Карбюраторы двигателей легковых автомобилей

На двигателях легковых автомобилей устанавливают карбюрато­ры эмульсионного типа с падающим потоком, обеспечивающим хорошее наполнение цилиндров горючей смесью. Такие карбюра­торы могут иметь несколько смесительных камер с параллельным> включением. Это позволяет повысить мощность двигателя в связя^

с лучшей дозировкой и распределением горючей смеси по ци­линдрам.

Широко применяются двухкамерные карбюраторы с последо- вателъным включением смесительных камер. В таких карбюраторах сначала включается в работу одна, так называемая первая (основ­ная), камера, а при увеличении нагрузки подключается другая, вторая (дополнительная), камера. Моделями таких типов карбю­раторов оснащаются двигатели многих легковых автомобилей.

Карбюратор 2108-1107010. На двигателях переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ установлен двухкамерный карбюратор 2108-1107010 с падающим потоком и последовательным открыти­ем дроссельных заслонок. Последовательность открытия заслонок позволяет условно разделить работу карбюратора на два периода: период работы на обедненной (экономичной) смеси при малых и средних нагрузках двигателя, которые обеспечиваются работой смессдозирующей системы первой камеры, и период работы на обогащенной смеси при полных нагрузках двигателя в процессе совместной работы смеседозирующих устройств обеих камер кар­бюратора.

Карбюратор (рис. 6.3) через теплоизолирующую прокладку ус­танавливается на впускной газопровод с помощью четырех шпи­лек с гайками. Он состоит из двух базовых деталей корпуса 17 и крышки 24, в которой имеются входные горловины / смеситель­ных камер и колодцы для прохода воздуха к двум главным воз­душным жиклерам 2. В горловине первой камеры установлена воз­душная заслонка 3, ас боковой стороны крышки крепится пус­ковое устройство с регулировочным вшгтом б, пружиной и мем­браной 5 в сборе со штоком. В резьбовом канале крышки крепится электромагнитный клапан 20 и топливный жиклер 21 системы холостого хода. Для подачи в карбюратор топлива и слива его из­лишков в крышке 24 установлены соответственно патрубки 22 и 23.

Совместно с корпусом 17 отливаются большие диффузоры, в которые вставляются малые диффузоры 19, отлитые заодно с их распылителями. Внутри корпуса размещается поплавковая камера с топливными каналами и установлен распылитель 4 ускоритель­ного насоса. Основная рабочая полость ускорительного насоса раз­мещена в приливе корпуса, к которому крепится крышка с рыча­гом 12 привода и мембраной 14. Привод ускорительно насоса осу­ществляется от кулачка 13, установленного на оси дроссельной заслонки 10 первой камеры. К приливу корпуса, образующему рабочую полость с жиклером 15, крепится крышка 16 с мембра­ной 18 экономайзера мощностиых режимов, на которой закреп­лена игла, воздействующая на шариковый клапан.

В корпусе карбюратора установлены также регулировочные вин­ты 7 и 9 соответственно количества и качества горючей смеси при работе двигателя на холостом ходу. Отверстие под регулировоч-

Рис. 6.3. Карбюратор 2108-1107010:

1 — горловина; 2 — воздушный жиклер; 3 — воздушная заслонка; 4 — распыли* тель ускорительного насоса; 5 — мембрана пускового устройства; 6 — регулиро­вочный винт; 7, 9 — регулировочные винты соответственно количества и каче­ства горючей смеси при работе двигателя на холостом ходу; 8 — патрубок для передачи разрежения к вакуумному регулятору распределителя зажигания; 10 — дроссельная заслонка; // — патрубок для отсоса картерных газов; 12— рычаг; 13— кулачок; 14— мембрана ускорительного насоса; 75— жиклер; /б — крышка; 17 — корпус; /Я — мембрана экономайзера мощностных режимов; /Р — диффу­зор; 20 — электромагнитный клапан; 21 — жиклер системы холостого хода; 22, 23 — патрубки соответственно подачи и слива топлива; 24 — крышка

ный винт 9 закрывается заглушкой. Для передачи разрежения от карбюратора к вакуумному регулятору распределителя зажигания в корпусе установлен патрубок 8, а для отсоса картерных газов' служит патрубок //.

В первой и во второй смесительных камерах дроссельные за­слонки 10 жестко закреплены винтами на осях, связанных с по­мощью троса с педальным приводом, расположенным в салоне кузова. Воздушная заслонка также с помощью троса соединена с

4 5 6 7 8 15 14 13 12 9 11 10 9 Рис. 6.4. Система холостого хода и переходные системы: / — эмульсионный канал первой камеры; 2 — электромагнитный клапан; 3. 4 — соответственно топливный и воздушный жиклеры; 5 — колодец; 6 — топливный жиклер переходной системы; 7 — эмульсионный канал второй камеры; 8 — воздушный жиклер переходной системы; 9 — поплавковая камера; 10 — эмуль­сионное выходное отверстие второй камеры; //, 13 — дроссельные заслонки соответственно второй и первой камер; 12 — главные топливные жиклеры; 14 — эмульсионное шелсвиднос отверстие первой камеры; 15 — регулировочный винт

 

рукояткой управления, расположенной под панелью приборов салона кузова,

К основным устройствам и системам карбюратора относятся: система холостого хода и переходные системы, поплавковая ка­мера, главные дозирующие системы, экономайзер мошностных режимов, экономайзер полных нагрузок (эконостат), ускоритель­ный насос, пусковое устройство и система снижения токсичнос­ти отработавших газов.

Система холостого хода позволяет корректировать состав го­рючей смеси в диапазоне малых частот вращения коленчатого вала, а также при переходе двигателя на режимы работы при малых и средних нагрузках. На режиме холостого хода дроссельные зас­лонки 13 первой и И второй камер (рис. 6.4) закрыты, разреже­ние в диффузорах недостаточно для истечения топлива, а разре­жение под дроссельной заслонкой первой камеры достигает зна­чительной величины и передается во все каналы системы.

При этом топливо поступает из поплавковой камеры 9 через главный топливный жиклер 12 первой камеры и эмульсионный ко­лодец 5, поднимается по топливному каналу, проходит жиклер 3, смешивается с воздухом, поступающим из жиклера 4, и по эмуль­сионному каналу 1 выходит в виде эмульсии под регулировочный винт 15 качества смеси. Из щелевидного отверстия 14 на пути эмуль­сии подсасывается воздух из смесительной камеры. Образовавша­яся таким образом обогащенная горючая смесь поступает в впуск­ной газопровод, а затем в цилиндры двигателя.

Количество смеси на холостом ходу регулируется упорным вин­том, установленным на рычаге дроссельной заслонки. При завер­тывании винта дроссельная заслонка приоткрывается.

В этом карбюраторе при выключении зажигания отключается электромагнитный клапан 2, игла которого под действием пру­жины перекрывает топливный жиклер 3 и не допускает работу системы с выключенным зажиганием.

Переходная система второй камеры вступает в работу в начале открытия дроссельной заслонки 11, когда поток воздуха раздваи­вается и горючая смесь переобедняется. В этом случае могут про­исходить обратные вспышки в воздушном фильтре. Во избежание этого явления вторую камеру оснащают переходной системой с выходным эмульсионным отверстием 10, обеспечивающим плав­ный переход с одного режима работы на другой в моменты нача­ла полного открытия дроссельных заслонок обеих камер. Данная переходная система работает подобно переходной системе с ще- левидным отверстием 14 первой камеры, но она питается топли­вом через жиклер б непосредственно из поплавковой камеры Р. При этом топливо смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 8, и образовавшаяся эмульсия по каналу 7 направляется под дроссельную заслонку через выходное отвер­стие 10. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разре­жение в диффузоре второй камеры возрастает, а у отверстия 10 — уменьшается, вследствие чего постепенно вступает в работу глав­ная дозирующая система второй камеры, соединенная каналами с поплавковой камерой.

Поплавковая камера карбюратора сбалансированная, это до­стигается двумя отверстиями 5 (рис. 6.5), соединяющими поплав­ковую камеру 9 с воздушным фильтром, вследствие чего в них уравновешивается давление и устраняется влияние загрязнения воздушного фильтра на состав горючей смеси. Если поплавковая камера не сбалансирована, т.е. сообщается непосредственно с ат­мосферой, то при увеличении сопротивления воздушного фильт­ра (из-за его загрязнения) возрастает разрежение в диффузоре и горючая смесь значительно обогащается.

Благодаря двум сообщающимся объемам поплавковой камеры, которые охватывают смесительные камеры с двух сторон, обеспе­чена надежная подача к ним топлива через фильтр 6 даже при сильных кренах автохюбиля. Карбюратор имеет двойной попла-

Рис. 6.5. Главная дозирующая система: / — диффузор; 2 — распылители; 3 — каналы; 4 — воздушные жиклеры; 5 — отверстие; б — фильтр; 7— патрубок; 8 — запорное устройство: 9— поплавковая камера; /0 — поплавок; //, 14 — дроссельные заслонки соответственно второй и первой камер; 12 — эмульсионные трубки; 13 — топливные жиклеры

 

вок 10 из эбонита, соединенный с запорным устройством 8\ и патрубок 7с жиклером, перепускающим излишки топлива обрат­но в топливный бак.

Главные дозирующие системы приготавливают горючую смесь необходимого состава при работе двигателя на режимах с частичны­ми нагрузками и полном открытии дроссельных заслонок 14 и 11 (см. рис. 6.5). При этом топливо из поплавковой камеры 9 через жиклеры 13 поступает к эмульсионным колодцам, в которых на­ходятся эмульсионные трубки /2, и смешивается с воздухом, по­ступающим из воздушных жиклеров 4. Затем эта топливовоадуш- ная смесь поступает через каналы 3 в распылитель 2, где смешива­ется с воздухом, протекающим через диффузоры 1 смесительных камер, образуя горючую смесь.

Дозированием количества воздуха, поступающего в эмульси­онные колодцы через жиклеры 4, можно получить характеристи­ку карбюратора, близкую к оптимальной. Это объясняется тем, что воздух, поступающий в колодцы через жиклеры 4, изменяет разрежение перед топливными жиклерами 13. При этом интен­сивность истечения топлива значительно снижается (затормажи­вается), а отверстия в эмульсионных трубках /2 обеспечивают хо­рошее эмульсирование топлива. Подбором размеров воздушных жиклеров 4 можно обеспечить такую закономерность изменения разрежения у топливных жиклеров 13, которая позволяет по мере открытия дроссельных заслонок и увеличения разрежения в диф­фузоре обеднять горючую смесь до необходимых значений коэф­фициента избытка воздуха.

Количество смеси, поступающей в двигатель, регулируется открытием дроссельных заслонок. При этом дроссельная заслон­ка 14 первой камеры соединяется механически с дроссельной за­слонкой И второй камеры таким образом, что в тот момент, когда первая открыта на ²/з своего полного открытия, начинает откры­ваться заслонка И второй камеры. Следовательно, на режимах дрос­селирования в основном работает первая смесительная камера, обеспечивающая работу двигателя в широком диапазоне.

Экономайзер мощностныхрежимов служит для обогащения смеси на мощностных режимах (при больших и полных открытиях дрос­сельной заслонки), обеспечивая тем самым соответствующий этим режимам состав горючей смеси. Экономайзер мощностных режи­мов (рис. 6.6) мембранного типа. Он соединяется каналом 10 с поплавковой камерой, в которой установлены главные топлив­ные жиклеры 2 и 4.

11 12 5 4 3 2 1 Рис. 6.6. Экономайзер и эконостат мощностных режимов:

 

Л 5 — дроссельные заслонкн; 2, 4 — главные топливные жиклеры; 3 — топлив­ный жиклер эконостата; 6 — воздушный канал; 7 — мембрана: 8 — шариковый клапан; 9 — жиклер экономайзера; 10 — канал; 11 ~ эмульсионная трубка; 12 — впрыскивающая трубка

Полость над мембраной /соединяется с поддроссслъным про­странством воздушным каналом 6. Жиклер 9 экономайзера уста­навливается в топливном канале 10. Через шариковый клапан 8 соединяются внутренняя полость под мембраной и поплавковая камера карбюратора.

При открытии дроссельной заслонки 5 на большой угол разре­жение во впускном газопроводе уменьшается и соответственно снижается его воздействие через воздушный канал 6 на мембрану 7, Вследствие этого пружина отжимает вправо связанные с ней мем­брану 7 и шариковый клапан 8. При этом дополнительное коли­чество топлива через жиклер экономайзера 9 по каналу 10 посту­пает в главную дозирующую систему, обогащая горючую смесь.

Экономайзер полных нагрузок (эконостат) взаимодействует со второй смесительной камерой и вступает в работу на нагрузочных и скоростных режимах, близких к предельным, при полностью открытых дроссельных заслонках 5 и 7, обогащая горючую смесь для получения максимальной мощности двигателя. При этом топли­во поступает через топливный жиклер 3, проходит эмульсионную трубку 77 и по топливному каналу поступает к впрыскивающей трубке 12 эконостата, размещенной выше распылителя главной дозирующей системы.

3 7 б Рис. 6.7. Ускорительный насос: / — распылители; 2% 8 — клапаны; 3 — мембрана; 4 — толкатель; 5 — рычал 6 — кулачок; 7 — дроссельная заслонка

 

Ускорительный насос (рис. 6.7) служит для кратковременного обогащения горючей смеси в режиме ускорения (разгона) авто­мобиля. Особенностью его устройства является наличие распыли­телей / в каждой смесительной камере. Ускорительный насос мем­бранного типа с приводом от кулачка б, расположенного на оси дроссельной заслонки 7. Производительность насоса не регулиру­ется, а зависит только от профиля кулачка б. При резком откры­тии дроссельной заслонки 7 кулачок б перемешает рычаг 5 и через толкатель 4 нажимает на мембрану 3, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Мембрана через колодец ускорительного насоса, шариковый клапан 2 и распылители 7 подает топливо в первую и вторую смесительные камеры, тем самым обогащая го­рючую смесь. При возвращении мембраны в исходное положение топливо из поплавковой камеры засасывается через обратный шариковый клапан 8 и поступает в рабочую полость ускоритель­ного насоса.

Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой сме­си, что способствует быстрому пуску и прогреву холодного двига­теля. В нем предусмотрены мембранный и рычажный механизмы для закрытия воздушной заслонки 7 (рис. 6.8) и прикрытия дрос­сельной заслонки 15. Особенность этих механизмов заключается в использовании фигурных кромок на рычаге 4.

Наружная фигурная кромка 10 воздействует на промежуточный рычаг 14_% связанный с дроссельными заслонками через регулиро­вочный винт 13₉ фиксируемый скобкой 12 При полном закрытии воздушной заслонки 7 дроссельная заслонка 15 первой камеры приоткрывается на 0,8... 1,3 мм (величина А'). В промежуточных положениях рычага 4 его фигурные кромки 5 и б взаимодейству­ют со штифтом поводка 8 воздушной заслонки и допускают ее открытие на определенный угол. Ручное управление рычагом 4 осуществляется рукояткой из салона кузова посредством тяги 11.

При пуске холодного двигателя рычаг 4 поворачивается против часовой стрелки (вытягиванием рукоятки на себя); при этом об­разовавшийся зазор между фигурными кромками 5 и 6 рычага и поводка 8 позволяет возвратной пружине 9 удерживать воздуш­ную заслонку в закрытом положении. Одновременно с этим из-за значительного разрежения под прикрытой дроссельной заслон­кой и в смесительной камере вступают в работу система холосто­го хода и главная дозирующая система первой камеры, приготав* ливая богатую горючую смесь.

С увеличением разрежения под дросселем первой камеры мем­брана / будет воздействовать на шток 3 и принудительно приот­крывать воздушную заслонку. Величину приоткрывания заслонки (пускового зазора) А = 2,5...3,2 мм можно регулировать винтом 2. Величина приоткрывания зависит от ширины паза между кром­ками 5 и б рычага 4 и от положения регулировочного винта 2

Рис. 6.8. Пусковое устройство карбюратора:

/ — мембрана; 2_% 13 — регулировочные винты; 3 — шток; 4 — рычаг с фигурны­ми кромками; 5, 6 — фигурные кромки; 7 — воздушная заслонка; 8 — поволок; 9 — пружина: — наружная фигурная кромка; // — тяга; 12 — фиксирующая скоба; 14 — промежуточный рычаг» /5 — дроссельная заслонка; Л, А' — пусковой зазор и зазор, на который открывается дроссельная заслонка, соответственно

По мере прогрева двигателя рычаг 4 поворачивают по часовой стрелке, при этом с помощью наружной фигурной кромки 10 этого рычага дроссельная заслонка приоткрывается на больший угол, а фигурной кромкой 6 полностью открывается воздушная заслонка. Все элементы пускового устройства подобраны таким образом, чтобы воздушная заслонка при пуске и начале прогрева двигателя открывалась и закрывалась автоматически, не допуская черезмерного обогащения или обеднения горючей смеси.

Система сниокения токсичности отработавших газов обеспечи­вает управление включением и отключением электромагнитного клапана 3 (рис. 6.9) карбюратора 4 при его работе в режиме эко­номайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ). Это проис­ходит, например, при движении автомобиля под уклон или его быстром торможении, когда резко закрывается дроссельная за­слонка 5 при высокой частоте вращения коленчатого вала.

На указанном режиме при помощи электромагнитного клапа­на прекращается подача топлива в систему холостого хода, что снижает расход топлива и токсичность отработавших газов.

Электронный блок управления 2 является основным узлом эко­номайзера принудительного холостого хода и всей системы сни-

Рис. 6.9. Принципиальная схема управления ЭПХХ: / — катушка зажигания; 2 — электронный блок управления; 3 — электромагнит­ный клапан; 4— карбюратор; 5—дроссельная заслонка; б— рычаг; 7— полость подогрева горючей смеси; 8— регулировочный винт, 9 — канал системы хол ос- ' того хода; 10 — концевой выключатель; // — электронный коммутатор

 

жения токсичности, встроенной в карбюратор. Информация к блоку поступает в виде импульсов напряжения по двум каналам: от концевого выключателя 10 о положении дроссельной заслон­ки, и от катушки зажигания Л связанной с электронным комму­татором /У, о частоте вращения коленчатого вала. Поступающая по сбоим каналам информация обрабатывается блоком управле­ния, который в необходимые моменты подает напряжение, дос­таточное для включения электромагнитного запорного клапана. Концевой выключатель 10 регулировочного (упорного) винта 8 соединяет пятую клемму электронного блока управления 2 с «мас-_; сой» автомобиля при закрытой дроссельной заслонке 5.

Принцип работы системы управления электромагнитным кла­паном заключается в следующем. Перед пуском двигателя дрос­сельная заслонка первой камеры карбюратора закрыта. При этом регулировочный винт 8 количества горючей смеси, контактируя с рычагом 6 привода дроссельных заслонок, замыкает электри­ческую цепь. В результате этого ток поступает с корпуса карбюра­тора 4 на пятую клемму электронного блока управления 2 и далее через шестую клемму на электромагнитный клапан 3> который открывает топливный жиклер, установленный в канале 9 системы холостого хода. После пуска двигателя и при его работе на холос­том ходу электромагнитный клапан 3 получает питание от элект ронного блока управления.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала более 1900 об/мин электронный блок управления 2 отключается и не действует на электромагнитный клапан, но в катушку клапана поступает ток, так как пятая клемма блока управления не соеди­няется с «массой».

При резком закрытии дроссельных заслонок, что имеет место при принудительном холостом ходе, рычаг 6 упирается в регули­ровочный винт 8 и шунтирует пятую клемму «на массу». В этом случае электромагнитный клапан отключается, так как на него ток не поступает, его игла перекрывает топливный жиклер холо­стого хода, прерывая подачу горючей смеси.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала до 1650 об/мин включается электронный блок управления 2 и на электромагнитный клапан 3 снова подается ток, который откры­вает топливный жиклер и подает горючую смесь из канала 9. Кар­бюратор имеет также полость 7 подогрева горючей смеси при вы­ходе ее из системы холостого хода.

На двигателях переднеприводных автомобилей «Москвич-2141», -21412 устанавливают соответственно карбюраторы ДААЗ-2141- 1107010 типа «Озон» и ДААЗ-21412-1107010 типа «Солекс», а на двигателях автомобилей ЗАЗ-1102, -1105 «Таврия» — ДААЗ-21081- 1107010. Устройство и принцип действия основных смеседозирую- щих систем этих карбюраторов не имеют принципиальных разли­чий от описанных выше, за исключением того, что привод дрос­сельной заслонки второй камеры у карбюратора ДААЗ-2141- 1107010 пневматический. Кроме того, различны тарировочныс данные жиклеров этих карбюраторов.