СИСТЕМА ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Устройство и работа системы питания

Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отвода в атмосферу отработавших газов (продуктов сгорания).

Составляющие системы питания: топливный бак, датчик и указатель количества топлива, топливо­проводы, фильтры и топливный насос.

Воздухоочис­титель с сухим или масляным фильтром служит для очистки и подачи воздуха. В карбюраторе происходит приготовление горючей смеси для отвода отработавших газов, имеются трубопроводы и глушитель шума. Принцип работы системы питания заключается в сле­дующем (рис.7.1).

Рис.7.1. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя: 1 – топливный насос; 2 – поплавковая камера карбюратора; 3 – воздухоочиститеь; 4 – распылитель; 5 – смесительная камера; 6 – трубопроводы; 7 – впускной клапан; 8 – выпускной клапан; 9 – цилиндр; 10 – глушитель шума; 11 – топливный бак; 12 – сетчатый фильтр топливозаборной трубки; 13 – топливопровод

Топливный насос 1 начинает работать при вращении коленчатого вала двигателя. Насос засасывает через сетчатый фильтр 12 топливо из бака 11 и по топливопроводу 13 нагнетает его в поплавковую камеру 2 карбюратора. Топливо вытекает при движении поршня вниз под действием разрежения из распылителя 4 поплавковой камеры, а через воздухоочиститель 3 засасы­вается очищенный воздух. В смесительной камере 5 струя воздуха распыляет топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая по трубопроводу через открывающийся впускной кла­пан 7 поступает в цилиндр 9 (такт впуска). В цилиндре горючая смесь сжимается (такт сжатия) и сгорает (рабочий ход). Через открывающийся выпускной клапан 8 и трубо­провод 6, глушитель шума 10 продукты сгорания поступают в атмосферу.

Приборы системы питания

Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топ­лива и изготовляется из освин­цованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывается крышкой 1, отвод пара и топлива и поддержание нормального давления осуществляется при помощи вентиляционной трубки 2, выведенной в люк заливной горловины (автомо­биль ВАЗ-2105), или отверстия в крышке горловины («Москвич-2140»). Фланец 3 с реостатным датчиком указателя уровня топлива в сборе с топливозаборной трубкой 7, имеющей на конце сетчатый фильтр 6, укреплен на верхней стенке бака. Поплавок 4 реостатного датчика помещен внутри бака.

Рис.7.2. Топливный бак автомобиля ВАЗ-2105:

1 – крышка заливной горловины; 2 – вентиляционная трубка; 3 – фланец; 4 – поплавок; 5 – спускная пробка; 6 – сетчатый фильтр; 7 – топливозаборная трубка; 8 – топливопровод к насосу; 9 – топливный бак

В системе подачи топлива автомобиля ВАЗ-2108 имеются следующие дополнительные приборы и устройства. В сепаратор (расширительный бачок) 13 (рис.7.3) поступают пары топлива по шлангу 16, конденсируются там и сливаются обратно в бак по тому же шлангу. Второй шланг 15 бачка имеет клапан 14, который по мере расхода топлива сооб­щает бак с атмосферой, а при увеличении давления выпускает из него пары топлива.

Рис.7.3. Схема подачи топлива на автомобиле ВАЗ-2108:

1 – карбюратор; 2 – обратный клапан; 3 – сливной шланг; 4 – топливный насос; 5 – фильтр тонкой очистки; 6 – нагнетающая магистраль; 7 – магистраль слива топлива; 8 – поплавок; 9 – сетчатый фильтр топливозаборной трубки; 10 – реостатный датчик указателя уровня топлива; 11 – дренажная трубка; 12 – наконечник воздухоотводного шланга; 13 – сепаратор (расширительный бачок); 14 – клапан двойного действия; 15,16 – шланги бачка; 17 – шланг заливной горловины; 18 – заливная горловина

Шлангом 17 заливная горловина соединяется с патрубком бака. По шлангу при заправке вытесняется воздух. Внутри горло­вины установлен обратный клапан, не допускающий вытекания топлива из бака. Внутренний конец заливного патрубка в баке располагается на определенной высоте, поэтому, как только уровень топлива перекроет конец пат­рубка, заполнение бака прекращается. В случае опрокидывания автомобиля, чтобы предупредить перетекание топлива из бака через карбюратор, на сливном шланге 3 предусмотрен обратный клапан 2. В нагнетающей магистрали 6 установлен фильтр 5 тонкой очистки топлива с бумажным фильтрующим элементом и пласт­массовым корпусом.

