Что такое дроссельная заслонка в мотоцикле
Мотоциклетные карбюраторы теория настройка и понимание работы
Мотоциклетные карбюраторы теория настройка и понимание работы
Мотоциклетный карбюратор теория 101 (Частичный перевод и дополнение данной статьи):
https://docs.google.com/file/d/0B-KrKk_YXL4TNjlob09WcnljeUk/edit
Довольно редко возникает необходимость приобретать «jet kit» для правильной настройки смеси карбюраторов
Примечание автора (приведен очень краткая выжимка перевод, сильно дополненная и адаптированная под русский язык)
Все карбюраторы работают по базовому принципу атмосферного давления
Изменяя атмосферное давление внутри двигателя и карбюратора, мы можем изменять давление и производить подачу топлива и воздуха
По мере подъема поршня на 2х тактном двигателе, внутри картера двигателя создается низкое давление
Когда поршень на 4х тактном двигателе идет вниз, низкое давление создается над поршнем
Это низкое давление также вызывает низкое давление внутри карбюратора
За пределами двигателя и карбюратора давление выше
Значит воздух будет поступать внутрь карбюратора и двигателя до тех пор, пока давление не выровняется
Движущийся воздух, проходящий через карбюратор, будет собирать топливо и смешиваться с воздухом
Внутри карбюратора находится труба (venturi), рис. 1
Прим. автора: далее ведется аналогия реки и потока в карбюраторе
Река (поток?*), которая внезапно сужается, может быть использована для иллюстрации того, что происходит внутри карбюратора
Вода в реке ускоряется по мере приближения к суженным берегам и будет ускоряться, если река сужается еще больше
То же самое происходит внутри карбюратора
Ускоряющийся воздух вызывает падение атмосферного давления внутри карбюратора
Чем быстрее движется воздух, тем ниже давление внутри карбюратора
Большинство карбюраторов мотоциклов регулируются положением дроссельной заслонки, а не частотой вращения двигателя
Прим. автора: далее ведется отход от перевода и изложение материала немного измененно
Схема управления холостым ходом имеет две регулируемые части, рис. 2.
Пилотный воздушный винт и пилотный жиклер
Воздушный винт может быть расположен рядом с задней стороной, либо рядом с передней частью карбюратора
Если винт расположен сзади, он регулирует количество воздуха, поступающего в контур
Если винт вкручивается, это уменьшает количество воздуха и обогащает смесь
Если винт выкручивается, он больше откроет проход и даст больше воздуха, который приводит к обедненной смеси
Если винт расположен рядом с передней частью карбюратора, то регулирует расход топлива
Смесь будет более бедной, если он закручен, и богаче, если он выкручен
Если воздушный винт должен быть повернут более чем на 2 оборота
Для лучшего холостого хода, потребуется следующий пилотный жиклер меньшего размера
В нем есть небольшое отверстие, которое ограничивает поток топлива
Пилотный воздушный винт, и пилотный жиклер влияют на карбюратор от холостого хода до примерно открытия 1/4 дросселя
Золотник влияет на смесеобразование между 1/8 и 1/2 газа (открытия дросселя)
Золотник сильно влияет между 1/8 и 1/4 и имеет меньшее влияние до 1/2 газа (открытия дросселя)
Слайды бывают разных размеров, и размер определяется тем, как далеко находится их задняя сторона, рис. 3
Лучше для понимания и что такое «слайд» посмотреть на данной картинке:
https://www.siue.edu/
Чем больше вырез, тем беднее смесь (т.к. через нее пропускается больше воздуха) чем меньше вырез, тем богаче будет смесь
На дроссельных клапанах есть цифры, которые объясняют, сколько стоит визитка
Игла и золотник влияют на карбюрацию от 1/4 до 3/4 дросселя
Струйная игла представляет собой длинный конический стержень
Контролирует, сколько топлива можно втянуть в трубу карбюратора
Чем тоньше конус, тем богаче смесь
Чем толще конус, тем беднее смесь, т.к. более толстый конус меньше пропускает топлива в трубу карбюратора
Конусы спроектированы очень точно, чтобы давать разные смеси на разных отверстиях дросселя
Некоторые иглы имеют пазы (канавки), вырезанные в верхней части для регулирования положения иглы
Зажим входит в одну из этих канавок и удерживает ее от падения или смещения
Положение зажима может быть изменено, чтобы двигатель работал богаче или экономнее, рис. 4.
Если двигатель должен работать более экономно, зажим будет перемещен выше
Это приведет к понижению положения иглы в золотник и уменьшению расхода топлива
Если зажим опущен, игла форсунки поднимется, и смесь станет богаче
Внутренний диаметр иглы толще-тоньше логично повлияет на расхода топлива
Игла и золотник взаимосвязаны, контролируют расход топлива в диапазоне от 1/8 до 3/4
Большая часть настройки для этого диапазона делается иглой, а не золотником
Главный жиклер управляет потоком топлива от 3/4 до полного газа, рис. 5.
Когда дроссельная заслонка открыта на 3/4 и выше
Игла вытягивается достаточно высоко, и размер отверстия главного жиклера начинает регулировать поток топлива
У главных жиклеров отверстия разного размера, и чем больше отверстие, тем больше топлива будет течь (и наоборот)
Главные жиклеры имеют маркировки, например 180, 185, 190, 195, 200
Чем выше число на главного жиклера, тем больше топлива может пройти через него и тем богаче будет смесь
Обогатительная система (использование подсоса) используется для запуска холодных двигателей
В холодном двигателе топливо прилипает к стенкам цилиндра из-за конденсации
Соответственно смесь будет слишком бедна для запуска двигателя
Обогатительная система будет добавляет топливо, чтобы компенсировать топливо, прилипшее к стенкам цилиндра
После прогрева двигателя конденсация не является проблемой, и обогащение не требуется
Воздушно-топливная смесь должна быть изменена в соответствии с требованиями двигателя
Идеальное соотношение воздух к топливу составляет 14,7 г воздуха на 1 г топлива
Это идеальное соотношение достигается только в течение очень короткого периода при работающем двигателе
Из-за неполного испарения топлива на низких скоростях или дополнительного топлива, необходимого на высоких скоростях:
Фактическое эксплуатационное соотношение воздух к топливу обычно богаче
На рисунке 6 показано фактическое соотношение воздух к топливу для любого заданного отверстия дроссельной заслонки
Устранение неполадок карбюратора
Устранение неполадок карбюратора становится простым, если известны основные принципы
Следует помнить, что работа карбюратора определяется положением дроссельной заслонки, а не частотой вращения двигателя
Если двигатель имеет проблемы при низких оборотах на холостом ходу до 1/4 дросселя
Вероятной проблемой является пилотная система холостого хода или золотниковый клапан
Если в двигателе возникают проблемы между 1/4 и 3/4 дросселем
Скорее всего, проблема в игле и золотнике (скорее всего в игле)
Если двигатель работает плохо на 3/4 до полного дросселя
Вероятной проблемой является главный жиклер
Оставшиеся полторы страницы не стану переводить, для начального понимания не нужно, больше забьет голову
По мнению автора обязательно ознакомиться, очень наглядно показана работа карбюратор:
Карбюраторы мотоциклетного типа с постоянным разрежением у распылителя
Здравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня предстоит изложить заключительную часть статьи, посвященной карбюраторам мотоциклетного типа.
В этой, заключительной, публикации рассмотрим особенности карбюраторов для четырехтактных малолитражных двигателей.
В конце поста вас ждут ссылки на версию статьи в формате PDF. PDF версия включает все 6 опубликованных здесь по отдельности частей. Сохраните ее в своей библиотеке и перешлите интересующимся.
Помимо этого в конце приводится список литературы и заключительные слова автора по циклу публикаций «Карбюраторы мотоциклетного типа». 
Общая проблематика смесеобразования
Общая проблема карбюраторов заключается в том, что скорость реакции двигателя на изменение положения дроссельной заслонки в действительности ограничена величиной разрежения, так как от нее зависит истечение топлива из главной дозирующей системы. В ранее рассмотренных конструкциях карбюраторов при резком открытии дросселя площадь сечения диффузора так же резко увеличивается. Однако это не приводит к одновременному резкому увеличению потребления воздуха двигателем, так как его обороты растут не столь быстро.
Получается, что расход воздуха не изменяется, а проходное сечение увеличивается — это ведет к уменьшению скорости потока и уменьшению разрежения. Другими словами, разрежение, за счет которого происходит истечение топлива из распылителя, уменьшается как раз в тот момент, когда подачу топлива надо увеличивать. Как следствие, из-за недостаточного разрежения часто приходится прикрывать дроссель для достижения требуемой динамики двигателя.
