5.3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА КАРБЮРАТОРА К-301

Карбюратор К-301 - показан на рис. 5.4. Его поплавковая камера состоит из корпуса, поплавка с запорной иглой, штуцера с гнездом иглы, утолителя и фильтра. Поплавковая камера работает следующим образом. Когда топлива в поплавковой камере нет, поплавок под действием собственного веса опускается вниз и игла открывает доступ топливу в поплавковую камеру. По мере наполнения поплавковой камеры топливом поплавок всплывает и при определенном уровне (22±1,5 мм от плоскости посадки крышки) игла перекрывает доступ топливу. Если двигатель не работает, то уровень топлива остается неизменным.

Pис. 5.4. Схема карбюратора К-301 Г: 1 - пробка фильтра; 2 - пружина фильтра; 3 - фильтр топливный; 4 - поплавок с запорной иглой; 5 - крышка поплавковой камеры; 6 - утопитель поплавка; 7 - штуцер; 8 - распылитель; 9 - игла дросселя; 10 - щека дросселя; 11 - пружина дросселя; 12 - винт дросселя; 13 - крышка бюратора; 14 - упор оболочки троса; 15 - контргайка; 16 - трос подъема дросселя; 17 - ограничитель подъема дросселя; 18 - корпус карбюратора; 19 - пружина распорная дросселя; 20 - корпус дросселя; 21 - замок иглы дросселя; 22 - винт холостого хода; 23 - воздушный фильтр; 24 - насадок; 25 - жиклер малых оборотов; 26 - пробка главного жиклера; 27 - пробка канала распылителя; 28 - главный жиклер; а - канал топливный; b - канал топливный системы холостого хода; с - канал воздушный главной дозирующей системы; d - канал воздушный системы холостого хода; е - отверстие распыливающее системы холостого хода

После запуска двигателя топливо начинает вытекать из поплавковой камеры и уровень его понижается. Поплавок снова опускается и открывает доступ топливу. При этом количество топлива, поступающего в поплавковую камеру, равно количеству топлива, уходящего в двигатель.

Если расход топлива двигателем увеличится, то вытекать топлива будет больше, чем поступать, и уровень дополнительно понизится. В результате опустится поплавок и игла, и в поплавковую камеру начнет поступать больше топлива (ровно столько, сколько и вытекает). И наоборот, если расход топлива двигателем уменьшится, то топлива будет поступать больше, чем расходуется. Уровень топлива повысится настолько, что игла обеспечит подачу топлива, соответствующую расходу.

Таким образом, уровень топлива в поплавковой камере колеблется в зависимости от режима работы двигателя, однако это колебание очень незначительно (в пределах 1,5 мм) и практически считается, что уровень топлива постоянный.

Смесительная камера имеет переменное сечение. Самое узкое место смесительной камеры называется диффузором карбюратора, диаметр которого является одним из основных определяющих размеров карбюратора (для карбюратора К-301Г он равен 28 мм). В диффузоре размещен плоский дроссельный золотник (или дроссель), состоящий из корпуса и щеки. Щека по высоте меньше корпуса, поэтому самое узкое место образуется между корпусом и диффузором, в то время как между щекой и диффузором проходное сечение несколько больше. Дроссель поднимается под действием троса от ручки газа, а опускается под действием пружины. Под дросселем расположен канал главной дозирующей системы, за дросселем в смесительную камеру выходит канал системы холостого хода.

В главную дозирующую систему входит жиклер, распылитель, игла и насадок. Жиклер представляет собой специальную пробку с внутренним отверстием строго определенного размера и предназначен для дозирования топлива, поступающего в двигатель. Пропускная способность жиклера зависит от его внутреннего диаметра и проверяется на специальных установках. Клеймо, обозначающее пропускную способность жиклера, выбивается на его торце (например, 210, 180).

В распылителе, имеющем очень точный внутренний размер, перемещается коническая игла. Проходное сечение распылителя определяется кольцевой шелью между распылителем и иглой. При опущенной игле проходное сечение распылителя минимально, причем меньше проходного сечения жиклера, при поднятой игле - максимально и больше проходного сечения жиклера. В кольцевую полость между распылителем и насадком по специальному каналу подводится воздух из неразреженной зоны.

Система холостого хода имеет топливный жиклер и конический винт, который регулирует количество воздуха, поступающего в систему холостого хода из неразреженной зоны. Воздушный канал системы холостого хода через дренажный канал и воздушный фильтр дополнительно соединяется с атмосферой.

Работает карбюратор следующим образом. Когда трос отпущен, дроссель под действием пружины опускается. Между дросселем и стенкой смесительной камеры образуется небольшая щель, площадь которой зависит от положения регулировочного винта дросселя 12 (рис. 5.4) или так называемого винта количества. За счет разрежения, создаваемого в цилиндре при движении поршня вниз, за дросселем возникает значительное разрежение, которое отсутствует перед ним. Поскольку проходное сечение между щекой дросселя и стенкой смесительной камеры значительно больше, чем проходное сечение между корпусом дросселя и стенкой смесительной камеры при нижнем положении дросселя, то наибольшие скорость и разрежение будут между корпусом дросселя и стенкой смесительной камеры, а над распылителем разрежение будет минимальным. Таким образом, максимальное количество топлива будет поступать из канала холостого хода вследствие максимального разрежения за дросселем, в то время как из распылителя главной дозирующей системы оно поступать почти не будет.

Вместе с топливом из воздушного канала холостого хода в смесительную камеру будет поступать воздух. Воздух, поступающий в систему холостого хода, уменьшает разрежение, создаваемое за жиклером, поэтому количество топлива, проходящего через него, уменьшается (осуществляется так называемое пневматическое торможение). Количество воздуха, подводимого в систему холостого хода, и соответственно разрежение у жиклера регулируется винтом холостого хода («винт качества»). При заворачивании винта количество поступающего воздуха уменьшается, разрежение в системе холостого хода увеличивается, что приводит к увеличению подачи топлива и обогащению смеси. При выворачивании винта смесь обедняется.

При подъеме дросселя количество поступающего в двигатель воздуха увеличивается, разрежение за дросселем уменьшается и, соответственно, уменьшается подача топлива. Смесь обедняется, что соответствует характеристике идеального карбюратора (примерно до 20% от полного хода дросселя).

При дальнейшем подъеме дросселя смесь, приготовленная системой холостого хода, становится чрезмерно обедненной. Однако при этом количество проходящего воздуха увеличивается настолько, что его скорость над распылителем главной дозирующей системы достигает значения, достаточного для создания разрежения, необходимого для истечения топлива.

Если бы в главной дозирующей системе дозирующим устройством являлся только жиклер, то по мере подъема дросселя количество проходящего воздуха увеличилось бы, а его скорость и соответственно разрежение и количество топлива уменьшались бы. В результате смесь начала бы обедняться, а нужно, чтобы состав смеси оставался постоянным. Для обеспечения требуемой характеристики в распылитель главной дозирующей системы вводится коническая игла. Когда дроссель опущен, проходное сечение между иглой и распылителем мало и количество подаваемого топлива минимально. По мере подъема дросселя количество поступающего воздуха увеличивается, но одновременно увеличивается и проходное сечение между иглой и распылителем, подача топлива возрастает и качество смеси не меняется.

Для регулирования качества смеси на средних частотах вращения иглу можно устанавливать относительно золотника выше или ниже. Если иглу установить выше, то при данном положении золотника и следовательно, заданном количестве воздуха, количество топлива увеличится и смесь обогатится. И наоборот, если иглу опустить, то смесь обеднится.

К распылителю главной дозирующей системы по воздушному каналу подводится воздух из неразреженной зоны. Этот воздух снижает разрежение, передаваемое из смесительной камеры к распылителю (тем больше, чем больше разрежение у распылителя). В результате при очень большом разрежении в смесительной камере смесь не будет переобогащаться, а при малом разрежении в смесительной камере влияние воздушного канала будет незначительным. За счет воздушного канала осуществляется пневматическое торможение топлива. Кроме того, воздух, подводимый по воздушному каналу к распылителю, разбивает струю топлива на капельки, т. е. осуществляет первичное смешивание топлива и воздуха. Дальше в смесительную камеру поступает уже на струя топлива, а топливовоздушная эмульсия, которая в смесительной камере основным потоком воздуха еще больше дробится. В результате двойного дробления топлива получается более однородная смесь.

При подъеме дросселя более чем на 75% полного хода проходное сечение между иглой и распылителем увеличивается быстрее, чем проходное сечение смесительной камеры. В результате увеличение подачи топлива опережает увеличение подачи воздуха и смесь обогащается. Для предотвращения переобогащения смеси при полностью открытом дросселе служит топливный жиклер главной дозирующей системы, который ограничивает максимальную подачу топлива.

Таким образом, качество смеси при подъеме дросселя до 20-25% полного хода регулируется винтом холостого хода («винтом качества»), а от 25% до 75% полного хода дросселя - иглой главной дозирующей системы. При максимальном подъеме дросселя качество смеси регулируется жиклером главной дозирующей системы.

Винт дросселя ограничивает нижнее положение дросселя и соответственно минимальное количество топливовоздушной смеси и минимальную частоту вращения. Если винт количества выворачивать, то дроссель опустится ниже, смеси будет поступать меньше, частота вращения коленчатого вала двигателя понизится, и наоборот.

Если воздуха в карбюраторе будет поступать недостаточно (например, при закрытом корректоре), то разрежение в смесительной камере повысится и смесь обогатится. Этим пользуются для обогащения смеси при запуске. Обогащение смеси может произойти и из-за недостатка воздуха при засорении воздухофильтра.

Иногда, вследствие негерметичной посадки иглы поплавковой камеры она переполняется, и топливо начинает самотеком поступать в неработающий двигатель. Топливо, скопившееся в цилиндре, при последующем запуске вследствие несжимаемости может привести к гидроудару и разрушению двигателя. Для предотвращения этого служит дренажный канал с воздухофильтром в системе холостого хода. При переполнении поплавковой камеры топливо из канала холостого хода, минуя регулировочный винт, попадает в дренажный канал и сливается. Если «винт качества» полностью завернуть, то слива топлива не произойдет, что может привести к гидроудару, поэтому эксплуатация двигателя с полностью ввернутыми винтами не рекомендуется.