Для чего предназначен диффузор в карбюраторе
Перейти к содержимому

Для чего предназначен диффузор в карбюраторе

  • автор:

Устройство и основные неисправности карбюраторов

Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания, которые еще не так давно были вершиной автомобилестроения, практически отошли в прошлое – их заменили инжекторные системы. Но как показывает статистика, карбюраторы по-прежнему распространены, вот только сузились области их применения. Хоть инжекторы и принято считать более совершенными, грамотному автолюбителю хотя бы ради интереса стоит немного узнать об устройстве карбюраторных системах. Если же он владеет автомобилем с карбюратором, данный материал наверняка окажется для него еще и очень полезным. Об устройстве, эксплуатации, обслуживании и неисправностях карбюраторов – в материале АвтоПро.

Кабюратор Holley

Достоинства и недостатки

Говоря об отличиях карбюраторных систем от инжекторных даже знающие люди часто сводят дискуссию к обсуждению достоинств и недостатков первых. Конечно, переход на инжекторы не был спонтанным – ему предшествовали серьезные изменения в машиностроении, так и требования потенциальных покупателей к личному транспорту. Давайте рассмотрим, чем карбюратор может похвастать, а что является его слабой стороной:

  • Достоинства : простота, дешевизна, низкие требования к октановому числу топлива, относительно неплохая динамика;
  • Недостатки : низкий КПД, чувствительность к низким, а также очень высоким температурам, высокий расход топлива, невозможность соответствовать экологическим стандартом Евро.

Кстати, последнее является одной из серьезнейших причин, по которым на карбюраторы смотрят с опаской в странах Запада – он не соответствует даже самым «щадящим» требованиям экологических стандартов . На мотоциклы его, впрочем, ставят, но и экологические требования к данному виду транспорта менее жесткие. Не в пользу агрегата говорит и низкий коэффициент полезного действия. Десятая его часть уходит только на работу топливной системы. Отчасти недостатки карбюраторов компенсируются их «всеядностью» и простотой в ремонте.

Принцип работы

Карбюратор можно назвать сердцем питающей системы двигателя. Он отвечает за «приготовление» топливно-воздушной смеси, которая будет подана в цилиндры двигателя. Если вкратце, то суть работы этого агрегата в том, чтобы создавать топливовоздушную смесь. Кроме того, в карбюраторе имеется диффузор , который отвечает за подачу топлива – двигатель не всасывает его сам, как считают многие автолюбители. Также карбюратор позволяет двигателю нормально работать при разных режимах. Среди них:

  • Холостой ход;
  • Средние обороты;
  • Высокая (максимальная) нагрузка;
  • Введение в работу при полном охлаждение, как, например, после продолжительного нахождения на морозе.

Как несложно догадаться, карбюратор по-разному обогащает топливо и подает его в разных количествах – определенный состав топливовоздушной смеси и определенное ее количество будет соответствовать определенному режиму работы двигателя. Нормальную работу силового агрегата поддерживают и смежные с ним системы, как-то система охлаждения, электросистема и т.п. Здесь особенно важно понимать, что карбюратор должен быть четко откалиброван, ведь иначе вся система не будет работать в полную меру своих возможностей.

Однокамерный карбюратор

А что внутри агрегата

Основные элементы карбюратора: поплавковая и смесительная камера. Первая поддерживает нужный уровень горючего, а во второй топливо смешивается с воздухом. Прочие элементы: поплавок, диффузор, распылитель с жиклером, заслонка дросселя и воздушная заслонка, система холостого хода, экономайзеры и эконостаты.

Вообще, карбюратор часто делят на две части. Одна поплавковая, а вторая – смесительная. Это вполне логичное упрощение, однако неопытного автолюбителя оно может навести не на тот след. Давайте попробуем разобраться с устройством агрегата, рассматривая все ключевые элементы, входящие в его состав. Для начала перечислим их, а уже потом рассмотрим в подробностях:

  1. Поплавковая камера;
  2. Система холостого хода;
  3. Главная дозирующая система;
  4. Экономайзер;
  5. Эконостат;
  6. Смесительная камера;
  7. Ускорительный насос.

Одним из самых важных элементов принято считать поплавковую камеру. Она работает так: когда двигатель потребляет топлива, камера начинает опустошаться, причем по мере движения находящегося в ней поплавка вниз открывается игольчатый канал. В работу включается уже топливный насос – как только объем топлива в камере будет достаточным, поплавок спровоцирует закрытие канала. Кстати, если в систему добавить достаточно мощный электрический бензонасос, агрегат будет быстрее набирать обороты за счет сгорания больших объемов топливовоздушной смеси (камера будет попросту наполняться быстрее).

