается открытым и часть топлива из колодца через этот клапан вытесняется в поплавковую камеру.

 

      Рисунок 25. Ускорительный насос: 1— нагнетательный клапан; 2 — распылитель ускорительного насоса; 3 — колодец; 4 —шток; 5— планка; 6 — пружина; 7— обратный клапан; 8— тяга; 9 — рычаг; 10 — поршень, 11- дроссельная заслонка

 

      6.2.5 Система пуска

      Система пуска (рисунок 26) для обогащения горючей смеси при пуске и прогреве холодного двигателя состоит из воздушной заслонки 1 с одним или двумя автоматическими клапанами 2, обеспечивающими обогащение горючей смеси, и привода    заслонки   с       рукояткой       управления,  расположенной     на     панели    приборов.

В карбюраторе двигателей ВАЗ для  открывания воздушной заслонки предусмотрено  специальное автоматическое устройство (рисунок 27).

 

      Рисунок 26. Система пуска с воздушной заслонкой (1) и автоматическим клапаном (2)

    Рисунок 27. Схема пускового устройства карбюратора: 1 - диафрагма; 2,9— регулировочные винты; 3 — шток; 4 - рычаг; 5 — воздушная заслонка; 6- штифт рычага; 7 - возвратная пружина; 8- трос; 10 - дроссельная заслонка

 

      При повороте рычага 4 управления воздушной заслонкой за трос 8 против часовой стрелки приоткрывается дроссельная заслонка 10 (зазор Д) первой камеры путем воздействия наружной кромки Г на регулировочной винт 9. Расширяющийся синхронно с ней паз между внутренними профилями А и Б рычага 4 освобождает штифт рычага 6 воздушной заслонки, и та благодаря возвратной пружине 7 удерживается полностью закрытой.

    Ось воздушной заслонки 5 смещена, поэтому воздушная заслонка после пуска двигателя может приоткрываться (зазор В) потоком воздуха, растягивая пружину 7, чем обеспечивает обеднение смеси. Разрежение из-за дроссельного пространства воздействует на диафрагму 1 и может за шток 3 приоткрывать воздушную заслонку. Регулировочный винт 2 позволяет регулировать величину приоткрывания заслонки.

     По направлению воздуха и горючей смеси карбюраторы могут быть с падающим, восходящим и горизонтальными потоками. На легковых автомобилях устанавливают карбюраторы с падающим потоком, обеспечивающим наилучшие условия смесеобразования и наполнения цилиндров горючей смесью. 

       Поплавковая камера в карбюраторах сбалансированная: она сообщается с атмосферой не непосредственно, а с помощью канала, выведенного в полость воздушного патрубка карбюратора над воздушной заслонкой. При таком устройстве в случае сильного загрязнения воздушного фильтра воздушная смесь не обогащается, так как топливо через жиклеры поступает под действием разности давлений в поплавковой камере и диффузоре, которая при изменении сопротивления в воздушном фильтре не меняется.