Двигатели внутреннего сгорания

     При полной нагрузке, для обеспечения максимальной мощности двигателя, система должна готовить большое количество смеси обогащённого состава (λ = 0,90 – 0,85).

     К переходным режимам можно отнести момент начала открытия дроссельной заслонки (переход от режима холостого хода к частичным нагрузкам) и резкое открытие дроссельной заслонки (переход с частичных нагрузок к полным нагрузкам, например при обгоне). В обоих случаях, для обеспечения работы двигателя без провалов, плавного и равномерного увеличения нагрузки, необходимо дополнительное и быстрое обогащение смеси.

     Простейший карбюратор не способен в полной мере обеспечить работу двигателя ни в одном из перечисленных режимов. Для достижения устойчивой и бесперебойной работы двигателя на всех возможных режимах карбюратор дополняется рядом устройств, систем и механизмов. 

     Основные системы карбюратора и их работа 

     Поплавковые всасывающие карбюраторы различных производителей имеют, по большей части, идентичное устройство и обладают стандартным «набором» систем и механизмов, конструкция которых, тем не менее, может несколько разниться. Значительная часть карбюраторов современных автомобилей интегрирована в систему управления подачей топлива и зажиганием и имеет большое число исполнительных элементов, как механических, так и электрических, обеспечивающих обратную связь с двигателем и установленные экологические характеристики.

     Мы рассмотрим устройство и работу следующих основных частей, систем и механизмов карбюратора.

     Корпусные детали;

     Поплавковый механизм;

     Система холостого хода;

     Переходная система;

     Главная дозирующая система;

     Эконостат;

     Экономайзеры (в том числе экономайзер мощностных режимов и экономайзер принудительного холостого хода – ЭПХХ, он же – система отключения топливоподачи в режиме торможения двигателем);

     Ускорительный насос;

     Пусковое устройство;

     Система рециркуляции отработавших газов;

     Карбюратор состоит из трёх основных корпусных частей (крышки карбюратора, корпуса карбюратора и корпуса дроссельных заслонок), являющихся основанием для крепления деталей и корпусов различных систем и механизмов. Корпусные детали отливаются из цинкоалюминиевых сплавов и соединяются между собой через прокладки посредством винтов. Привод дроссельных заслонок устроен таким образом, что при нажатии на педаль газа сначала открывается заслонка первичной камеры, которая обеспечивает работу двигателя на малых и средних нагрузках, а затем заслонка вторичной камеры. При этом, заслонка вторичной камеры начинает открываться только тогда, когда заслонка первичной камеры будет приоткрыта примерно на 2/3 своего хода, а разряжение под диффузором будет достаточным для срабатывания пневмопривода. Функционирование обеих камер обеспечивает работу двигателя на нагрузках выше средних.

     Возможны иные конструкции карбюраторов, например, с двумя корпусными деталями (крышки карбюратора и корпуса карбюратора с приводом дроссельных заслонок), с большим или меньшим числом смесительных камер, заслонок и т.п.

     Поплавковый механизм обеспечивает поддержание относительно постоянного уровня топлива в поплавковой камере и распылителе во время работы двигателя. Высокий или низкий уровень топлива в камере - одна из наиболее часто встречающихся неисправностей данного механизма.

     Напомним, что следствием высокого уровня топлива в камере может стать переобогащение смеси на холостом ходу с такими последствиями как: неравномерная работа двигателя; повышенное содержание СО в отработавших газах; повышенный расход топлива; затруднённый запуск и др. Низкий уровень, наоборот, приводит к переобеднению смеси, что, зачастую, даёт о себе знать провалами в работе двигателя при увеличении нагрузки.

     Причиной излишне высокого уровня топлива может быть негерметичность впускного клапана и/или малый зазор между поплавком и крышкой вследствие механической деформации кронштейна поплавка.

