Приборы системы питания карбюраторных двигателей

Карбюраторы К-22

Чтобы на всех режимах работы двигателя можно было приготовить горючую смесь необходимого состава, современные карбюраторы имеют ряд устройств и систем: главное дозирующее устройство, систему холостого хода, пусковое устройство, экономайзер и ускорительный насос.

Главное дозирующее устройство обеспечивает приготовление экономичной горючей смеси на режиме частичных (средних) нагрузок.

Система холостого хода предназначена для приготовления богатой смеси при работе двигателя на малых оборотах холостого хода.

Пусковое устройство служит для обогащения горючей смеси при запуске двигателя.

Ускорительный насос предотвращает временное переобеднение горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки.

Экономайзер с механическим приводом обеспечивает приготовление мощностной горючей смеси при максимальной нагрузке.

Экономайзер с вакуумным приводом обогащает горючую смесь при кратковременном увеличении нагрузки, а также при разгоне на высших передачах.

На отечественных автомобилях установлены карбюраторы, в которых горючая смесь движется сверху вниз. Их называют карбюраторами с падающим потоком горючей смеси. Такие карбюраторы обеспечивают лучшее наполнение цилиндров и лучшие условия смесеобразования, а также более доступны для обслуживания"

Рис. 27. Карбюратор К-22Г: 1 - трубка уравновешивания поплавковой камеры; 2 - жиклер ускорительного насоса; 3 - распылитель; 4 - нагнетательный клапан; 5 - шток; 6 - запорная игла; 7 - поплавок; 8 - поплавковая камера; 9 - обратный клапан; 10 - тяга; 11 и 19 - серьги; 12 - поршень; 13 - клапан экономайзера; 14 - регулировочная игла; 15 - дополнительный жиклер; 16 - главный жиклер; 17 - блок жиклеров; 18 - дроссельная заслонка; 20 - пружина ограничителя числа оборотов; 21 - винт холостого хода; 22 - выходные отверстия системы холостого хода; 23 - топливный жиклер холостого хода; 24 - пластинчатый перепускной клапан; 25 - эмульсионный жиклер холостого хода; 26 и 27 - воздушные жиклеры холостого хода; 28 - блок диффузоров, 29 - автоматический клапан; 30 - воздушная заслонка; 31 - колпак ограничителя числа оборотов; 32 - муфта; 33 - шпилька; 34 - игольчатый подшипник; 35 - ось; 36 - рычаг; 37 - выступ оси; 38 - штифт

Поплавковые камеры карбюраторов сообщаются с воздушным патрубком через уравновешивающий канал. Если поплавковая камера уравновешена, состояние воздушного фильтра не влияет на состав горючей смеси, приготовляемой карбюратором, так как в случае засорения воздушного фильтра разрежение в смесительной и поплавковой камерах возрастает на одну и ту же величину.

Карбюраторы К-22Г, К-22И, К-22А (К-22Е) и К-22Д, устанавливаемые соответственно на двигателях автомобилей ГАЗ-63, М-21 "Волга", М-20 "Победа" и ГАЗ-69, имеют одинаковую схему и конструкцию и отличаются один от другого в основном лишь пропускной способностью жиклеров. Кроме того, карбюратор К-22Г снабжен ограничителем числа оборотов коленчатого вала.

Карбюратор К-22Г (рис. 27) трехдиффузорный, с падающим потоком горючей смеси и уравновешенной поплавковой камерой.

Он состоит из трех основных частей; верхней (крышка поплавковой камеры с воздушным патрубком, воздушной заслонкой 30 и трубкой 1 уравновешивания поплавковой камеры), средней (поплавковая камера 8 с поплавком 7 и запорной иглой 6, смесительная камера, блок 28 диффузоров и дозирующие устройства) и нижней (нижняя часть смесительной камеры и дроссельная заслонка 18, которая посредством серьги 19 и пружины 20 ограничителя числа оборотов удерживается в открытом положении).

Карбюратор имеет:

- главное дозирующее устройство, состоящее из главного 16 и дополнительного 15 жиклеров с распылителями, выполненными в одном блоке, регулировочной иглы 14 и пластинчатого перепускного клапана 24;

- систему холостого хода с топливным 23, воздушными 26 и 27 и эмульсионным 25 жиклерами, двумя выходными отверстиями 22 и двумя регулировочными винтами - винтом 21 холостого хода (регулировки качества смеси) и винтом упора дроссельной заслонки (регулировки количества смеси);

- экономайзер, состоящий из клапана 13, жиклера экономайзера и деталей механического привода - поршня 12 с пружиной и тяги 10;

- ускорительный насос (объединенный конструктивно с экономайзером) с поршнем 12, пружиной, штоком 5, тягой 10 привода, нагнетательным клапаном 4, жиклером 2 и обратным клапаном 9;

- пусковое устройство, состоящее из воздушной заслонки 30 с автоматическим клапаном 29.

Работа карбюратора

При запуске холодного двигателя закрывают воздушную заслонку; при этом несколько приоткрывается дроссельная заслонка (воздушная заслонка связана рычагами и тягой с дроссельной). При вращении коленчатого вала в смесительной камере создается разрежение, что обеспечивает истекание горючего из распылителей главного 16 (рис. 27) и дополнительного 15 жиклеров и эмульсии из выходных отверстий 22 системы холостого хода.

При закрытой воздушной заслонке в карбюратор поступает небольшое количество воздуха, что позволяет получить богатую смесь. Клапан воздушной заслонки предотвращает переобогащение горючей смеси после запуска двигателя. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку постепенно открывают.

При малых оборотах холостого хода двигателя воздушная заслонка полностью открыта, а дроссельная прикрыта. Разрежение в диффузорах небольшое, и горючее из распылителей главного и дополнительного жиклеров не истекает. Большое разрежение создается за дроссельной заслонкой. Бензин из поплавковой камеры поступает через дополнительный жиклер 15 и жиклер экономайзера по бензиновому каналу к топливному жиклеру 23 холостого хода. Вытекая через жиклер, бензин смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 26 из воздушного патрубка карбюратора. Образовавшаяся эмульсия проходит через эмульсионный жиклер 25, повторно смешивается с воздухом, поступающим через другой воздушный жиклер 27, и выходит через нижнее выходное отверстие 22 в задроосельное пространство.

Через верхнее отверстие 22 в эмульсионный канал входит воздух. При открывании дроссельной заслонки через это отверстие подается эмульсия, что обеспечивает плавный переход к работе с нагрузкой. Качество горючей смеси регулируется винтом 21 холостого хода, наименьшее число оборотов - винтом упора.

При средних нагрузках двигателя смесь образуется главным дозирующим устройством. Карбюратор К-22Г имеет главное дозирующее устройство с регулированием разрежения в диффузоре. Перепускной клапан изготовлен в виде четырех упругих стальных пластин, прикрепленных к наружному диффузору и перекрывающих проход между ним и средним диффузором. При закрытом клапане весь воздух проходит через малый и средний диффузоры, а когда клапан открывается, то часть воздуха идет, минуя малый и средний диффузоры. Главный жиклер 16 подает бензин в зависимости от разрежения в малом диффузоре, а дополнительный 15 - в зависимости от разрежения в наружном диффузоре.

При малой величине открытия дроссельной заслонки разрежение в наружном диффузоре небольшое и перепускной клапан закрыт. Основная часть бензина проходит через славный жиклер в горловину малого диффузора. С увеличением нагрузки или числа оборотов коленчатого вала разрежение в смесительной камере повышается, вследствие чего пластины клапана отгибаются и воздух проходит между наружным и средним диффузорами. Так как при этом через карбюратор проходит больше воздуха, то разрежение в горловине наружного диффузора также увеличивается и количество бензина, вытекающего через дополнительный жиклер 15, быстро возрастает. В малом диффузоре разрежение также увеличивается, но значительно медленнее, чем в наружном, так как большая часть воздуха проходит, минуя малый диффузор. Поэтому количество бензина, вытекающего через главный жиклер, увеличивается медленнее, чем количество бензина, вытекающего через дополнительный жиклер.

Если бы не было дополнительного жиклера, количество бензина, вытекающего через распылитель главного жиклера, обеспечивало бы приготовление излишне бедной смеси. Недостаток горючего для получения экономичной горючей смеси восполняет дополнительный жиклер. Начало работы жиклера 15 приблизительно совпадает с началом открытия пластинчатого клапана. Совместная работа главного и дополнительного жиклеров обеспечивает получение горючей смеси нужного состава. При необходимости состав смеси, приготавливаемой главным дозирующим устройством, может быть изменен при помощи регулировочной иглы 14 главного жиклера: при ввертывании иглы проходное сечение жиклера уменьшается и смесь обедняется, при вывертывании иглы смесь обогащается.

При больших нагрузках (дроссельная заслонка открыта на 80% и более) рычаг дроссельной заслонки через серьгу 11 перемещает тягу 10 с планкой в крайнее нижнее положение. Вместе с планкой опускается поршень 12, связанный с ней через пружину. Клапан 13 экономайзера, состоящий из шарика и пружины, открывается поршнем 12, имеющим снизу короткий цилиндрический стержень. При этом горючее из поплавковой камеры через обратный клапан 9, открытый клапан 13 экономайзера и жиклер экономайзера, выполненный в боковой стенке блока жиклеров, подводится к распылителю дополнительного жиклера. Горючая смесь, приготавливаемая главным дозирующим устройством, обогащается до мощностного состава.

При резком открытии дроссельной заслонки рычаг дроссельной заслонки через серьгу 11 быстро опускает тяги 10, которая соединительной планкой резко сжимает пружину на штоке 5 поршня. Сжатая пружина, выпрямляясь, опускает поршень 12, который выталкивает горючее из колодца ускорительного насоса через нагнетательный клапан 4 и жиклер 2 в смесительную камеру карбюратора. Горючая смесь на короткое время обогащается. При резком опускании поршня под давлением горючего обратный клапан 9 закрывается; это предупреждает перетекание горючего из колодца обратно в поплавковую камеру. Установка пружины на штоке 5 позволяет получить замедленный впрыск топлива.

При движении грузового автомобиля без груза или на одной из низших передач число оборотов коленчатого вала двигателя может чрезмерно возрасти, что увеличивает износ деталей двигателя и ведет к повышению расхода бензина и смазки.

Для ограничения наибольшего числа оборотов коленчатого вала двигателя и предназначен ограничитель числа оборотов.

Ограничитель числа оборотов может быть конструктивно объединен с карбюратором (например, в двигателе ГАЗ-51) или может быть выполнен отдельно от него (например, карбюратор двигателя ЗИЛ-157К). В первом случае дроссельная заслонка карбюратора является одновременно заслонкой ограничителя.

Дроссельная заслонка вращается на двух игольчатых подшипниках 34 (рис.27). Подшипники установлены на оси, смещенной относительно оси смесительной камеры на расстояние е. Один конец пружины 20 закреплен на серьге 19, а другой - на шпильке 33 муфты 32. Пружина стремится удержать дроссельную заслонку в открытом' положении.

При отпущенной педали управления дроссельной заслонкой тяга привода дроссельной заслонки действует на рычаг 36 и поворачивает ось 35. Выступы 37 оси нажимают на дроссельную заслонку и закрывают ее. Когда нажимают на педаль, тяга привода поворачивает рычаг и ось в противоположном направлении. Выступы оси освобождают дроссельную заслонку, и она под действием пружины открывается. Полное открытие дроссельной заслонки фиксируется штифтом 38.

Действие ограничителя числа оборотов основано на использовании напора, создаваемого потоком горючей смеси.

Когда двигатель работает при полностью открытой дроссельной заслонке, поток горючей смеси давит на скошенную поверхность заслонки, стремясь прикрыть ее. При увеличении числа оборотов, когда усилие потока, действующее на дроссельную заслонку, становится больше усилия пружины, заслонка начинает прикрываться. Поступление горючей смеси в цилиндры уменьшается, в результате чего дальнейшее увеличение числа оборотов прекращается.

Полному и резкому закрытию дроссельной заслонки, а также ее колебаниям препятствует выступ серьги 19, в который упирается выступ заслонки. Это увеличивает противодействие закрытию заслонки, так как увеличивается плечо, на котором действует усилие пружины.

Регулировочные приспособления закрыты колпаком и опломбированы.

Карбюратор К-105

Карбюратор К-105 (рис. 28) устанавливают на двигателе автомобиля М-21 "Волга" вместо карбюратора К-22И. Установка более совершенного карбюратора обеспечила лучший разгон автомобиля, повышение экономичности и упрощение обслуживания.

Карбюратор К-105 с падающим потоком горючей смеси, двух-диффузорный.

Рис. 28. Карюратор К-105: 1 - верхняя часть карбюратора; 2 - автоматический клапан; 3 - воздушеая заслонка; 4 - внутренний диффузор; 5 - топливный жиклер системы холостого хода; 6 - воздушный жиклер главного дозирующего устройства; 7 - воздушный жиклерсистемы холостого хода; 8 - распылитель ускорительного насоса; 9 - нагнетательный клапан; 10 - поршень ускорительного насоса; 11 - поплавок; 12 - запорная игла; 13 - смотровое окно; 14 - штуцер; 15 - клапан экономайзера; 16 - обратный клапан; 17 - регулировочный винт системы холостого хода; 18 - главный топливный жиклер; 19 и 20 - выходные отверстия системы холодного хода; 21 - дроссельная заслонка; 22 - нижняя часть корбюратора; 23 - отверстие привода разрежания к вакуум-корректору опережения зажигания; 24 - средняя часть корбюратора; 25 - наружный диффузор; 26 - трубка топливного жиклера холостого хода; 27 - распылитель экономайзера

В верхней части 1 карбюратора установлена воздушная заслонка 3 с автоматическим клапаном 2.

В средней части 24 карбюратора расположены поплавковая камера с поплавком 11, штуцером 14 и запорной иглой 12, ускорительный насос с нагнетательным 9 и обратным 16 клапанами, клапан 15 экономайзера, главный топливный жиклер 18, наружный диффузор 25 и распылитель 27 экономайзера.

К корпусу поплавковой камеры крепится мостик карбюратора, в котором объединены внутренний диффузор 4, воздушный жиклер 6 главного дозирующего устройства, воздушный жиклер 7 и топливный жиклер 5 системы холостого хода.

Верхняя и средняя части карбюратора отлиты из цинкового сплава под давлением, а нижняя - из чугуна.

Для лучшей очистки горючего в штуцере 14 установлен сетчатый фильтр.

В корпусе поплавковой камеры имеется смотровое окно 13 для наблюдения за уровнем горючего и работой поплавкового механизма.

Ускорительный насос состоит из поршня 10, распылителя 8, обратного 16 и нагнетательного 9 клапанов.

Экономайзер и ускорительный насос снабжены механическим приводом.

В нижней части 22 карбюратора расположены дроссельная заслонка 21, регулировочный винт 17, выходные отверстия 19 и 20 системы холостого хода и отверстие 23 привода разрежения к вакуум-корректору опережения зажигания.

При запуске холодного двигателя горючая смесь обогащается, если прикрыть воздушную заслонку карбюратора. При этом дроссельная заслонка приоткрывается на угол, необходимый для поддержания пускового числа оборотов коленчатого вала двигателя. Обеднение смеси по мере прогрева двигателя достигается приоткрыванием воздушной заслонки.

При работе двигателя на холостом ходу под действием разности давлений горючее из компенсационного колодца через топливный жиклер 5 системы холостого хода поступает в канал системы холостого хода. По пути горючее смешивается с воздухом, проходящим через воздушный жиклер 7 системы холостого хода.

Эмульсия направляется по каналу к выходному отверстию 19.

Наличие двух выходных отверстий системы холостого хода обеспечивает плавный переход с режима холостого хода на работу двигателя под нагрузкой.

По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается разрежение во внутреннем диффузоре. Горючее под действием разности давлений поступает через главный жиклер 18 в кольцевую щель, образованную между эмульсионной трубкой и трубкой топливного жиклера системы холостого хода. По пути горючее смешивается с воздухом, проходящим через воздушный жиклер 6 главного дозирующего устройства.

Эмульсия поступает во внутренний диффузор, а затем последовательно распыливается воздухом, проходящим через внутренний и наружный диффузоры.

Воздух, проходящий через жиклер 6, уменьшает разрежение, под действием которого истекает горючее.

При этом расход горючего, проходящего через систему холостого хода, резко уменьшается, однако даже при больших нагрузках, система холостого хода продолжает работать.

Таким образом, на режиме частичных нагрузок необходимый состав смеси обеспечивается совместной работой главного дозирующего устройства и системы холостого хода.

При работе двигателя на режиме максимальных нагрузок необходимый состав смеси получается благодаря включению экономайзера.

На режиме резкого увеличения нагрузки вступает в работу ускорительный насос, который впрыскивает дополнительное количество горючего через распылитель.

Карбюратор К-105 взаимозаменяем с карбюратором К-22И, за исключением привода воздушной заслонки. Воздушная заслонка карбюратора К-105 повернута по отношению к заслонке карбюратора К-22И на 90°.