По сливному шлангу 3 через клапан 2 часть топлива, подаваемая насосом через калиброванное отверстие специального штуцера карбюратора, который расположен перед игольчатым клапаном поплавковой ка­меры ниже основного штуцера подачи топлива (см.рис.7.3) стекает в бак. Такая непрерывная циркуляция части топлива препят­ствует образованию воздушных пробок и прекращению подачи топлива.

Топливный насос (рис.7.4) предназначен для подачи топлива из бака в карбюратор под давлением. На всех изучаемых двигателях насосы диафрагменные. Корпус насоса состоит из верхней и нижней частей, отливаемых из цинкового сплава. Сверху насос закрывается крышкой, которая образует вместе с верхней частью корпуса отстойник.

Рис.7.4. Схема работы топливного насоса двигателя ВАЗ:

а – всасывание топлива; б – нагнетание топлива; 1 – впускной клапан; 2 – сетчатый фильтр; 3 – впускной трубопровод; 4,5 – верхние и нижняя диафрагмы; 6 – пружина штока диафрагм; 7 – рычаг ручной подкачки; 8 – шпилечная пружина рычага ручной подкачки; 9 – шток; 10 – балансир; 11 – нижняя часть корпуса; 12 – эксцентрик рычага ручной подкачки; 13 – возвратная пружина рычага; 14 – эксцентрик привода толкателя насоса; 15 – рычаг механической подкачки топлива толкателем; 16 – толкатель; 17– отверстие прокладки; 18 – верхняя часть корпуса; 19 – выпускной топливопровод; 20 – выпускной клапан; 21 – наружная прокладка; 22 – внутренняя дистанционная прокладка

Между верхней и нижней частями корпуса на двигателях ВАЗ установлены три диафрагмы, соединенные с верхним концом штока 9. Являясь рабочими, две верхние диафрагмы 4 служат для подачи топлива, а нижняя 5, предохранительная, не допускает попадания топлива в картер двигателя при разрыве верхних диафрагм (на двигателе «Моск­вич» – две рабочие диафрагмы). Между диафрагмами располо­жены дистанционные прокладки: наружная 21 и внутренняя 22. Наружная прокладка имеет отверстие 17 для выхода бензина наружу при повреждении рабочих диафрагм. На шток под диафрагмами закрепляется сжатая пружина 6. Шток 9 своим Г-образным хвосто­виком устанавливается в прорезь балансира 10, что позволяет вынимать узел с диафрагмами без разборки рычажного привода. Сетчатый фильтр, впускной и выпускной клапаны с пружинами помещены в верхней части корпуса.

Рассмотрим принцип работы насоса. Когда эксцентрик 14 привода насоса набегает выпуклой частью на толкатель 16, последний перемещается и через рычаг 15 повора­чивает балансир 6, который перемещает шток 5 с диафрагмами вниз, сжимая пружину 6. В рабочей полости над диафрагмами создается разрежение, открывается впускной кла­пан 1, и топливо из бака засасывается по топливопроводу 3 в отстойник и далее через сетчатый фильтр 2 и впускной кла­пан 1 в полость над диафрагмами (см.рис.7.4,а).

После того как выступающая часть эксцентрика пройдет толкатель, шток с диафрагмами под действием пружины поднимается вверх, создается избыточное давление топлива, под действием которого впускной клапан закрывается, а выпускной 20 (см.рис.7.4,б) – открывается, и топливо нагнетается по топливопроводу 19 в по­плавковую камеру карбюратора.

Необходимо, чтобы производительность насоса несколько превышала потребность топлива для работы на всех режимах нагрузки на двигатель: когда расход топлива небольшой, ход штока с рабочими диафрагмами будет неполным, а ход рычага 15 с балансиром 10 частично холостым, так как усилия пружины 6 недостаточно, чтобы поднять диафрагмы и открыть игольчатый клапан поплав­ковой камеры.

После длительной стоянки автомобиля необходима ручная подкачка. Для этого в нижней части корпуса находится рычаг 7 ручной подкачки с возвратной шпилечной пружиной 8. При нажатии на рычаг усилие передается через эксцентрик на балансир 10 и шток с диафрагмами опускается вниз, а при отпускании рычага диаф­рагмы поднимаются вверх и нагнетают топливо в карбюратор.

Воздухоочиститель очищает воздух, поступающий в карбюра­тор для приготовления горючей смеси, от механических примесей.

Воздухоочиститель со сменным сухим фильтрующим элементом (на автомобилях ВАЗ и «Москвич») устанавливается на вход­ной патрубок карбюратора. Он имеет корпус 10 (рис.7.5), приемный патрубок 13, фильтрующий элемент 3, крышку 4 и патрубки 9 и 8 соответственно для подвода и отвода картерных газов. К приемному патрубку 13 присоединяется терморегу­лятор 2 с заборниками 11 теплого воздуха и 1 - холодного.

Рис.7.5. Воздухоочиститель с терморегулятором ВАЗ-2105:

1 – заборник холодного воздуха; 2 – терморегулятор; 3 – фильтрующий элемент; 4 – крышка; 5 – пластина; 6 – дистанционная втулка; 7 – прокладка; 8 – патрубок для отвода картерных газов к золотниковому устройству карбюратора; 9 – патрубок для подвода картерных газов; 10 – корпус; 11 – заборник теплого воздуха; 12 – шланг для забора теплого воздуха; 13 – приемный патрубок

Для автомати­ческого управления термосиловым элементом в терморегуляторе устанавливается заслонка. При пониженной температуре охлаждающего воздуха термосиловой элемент ста­вит заслонку в положение, обеспечивающее забор теплого воздуха из зоны выпускного трубопровода двигателя через шланг 12. В случае повышения температуры окружающего воздуха заслонка занимает положение, при котором осуществляется подача холодного воздуха через заборник 1. При промежуточном положении заслонки терморегулятора в двигатель поступает смесь теплого и холодного воздуха, что способствует лучшему смесе­образованию, большей полноте сгорания и, следовательно, снижению токсичности отработавших газов и уменьшению расхода топлива.

Трубопроводы. Впускной трубопровод предназначен для подогрева горючей смеси для лучшего испарения топлива. Для этого впускной трубопровод у двигателей ВАЗ и «Москвич» в средней части имеет двойные стенки, между кото­рыми циркулирует жидкость из системы охлаждения двигателя. На двигатель ВАЗ-2105 для предупреждения скопления конденсата топлива в нижней точке впускного трубопровода имеется дренажная трубка, сообщающая трубопровод с атмос­ферой.

Для подогрева горючей смеси на двигателе ВАЗ-2108 к кор­пусу карбюратора крепится специальный блок, через который циркулирует жидкость системы охлаждения. За счет поверхностного контакта блока подогревается стенка зоны дрос­сельной заслонки первичной камеры карбюратора на выходе эмульсии из системы холостого хода.

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного трубопровода, глушителей шума газов (основной и дополнительный) с приемной и выпускной трубами. Выпускной трубопровод обычно отливают из чугуна и крепят к блоку или головке двигателя, соединяя с каналами выпускных клапанов и к приемной трубе глушителя.

Глушитель служит для уменьшения шума при выходе отрабо­тавших газов, гасит пламя и искры (рис.7.6). Отработавшие газы, поступая в

Рис.7.6. Глушители: а – основной: 1 – впускной патрубок; 2, 5 – передняя и задняя перегородки; 3 – средние перегородки; 4 – перфорированные трубы; 6 – выпускной патрубок; 7 – корпус; б – до­полнительный: 1, 4 – передняя и задняя перфорированные трубы; 2 – перегородка; 3 – диафрагма; 5 – корпус; 6 – асбестовая прокладка; 7 – кожух

глушитель, расширяются, давление на выходе падает, и шум уменьшается. Глушитель состоит из внутренней трубы с отверстиями и кожуха. Полость между трубой и кожухом разделена несколькими перегородками. Глушитель и трубы крепят на кузове автомобиля с помощью кронштейнов и хомутов с эластичными соединениями. Выпускная труба выводится к задней части авто­мобиля.

Карбюратор

Карбюрацией называется процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом, а прибор, в котором совер­шается этот процесс, – карбюратором.

Горючая смесь, приготовленная в карбюраторе, попадая в ци­линдр двигателя, смешивается там с остаточными отработавшими газами и образует рабочую смесь. Различают следующие горючие смеси:

- нормальная горючая смесь – 1 кг бензина и 15 кг воздуха, теоретически необходимого для полного сгора­ния бензина;

- обедненная горючая смесь – на 1 кг бензина от 15 до 17 кг воздуха.

- бедная горючая смесь имеет – свыше 17 кг воздуха на 1 кг бензина;

- обогащенная горючая смесь – от 13 до 15 кг воздуха на 1 кг бензина;

- богатая горючая смесь – 1 кг бензина и менее 13 кг воздуха;

Для работы двигателя на разных режимах необходимо иметь различный состав горючей смеси.

При пуске холодного двигателя горючая смесь должна быть богатой, так как к моменту воспла­менения часть паров бензина конденсируется, осаждаясь на хо­лодных стенках впускного трубопровода и цилиндров, и состав рабочей смеси оказывается наилучшим для воспламенения от искры, появляющейся между электродами свечи зажигания.

На холостом ходу для устойчивой работы двигателя необходимо иметь обогащенную горючую смесь. Объясняется это тем, что дроссельные заслонки в карбюраторе прикрыты, и в ци­линдры поступает мало горючей смеси, а также наличием в них большего количества остаточных отработавших газов. Образующаяся в таких условиях рабочая смесь будет гореть медленно, и для ускорения сгорания ее необходимо обогащать.

В зависимости от дорожных и других условий при эксплуатации автомобиля двигатель работает на разных, часто меня­ющихся режимах и с разными нагрузками. Степенью открытия дроссельных заслонок регулируется нагрузка карбюраторного двигателя: чем больше открыты заслонки, тем при одной и той же частоте вращения коленчатого вала больше нагрузка. При одном и том же положении дроссельных засло­нок частота вращения коленчатого вала может как уменьшаться (преодоление крутого подъема), так и увеличиваться (движение под уклон).

При средней нагрузке, когда от двигателя не требуется полной мощности, в целях обеспечения экономичной работы двигателя горючая смесь должна быть обедненной.

На полной нагрузке двигатель должен развивать максимальный крутящий момент, поэтому горючая смесь должна быть несколько обогащенной. Эта смесь обладает наибольшей скоро­стью сгорания и обеспечивает получение максимальной мощности двигателя.

При резком увеличении нагрузки (разгон) горючая смесь кратковременно должна также обогащаться.

Простейший карбюратор (рис.7.7) имеет следующие конструктивные элементы: поплавковая камера 6 с поплавком 5 и игольчатым клапаном 4, смесительная камера 9, в которой размещены диффузор 2 (расширяющаяся часть камеры), распреде­литель 1 с калиброванным отверстием - жиклером 7 и дроссельной заслонкой 8.

Рис.7.7. Схема простейшего карбюратора: 1 – распылитель; 2 – диффузор; 3 – ось поплавка; 4 – игольчатый клапан; 5 – поплавок; 6 – поплавковая камера; 7 – жиклер; 8 – дроссельная заслонка; 9 – смесительная камера; 10 – впускной трубопровод; 11 – впускной клапан

Для поддержания постоянного уровня и напора топлива в карбюраторе служит поплавковая камера 6. Игольчатый клапан опирается на рычаг полого поплавка 5, плавающего на поверхности топлива. При заполнении поплавковой камеры бензином до требу­емого уровня поплавок прижимает игольчатый клапан к седлу, прекращая дальнейший доступ топлива. При понижении уровня поплавок опускается, игольчатый клапан вновь открывает доступ топлива в поплавковую камеру. Поплавковая камера сообщается с атмосферой через отверстие в верхней части.

Когда впускной клапан открыт (при такте впуска), в цилиндре двигателя и в смесительной камере создается разрежение, вследствие чего через камеру устремляется поток воздуха в цилиндр. Под действием разности давлений в поплавковой и смесительной камерах карбюратора из распылителя вытекает бензин. Одновременно через смесительную камеру проходит поток воздуха. Скорость потока воздуха в суженной части диффузора у отверстия распылителя наибольшая –50... 150 м/с. Капельки бензина попа­дают в движущуюся с такой скоростью струю воздуха, размельчаются, испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. Такой способ образования горючей смеси называется пульверизационным.

Поплавок опускается по мере расхода бензина из поплавковой камеры, игольчатый клапан открывает отверстие, бензин запол­няет поплавковую камеру до постоянного уровня. В распылителе поддерживается постоянный уровень бензина, при неработаю­щем двигателе он должен быть на 1...1,5 мм ниже верхнего края. По мере того как дроссельная заслонка открывается, интен­сивность наполнения цилиндра горючей смесью возрастает, и возрастает скорость сгорания рабочей смеси, а следовательно, и давление газов, в результате чего увеличивается частота вращения коленчатого вала двигателя. Увеличение разрежения в смеси­тельной камере карбюратора и скорости воздуха, проходящего через диффузор, приводит к повышению скорости исте­чения бензина из распылителя. Соотношение паров бензина и воздуха в горючей смеси изменяется в сторону ее обогащения, так как количество проходящего через жиклер и затем вытекающего из распылителя бензина возра­стает быстрее. Таким образом, простей­ший карбюратор с одним жиклером обеспечивает необходимый состав горючей смеси только при определенных частоте и нагрузке вращения коленчатого вала и нагрузке на двигатель.

Главная дозирующая система предназначена для приготовления обедненной горючей смеси постоянного состава при работе дви­гателя на средних нагрузках. Наиболее распространена главная дозирующая система с пневматиче­ским торможением топлива. Она состоит из эмульсионного ко­лодца 1, топливного 2 (рис.7.8,а) и воздушного 5 жиклеров, эмуль­сионной трубки 4, распылителя б, диффузора 8 и дроссельной заслонки 9.

Рис.7.8. Схемы основных систем карбюратора: а – главная дозирующая система; б – система холостого хода; в – экономайзер мощностных режимов с механическим приводом; г – экономайзер мощностных режимов с пневматическим приводом; д – ускорительный насос с рычажным приводом; е – система пуска

По мере открытия дроссельной заслонки 9 во время работы двигателя увеличивается разрежение в диффузоре и скорость истечения топлива из распылителя 6, но обогащения горючей смеси не происходит, так как в это время через воздушный жик­лер 5 и отверстия эмульсионной трубки 4 в распылитель начнет поступать больше воздуха, который уменьшает разрежение в зоне топливного жиклера 2 и тормозит тем самым поступление топлива. Из распылителя при этом поступает смесь воздуха с топливом (эмульсия), что при условии правильного подбора диаметров отверстий воздушного и топливного жиклеров обеспечивает по­лучение экономичной обедненной смеси примерно постоянного состава.

Система холостого хода используется для приготовления и подачи обогащенной горючей смеси в целях обеспечения устойчивой работа двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала. Ее конструктивные составляющие: топливный 10 (см.рис.7.8,б) и воздушный 11 жиклеры, эмульсионный канал 12 для поступления топлива и воздуха, два отверстия 13 для выхода воздуха и эмульсии в смесительную камеру и регулировочный винт 14.

Под действием большого разрежения за дроссельной заслонкой на холостом ходу топливо через жиклер 10 поступает в эмульсионный канал 12, где смешивается с воздухом, который подается через воздушный жиклер 11, а также через верхнее отвер­стие 13, расположенное выше дроссельной заслонки, и образует эмульсию. Полученная эмульсия выходит через нижнее отвер­стие 13 в задроссельное пространство, обеспечивая нормальную работу двигателя. Винтом 14 регулируется количество поступающей эмульсии.

Переходная система служит для постепенного увеличения подачи топлива в целях плавного перехода от режима холостого хода к работе двигателя на средних нагрузках, когда начинает действовать главная дозирующая система. Переходная система включает в себя расположенное над прикрытой дроссельной заслонкой верхнее отверстие 13 и элементы системы холостого хода (см.рис.7.8,б).

Вначале открытия дроссельной заслонки при переходе на ре­жим частичной нагрузки верхнее отверстие 13 попадает в зону большего разрежения, и через него начинает поступать дополни­тельное количество эмульсии, что компенсирует увеличение по­ступающего в смесительную камеру воздуха через диффузор и обеспечивает плавное вступление в работу главной дозирующей системы без провалов.

В двухкамерных карбюраторах автомобилей ВАЗ и «Москвич», кроме того, во вторичной камере имеется самостоятельная переходная система, состоящая из топливного и воздушного жик­леров, эмульсионного канала и отверстий выше дроссельной за­слонки.

Экономайзер мощностных режимов предназначен для обогащения горючей смеси с целью получения от двигателя полной мощности. Экономайзер мощностных режимов с механическим приводом состоит из колодца, сообщающегося с поплавковой камерой, в котором помещаются шток 16 (см.рис.7.8,в) и клапан 18. Привод экономайзера осуществляется от дроссельной заслонки 9 при по­мощи рычага 19 и тяги с планкой 15. При открытии дроссельной заслонки более чем на ³/₄ (полная нагрузка) приводной рычаг через тягу и планку опускает вниз шток 16, который открывает клапан 18, и из колодца экономайзера через жиклер 17 и распылитель 6 в смесительную камеру карбюратора поступает дополнительное топливо, обогащая горючую смесь.

Экономайзер мощностных режимов с пневматическим диафраг-менным приводом включается в работу при определенном по­ложении дроссельной заслонки, когда разрежение за дроссельной заслонкой достигает определенной величины. При закрытой дрос­сельной заслонке под действием разрежения, передаваемого через канал 23, диафрагма 24 удерживается в таком положении, при котором шариковый клапан 20 закрыт (см.рис.7.8,г). По мере открытия дроссельной заслонки разрежение в канале уменьшает­ся, под действием пружины 22 диафрагма открывает шариковый клапан. В этом случае, минуя жиклер 2, в распылитель главной дозирующей системы из поплавковой камеры через открытый клапан 20, жиклер экономайзера 17 по каналу 21 будет поступать дополнительное количество топлива, необходимое для обогащения горючей смеси при работе двигателя на больших нагрузках.

Ускорительный насос используется для кратковременного обога­щения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслон­ки, что улучшает приемистость автомобиля (ускоряет разгон). Составляющие элементы ускорительного насоса: колодец (см.рис.7.8,д), поршень 26 со штоком, обратный 25 и нагнетательный 28 клапаны, жиклер 27 и привод.

Принцип работы поршня заключается в следующем. При резком открытии дроссельной за­слонки 9 под действием рычага 19, тяги и планки 15 поршень в колодце быстро перемещается вниз, вызывая резкое возраста­ние давления топлива в колодце; обратный клапан закрывается, а нагнетательный - открывается, и порция топлива через жиклер распылителя 27 впрыскивается в смесительную камеру, обогащая горючую смесь.

При плавном открытии дроссельной заслонки обратный клапан остается открытым, и часть топлива из колодца через этот клапан вытесняется обратно в поплавковую камеру. Наряду с поршневым приводом ускорительного насоса в карбюраторах применяют также насос диафрагменного типа с приводом от кулачка оси дроссельной заслонки.

Система пуска предназначена для обогащения горючей смеси при пуске и прогреве холодного двигателя. Она состоит из воздушной заслонки 7 и устройства, автоматически обеспечивающего поступ­ление необходимого количества воздуха для образования нужного состава горючей смеси. Автоматический клапан 30 (см.рис.7.8,е) открывается под дей­ствием разрежения при закрытой воздушной заслонке 7 и про­пускает некоторое количество воздуха.

Чтобы не произошло переобога­щения горючей смеси при прогреве двигателя на холостом ходу в большинстве современных карбюраторов применяется диафрагменное автоматическое пусковое устройство, которое за счет разрежения приоткрывает закрытую при пуске двигателя воздушную заслонку. Воздушная заслонка во всех карбю­раторах закрывается и открывается механическим ручным приводом из сало­на кузова.

Эконостат во вторичной камере карбюра­тора и служит для обогащения горючей смеси на полной нагруз­ке при средней и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Экономайзер принудительного холостого хода снижает расход топлива и токсичность отработавших газов во время торможения автомобиля двигателем при пере­ключении передач, а также при движении под уклон с включенной передачей.

Карбюраторы могут быть с падающим, восходящим и горизонтальными потоками воздуха и горючей смеси. На легковых автомобилях устанавливают карбюраторы с падающим потоком, так как они обеспечивают наилучшие условия смесеобразования и наполнения цилиндров горючей смесью. Поплавковая камера в карбюраторах балансированная: это означает, что она сообщается с атмосферой не непосредственно, а с помощью канала, выведенного в полость воздушного патрубка карбюратора над воздушной заслонкой. В случае сильного загрязнения воздушного филь­тра воздушная смесь не обогащается и через жиклеры поступает под действием разности давлений в поплавковой камере и диффузоре, которая при изменении сопротивления в воздушном фильтре не меняется.

Рис.7.9. Схема работы карбюратора: 1, 2, 3 - регулировочный винт, диафрагма и воздушный канал пуск. устройства; 4 - электромагнитный запорный клапан; 5 - топливный жиклер холостого хода; 6, 13 - главные воздушные жиклеры; 7- воздушный жиклер х.х.; 8 - воздушная заслонка; 9, 11 - распылители главной дозирующей системы; 10 - распылитель ускорительного насоса; 12 - распылитель эконостата; 14 - воздушный жиклер переходной системы; 15 - канал балансировки поплавковой камеры; 16 – поплавковая камера; 17 - игольчатый клапан; 18 - калиброванное отверстие перепуска топлива в бак; 19 - топливный фильтр карбюратора; 20 - патрубок подачи топлива; 21 - диафрагма экономайзера мощностных режимов; 22-топливный жиклер экономайзера мощностных режимов; 23 - шариковый клапан экономайзера мощностных режимов; 24 - попла­вок; 25 - топливный жиклер эконостата с трубкой; 26 - топливный жиклер переходной системы; 27 - эмульсионная трубка; 28, 38 - главные топливные жиклеры; 29 - выходные отверстия переходной системы; 30, 32 - дроссельные заслонки; 31 - щель переходной системы; 33 - выходное отверстие системы х.х.; 34 - блок подогрева карбюратора; 35 - регулировочный винт качества смеси; 36 - патрубок для отсоса картерных газов; 37 -патрубок для подачи разрежения к вакуумному регулятору зажигания; 39 - эмульсионная трубка; 40 - шариковый клапан ускорительного насоса; 41 - диафрагма ускорительного насоса; 42 - рычаг привода ускорительного насоса

Карбюрато­р автомобиля ВАЗ-2108 имеет две камеры и является наиболее типичной конструкцией отечественных карбюрато­ров. Карбюратор имеет сбалансиро­ванную поплавковую камеру, систему отсоса картерных газов за дроссельную заслонку. Зоны дроссельной заслонки первой камеры подогреваются на выходе эмульсии из системы холостого хода. На входной горловине крышки карбюратора над первой камерой крепится воздушная заслонка с ручным управлени­ем. Карбюратор имеет две главные дозирующие системы, переходную систему и систему холостого хода с электромагнитным запорным клапаном первой камеры, переходную систему второй камеры, эконостат, экономайзер мощностных режимов, диафрагменный ускорительный насос, пусковое устройство.

Главная дозирующая система (рис.7.9) запитывается из поплавковой камеры, в которую топливо поступает через игольчатый клапан 17. Через главные топливные жиклеры 28 и 38 топливо попадает в эмульсионные колодцы. При достаточном разрежении в распылителях главных дозирующих систем топливо смешивается в эмульсионных колодцах с воздухом, поступающим через воздушные жиклеры 6 и 13, и в виде эмульсии всасывается в диффузоры смесительных камер. На режимах дросселирования работает только главная дозирующая система первой камеры, вторая начинает открываться и работать, когда дроссельная заслонка первой камеры открыта более чем на 2/3.

Система холостого ходаимеет следующий принцип работы. Топливо с эмульсионного колодца главной дозирующей системы поднимается по топливному каналу, проходит топливный жиклер 5, смешивается с воздухом из воздушного жиклера 7 и проточного канала и далее поступает под винт 35 качества (состава) смеси в задроссельное пространство. При этом дроссельные заслонки 30 и 32 закрыты.

Переходная система первой камеры (см.рис.7.9) обеспечивает плавный пере­ход работы двигателя с холостого хода на режимы дросселирования. При открытии дроссельной заслонки первой камеры щель 31 переходной системы попадает под разрежение: из нее поступает эмульсия, обеспечивая плавный переход.

Электромагнитный запорный клапан 4 отключается при выключе­нии зажигания, игла перекрывает топливный жиклер 5 и не допускает работу двигателя с выключенным зажиганием.

Переходная система второй камеры обеспечивает плавный пере­ход работы двигателя в момент начала открытия дроссельной заслонки второй камеры. Происходит следующим образом: отверстия 29 попадают под разрежение; топливо из поплавковой камеры через жиклер 26 поднимается по трубке вверх, из воздушного жиклера 14 подмеши­вается воздух, и эмульсия по эмульсионному каналу проникает через выходные отверстия под дроссельную заслонку.

Эконостатобогащает горючую смесь при полностью открытых дроссельных заслонках на скоростных режимах, близких к макси­мальным. За счет разрежения в смесительных камерах и распылителе 12, возникающего при открытых заслонках, топливо из поплавковой камеры поступает через жик­лер 25 эконостата и через распылитель всасывается во вторую смесительную камеру.

Экономайзер мощностных режимов предотвращает изменение степени обогащения смеси из-за пульсации разрежения под дрос­сельной заслонкой, особенно при уменьшении частоты вращения коленчатого вала, когда возрастает пульсация разрежения. Шари­ковый клапан 23 экономайзера закрыт, пока диафрагма 21 удержи­вается разрежением под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки 32 разрежение несколько снижа­ется и пружина диафрагмы открывает клапан. Топливо проходит через клапан, жиклер 22 экономайзера, добавляется к топливу, проходящему через главный топливный жиклер 38, и выравнивает обогащение смеси.

Диафрагменный ускорительный насос - насос диафрагменного типа с приводом от кулачка на оси дроссельной заслонки первой камеры. Кулачок на­жимает на рычаг 42 при резком открытии дроссельной заслонки и через пружину в толкателе действует на диафрагму 41, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Диафрагма через шариковый клапан подачи впрыскивает топливо через распылители 10 в первую и вторую смеси­тельные камеры. При обратном ходе диафрагмы под действием возвратной пружины топливо из поплавковой камеры засасывается через обратный шариковый клапан 40 в рабочую полость ускори­тельного насоса.

Экономайзер принудительного холостого хода отключает систему холостого хода на принудительном холостом ходу (во время тормо­жения автомобиля, при движении под уклон, при переключении передач), выбросы оксида углерода в атмосферу при этом исключаются. На этом режиме при частоте вращения коленчатого вала более 2100 мин^-1 и замкнутом концевом выключателе карбюратора (педаль отпущена) запорный электромагнитный клапан выключа­ется и отключает подачу топлива. При снижении частоты враще­ния до 1900 мин^-1 блок управления выключает электромагнитный запорный клапан (хотя концевой выключатель и замкнут), начина­ется подача топлива и двигатель постепенно выходит на режим холостого хода.

Cистема снижения токсичности отработавших газов установлена на автомобилях ВАЗ-2108 и его модификациях. Она состоит из бесконтактной системы зажи­гания, системы управления экономайзером принудительного холостого хода и карбюратора (рис.7.10).

Рис.7.10. Система снижения токсичности отработавших газов: 1 – электромагнитный клапан; 2 – карбюратор; 3 – воздушная заслонка; 4 – пусковое устройство; 5–тепловой экран; 6 – впускная труба; 7 – теплоизоляционная проставка; 8 – рычаг привода дроссельных заслонок; 9 – винт качества смеси; 10 – подогрев системы холостого хода; 11 – упорный винт дроссельной заслонки; 12 – выключатель зажигания; 13 – электронный коммутатор; 14 – аккумуляторная батарея; 15 – катушка зажигания; 16 – датчик-распределитель; 17– блок управления

Перед пуском двигателя, когда дроссельная заслонка первичной камеры карбю­ратора закрыта, упорный винт 11, воздействуя на рычаг 8 привода дроссельных заслонок, замыкает цепь между клеммой № 5 элект­ронного блока управления 17 и корпусом автомобиля. В результате напряжение подается на электромагнитный клапан 1 экономайзера принудительного холостого хода, и он открывает топливный жиклер системы холостого хода.

Элект­ромагнитный клапан 1 при пуске и работе двигателя на режиме холостого хода получает питание от блока управления 17. При частоте вращения коленчатого вала 1900 мин^-1 электромагнитный клапан отключает блок 17 от управления, но питание на элект­ромагнитный клапан продолжает поступать, так как клемма № 5 блока управления не шунтируется на корпус автомобиля.

Система питания двигателя ЗМЗ-4062.10 на автомобиле ГАЗ-3102 имеет систему непосредственного впрыска топлива (рис.7.11). Она состоит из топливного бака 4, топливопроводов низкого 5 и высо­кого 8 давления, электробензонасоса 7 и топливных фильтров 6 и 9, установленных на автомобиле, а также литого топливопровода двигателя с регулятором давления топлива 2 и электромагнитными форсунками 1, расположенными на двигателе. Комплексная микропроцессорная система управляет момен­том впрыска топлива форсунками и систе­мой зажигания двигателя.

Рис.7.11. Схема системы питания двигателя ЗМЗ-4062.10 с впрыском топлива: 1 – электромагнитные форсунки; 2 – регулятор давления топлива; 3 – топливопровод отвода топлива в бак; 4 – топливный бак; 5, 8 – топливопроводы низкого и высокого давления; 6, 9 – топливные фильтры грубой и тонкой очистки; 7 – электробензонасос

Расчет диффузора. Диффузор предназначен для необходимого разрежения и для обеспечения возможно тонкого распыления и возможно полного испарения топлива. Основные конструктивные размеры диффузора можно определить из следующих условий.

Действительный секундный расход воздуха (кг/с) через диффу­зор исходя из его размеров определяется уравнением

G_в = (π·d²/4) · μ · ω · ρ₀ = (π·d²/4) · μ · (2Δp · ρ₀)^0,5,

где d - диаметр диффузора, м; ρ₀ - плотность воздуха, кг/м³; μ – коэффициент расхода воздуха (μ = 0,75 … 0,88); ω – скорость воздуха, м/с; Δp – разрежение в диффузоре, Па.

С другой стороны, расход воздуха через диффузор равен количеству воздуха, поступающему в каждую секунду в цилиндры двигателя при данной