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.