Карбюраторный впрыск: дозирующие системы

Мы продолжаем цикл статей о карбюраторном впрыске. Двигатель автомобиля в процессе езды функционирует в различных режимах. Для отдельных рабочих режимов требуется топливовоздушная смесь с разным составом. Зачастую на таких режимах происходят постоянные и резкие изменения, связанные с количеством паров горючего.

Главной задачей карбюратора становится приготовление такой смеси, которая будет оптимальной для любого режима работы мотора. Устройство карбюратора, который имеет распылитель с постоянным сечением, включает в себя различные дозирующие устройства. Каждый из этих элементов ступенчато включается в работу карбюратора или происходит поэтапное отключение, а также возможна одновременная работа. Это будет зависеть от режимов нагрузки, оборотов силового агрегата, угла открытия заслонки дросселя и т.д. Дозирующие системы карбюраторного впрыска отвечают  за оптимальный состав рабочей топливовоздушной смеси во всех режимах и одновременно призваны обеспечить максимум мощности и наилучший показатель экономичности.

Рекомендуем дополнительно прочесть статью об устройстве карбюратора. Из этой статьи Вы сможете узнать об основных элементах конструкции и принципах работы данного устройства.

Главная система дозирования топлива

Указанная главная дозирующая система является таким элементом, который встречается в конструкции практически любого карбюратора. Актуальные версии получили пневматическую систему для компенсации состава топливовоздушной рабочей смеси. В основе системы лежит 1 главный топливный жиклер и 1 главный воздушный жиклер. Данные жиклеры выходят в колодец, который называют эмульсионным.

Эмульсионный колодец расположен вертикально или под наклоном зависимо от модели и модификации карбюратора. Поток воздуха проходит по жиклеру для подачи воздуха и попадает в эмульсионную трубку. Трубка имеет ряды отверстий, расположенных вертикально. Между эмульсионной трубкой и стенками эмульсионного колодца создается топливовоздушная эмульсия первичного типа. Дальнейшим маршрутом эмульсии становится смесительная камера, куда она движется по каналу и попадает в распылитель. Главный топливный жиклер находится в нижней части. По этой причине уровень горючего по мере расходования эмульсии из распылителя склонен к подъему. Так происходит благодаря поступлению горючего из поплавковой камеры. Количество поступающего топлива ограничивает топливный жиклер.

Снижение уровня горючего в эмульсионном колодце означает, что в эмульсию попадает большее количество воздуха, который  проходит через отверстия в эмульсионной трубке. Итогом становится возрастание доли воздуха в рабочей смеси, что и определяет большую степень компенсации. Встречаются также системы, когда бензин и воздух сразу попадают внутрь трубки. Ранние конструкции имели систему дозирования с параллельными жиклерами и диффузорами, расположенными последовательно. В таких устройствах за компенсацию практически полностью отвечала система холостого хода. Также делался упор на упругость пластин, которые открывали доступ для потока воздуха в более крупном диффузоре. Компенсационный параллельный жиклер обеспечивал подачу топлива.

Конструктивно простые карбюраторы авто с небольшим рабочим объемом мотора имели главную систему дозирования, которая состояла из компенсационного колодца и  компенсационного ограничительного жиклера. Такое решение было неспособно осуществить значительную компенсацию и обеспечить подачу должного количества топлива во всех случаях. Для гибкой эксплуатации во всех режимах работы ДВС такие карбюраторы не подходили.

Более совершенные разработки дозирующей системы карбюраторного впрыска способны обеспечивать такую гибкость рабочей топливовоздушной смеси, которая находится на отметке от 1/14 до 1/17, где первая цифра указывает на весовую часть бензина, а вторая воздуха. Главные режимы работы мотора становятся экономичными  благодаря системе дозирования. Система реализует приготовление обедненных составов около 1/16 или 1/16,5.

Горизонтальный карбюратор

Отдельное место занимает конструкция, которая применена в  устройстве главной дозирующей системы горизонтального карбюратора с регулировкой игольного типа. Такая система обеспечивает одновременное механическое изменение количества воздуха, который миновал диффузор благодаря подъему шибера, и регулировку количества попадающего в диффузор горючего, которое дозируется посредством  иглы с переменным профилем.

Игла проходит через жиклер и механическим способом изменяет проходное сечение. В таких карбюраторах четко задано соотношение как сечения диффузора, так и жиклера. Эти сечения напрямую зависят от той высоты, на которую поднимается шибер. Карбюраторы, которые имеют постоянное разрежения,  в момент времени демонстрируют изменение данной характеристики по автоматическому принципу. Задача реализована посредством демпфирующей системы, которая в основе имеет золотник, а также опирается на разрежение в области заслонки дросселя. Система функционирует благодаря определяемой  нагрузке на силовой агрегат и учету угла поворота дроссельной заслонки.

Статья в тему:  Зачем нужна пониженная передача в автомобиле

Переходная система во вторичной камере

Если говорить о переходной системе с дросселями, открывающимися последовательно во 2-й камере, то данное решение напоминает систему холостого хода, но с рядом особенностей.

Главная дозирующая система, расположенная во 2-й камере карбюратора, изначально рассчитана на то, чтобы обеспечивать «богатую» смесь для мощности. Благодаря этому камера не нуждается в возможности серьезной компенсации смеси сравнительно с первичной камерой. Результатом становится то, что переходная система подключается параллельно, а ее топливный жиклер соединен не с колодцем для эмульсии главной системы дозирования, а с поплавковой камерой.

Получается, что в работу вступает как переходная, так и главная система во вторичной камере. Включение обеих систем происходит одновременно, что и позволяет обогатить рабочую смесь до нужной степени.

Работа карбюратора при низком разрежении

Система, отвечающая за холостой ход, а также переходная система и система вентиляции картера отвечают за  обеспечение стабильной работы мотора в таких режимах, когда разрежение минимально. Этого вакуума оказывается мало для того, чтобы задействовать главную систему дозирования, так что в таких режимах работы эти системы реализуют коррекцию состава топливовоздушной смеси.

Когда мотор находится в режиме холостых оборотов, над дросселем нет того вакуума, который необходим для активации главной системы дозирования. Очевидно, что для режима работы с низким разрежением и при слабо открытой заслонке дросселя понадобилась еще одна система. Эта система отвечает за процесс образования рабочей смеси при незначительном расходе воздуха, который протекает при таких режимах в смесительной камере.

Система холостого хода

Крайне редко встречается параллельная система, чаще представлена последовательная или автономная. По типу распыла выделяют дроссельный распыл и распыл в пространстве за дросселем. Система устроена так, что в основе имеются каналы  для воздуха, горючего и эмульсии. Также присутствуют дозирующие элементы, под которыми понимаются жиклеры для работы на холостом ходу. Жиклер холостого хода, отвечающий за подачу топлива, берет эмульсию в нижней части соответствующего колодца главной дозирующей системы.

Получается, что данный жиклер представляет собой элемент в топливном канале дозирующей системы. Жиклер, отвечающий за подачу воздуха на холостом ходу, соединяется с пространством в смесительной камере. Речь идет о верхней части камеры, а такое устройство способно реализовать изменение количества подаваемого воздуха, который поступает в систему холостого хода при различных нагрузках и рабочих режимах силового агрегата.

Благодаря указанным характеристикам система холостого хода является важным участником в цепочке элементов, которые участвуют в процессе коррекции состава рабочей смеси для главной системы дозирования.

Чаще всего бывает так, что воздух попадает в устройство холостого хода по нескольким каналам (каналов бывает два или три). Такая реализация обеспечивает процесс образования эмульсии по двум или трем ступеням, что способствует получению более гомогенной рабочей смеси и одновременно улучшает равномерность ее состава по каждому отдельно взятому цилиндру ДВС.

Система холостого хода имеет выход применительно к пространству смесительной камеры. В пространстве за дроссельной заслонкой имеется достаточный вакуум при режиме холостых оборотов, которого хватает для работы системы холостого хода. В канал системы открыты переходные отверстия. Эти отверстия находятся в области кромки  слегка открытой заслонки дросселя.

Модели К 88, ДААЗ 2108 и некоторые другие получили единственное вертикальное отверстие, похожее на щель. Одна часть находится ниже кромки заслонки дросселя и отвечает за работу на холостых оборотах. Если начать открывать дроссельную заслонку, тогда щель увеличивается, способствуя работе мотора при переходных режимах.

На холостых оборотах заслонка дросселя практически полностью перекрыта. Необходимый вакуум в карбюраторе имеется сразу за заслонкой. Такое разрежение позволяет через отверстие холостого хода получить топливо из главной дозирующей системы. Это топливо идет через топливный жиклер холостого хода и смешивается с воздухом, который попадает через воздушный жиклер холостого хода и другие каналы для его подачи. Полученная топливовоздушная рабочая смесь становится обогащенной, что и нужно мотору для работы в режиме холостых оборотов.  Доля бензина и воздуха в этой смеси представлена в рамках от 1/12 до 1/14,5.

Под переходным режимом следует понимать работу ДВС с небольшим углом открытия заслонки дросселя. При указанном режиме богатая смесь из каналов системы холостого хода оказывается в зоне кромки заслонки, проходит через единое отверстие или конструктивную группу переходных отверстий, смешивается с поступающим воздухом и обедняется в определенных пределах (1/15 или 1/16,5).

Статья в тему:  Выбираем лучший очиститель карбюратора

Система вентиляции картера и рециркуляции отработавших газов

Вентиляция картера позволяет двигателю переработать вредные картерные газы. Вентиляция картера имеет в основе два канала.  Один канал большего размера, другой меньшего. Первый канал является трубкой. В данной трубке находятся такие элементы, как пламегаситель и маслоотделитель. Картерные газы проходят через эти элементы и попадают в фильтр. Фильтр может быть инерционно-масляным перед масляной ванной или картонным воздушным фильтром, расположенным рядом с входом в первичную камеру карбюратора. Далее газы проходят процесс смешивания с воздухом и отправляются в цилиндры двигателя.

Холостой ход и переходной режим отличаются слабым разрежением над камерой. Для решения этой проблемы существует вторая трубка-канал для вентиляции. Данная трубка имеет меньший диаметр и соединяет большую трубку с пространством за заслонкой дросселя, где имеется подходящий для системы вакуум. Разные модели карбюраторов имеют золотник в малой трубке для того, чтобы перекрыть сообщение с большой трубкой в тот момент, когда открывается заслонка дросселя. Решение позволяет предотвратить проникновение воздуха под дроссель одновременно с его забором в смесительную камеру карбюратора.

Рециркуляция отработавших газов делает возможным заменить часть воздуха выхлопом. Это происходит на тех режимах, когда осуществляется торможение двигателем. Система позволяет понизить степень содержания токсичных веществ в выхлопе автомобиля. Встречается данная система не на всех типах моторов.

Устройство холодного пуска

Указанное пусковое устройство является заслонкой, которая имеет систему управления и располагается над смесительной камерой. Если эту заслонку закрыть, тогда разрежение в смесительной камере заметно возрастает. Результатом становится немедленное обогащение топливовоздушной смеси, что идеально для запуска холодного ДВС. Заслонка до конца не перекрывает подачу воздуха. Это обусловлено как расположением, так и тем, что конструктивно для нее сделан упор на пружину.

Еще одним вариантом становится установка клапана, который пропускает воздух в небольших количествах. Чтобы запустить  мотор и вывести его на рабочую температуру, нужно закрыть заслонку воздуха и немного открыть заслонку дросселя. Воздушная заслонка может быть оборудована полностью механическим, полуавтоматическим или автоматическим приводом.

Механический привод приводит в действие водитель из салона. Это делается  ручкой, которую называют манетка. В народе устройство получило более привычное название «подсос». Привод полуавтоматического типа получил большее распространение благодаря простоте и надежности. Водитель прикрывает заслонку самостоятельно, а открытие происходит автоматически. За открытие отвечает диафрагма, которая реагирует  на появившийся вакуум во впуске. Такая реализация не позволяет смеси стать сильно обогащенной и препятствует тому, чтобы двигатель немедленно заглох после холодного запуска.

Хотя автоматический холодный пуск на отечественных машинах не сильно распространен, этого нельзя сказать о европейских и японских авто. К недостаткам автоматического решения относят его ломучесть, малый ресурс и проблематичное использование в условиях температурных перепадов.

Такой тип привода оказался самым сложным по конструкции и больше годится для стран с умеренным климатом. Автомат устроен так, что заслонка прикрыта специальным термоэлементом. Элемент прогревался жидкостью из охлаждающей системы, а также мог греться отдельным электронагревателем. Чем сильнее грелся мотор, тем больше термоэлемент открывал заслонку и давал проход воздуху. Автоматические системы с электронагревателями термоэлемента имели привод, который оснащался температурным датчиком.

Ускорительный насос

Такое устройство обеспечивает подачу дополнительного топлива в моменты резкого дросселирования. В условиях моментального открытия заслонки возникает нарушение в процессе смесеобразования во впуске, а результатом становится подача карбюраторным впрыском в цилиндры мотора недостаточного количества горючего на начальной стадии интенсивного разгона.

Насос нейтрализует «провал» и отвечает за правильный состав рабочей смеси в подобном режиме. Ускорительный насос бывает двух видов: поршневой насос и диафрагменный. Первый тип ускорителя уступает второму по стабильности ряда параметров. Главным минусом является его неспособность влиять на впрыск и интенсивность подачи зависимо от  того угла, на который повернута дроссельная заслонка. Модели карбюраторов с регулировкой игольного типа или с постоянным разрежением способны готовить оптимальную по составу рабочую смесь для всех режимов работы силовой установки. Данные карбюраторы не требуют установки насоса-ускорителя.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *