Карбюратори

Карбюратор — основний елемент паливної системи двигуна. Він служить для:

· розпилювання, часткового випару, змішування палива і повітря;

· забезпечення складу паливоповітряної суміші відповідно до режиму роботи двигуна;

· зміни відповідно до навантаження двигуна кількості паливоповітряної суміші.

За конструкцією розрізняють одно- і багатокамерні (дво- та чотири-) карбюратори, а також карбюратори з падаючим, висхідним і горизонтальним потоком. Багатокамерні можуть бути з послідовним та паралельним відкриттям дросельних заслінок кожної камери.

Найбільше поширення в сучасних двигунах одержали поплавкові карбюратори з усмоктуванням палива у вакуумованому потоці, що виникає у звуженій частині повітряного каналу карбюратора — дифузорі, внаслідок місцевого підвищення швидкості повітря.

Будову найпростішого (елементарного) карбюратора представлено на рис. 8. Карбюратор включає у собі повітряний канал 1 з дифузором 2 і змішувальною камерою 9. У центрі вузького перетину дифузора встановлений розпилювач 11, через який у потік повітря з поплавцевої камери надходить паливо. У поплавцеву камеру паливо 4 попадає через голчастий клапан 6, а рівень палива регулюється поплавцем 7. При непрацюючому двигуні рівень палива у камері трохи нижче, ніж отвір розпилювача. При роботі двигуна паливо в потік повітря надходить за рахунок ежекції. Поплавцева камера повідомляється з вхідним патрубком через штуцер 3 у її верхній частині. Це забезпечує необхідну різницю тисків палива перед розпилювачем незалежно від втрат тиску у впускній системі двигуна, у тому числі гідравлічного опору повітряного фільтра. У сучасних карбюраторах забезпечується стабільний рівень палива в поплавковій камері при припустимих нахилах двигуна. Паливо у розпилювач надходить через калібрований отвір головного паливного жиклера 8.

Кількість пальної суміші, що надходить у циліндри двигуна, регулюється дросельним клапаном 10, який називають звичайно дросельною заслінкою. При цьому якісний склад суміші змінюється автоматично. По мірі відкриття заслінки (тобто, зі збільшенням розрідження у дифузорі) суміш збагачується (рис. 8, в).

Рис. 8. Будова елементарного карбюратора: а — зміна тиску у дифузорі та змішувальній камері; б — схема карбюратора; в — характеристика карбюратора; 1 — патрубок; 2 — дифузор; 3 — балансувальна трубка; 4 — поплавцева камера; 5 — сідло; 6 — клапан; 7 — поплавець; 8 — головний паливний жиклер; 9 — змішувальна камера; 10 — дросельна заслінка; 11 — розпилювач

Залежність складу суміші від розрідження в дифузорі називається характеристикою карбюратора. Найвигідніші характеристики карбюратора при роботі двигуна у режимі максимальної економічності (т. зв. економічний склад суміші) і режимі максимальної потужності представлені на рис. 9. З порівняння характеристик елементарного (рис. 8, в) та ідеального (рис. 9) карбюраторів видно, що вони значно відрізняються. Це не єдиний недолік елементарного карбюратора.

Рис. 9. Характеристика ідеального карбюратора: 1 — склад суміші при роботі двигуна в режимі максимальної потужності, 2 — економічний склад суміші

При роботі ДВЗ виділяють п’ять характерних режимів роботи:

· пуск холодного двигуна (взимку);

· мала частота обертання на холостому ходу;

· середні навантаження;

· максимальне навантаження;

· різке відкриття дросельної заслінки.

При пуску холодного ДВЗ суміш повинна бути багатою (α = 0,6–0,8) через незадовільні умови сумішоутворення (погане випаровування бензину через низьку температуру). Для забезпечення холодного пуску карбюратор обладнують пусковим пристроєм.

При роботі ДВЗ на холостому ході зовнішнє навантаження на нього відсутнє, тому дросельна заслінка практично закрита. При цьому розрідження вище заслінки не розповсюджується, тому елементарний карбюратор працювати на цьому режимі не може. Для усунення цього недоліку карбюратори обладнують системою холостого ходу. Суміш через великий вміст у циліндрах залишкових газів повинна бути збагаченою (α = 0,8–0,9).

Середніми вважаються навантаження у діапазоні 20–80% від номінального. При цьому потрібно підтримувати постійний збіднений склад суміші (α = 1,1–1,4) у всьому діапазоні, тоді як у елементарному карбюраторі суміш збагачується з відкриттям заслінки. Для забезпечення роботи ДВЗ на середніх навантаженнях карбюратор обладнують головною дозувальною системою з системами компенсації складу суміші.

При максимальних навантаженнях суміш повинна бути збагаченою (α = 0,85–0,9). При цьому часто розрідження невелике через повільне обертання колінчастого вала (наприклад, рух завантаженого автомобіля угору). Для забезпечення збагачення суміші встановлюють економайзер та еконостат.

При різкому відкритті дросельної заслінки паливо через більшу інерційність реагує на зміну розрідження повільніше за повітря, тому карбюратор для збагачення суміші обладнують прискорювальним насосом (насосом-прискорювачем).

Конструкцію додаткових приладів карбюратора розглянемо нижче.

Головні дозувальні системи. Виконують корекцію (компенсацію) складу пальної суміші на середніх навантаженнях. Відрізняються конструкцією систем компенсації.

1. Система з пневматичним гальмуванням палива (зі зменшенням розрідження біля паливного жиклера) (рис. 10).

Рис. 10. Головна дозувальна система з пневматичним гальмуванням палива (а) та її характеристика (б): 1 — дросельна заслінка; 2, 3, 4 — отвори системи холостого ходу; 5, 17 — регулювальні гвинти; 6, 8, 9 — канали системи холостого ходу; 7 — паливний жиклер холостого ходу; 10 — повітряний жиклер холостого ходу; 11 — запобіжний клапан повітряної заслінки; 12 — патрубок; 13 — повітряна заслінка; 14 — повітряний жиклер головної дозувальної системи; 15 — емульсійна трубка; 16 — головний паливний жиклер

Між головним паливним жиклером 16 і розпилювачем установлений колодязь з емульсійною трубкою 15 та повітряним жиклером 14. При високих значеннях розрідження у дифузорі витрата палива зростає, рівень палива у колодязі падає, і через повітряний жиклер та отвори у емульсійній трубці у паливо починає додаватися повітря. Емульсія (суміш палива з повітрям), що утворюється через це, надходить у розпилювач. Чим нижче рівень палива у колодязі, тим більше отворів у емульсійній трубці відкрито і, відповідно, тим більше повітря підмішується до палива, збіднюючи суміш. Повітряний жиклер обмежує подачу повітря, утворюючи розрідження у колодязі та зменшуючи витрату палива через розпилювач (таким чином, здійснюється пневматичне гальмування палива та виправляється характеристика найпростішого карбюратора на середніх навантаженнях).

Деякі конструкції емульсійних трубок зображені на рис. 11.

Існують конструкції з двома і навіть трьома дифузорами у одній змішувальній камері (рис. 12).

Рис. 11. Конструкції емульсійних трубок.	Рис. 12. Змішувальна камера карбюратора з трьома дифузорами: 1 — великий дифузор; 2 — малий дифузор; 3 — дросельна заслінка; 4 — поплавцева камера.

2. Система з компенсаційним жиклером (рис. 13).

Рис.13. Головна дозувальна система з компенсаційним жиклером (а) та схема компенсаційної системи (б): 1 — головний паливний жиклер; 2 — компенсаційний жиклер; 3 — компенсаційний колодязь; 4 — розпилювач компенсаційної системи; 5 — основний розпилювач

Спосіб компенсації складу суміші за допомогою компенсаційного жиклера є видозміною способу зменшення розрідження у жиклері. Система є об’єднанням елементарного карбюратора та компенсаційної системи. До палива, що випливає з компенсаційного жиклера, у компенсаційному колодязі домішується повітря, у результаті чого утворюється паливна емульсія, що через розпилювач компенсаційного жиклера надходить у змішувальну камеру. Витрата палива через компенсаційний жиклер залишається постійною, а витрата повітря з ростом розрідження росте, тому суміш поступово збіднюється. Головний жиклер, навпаки, поступово збагачує суміш. Тому при відповідному правильному підборі розмірів паливних жиклерів досягається і регулюється склад суміші. Через ряд складностей регулювання цей спосіб компенсації складу суміші застосовується рідко.

3. Система з регулюванням розрідження в дифузорі (рис. 14).

а	б	в	г
Рис. 14. Головні дозувальні системи з регулюванням розрідження в дифузорі: а — з введенням додаткового повітря через клапан; б — через отвори між дифузором та стінками камери, що закриті легкими кульками; в — за допомогою пружних пластин; г — з рухомими крилами; 1 — додатковий клапан; 2 — кульки-клапани; 3 — головний паливний жиклер; 4 — розпилювач; 5 — дифузор; 6 — пружні пластини; 7 — рухомі крила, що утворюють дифузор.

Подібні системи іноді відносять до систем з регулюванням прохідного перетину дифузора. Здійснюється це шляхом введення додаткового повітря через тарілчасті клапани, кулькові клапани, або застосуванням дифузора перемінного перетину. Досвід експлуатації таких карбюраторів, що випускалися серійно (К-49, К-22 та ін.), показав, що їхні характеристики непостійні внаслідок зміни твердості пружних елементів (пластин, пружин), зносу рухомих пар, утворення різних відкладень тощо.

4. Система з регулюванням перетину жиклера (рис. 15).

Рис. 15. Головні дозувальні системи з регулюванням перетину жиклера: а — з механічним приводом голки; б — з пневмомеханічним приводом голки; 1 — головний паливний жиклер; 2 — голка; 3, 4 — важелі привода дросельної заслінки; 5 — дросельна заслінка; 6 — важіль поршня; 7 — поршень; 8 — циліндр; 9 — пружина; 10 — канал

Система компенсації складу суміші зі зміненням перетину жиклера складається з головного жиклера, у який входить кінець голки, що має конічну чи спеціальну форму. Привод голки може бути:

· механічний — зміна перетину жиклера в залежності від положення дросельної заслінки (недолік полягає в тому, що при постійному положенні дросельної заслінки і зміні частоти обертання колінчастого вала суміш збагачується чи збіднюється);

· пневматичний — положення голки жиклера залежить не тільки від ступеня відкриття дросельної заслінки, але і від частоти обертання вала, тому вищенаведений недолік відсутній;

· пневмомеханічний — найбільш досконалий привод дозувальної голки.

Рис.16. Пусковий пристрій карбюратора: 1 — повітряна заслінка; 2 — клапан

Регулювання суміші в залежності від частоти обертання здійснюється таким чином. При зменшенні частоти розрідження під заслінкою (і у каналі 10) падає, пружина підіймає поршень 7, який підіймає голку важелем 6.

Дата добавления: 2014-10-15