Карбюраторний уприскування: дозуючі системи

Ми продовжуємо цикл статей про карбюраторном уприскуванні. Двигун автомобіля в процесі їзди функціонує в різних режимах. Для окремих робочих режимів потрібно топливовоздушная суміш з різним складом. Найчастіше на таких режимах відбуваються постійні і різкі зміни, пов'язані з кількістю парів пального.

Головним завданням карбюратора стає приготування такої суміші, яка буде оптимальною для будь-якого режиму роботи мотора. Пристрій карбюратора, який має розпилювач з постійним перетином, включає в себе різні дозуючі пристрої. Кожен з цих елементів поступово включається в роботу карбюратора або відбувається поетапне відключення, а також можлива одночасна робота. Це буде залежати від режимів навантаження, оборотів силового агрегату, кута відкриття заслінки дроселя і т.д. Дозуючі системи карбюраторного уприскування відповідають за оптимальний склад робочої паливо-повітряної суміші у всіх режимах і одночасно покликані забезпечити максимум потужності і найкращий показник економічності.

Рекомендуємо додатково прочитати статтю про пристрій карбюратора.З цієї статті Ви зможете дізнатися про основні елементи конструкції і принципи роботи даного пристрою.

Головна система дозування палива

Зазначена головна дозуюча система є таким елементом, який зустрічається в конструкції практично будь-якого карбюратора. Актуальні версії отримали пневматичну систему для компенсації складу паливо-повітряної робочої суміші. В основі системи лежить 1 головний паливний жиклер і 1 головний повітряний жиклер. Дані жиклери виходять в колодязь, який називають емульсійних.

Емульсійний колодязь розташований вертикально або під нахилом залежно від моделі та модифікації карбюратора. Потік повітря проходить по жиклера для подачі повітря і потрапляє в емульсійну трубку. Трубка має ряди отворів, розташованих вертикально. Між емульсійної трубкою і стінками емульсійного колодязя створюється топливовоздушная емульсія первинного типу. Подальшим маршрутом емульсії стає камера змішувача, куди вона рухається по каналу і потрапляє в розпилювач. Головний паливний жиклер знаходиться в нижній частині. З цієї причини рівень пального в міру витрати емульсії з розпилювача схильний до підйому. Так відбувається завдяки надходженню пального з камери поплавця.Кількість палива обмежує паливний жиклер.

Зниження рівня пального в емульсивному колодязі означає, що в емульсію потрапляє більша кількість повітря, який проходить через отвори в емульсійної трубці. Підсумком стає зростання частки повітря в робочій суміші, що і визначає велику ступінь компенсації. Зустрічаються також системи, коли бензин і повітря відразу потрапляють всередину трубки. Ранні конструкції мали систему дозування з паралельними жиклерами і дифузорами, розташованими послідовно. У таких пристроях за компенсацію практично повністю відповідала система холостого ходу. Також робився наголос на пружність пластин, які відкривали доступ для потоку повітря в більшому дифузорі. Компенсаційний паралельний жиклер забезпечував подачу палива.

Конструктивно прості карбюратори авто з невеликим робочим об'ємом мотора мали головну систему дозування, яка складалася з компенсаційного колодязя і компенсаційного обмежувального жиклера. Таке рішення було не здатне здійснити значну компенсацію і забезпечити подачу належної кількості палива в усіх випадках.Для гнучкої експлуатації у всіх режимах роботи ДВС такі карбюратори не підходили.

Більш досконалі розробки дозуючої системи карбюраторного уприскування здатні забезпечувати таку гнучкість робочої паливо-повітряної суміші, яка знаходиться на позначці від 1/14 до 1/17, де перша цифра вказує на вагову частину бензину, а друга повітря. Головні режими роботи мотора стають економічними завдяки системі дозування. Система реалізує приготування збіднених складів близько 1/16 або 1 / 16,5.

горизонтальний карбюратор

Окреме місце займає конструкція, яка застосована в пристрої головної дозуючої системи горизонтального карбюратора з регулюванням голки типу. Така система забезпечує одночасне механічне зміна кількості повітря, який минув дифузор завдяки підйому шибера, і регулювання кількості потрапляє в дифузор пального, яке дозується за допомогою голки з перемінним профілем.

Голка проходить через жиклер і механічним способом змінює прохідний перетин. У таких карбюраторах чітко задано співвідношення як перетину дифузора, так і жиклера.Ці перетину безпосередньо залежать від тієї висоти, на яку піднімається шибер. Карбюратори, які мають постійне розрідження, в момент часу демонструють зміна даної характеристики по автоматичному принципом. Завдання реалізована за допомогою демпфирующей системи, яка в основі має золотник, а також спирається на розрідження в області заслінки дроселя. Система функціонує завдяки визначається навантаженні на силовий агрегат і обліку кута повороту дросельної заслінки.

Перехідна система у вторинній камері

Якщо говорити про перехідною системі з дроселями, що відкриваються послідовно в 2-й камері, то дане рішення нагадує систему холостого ходу, але з низкою особливостей.

Головна дозуюча система, розташована в 2-й камері карбюратора, спочатку розрахована на те, щоб забезпечувати "багату" суміш для потужності. Завдяки цьому камера не потребує можливості серйозної компенсації суміші порівняно з первинною камерою. Результатом стає те, що перехідна система підключається паралельно, а її паливний жиклер з'єднаний ні з колодязем для емульсії головної системи дозування, а з поплавковою камерою.

Виходить, що в роботу вступає як перехідна, так і головна система у вторинній камері.Включення обох систем відбувається одночасно, що й дозволяє збагатити робочу суміш до потрібного ступеня.

Робота карбюратора при низькому розрідженні

Система, що відповідає за холостий хід, а також перехідна система і система вентиляції картера відповідають за забезпечення стабільної роботи мотора в таких режимах, коли розрідження мінімально. Цього вакууму виявляється мало для того, щоб задіяти головну систему дозування, так що в таких режимах роботи ці системи реалізують корекцію складу паливо-повітряної суміші.

Коли мотор знаходиться в режимі холостих обертів, над дроселем немає того вакууму, який необхідний для активації головної системи дозування. Очевидно, що для режиму роботи з низьким розрідженням і при слабо відкритій заслінці дроселя знадобилася ще одна система. Ця система відповідає за процес утворення робочої суміші при незначній витраті повітря, який протікає при таких режимах в камері змішувача.

Система холостого ходу

Вкрай рідко зустрічається паралельна система, частіше представлена ​​послідовна або автономна. За типом розпилу виділяють дросельний розпил і розпил в просторі за дроселем. Система влаштована так, що в основі є канали для повітря, пального і емульсії.Також присутні дозуючі елементи, під якими розуміються жиклери для роботи на холостому ходу. Жиклер холостого ходу, який відповідає за подачу палива, бере емульсію в нижній частині відповідного колодязя головної дозуючої системи.

Виходить, що даний жиклер являє собою елемент в паливному каналі дозуючої системи. Жиклер, що відповідає за подачу повітря на холостому ходу, з'єднується з простором в камері змішувача. Йдеться про верхній частині камери, а таке пристрій здатний реалізувати зміна кількості повітря, що подається, який надходить в систему холостого ходу при різних навантаженнях і робочих режимах силового агрегату.

Завдяки зазначеним характеристикам система холостого ходу є важливим учасником у ланцюжку елементів, які беруть участь в процесі корекції складу робочої суміші для головної системи дозування.

Найчастіше буває так, що повітря потрапляє в пристрій холостого ходу по декількох каналах (каналів буває два або три). Така реалізація забезпечує процес утворення емульсії по двом або трьом ступеням, що сприяє отриманню більш гомогенної робочої суміші і одночасно поліпшує рівномірність її складу по кожному окремо взятому циліндру ДВС.

Система холостого ходу має вихід стосовно простору камери змішувача. У просторі за дросельною заслінкою є достатній вакуум при режимі холостих обертів, якого вистачає для роботи системи холостого ходу. У канал системи відкриті перехідні отвори. Ці отвори знаходяться в області кромки злегка відкритою заслінки дроселя.

Моделі До 88, ДААЗ 2108 і деякі інші отримали єдине вертикальний отвір, схоже на щілину. Одна частина знаходиться нижче кромки заслінки дроселя і відповідає за роботу на холостих обертах. Якщо почати відкривати дросельну заслінку, тоді щілину збільшується, сприяючи роботі мотора при перехідних режимах.

На холостих обертах заслінка дроселя практично повністю перекрита. Необхідний вакуум в карбюраторі є відразу за заслінкою. Таке розрідження дозволяє через отвір холостого ходу отримати паливо з головної дозуючої системи. Це паливо йде через паливний жиклер холостого ходу і змішується з повітрям, який потрапляє через повітряний жиклер холостого ходу і інші канали для його подачі. Отримана топливовоздушная робоча суміш стає збагаченої, що і потрібно мотору для роботи в режимі холостих обертів. Частка бензину і повітря в цій суміші представлена ​​в рамках від 1/12 до 1 / 14,5.

Під перехідним режимом слід розуміти роботу ДВС з невеликим кутом відкриття заслінки дроселя. При зазначеному режимі багата суміш з каналів системи холостого ходу виявляється в зоні кромки заслінки, проходить через єдиний отвір або конструктивну групу перехідних отворів, змішується з вступником повітрям і збіднюється в певних межах (1/15 або 1 / 16,5).

Як вже говорилося, певні моделі карбюраторів в області кромки заслінки дроселя можуть мати тільки один отвір, схоже на щілину. Це отвір розташований вертикально. Конструктивно це рішення здатне забезпечити ефективну компенсацію і досить плавно змінювати склад паливо-повітряної робочої суміші під час режиму переходу. Якщо врахувати, що форму щілини можна задати, тоді доречно говорити про відмінну перехідній характеристиці. Коли мотор працює в інших режимах система холостого ходу виробляє компенсацію складу робочої суміші, яку утворює головна дозуюча система. Виходить, що система холостого ходу грає важливу роль в загальному пристрої всього карбюраторного уприскування і забезпечує правильну його роботу.

Не рідкісні такі випадки, коли після непрофесійної настройки холостого ходу і при цьому нормально виставлених для цього режиму оборотах карбюратор все одно демонстрував низьку ефективність або навіть непрацездатність.

Автономний холостий хід

У ряді конструкцій систему роблять автономної, оснащуючи додатковими пристроями для утворення паливо-повітряної робочої суміші. Іншими словами, виходить своєрідний додатковий карбюратор, що працює всередині основного карбюратора і пристосований для ефективного функціонування в умовах низької витрати повітря. Прикладом може послужити автономна система холостого ходу типу "Каскад". Така система потрібна для того, щоб склад робочої суміші залишався рівномірним при розподілі по циліндрах силової установки, а також для стабілізації ряду характеристик і самого процесу сумішоутворення, узгодженості з моментом запалювання і т.п.

Дана система конструктивно отримала головний канал. Вхідний отвір каналу знаходиться в області тієї кромки заслінки дроселя, яка опускається. Сама улоговинка каналу має вихід в область під дроселем.Таке розташування здатне забезпечити можливість негайно припинити рух повітря і пального в каналі в той момент, коли здійснюється відкриття заслінки дроселя. Даний канал стає основним шляхом для емульсії, яка утворилася в системі режиму роботи на холостих обертах.

Найкраща якість розпилу досягається завдяки змішуванню цієї емульсії з повітрям за допомогою особливих розпилювачів. Розпилювачі здатні в режимі малого витрати повітря і емульсії надати робочій паливо-повітряної суміші найвищу швидкість руху, що межує зі швидкістю звуку.

Така особливість автономних рішень холостого ходу дозволяє забезпечити найбільш якісний розпил суміші, який неможливий при використанні в карбюраторному уприскуванні інших систем. Просунуті карбюратори можуть мати систему автономного холостого ходу, яка характеризується емульгуванням від дворазового до чотириразового.

Подібні автономні системи можуть бути влаштовані відмінно один від одного. Найбільш просту схему пристрою демонструє карбюратор моделі ДААЗ 2140. Даний карбюратор має конструкцію, при якій повітряний потік проходить через щілину невеликого розміру.У цю щілину у верхній частині додатково відкрито ще одну щілину з каналу, по якому надходить емульсія. Завдяки співвідношенню перетинів цих щілин емульсія і повітря отримують швидкості, наближені до швидкості звуку.

Автономний холостий хід типу "Каскад" отримав тип розпилювача, який нагадує за своєю формою кільце і має отвори, розташовані по колу. Що йде з цих отворів емульсія зустрічається з повітряним потоком. Вся система автономного холостого ходу даної конструкції сильно нагадує принципи роботи змішувальної камери карбюратора. Розпилювач в центрі оснащений спеціальним регулювальним гвинтом з особливим профілем. Цим гвинтом проводиться регулювання кількості суміші в автономній системі.

Зустрічаються системи холостого ходу, які мають в каналі руху емульсії розпилювачі-сопла, спрямовані в центральну зону загального каналу. Потік повітря в такій конструкції подається через регулювальний гвинт, також обладнаний повітряним каналом.

Примусовий холостий хід

У такому режимі система підключає економайзер. Зазначене пристрій є клапаном, який здатний відключати подачу палива.Додатковим елементом стає система управління економайзером, яка може бути електронно-пневматичною або тільки електронної.

Коли ДВС переходить в режим примусового холостого ходу, на виконуючий клапан подається сигнал управління. У моторах, які отримали управління за допомогою мікропроцесора, сигнал створює дана контролююча система. Виконуючий клапан може перебувати в вихідному отворі автоматичної системи холостого ходу і здійснювати перекриття каналу для подачі паливоповітряної робочої суміші.

Другим варіантом стає конструкція клапана з голкою, яка перериває топливоподачу через жиклер. Така конструкція призводить до зростання інерційності всієї системи. Особливість полягає в невеликому відрізку часу, коли в момент виходу з примусового режиму холостих обертів в роботу включається загальна система холостого ходу, але пальне ще не надходить по головному каналу через жиклер. Серед головних плюсів відзначається дешевизна і простота конструкції, а також менша схильність до потенційних несправностей в процесі активної експлуатації.

Система з клапаном в каналі є конструктивним рішенням в моделях ДААЗ 2104, 2105, 2107. Зміна режимів відбувається моментально, але ряд складнощів в процесі обслуговування та експлуатації часто призводив до того, що власники авто з подібним пристроєм системи змушені були деактивувати примусовий холостий хід.

Своєрідно система примусового холостого ходу реалізована в моделі К90. Пристрій має такі канали холостого ходу в двох камерах, які в кінці отримали солідні порожнини. У зазначених порожнинах знаходяться тарілки електромагнітних клапанів. Коли на них відбувається подача напруги, тоді подача робочої паливо-повітряної суміші припиняється. Ці особливості дозволяють карбюратора працювати в штатному режимі тоді, коли економайзер зламався.

Якщо карбюраторний автомобіль має додаткове обладнання, що віднімає потужність мотора (АКПП, кліматичну установку, генератор підвищеної потужності і т.п.) тоді в конструкції можна зустріти керований упор заслінки дроселя. Завданням такого рішення стає стабілізація холостих обертів під час включення додаткових пристроїв і зростання навантаження на мотор. Дросельна заслінка в таких режимах трохи піднімається.

Еконостат і економайзер

Зазначені пристрої використовуються для того, щоб забезпечити приплив пального в змішувальну камеру і подати "багату" топливовоздушную робочу суміш при високому розрідженні. Під цим розуміються пікові навантаження на мотор, при яких збіднена і економічна суміш не здатна забезпечити належної віддачі від силового агрегату.

Економайзер може управлятися примусово, як пневматичним способом, так і механічно. Еконостат є пристроєм у вигляді трубки з різним перетином, в якій додатково можуть бути емульсійні канали. Ці канали виходять в верхній простір змішувальної камери над дифузором. Саме в цій області виникає розрідження під час пікових навантажень на ДВС.

Ранні моделі карбюраторів, які не мали емульгування, отримали економайзер з жиклером, який відкривався примусово і працював в паралелі з паливним жиклером головної системи дозування. Карбюратори з емульгацію дану конструкцію не отримали. Дешеві моделі карбюраторів, які завжди готують щодо "багату" суміш майже у всіх режимах, позбавлені економайзера і еконостата.

Система вентиляції картера і рециркуляції відпрацьованих газів

Вентиляція картера дозволяє двигуну переробити шкідливі картерів гази. Вентиляція картера має в основі два канали. Один канал більшого розміру, інший меншого. Перший канал є трубкою. У даній трубці знаходяться такі елементи, як вогнегасник і масловіддільник. Картерів гази проходять через ці елементи і потрапляють в фільтр. Фільтр може бути інерційно-масляним перед масляною ванною або картонним повітряним фільтром, розташованим поруч з входом в первинну камеру карбюратора. Далі гази проходять процес змішування з повітрям і відправляються в циліндри двигуна.

Холостий хід і перехідною режим відрізняються слабким розрідженням над камерою. Для вирішення цієї проблеми існує друга трубка-канал для вентиляції. Дана трубка має менший діаметр і з'єднує велику трубку з простором за заслінкою дроселя, де є відповідний для системи вакуум. Різні моделі карбюраторів мають золотник в малій трубці для того, щоб перекрити повідомлення з великою люлькою в той момент, коли відкривається заслінка дроселя.Рішення дозволяє запобігти проникненню повітря під дросель одночасно з його парканом в змішувальну камеру карбюратора.

Рециркуляція відпрацьованих газів робить можливим замінити частину повітря вихлопом. Це відбувається на тих режимах, коли здійснюється гальмування двигуном. Система дозволяє знизити ступінь вмісту токсичних речовин у вихлопі автомобіля. Зустрічається дана система не на всіх типах двигунів.

Пристрій холодного пуску

Зазначене пусковий пристрій є заслінкою, яка має систему управління і розташовується над змішувальної камерою. Якщо цю заслінку закрити, тоді розрідження в камері змішувача помітно зростає. Результатом стає негайне збагачення паливо-повітряної суміші, що ідеально для запуску холодного ДВС. Заслінка до кінця не перекриває подачу повітря. Це обумовлено як розташуванням, так і тим, що конструктивно для неї зроблений упор на пружину.

Ще одним варіантом стає установка клапана, який пропускає повітря в невеликих кількостях. Щоб запустити мотор і вивести його на робочу температуру, потрібно закрити заслінку повітря і трохи відкрити заслінку дроселя.Повітряна заслінка може бути обладнана повністю механічним, напівавтоматичним або автоматичним приводом.

Механічний привід пускає в хід водій з салону. Це робиться ручкою, яку називають манетка. У народі пристрій одержав більш звичну назву "підсмоктування". Привід напівавтоматичного типу отримав більшого поширення завдяки простоті і надійності. Водій прикриває заслінку самостійно, а відкриття відбувається автоматично. За відкриття відповідає діафрагма, яка реагує на що з'явився вакуум у впуску. Така реалізація не дозволяє суміші стати сильно збагаченої і перешкоджає тому, щоб двигун негайно заглох після холодного запуску.

Хоча автоматичний холодний пуск на вітчизняних машинах не сильно поширений, цього не можна сказати про європейських і японських авто. До недоліків автоматичного рішення відносять його ломучесть, малий ресурс і проблематичне використання в умовах температурних перепадів.

Такий тип приводу виявився найскладнішим за конструкцією і більше годиться для країн з помірним кліматом.Автомат влаштований так, що заслінка прикрита спеціальним термоелементом. Елемент прогрівався рідиною з охолоджувальної системи, а також міг грітися окремим електронагрівачем. Чим сильніше грівся мотор, тим більше термоелемент відкривав заслінку і давав прохід повітрю. Автоматичні системи з електронагрівачами термоелемента мали привід, який оснащувався температурним датчиком.

прискорювальний насос

Такий пристрій забезпечує подачу додаткового палива в моменти різкого дроселювання. В умовах моментального відкриття заслінки виникає порушення в процесі сумішоутворення у впуску, а результатом стає подача карбюраторним уприскуванням в циліндри мотора недостатню кількість пального на початковій стадії інтенсивного розгону.

Насос нейтралізує "провал" і відповідає за правильний склад робочої суміші в подібному режимі. Прискорювальний насос буває двох видів: поршневий насос і мембранний. Перший тип прискорювача поступається другому по стабільності ряду параметрів. Головним мінусом є його нездатність впливати на уприскування і інтенсивність подачі залежно від того кута, на який повернута дросельна заслінка.Моделі карбюраторів з регулюванням голки типу або з постійним розрідженням здатні готувати оптимальну за складом робочу суміш для всіх режимів роботи силової установки. Дані карбюратори не вимагають установки насоса-прискорювача.