Вспомогательные устройства карбюратора

26/10/2011 в 09:57

Кроме основных устройств, производящих компенсацию смеси при эксплуатационных режимах двигателя, вводятся вспомогательные устройства карбюратора, которые обеспечивают подачу экономичного количества топлива на всех режимах работы двигателя. К ним относят: экономайзер, эконостат, систему холостого хода, ускорительный насос, пусковые устройства и ограничители частоты вращения.

Экономайзер . Он служит для подачи при полном открытии дроссельной заслонки дополнительного количества топлива и перехода двигателя с наиболее экономичного режима на режим наибольшей мощности. На рис. 105 показана схема карбюратора с экономайзером. Экономайзеры могут быть включены в главную дозирующую систему карбюратора последовательно и параллельно и иметь механические или пневматические приводы.

Экономайзер с параллельным расположением жиклеров и механическим приводом (рис. 105, а, б) имеет жиклер 3, включенный параллельно главному жиклеру 2. Клапан 1 перекрывает жиклер экономанзера. Когда двигатель работает на частичных нагрузках с прикрытой дроссельной заслонкой (см. рис. 105, а), клапан 1 закрыт и дозирование осуществляется главным жиклером 2, который подбирают такого размера, чтобы горючая смесь была обедненной (экономичной). Поэтому жиклер 2 называют также экономичным.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 105. Схема карбюратора с экономайзером: а и б -с параллельным расположением жиклеров и механическим приводом, в -с после-длкателтым расположением жиклеров и ме.хзническим приводом, г -с пневматическим приводом 1 - клапан, 2 - главный жиклер, 3 - жиклер экономайзера. 4 - распылитель, 5 - рычаг, 6 - канал, 7 - цилиндр, 8 - поршень, 9 - пружина, 10 - отверстие

При работе двигателя с большими нагрузками и полном открытии дроссельной заслонки (см. рис. 105, б) открывается рычагом 5 клапан 1 и через жиклер 3 экономайзера в распылитель 4 поступает дополнительное количество топлива, которое составляет 15-20% расхода топлива главной дозирующей системы. Производительность жиклера экономайзера подбирают такой, чтобы добавка топлива обеспечивала обогащение горючей смеси до мощностного состава. Жиклер экономайзера называют также мощностным.

Экономайзер с последовательным расположением жиклеров и механическим приводом (рис. 105, в) имеет жиклер 3, установленный в канале на входе в распылитель 4 непосредственно за главным жиклером 2. При последовательном включении экономайзера (при закрытом клапане 1) топливо из поплавковой камеры проходит сначала, через главный жиклер 2, а затем через жиклер экономайзера в распылитель 4. Проходное сечение жиклера 3 экономайзера больше, чем проходное селение главного жиклера 2. Главный жиклер подбирают такого размера, чтобы при закрытом клапане 1 обеспечивалось получение экономичной горючей смеси на всех режимах работы двигателя с частичными нагрузками.

При работе двигателя с большими нагрузками и полном открытии дроссельной заслонки открывается рычагом клапан 1 экономайзера и топливо, минуя главный жиклер, через жиклер 3 экономайзера по распылителю 4 поступает в диффузор. Жиклер экономайзера по размеру больше, чем главный жиклер, поэтому количество поступающего топлива увеличивается и горючая смесь обогащается. Размер жиклера экономайзера выбирают из условий получения мощност-ного состава горючей смеси при рабте двигателя с полностью открытой дроссельной заслонкой.

На рис. 105, г показана схема карбюратора, который имеет пневматический привод, представляющий собой поршневой механизм и состоящий из цилиндра 7, поршня 8 и пружины 9. На поршень 8 действует разрежение, которое возникает в канале 6, соединенном со смесительной камерой. На нижнюю часть поршня действует атмосферное давление, так как отверстие 10 сообщается с окружающей средой. При движении поршня 8 вверх пружина сжимается на штоке поршня.

Когда двигатель работает с частичными нагрузками, дроссельная заслонка прикрыта, разрежение, создаваемое за ней, увеличивается и поршень 8 удерживается в верхней части цилиндра 7. При работе двигателя с большими нагрузками и полностью открытой дроссельной заслонке разрежение за ней резко падает. Разность давлений, действующих на поршень в его верхней и нижней частях, становится меньше усилия, создаваемого пружиной. Поршень 8 перемещается вниз и штоком нажимает на клапан 1, открывая его. Дополнительное количество топлива через жиклер 3 экономайзера, клапан 1 и распылитель 4 поступает в диффузор. Пневматический привод экономайзера обеспечивает обогащение горючей смеси при всех случаях резкого открытия дроссельной заслонки, что способствует улучшению работы двигателя.

Эконостат . В последнее время на многих карбюраторах применяют обогатительные устройства, называемые эконостами, которые представляют собой разновидность экономайзеров, но в отличие от них не имеют каких-либо подвижных частей. Эконостат работает автоматически под воздействием перепада давлений в зоне расположения их распылителя и действует в ограниченном диапазоне режимов работы двигателя. Если эксномайзер служит для обогащения смеси до мощ-ностного состава при полных нагрузках, то эконостат используют для предупреждения перекомиенсации горючей смеси при частичных нагрузках. Эконостат (рис. 106) представляет собой самостоятельную дозирующую систему, состоящую из трубки 3 и жиклеров 2 и 4. Нижняя часть трубки находится в поплавковой камере, верхняя ее часть выходит во входной воздушный патрубок 1, расположенный выше малого диффузора. Поскольку верхняя часть трубки, являющаяся распылителем, расположена в воздушном патрубке на большом расстоянии от диффузора, то топливо из распылителя эконостата поступает только при больших расходах воздуха. Количество топлива, поступающее через эконостат, не зависит от степени открытия дроссельной заслонки.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 106. Схема эконостата: 1 - воздушный патрубок, 2 н 4-жиклеры, 3 - трубка

Таким образом, эконостат работает в тех случаях,когда в главной дозирующей системе возникает перекомпенсация горючей смеси, ко торая приводит к ее обеднению при работе на частичных нагрузках двигателя. Одной из причин перекомпенсации горючей смеси является применение бензина облегченного фракционного состава.

Система холостого хода. При работе двигателя на холостом ходу с минимально устойчивой частотой вращения и небольших нагрузках дроссельная заслонка почти полностью закрыта, разрежение в диффузоре чрезвычайно мало и через карбюратор проходит незначительное количество воздуха. В этих условиях главная дозирующая система не может нормально работать. Устойчивую работу двигателя на холостом ходу можно обеспечить, используя разрежение, возникающее в полости карбюратора за дроссельной заслонкой. На рис. 107 показана схема карбюратора с системой холостого хода, который работает следующим образом.

При малых нагрузках и на холостом ходу движение воздуха в диффузоре происходит с небольшой скоростью, в результате чего через главный жиклер 1 и распылитель 4 топливо или не поступает, или образуется переобедненная смесь.

Во время работы двигателя на холостом ходу дроссельная заслонка 13 полностью закрыта и за ней создается высокое разрежение. Топливо через жиклер холостого хода 14 поступает по каналам к выходному отверстию 10 системы холостого хода. В процессе движения топлива по каналам системы холостого хода к нему через воздушный жиклер 5 примешивается воздух, создающий в каналах эмульсию. На выходе отверстия 10 помещен конический регулировочный винт 9, которым можно менять проходное сечение отверстия 10. Таким образом, винтом 9 можно менять состав горючей смеси. У некоторых карбюраторов регулировочный винт, которым изменяют количество поступающего для эмульсирования топлива, устанавливают в отверстии жиклера 5 системы холостого хода.

Наличие отверстия 8 обеспечивает устойчивую работу двигателя при переходе с холостого хода на режим частичных нагрузок по мере открытия дроссельной заслонки. Когда заслонка сильно прикрыта, выходное отверстие 8 системы холостого хода находится выше нее, где разрежение незначительно. Через отверстие 8 проходит воздух, поэтому через отверстие 10 выходит меньшее количество топливной эмульсии, При некотором открытии дроссельной заслонки отверстие 8 будет находиться в зоне высокого разрежения и топливная эмульсия будет поступать через отверстия 8 и 10, обеспечивая нужный состав горючей смеси. Винт 11 упора 12 служит для регулирования минимального угла открытия дроссельной заслонки, а винт 9 - для регулирования состава смеси, необходимого для устойчивой работы двигателя при малой частоте вращения холостого хода.

Ускорительный насос. Он предназначен для быстрой подачи дополнительной порции топлива при резком открытии дроссельной заслонки во избежание переобеднения горючей смеси. На рис. 108 показана схема карбюратора с ускорительным насосом.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 107. Схема карбюратора с системой холостого хода: 1 и 3 - главный и воздушный жиклеры. 2 и 6 - эмульсионные колодец и трубка. 4 - распылитель 5 в 14 - жиклеры холостого хода. 7 - отверстия в эмульсионной трубке. 8 и 10 - выходные отверстия системы холостого хода, 9 - регулировочный винт состава смеси, 11 - винт упора дроссельной заслонки, 12 - упор, 13 - дроссельная заслонка

При прикрытой дроссельной заслонке поршень 2 (рис. 108, а) располагается в верхней части цилиндра 4 и весь объем под поршнем заполнен топливом. Между поршнем и цилиндром имеется зазор, так что при медленном открытии дроссельной заслонки и плавном ходе поршня вниз топливо выдавливается из-под поршня и через зазор поступает в надпоршневую полость. При движении вверх поршень выталкивает это топливо в поплавковую камеру карбюратора через канал 3.

При резком открытии дроссельной заслонки топливо не успевает пройти через зазор между поршнем и цилиндром и быстро движущийся вниз поршень выталкивает некоторую часть топлива через нагнетательный клапан 7 и распылитель 1 в смесительную камеру карбюратора. Поступившая таким образом дополнительная порция топлива обогащает горючую смесь и предотвращает ее переобеднение.

При закрывании дроссельной заслонки поршень движется вверх и под ним создается разрежение, благодаря которому топливо через впускной клапан 6 поступает в цилиндр ускорительного насоса. В этот момент топливо из поплавковой камеры в диффузор карбюратора подается только через главный жиклер 5.

На рис. 108, б показана схема карбюратора, имеющего ускорительный насос с пневматическим приводом. При быстром открытии дроссельной заслонки разрежение за ней и в канале 10 падает, поршень 9 перемещается вниз, нагнетая топливо через клапан 8 в распылитель.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 108. Схема карбюратора с ускорительным насосом и приводом: а - механическим. 6 - пневматическим; 1 - распылитель, 2 л 9 - поршни, 3 и 10 - каналы, 4 - цилиидр, 5 - главный жиклер, б, 7 и 8 -клапаны

Пусковые устройства. При пуске двигателя в холодное время года процесс смесеобразования происходит неудовлетворительно, топливо распыливается и перемешивается с воздухом, испарившееся топливо частично конденсируется на стенках цилиндра в виде капелек. Несмотря на общий избыток топлива в цилиндре, концентрация паров бензина в воздухе не превышает нижнего предела воспламеняемости горючей смеси.

Для облегчения запуска двигателя горючую смесь резко обогащают и принимают меры по интенсификации испарения топлива в смеси с тем, чтобы его концентрация достигла пределов воспламеняемости. Достигается это в основном понижением давления во впускном тракте. Пуск двигателя производится с помощью воздушной заслонки или пускового карбюратора.

Воздушная заслонка 1 (рис. 109) устанавливается во входном па трубке карбюратора эксцентрично относительно оси патрубка и приводится в действие от руки с помощью гибкого тросика. Тягой 2 она связана с дроссельной заслонкой 3. При пуске двигателя воздушную заслонку прикрывают, а дроссельная при этом несколько приоткрывается, в результате чего разрежение в дозирующих системах карою ратора сильно возрастает и распространяется на зону распылителя 4. Под действием разрежения из распылителя вытекает топливо, попадает на дроссельную заслонку, стекает с нее и попадает во впускную трубу, где бурно испаряется в разреженной среде. Это приводит к обогащению горючей смеси. Во избежание переобогащения горючей смеси на воз душной заслонке ставят автоматический клапан 5, который устанавливается на большей из половин воздушной заслонки и удерживается в закрытом положении пружиной. Клапан 5 открывается при увеличении расхода воздуха после пуска двигателя, когда частота вращения коленчатого вала возрастает. Таким образом, сразу же после запуска питание двигателя воздухом осуществляется через автоматический клапан. У прогретого двигателя воздушная заслонка полностью открыта и занимает положение, указанное пунктиром на схеме.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 109. Схема пусковых устройств: а - с ручным управлением воздушной заслонкой, 6 - с автоматическим управлением воздушной заслонкой, в - пускового карбюратора; 1 и в-воздушные заслонки, 2 - тяга, 3 и 77 - дроссельные заслонки, 4 - распылитель, 5 и 30 - клапаны, 6 - ось, 7 и 15 - рычаги. 1 - спираль, 10 - поршенек, 11 - прорези, 12, 14, 15 и 29 - каналы. 13 и 26 - камеры. 16, 17 и 19 - воздушные жиклеры, 20 - золотник, 21, 23, 24 и 28 - отверстия. 22 - колодец, 25 - топливный жиклер

У некоторых карбюраторных двигателей воздушная заслонка управляется автоматическим устройством-терморегулятором (рис. 109, б), который имеет биметаллическую ленточную спираль 9, расположенную с предварительным натягом в камере 13. Один конец спирали закреплен в крышке корпуса, а другой конец удерживает размещенные на оси 6 рычаг 7 и заслонку 8 в закрытом положении. Камера 13 сообщается каналами 12 и 14 с задроссельным пространством карбюратора и подогревателем воздуха, который представляет собой латунную трубочку, проходящую через выпускной трубопровод и омываемую горячими выхлопными газами.

В холодном состоянии спираль удерживает заслонку в закрытом положении. При запуске двигателя поршенек 10 под действием разрежения передвигается вправо и немного открывает воздушную заслонку 8 и прорези 11, сделанные на поршеньке. Через камеру 13 начинает проходить теплый воздух, который по каналу 14 поступает из подогревательной трубки. Чем сильнее прогревается двигатель, тем больше нагревается и закручивается спираль, тем дальше вправо сдвигается поршенек 10 и все больше открывается воздушная заслонка. У прогретого двигателя воздушная заслонка открыта полностью.

Пусковой карбюратор размещается в корпусе основного карбюратора, но действует самостоятельно. На рис, 109, в показана схема пускового карбюратора. Во время пувка двигателя клапан 30 вручную открывается рычагом 15. Дроссельная заслонка 27 карбюратора прикрыта. Возникающее около дроссельной заслонки разрежение рас пространяется через отверстие 28 канал 29 и открытый клапан 30 v канал 18 и далее в резервный колодец 22 Из колодца 22 топливо начинает поступать в задроссельное пространство. Через воздушные жиклеры 16 и 17 идет воздух, поэтому образуется эмульсия, которая по каналу 29 поступает в задроссельное пространство. После того как топливо будет израсходовано из колодца 22, оно начинает поступать из поплавковой камеры 26 через топливный жиклер 25 и калиброванное отверстие 23 в смеси с воздухом, который идет через отверстие 21. При движении по каналу 18 смесь дополнительно эмульсируется воздухом, поступающим через жиклеры 19, 17 и 16. Четырехкратное эмульсирование смеси обеспечивает ее хорошую подготовку для сжигания в двигателе.

Пусковые карбюраторы имеют посезонную регулировку состава смеси, которая осуществляется с помощью золотника 20. При установке золотника в положение «лето» эмульсия дозируется калиброванным отверстием 23, а в положение «зима» - отверстием 24, которое имеет большее сечение, чем отверстие 23.

Пусковой карбюратор устраняет основной недостаток воздушной заслонки - трудность дозирования вручную пускового топлива. Однако на многих двигателях заслонка является самым распространенным пусковым устройством благодаря своей простоте.

Ограничители частоты вращения. Эти ограничители не входят в группу вспомогательных устройств, но обычно рассматриваются вместе с ними. Они служат для ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и у карбюраторных двигателей подразделяются по принципу действия на пневматические и пневмо-центробежные. Заданную частоту вращения коленчатого вала эти ограничители поддерживают автоматическим регулированием наполнения цилиндров горючей смесью, воздействуя на дроссельную заслонку или на отдельную, не зависимую от нее заслонку.

На рис. 110 показана схема пневматического ограничителя максимальной частоты вращения вала, работа которого основана на использовании скоростного напора потока горючей смеси. Ограничитель состоит из корпуса 11, заслонки 1 и пружины 5. Заслонка 1помещается эксцентрично относительно оси канала и в исходном положении опирается на упор 3, удерживаясь при помощи кулачка 2 эластичной ленточной тягой 4 и пружиной 5. Работает пневматический ограничитель следующим образом. Напор потока действует на заслонку 1, стремясь прикрыть ее, но этому противодействует усилие пружины 5.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 110. Схема пневматического ограничителя максимальной частоты вращения вала: 1 - заслонка, 2 - кулачок, 3 - упор. 4 - тяга. 5- пружмпа, 6 - винт. 7 - конусная гайка, 8 - поршенек. 9 - фильтр. 10 - шток, 11 - корпус

Когда частота вращения коленчатого вала двигателя превысит допустимый предел, скоростной напор потока возрастает и, действуя на разноплечую заслонку, преодолевает усилие пружины и прикрывает ее. Частота вращения коленчатого вала двигателя снижается до нормы.

Во избежание резкого прикрытия заслонки плечо, на которое действует пружина 5, пропорционально увеличивают с помощью кулачка 2. Для гашения колебаний заслонка соединена штоком 10 с поршеньком 8 демпферного устройства. Фильтр 9 служит для защиты цилиндра демпфера от пыли. Натяжение пружины 5 регулируется винтом 6 и конусной гайкой 7.

На рис. 111 показана схема пнев-моцентробежного ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала, состоящего из центробежного датчика и диафрагменного исполнительного механизма.

Вспомогательные устройства карбюратора

Рис. 111. Схема пневмоцентробеж-ного ограничителя максимальной частоты вращения вала: 1 и 7 - корпуса, 2 - полость, 3 - диафрагма, 4 и 14 - трубки, 5 - капал, 6- втулка, 5 - ротор, 9 - седло, 10 - клапан, 11 - ось ротора, 12 и 22- пружины, 13-винт, 15 - отверстие. 16 - фитиль. 17 и 18 - Воздушные жиклеры, 19 - дроссельная заслонка, 20 - ось заслонки, 21 - рычаг, 23 - шток Диафрагменный исполнительный механизм кинематически связан с дроссельной заслонкой. Центробежный датчик обычно приводится во вращение от вала механизма газораспределения двигателя и состоит из корпуса 7, ротора 8 и клапана 10 с запорным конусом, который прикрывает отверстие в седле 9. Клапан удерживается пружиной 12, связанной с регулировочным винтом 13. Этим винтом можно изменять натяжение пружины 12, т. е. настраивать датчик на заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя. Ось 11 ротора вращается во втулке 6, которая смазывается с помощью фитиля 16. Корпус центробежного датчика 7 и ротор 8 трубками 14 и 4 соединяются с входным патрубком карбюратора и исполнительным механизмом ограничителя.

Исполнительный механизм имеет корпус 1, диафрагму 3 и рычажную систему, нагруженную пружиной 22. Через шток 23 и рычаг 21 исполнительный механизм воздействует на дроссельную заслонку 19. Пружина всегда стремится открыть дроссельную заслонку. Полость 2 корпуса 1 сообщается со смесительной камерон карбюратора двумя каналами и установленными в них жиклерами 17 и 18.

Работает пневмоцентробежный ограничитель следующим образом. При работе двигателя с частотой вращения коленчатого вала, не превышающей заданную, клапан 10 ротора датчика оттянут пружиной 12 от седла 9. Разрежение, возникающее в полости 2, ликвидируется за счет воздуха, поступающего из выходного патрубка карбюратора через отверстие 15, трубку 14, канал 5 н трубку 4. Лроссельная заслонка оттягивается пружиной 22 на величину, соответствующую положению оси 20. Если частота вращения коленчатого вала двпгателя превысит максимальное значение, на которое отрегулирован датчик, клапан 10 под действием центробежной силы преодолеет сопротивление пружины 12 и закроет отверстие в седле 9 ротора 5. Полость 2 над диафрагмой отсоединится от входного патрубка карбюратора, разрежение в ней повысится, диафрагма 3 переместится влево, в сторону прикрытия дроссельной заслонки. Частота вращения коленчатого вала снижается до заданной.

Еще по теме

  • Виды и периодичность технического обслуживания
    Своевременное и качественное выполнение операций технического обслуживания значительно повышает срок службы деталей, механизмов и систем двигателя. Техническое обслуживание двигателей должно проводиться в строгом соответствии с действующими правилами и периодичностью. В качестве примера рассмотрим правила технического обслуживания тракторных двигателей. Правилами предусмотрена единая периодичность технического обслуживания: ежесменное техническое обслуживание (ЕТО)-перед началом работы;[..]
  • Средства автоматизации
    В системах автоматизации электроагрегатов и электростанций применяют средства автоматизации электрического, электромеханического, механического, пневматического, гидравлического и комбинированного действия. К средствам автоматизации дизельных установок относят приборы, устройства и механизмы дизельной автоматики. Средства автоматизации классифицируются следующим образом: первичные приборы; исполнительные устройства; регуляторы; устройства автоматического управления. Первичные приборы (приемные реле и датчики) размещают непосредственно[..]
  • Впускные и выпускные трубопроводы и глушители
    Впускные трубопроводы у карбюраторных и газовых двигателей служат для распределения горючей смеси по цилиндрам, а выпускные - для выпуска отработавших газов. У дизельных двигателей по впускному трубопроводу поступает и цилиндр воздух, а по выпускному отводятся из цилиндра отработавшие газы. Обычно впускные и выпускные трубопроводы изготовляют в виде общих (одной или[..]