У карбюраторов, в которых сечение диффузора находится в прямой зависимости от положения ручки газа, обороты двигателя никак не влияют на смесеобразование. У карбюраторов с постоянным разрежением сечение диффузора и соответствующая подача топлива являются функциями не только открытия дросселя, но и оборотов двигателя. При такой конструкции карбюратора достигается оптимальная динамика работы двигателя, так как количество топлива всегда соответствует текущему количеству потребляемого воздуха.
Основные элементы в конструкции, регулировочные параметры
В конструкциях карбюраторов с постоянным разрежением есть два элемента для контроля скорости воздушного потока:
Рассмотрим цилиндрическую заслонку более подробно.
Продольное сечение карбюратора с постоянным разрежением
Цилиндрическая заслонка 1 соединена с вакуумной камерой через резиновую мембрану 2. Верхняя полость вакуумной камеры 3 одним или несколькими отверстиями 4 сообщается с наименьшим сечением диффузора — под цилиндрической заслонкой. Нижняя часть камеры 5 сообщается с атмосферой посредством канала 6, выведенного во входное устройство карбюратора.
В карбюраторах постоянного разрежения пружина 7 и отверстия в нижней части цилиндрической заслонки являются регулировочными элементами, так как совместно влияют на характеристику перемещения заслонки.
Принцип действия
Под действием разрежения заслонка поднимается, пока сила упругости пружины не уравновесит подъемную силу. При увеличении разрежения высота подъема заслонки увеличивается. При закрытом или частично открытом дросселе (плоская заслонка) разрежение под цилиндрической заслонкой мало́, поэтому заслонка лишь приподнята. При бо́льших открытиях дросселя скорость потока воздуха в диффузоре увеличивается, что вызывает пропорциональное увеличение подъема заслонки. При резком полном открытии дросселя цилиндрическая заслонка не открывается столь же быстро. Ее подъем зависит от набора оборотов двигателем, а не от механического воздействия ручки газа. Теперь становится понятно, как карбюратор с постоянным разрежением приготавливает смесь независимо от положения ручки газа.
Из рассмотреннного принципа работы следует, что высота подъема цилиндрической заслонки зависит от двух переменных:
Сравнительная характеристика карбюраторов
Хоть данный тип карбюраторов и называется «с постоянным разрежением», в действительности численное значение величины пониженного давления не является константой в стогом смысле слова. Это хорошо видно на графике зависимости величины разрежения от расхода воздуха при полностью открытой дроссельной заслонке.
Зависимость величины разрежения от расхода воздуха
Из графика видно, что у карбюратора с постоянным разрежением разрежение в диффузоре сначала резко возрастает до некоторой величины, после чего продолжает медленно нарастать (кривая а). У карбюраторов, в которых дозирующая игла вместе с дроссельной заслонкой жестка связана с ручкой газа, эта зависимость гораздо более линейна (кривая б). Из-за существенной разницы в характере графиков термин «с постоянным разрежением» является вполне допустимым.
Заключение по циклу публикаций
Современные карбюраторы являются сложными устройствами, состоящими из ряда основных и вспомогательных систем, конструкции которых тщательно выверены. Для облегчения задачи понимания принципов функционирования и особенностей конструкции тех или иных систем, каждая из них была рассмотрена отдельно с описанием взаимовлияния. Перед этим были рассмотрены общие вопросы смесеобразования и выделены основные функции карбюратора. Системы рассматривались на примерах карбюраторов различных моделей с выделением плюсов и минусов конкретных решений. В ходе описания принципов функционирования отмечались возможные способы регулировки систем и давались практические рекомендации по осуществлению настройки. Таким образом, материал статьи и способ его изложения направлены на повышение компетентности читателя в вопросах работы с карбюраторами мотоциклетного типа.
Заключение от автора
Вот и подошел к концу цикл публикаций, посвященных карбюраторам. Вы, читатели, встретили его хорошо. Приятно видеть, что на хабре есть люди, интересующиеся машиностроением.
Благодаря вам роль автора хабра мне понравилась, так что встретимся еще под катом. А вот в каком хабе — вопрос открытый, ибо мир слишком интересен, чтобы ограничиться одним.
Выражаю большую благодарность всем, кто принял участие в подготовке работы. Особую благодарность выражаю Rightech_IoT за наибольший вклад в редактуру.
Устройство карбюратора (часть2)
Частичные нагрузки
Следующий этап конструирования карбюратора состоит в установке воздушной заслонки, управляемой водителем. Эта заслонка называется дросселем или дроссельной заслонкой, поскольку она регулирует подачу воздуха в двигатель («полный газ» означает полностью открытая заслонка). Наиболее очевидным (и простым) решением является установка поворотной заслонки, которая может разворачиваться, открывая или закрывая диффузор. Расположенная позади распылителей топлива, эта заслонка управляет подачей воздуха, однако, не управляет подачей топлива, поэтому при такой конструкции нам потребуется несколько распылителей, которые будут постепенно открываться при развороте дросселя. Таким образом, нам потребуется блок жиклеров, множество сверлений и трубок. Карбюраторы этого типа часто устанавливаются на автомобилях, однако, они имеют существенные отличия, особенно, по сравнению с мотоциклами, изготовленными 50 или 60 лет назад. В автомобилях один карбюратор обеспечивает смесью четыре или более цилиндров через большой впускной коллектор. Пульсации давления от отдельных цилиндров сглаживаются в коллекторе и в меньшей степени передаются обратно, к карбюратору. Двигатель и карбюратор имеют относительно большие размеры, поскольку под капотом автомобиля достаточно много места (в то же время в каждый момент только в одном из цилиндров наступает такт впуска, то есть диаметр диффузора должен быть таким, чтобы обеспечивать подачу воздуха только в один цилиндр (рис. 9).
Рис. 9. Одноцилиндровый двигатель создает большие пульсации давления через каждые два оборота коленчатого вала. Четырехцилиндровый двигатель создает меньшие пульсации давления каждые пол-оборота коленчатого вала.
Такие карбюраторы имеют множество усовершенствований, таких как внутренние диффузоры, позволяющие управлять расходом топлива через каждый жиклер и обеспечивающие требуемую производительность. Эти дополнении препятствуют потоку воздуха, поэтому для обеспечения требуемой мощности двигателя, размеры таких карбюраторов существенно больше, чем размер простого нерегулируемого диффузора. Двигатели мотоциклов часто состоят из одного цилиндра, а карбюратор устанавливается прямо на двигатель из-за недостатка места (вообще двигатели и карбюраторы мотоциклов стараются сделать как можно меньшего размера).
При уменьшении корпуса карбюратора возникает множество технических проблем. Минимальная толщина пластины дроссельной заслонки определяется необходимой прочностью, а также возможностью крепления пластины к оси. В карбюраторах, имеющих большой диаметр диффузора, влияние кромки дроссельной заслонки незначительно, однако, в карбюраторах мотоциклов, у которых диаметр диффузора меньше 25 мм, такая заслонка становится не эффективной. Изготовители двигателей мотоциклов чаще всего устанавливают скользящие дроссельные заслонки. Эти заслонки имеют цилиндрическую форму, а их диаметр равен диаметру диффузора. Управление заслонкой производится при помощи троса и возвратной пружины (рис. 10).
Рис. 10. Для управления потоком воздуха в диффузоре установлен скользящий дроссель. В ранних моделях карбюраторов этот дроссель имел цилиндрическую форму, которая позже трансформировалась в форму плоской заслонки, показанной на рисунке. Коническая игла закреплена на дросселе и может входить в отверстие топливного жиклера, регулируя подачу топлива. Скошенная кромка дросселя имеет вырез, который обеспечивает подачу воздуха на холостых оборотах и до 1/8 хода дросселя
Такая заслонка устанавливается непосредственно над топливным жиклером. Управление расходом воздуха осуществляется перемещением заслонки, т.е. изменением поперечного сечения диффузора. Одновременно с изменением сечения меняется скорость воздуха и разрежение над жиклером. Это не совсем то, что хотелось бы получить, поскольку в случае уменьшения расхода воздуха и сохранения подачи топлива происходит обогащение рабочей смеси. Однако это позволяет сохранить работоспособность карбюратора при снижении расхода воздуха до самых малых значений. Так как заслонка расположена над топливным жиклером и совершает прямолинейное движение, мы можем легко регулировать расход топлива введением в топливный жиклер конической иглы, закрепленной на дросселе. Топливный жиклер при этом начинает решать еще несколько задач и получает четыре или пять дополнительных регулировок.
В трубке подачи топлива установлен главный жиклер и эмульсионная трубка, в которой воздух смешивается с топливом, а также формируется струя топлива, которое впрыскивается в диффузор. Кроме того, теперь в этой трубке появляется еще и коническая игла (очень часто эту конструкцию называют игольчатым жиклером, поэтому и мы будем придерживаться этого названия).
В дополнение ко всем предыдущим настройкам, мы получаем возможность изменять диаметр игольчатого жиклера относительно наиболее толстой части иглы, можем менять длину и угол конической части самой иглы (можем сделать иглу, имеющую несколько конусов, имеющих различные углы (рис. 11), можем менять высоту погружения иглы в жиклер, а также можем менять угол скоса нижней кромки воздушной заслонки.
Рис. 11. Коническая игла может иметь различную форму. Размеры, которые влияют на расход топлива: (1) полная длина, (2) диаметр цилиндрической части, (3) длина цилиндрической части, (4) начальный диаметр и угол конуса, (5) начальный диаметр и угол наклона дополнительных конусов и (5) канавки, в которые вставляются крепления иглы.
Области управления
Для упрощения понимания пpoцecca разобьем задачи, решаемые каждым компонентом, на области и рассмотрим их в логической последовательности. Так, например, мы считаем, что главный жиклер управляет составом рабочей смеси во всем диапазоне частот вращения двигателя. Однако этот жиклер управляет составом рабочей смеси только при полном открытии дросселя (см.примечание 2), а также играет решающую роль при открытии дросселя на 3/4 высоты (или даже меньше). Таким образом, если Вы хотите отрегулировать состав рабочей смеси при 3/4 высоты открытии дросселя (или свыше 1/2 высоты открытия дросселя в проектируемом карбюраторе), Вы будете изменять характеристики главного жиклера и главного воздушно го жиклера. Размеры жиклеров должны обеспечивать наибольшую мощность во всем диапазоне частот вращении двигателя при полном открытии дросселя.
В диапазоне от 1/4 до 1/3 хода дросселя решающую роль в формировании рабочей смеси играет игольчатый жиклер. Начальные параметры этой пары выбираются таким образом, чтобы при полном открытии дросселя игла не выходила из жиклера. На следующем этапе подбирается угол конуса иглы так, чтобы оптимизировать работу двигателя в указанной области. Нижняя (более тонкая) часть иглы принимает участие в работе при открытии дросселя от 5/8 до 3/4 своей высоты, а верхняя часть иглы работает при малых нагрузках. При частичной загрузке двигателя игла находится внутри жиклера и управляет расходом топлива.
В зависимости от комбинации нагрузки и скорости, оптимальные установки должны обеспечивать максимальную топливную экономичность при небольших нагрузках и низкой скорости и обеспечивать максимальную мощность при больших нагрузках и скоростях. При открытии дросселя менее, чем на 1/4. игла продолжает контролировать подачу топлива, хотя дроссель практически перекрыл подачу воздуха. В это время подача воздуха регулируется вырезом в нижней кромке дросселя, а форма этого выреза определяет состав рабочей смеси.
Это управление является слишком грубым для обеспечения работы двигателя на низких оборотах, поэтому в большинстве карбюраторов имеется полностью автономная система холостого хода. Топливный жиклер (жиклер холостого хода) подает топливо из поплавковой камеры в диффузор через отверстие, выходящее в воздушный поток через вырез дросселя (рис. 12). При полностью закрытом дросселе двигатель создает во впускном коллекторе разрежение, которого достаточно для того, чтобы топливо подавалось через систему холостого хода.
Рис. 12. Система холостого хода. Отдельный жиклер, который подает топливо из поплавковой камеры в диффузор. Воздух проходит через воздушный жиклер и смешивается с топливом. В системе холостого хода имеется конический регулировочный винт, который управляет подачей топлива или воздуха или рабочей смеси (как показано на рисунке). Система холостого хода имеет один или несколько шунтируюших каналов, выходящих в диффузор в районе дросселя, чтобы обеспечить отсутствие провалов при выходе из режима холостого хода.
Для облегчения перемешивания топлива с воздухом в системе холостого хода имеется воздушный жиклер, через который проходит воздух и смешивается с топливом. Регулировочный винт конической формы предназначен для регулировки подачи смеси топлива и воздуха. При вворачивании винта поток уменьшается. В зависимости от конструкции системы этот винт может обогащать рабочую смесь, уменьшая расход воздуха, или наоборот, обеднять ее, ограничивая подачу топлива. В некоторых системах состав рабочей смеси определяется воздушным и топливным жиклерами, а регулировочный винт ограничивает подачу рабочей смеси. Настройка системы холостого хода определяется концентрацией СО в выхлопных газах, либо по частоте вращения коленчатого вала двигателя. В последнем случае винтом ограничения хода дросселя следует установить минимальную частоту вращения двигателя. Затем, вращая винт регулировки состава рабочей смеси, установите максимальную частоту вращения двигателя (или минимальную концентрацию СО в выхлопных газах). После этого винтом ограничителя дросселя снова установите минимальную частоту вращения двигателя и повторите процедуру. Регулировку можно прекратить после того, как будут получены оптимальные результаты.
Эту процедуру необходимо выполнить до того, как Вы начнете разработку формы иглы при низкой загрузке двигателя, а также форму выреза дроссели, поскольку система холостого хода продолжает снабжать топливом двигатель во всем диапазоне частот вращения. И хотя при полностью открытой дроссельной заслонке этот эффект будет практически незаметным, при небольшом открытии дросселя система холостого хода будет оказывать значительное влияние на состав рабочей смеси. Различие между холостым ходом и низкой загрузкой двигателя очень велико, поэтому переход от подачи топлива через жиклер холостого хода к подаче топлива через главный жиклер не проходит плавно вызывая провалы и рывки двигателя при открытии дросселя. Для повышения плавности перехода обычно в системе холостого хода делается шунтирующий канал (или несколько каналов), соединяющий канал подачи топлива с диффузором. Обычно канал выходит в диффузор под дросселем или немного перед ним. Даже при небольшом открытии дросселя скорость потока воздуха возрастает и топливо начинает поступать в диффузор через дополнительное отверстие и обеспечивает переход от работы системы холостого хода к работе главной дозирующей системы.
Переходные режимы
Здесь мы столкнемся с новыми явлениями. До сих пор мы рассматривали работу двигателя при постоянной скорости и нагрузке. Теперь попытаемся обеспечить плавный переход работы двигатели из одного режима в другой при любой скорости перемещения дросселя. Такие режимы работы получили название переходных. Эти режимы оказывают огромное влияние на комфортабельность езды на мотоцикле. В большинстве случаев при ускорении требуется обогащение рабочей смеси для компенсации возросшего расхода воздуха. Дело в том, что легкий воздух ускоряется значительно быстрее, чем тяжелые частицы топлива. Поэтому, для того, чтобы обеспечить двигатель корректной рабочей смесью, в карбюраторе временно должна быть создана обогащенная смесь.
Емкость, окружающая эмульсионную трубку, очень помогает этому процессу, поэтому во многих карбюраторах переходный режим обеспечивается только за счет этой емкости. Короткий, прямой впускной коллектор также способствует повышению плавности переходного режима, поскольку в таком коллекторе частицы топлива нигде не застревают, и попадают в цилиндр двигателя. В том случае, когда топлива недостаточно для обогащения смеси, приходится устанавливать ускорительный насос. Этот насос может быть различной конструкции, однако, чаше всего применяется насос в виде цилиндра, в котором находится плунжер с пружиной, соединенный кулачком с тягой привода дросселя. Соединение кулачка с тягой может осуществляться как снаружи, так и внутри карбюратора. Цилиндр насоса наполняется топливом из поплавковой камеры. При открытии дросселя кулачок перемещает плунжер, и топливо из насоса впрыскивается в диффузор. Это усовершенствование является одним из многих дополнений карбюратора, обеспечивающих работу двигателя при переходных режимах.
Устройство обогащения смеси при полной нагрузке (эконостат)
Жиклер устройства установлен в поплавковой камере, а его распылитель выходит в диффузор на определенной высоте, обычно не менее 1/2 хода дросселя (рис. 13).