Система холостого хода берет на себя задачу правильного дозирования топлива при, как несложно догадаться, холостых оборотах. Все просто: на холостых главная дозирующая система бездействует, поскольку требуемые объемы топлива невелики, так что работать должна узкоспециализированная система. Эту систему также можно отрегулировать в сторону большего или меньшего обогащения смеси. Главная дозирующая система заслуживает отдельного упоминания. Изучая ее, можно представить, чем могли вдохновляться инженеры, разрабатывавшие инжекторные системы. Если по-простому, то главная дозирующая система отвечает за дозировку горючего в случаях, когда автомобиль едет на средней скорости. Вот из каких элементов она состоит:

  • Жиклеры. Это дозирующий элемент, выполненный в виде резьбовой пробки с одним четко откалиброванным отверстием;
  • Главный распределитель. Понять его назначение легко по одному лишь названию;
  • Диффузор. Место сужения воздушного канала, за счет которого увеличивается скорость потока атмосферного воздуха.

Экономайзер включен как в однокамерный, так и двухкамерный карбюратор. Он обеспечивает еще более сильное обогащение горючего . Незаменим в тех случаях, когда автомобиль нужно разогнать до 110 и более километров в час. Здесь стоит отметить, что существуют экономайзеры принудительного холостого хода (сокращенно ЭПХХ), призванные обеднять топливовоздушную смесь. Обычный экономайзер своему названию не соответствует – он обогащает смесь, открывая дополнительный канал для подачи топлива. Работает в тандеме с дроссельной заслонкой и может иметь механический или же пневматический привод.

Запчасти на Hafei princip

PRINCIP 5 sedan (06 — )

Запчасти на Skoda 110

110 coupe (07.70 — 03.82)

Эконостат можно назвать одним из самых простых элементов карбюраторной системы. Он представляет собой трубку, которая поднимает уровень топлива по мере роста числа оборотов коленчатого вала. Эконостат обогащает смесь кислородом. Напоминаем, что правильный состав смеси отвечает не только за мощностные показатели мотора, но и за его экономичность. Эконостат позволяет сделать карбюраторный автомобиль намного более экономичным в плане расхода топлива.

Устройство карбюратора

Смесительная камера, одновременно являющаяся нижней частью карбюратора, является той второй «половинкой» агрегата, которую относят к важнейшим компонентам карбюратора . И неудивительно: как и поплавковая, смесительная камера берет на себя основные задачи агрегата. Это главный воздушный тракт, включающий топливодозирующие элементы, дроссельную заслонку и, по сути, диффузор. Как уже было указано выше, карбюраторы бывает одно- и двухкамерными. Речь идет именно о количестве смесительных камер и дроссельных заслонок. Заслонки в карбюраторах с парой смесительных камер могут открываться или одновременно, или последовательно (зависит от устройства конкретного двигателя).

Ускорительный насос обязательно входит в состав карбюраторов . Без него автомобиль мог бы заглохнуть и не отвечал бы требованию повышенной динамики. Данный элемент карбюраторной системы включается в момент открытия дроссельной заслонки – в систему резко попадает дополнительное топливо, столь необходимое, например, при резком увеличении нагрузки на мотор. Кстати, в переходных системах ускорительный насос также обеспечивает переход из одного режима работы карбюратора в другой.

Основные неисправности

Как уже стало ясно, карбюратор отвечает и за смешивание топлива с воздухом, и за его подачу. Несмотря на достаточное простое устройство, карбюраторы не так уж редко выходят из строя, а также нуждаются в довольно частом обслуживании. К счастью, в силу той же простоты агрегат довольно легко чистить, хотя в некоторых случаях его приходится разбирать. Основные неисправности карбюратора почти аналогичны таковым у инжекторов, разница кроется в причинах. А если говорить о следствиях, то они могут быть такими:

  • Провалы при подгазовке. К примеру, автомобиль не сразу набирает скорость при воздействии на педаль «газа»;
  • Раскачивание. По сути, это провалы, в которых можно проследить периодичность;
  • Рывки и подергивания. Их легко прочувствовать, оказавшись за рулем автомобиля с карбюраторной системой, которая нуждается в ремонте и обслуживании. От провалов они отличаются быстротечностью;
  • Сниженная интенсивность разгона. Здесь все понятно из названия.

Также стоит помнить, что на неисправность агрегата может указывать ряд неприятных вещей, которые и не нуждаются в представлении: затрудненный пуск двигателя и плохая работа «на холодную»; снижение или завышение холостых; серьезно завышенный расход топлива; невозможность запуска двигателя. Заметьте, что такие неисправности могут встречаться и при неравномерной компрессии в цилиндрах, прогорании клапанов, износе распределительного вала, смещении фаз газораспределения. В случае проблем лучше проводить полную диагностику у специалиста . Если проблема крылась в карбюраторе, то его неисправность может быть вызвана чем-то из следующего:

  • Неправильная работа электромагнитного клапана;
  • Неисправность ЭПХХ, блока управления;
  • Деформация уплотнительного кольца;
  • Засорение каналов и жиклеров;
  • Дефекты экономайзера;
  • Неверная регулировка поплавковой системы;
  • Выход ускорительного насоса из строя.

Работы по выявлению источника проблем будет много. В подавляющем большинстве случаев система нуждается в промывке и продувке – каналы и жиклеры придут в норме и двигатель сможет работать нормально. Сложнее решать проблему повышенного расхода топлива, так как она может быть вызвать сразу рядом неисправностей. Крайне важна правильная регулировка механизмов системы – они должны работать в тандеме друг с другом, правильно формировать горючую смесь, дозировать и подавать ее. Также не забывайте, что система должна быть в достаточной мере герметичной.

Карбюратор Chevrolet

Обслуживания карбюратора

Хоть карбюраторы и практически вытеснены инжекторными системами, они по-прежнему и в строю и, что очень радует, являются весьма дружелюбными по отношению к автолюбителю элементами двигательной установки. Поработать с карбюратором может даже неопытный автолюбитель , хотя и ему стоит обзавестись руководствами по обслуживанию конкретно его модели автомобиля (или найти информацию в сети). Перечень материалов и инструментов для работы с различными карбюраторами практически всегда один:

  • Средство для чистки карбюраторов;
  • Резиновые перчатки;
  • Ветошь;
  • Баллончик со сжатым воздухом;
  • Щетка с не слишком жесткой щетиной;
  • Защитные очки;
  • Объемная емкость для деталей;
  • Инструменты для снятия карбюратора (зависит от модели).

Проведите демонтаж карбюратора в соответствие с руководством. В большинстве случаев достаточно оттянуть возвратную пружину, отвести тяги, шланги, патрубки, ослабить хомуты, после чего открутить гайки. Мы все же советуем обратиться к руководствам, найти соответствующую информацию на форумах или даже видео-руководства – доступ к Всемирной паутине здесь будет очень кстати. После того как карбюратор снят, разберите его, поместите все детали в емкость, залейте в нее чистящее средство и оставьте так на несколько минут . После, продолжайте чистку уже с помощью щетки и баллончика с воздухом. Щетки с металлической щетиной для этой работы не подойдут – нужно взять обычную зубную щетку. Будьте особенно осторожны с жиклерами! Их лучше хорошенько продуть, а если проблему загрязнения это не решило, то крайне деликатно прочистить зубочисткой. При необходимости замените прокладки. В магазинах можно найти относительно недорогие ремкомплекты карбюраторов, куда входит все необходимое для ремонта. Если подвижные детали агрегата не повреждены, его можно будет быстро вернуть в строй. Не забывайте также о том, что после разборки, чистка, сборки и установки карбюратора его наверняка придется перенастроить.

Очиститель карбюратора

Отдельно стоит рассказать об очистителях карбюратора. Волшебное средство, если так подумать – достаточно побрызгать спреем внутрь агрегата, и он очистятся от загрязнений. На самом деле очистители рекомендовано применять каждые 5-7 тысяч километров пробега. Если карбюратор не чистили долгое время, одного лишь спрея будет мало. Агрегат придется разбирать, а детали отмачивать в очистителе, после чего тереть щеткой. Категорически запрещено применение столь популярного WD-40, а также других очистных средств, в составе которых есть масло.

Подбор нового карбюратора

Несмотря на то, что карбюраторные системы являются крайне живучими, иногда они нуждаются не столько в капитальном ремонте, сколько в практически полной замене. К примеру, при полном закоксовывании воздушных и топливных каналов, при искривлении соединений и появлении серьезных механических повреждений карбюратора он нуждается в полной замене. Что здорово, не обязательно менять карбюратор на точно такой же – сегодня некоторые фирмы производят более экономичные, мощные и тихие аналоги. Однако при выборе нового агрегата нужно обращать внимание на:

  • Диффузор. При правильном подборе отдавать предпочтение стоит диффузорам, диаметр которых составляет не более чем 0,8 от диаметра смесительной камеры;
  • Главный топливный жиклер. Жиклер подходящей пропускной способности можно определить экспериментально, однако мы советуем для начала проконсультироваться со специалистом;
  • Воздушный жиклер. Аналогично;
  • Диаметр дросселя. Диапазон диаметров зависит от мощности отдельных цилиндров двигателя.

Также стоит уделить особое внимание подбору подходящего ускорительного насоса. Не забывайте и о том, что при выборе карбюратора стоит узнать как можно больше о фирме-производителе. Вот наиболее известные и надежные производители и поставщики:

  • Pierburg (Германия);
  • Walbro (США);
  • AT (Чехия);
  • Weber (Польша);
  • Motorcraft (США).

Автолюбители также могут найти в продаже карбюраторы от различных малоизвестных фирм, заводы которых расположены в Китае, Турции, Таиланде и Индонезии. По качеству своей продукции они уступают вышеперечисленным фирмам, однако с учетом простоты и надежности карбюраторов, даже их товары могут приятно удивить. Одной из ключевых особенностей этих производителей также д емократичная ценовая политика . Приятно радуют как ценой, так и ассортиментом чешские и польские фирмы. Как правило, в их каталогах можно найти не только сами агрегаты, но и все необходимое для их ремонта и обслуживания.

