Система питания карбюраторных двигателей

• 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 вентиляции картера; 
• Пневмопривод дроссельной заслонки вторичной камеры;
• Прочие системы карбюратора;
• Ограничитель разрежения;
• Система рециркуляции отработавших газов;

Схема двухкамерного  карбюратора показана на рисунке 1.5а.

Корпусные детали двухкамерного карбюратора с падающим потоком, последовательным открытием камер и с пневмоприводом дроссельной заслонки вторичной камеры показаны на рис. 1.5. 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. Заслонка вторичной камеры начинает открываться тогда, когда заслонка первичной камеры будет открыта примерно на 1/3 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. 
Неисправности. В процессе эксплуатации привалочные плоскости корпусных деталей подлежат короблению. В этом случае герметичность соединения может нарушаться, что может приводить к подсасыванию воздуха в каналы карбюратора, обеднению горючей смеси и, как следствие, к неустойчивой работе двигателя. Ремонту подлежат поверхности, неплоскостность которых превышает 0,15 мм. Неплоскостность выявляется с помощью лекальной линейки, правильной плиты и набора щупов. Ремонт проводится способом рихтования, притирки и шлифования поверхности.

Детали Поплавкового механизма показаны на рис. 1.5, а его функционирование аналогично одноимённому механизму простейшего карбюратора, описание которому давалось немногим выше. 
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 из-за высокого уровня топлива в камере возможно 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 (медицинской спринцовки), которую в сжатом состоянии одевают на впускной штуцер карбюратора. Крышка карбюратора должна быть снята с его корпуса и сориентирована 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 диагностики данной неисправности. 
В некоторых конструкциях негерметичный клапан можно притереть к седлу мелкой абразивной пастой, но лучше заменить исправным. 
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 разрежения, 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). 
Устройство систем показано на рисунке 1.6 
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. 
Винтом «качества» (откручивая или закручивая винт) изменяют проходное сечение топливного канала, тем самым, увеличивая или уменьшая количество топлива, поступающего к распылителю и, изменяя состав (качество) смеси (т.е. делая её (смесь) богаче или беднее). Более богатая смесь при сгорании выделяет больше СО. Обеднённые смеси при сгорании выделяют больше вредных окислов азота. 
Регулировки карбюратора проводятся после всех других регулировочных работ на двигателе, предписанных регламентом для данного типа двигателя. Регулировки не будут иметь смысла, если не будет выполнено любое из перечисленных ниже условий. 
Условия для выполнения регулировки:

• Двигатель исправен;
• Система зажигания исправна, угол опережения зажигания в пределах нормы;
• Свечи зажигания исправны, зазор между электродами свечей зажигания в пределах нормы;
• Фазы газораспределения в пределах нормы;
• Зазоры в клапанном механизме в пределах нормы;
• Карбюратор исправен.

Для выполнения регулировочных работ, контроля содержания CO; CH; NOX в  отработавших газах и контроля скорости вращения КВ, потребуется газоанализатор и тестер, умеющий измерять обороты  КВ (например, электронный тахометр). 
Порядок выполнения регулировки с газоанализатором.

• Прогреть двигатель до рабочей температуры;
• Остановить двигатель, подключить газоанализатор, пустить двигатель, выждать время, необходимое для стабилизации показаний прибора, снять показания с прибора;
• Если содержание СО превышает допустимую величину (как правило - 1,5%), снять заглушку с винта «качества» и медленно вращая винт по часовой стрелке (закручивая винт) добиться регламентируемого содержания СО в отработавших газах; 
• Винтом «количества» установить обороты КВ для холостого хода, регламентируемые для данного типа двигателя;
• После завершения регулировки, установить на винт качества заглушку – ограничитель.

Выполняя работы без газоанализатора невозможно гарантировать, что экологические  характеристики двигателя будут  находиться в пределах нормы. Тем  не менее, в исключительных случаях, не имея прибора, но, следуя перечисленным  ниже правилам, можно добиться вполне приемлемых результатов. 
Предположим, что необходимо уложиться в экологические нормы и установить обороты коленчатого вала для холостого хода в пределах 900 – 950 оборотов в минуту. 
Порядок выполнения регулировки без газоанализатора.

• Прогреть двигатель до рабочей температуры;
• Винтом «качества» (откручивая или закручивая) добиваемся максимально возможных оборотов КВ; 
  Примечание: Если изначально карбюратор настроен на чрезмерно богатую смесь (λ < 0,85), обороты будут расти при закручивании винта «качества». Максимальными обороты станут при коэффициенте обогащения λ = 0,90 – 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем заворачивании винта смесь переобедняется и обороты начнут падать. 
  Если изначально карбюратор настроен на чрезмерно обеднённую смесь, обороты будут расти при откручивании винта «качества». Максимальными обороты станут при коэффициенте обогащения λ = 0,90 – 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем откручивании винта смесь переобогащается и обороты начнут падать.
• Винтом «количества» устанавливаем обороты КВ на 100 – 150 оборотов больше нужных нам оборотов холостого хода; 
  Примечание: В нашем случае устанавливаем 1050 оборотов (900 + 150 = 1050).
• Для более точной регулировки п.п. 2 и 3 рекомендуется повторить;
• Винтом «качества» (только закручивая, а, следовательно – обедняя смесь) уменьшаем обороты до необходимых нам оборотов холостого хода (в нашем случае 900 – 950 оборотов).

Совет:  
Вращая винт, считайте обороты. Если что-то не заладилось, винты можно будет вернуть в исходное положение.  
 
Переходная система обеспечивает  работу двигателя без «провалов» на переходных режимах, т.е. в начале открытия или резком дооткрытии дроссельной заслонки. При резком открывании дросселя происходит обеднение топливовоздушной смеси, обусловленное относительной инерцией топлива, участвующего в смесеобразовании, к воздуху, имеющему большую подвижность.  Вследствие обеднения образуется «провал» (резкое падение оборотов КВ), сменяющийся «подхватом» (резкое увеличение оборотов КВ), либо приводящий к остановке двигателя. То есть, для уменьшения вероятности возникновения провала или уменьшения его «глубины» при работе на переходном режиме состав смеси должен компенсироваться дополнительной подачей топлива, что и обеспечивается переходной системой карбюратора. 
В двухкамерных карбюраторах с последовательным открытием камер переходная система имеется в каждой камере 
Пример устройства переходной системы двухкамерного карбюратора проиллюстрирован рисунком 1.5 а. 
Система имеет: круглые или щелевые переходные отверстия (43), выполненные в стенке смесительной камеры над кромкой дроссельной заслонки; топливный (5) и, иногда, воздушный (7) жиклёры. В первичной камере переходная система частью интегрирована в систему холостого хода и имеет с ней общий топливный (33) и воздушный (26) жиклёры. Топливо в систему забирается из поплавковой камеры через топливный жиклёр ГДС (34 и 45) или собственный жиклёр в виде трубки, опущенной в поплавковую камеру. 
При работе двигателя с закрытыми дроссельными заслонками (на холостом ходу) через переходные отверстия первичной камеры в систему холостого хода подаётся («подсасывается») эмульсирующий воздух. Переходные отверстия вторичной камеры не работают. Вначале открытия дроссельной заслонки переходное отверстие оказывается под ёё кромкой в зоне высокого разрежение. Разряжение приводит к «подсасыванию» топлива из поплавковой камеры к выходу переходного отверстия (отверстий) и его вытеканию в смесительную камеру карбюратора, где происходит смешивание с воздухом, поступающим через дроссельную заслонку. Большее количество смеси, образовавшееся при одновременной работе двух систем (переходной системы и ССХ), препятствует возникновению провалов в работе двигателя и способствует плавному увеличению оборотов КВ. При дальнейшем открытии дросселя и увеличении разрежения в наддроссельной части смесительной камеры, в работу вступает главная дозирующая система и работа двигателя переходит в фазу частичных нагрузок. 
В двух – (и более) камерных карбюраторах переходная система вторичной  камеры функционирует аналогичным образом, обеспечивая бесперебойную работу двигателя при начале открытия дросселя второй камеры. 
Переходные системы не имеют подвижных деталей и практически не изнашиваются в процессе эксплуатации. Неисправности переходной системы, приводящие к перебоям в работе двигателя, как правило, связаны с загрязнением каналов и жиклёров системы или карбюратора в целом. При этом стоит отметить что, несмотря на очень малый размер самих переходных отверстий (щелей), диаметр которых, зачастую, сопоставим с диаметром отверстия от укола тонкой швейной иглой, их закупорка случается крайне редко.

Главная дозирующая система (ГДС) обеспечивает работу двигателя на режимах неполного дросселирования (частичных нагрузках). Большинство карбюраторов обладает схожей конструкцией ГДС (рис. 1.7), имеющей в своём составе: большой (1) и малый (2) диффузоры, размещаемые в главном воздушном канале (3) карбюратора; главный топливный жиклёр (8), устанавливаемый у дна поплавковой камеры или ниже её в специальном канале; эмульсионную трубку (6) с радиальными отверстиями, опущенную в эмульсионный колодец (9); воздушный жиклёр (5), который, как правило, устанавливается на входе в эмульсионный колодец; распылитель (4), имеющий выход в главный воздушный канал (3). 
В зависимости от степени открытия дроссельной заслонки и скорости вращения коленчатого вала двигателя ГДС готовит различное количество топливовоздушной смеси примерно постоянного состава. Относительно постоянный состав смеси обеспечивается способом пневматического торможения топлива через воздушный жиклёр. 
Система работает следующим образом. При открытии дроссельной заслонки, за счёт разрежение, создаваемого движущимся в цилиндре поршнем, воздух поступает в главный воздушный канал карбюратора. В зоне диффузоров скорость воздушного потока возрастает, что создаёт разряжение у распылителя ГДС. Топливо из поплавковой камеры (7) карбюратора через топливный жиклёр (8) поступает в эмульсионный  колодец (9) и эмульсионную трубку (6), где смешивается (эмульсируется) воздухом, поступающим через воздушный жиклёр (5) ГДС. Образованная эмульсия через распылитель (4) вытекает в главный воздушный канал (3), где смешивается с основным потоком воздуха. 
При большем открытии дроссельной заслонки больше воздуха проходит через диффузоры карбюратора. С увеличением количества воздуха (разрежение в зоне диффузора) увеличивается количество топлива, поступающего в эмульсионный колодец, равно как увеличивается и количество эмульсирующего воздуха, проходящего через воздушный жиклёр. Поступление в эмульсионный колодец воздуха через воздушный жиклёр снижает разряжение у топливного жиклёра и препятствует непропорциональному (относительно воздуха) росту в смеси топливной составляющей (т.е, чрезмерному обогащению смеси) при увеличении нагрузки. Данная совокупность процессов обеспечивает для разных режимов двигателя приготовление разного количества смеси нужного состава. 
Главные дозирующие системы подавляющего большинства карбюраторов являются исключительно «гидропневматическими» системами и не имеют подвижных элементов. Система стабильна в работе и практически не изнашивается в процессе эксплуатации. Для поддержания ГДС в рабочем состоянии достаточно следить за её чистотой и чистотой карбюратора в целом. Следует понимать, что при загрязнении топливных жиклёров система будет «готовить» бедные смеси, а при загрязнении воздушных жиклёров – богатые. 
В многокамерных карбюраторах главную дозирующую систему имеет каждая камера. Устройство ГДС двухкамерного карбюратора показано на рисунках 1.5 a, 1,5 б и 1.7. 
При обслуживании ГДС, разборке и последующей сборке карбюратора следите, чтобы жиклёры были установлены на свои места, а распылители ГДС (съёмные малые диффузоры) правильно сориентированы.