Конструкция и работа карбюраторов

В качестве примеров рассмотрим карбюратор К-88АМ, устанавливае­мый на грузовых автомобилях марки «ЗИЛ», и карбюраторы «ОЗОН» мод. 2105 и 2107, устанавливаемые на легковых автомобилях марки «ВАЗ».

Карбюратор К-88AM двухкамерный с падающим потоком и параллельным открытием дроссельных заслонок.

Верхняя часть — крышка 2 карбюратора (рис. 7.12) формирует впускной канал и закрывает сверху полость поплавковой камеры. К верхнему фланцу крышки на трех винтах крепится воздушный фильтр. Воздушная заслонка 4 устанавливается на оси, на одном конце которой закреплен рычаг J, связанный с ручным приводом.

К корпусу прикреплены зажим 1 для фиксации тросового привода воздушной заслонки. На другом конце воздушной заслонки закреплен рычаг 6, который через тягу 7 и рычаг 11 связывает ось воздушной заслонки с осью дроссельных заслонок. В крышке сформирована бобышка, в которой находится полость с сетчатым фильтром для подвода топлива через резьбовой штуцер. Снизу в крышке установлен механизм игольчатого клапана с тремя выпускными отверстиями.

В отверстие 17 крышки вворачивается штуцер трубки центробежно-вакуумного ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя. В центре крышки над воздушной заслонкой расположены литые распылители ускорительного насоса с отверстием для крепления топли-вовоздушного винта.

Средняя часть — корпус 8 карбюратора соединен с крышкой семью винтами и центральным топливоподводящим винтом ускорительного насоса.

Между крышкой и корпусом находится картонная уплотнительная прокладка. Литые большие и малые диффузоры выполнены как одно

Рис. 7.12. Карбюратор К-88АМ: 1 — зажим привода воздушной заслонки; 2 — крышка кар­бюратора; 3 — рычаг привода воздушной заслонки; 4 — воздушная заслонка; 5 — балансиро­вочное отверстие поплавковой камеры; 6, 11 — рычаги; 7 — тяга; 8 — корпус карбюратора; 9 — рычаг привода дроссельной заслонки; 10 — регулировочный винт положения дроссель­ных заслонок; 12 — смесительная камера; 13 — игольчатые винты регулировки качества го­рючей смеси; 14 — резьбовое отверстие для штуцера вакуум-корректора угла опережения за­жигания; 15 — резьбовое отверстие для штуцера трубки к центробежному датчику ограничи­теля частоты вращения; 16 — крышка исполнительного мембранного механизма ограничите­ля частоты вращения; 17 — отверстие для штуцера трубки к центробежному датчику ограничителя частоты вращения

целое с корпусом. Малые диффузоры на перемычках установлены над большими диффузорами. Распылители выполнены в виде кольцевых канавок по периметру малых диффузоров. Сверху в корпус ввинчены воздушные жиклеры ГДС и системы холостого хода каждой камеры.

Поплавковый механизм выполнен из двух жестко связанных поплавков. Язычок для регулировки уровня топлива в поплавковой камере подпружинен и находится в пластине, соединяющей оба поплавка. Поплавковый механизм подвешен на оси, установленной в вертикальном пазу в стенке поплавковой камеры.

В корпусе расположен механизм ускорительного насоса и механизм экономайзера. В стенке поплавковой камеры имеется пробка для проверки уровня топлива.

Нижняя часть карбюратора — смесительная камера 12 крепится к корпусу четырьмя болтами через уплотнительную прокладку. В нижней части расположены два игольчатых винта 13 для регулирования состава смеси на режиме холостого хода. Рядом расположено резьбовое отверстие 14 под штуцер для подвода разреженного воздуха к мембранному механизму вакуум-корректора угла опережения зажигания. Ось дроссельных заслонок — разрезная. С одной стороны она связана с элементами привода ограничителя частоты вращения, а с другой — через вилку и двуплечий рычаг с рычагом 9 привода дроссельных заслонок. Рычаг 9 связан тягой с приводом механизма ускорительного насоса и экономайзера. Сбоку в смесительной камере расположен винт 10 регулирования положения дроссельных заслонок на режиме холостого хода.

