Опишите назначение устройство и работу систем холостого хода различных карбюраторов кратко

Обновлено: 03.07.2024

При работе двигателя на малых частотах вращения без нагрузки дроссельная заслонка закрывается почти полностью. Разрежение в диффузоре, где расположен распылитель, в этом случае снижается настолько, что подача топлива из главной дозирующей системы прекращается.

Для приготовления горючей смеси необходимого состава (0,7 ≤ α ≤ 0,85) на холостом ходу используется пространство воздушного патрубка под дроссельной заслонкой (задроссельное пространство). При этом топливо в задроссельное пространство подается специальной системой, которая называется системой холостого хода.

Из-за создавшегося разрежения под прикрытой дроссельной заслонкой в зоне эмульсионных отверстий 2 и 3 (см. Рис. 1) топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер 16 и жиклер 7 холостого хода поступает по каналам 8 и 9. При этом к нему подмешивается воздух, который подсасывается через воздушный жиклер 10. Через отверстие 4, расположенное выше кромки прикрытой дроссельной заслонки, к топливу подмешивается дополнительное количество воздуха. В результате к выходным отверстиям 2 и 3 поступает топливовоздушная эмульсия требуемого состава.

Устойчивую работу двигателя с малой частотой вращения обеспечивают с помощью регулировочных винтов 5 и 17. Винтом 5 регулируют количество поступающей эмульсии, и, следовательно, состав смеси. Количество смеси и частоту вращения на режиме холостого хода регулируют винтом 17, который изменяет положение дроссельной заслонки 1 при полностью отпущенной педали акселератора.

При дальнейшем открытии дроссельной заслонки вступает в работу главная дозирующая система. Однако подача топлива через систему холостого хода продолжается до открывания дроссельной заслонки примерно на 40% от максимального открытия.

Экономайзер принудительного холостого хода

Системы холостого хода современных карбюраторов имеют дополнительное устройство – экономайзер принудительного холостого хода.
Данное устройство отключает подачу топлива через систему холостого хода при торможении автомобиля двигателем. При таком торможении дроссельная заслонка закрыта, а частота вращения коленчатого вала велика, так как он приводится во вращение через трансмиссию от колес автомобиля.
В результате под дроссельной заслонкой разрежение многократно возрастает, расход топливной эмульсии через отверстия 2 и 3 резко увеличивается, что приводит к усиленному недогоранию топлива и выбросу в окружающую среду токсичных веществ.

Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) включает в себя электромагнитный клапан, который перекрывает подачу топливной эмульсии к выходным отверстиям системы холостого хода, датчик положения дроссельной заслонки и электронный блок управления. Электронный блок управления получает сигналы о положении дроссельной заслонки от датчика и о частоте вращения коленчатого вала от системы зажигания. При определенном соотношении этих сигналов блок управления выдает управляющий сигнал на закрытие или открытие электромагнитного клапана экономайзера принудительного холостого хода.
Исходными данными для срабатывания электромагнитного клапана ЭПХХ являются сигнал датчика о закрытой заслонке и повышенное число оборотов коленчатого вала.
Такой режим ЭПХХ поддерживает пока:

скорость движения при отпущенной дроссельной заслонке не уменьшится;
не будет выключена передача и автомобиль начнет двигаться в режиме обычного холостого хода;
водителем нажмет педаль акселератора и движение продолжится с повышенной скоростью, экономайзер выключится по положению заслонки.

Работа экономайзера в составе системы холостого хода карбюратора обеспечивает экономию топлива и лучшую эффективность торможения мотором в режиме принудительного холостого хода.

Сегодня речь пойдет о системе холостого хода и работе карбюратора в переходных режимах.

Устройство системы холостого хода

В конструкциях современных карбюраторов есть не только главная дозирующая система. Она одна не позволила бы получить необходимый состав смеси для поддержания нормальной работы двигателя в режиме без нагрузки, другими словами когда двигатель должен работает на холостом ходу. За нормальную работу в режиме холостого хода отвечает одноименная система. Рассмотрим один из вариантов ее конструкции.

Устройство системы холостого хода: 1 — переходное отверстие; 2 — воздушный канал; 3 — винт состава смеси на холостом ходу; 4 — отверстие малых оборотов холостого хода; 5 — топливный канал; 6 — топливный жиклер, совмещенный с эмульсионной трубкой

В состав системы холостого хода входит два топливоподающих отверстия. Они имеют специальные названия: переходное отверстие 1 и отверстие малых оборотов холостого хода 4 (варианты расположения на реальном карбюраторе представлены на рисунке ниже). Переходное отверстие располагается под дроссельной заслонкой, в непосредственной близости от ее задней кромки. Отверстие малых оборотов холостого хода находится за дроссельной заслонкой, на небольшом отдалении в точке, где при закрытой дроссельной заслонке разрежение наибольшее. Такое положение обусловлено стремлением к обеспечению наиболее легкого истечения топлива из отверстия малых оборотов холостого хода.

Варианты расположений топливоподающих отверстий: 1 — переходное отверстие; 2 — отверстие малых оборотов холостого хода

В топливоподающем канале 5 системы холостого хода находится жиклер 6, который ограничивает истечение топлива при работе на холостых оборотах. В этом же канале расположена эмульсионная трубка (часто совмещенная с жиклером), в которой топливо смешивается с воздухом, поступившим по воздушному каналу 2.

К элементам точной настройки относится винт 3, регулирующий сечение воздушного канала. В данной конструкции винт влияет на состав смеси. Ниже будет рассмотрена конструкция, в которой аналогичный винт регулирует количество смеси.

Принцип работы на малых оборотах холостого хода

При закрытой или почти закрытой дроссельной заслонке разрежение в зоне распылителя главной дозирующей системы недостаточно для истечения топлива из него. При таком положении дросселя зона наибольшего разрежения находится за дроссельной заслонкой. Именно в этом месте располагают отверстие малых оборотов холостого хода. Работа двигателя полностью обеспечивается топливом, поступающим из этого отверстия.

Эмульсирование топлива в системе холостого хода

В системе холостого хода топливо смешивается с небольшим количеством воздуха, который поступает по специальному воздушному каналу. Процесс эмульсирования топлива происходит следующим образом. Когда дроссельная заслонка закрыта и горючая смесь подается только через отверстие малых оборотов холостого хода, топливо смешивается с воздухом, поступающим не только по воздушному каналу, но и с воздухом из-под дроссельной заслонки, прошедшим через переходное отверстие. По мере подъема дросселя происходит перемещение зоны максимального разрежения в сторону распылителя главной дозирующей системы. В связи с этим количество поступающего в систему холостого хода воздуха через переходное отверстие уменьшается. В какой-то точке подъема дросселя воздух совсем перестает поступать из переходного отверстия, и под действием разрежения топливо начинает фонтанировать через него. В этот момент весь воздух начинает поступать только через специальный воздушный канал, пропускная способность которого регулируется винтом конической формы.

Винт регулировки смеси на холостом ходу

Окончательная (точная) настройка системы холостого хода производится с помощью специального винта с коническим кончиком, который регулирует пропускную способность воздушного канала системы холостого хода. Некоторые модели карбюраторов оснащены винтом, регулирующим количество топлива уже предварительно смешанного с воздухом, подаваемого системой холостого хода.

Винты регулировки смеси на холостом ходу. Два винта слева регулируют количество смеси, два справа — состав смеси.

Так как в одном случае винт регулирует состав смеси, а в другом — количество топливной смеси, применяются противоположные приемы регулировки. Если винт регулирует пропускную способность воздушного канала, то для обогащения смеси необходимо уменьшить количество воздуха путем закручивания винта. Для того чтобы сделать смесь беднее, винт необходимо выкручивать. Если винт регулирует количество подаваемого топлива, то, напротив, для обогащения его выкручивают, для обеднения, соответственно, закручивают.

Понять, по какому принципу осуществляется регулировка на том или ином карбюраторе, очень просто. Винт регулировки воздуха располагают ближе к входному устройству карбюратора, который подсоединяют к фильтру, в то время как винт регулировки топлива располагают ближе к фланцу крепления к двигателю.

Расположение винтов регулировки смеси на холостом ходу: a — винт регулировки состава смеси, b — винт регулировки количества смеси

Жиклер холостого хода

Если установлен жиклер слишком большой пропускной способности, двигатель начинает работать неустойчиво, медленно набирает обороты, звук выхлопа становится глухой и слабый. Если жиклер обладает недостаточной пропускной способностью, двигатель хорошо набирает обороты, но при резком закрытии дросселя обороты не снижаются столь же быстро. Снижение оборотов до холостого хода происходит с запаздыванием вплоть до нескольких секунд.

Слишком маленькая пропускная способность приводит к неустойчивой работе и частым остановкам двигателя, как в режиме малого холостого хода, так и при попытках поднять дроссель. Работа двигателя с установленным жиклером холостого хода недостаточной пропускной способности может привести к прихвату поршня к стенке цилиндра в момент закрытия дроссельной заслонки. Риск особенно велик, если до этого двигатель работал на полном газу в течение продолжительного времени. В таких условиях после закрытия дросселя двигатель по инерции сохраняет большие обороты. Если в этот момент система холостого хода приготавливает бедную смесь, тепловая нагрузка резко увеличивается из-за чрезмерного обедненного сгорания, что повышает риск перегрева и последующего заклинивания.

Работа системы холостого хода в переходном режиме

Когда водитель начинает приоткрывать дроссельную заслонку, разрежение в зоне отверстия малых оборотов холостого хода уменьшается. Это приводит к уменьшению подачи топлива через него, поэтому в работу необходимо включаться другой системе, обеспечивающей плавный переход в работе от системы холостого хода к главной дозирующей системе.

Когда дроссельная заслонка поднимается примерно до 1/4 всего хода, разрежение в зоне отверстия малого холостого хода падает настолько, что истечение топлива из него прекращается. Область максимального разряжения смещается ближе к распылителю главной дозирующей системы, но еще не достигает его. Как раз в этом месте расположено переходное отверстие. Из него начинает фонтанировать топливо в количестве, достаточном для обеспечения плавного перехода в работе двигателя от холостого хода к режиму частичных нагрузок, когда работает уже главная дозирующая система.

Отметим, что жиклер холостого хода важен не только для работы на малых оборотах холостого хода, но и для переходного режима, так как он также регулирует количество топлива, истекающего из переходного отверстия. Наряду с жиклером на работу в переходных режимах оказывают влияние угол среза дроссельной заслонки, специальный выступ на задней части дроссельной заслонки, форма насадки вокруг распылителя главной дозирующей системы, специальный паз на задней кромке дроссельной заслонки.

Элементы дроссельной заслонки, влияющие на переходной режим. Цветом обозначены выступ на задней части дроссельной заслонки (a) и специальный паз на задней кромке (b).

Карбюратор двигателя состоит из 5 основных систем карбюратора:

1) главная дозирующая система карбюратора предназначена для смешивания топлива с воздухом в установленных пропорциях, что обеспечивается с помощью специальных жиклеров с калибром (топливные и воздушные жиклеры).

2) система холостого хода карбюратора предназначена для поддержания работы двигателя на малых оборотах коленчатого вала.

3) система пуска карбюратора предназначена для подачи воздуха в эмульсионные трубки через воздушную заслонку и жиклеры.

4) система экономайзера карбюратора предназначена для обогащения горючей смеси во время продолжительной нагрузки.

5) система ускорительного насоса карбюратора предназначена для кратковременного обогащения горючей смеси во время разгона автомобиля.

Приготовление горючей смеси и работа основных систем карбюратора

Приготовление горючей смеси осуществляется за счет смешивания двух компонентов топлива и воздуха в определенной пропорции. Оба компонента перед попаданием в систему должны быть тщательно очищены от различных видов загрязнений и примесей. Горючая смесь приготавливается в карбюраторе за счет мелкокалиберных жиклеров, и заслонки, с помощью которых топливо дозируется и распыляется на мельчайшие частицы, после чего перемешивается с воздухом.

Горючая смесь имеет свой состав, который приготавливается при определенном соотношением масс топлива к воздуха. Для того, чтобы сгорел 1 кг бензина теоретически необходимо смешать с ним 14,9 кг воздуха (при расчетах принимают 15). Правда идеального не бывает, и количество воздуха, которое расходуется на приготовление горючей смеси, немного больше или меньше по сравнению с теоретическим. В связи с этим состав горючей смеси характеризуется коэффициентом воздуха, который участвует в процессе сгорания топлива, к теоретически обусловленному количеству воздуха.

Для точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси приняли названия следующих смесей:

1) богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха равным 0,70-0,85

2) обогащенная смесь с коэффициентом избытка воздуха 0,85-0,95

3) обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,05-1,15

4) бедная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,15-1,20

Двигатель должен работать в оптимальном режиме. Оптимальный режим работы двигателя обеспечит нормальная горючая смесь. То есть горючая смесь должна быть не переобагащенная, и не переобедненная, так как в этих случаях снижается экономичность и мощность двигателя.

Карбюратор – это обязательный узел питания двигателя внутреннего сгорания автомобилей и мотоциклов. До конца XX века карбюраторы устанавливались на большинство автомобилей, но в наши дни их прочно вытеснили более удобные и функциональные инжекторные системы. Сейчас они часто встречаются в автомобилях возрастом 20 и более лет.

Принцип работы и устройство простейшего карбюратора

В первом устройстве, изобретенном Л. Христофорисом в 1876 году, топливо нагревалось, испарялось, образовавшиеся пары и потоки воздуха смешивались. Спустя год решение усовершенствовали, использовав принцип топливного распыления, который стал основой для следующих проектов.

До широкого распространения привычных нам устройств были барботажные модели и мембранно-игольчатые. Первые — в виде бензинового бака, в котором близко от поверхности располагалась доска и пара патрубков для подачи из атмосферы и забора смеси топлива и воздуха в мотор. Воздух перемещался под доской, непосредственно над топливом, обогащался парами и становился горючей смесью. Это была простая, но рабочая система. Дроссельная заслонка находилась отдельно. На функционирование мотора с барботажным узлом влияли природные условия — испаряемость зависела от температуры. Такую систему было сложно регулировать, она была взрывоопасна.
Схема барботажного карбюратора.

Мембранно-игольчатое устройство размещается отдельно от бензобака. В нем было нескольких камер, жестко связанных с помощью штока. Седло клапана, через который подавалось топливо, запиралось иглой на штоке. Камеры были соединены топливным каналом и смесительной зоной. Параметры устройства определяли пружины, на которые надавливали мембраны. Такой карбюратор работал независимо от условий на улице и местоположения, был популярен в начале 19 века, когда его устанавливали на автомобилях и мототехнике, в самолетах с поршневыми моторами внутреннего сгорания.
Схема мембранно-игольчатого карбюратора.

Устройство карбюратора наших дней

Сегодня используются поплавковые модели, которые являются самыми усовершенствованными. Их можно увидеть на большинстве машин.
Устройство и работа карбюратора: 1 — регулировочный винт пускового устройства; 2 — штифт рычага 24, входящий в паз рычага 3; 3 — рычаг управления воздушной заслонкой; 4 — винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 5 — регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 6 — рычаг дроссельной заслонки первой камеры; 7 — ось дроссельной заслонки первой камеры; 8 — рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 9 — регулировочный винт количества смеси холостого хода; 10 — ось дроссельной заслонки второй камеры; 11 — рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 12 — патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 13 — дроссельная заслонка второй камеры; 14 — выходные отверстия переходной системы второй камеры; 15 — корпус дроссельных заслонок; 16 — распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 17 — малый диффузор; 18 — корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 19 — распылитель ускорительного насоса; 20 — патрубок подачи топлива в карбюратор; 21 — распылитель эконостата; 22 — воздушная заслонка; 23 — шток пускового устройства; 24 — рычаг воздушной заслонки; 25 — крышка пускового устройства; 26 — штифт рычага 24, действующий от штока 23 пускового устройства; 27 — ось воздушной заслонки; 28 — крышка карбюратора; 29 — трубка с топливным жиклером эконостата; 30 — топливный фильтр; 31 — игольчатый клапан; 32 — эмульсионная трубка второй камеры; 33 — поплавок; 34 — главный топливный жиклер второй камеры; 35 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 — рычаг привода дроссельных заслонок; 37 — рычаг привода ускорительного насоса; 38 — диафрагма ускорительного насоса; 39 — регулировочный винт качества (состава) смеси холостого хода; 40 — патрубок забора разрежения вакуумного регулятора опережения зажигания. 41 — корпус карбюраторов. 42 — электромагнитный запорный клапан; 43 — регулировочный винт добавочного воздуха заводской подрегулировки системы холостого хода; 44 — диафрагма пускового устройства.

Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов:

Принцип работы карбюратора

Сначала горючее направляется в поплавковую камеру. В момент достижения необходимого уровня поплавок поднимается и перекрывает клапан, через который подается топливо. Когда поплавок опускается, подача топлива возобновляется.

Далее топливо идет в смесительную камеру, где создается горючая смесь. Сверху подается воздух, который соединяется с горючим. В камере находится распылительная трубка с жиклером, а также дроссель и диффузор. Жиклер — это пробка, которая не допускает вытекание топлива из поплавковой камеры. Заслонка, соединенная с педалью, называется дросселем. При надавливании ногой, она открывается, и горючая смесь попадает в цилиндр. В результате машина набирает скорость. В диффузоре находится распределительная трубка.

В момент запуска в смесительной камере формируется разрежение, из распылителя разбрызгивается топливо. Поднимается поток воздуха, который при смешении с топливом, переносит горючее в цилиндр.

В новейших устройствах помимо смесительной и поплавковой камер, находится также пусковое и дозирующее устройство, конструкция холостого хода, экономайзер, ускорительный насос. Устаревшие модели не обеспечивают полноценную работу мотора, поскольку в зависимости от того, холодный или горячий двигатель, смесь должна быть разной. Если запускают холодный двигатель, требуется горючая смесь, обогащенная топливом. В случае, когда мотор долго работал, необходима смесь с небольшим включением топлива.

Для увеличения скорости или езды в нагруженной машине, нужна смесь, сильно обогащенная топливом. Аналогичная ситуация при движении на холостом ходу, на малых оборотах. Такие условия простой карбюратор обеспечить не в силах.

С целью обогащения смеси топливом применяют насос-ускоритель. Когда резко выжимают педаль, проходит воздух, который движется быстрее топлива. С этим связана нехватка топлива в горючей жидкости. При наличии насоса силовой агрегат работает мощнее.

Система холостого хода идеальна для малых оборотов. При таком режиме силовой агрегат функционирует на обогащенной смеси. Однако, одной дозирующей системы недостаточно, ведь на холостом ходу дроссель открывается лишь частично. В новейших карбюраторах горючая смесь формируется около дросселя, поскольку в этом месте, даже если дроссель открыт не полностью, создается необходимое разрежение.

Для запуска мотора требуется смесь, которая обогащена топливом. С этой целью в смесительной камере предусмотрена заслонка с клапаном, через который проходит воздух. На приборной панели автомобиля есть ручка для управления клапаном. При вытягивании ручки клапан приоткрывается, и объем воздуха в смесительной камере сокращается. А количество горючего в смеси возрастает. В результате даже первые порции смеси достаточно насыщены, и мотор быстро заводится. При наличии спускового устройства двигатель работает даже при пониженных температурах.

Возможности дозирующего устройства позволяют создавать смесь, подходящую для работы двигателя в разных режимах. С помощью системы автоматически регулируется состав смеси при работе мотора с малой и средней нагрузкой. В таком режиме топливо подается через дозирующую систему. Однако, даже при полном открытии дросселя горючего часто недостаточно. По этой причине, когда дроссель практически полностью открыт, рычаг, соединенный с ним, воздействует на тягу привода экономайзера — так открывается дополнительный проход из поплавковой камеры. В итоге двигатель функционирует более мощно.

Читайте также: