4. Требования, предъявляемые к карбюраторам

К карбюраторам мотоциклетных двигателей предъявляются различные требования. Однако во всех случаях карбюратор должен обеспечивать: легкий запуск холодного двигателя, устойчивую работу на холостом ходу; необходимый состав горючей смеси для каждого режима работы двигателя; приемистость двигателя; простоту управления карбюратором и надежность его в эксплуатации.

Для легкого запуска холодного двигателя горючую смесь необходимо обогатить так, чтобы испарившиеся легкие части горючего, попав с воздухом в цилиндр двигателя, образовали там достаточно богатую смесь. Для обогащения горючей смеси при запуске карбюраторы снабжаются кнопкой-утопителем, получившей наибольшее распространение, или воздушной заслонкой.

Кнопка-утопитель расположена в крышке поплавковой камеры. При нажатии на кнопку-утопитель опускается поплавок с запорной иглой и в поплавковую камеру в избытке поступает горючее. Уровень горючего в поплавковой камере и распылителе поднимается, и горючее частично поступает в камеру смешения карбюратора. Поток воздуха, протекающий над поверхностью залитого в карбюратор горючего, увлекает наиболее легкие его частицы в цилиндр.

Воздушная заслонка устанавливается на входе воздуха в воздушный канал карбюратора. Перед запуском холодного двигателя воздушную заслонку закрывают.

При проворачивании коленчатого вала во всей полости воздушного канала карбюратора создается разрежение, обеспечивающее приток в воздушный канал из распылителя большого количества горючего, прежде всего его испарившихся легких частиц. В результате образуется богатая горючая смесь, что очень важно при запуске холодного двигателя.

Для устойчивой работы двигателя на холостом ходу карбюраторы снабжаются специальным устройством, называемым устройством холостого хода (рис. 66).

Рис. 66. Устройство холостого хода: 1 — жиклер холостого хода; 2 — воздушный канал; 3 — выходное отверстие; 4 — винт; 5 — топливный канал.

Устройство холостого хода состоит из жиклера холостого хода, винта, регулирующего качество смеси на холостом ходу, воздушного и топливного каналов и выходного отверстия, которое расположено за кромкой дроссельного золотника.

При работе двигателя на холостом ходу дроссельный золотник закрыт и разрежение создается только за его кромкой.

В результате разрежения горючее из поплавковой камеры через топливный канал поступает к винту, регулирующему качество смеси на холостом ходу. Здесь горючее смешивается с воздухом и поступает далее к выходному отверстию. При выходе из отверстия горючее снова перемешивается с воздухом, проникающим в щель между кромкой дроссельного золотника и стенкой камеры смешения, и проходит далее в цилиндры двигателя.

Качество смеси при работе двигателя на холостом ходу регулируется винтом. При вывертывании винта в топливный канал холостого хода поступает больше воздуха, поэтому разрежение, которое передается в топливный канал холостого хода, понижается, подача горючего уменьшается и состав смеси обедняется. При ввертывании винта подача воздуха в топливный канал уменьшается, разрежение и подача горючего увеличиваются и состав смеси обогащается.

Наличие одного выходного отверстия за кромкой дроссельного золотника не обеспечивает плавного перехода с режима холостого хода на режим средних нагрузок, так как по мере открытия дроссельного золотника количество поступающего в цилиндр воздуха увеличивается, разрежение за дроссельным золотником, а следовательно, и в каналах холостого хода уменьшается. Поэтому подача горючего через жиклер холостого хода резко падает. Одновременное увеличение подачи воздуха и уменьшение подачи горючего при начальном открытии дроссельного золотника приводят к резкому обеднению смеси.

Для обеспечения плавного перехода с холостого хода на режим работы средних нагрузок в канале холостого хода выполняют два отверстия, соединяющих топливный канал с камерой смешения карбюратора. Одно из этих отверстий расположено за кромкой дроссельного золотника, а другое перед кромкой. Во время работы двигателя на холостом ходу давление воздуха над отверстием, расположенным перед кромкой дроссельного золотника, равно атмосферному и скорость воздуха незначительна. Поэтому внешний воздух поступает через это отверстие и понижает разрежение, передаваемое в канал холостого хода через отверстие, расположенное за кромкой дроссельного золотника. При таком устройстве сечение жиклера должно быть несколько увеличено — только в этом случае можно избежать значительного уменьшения подачи горючего из-за снижения разрежения в каналах холостого хода. По мере открытия дроссельного золотника скорость воздуха и разрежение над отверстием, расположенным перед кромкой дроссельного золотника, увеличиваются и горючее из каналов холостого хода начинает поступать в камеру смешения через оба отверстия.

Таким образом, через отверстие, расположенное перед кромкой Дроссельного золотника, происходит не подсос воздуха в канал холостого хода, а истечение горючего в камеру смешения. При этом по мере открытия дроссельного золотника одновременно увеличивается подача горючего и воздуха, что обеспечивает получение смеси необходимого состава, а следовательно, устойчивую работу двигателя при переходе с холостого хода на средние нагрузки. С целью изменения состава смеси в зависимости от режима работы двигателя на средних и полных нагрузках в мотоциклетных карбюраторах применяются главные дозирующие устройства.

Главные дозирующие устройства включают распылитель, жиклер и иглу.

В зависимости от способа изменения расхода горючего в стенках распылителя иногда выполняются отверстия, через которые в него поступает воздух.

Для изменения состава смеси в зависимости от режима работы двигателя на средних и полных нагрузках в мотоциклетных карбюраторах применяются два способа, при помощи которых осуществляется торможение горючего, вытекающего через жиклер: механическое торможение и торможение воздухом (воздушное торможение). Часто в мотоциклетных карбюраторах применяются оба способа одновременно.

На рис. 67 показана схема карбюратора с механическим торможением горючего.

Рис. 67. Схема карбюратора с механическим торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления дроссельным золотником; 6 — дроссельный золотник; 7 — игла золотника.

При полностью закрытом дроссельном золотнике, когда двигатель работает на холостом ходу, разрежение над распылителем ничтожно. При открывании дроссельного золотника 6 разрежение над распылителем 3 начинает увеличиваться и горючее из поплавковой камеры поступает через жиклер 2 в узкий кольцевой зазор между иглой 7 и стенками распылителя.

Таким образом, горючее проходит в распылителе через два последовательно расположенных отверстия — жиклер и кольцевой зазор между конической частью иглы и стенками распылителя.

До момента выхода из распылителя цилиндрической части иглы, закрепленной в дроссельном золотнике, карбюратор обогащает смесь.

При дальнейшем открытии дроссельного золотника сечение отверстия для прохода воздуха между стенками камеры смешения и дроссельным золотником резко увеличивается, а скорость воздуха, а следовательно, и разрежение уменьшаются одновременно с увеличением количества поступающего в цилиндр воздуха. В результате этого смесь обедняется.

Чтобы при открывании дроссельного золотника не происходило обеднения смеси за счет падения разрежения, в конструкции карбюратора предусмотрено одновременное открытие дроссельного золотника и иглы. При этом коническая часть иглы выходит из распылителя. Таким образом, кольцевой зазор между верхними кромками распылителя и иглой увеличивается. В этом случае горючее поступает последовательно через жиклер и увеличенный кольцевой зазор.

По мере дальнейшего открытия дроссельного золотника, когда форма проходного отверстия, образованного дроссельным золотником и стенками камеры сгорания, приближается к круглой, проходное отверстие увеличивается медленнее, чем кольцевой зазор. Вследствие этого горючая смесь при открытии дроссельного золотника обогащается и двигатель работает при мощностном составе смеси.

При неизменном положении дроссельного золотника, а следовательно, и при неизменном положении иглы подобные карбюраторы в случае увеличения оборотов коленчатого вала двигателя обогащают смесь. Поэтому карбюраторы с механическим торможением применяются на мотоциклах с двигателями небольшой мощности, которые во время движения работают с большой нагрузкой при мало изменяющемся числе оборотов коленчатого вала.

Воздушное торможение горючего применяется на карбюраторах с дросселем, выполненным в виде заслонки, расположенной за диффузором, в котором находится распылитель.

Схема карбюратора с воздушным торможением горючего показана на рис. 68.

Рис. 68. Схема карбюратора с воздушным торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления дроссельным золотником; 6 — дроссельная заслонка; 7 — канал тормозного воздуха.

Принцип работы такого карбюратора основан на том, что при открывании дроссельного золотника или при увеличении оборотов коленчатого вала двигателя скорость воздуха и разрежение в диффузоре растут. Воздух, проходящий по каналу 7 в распылитель, уменьшает разрежение у жиклера и, снижая таким образом расход горючего, сохраняет неизменным состав смеси.

У карбюраторов с дросселем в виде золотника при подъеме золотника, как указано выше, разрежение у распылителя падает, а следовательно, уменьшается и подача горючего. По этой причине у таких карбюраторов воздушное торможение горючего применяется только вместе с механическим.

На рис. 69 показана схема карбюратора с комбинированным воздушно-механическим торможением горючего.

Рис. 69. Схема карбюратора с комбинированным торможением горючего: 1 — поплавковая камера; 2 — жиклер; 3 — распылитель; 4 — смесительная камера; 5 — трос управления золотником; б — дроссельный золотник; 7 — игла золотника; 8 — канал тормозного воздуха.

В случае неизменного положения дроссельного золотника, а следовательно, и иглы, состав смеси при изменении оборотов коленчатого вала двигателя изменяется за счет воздушного торможения горючего, так как при изменении скорости воздуха и разрежения над распылителем воздух, поступающий по каналу 5, соответственно уменьшает подачу горючего. Состав смеси при этом поддерживается необходимым для данного режима работы двигателя.

При изменении положения дроссельного золотника, но при постоянном числе оборотов коленчатого вала изменяется и скорость воздуха, и разрежение над распылителем, а также изменяется и положение иглы в распылителе. При этом происходит одновременно и механическое, и воздушное торможение горючего.

Смесь в зависимости от условий эксплуатации может быть обогащена на всех режимах двумя способами: увеличением подачи горючего и уменьшением подачи воздуха.

Наиболее распространенным способом обогащения является увеличение подачи горючего, так как при этом способе обеспечивается возможность подачи в цилиндры двигателя максимального количества воздуха и, следовательно, получить максимальную мощность.

Подача горючего может быть увеличена или посредством увеличения проходного сечения жиклера с помощью иглы, или путем подъема иглы, изменяющей проходное сечение распылителя при постоянном сечении жиклера.

Положение иглы в распылителе можно изменить двумя способами: перестановкой иглы в дроссельном золотнике при помощи замка, позволяющего закреплять иглу в дроссельном золотнике в различных положениях, или перемещением иглы в дроссельном золотнике независимо от положения самого золотника. Перемещать иглу водитель может при помощи троса.

Обогащение смеси за счет уменьшения подачи воздуха в процессе эксплуатации осуществляется изменением положения воздушной заслонки, которая расположена на входе воздуха в воздушный канал карбюратора. При частичном закрывании воздушной заслонки сопротивление поступлению воздуха в карбюратор и разрежение в камере смешения увеличиваются и смесь обогащается. Но такой способ обогащения приводит к уменьшению наполнения цилиндров.