Советы автомеханика. Техобслуживание, диагностика, ремонт

Теоретически для полного сгорания 1 кг топлива необходимо около 15 кг воздуха. Смесь 1 кг топлива с 15 кг воздуха представляет собой нормальную горючую смесь. Фактически же двигатель работает на обедненной или обогащенной смесях. Обедненная горючая смесь представляет собой смесь 1 кг топлива и 16–17 кг воздуха. Горит она хорошо, обеспечивая работу двигателя при небольших и средних нагрузках, с наибольшей экономией топлива. Обогащенная горючая смесь состоит из 1 кг топлива и 12–13 кг воздуха. Она горит лучше, чем обедненная, но менее экономична. При работе на такой смеси двигатель может развивать наибольшую мощность, поэтому ее иногда называют мощностной смесью. Существует также богатая горючая смесь, когда на 1 кг топлива приходится менее 12 кг воздуха, и бедная смесь, когда на 1 кг топлива приходится более 17 кг воздуха. Горят эти смеси медленнее и не обеспечивают двигателю достаточной мощности. Поэтому для питания двигателя эти горючие смеси не применяются. Исключение составляет лишь период пуска и прогрева двигателя, когда необходима богатая смесь.
Приготовление горючей смеси происходит в специальном приборе – карбюраторе, а процесс его приготовления называется карбюрацией. Простейший карбюратор состоит из двух взаимосвязанных камер: поплавковой и смесительной. Поплавковая камера представляет собой резервуар, внутри которого подвешен на оси пустотелый поплавок. Над поплавком расположен игольчатый клапан, перекрывающий доступ топливу из топливного насоса в камеру. По мере наполнения камеры топливом поплавок всплывает и, когда топливо достигнет необходимого уровня, закрывает клапан. Если уровень понизится, поплавок опустится, клапан откроется, и топливо вновь начнет поступать в поплавковую камеру. Так при помощи поплавкового устройства в карбюраторе поддерживается необходимый уровень топлива (рис. 2.30), который должен быть примерно на 1,5–2,0 мм ниже выходного отверстия устья распылителя.
Рис. 2.30. Устройство карбюратора
При таком уровне топливо не вытекает из распылителя, когда двигатель не работает, но при уменьшении давления в смесительной камере в нее начинает поступать топливо и происходит образование горючей смеси.
Смесительная камера состоит из корпуса, в котором расположен диффузор, трубка-распылитель с жиклером и дроссельная заслонка. Сверху в смесительную камеру поступает воздух; своей нижней частью она соединена с впускным трубопроводом, через который горючая смесь поступает в цилиндр. Наибольшую скорость движения воздух достигает в самом узком месте смесительной камеры – диффузоре, в центре которого расположено устье распылителя.
Жиклер – это втулка с калиброванным (точного размера) отверстием, строго ограничивающим выход топлива из поплавковой камеры через распылитель в смесительную камеру. Дроссельная заслонка связана с педалью газа, при помощи которой она открывается и закрывается. Нажимая на педаль, водитель управляет дроссельной заслонкой и тем самым изменяет количество горючей смеси, поступающей в цилиндры. Соответственно изменяется число оборотов коленчатого вала двигателя и скорость движения автомобиля.
Принцип действия простейшего карбюратора следующий: во время такта впуска, когда в цилиндре двигателя, а следовательно, и в смесительной камере карбюратора создается разрежение, через распылитель в камеру впрыскивается топливо. Сильный поток воздуха, возникающий при этом в смесительной камере, подхватывает струйку топлива, распыляет ее и уносит в цилиндр – так образуется горючая смесь. По пути в цилиндр и в самом цилиндре просходит испарение частичек топлива, смесь становится парообразной. В цилиндре горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов, образуя так называемую рабочую смесь.
Простейший карбюратор не в состоянии достаточно хорошо обеспечить работу двигателя. В зависимости от теплового состояния двигателя (холодный он или прогретый) и режима его работы состав смеси должен изменяться: например, для пуска и прогрева холодного двигателя нужна богатая горючая смесь, т. к. часть топлива оседает на холодных стенках цилиндров и, таким образом, не используется при горении. Поэтому, если смесь не будет иметь избытка топлива, ее будет трудно воспламенить.
При средних нагрузках двигатель должен получать обедненную смесь, т. е. иметь некоторый избыток воздуха, обеспечивающий наиболее полное сгорание топлива, благодаря чему уменьшается его расход. Когда от двигателя требуется наибольшая мощность (при большей нагрузке), смесь должна быть обогащенной. На малых оборотах (холостом ходу) двигателю также необходим обогащенный состав смеси, т. к. в цилиндры она поступает в небольшом количестве.
Для приготовления горючей смеси наиболее благоприятного состава, в зависимости от условий работы двигателя, необходимо оборудовать карбюратор целым рядом дополнительных устройств. Так, у современных карбюраторов помимо поплавковой и смесительной камер с диффузором и дроссельной заслонкой имеются: пусковое устройство, система холостого хода, главная дозирующая система, ускорительный насос, экономайзер.
Главная дозирующая система приготавливает горючую смесь для большинства режимов работы двигателя. Эта система включает в себя главный топливный жиклер, его распылитель, диффузоры, жиклер экономайзера и воздушный жиклер (рис. 2.31).
Рис. 2.31. Главная дозирующая система карбюратора
При открытии дроссельной заслонки наибольшее разрежение создается в диффузоре возле устья распылителя. Под действием этого разрежения топливо из поплавковой камеры проходит вначале через жиклер экономайзера, а затем через главный жиклер в канале распылителя. Там оно смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер и отверстия в стенках распылителя. Воздух, перемешиваясь с топливом, способствует его распылению. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разрежение в диффузоре быстро растет и вызывает обогащение смеси. Поступление воздуха в канал распылителя снижает разрежение возле устья главного жиклера, что припятствует обогащению смеси. Таким образом происходит автоматическое корректирование состава смеси при работе двигателя на малых и средних нагрузках.
Система экономайзера (рис. 2.32) работает следующим образом: на малых и средних нагрузках двигателя топливо для горючей смеси поступает через главную дозирующую систему. Однако при полном открытии дроссельной заслонки такой подачи топлива недостаточно, т. к. двигатель должен обеспечить наибольшую мощность, а для этого требуется обогатить горючую смесь. Поэтому, когда открытие дроссельной заслонки приближается к полному (более 85–90 %), рычаг, связанный с приводом дроссельной заслонки, действует на тягу привода экономайзера.
Рис. 2.32. Устройство экономайзера
Тяга соединена со штоком, который нажимает на клапан экономайзера, открывая дополнительный проход для топлива из поплавковой камеры к главному жиклеру, помимо топлива, проходящего через жиклер экономайзера. Смесь обогащается, что дает возможность получать от двигателя наибольшую мощность.
Воздух обладает большей скоростью движения, чем топливо, поэтому при резком открытии дроссельной заслонки необходима дополнительная подача топлива, чтобы компенсировать мгновенное увеличение количества воздуха и тем самым избежать кратковременное обеднение смеси. Для этой цели служит насос-ускоритель (рис. 2.33), представляющий собой емкость, в которой перемещается либо поршень, либо диафрагма. Поршень имеет общий привод со штоком экономайзера. В колодце насоса-ускорителя находится обратный клапан. Быстрое опускание поршня (диафрагмы) при резком открытии дроссельной заслонки повышает давление в колодце, под действием которого обратный клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается. Порция топлива, находящаяся в колодце насоса-ускорителя, впрыскивается через распылитель насоса-ускорителя непосредственно в смесительную камеру карбюратора и обогащает горючую смесь.