Смесительная камера соединена с мембранным механизмом 16 ограничителя частоты вращения коленчатого вала с помощью трех винтов, находящихся под крышкой ограничителя, которая закреплена четырьмя винтами, и два винта которых опломбированы. Также пломбируются и два винта крышки мембранного механизма. Резьбовое отверстие 15 для штуцера соединяется с центральной частью центробежного датчика.

Главные дозирующие системы имеют топливные жиклеры 1 (рис. 7.13) и наклонные эмульсионные колодцы 28. В верхней части колодцев ввернуты жиклеры 5 полной мощности, образующие со стенками канала кольцевую щель. Воздушные жиклеры 4 установлены в верхней части вертикальных колодцев, которые выведены в среднюю часть кольцевой щели. Топливоподводящие каналы выведены в распылители 77 малых диффузоров 6.

Так как обе камеры карбюратора работают одинаково, то его работу можно рассмотреть на примере одной камеры.

Работа на различных режимах протекает следующим образом.

Пуск холодного двигателя. Воздушную заслонку 9 закрывают, а дроссельные заслонки 24 приоткрываются, так как их ось связана тягой 7 (см. рис. 7.12) с воздушной заслонкой. В результате этого в смесительной камере создается разрежение, что обеспечивает обогащение горючей смеси в результате интенсивного истечения топлива из кольцевой щели малого диффузора 6 (см. рис. 7.13) и эмульсии из отверстий 21 канала холостого хода.

Рис. 7.13. Схема карбюратора К-88АМ: / — главный топливный жиклер; 2 — жиклер системы холостого хода; 3 — колодец; 4 — воздушный жиклер ГДС; 5 — жиклер полной мощности; 6 — малый диффузор; 7— форсунка; 8— болт; 9 — воздушная заслонка; 10 — клапан воздуш­ной заслонки; 11 — кольцевой распылитель ГДС; 12 — канал; 13 — шток клапана экономай­зера; 14 — демпфирующая пружина экономайзера; 15 — пружина ускорительного насоса; 16 — планка; 17 — шток; 18 — поршень ускорительного насоса; 19 — шток шарикового кла­пана экономайзера; 20 — обратный клапан ускорительного насоса; 21 — шариковый клапан; 22 — серьга; 23 — жиклер экономайзера; 24 — дроссельная заслонка; 25 — рычаг привода эко­номайзера и ускорительного насоса; 26 — нагнетательный клапан ускорительного насоса; 27 — верхнее переходное и нижнее отверстия системы холостого хода; 28 — эмульсионный колодец; 29 — запорный клапан

В момент начала работы двигателя в случае несвоевременного открытия воздушной заслонки откроется ее предохранительный клапан 10.

Режим холостого хода. Дроссельные заслонки 24 закрыты. Под действием разрежения под дроссельными заслонками топливо переходит из поплавковой камеры через главные жиклеры 1 и колодец жиклера 5 полной мощности в колодец 3, а затем к жиклеру 2 холостого хода. Необходимый для образования эмульсии воздух из воздушной горловины поступает через верхнее отверстие жиклера 2 холостого хода, а также через воздушный жиклер 4 и жиклер 5 полной мощности.

Образовавшаяся богатая горючая смесь движется по каналу, в конце которого к ней дополнительно подсасывается воздух из верхнего щелевидного отверстия 27, и через нижнее отверстие 27 эмульсия поступает в задроссельное пространство и далее в цилиндры двигателя.

По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается разрежение у верхнего отверстия 27, и эмульсия начинает поступать из обоих отверстий.

При работе двигателя на холостом ходу качество горючей смеси регулируют винтами 13 (см. рис. 7.12), а частоту вращения коленчатого вала — винтом 10.

Малые и средние нагрузки. Дроссельная заслонка занимает промежуточное положение. В этом случае скорость потока воздуха в диффузорах возрастает, и в работу вступает ГДС. Топливо через главный топливный жиклер 1 (см. рис. 7.13) и жиклер 5 полной мощности поступает к распылителю 11. При этом в эмульсионном колодце 28 к топливу подмешивается воздух из воздушного жиклера 4. С увеличением разрежения в малом диффузоре компенсация состава горючей смеси достигается поступлением дополнительного воздуха из жиклера 2 холостого хода, в результате чего уменьшается разрежение у жиклера 5 полной мощности и в колодце 28. Таким образом, осуществляется торможение истечения топлива из главного топливного жиклера 1 и обеднение горючей смеси до необходимого состава.

Максимальные нагрузки (режим максимальной мощности). Работает ГДС и экономайзер. При открытии дроссельной заслонки более чем на 85 % планка экономайзера под воздействием серьги 22 тяги опустится вниз и через пружину 14 нажмет на шток 13, который, воздействуя на шток 19, откроет шариковый клапан 21 экономайзера. В результате до­полнительное количество топлива поступит через открывшийся клапан к жиклеру полной мощности. Происходит обогащение горючей смеси, и двигатель развивает полную мощность.

Режим разгона (резкое открытие дроссельных заслонок). Поршень18 ускорительного насоса опускается, так как шток поршня соединен с планкой 16. Под действием возросшего давления топлива под поршнем клапан 20 закрывается, и топливо вытесняется по каналу 12 к нагнетательному клапану 26, после подъема которого через отверстие болта 8 поступает к форсунке 7, где распыляется в виде тонких струй в обе смесительные камеры. Связь поршня 18 с планкой 16 осуществляется через его шток и пружину 14, которая обеспечивает затяжной впрыск топлива. Нагнетательный игольчатый клапан 26 исключает поступление воздуха под поршень при его быстром подъеме, а также подсасывание топлива из колодца ускорительного насоса на средних и больших нагрузках двигателя при постоянном положении дроссельных заслонок.

Карбюраторы «ОЗОН» мод. 2105 (рис. 7.14) и 2107 (рис. 7.15) двухкамерные с падающим потоком и с последовательным открытием дроссельных заслонок.

На корпусе карбюратора (см. рис. 7.14) крепятся детали привода воздушной заслонки и шарнир 3 для фиксации троса управления. Ось воздушной заслонки связана с помощью трехплечего рычага через телескопическую тягу 4 и систему тяг и рычагов с мембранным механизмом 11 и рычагом 77 привода дроссельной заслонки первичной камеры. Со стороны первичной камеры к стенке поплавковой камеры на четырех винтах крепится ускорительный насос мембранного типа, который приводится рычагом 9 от профильного сектора.

Ролик, закрепленный на рычаге 9, контактирует с указанным секто­ром, обеспечивая затяжное впрыскивание топлива по заданной схеме.

Рис. 7.14.Карбюратор 2105 (общий вид): / — элемент крепления тросового привода воздуш­ной заслонки; 2 — крышка карбюратора; 3 — шарнир крепления тросового привода; 4 — теле­скопическая тяга; 5 — воздушная заслонка; 6 — шпилька; 7 — штуцер подвода топлива; 8 -крышка ускорительного насоса; 9 — рычаг привода ускорительного насоса; 10 — теплоизоля­ционная прокладка; 11 — мембранный механизм системы пуска; 12 — бобышка для установки винта регулировки качества горючей смеси; 13 — трубка подвода разреженного воздуха к ва­куумному регулятору угла опережения зажигания; 14 — винт количества горючей смеси; 15-механизм экономайзера принудительного холостого хода; 16 — микровыключатель; 17 — ры­чаг привода дроссельных заслонок; 18 — трубка отвода картерных газов; 19 — пневматиче­ский привод вторичной дроссельной заслонки

Распылитель ускорительного насоса крепится сверху корпуса между воздушными каналами и выведен в щель между большим и малым диффузорами.

Главные топливные жиклеры установлены в бобышках нижней части поплавковой камеры. Топливные жиклеры системы холостого хода и переходной системы вторичной камеры расположены в горизонтальных каналах корпуса. Топливные жиклеры выполнены в сборе с винтовой пробкой, ввинченной в корпус снаружи. Воздушные жиклеры системы холостого хода и переходной запрессованы в верхнем фланце корпуса карбюратора. В бобышку корпуса со стороны элементов привода дрос­сельных заслонок запрессована трубка 18 отвода картерных газов двигателя.

К корпусу на кронштейнах двумя винтами крепится мембранный блок пневмопривода дроссельной заслонки вторичной камеры. В крышке мембранного блока имеется бобышка с элементами 1 крепления тросового привода воздушной заслонки.

Со стороны вторичной камеры расположена бобышка с упорным винтом ограничения закрытия дроссельной заслонки вторичной камеры, который регулирует ее положение и предотвращает заклинивание. Дроссельные заслонки поддерживаются в закрытом положении с помощью оттяжной пружины. Со стороны первичной камеры имеется трубка 13 для подвода разреженного воздуха к мембранному механизму вакуумного регулятора угла опережения зажигания. Между смесительной камерой и корпусом расположена теплоизоляционная 10 и две картонные прокладки, которые уменьшают поступление теплоты к поплавковой камере.

Главные дозирующие системы обеих камер карбюратора имеют топливные жиклеры 22 (рис. 7.15) и эмульсионные трубки 27, установленные в вертикальных колодцах и фиксируемые сверху воздушными жиклерами 7 и 14.

Топливные жиклеры 3 и 17 разъемные, установлены с натягом в резьбовой пробке. Воздушные жиклеры 5 и 16 запрессованы в корпусе.

У карбюратора мод. 2107 в бобышке корпуса установлен винт 21 токсичности (заводской настройки регулировки системы холостого хода), который на заводе пломбируется металлической пластиной.

Система холостого хода имеет два переходных отверстия, находящиеся выше дроссельной заслонки первичной камеры, а переходная система вторичной камеры имеет одно отверстие.

31 30 29

Рис. 7.15. Карбюратор 2107 (чертеж): 7 — обратный клапан ускорительного насоса; 2 — винт регулировки подачи топлива ускорительным насосом; 3 — топливный жиклер переходной системы вторичной камеры; 4 — воздушный жиклер переходной системы; 5 — воздушный жиклер эконостата; 6 — топливный жиклер эконостата; 7 — главный воздушный жиклер вто­ричной камеры; 8 — эмульсионный жиклер эконостата; 9 — пневматический привод вторич­ной дроссельной заслонки; 10 — жиклеры пневматического привода первичной и вторичной камер; 11 — нагнетательный клапан ускорительного насоса; 12 — распылитель ускорительно­го насоса; 13 — воздушная заслонка; 14 — главный воздушный жиклер первичной камеры; /5 — мембранный механизм системы пуска; 16 — воздушный жиклер системы холостого хода; 17— топливный жиклер системы холостого хода; 18 — игольчатый клапан поплавка; 19 — то­пливный фильтр; 20 — поплавок; 21 — винт токсичности; 22 — главный топливный жиклер первичной камеры; 23 — регулировочный винт качества горючей смеси системы холостого хода; 24 — винт количества горючей смеси; 25 — экономайзер принудительного холостого хода; 26— патрубок; 27 — эмульсионная трубка первичной камеры; 28 — главный топливный жиклер вторичной камеры; 29 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 30 — рычаг ус­корительного насоса; 31 — мембрана

Карбюраторы «ОЗОН» оснащены пневматическим приводом 9 вторичной дроссельной заслонки. Он представляет собой механизм с возвратной пружиной, связанный штоком через промежуточную пружину с рычагом на оси дроссельной заслонки. Разреженный воздух в рабочую полость мембранного механизма подается из больших диффузоров карбюратора через калиброванные отверстия, которые обеспечивают заданную закономерность открытия дроссельной заслонки. Для сглаживания резких изменений разрежения в рабочей полости в пневматическом канале предусмотрены демпфирующие жиклеры 10. Механизм блокировки предотвращает открытие дроссельной заслонки вторичной камеры на частичных нагрузках, освобождая рычаг на оси вторичной камеры только при открытии дроссельной заслонки первичной камеры на угол, превышающий заданный.

Эконостат имеет воздушный 5, топливный 6 и эмульсионный 8 жиклеры. Распылитель эконостата выведен в малый диффузор вторичной камеры над распылителем ГДС.

Ускорительный насос мембранного типа снабжен обратным шариковым клапаном 1 с ограничительным винтом. Он включает в себя перепускной жиклер 29 с винтом 2 регулировки подачи топлива, распылитель 12 с нагнетательным шариковым клапаном 11. Распылитель выведен в щель между большим и малым диффузорами первичной камеры. Управление ускорительным насосом осуществляется рычагом, на одном конце которого находится ролик, контактирующий с профилированным сектором на оси дроссельной заслонки. Профиль сектора обеспечивает заданный закон подачи топлива в период разгона двигателя при открытии первичной и вторичной дроссельных заслонок. Вторым концом рычаг нажимает на демпфирующий элемент мембранного механизма ускорительного насоса, обеспечивая затяжной впрыск топлива. Перепускной жиклер 28 обеспечивает уменьшение количества подаваемого топлива при разгоне двигателя с медленным открытием дроссельной заслонки путем его перетекания в по­плавковую камеру.

Карбюратор имеет систему вентиляции картера двигателя с регулировкой количества отсоса картерных газов в виде золотника, расположенного на оси дроссельной заслонки первичной камеры.

Система пуска имеет воздушную заслонку 13, управляемую вручную тросовым приводом, и полуавтомат привода воздушной заслонки мембранного типа. Степень приоткрытая воздушной заслонки может регулироваться упорным винтом в крышке механизма, который закрыт резьбовой пробкой.

К корпусу дроссельных заслонок карбюратора крепится винтами крышка экономайзера 25 принудительного холостого хода с патрубком 26. Под крышкой установлена мембрана, которая образует рабочую полость. Мембрана связана с иглой экономайзера, помещенной в седло, запрессованное в корпусе дроссельных заслонок.

Работа карбюратора заключается в следующем.

Режим пуска и прогрева холодного двигателя. С помощью тросового привода поворачивают шарнир 3 (см. рис. 7.14), который через телескопическую тягу 4 закрывает воздушную заслонку 5. Одновременно через систему тяг и рычагов приоткроется дроссельная заслонка первичной камеры на необходимую величину. При проворачивании коленчатого вала стартером возникающее разрежение передается к отверстиям системы холостого хода, а через приоткрытую дроссельную заслонку пер­вичной камеры к распылителю ГДС, вызывая истечение из них топливной эмульсии богатого состава. Одновременно разрежение создается в рабочей полости мембранного механизма 15 (рис. 7.15), но оно недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины. В момент появления вспышек разрежение возрастает, под действием которого мембрана втягивается вправо, и тяга через рычаг приоткроет воздушную заслонку. При этом сжимается пружина внутри телескопической тяги.

По мере прогрева двигателя воздушную заслонку полностью открывают.

Режим холостого хода. Дроссельная заслонка приоткрыта. Воздушная заслонка открыта полностью. Разрежение через отверстие, прикрытое иглой экономайзера принудительного холостого хода, передается в каналы системы холостого хода. Под действием разрежения топливо, поступающее в эмульсионный колодец через главный топливный жиклер 22, поднимается к топливному жиклеру 17, частично смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 16, вторично смешивается с воздухом, поступающим через переходное отверстие и через отверстие, регулируемое винтом 23. Далее топливовоздушная эмульсия проходит под иглу через отверстие в ее седле и во впускной трубопровод двигателя. Разрежение в малом диффузоре мало, и топливо из распылителя ГДС не истекает.

Для регулирования работы двигателя на холостом ходу имеются ргулировочный винт 24 количества горючей смеси, который регулирует положение иглы, и регулировочный винт 23 состава (качества) горючей смеси.

Режим принудительного холостого хода. Данный режим имеет место при торможении автомобиля двигателем, когда отпущена педаль управления дроссельными заслонками, а сцепление не выключено. В этом случае дроссельные заслонки закрыты, а частота вращения коленчатого вала превышает частоту вращения на холостом ходу. При этом в рабочей полости (справа от мембраны на рис. 7.15) экономайзера принудительного холостого хода создается атмосферное давление, в то время как в полости слева от мембраны существует разрежение. Тогда мембрана прогибается, и игла, связанная с ней, перекрывает выход топливовоздушной эмульсии.

Если частота вращения коленчатого вала ниже порогового значения 1200—1260 мин"¹ или производится нажатие на педаль управления дроссельными заслонками, в рабочей полости экономайзера принудительного холостого хода создается разрежение, под действием которого мембрана отводит иглу от ее седла, обеспечивая поступление топливовоздушной эмульсии через систему холостого хода. Смену атмосферного давления на разрежение и наоборот обеспечивает электропневмоклапан, который соединен шлангом через патрубок 26 с рабочей полостью эко­номайзера. Электропневмоклапан срабатывает от микропереключате­ля 16 (см. рис. 7.14) или электронного блока управления, подключенного параллельно микропереключателю. При частоте вращения коленчатого вала 1600—1680 мин"¹ электронный блок отключается, но электропневмоклапан остается открытым из-за включенного микропереключателя. На режиме принудительного холостого хода резко закрываются дроссельные заслонки, что вызывает выключение микропереключателя и, как следствие, переключение электропневмоклапана на подачу воздуха из окружающей среды (атмосферное давление) в рабочую полость.

Электронный блок управления и электропневмоклапан устанавливаются отдельно от карбюратора.

Режим средних (частичных) нагрузок. Работает в основном первичная камера, которая обеспечивает работу двигателя в широком диапазоне. При этом необходимый состав горючей смеси обеспечивается совместной работой ГДС и системы холостого хода.

По мере открытия дроссельной заслонки первичной камеры переходные отверстия попадают под действие разрежения, и через них также начинает поступать топливовоздушная смесь. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разрежение в распылителе ГДС увеличивается, топливо в эмульсионном колодце начинает подниматься и при достижении отверстий в эмульсионной трубке 27 (см. рис. 7.15) захватывается воздухом, поступающим через жиклер 14, и увлекается в распылитель. С этого момента начинается совместная работа системы холостого хода и ГДС. При достижении определенного разрежения в смесительной камере начинает открываться дроссельная заслонка вторичной камеры.

Режим максимальной мощности. Дроссельные заслонки открыты полностью. Разрежение в канале системы холостого хода падает, а в малых диффузорах возрастает, в результате чего топливовоздушная смесь интенсивно истекает из распылителя, а через систему холостого хода сокращается до незначительного. При достижении разрежения в малом диффузоре вторичной камеры определенной величины вступает в работу эконостат, дополнительно обогащая горючую смесь на режиме полных нагрузок.

Режим разгона. Резко открываются дроссельные заслонки. Кулачок привода ускорительного насоса поворачивается и воздействует на рычаг 30, который сжимает пружину, помещенную внутри телескопического стакана мембрану 31 насоса. Разжимаясь, пружина плавно перемещает мембрану, чем обеспечивает затяжной впрыск топлива. При перемещении мембраны топливо через канал поступает в нагнетательный клапан 11 и далее через распылитель 12 впрыскивается в первичную смесительную камеру карбюратора.

Кулачок ускорительного насоса имеет специальный профиль, благодаря чему обеспечивается двойной впрыск топлива, причем второй впрыск совпадает с началом открытия дроссельной заслонки вторичной камеры.