     Негерметичность наступает вследствие износа клапана и/или его седла, перекоса клапана в направляющей или попадания под клапан инородных частиц. Не прибегая к стендовой диагностике неисправность можно обнаружить при помощи резиновой груши, которую в сжатом состоянии одевают на впускной штуцер карбюратора. Крышка карбюратора должна быть снята с его корпуса и располагаться поплавком вверх (т.е. игольчатый клапан прилегает к седлу под тяжестью поплавка). Если клапан пропускает, груша будет наполняться воздухом.

     Герметичность можно проверить и ртом, создавая разрежение на впускном штуцере и «прилепляя» его на язык. Присасывается к языку хорошо – значит, клапан герметичен, не присасывается – значит, совсем не герметичен, плохо присасывается – не совсем герметичен. Спорный, но весьма эффективный способ для диагностики данной неисправности.

     В некоторых конструкциях негерметичный клапан можно притереть к седлу мелкой абразивной пастой, но лучше заменить на исправный.

     Деформированный кронштейн поплавка аккуратно правят вручную, контролируя величину установочных зазоров между поплавком и привалочной плоскостью крышки карбюратора. Измерять зазор удобнее при помощи специального шаблона или, что ещё проще, сверла соответствующего диаметра.

     Контроль зазора и величины хода поплавка на оси, а также уровня топлива в камере - параметры которые должны контролироваться при каждом снятии крышки карбюратора.

     Система холостого хода(СХХ) обеспечивает работу двигателя с закрытыми дроссельными заслонками и малым числом оборотов КВ. Широко используются два типа систем, отличающиеся конструкцией, способом и местом приготовления топливовоздушной смеси:

     1). СХХ с образованием топливовоздушной смеси под дроссельной заслонкой.

     2). АСХХ (автономная система холостого хода) с образованием топливовоздушной смеси в смесителе (смесительной втулке);

     Как в первом, так и во втором случае топливо в систему забирается из поплавковой камеры за счёт разряжения, создаваемого у распылителя. Топливо проходит через топливный жиклёр ГДЗС первичной камеры и по системе каналов поступает к топливному жиклёру холостого хода, где эмульсируется воздухом, поступающим в этот же жиклёр через воздушный канал и воздушный жиклёр СХХ. Образовавшаяся эмульсия подаётся к распылителю через топливный канал и вытекает в смесительную камеру карбюратора под дроссельную заслонку, где происходит её смешивание с воздухом. Проходное сечение топливного канала регулируется коническим винтом «качества». Поступление воздуха в смесительную камеру обеспечивается неполным прикрытием дросселя и регулируется винтом-упором (винтом «количества»).В автономной системе смешивание топливной эмульсии с воздухом происходит в смесителе (смесительной втулке). Воздух во втулку поступает в обход дроссельной заслонки через специальное окно прямоугольной формы. Окно расположено над кромкой дроссельной заслонки. Образовавшаяся смесь через носок распылителя вытекает в задроссельное пространство смесительной камеры карбюратора. Величина зазора между кромкой дроссельной заслонки и стенкой смесительной камеры карбюратора в подобных системах регламентируется производителем карбюратора и, при необходимости, может корректироваться упорным винтом рычага заслонки. Для предотвращения самооткручивания, упорный винт должен быть надёжно застопорен (в заводских условиях стопорение винта осуществляется с помощью специальной втулки или же винт «сажают» на краску или герметик).

     При нажатии на педаль газа и открывании дроссельной заслонки разряжение в зоне распылителя СХХ падает и система выключается из работы. Работу двигателя при открытых заслонках будет обеспечивать главная дозирующая система.

     Неисправности: Поиск причин плохой работы двигателя на холостом ходу рекомендуется начинать с ревизии чистоты топливных жиклёров на работу которых может повлиять даже малозаметная для невооружённого глаза ворсинка, застрявшая в отверстии. Затем проверяется чистота других жиклёров и каналов системы.

     В некоторых карбюраторах подача топлива в СХХ в режиме торможения двигателем отключается специальными устройствами, например, «Экономайзером принудительного холостого хода», имеющими в своём составе электрические, вакуумные или электровакуумные устройства (клапаны). Неисправность этих устройств может приводить к нежелательной блокировке топливоподачи в систему, что, в свою очередь, приводит к неустойчивой работе или остановки двигателя на холостом ходу.

     Ещё одной частой причиной неправильной работы двигателя может быть нарушение регулировок и заводских настроек карбюратора.

     Настройки карбюратора остаются неизменными длительный срок эксплуатации и могут быть нарушены либо неквалифицированным вмешательством, либо в результате механических поломок деталей. Восстановление настроек настоятельно рекомендуется производить на карбюраторном стенде за исключением случаев, когда сделать это не представляется возможным. В каждом случае Ваша квалификация должна соответствовать сложности проводимых работ.

     Описание настроек не входит в рамки данного учебного пособия.

     Регулировки карбюратора выполняются с периодичностью, указанной регламентом ТО. К ним относят: 1) регулировки оборотов КВ на холостом ходу и 2) содержания вредных веществ (CO; CH; NOX) в отработавших газах. Регулировки осуществляются винтом «количества» и «качества».

     Винтом «количества» (откручивая или закручивая винт), изменяют степень приоткрытия дроссельной заслонки (или, в случае АСХХ, проходное сечение выходного отверстия распылителя), тем самым, увеличивая или уменьшая количество топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя и, соответственно, увеличивая или уменьшая обороты КВ.

     Винтом «качества» (откручивая или закручивая винт), изменяют проходное сечение топливного канала, тем самым, увеличивая или уменьшая количество топлива, поступающего к распылителю и, изменяя состав (качество) смеси (т.е. делая её (смесь) богаче или беднее). Более богатая смесь при сгорании выделяет больше СО. Обеднённые смеси при сгорании выделяют больше вредных окислов азота.

     Регулировки карбюратора проводятся после всех других регулировочных работ на двигателе, предписанных регламентом для данного типа двигателя. Регулировки не будут иметь смысла, если не будет выполнено любое из перечисленных ниже условий.

     Условия для выполнения регулировки:

     Двигатель исправен;

     Система зажигания исправна, угол опережения зажигания в пределах нормы;

     Свечи зажигания исправны, зазор между электродами свечей зажигания в пределах нормы;

     Фазы газораспределения в пределах нормы;

     Зазоры в клапанном механизме в пределах нормы;

     Карбюратор исправен.

     Для выполнения регулировочных работ, контроля содержания CO; CH; NOX в отработавших газах и контроля скорости вращения КВ, потребуется газоанализатор и тестер, умеющий измерять обороты КВ (например, электронный тахометр).

     Выполняя работы без газоанализатора невозможно гарантировать, что экологические характеристики двигателя будут находиться в пределах нормы. Тем не менее, в исключительных случаях, не имея прибора, но, следуя перечисленным ниже правилам, можно добиться вполне приемлемых результатов.

     Предположим, что необходимо уложиться в экологические нормы и установить обороты коленчатого вала для холостого хода в пределах 900 – 950 оборотов в минуту.

     Примечание: Если изначально карбюратор настроен на чрезмерно богатую смесь (λ < 0,85), обороты будут расти при закручивании винта «качества». Максимальными обороты станут при коэффициенте обогащения λ = 0,90 – 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем заворачивании винта смесь переобедняется и обороты начнут падать.

     Если изначально карбюратор настроен на чрезмерно обеднённую смесь, обороты будут расти при откручивании винта «качества». Максимальными обороты станут при коэффициенте обогащения λ = 0,90 – 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем откручивании винта смесь переобогащается и обороты начнут падать.

     Винтом «количества» устанавливаем обороты КВ на 100 – 150 оборотов больше нужных нам оборотов холостого хода;

     Примечание: В нашем случае устанавливаем 1050 оборотов (900 + 150 = 1050).

     Для более точной регулировки п.п. 2 и 3 рекомендуется повторить;