Вывод

Карбюратор – это тот агрегат, который встречается в автомобилях все реже. Многие считают его пережитком прошлого, но карбюраторы по-прежнему используются, к примеру, в газонокосилках и устанавливаются на мотоциклы. Пусть их золотая эпоха уже прошла, для многих автолюбителей они так и остаются символом надежности, простоты и неприхотливости. На самых современных автомобилях карбюраторы уже не найти, что во многом связано с низкой экологичностью, сложностью в эксплуатации при определенных погодных условиях, а также не слишком впечатляющим коэффициентом полезном действия данных агрегатов. К счастью, еще находящиеся в эксплуатации карбюраторные автомобили довольно легко обслуживать, ремонтировать, а в случае нужды и менять – богатство запчастей и новых агрегатов на рынке позволяет работать с карбюраторами и сейчас.

Для чего предназначен диффузор в карбюраторе

Схема работы простейшего карбюратора

Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор, в котором этот процесс осуществляется, — карбюратором. Работа современных карбюраторов основана на использовании принципа пульверизации (распыление жидкости).

Простейший карбюратор состоит из поплавковой камеры с поплавком, запорной иглы, жиклера с распылителем, диффузора, дроссельной и воздушной заслонок и смесительной камеры.

Поплавковая камера, поплавок и запорная игла необходимы для поддержания постоянного уровня топлива в распылителе. Отверстием поплавковая камера сообщается с атмосферой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
  • Смесеобразование в дизельных двигателях
  • Новые энергонасыщенные тракторы
  • Основные направления в развитии конструкций тракторов
  • Типаж тракторов и двигателей
  • Испытание трактора
  • Устойчивость трактора
  • Отопление и вентиляция кабины
  • Лебедка автомобиля
  • Тягово-сцепное устройство

Жиклер представляет собой калиброванное отверстие в пробке или трубке. В карбюраторах он предназначен для дозирования топлива, воздуха или эмульсии— топлива, насыщенного пузырьками воздуха.

Рис. 1. Схема работы простейшего карбюратора: 1 — поплавковая камера; 2 — поплавок: 3 —жиклер; 4 — распылитель; 5 — впускной трубопровод двигателя; 6 — дроссельная заслонка; 7 — смесительная камера; 8 — диффузор; 9 — патрубок; 10 — воздушная заслонка; 11 — отверстие в поплавковой камере; 12 — запорная игла

Диффузор — это участок патрубка карбюратора, сечение которого вначале постепенно уменьшается, а затем увеличивается.

Распылитель — это трубка, сообщающая диффузор с поплавковой камерой.

Смесительная камера представляет собой часть патрубка карбюратора от диффузора 8 до оси дроссельной заслонки.

В простейшем карбюраторе топливо из бака по топливопроводу поступает в поплавковую камеру и заполняет ее. Когда уровень топлива в поплавковой камере достигает требуемого предела, поплавок прижимает запорную иглу к ее седлу и поступление топлива в поплавковую камеру прекращается. При понижении уровня поплавок опускается и игла вновь открывает доступ топливу в поплавковую камеру.

Рис. 2. Схема карбюратора с восходящим (а) и с горизонтальным (б) потоками горючей смеси

Из поплавковой камеры топливо через жиклер поступает в распылитель, выходное отверстие которого находится в суженной части (горловине) диффузора. Чтобы топливо не вытекало из распылителя при неработающем двигателе, выходное отверстие распылителя расположено на 1—2 мм выше уровня топлива в поплавковой камере.

Во время такта впуска при открытой воздушной заслонке разрежение из цилиндра передается через впускной трубопровод в смесительную камеру и диффузор и вызывает в них движение воздуха. Величина разрежения в смесительной камере и диффузоре может регулироваться дроссельной и воздушной заслонками.

Воздух, всасываемый в цилиндр двигателя, последовательно проходит через воздухоочиститель, патрубок и диффузор. Так как проходное сечение в горловине диффузора уменьшается, то скорость воздуха в ней возрастает и разрежение увеличивается. Вследствие разницы между атмосферным давлением в поплавковой камере и давлением в диффузоре топливо вытекает из распылителя. Струи воздуха движутся через диффузор со скоростью, примерно в 25 раз большей скорости капель топлива, поступающих из распылителя. Поэтому капли топлива распиливаются на более мелкие частицы и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь, которая подается в цилиндр двигателя.

В результате распыливания поверхность соприкосновения частиц топлива с воздухом увеличивается, топливо интенсивно испаряется. Приготовленная карбюратором горючая смесь неоднородна: она состоит из смеси паров и капелек неиспарившегося топлива с воздухом. Для обеспечения более полного испарения топлива впускной трубопровод обычно подогревают отработавшими газами или жидкостью из системы охлаждения. Загрязнение воздухоочистителя вызывает повышение разности давлений в поплавковой камере и диффузоре (увеличение разрежения в диффузоре) и, следовательно, повышение расхода топлива через жиклер. Для устранения этого недостатка у многих карбюраторов поплавковая камера сообщается не с атмосферой, а с входным патрубком карбюратора. Такая поплавковая камера называется балансированной (уравновешенной).

Рис. 3. Схема двухкамерного карбюратора с параллельным открытием дроссельных заслонок: 1,2 — смесительные камеры; 3, 4 — дроссельные заслонки; 5 — поплавковая камера

По направлению потока воздуха, а затем и горючей смеси карбюраторы бывают с восходящим, падающим и горизонтальным потоками. Наибольшее распространение (на всех автомобильных двигателях) получили карбюраторы с падающим потоком. При установке их на двигатели улучшается наполнение цилиндров и облегчается доступ к отдельным деталям карбюратора.

В зависимости от количества смесительных камер (главных воздушных трактов) карбюраторы подразделяются на однокамерные и многокамерные. Последние могут быть двухкамерные и четырехкамерные.

Многокамерные карбюраторы могут быть с параллельным и последовательным открытием дроссельных заслонок. В первом случае обе дроссельные заслонки открываются одновременно, во втором — неодновременно.

Карбюраторы мотоциклетного типа. Диффузор и дроссельная заслонка

Здравствуйте, уважаемые читатели. Настало время публикации очередной части статьи про карбюраторы малолитражных двигателей.

Сегодня рассмотрим особенности конструкций диффузора и дроссельной заслонки.

Большинство карбюраторов мотоциклетного типа имеют в своей основе диффузор переменного сечения и дозирующую иглу. Управление сечением диффузора осуществляется с помощью дроссельной заслонки цилиндрической или плоской формы. Дроссельная заслонка скомпонована с дозирующей иглой. Получается, что регулирование подачи топлива осуществляется одновременно с изменением сечения диффузора. Подробнее об управлении сечением рассказано в этой публикации.

Пропускная способность диффузора

Диффузор — один из основных элементов карбюратора. К определяющим параметрам диффузора относится его диаметр. Выбор диаметра строго зависит от требований, предъявляемых к двигателю. Численные значения диаметра диффузора и других важных параметров изначально определяют исходя из инженерной практики и опыта проектирования различных мотоциклов и двигателей к ним. Окончательный подбор диаметра осуществляется при испытаниях на двигателе.

К примеру, малокубатурные двухтактные двигатели, применяемые на мопедах и скутерах, оснащаются карбюраторами с диаметром диффузора от 12 до 14 мм. На 125-кубовых спортивных двигателях используются диффузоры с диаметром от 36 до 40 мм. На гоночных двигателях с золотниковым газораспределением можно встретить карбюраторы с еще большим диффузором. Такая тенденция связана с тем, что диаметр диффузора определяет максимальную пропускную способность главного воздушного канала, т.е. — максимальное наполнение цилиндра. Чем бóльшую мощность предполагается развить, тем больше должен быть диффузор, так как он будет оказывать меньшее сопротивление потоку смеси.

Однако большой диаметр диффузора делает двигатель менее приемистым, так как ухудшает распыление топлива в режимах малых и средних нагрузок. Для двигателей, работающих в широком диапазоне оборотов, приемистость важнее максимальной мощности. В таком случае применяются карбюраторы с диффузором небольшого сечения, что позволяет улучшить истечение топлива за счет большего разрежения.

Чтобы увеличить пропускную способность, не меняя диаметр диффузора, применяют специальные вставки для исключения ступенчатого изменения сечения на пути потока воздуха, снижая тем самым паразитные завихрения.

Форма диффузора

После определения площади сечения необходимо определить форму, которой будет ограничена эта площадь.

Для спортивных и других высокопроизводительных двигателей, у которых первостепенен режим максимальной мощности, предпочтительна круглая форма. Круг — это фигура с наименьшим периметром среди прочих фигур одинаковой площади, поэтому стенки диффузора круглой формы оказывают наименьшее сопротивление воздушному потоку.

На двигателях, где важно плавное управление мощностью, применяются карбюраторы с овальным сечением диффузора. Встречаются и более сложные формы, например, форма «щита», как прозвали ее инженеры Dellorto — дальнейшая эволюция овальной формы.

Формы диффузоров: a — овальная форма, b — форма «щита»

Как уже было упомянуто, при малом диаметре диффузора двигатель обладает лучшей приемистостью за счет поддержания высокой скорости воздушного потока в карбюраторе. При небольших подъемах дроссельной заслонки овальный профиль образует меньшее сечение. В этом случае карбюратор работает так, как будто имеет диффузор меньше, чем есть на самом деле. У карбюраторов в форме щита на малых подъемах площадь сечения еще меньше в сравнении с просто овальной. Это делает двигатель еще более отзывчивым на изменение положения ручки газа, что бывает очень важно для некоторых моторов с автоматической трансмиссией.

Сложная форма диффузора позволяет улучшить качество смеси на неустановившихся режимах, не ухудшая наполнение цилиндра при полностью открытом дросселе, так как на полном подъеме площадь увеличивается до рассчитанной на режим максимальной мощности. Помимо этого, сложная форма диффузора позволяет расширить диапазон рабочих оборотов и делает управление мощностью более прогнозируемым для водителя.

Таким образом, можно утверждать, что наполняемость цилиндра в основном определяется диаметром диффузора и формой его сечения (как в поперечной, так и в продольной плоскости). Также на наполняемость влияет форма входного устройства карбюратора и геометрические параметры смесительной камеры.

Дроссельная заслонка

Дроссельная заслонка является регулирующим элементом карбюратора, соединенным с органом управления газом посредством гибкой связи. Она регулирует проходное сечение диффузора, перемещаясь перпендикулярно к оси главного воздушного канала. Во многих моделях карбюраторов дроссельная заслонка представляет из себя цилиндр, перемещающийся на скользящей посадке внутри корпуса карбюратора.

Даже в карбюраторах с постоянным разрежением (в литературе встречается термин — с постоянной скоростью потока), в которых дроссельная заслонка совершает вращательные движения, есть клапан, регулирующий сечение путем перпендикулярного перемещения к оси диффузора. Конструкция и принцип работы подобных карбюраторов будет рассмотрен позже, так как их особенности заслуживают отдельного раздела.

Дроссельные заслонки классифицируются по форме на цилиндрические и плоские (еще их называют шиберные — Термин является уместным, так как в соответствии с ГОСТ 24856-2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» шиберная задвижка определяется как «параллельная задвижка, у которой запирающий элемент выполнен в виде пластины»). На рисунке ниже представлено сравнение размеров круглой и плоской заслонок. Плоская дроссельная заслонка создает меньше паразитных завихрений под собой за счет сокращения длины диффузора.

Общий вид круглой и плоской дроссельной заслонок. Цветом выделены направляющие отверстия для дозирующих игл по центру заслонок.

На следующем рисунке демонстрируется разница в длинах главных воздушных каналов при применении круглой и плоской заслонки. Видно, что у карбюратора с плоской дроссельной заслонкой канал короче, значит сопротивление потоку воздуха оказывается меньшее.

Сравнение длин главных воздушных каналов при цилиндрической и плоской заслонках

Диффузоры современных карбюраторов тщательно прорабатываются для уменьшения паразитных завихрений в местах сопряжения дроссельной заслонки с корпусом карбюратора. Например, на рисунке ниже под буквой a изображен карбюратор Dellorto серии VHSD (Например, обозначение PH в серии карбюраторов Dellorto расшифровывается как P (Piston) — цилиндрическая дроссельная заслонка, H (Horisontal) — горизонтальная ориентация продольной оси главного воздушного канала. Буква V (Valve) в названии других линеек (например VHSD) обозначает наличие плоской дроссельной заслонки), в диффузоре которого видны два тонких направляющих паза по которым, как гильотина, перемещается дроссельная заслонка.

А на рисунке под буквой b демонстрируется дроссельная заслонка карбюратора серии VHSB, установленная в специальный «стаканчик», который служит направляющей для ее перемещения. Заслонка в сборе со стаканчиком устанавливается в цилиндрическое посадочное место корпуса карбюратора.

a — направляющие для перемещения дроссельной заслонки, b — стаканчик-направляющая для дроссельной заслонки.

Дроссельная заслонка карбюраторов с дозирующей иглой как плоская, так и цилиндрическая имеет скос, который влияет на смесеобразование при малых подъемах дросселя. Заслонка с небольшим скосом обогащает смесь вплоть до 1/4 подъема дросселя, но, если смесь слишком богатая, можно взять заслонку с большим скосом. Следует иметь в виду, что даже небольшое изменение этого регулировочного параметра может существенно сказаться на смесеобразовании.

Дроссельные заслонки с различным скосом

Паразитные эффекты

В карбюраторах четырехтактных двигателей может наблюдаться эффект залипания дроссельной заслонки в закрытом состоянии из-за очень сильного прижимного действия низкого давления во впускном тракте. Для уменьшения этого эффекта, а также предотвращения быстрого износа, приводящего к паразитному подсосу воздуха, поверхность покрывается хромом для увеличения твердости и гладкости (рисунок ниже под буквой a).

Этот же эффект вынуждает применять весьма жесткие возвратные пружины для обеспечения закрытия дроссельной заслонки. Однако, поскольку жесткость пружины определяет усилие на ручке газа со стороны водителя, следует стремиться к минимизации трения между заслонкой и корпусом. Например, на рисунке ниже под буквой b представлена хромированная дроссельная заслонка с возвратной пружиной спортивного карбюратора линейки VHSD. Видно, что применена пружина весьма скромных размеров, но ее усилия вполне достаточно для закрытия дросселя, так как хромовое покрытие заслонки существенно снижает трение о корпус.

a — хромированные дроссельные заслонки, b — дроссельная заслонка с возвратной пружиной

Ранее мы отмечали преимущества плоской дроссельной заслонки, но и она не лишена недостатков. Плоская дроссельная заслонка вносит трудности при размещении переходного отверстия системы холостого хода. Это отверстие (отверстия) необходимо для подачи топлива в момент, когда отверстие малых оборотов холостого хода уже не может подавать требуемое количество топлива, а главная дозирующая система еще не включилась в работу. В технологическом цикле изготовления карбюратора эти отверстия сверлят после обработки главного топливного колодца и, для должного функционирования, располагают чуть дальше кромки дроссельной заслонки. При плоском дросселе отверстия располагаются очень близко к распылителю, что усложняет компоновку. Но, несмотря на это, карбюраторы с плоским дросселем являются наиболее совершенными в своей конструкции.

Продолжение следует.

  • Научно-популярное
  • Транспорт

Карбюраторы мотоциклетного типа. Вспомогательные устройства

Здравствуйте, уважаемые читатели. Из предыдущих четырех публикаций мы поняли, что современные карбюраторы весьма сложные устройства, и нам есть что еще обсудить в их конструкции.

Сегодня выясним, что же еще входит в конструкцию карбюратора помимо главной дозирующей системы и системы холостого хода, которые уже были рассмотрены.

Если не предъявлять особых требований к смесеобразованию, карбюратор будет хорошо работать, имея в своей конструкции только главную дозирующую систему и систему холостого хода. Однако их возможностей недостаточно для упрощения пуска холодного двигателя, устранения провалов в динамике набора оборотов при резком открытии дросселя, сохранения наилучшей приемистости без потери максимальной мощности. Для устранения этих эффектов и дальнейшего улучшения рабочих характеристик двигателя применяется ряд вспомогательных устройств карбюратора, о которых пойдет речь в этой статье.

Пусковое устройство

Когда двигатель холодный и температура окружающего воздуха относительно невелика, часть горючей смеси не достигает камеры сгорания, конденсируясь и оседая на стенках впускного трубопровода. В результате этого смесь обедняется, что затрудняет ее воспламенение. Запуск двигателя становится проблематичным, а работа неустойчивой и сложно контролируемой до тех пор, пока двигатель полностью не прогреется.

Для облегчения задачи холодного пуска применяют специальные пусковые устройства — обогатители. Они предназначены для требуемого обогащения горючей смеси в процессе холодного пуска и прогрева. Другими словами, обогатитель приготавливает дополнительное количество горючей смеси, которого достаточно (при работе с другими системами карбюратора) для запуска и устойчивой работы в первое время после пуска.

Подобные устройства есть в конструкциях всех карбюраторов, за исключением некоторых специфических моделей, применяемых на спортивных мотоциклах, где процедура запуска несколько отличается.

В простейшем случае пусковое устройство представляет из себя некий рычаг, позволяющий водителю принудительно опустить поплавки в поплавковой камере, тем самым повышая уровень топлива, что приводит к обогащению смеси. Принцип действия определил название обогатителя — утопитель поплавков. При такой конструкции обогащение смеси происходит во всех системах карбюратора, а возврат к нормальной работе возможен только после запуска двигателя (когда часть топлива израсходуется и уровень придет в норму).

Основным преимуществом утопителя поплавков является простота его конструкции. К недостаткам можно отнести зависимость степени обогащения смеси от времени воздействия. Так как воздействие осуществляется вручную водителем, состав смеси будет зависит от его умения и опыта. К тому же для работы с утопителем необходим непосредственный доступ к карбюратору, что не всегда возможно. По этим причинам утопители поплавков все реже и реже встречаются в конструкциях современных карбюраторов. Были разработаны более совершенные обогатители с независимой от других систем карбюратора топливоподачей, включающей в себя жиклеры, клапаны и другие регулирующие элементы.

Рассмотрим следующую конструкцию обогатителя.

Конструкция обогатителя карбюратора Dellorto серии VHSB: 1 — рычаг управления клапаном; 2 — цилиндрический клапан; 3 — канал подачи смеси в диффузор; 4 — эмульсионная трубка; 5 — воздушный канал; 6 — топливный жиклер

В качестве управляющего элемента выступает миниатюрный цилиндрический клапан 2. Управление клапаном осуществляется водителем вручную (непосредственно или посредством троса). Максимальное обогащение определяется соответствующим жиклером 7 вне зависимости от степени открытия клапана и варианта его привода. Конструкция топливного колодца обогатителя и расположение топливного жиклера таково, что работу обогатителя можно разделить на две стадии.

Когда двигатель заглушен, эмульсионная трубка жиклера обогатителя 5 полностью заполнена топливом до общего уровня в поплавковой камере. Так как уровень топлива одинаковый, слабого разрежения в момент запуска достаточно для истечения нужного количества топлива через обогатитель. На этой стадии смесь образуется очень богатой, что позволяет легко запустить двигатель.

После запуска двигателя эмульсионная трубка быстро пустеет, так как жиклер ограничивает скорость ее наполнения. Смесь начинает обедняться, но остается все еще достаточно богатой для стабильной работы не прогретого двигателя. Через некоторое время, определяемое степенью прогрева, водитель (или иной управляющий элемент) отключает систему обогащения.

Дальнейшим развитием пусковых устройств стало внедрение автоматических систем управления.

Конструкция автоматического обогатителя: 1 — воздушный канал; 2 — цилиндрический клапан с конической иглой; 3 — топливный жиклер, совмещенный с эмульсионной трубкой

Основное их отличие заключается в том, что они способны автоматически уменьшать степень обогащения смеси по мере прогрева двигателя. Наибольшее распространение получили термоэлектрические системы. Разрез реального устройства управления представлен на рисунке.

Термоэлектрическое устройство управления обогатителем: 1 — клапан с конической иглой; 2 — возвратная пружина; 3 — термочувствительный элемент; 4 — нагревательный элемент

В основе такого устройства управления находится нагревательный 4 и термочувствительный 3 элементы. Внутри термочувствительного элемента находится вещество, которое расширяется с ростом температуры. Нагревательный элемент увеличивает свою температуру при приложении к нему постоянного напряжения. Характеристики этих элементов подобраны таким образом, чтобы соответствовать времени прогрева и остывания двигателя.

При холодном пуске клапан 1 изначально открыт. После запуска двигателя на устройство управления подается напряжение, нагревательный элемент увеличивает свою температуру пропорционально степени прогрева двигателя, также пропорционально расширяется вещество внутри термочувствительного элемента и он начинает постепенно закрывать клапан. К моменту полного прогрева мотора клапан полностью перекроет подачу топлива. После остановки мотора и по мере его остывания, термочувствительное вещество будет уменьшаться в объеме, под действием возвратной пружины 2 клапан начнет открываться. Таким образом осуществляется автоматическое обогащение смеси на нужную для текущей температуры величину.

Ускорительный насос

Ускорительный насос предназначен для компенсации переобеднения смеси при резком открытии дросселя. Переобеднение возникает из-за резкого уменьшения разрежения вследствие резкого увеличения площади сечения диффузора. В результате этого наблюдается провал в наборе оборотов двигателем.

Общий вид диафрагменного ускорительного насоса. Цифрой 1 отмечен винт регулировки хода диафрагмы

Для устранения провала при наборе оборотов в конструкцию карбюратора вводят ускорительный насос, который впрыскивает строго определенное количество топлива прямо в диффузор карбюратора при резком открытии дросселя.

Ускорительные насосы бывают двух типов: плунжерные и диафрагменные. Ускорительный насос приводится в действие от дроссельной заслонки напрямую или через систему рычагов. Например, на карбюраторах Dellorto серий PHF и PHM диафрагменный ускорительный насос приводится в действие рычагом 3, скользящим по наклонной плоскости в специальном пазе 4 дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка поднимается, рычаг скользит по наклонной плоскости паза, отгибается и нажимает на диафрагму.

Система привода диафрагмы насоса: 1 — корпус ускорительного насоса; 2 — диафрагма; 3 — рычаг; 4 — паз с наклонной плоскостью

Двигателю может быть необходимо обогащение в начальный момент резкого подъема дросселя или менее интенсивное, но более продолжительное обогащение на протяжении всего времени подъема. Изменяя угол наклона и длину наклонной плоскости, можно регулировать начало момента впрыска и его продолжительность. По-другому количество впрыскиваемого топлива можно регулировать винтом, задающим ход диафрагмы. Вращением винта по часовой стрелке ход диафрагмы уменьшается, что приводит к уменьшению количества впрыскиваемого топлива, вращение против часовой дает увеличение.

При неизменных прочих настройках насоса продолжительность впрыска можно регулировать жиклером, через который осуществляется подача топлива в диффузор. Большой жиклер дает меньшее время впрыска, маленький, соответственно, большее. Таким образом можно настроить подачу насоса под конкретные требования двигателя.

Жиклер ускорительного насоса: Жиклер в корпусе фиксируется специальным винтом 1, к которому есть доступ снаружи карбюратора, что позволяет легко производить замену в процессе настройки.

Эконостат

Для обеспечения лучшей приемистости карбюратор двухтактного двигателя должен поддерживать сравнительно бедную смесь на малых и средних подъемах дросселя. Как уже упоминалось ранее, главный топливный жиклер определяет состав смеси не только при полном открытии дросселя, он также оказывает значительное влияние на состав при частичных подъемах, вместе с дозирующей иглой.

Если использовать главный топливный жиклер уменьшенной пропускной способности для наилучшей работы на средних подъемах дросселя, смесь может стать слишком бедной для режима максимальной мощности. И наоборот, установка жиклера большей пропускной способности может дать слишком богатую смесь на средних подъемах, что ухудшит приемистость двигателя.

Эконостат позволяет устранить эту проблему. Он подает топливо напрямую в диффузор, только когда скорость воздушного потока велика — в режиме максимальной мощности. Таким образом компенсируется недостаточная пропускная способность главного топливного жиклера.

Схема работы эконостата: 1 — топливоподающее отверстие; 2 — топливный жиклер

Топливный жиклер эконостата, как и все прочие, расположен в поплавковой камере. Отверстие, подающее топливо в диффузор, расположено в верхней части главного воздушного канала. Такое расположение отверстия обусловлено необходимостью подачи топливо через него только при сильном разряжении в диффузоре, когда дроссельная заслонка полностью открыта.

Элементы эконостата. Цветом выделен топливный жиклер (a), топливоподающее отверстие (b).

Наличие эконостата в конструкции карбюратора несколько усложняет его настройку в режиме максимальной мощности, так как эконостат и главная дозирующая система работают в этот момент параллельно и результирующий состав смеси зависит от их совместной работы. Однако, качественная настройка позволяет сохранить максимальную мощность, не теряя при этом в приемистости двигателя.

Продолжение следует.

  • Научно-популярное
  • Транспорт

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *