Что такое карбюратор в мотоцикле

Карбюраторы мотоциклетного типа. Основные принципы

Здравствуйте, уважаемые читатели. Представляю вашему вниманию статью, посвященную карбюраторам мотоциклетного типа.

Наверняка многие из вас ездили на мотоцикле, а кто-то даже имеет его в собственности. Может быть, вы бывали на картодроме и с азартом соперничали на трассе под свист резины и рокот мотора. А может, вы просто по выходным обустраиваете дачу с помощью бензоинструмента. В этих и многих других случаях мы имеем дело с малолитражными двигателями внутреннего сгорания под управлением карбюратора. Но что это за деталь? Для чего нужна и из чего состоит? На какие характеристики влияет, как регулируется? На эти и ряд других вопросов вы сможете найти ответы в предлагаемой статье.

• В первой части будут рассмотрены основные вопросы образования и воспламенения горючей смеси.
• Вторая часть посвящена главной дозирующей системе, в ней же приводится описание методики подбора главного топливного жиклера по анализу состояния свечи зажигания.
• Третья часть посвящена вопросам формы и особенностям конструкции диффузора и дроссельной заслонки.
• Система холостого хода рассмотрена в четвертой части, помимо этого в ней рассматриваются вопросы работы системы в переходных режимах.
• В пятой части рассмотрен ряд вспомогательных устройств карбюратора, описываются их назначения, конструкции и способы регулировки.
• Шестая часть посвящена карбюраторам с постоянным разрежением у распылителя, получившим широкое распространение на четырехтактных двигателях.

P.S. Я понимаю, что материал подобного рода имеет только косвенное отношение к тематике портала. Однако и здесь в категории транспорт есть статьи, посвященные самодельному двухтактному ДВС и даже паровому двигателю. Эти примеры мотивировали меня опубликовать работу. Помимо этого, публикация на таком авторитетном и хорошо индексируемом ресурсе, как Хабр, поможет распространить материал и донести его до аудитории, интересующейся непосредственно карбюраторами. Всем приятного и, надеюсь, полезного чтения!

Карбюратор: основные принципы

Двигатели мотоциклов, работающие по циклу Отто, как двухтактные, так и четырехтактные, потребляют топливо, которое достаточно легко испаряется и имеет антидетонационные свойства, позволяющие образовывать смесь с горячим воздухом перед тем, как свеча зажигания инициирует поджиг. К таким видам топлива относится, например, коммерческий бензин, специальный бензин для соревнований, метанол и этиловый спирт.

Совсем иначе процесс смесеобразования проходит в двигателях, работающих по циклу Дизеля. В них применяется менее испаряемое топливо, антидетонационные свойства которого требуют производить смешивание с воздухом непосредственно в камере сгорания, в которой давление и температура соответствуют параметрам самовоспламенения топлива.

По этой причине управлять мощностью дизельного двигателя можно, регулируя только подачу топлива, без необходимости контроля воздушного потока. В двигателях, работающих по циклу Отто, в процессе смесеобразования необходимо контролировать как количество воздуха, так и количество топлива, потребляемого двигателем.

В автомобильных двигателях в большинстве случаев применяется система впрыска топлива с централизованным управлением. Блок управления регулирует время открытого состояния форсунки, в течение которого происходит поступление топлива в воздушный поток. Аналогичные системы были адаптированы и для некоторых высококлассных мотоциклетных двигателей. Однако применение карбюраторов все ещё остается актуальным.

Особенность принципа работы карбюратора заключается в том, что истечение топлива происходит под действием разрежения через систему жиклеров. Поэтому карбюраторы проектируют исходя из трех основных функций:

1. Управление мощностью двигателя согласно потребности водителя путем изменения воздушного потока;
2. Дозирование подачи топлива в воздушный поток с сохранением оптимального соотношения воздуха к топливу во всем рабочем диапазоне оборотов двигателя;
3. Гомогенизация топливовоздушной смеси для правильного воспламенения и горения.

Состав топливовоздушной смеси

С химической точки зрения данное соотношение должно быть стехиометрическим, т.е. должно обеспечивать полное сгорание без избытка воздуха (бедная смесь) или остатков несгоревшего топлива (богатая смесь).

Стехиометрический состав

Числовое значение стехиометрического отношения зависит от типа топлива. Для коммерческого бензина оно варьируется от 14.5 до 14.8. Это значит, что для полного сгорания одной части бензина требуется 14.5-14.8 частей воздуха. Для двигателей, работающих на метаноле, это отношение снижается до 6.5, в то время как для этилового спирта оно равно 9.

Реальный состав смеси

Состав смеси, производимой карбюратором во время работы двигателя, не обязательно должен соответствовать стехиометрическому значению. В зависимости от конструкции двигателя и условий его работы (количества оборотов и величины нагрузки) часть топлива может не сгорать, по каким-либо причинам не попадая в камеру сгорания или вследствии неидеальности процесса горения. Изменение состава смеси может быть вызвано остатками продуктов сгорания в цилиндре, а также частичной потерей свежего заряда смеси через выхлопную систему. К изменению состава особенно чувствительны двухтактные двигатели.

Если рассмотреть заряд смеси, который непосредственно участвует в сгорании, можно прийти к выводу, что его состав должен быть богаче стехиометрического для компенсации вышеописанных явлений.

Состав смеси в зависимости от условий работы

Состав смеси должен варьироваться в определенных пределах, зависящих от условий работы двигателя. Установлено, что в общем случае состав смеси должен быть богаче на холостом ходу, в режиме ускорения и в режиме максимальной мощности. Напротив, в установившемся режиме состав может быть беднее, т.е. отношение воздуха к топливу может быть увеличено в сравнении с другими режимами работы.

Применительно к двухтактным двигателям понятия бедная и богатая смесь, как правило, не связаны со стехиометрическим отношением, так как они постоянно работают на смеси более богатой, чем стехиометрическая. Это верно и для многих четырехтактных двигателей, но в основном они работают на более бедной смеси, чем двухтактные.

Система подачи топлива в карбюратор

Принцип работы

Вариант конструкции системы подачи топлива представлен на рисунке.

Система подачи топлива в карбюратор: 1 — канал, соединяющий поплавковую камеру с атмосферой; 2 — направляющая поплавка; 3 — поплавок; 4 — рычаг взаимодействия с топливным клапаном; 5 — штуцер топливоподачи; 6 — сетчатый фильтр; 7 — седло клапана; 8 — игла клапана; 9 — ось качения рычага 4

Топливо, поступающее из бака, поддерживается на постоянном уровне внутри поплавковой камеры. За это отвечает поплавок и связанный с ним клапан. Поплавок свободно перемещается вместе с уровнем топлива, регулируя тем самым проходное сечение клапана. По мере расхода топлива двигателем уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается и приоткрывает клапан, тем самым позволяя поступить топливу из бака. Уровень топлива начинает расти, поплавок поднимается и в определенной точке закрывает клапан, после чего процесс повторяется.

Общий вид поплавковой камеры (a), топливный клапан (b)

Таким образом удается поддерживать практически постоянный напор топлива на различные жиклеры. Другими словами, высота, на которую необходимо подняться топливу для начала распыления под действием разрежения, остается постоянной. На рисунке показан карбюратор в разрезе с изображением основных систем. Желтым выделен уровень топлива, поддерживаемый в поплавковой камере.

Карбюратор в разрезе с изображением основных систем

Конструкция и способы регулировки

Рассмотрим более подробно систему: поплавок — клапан.

Топливный клапан состоит из запорной иглы и седла, впрессованного или вкрученного в корпус карбюратора. Кончик иглы обрезинен. Состав резины хорошо совместим с коммерческим бензином, но при использовании специализированных топлив, например спиртосодержащих, необходимо убедиться в совместимости с материалами уплотнений на предмет ухудшения качества работы карбюратора. Во многих конструкциях запорных игл применяется пружинный толкатель, взаимодействующий с поплавком для уменьшения вибрации иглы, порождаемой движением мотоцикла и перемещением топлива в поплавковой камере.

Топливный клапан

Проходное сечение топливного клапана является регулировочным параметром, так как определяет максимальный расход топлива. Если сечение слишком маленькое, поплавковая камера может опустеть, потому что расход топлива будет превышать приход в текущих условиях работы двигателя (как правило, в режиме полной нагрузки). Поработав какое-то время в таком режиме, двигатель может выйти из строя вследствие переобеднения горючей смеси.

Уровень топлива также является регулировочным параметром карбюратора, что следует из принципа работы, так как дозировка расхода топлива меняется с уровнем, тем самым влияя на состав смеси.

Регулировка уровня топлива осуществляется изменением двух параметров:

• веса поплавка;
• геометрии рычага, соединяющего поплавок с клапаном.

Способ контроля высоты установки поплавков показан на рисунке. Когда необходимо произвести регулировку уровня и нет возможности изменять вес поплавка, можно изменить геометрию рычага, воздействующего на клапан. В этом случае, поплавок закроет клапан раньше (при меньшем уровне) или позже (при большем уровне) при одинаковом весе.

Замер высоты установки поплавка

Особенности условий работы

Высокий уровень топлива точно так же, как и низкий, влияет на работу всех систем карбюратора на всех режимах работы двигателя. Однако нужно отметить, что слишком низкий уровень топлива в поплавковой камере может привести к недостаточному напору топлива на жиклерах, что вызовет опасное для работы двигателя переобеднение смеси. Это может произойти при перемещении топлива внутри поплавковой камеры во время ускорений, которым подвергается транспортное средство. В этом случае (что в основном происходит на внедорожных или на трековых мотоциклах при поворотах и резких торможениях), если уровень слишком низкий, какой-либо жиклер может внезапно завоздушиться.

Для предотвращения подобной ситуации в некоторых конструкциях применяются специальные дефлекторы вокруг жиклеров, их также называют успокоители (пример подобного устройства будет приведен в следующей публикации). Назначение успокоителя — удержать как можно больше топлива рядом с жиклером во всех возможных условиях работы.

Карбюратор на мотоцикл — все, что нужно знать

Карбюраторы в мотоциклах и скутерах — это устройства, принцип работы которых довольно прост: они просто смешивают топливо с воздухом. Затем эта смесь попадает прямо в камеру сгорания.

К сожалению, карбюраторы не лишены недостатков и требуют регулярного обслуживания. Как они устроены, как их регулировать и ремонтировать? Какие бывают карбюраторы?

Чистка и регулировка карбюратора – эти слова вызывают панику у многих владельцев мотоциклов и скутеров. Правильно? Карбюратор теоретически представляет собой простую конструкцию, но на практике он может быть очень сложным, трудно регулируемым и чувствительным к качеству топлива. Это более старое и надежное решение, чем электронный впрыск, и есть люди, которые не представляют езду на мотоцикле без карбюратора. Давайте разберемся, как обслуживать и регулировать карбюратор самостоятельно. Во многих случаях мы справимся с этим сами, сэкономив время и деньги. Заодно избежим неприятных ситуаций на дороге.

Что такое карбюратор

Каждому двигателю внутреннего сгорания необходимо топливо. Давайте сосредоточимся на бензиновых двигателях. Ну а топливо это смесь бензина и воздуха, которая попадает в камеру сгорания и там взрывается. Сегодня большинство мотоциклов в автомобилях оснащены электронным впрыском топлива. Это система, которая точно дозирует смесь и регулирует ее состав в соответствии с текущими потребностями двигателя.

Карбюратор мотоцикла — принцип работы

Работа карбюратора заключается в создании топливо – воздушной смеси, то есть смеси бензина и воздуха. Она находится во впускном тракте — работающий двигатель создает разрежение и подсасывает воздух. Одним из важнейших элементов карбюратора является жиклер, то есть место, где канал просто уменьшается в диаметре. Благодаря этому простому приему проходящий воздух ускоряется и снижает свое давление, высасывая бензин. Он распыляется через сопло в центре канала. Полученная таким образом смесь попадает в камеру сгорания, где происходит взрыв. И так несколько сотен или несколько тысяч раз в минуту.

Карбюратор мотоцикла — конструкция

Это основное описание. На практике карбюраторы имеют массу мелких улучшений и патентов. Каких? Это, например, дополнительный дроссель. Когда двигатель работает на холостом ходу, он имеет относительно малые обороты. Обычно это 800–900 об/мин для автомобилей, 650–850 об/мин для мотоциклов. В этой ситуации двигатель создает низкий вакуум, поэтому карбюратор вырабатывает обедненную смесь: много воздуха, мало бензина. Для предотвращения таких случаев в карбюраторе имеется дополнительный дроссель, который (при работе двигателя без нагрузки) позволяет отсосать дополнительную порцию газа, как правило, за пределы сопла. Другое решение – ускорительный насос. Когда мы прибавляем газу (открываем дроссель), инерция двигателя не позволяет ему разогнаться сразу. Насос чаще всего механически связан с дроссельной заслонкой и работает как шприц — впрыскивает больше топлива в форсунку.

Но это еще не все — так называемые всасывание. Это разговорное название означает систему, поддерживающую дозирование топлива во время запуска. При запуске двигателя трудно достичь скорости даже в несколько сотен оборотов в минуту, поэтому нет разрежения, которое бы засасывало воздух и распыляемый в нем бензин. Поэтому используется дополнительный аспиратор.

Другая система обеспечивает заправку сильно нагруженного двигателя. Чаще всего это клапан, который автоматически открывается при нажатии на газ и дает дополнительные дозы топлива.

Что происходит, когда мы убираем газ и тормозим двигатель? Здесь в дело вступает клапан моторного тормоза. Если вы уберете газ, он закроет систему холостого хода и ее дроссельную заслонку. В результате двигатель перестает сжигать топливо, оно к нему не подается. Другой клапан обеспечивает автоматическое выравнивание состава смеси при движении с переменной нагрузкой, т. е. при разгоне, торможении и движении в гору.

Типы мотоциклетных карбюраторов

Карбюраторы классифицируются по их положению: в моделях, расположенных вертикально, впрыск топлива может осуществляться вверх или вниз, есть и карбюраторы, расположенные горизонтально. Наиболее распространенным типом карбюратора, используемого в мотоциклах и скутерах, это карбюратор, сопло в котором направлено вниз. Это решение эффективно, но его недостаток – возможность залива свечей при запуске двигателя.

Карбюраторы делятся на три основных типа в зависимости от положения форсунки и направления впуска топлива:

С верхним аспиратором,

С нижним аспиратором.

В каждом из этих типов различают карбюраторы:

однокамерный, т.е. с одним отверстием и носиком

двухкамерный, то есть два карбюратора, соединенные вместе

одноходовой, т.е. запитывающий сразу весь двигатель

многоходовой, где каждый проход обычно питает только один цилиндр.

Можно ли устанавливать мотоциклетные карбюраторы на автомобиль и наоборот? Теоретически можно, но не каждый двигатель и не каждый карбюратор. Это очень редкий вид тюнинга и редко бывает успешным. Автомобильные двигатели крупнее, поэтому требуют больше топлива, а мотоциклетный карбюратор не обеспечивает должной производительности. Кроме того, двигатель должен быть установлен под тем же углом, что и в мотоцикле, — а это под капотом может оказаться непростым.

Симптомы неисправности карбюратора

Сломанный или разбалансированный карбюратор не обеспечивает правильного сгорания. Результат — неравномерность оборотов, недостаток мощности в разных диапазонах оборотов, рывки, плевки несгоревшим бензином из выхлопа. Симптомы не обязательно должны появляться сразу. Они могут проявляться при ускорении, медленной езде, холостом ходу или подъеме в гору. Так проявляются дисфункции различных узлов карбюратора.

Хорошо знать!

Симптомы неисправности карбюратора могут проявляться и при движении в специфических условиях. Карбюратор только регулирует количество топлива по воздуху, а количество кислорода меняется с высотой. Карбюраторы, из низин, могут захлебнуться в горах, либо по-разному работать при перепадах температуры или влажности.

Чем почистить карбюратор мотоцикла?

После снятия продуйте воздухом и очистите бензином. Особых ресурсов для этого не требуется. Вы должны помнить, что карбюратор для мотоцикла представляет собой относительно небольшой элемент с патрубками небольшого диаметра. В нем осаждаются различные примеси, полученные из топлива. И они являются наиболее распространенными причинами проблем.

Большинство карбюраторов имеют специальный клапан, который позволяет промывать их бензином прямо из бака, не разбирая его. Поставьте емкость под клапан для стекающего топлива. Также стоит помнить, что это временное решение для промывки карбюратора при проблемах во время поездки.

Карбюратор мотоцикла лучше всего чистить после его снятия. Карбюратор необходимо разобрать, довести до идеального состояния и собрать обратно. Стоит обратить внимание на все каналы, клапаны и состояние уплотнений и заслонок. Поставив карбюратор на место, можно переходить к регулировке. Абсолютной ключевой проблемой является уровень топлива и положение поплавка в поплавковой камере. Он должен быть ниже форсунки, иначе топливо будет вытекать, а не высасываться из форсунки.

Единой инструкции по регулировке карбюратора мотоцикла не существует, поэтому обязательно следуйте инструкциям производителя. Нам просто нужно иметь описание, какой винт и клапан что регулируют и какие рекомендуемые изменения, например, если смесь слишком бедная, то винт смеси поворачивается на пол-оборота вправо.

Свеча colortune полезна при регулировке карбюратора. Это специальная сервисная свеча, которая вкручивается вместо обычной свечи зажигания. Она частично прозрачна и позволяет наблюдать за процессом сгорания в двигателе. Благодаря этому мы можем видеть цвет пламени в камере сгорания и на этом основании установить оптимальный состав смеси. Наблюдайте за пламенем при работе двигателя на холостом ходу. Если топливо горит желтым, смесь слишком богатая. Бело-синий цвет означает, что в смеси слишком мало бензина. Идеальный цвет пламени должен быть насыщенно-синим.

Затем пришло время отрегулировать остальные параметры карбюратора мотоцикла – здесь придется опираться на сервисную книжку. Помните, что каждый винт и клапан отвечают за что-то другое, а некоторые параметры работы двигателя можно определить только во время движения. Так что надо быть готовым к необходимости совершить несколько поездок, проверить реакцию на добавление газа, езду под нагрузкой или торможение двигателем.

Синхронизация карбюратора

В многоцилиндровых мотоциклах часто устанавливают не один карбюратор, а несколько — обычно 2 или 4. Проблемой может быть их синхронизация, т.е. получение каждым из них одинакового разрежения. Если карбюраторы работают по-разному, в одном цилиндре может быть идеальная смесь, в другом — слишком обедненная, а в третьем — слишком богатая. Устройство, называемое вакуумметром, используется для синхронизации карбюраторов мотоциклов. Это набор для измерения вакуума, трубки также входят в комплект. Примечание: иногда необходимо снять топливный бак, чтобы использовать вакуумметр. А так как разрежение измеряется при работающем двигателе, то стоит иметь емкость с топливом, которую мы можем повесить рядом с мотоциклом для подачи бензина в двигатель по топливным магистралям.

Наиболее распространенной причиной проблем с карбюратором является накопление грязи.

Каждый мотоциклетный карбюратор должен иметь специальные устройства для регулировки – это отверстия, закрытые винтами. После их откручивания вкручиваются переходники вакуумметра. Предварительно прибор необходимо отрегулировать – дело в том, что каждый манометр должен быть откалиброван одинаково. Комплект трубок соединяем в одну и подключаем к одному из карбюраторов. Затем настраиваем манометры так, чтобы все они показывали одинаковое отрицательное давление. Затем каждую трубку подключаем к отдельному карбюратору и проверяем разрежение во всех карбюраторах на прогретом, двигателе. Если один из них выделяется на фоне остальных, с помощью винта холостого хода приведите его в порядок.

Немного о карбюраторах

Карбюра́тор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания (карбюрации, фр. carburation) бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода.(© wiki)

Бензин поступает в карбюратор из топливного бака.

Воздух поступает в карбюратор через воздушный фильтр, который бывает нескольких типов: контактно-масляный, бумажный, пенополиуретановый (поролоновый).

Способы подачи воздуха к карбюратору

а — через контактно-масляный воздушный фильтр («Иж»);
б — через бумажный воздушный фильтр («Днепр»);
в — через поролоновый воздушный фильтр (ЗиД);
г — «прямой впуск» (спортбайки);
1 — смоченный маслом сетчатый фильтр;

2 — масляная ванна;
3 — бумажный фильтрующий элемент;
4 — пропитанный маслом поролоновый фильтр;
5 — впускное окно в передней части обтекателя мотоцикла

Контактно-масляный фильтр состоит из корпуса, сетчатой набивки и масляной ванны в нижней части корпуса. Поток воздуха поступает в центральную часть фильтра, затем поворачивает на 180° в зоне масляной ванны и проходит через фильтрующий элемент. Очистка воздуха проходит в два этапа: при повороте потока тяжелые частицы пыли оседают по инерции в слое масла, а легкие частицы улавливает смоченный маслом сетчатый фильтр. Подобные фильтры устанавливают на мотоциклы «Урал» и «Иж», но за рубежом они вытеснены бумажными и поролоновыми.

Бумажные фильтры одноразовые, они требуют замены при каждом ТО.

Поролоновые фильтры допускают многократную промывку и последующую пропитку специальным маслом. Корпус воздушного фильтра любого типа также выполняет роль глушителя шума впуска. При неисправном фильтре в цилиндр поступают твердые частицы, вызывающие ускоренный износ поршня, зеркала цилиндра, подшипников шатуна и коленчатого вала.

У современных скоростных спортбайков забор воздуха осуществляется из передней части обтекателя (так называемый «прямой впуск»). Тем самым увеличивается наполнение цилиндров горючей смесью на высоких скоростях движения.

Карбюратор приготавливает и дозирует топливовоздушную смесь, поступающую затем в цилиндр. Простейший карбюратор золотникового типа состоит из двух камер: поплавковой и смесительной. Первая служит для поддержания постоянного уровня топлива в карбюраторе, вторая — для приготовления рабочей смеси. Смесительная камера сообщается с поплавковой топливным каналом (распылителем), в котором установлена деталь с калиброванным отверстием — жиклер. Длина распылителя выбрана такой, чтобы уровень топлива в поплавковой камере был на 1–2 мм ниже верхнего среза распылителя. Этим предотвращается самопроизвольное истечение топлива при неработающем двигателе. Кроме распылителя, в смесительной камере расположена дроссельная заслонка (золотник), которая регулирует количество поступающей в цилиндр топливовоздушной смеси.

Главная дозирующая система золотникового карбюратора

1 — дроссельный золотник;
2 — смесительная камера;
3 — конусная игла золотника;
4 — распылитель главной дозирующей системы;
5 — поплавковая камера;
6 — главный топливный жиклер;
7 —воздушный канал

Во время такта впуска во впускном трубопроводе и соединенной с ним смесительной камере создается разрежение. Под действием разницы давлений в поплавковой и смесительной камерах топливо будет струйкой вытекать из распылителя в смесительную камеру. Там бензин подхватывается потоком воздуха, дробится, испаряется и перемешивается с ним, образуя горючую смесь.

Как было установлено опытным путем, топливовоздушная смесь наиболее эффективно сгорает при весовом соотношении компонентов 1:15. Когда доля топлива больше, смесь называют обогащенной, меньше — обедненной. Работа ДВС на обогащенных смесях повышает мощность, на обедненных — экономичность. Слишком богатые смеси не сгорают в цилиндре полностью, а бедные ведут к перегреву двигателя, вспышкам и хлопкам в карбюраторе.
Причем весовое соотношение меняется в зависимости от режима работы двигателя: при запуске 6:1, а на полном газу где-то 11:1.

Некоторое влияние оказывает влажность поступающего воздуха: при ее росте смесь становится богаче. Мотоцикл, отлично едущий на сухом утреннем воздухе может начать богатить с увеличением влажности к вечеру.

При изменении температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря иногда применяют коррекционный фактор.

На рисунке выше показан пример: высота над уровнем моря 3200 футов, температура 95 градусов по фаренгейту. Коррекционный фактор будет равен 0.92. Требуемый размер жиклера вычисляется умножением: текущий размер * коррекционный фактор. Если жиклер был 350, то с учетом коррекции потребуется установить 350*0,92=322.

Также можно свериться с таблицей ниже.

Коррекционный фактор

1.04-1.00

1.00-0.96

0.96-0.92

Жиклер ХХ

увеличить на два размера

увеличить на размер

уменьшить на размер

уменьшить на два размера

Положение дозирующей иглы

поднять на одну позицию

Винт качества

закрутить на оборот

закрутить на 1/2 оборота

выкрутить 1/2 оборота

выкрутить на 1 оборот

Состав горючей смеси, вырабатываемый описанным выше простейшим карбюратором, не может быть оптимальным на всех режимах. Для того, чтобы поддержать нужный состав, применяют более сложные дозирующие системы. Современные карбюраторы имеют системы пуска, холостого хода, переходных режимов, основных рабочих режимов и коррекции для получения максимальной мощности.

Поддерживает постоянный уровень топлива в карбюраторе поплавок с закрепленным на нем клапаном — игольчатым или с обрезанным конусом (поз. 9 и 10 на рисунке ниже). При наполнении камеры топливом до определенного уровня поплавок поднимается и, воздействуя на клапан (непосредственно или через рычаг), прекращает доступ бензина. Регулировку уровня топлива осуществляют подгибанием рычага, управляющего клапаном, или установкой прокладок под клапан. Часто такая регулировка не предусмотрена вообще — она обеспечивается конструктивно.

Главная дозирующая система карбюратора типа «СV» (положение соответствует полной нагрузке)

1 — диффузор;
2 — мембрана;
3 — пружина;
4 — золотник;
5 — дозирующая игла;
6 — поворотная дроссельная заслонка;
7 — распылитель;
8 — главный топливный жиклер;
9 — поплавок;
10 — запорный клапан поплавка

На современных мотоциклах устанавливают три типа карбюраторов: золотниковые, постоянного разрежения («CV») и регистровые. На все отечественные мотоциклы устанавливают золотниковые карбюраторы (моделей К-65, К-68, «Jikov-2924 СЕ»), лишь «Урал-Волк» комплектуется карбюраторами типа «CV» («Keihin»).

В золотниковом карбюраторе ручка «газа» на руле, связанная тросом с дроссельной заслонкой (золотником), перемещает ее и, следовательно, изменяет сечение проходного канала карбюратора (диффузора). Таким образом регулируется поступающее в двигатель количество воздуха. С золотником жестко связана конусная игла, входящая в топливный канал — распылитель. Изменяя положение конусной иглы относительно золотника, смесь можно обогащать (при подъеме иглы) или, наоборот, обеднять (при ее опускании). С другой стороны распылителя установлен главный топливный жиклер. Все эти детали образуют главную дозирующую систему карбюратора. Перемещаясь одновременно с дроссельным золотником, игла изменяет сечение распылителя, через которое топливо засасывается в диффузор, где смешивается с воздухом и затем подается в цилиндр двигателя. При полностью открытом дросселе игла образует максимальное проходное сечение топливу, и количество поступающего топлива ограничивается только сечением канала жиклера.

В карбюраторах постоянного разрежения типа «CV» перемещение ручки «газа» передается не к золотнику, связанному с дозирующей иглой, а к поворотной дроссельной заслонке, расположенной ближе к выходу из карбюратора. Объем воздуха в мембранной камере над золотником сообщается со смесительной камерой карбюратора. Таким образом, перемещением золотника (а вместе с ним и дозирующей топливо иглы) управляет разрежение во впускном тракте. При малых нагрузках, когда поворотная дроссельная заслонка прикрыта, разрежение в смесительной камере (а следовательно, и в полости над мембраной) мало, и золотник вместе с иглой опущены под действием пружины. При больших нагрузках, при открытой дроссельной заслонке повышенное резрежение передается в полость над мембраной и поднимает золотник вместе с дозирующей иглой. Преимущество такого типа карбюратора в том, что золотник поддерживает постоянное разрежение в зоне распылителя, обеспечивая оптимальное соотношение топлива и воздуха. В многоцилиндровых двигателях обычно каждый цилиндр имеет отдельный карбюратор. Кроме того, такие карбюраторы могут иметь ускорительный насос, подающий порцию топлива во впускной канал при резком открытии дроссельной заслонки.

Регистровый карбюратор, применяемый на многих зарубежных одноцилиндровых четырехтактных двигателях, представляет собой комбинацию описанных выше двух типов карбюраторов. В нем имеются две смесительные камеры, причем золотник одной камеры приводится от ручки «газа», а другой — от разрежения в смесительной камере.

Регистровый карбюратор («Ямаха-ХТ600)»

1 — диафрагма, управляемая разрежением в смесительной камере;
2 — золотник;
3 — поворотная дроссельная заслонка;
4 — дозирующая игла;
5 — вторичная камера карбюратора;
6 — первичная камера карбюратора с золотником, управляемым от ручки «газа»

При пуске холодного двигателя требуется обогащенная смесь. Для этого в крышке поплавковой камеры некоторых карбюраторов располагают утопитель поплавка. При нажатии его стержня уровень топлива в поплавковой камере становится выше допустимого, и топливо перетекает из распылителя во впускной трубопровод. При этом часть бензина через дренажное отверстие поплавковой камеры вытекает наружу. В последнее время в конструкциях карбюраторов, чтобы не допустить попадания паров бензина в атмосферу, утопитель не применяют, используя обогатитель смеси. Он представляет либо воздушную заслонку, создающую более высокое разрежение у распылителя (увеличивающее истечение топлива через распылитель), либо дополнительный топливный канал.

Система холостого хода включает воздушный и топливный каналы холостого хода, топливный жиклер и винт регулировки с пружиной-фиксатором. Выходное отверстие системы холостого хода расположено в зоне дроссельного золотника (заслонки). По мере открытия дроссельной заслонки вступает в работу главная дозирующая система, обеспечивающая требуемый состав смеси во всем рабочем диапазоне.

Система холостого хода золотникового карбюратора (а) и типа «CV» (б)

1 — дроссельная заслонка (золотник);
2 — топливный канал;
3 — винт качества смеси;
4 — жиклер системы холостого хода;
5 — упор дроссельного золотника (заслонки) — винт количества;
6 — воздушный канал

Некоторые карбюраторы имеют корректор топливной смеси с ручным приводом, позволяющий на время обогащать ее состав. Корректор отличается от обогатителя тем, что он не имеет фиксированного положения для обогащения при пуске холодного двигателя. Плавное ручное регулирование состава смеси осуществляется конусной иглой, входящей в топливный жиклер корректора.

Добавить комментарий

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Карбюраторы мотоциклетного типа особенности действия

Двигатели мотоциклов на основе двухтактного или четырёхтактного цикла Отто, работают на топливе (обычном бензине, специальном бензине, на метиловом и/или этиловом спирте). Применяемое топливо обладает хорошими свойствами воспламенения, но предварительно требует смешивания с воздухом. Для этих целей предназначены карбюраторы мотоциклетного типа, благодаря которым создаётся рабочая топливовоздушная смесь.

Карбюраторы мотоциклетного типа базовые принципы

Жидкое топливо, подаваемое в карбюратор, проходит сопло Вентури и другие пути за счёт разрежения, создаваемого воздухом. Калиброванные форсунки, расположенные непосредственно перед распылительным соплом, регулируют поток, прежде чем будет достигнута точка распыления.

Карбюраторы мотоциклетного типа традиционно имеют так называемую «игольчатую» структурную архитектуру. Здесь топливо, поступающее из бака мотоцикла, постоянным уровнем удерживается внутри поплавковой камеры.

Напор жидкости на различных форсунках остаётся относительно постоянным. Разница между уровнем топлива внутри поплавковой камеры и уровнем, до которого топливо поднимается за счёт создания вакуума, также постоянна. Уровень внутри поплавковой камеры поддерживается клапаном подачи топлива, приводимого в действие поплавком.

Этот элемент, по сути, дублирует уровень жидкости внутри поплавковой камеры. Когда уровень снижается по причине расхода топлива двигателем, поплавок опускается. Клапан открывается и обеспечивает поступление из бака дополнительного топлива. Добавка поднимает поплавок и в определённый момент клапан закрывается.

Таким образом, уровень топлива внутри поплавковой камеры является калибровочным элементом карбюратора мотоциклетного типа. Здесь измеренная подача топлива изменяется в зависимости от уровня поплавка. Следовательно, оказывается влияние на соотношение топливовоздушной смеси.

Регулировка уровня внутри поплавковой камеры

При высоком уровне поплавка подаётся большее количество топлива по сравнению с низким уровнем поплавка при всех условиях работы и для всех контуров карбюратора мотоциклетного типа. На регулировку уровня поплавковой камеры влияют два элемента:

1. Вес поплавка (поплавков).
2. Конфигурация плеча рычага.

Имеется в виду рычаг, соединяющий поплавок с клапаном. Если применяется более тяжёлый по весу поплавок, уровень жидкости внутри камеры увеличивается до того момента, когда выталкивающая сила жидкости сравнится с весом поплавка. Результатом будет более высокий уровень поплавковой камеры и более богатая смесь при тех же условиях.

Напротив, если используется поплавок облегчённой конструкции, более низкий уровень жидкости создаст достаточную выталкивающую силу для срабатывания клапана. Следовательно, здесь калибровка карбюратора будет определять наличие обеднённой топливовоздушной смеси.

Исходя из этого, поплавки на карбюраторы мотоциклетного типа классифицируются в соответствии с весом (вес указан на корпусе изделия). Предписываются стандарты калибровки положения поплавка внутри камеры, чтобы обеспечить правильную работу системы.

Для изменения уровня внутри поплавковой камеры, при необходимости и при невозможности изменить вес поплавка, в некоторых случаях допустимо менять угол наклона рычага, управляющего клапаном. Таким образом, поплавок закрывает клапан раньше (для более низкого уровня) или позже (для более высокого уровня) при равном весе.

Однако следует учитывать – чрезмерно малый уровень внутри поплавковой камеры приводит к недостаточному напору жидкости на форсунках. Следовательно, появляется риск опасного обеднения подаваемой топливовоздушной смеси. Такое возможно, когда уровень жидкости внутри камеры быстро меняется по причине придаваемого мотором ускорения мотоциклу.

Специальные экранные дефлекторы (донные ловушки)

Быстрое изменение уровня жидкости внутри поплавковой камеры – явление, характерное для машин мотоциклетного типа:

• горные мотоциклы,
• спортивные мотоциклы,
• обычные мотоциклы (при поворотах),
• обычные мотоциклы (при резком торможении).

Если уровень чрезмерно низкий, любой из жиклёров, ведущих к контурам карбюратора мотоциклетного типа, может временно подвергаться воздействию воздуха вместо жидкости. Поэтому есть разработки приборов, где рядом с форсунками применяются специальные экранные дефлекторы.

Речь идёт о компонентах, получивших название донные ловушки. Назначение этих деталей карбюраторов мотоциклетного типа — поддержание максимального количества жидкости внутри поплавковой камеры при любых условиях.

Здесь коническая игла, седло, единой конструкцией с распылителем вставляется (ввинчивается) в корпус карбюратора мотоциклетного типа, образуя тем самым топливный клапан. Концевая часть конической иглы оснащена синтетическим каучуковым элементом.

Материал элемента полностью совместим для работы с обычным бензином. Однако для случаев применения специального топлива (спиртосодержащего, к примеру) требуется проверка совместимости с целью сохранения функциональности карбюратора мотоциклетного типа.

Различные версии конических игл оснащаются подпружиненным наконечником в области соединения с поплавком. Делается это с целью уменьшения вибрации иглы, вызванной движением жидкости внутри поплавковой камеры в моменты движения мотоцикла. Диаметр игольчатого клапана является калибровочным элементом, так как определяет максимальную скорость подачи топлива.

Если диаметр слишком мал для подачи топлива, требуемого двигателю при определённых условиях (обычно при полной нагрузке), поплавковая камера опорожняется быстрее, чем пополняется через игольчатый клапан. При сохранении такого состояния в течение некоторого времени снижается подача топлива, следовательно, появляется риск чрезмерно обеднённой топливовоздушной смеси.

Управление воздушным потоком соплом Вентури

Мотоциклетные карбюраторы, в основном игольчатого типа регулируют расход воздуха посредством золотникового клапана. Конструкция клапана, в зависимости от исполнения, предполагает цилиндрический или плоский профиль, как показано на картинке ниже.

Варианты исполнения заслонок на карбюраторы мотоциклетного типа: слева – цилиндрическая форма; справа – плоская форма

Сопло Вентури является одним из элементов, определяющих тип карбюратора по размеру диаметра самой трубки Вентури. Размер диаметра даётся в миллиметрах. Выбор размера диаметра строго связан с требованиями, предъявляемыми к мотору мотоцикла.

На современных мотоциклетных двигателях каждый цилиндр питается отдельным карбюратором. Так устраняется проблема неравномерности распределения потока от одного карбюратора к разным цилиндрам. Сопло Вентури современного мотоциклетного карбюратора разрабатывают тщательным образом, чтобы уменьшить помехи потоку в области дроссельной заслонки и седла.

На картинке ниже (слева) показано сопло трубки Вентури карбюратора мотоциклетного типа «Dell’Orto» VHSD с двумя тонкими прорезями, через которые проходит заслонка регулировки воздушного потока. На этой же картинке (справа) схематичное представление карбюратора, где явно заметна разница диаметров на входе и выходе.

С точки зрения размерности критические размеры выбираются в соответствии с конструктивной практикой и опытом, накопленным в работе с широким диапазоном мотоциклов и типов двигателей. Конкретное определение диаметра производится путём испытаний на двигателе.

Вариант исполнения сопла Вентури на карбюраторы мотоциклетного типа. Справа схематичное отображение в составе полноценной системы

Например, небольшие двухтактные моторы, используемые в конструкциях мотоциклов и скутеров, оснащены карбюраторами с трубкой Вентури, где диаметр варьируется от 12 до 14 мм. На двухтактных двигателях рабочим объёмом 125 см 3 спортивных мотоциклов, предпочтительны трубки Вентури диаметром от 36 до 40 мм и более.

Именно такое исполнение отмечается на мощных роторно-клапанных агрегатах, используемых в гонках. Когда производительность является основным фактором, диаметр трубки Вентури определяет сопротивление, которое система оказывает потоку всасывания.

Трубки Вентури большого диаметра, очевидно, создают более низкое сопротивление, чем аналогичные системы меньшего диаметра. Поэтому для повышения эффективности этого компонента карбюратора мотоцикла используются внутренние вставки. Таковые устраняют ступенчатый характер (изменения формы), сохраняя при этом значение диаметра.

Форма сечения сопла Вентури

Кроме определения диаметра в соответствии с потребностями мотора мотоцикла, необходим также подбор конструкции в плане формы секции сопла Вентури. Для двигателей спортивных мотоциклов, а также машин, которые должны обеспечивать высокую производительность, наиболее благоприятной формой, с точки зрения потерь мощности, является круглая секция.

Круглая форма имеет минимальный периметр (при равных площадях) с точки зрения противостояния индукционному потоку. Для двигателей мотоциклов, которые должны обеспечивать плавную модуляцию мощности, обычно применяют карбюраторы с трубкой Вентури, имеющей сечение расширенной формы.

Такое исполнение «овалом» (или даже более сложная форма, получившая название «бляха») представляет своего рода развитие концепции трубки Вентури овального сечения. На практике отмечено, трубка Вентури малого диаметра улучшает реакцию двигателя, поскольку способствует поддержанию высокой скорости потока.

Два варианта исполнения формы сопла: А – часто используемый «овальный» профиль; Б – недавно принятый к применению профиль «бляхи»

Овальная форма даёт меньшее сечение, учитывая уменьшенный диаметр, когда дроссельная заслонка слегка приподнята. Таким образом, при малых сечениях карбюратор мотоцикла действует аналогично конструкции уменьшенного диаметра. Этим обеспечивается хорошее решение для переходных режимов работы и широкого диапазона мощностей. Кроме того — обеспечивается хорошее соотношение пропорциональности между действиями водителя и реакцией на подачу карбюратора.

Когда открытие дросселя увеличивается, форма секции Вентури восстанавливает площадь, необходимую для всасывания потока, без создания какого-либо высокого гидродинамического сопротивления. Так называемая «бляха» Вентури имеет треугольную форму при малом открытии дроссельной заслонки. Соответственно, в этой области площадь отверстия уменьшена, что усилит характеристики отклика, которые необходимы для некоторых типов двигателей с автоматическими коробками передач.

Дроссельный клапан (задвижка) конструкция

Конструкциям традиционных (не вакуумных) карбюраторов мотоциклетного типа присущ регулировочный элемент – дроссельный клапан, соединенный с акселератором посредством гибкого троса. Этот клапан скользит поперек трубки Вентури, определяя эффективную площадь проходного сечения.

В различных моделях карбюраторов («Dell’Orto» серии PH, где P — «поршень» в отношении клапана, H — «горизонтальный» в отношении ориентации канала), клапан представляет цилиндрический элемент. Таковой скользит с очень небольшим зазором в посадочном канале, врезанным в корпус карбюратора мотоциклетного типа.

Однако в других версиях («Dell’Orto» VH, где V — «клапан», H – «горизонтальный») этот элемент плоский, с направляющими выступами или закруглёнными краями для уменьшения утечки воздуха. Для карбюраторов 4-тактных двигателей, разрежение при всасывании в закрытом положении может достигать чрезвычайно высоких значений, прижимая клапан к седлу.

Чтобы исключить износ (следовательно, утечку) и эффект залипания, компоненты здесь подвергаются тщательной обработке поверхности, которая повышает твёрдость материала и плавность хода, подобно клапанам из хромированной латуни. Вместе с этими конструкциями используются возвратные пружины малой жёсткости, чтобы обеспечить принудительный возврат клапана в закрытое положение.

Однако, поскольку жёсткость пружины определяет усилие открывания, прилагаемое водителем, рекомендуется выбирать клапаны, скользящие плавно. Клапаны «плоского» исполнения уменьшают турбулентность, влияющую на воздушный поток, поскольку такая конструкция обеспечивает более короткое препятствие в направлении самого потока.

Скошенная кромка заслонки: А – малая: обогащает смесь до 1/4 дроссельной заслонки; Б – увеличенная: для чрезмерно обогащённой смеси; + «прогрессирующие» отверстия

В любом случае, рекомендуется тщательно разобраться во всех вопросах, связанных с уплотнением в закрытом состоянии, обеспечить хромирование поверхности для уменьшения износа. Однако преимущества, которые получают с точки зрения отклонения пути потока с клапаном уменьшенной ширины, уравновешиваются необходимостью решения проблемы созданием «прогрессирующих» отверстий (как на картинке выше).

Эти так называемые «прогрессирующие» отверстия необходимы для подачи топлива при изменении открытия дроссельной заслонки, при поступательном переходе с работы контура холостого хода на основной ход и наоборот. «Прогрессирующие» отверстия высверливают после основного распылителя. Однако для того, чтобы достичь эффективности, сверление следует делать ниже края дроссельной заслонки.

Если клапан очень тугой, «прогрессирующие» отверстия, очевидно, будут очень близко к основному распылителю (также расположенному под клапаном), что усложнит подход к проектированию. Однако если проблему решить, этот дизайн обеспечит наилучшую функциональность.

При помощи информации: Dellorto

РЕЗЮМЕ НА ПРОЕКТ

ZM — Информационно-технический обзорный проспект по механической технике. Главные тематические направления: наземная, воздушная, водная, другая техника. Новости, обзоры, статьи о механических системах машин — MCM