Рис. 13. Устройство обогащения смеси при полной нагрузке. Устройство снабжается топливом из поплавковой камеры через топливный жиклер (иногда имеется еше и воздушный жиклер). Распылитель устройства выведен в диффузор на определенную высоту. Высота сопла распылителя определяет высоту открытия дросселя, при которой начинает работать устройство. Начиная с этого момента через распылитель устройства в смесительную камеру подается дополнительное топливо
Часто распылитель делается регулируемым по высоте. До тех пор, пока дроссель не поднимется выше сопла распылителя, в канапе устройства не создается никакого разрежения и оно не работает. После того, как дроссель поднимется выше среза сопла, над ним возникает поток воздуха и в смесительную камеру начинается поступление дополнительного топлива. Это устройство обеспечивает поступление дополнительного топлива при определенной высоте поднятия дросселя, т.е. когда загрузка двигателя близка к полной. В некоторых карбюраторах фирмы GP установлено два или более устройств обогащения.
Форма сопла жиклера
До сих пор мы рассматривали сопло жиклера в виде гладкого отрезка трубы. Если вокруг сопла установить небольшой экран, угол охвата которого равен 180°, это вызовет большее разрежение и, соответственно, увеличение подачи топлива. Изменение формы и размера экрана, а также регулировка подачи воздуха в эмульсионную трубку обеспечивают еще один способ регулировки расхода топлива и его распыление (рис. 14).
Рис. 14. Альтернативное решение карбюратора, так называемый карбюратор с первичной заслонкой, в котором имеется экран, установленный перед соплом распылителя и увеличивающий подачу топлива. По сравнению с карбюратором аналогичных размеров, в этом карбюраторе достигается больший расход топлива. Такие карбюраторы устанавливаются на двухтактных двигателях, где скорость воздуха сильно колеблется. Размер и форма экрана используются для регулировки расхода топлива.
Это дополнение, иногда называемое первичной заслонкой, в основном устанавливается в карбюраторах двухтактных двигателей, причем воздух подается в топливо через жиклер, а не через отверстия эмульсионной трубки. Обычно этот экран устанавливается паред соплом жиклера, однако, в карбюраторах Mikuni TDMR, в качестве дополнения, позади сопла жиклера устанавливается экран с отверстием, через которое подается топливо.
Вторичный воздушный жиклер
Этот жиклер аналогичен главному воздушному жиклеру, но он перекрывается либо дросселем, либо при помощи электромагнитного клапана, управляемого компьютером. Эта конструкция позволяет иметь два градиента расхода, причем второй градиент может включаться с достаточной точностью при определенном открытии дросселя или при определенной частоте вращения двигателя (рис. 15).
Рис. 15. Электромагнитный клапан открывается при определенной частоте вращения двигателя, или при определенной высоте открытия дросселя. Этот клапан открывает канал подачи воздуха через дополнительный воздушный жиклер, либо переключает питание главного воздушного жиклера на питание из разных частей воздушной камеры (с разным давлением). Этот клапан может устанавливаться на основном или вторичном воздушном жиклере, а также на воздушном жиклере системы холостого хода (для уменьшения концентрации вредных веществ в выхлопных газах). К главному воздушному жиклеру, вторичному воздушному жиклеру или к воздушному жиклеру системы холостого хода
Соединение с воздушной камерой
Воздух, поступающий к воздушным жиклерам, должен быть отфильтрован, и иметь то же давление, что и воздух, поступающий в двигатель. Поэтому к жиклерам подается «неподвижный» воздух из воздухоочистителя. Если давление в воздушной камере возрастает с увеличением скорости движения, то поппавковая камера также должна находиться под этим давлением.
Вакуумные соединения
Давление в диффузоре меньше атмосферного, а его значение зависит от частоты вращения двигателя и высоты открытия дросселя. Разрежением в диффузоре удобно пользоваться для измерения малых углов открытия дросселя, например, при оптимизации состава рабочей смеси и опережения при малых нагрузках на тормозном стенде при установившейся скорости. Измерением разрежения удобно также пользоваться при синхронизации карбюраторов [если на двигатель установлен блок из нескольких карбюраторов) с тем, чтобы все они открывались и закрывались одновременно. Разрежение также часто используется для управления краном подачи топлива (под действием разрежения диафрагма перемещается и открывает кран подачи топлива, в после остановки двигателя пружина закрывает кран и подаче топлива прекращается). Кроме того, разрежение используется для снижения давления в поплавковой камере при низких нагрузках, что приводит к обеднению рабочей смеси и позволяет использовать иной градиент расхода топлива. В некоторых карбюраторах устанавливаются небольшие диафрагмы, на которые воздействует разрежение впускного коллектора (это разрежение особенно велико при резком закрытии дросселя). Такие диафрагмы предназначены для отсечки подачи топлива или воздуха в системе холостого хода при высокой частоте вращения двигателя (для уменьшения концентрации вредных веществ в выхлопных газах). В автомобилях разрежение давно используется для регулировки угла опережения зажигания в распределителе, для привода вакуумного усилителя тормозов, и даже для привода стеклоочистителей и омывателей.
Дополнительные главные жиклеры
В конце 70-х годов на некоторых моделях Honda были установлены карбюраторы с первичным и вторичным главными жиклерами. Первичные жиклеры имели ту же конструкцию, что и описанные выше. Вторичные жиклеры также были сконструированы аналогичным образом, со своими воздушными жиклерами, но без иглы, а их распылители были выведены за кромку дроссельной заслонки и выполняли, по существу, роль шунтирующих каналов системы холостого хода. Таким образом они дали возможность в более широких пределах менять наклон кривой расхода топлива.
Форма дросселя
Вырез передней кромки дросселя влияет на расход воздуха при малой высоте открытия дросселя (когда дроссель представляет собой преграду для потока воздуха). Даже при полном открытии дросселя, когда дроссель выходит из диффузора и не препятствует воздушному потоку, его направляющие на стенках диффузора приводят к возникновению завихрений воздуха. Кроме общего уменьшения расхода воздуха, эти завихрения препятствуют созданию условий дпя возникновения резонанса во впускном тракте. Фирма Amal испытала большие трудности при проектировании карбюраторов ТТ, GP и более поздних моделей с «гладким» впускным трактом. Эти мероприятия повлекли за собой большие трудности при обработке цилиндрических дросселей, однако, позволили создать высокоэффективные карбюраторы. По сравнению с карбюраторами аналогичных размеров, эти карбюраторы показали хорошие результаты. Фирма Mikuni выпустила серию «гладких» карбюраторов VM до того, как начала эксперименты с плоскими дросселями в карбюраторах серий TM и VM. Плоские дроссели впервые появились в карбюраторах фирмы Gardner в 1970 году, а чуть позже — в карбюраторах фирм American Lektron и El, Эти дроссели позволили сделать карбюраторы более компактными. Так, замеры расхода воздуха показали, что в карбюраторах EI диаметром 34 мм расход воздуха равен расходу воздуха в карбюраторах с диаметром 36 мм фирм Amal и Dell’Orto. К дополнительным преимуществам этих дросселей относится лучшее управление потоком воздуха, что приводит к оптимизации давления над соплом топливного распылителя.
Устройства пуска холодного двигателя
Первоначально обогащение рабочей смеси при пуске холодного двигателя достигалось при помощи дросселя, который перекрывал вход в карбюратор. Иногда этот дроссель устанавливался внутри скользящего дросселя и имел тросовый привод. Позже стали устанавливать клапан между диффузором и воздушной камерой (этот клапан называется воздушной заслонкой). Эти заслонки часто ломались и были вскоре заменены жиклером холодного пуска. В этой системе топливный жиклер установлен под дросселем, аналогично жиклеру системы холостого хода. Этот жиклер также снабжен воздушным жиклером. Устройство пуска холодного двигателя (также называемое воздушной заслонкой) управляет плунжером, который открывает или закрывает поток воздуха к жиклеру. Система управления пуском холодного двигателя также управляет небольшим кулачком, который приподнимает дроссель, повышая обороты холостого хода. Частично это связано с тем, что работу холодного двигателя легче поддерживать при частоте вращения коленчатого вала 2000. 3000 об/мин, чем при частоте оборотов холостого хода (около 1200 об/мин). Частично это связано с тем, что кулачки распределительного вала находятся дальше всего от масляного насоса, а масла в холодном двигателе густое. Поэтому повышенная частота вращения двигателя способствует ускорению подачи масла к кулачкам.
Недостатки
Рассмотренные нами карбюраторы использовались на мотоциклах, выпушенных между 1950 и началом 1970-х годов. Хотя и выпускались отдельные модели с фиксированными жиклерами (например, Harley-Davidson), преобладали все же карбюраторы со скользящим дросселем. Однако эти карбюраторы обладали целым рядом недостатков, особенно при увеличении диаметра диффузора, связанного с повышением мощности двигателя: