Карбюраторы мотоциклетного типа. Диффузор и дроссельная заслонка / Хабр
Здравствуйте, уважаемые читатели. Настало время публикации очередной части статьи про карбюраторы малолитражных двигателей.
Мы уже полностью рассмотрели главную дозирующую систему.
Сегодня рассмотрим особенности конструкций диффузора и дроссельной заслонки.
Большинство карбюраторов мотоциклетного типа имеют в своей основе диффузор переменного сечения и дозирующую иглу. Управление сечением диффузора осуществляется с помощью дроссельной заслонки цилиндрической или плоской формы. Дроссельная заслонка скомпонована с дозирующей иглой. Получается, что регулирование подачи топлива осуществляется одновременно с изменением сечения диффузора. Подробнее об управлении сечением рассказано в этой публикации.
Пропускная способность диффузора
Диффузор — один из основных элементов карбюратора. К определяющим параметрам диффузора относится его диаметр.
Выбор диаметра строго зависит от требований, предъявляемых к двигателю. Численные значения диаметра диффузора и других важных параметров изначально определяют исходя из инженерной практики и опыта проектирования различных мотоциклов и двигателей к ним. Окончательный подбор диаметра осуществляется при испытаниях на двигателе.
К примеру, малокубатурные двухтактные двигатели, применяемые на мопедах и скутерах, оснащаются карбюраторами с диаметром диффузора от 12 до 14 мм. На 125-кубовых спортивных двигателях используются диффузоры с диаметром от 36 до 40 мм. На гоночных двигателях с золотниковым газораспределением можно встретить карбюраторы с еще большим диффузором. Такая тенденция связана с тем, что диаметр диффузора определяет максимальную пропускную способность главного воздушного канала, т.е. — максимальное наполнение цилиндра. Чем бóльшую мощность предполагается развить, тем больше должен быть диффузор, так как он будет оказывать меньшее сопротивление потоку смеси.
Однако большой диаметр диффузора делает двигатель менее приемистым, так как ухудшает распыление топлива в режимах малых и средних нагрузок.
Чтобы увеличить пропускную способность, не меняя диаметр диффузора, применяют специальные вставки для исключения ступенчатого изменения сечения на пути потока воздуха, снижая тем самым паразитные завихрения.
Форма диффузора
После определения площади сечения необходимо определить форму, которой будет ограничена эта площадь.
Для спортивных и других высокопроизводительных двигателей, у которых первостепенен режим максимальной мощности, предпочтительна круглая форма. Круг — это фигура с наименьшим периметром среди прочих фигур одинаковой площади, поэтому стенки диффузора круглой формы оказывают наименьшее сопротивление воздушному потоку.
На двигателях, где важно плавное управление мощностью, применяются карбюраторы с овальным сечением диффузора.
Встречаются и более сложные формы, например, форма «щита», как прозвали ее инженеры Dellorto — дальнейшая эволюция овальной формы.
Формы диффузоров: a — овальная форма, b — форма «щита»
Как уже было упомянуто, при малом диаметре диффузора двигатель обладает лучшей приемистостью за счет поддержания высокой скорости воздушного потока в карбюраторе. При небольших подъемах дроссельной заслонки овальный профиль образует меньшее сечение. В этом случае карбюратор работает так, как будто имеет диффузор меньше, чем есть на самом деле. У карбюраторов в форме щита на малых подъемах площадь сечения еще меньше в сравнении с просто овальной. Это делает двигатель еще более отзывчивым на изменение положения ручки газа, что бывает очень важно для некоторых моторов с автоматической трансмиссией.
Сложная форма диффузора позволяет улучшить качество смеси на неустановившихся режимах, не ухудшая наполнение цилиндра при полностью открытом дросселе, так как на полном подъеме площадь увеличивается до рассчитанной на режим максимальной мощности.
Помимо этого, сложная форма диффузора позволяет расширить диапазон рабочих оборотов и делает управление мощностью более прогнозируемым для водителя.
Таким образом, можно утверждать, что наполняемость цилиндра в основном определяется диаметром диффузора и формой его сечения (как в поперечной, так и в продольной плоскости). Также на наполняемость влияет форма входного устройства карбюратора и геометрические параметры смесительной камеры.
Дроссельная заслонка
Дроссельная заслонка является регулирующим элементом карбюратора, соединенным с органом управления газом посредством гибкой связи. Она регулирует проходное сечение диффузора, перемещаясь перпендикулярно к оси главного воздушного канала. Во многих моделях карбюраторов дроссельная заслонка представляет из себя цилиндр, перемещающийся на скользящей посадке внутри корпуса карбюратора.
Даже в карбюраторах с постоянным разрежением (в литературе встречается термин — с постоянной скоростью потока), в которых дроссельная заслонка совершает вращательные движения, есть клапан, регулирующий сечение путем перпендикулярного перемещения к оси диффузора.
Конструкция и принцип работы подобных карбюраторов будет рассмотрен позже, так как их особенности заслуживают отдельного раздела.
Дроссельные заслонки классифицируются по форме на цилиндрические и плоские (еще их называют шиберные — Термин является уместным, так как в соответствии с ГОСТ 24856-2014 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» шиберная задвижка определяется как «параллельная задвижка, у которой запирающий элемент выполнен в виде пластины»). На рисунке ниже представлено сравнение размеров круглой и плоской заслонок. Плоская дроссельная заслонка создает меньше паразитных завихрений под собой за счет сокращения длины диффузора.
Общий вид круглой и плоской дроссельной заслонок. Цветом выделены направляющие отверстия для дозирующих игл по центру заслонок.
На следующем рисунке демонстрируется разница в длинах главных воздушных каналов при применении круглой и плоской заслонки. Видно, что у карбюратора с плоской дроссельной заслонкой канал короче, значит сопротивление потоку воздуха оказывается меньшее.
Сравнение длин главных воздушных каналов при цилиндрической и плоской заслонках
Диффузоры современных карбюраторов тщательно прорабатываются для уменьшения паразитных завихрений в местах сопряжения дроссельной заслонки с корпусом карбюратора. Например, на рисунке ниже под буквой a изображен карбюратор Dellorto серии VHSD (Например, обозначение PH в серии карбюраторов Dellorto расшифровывается как P (Piston) — цилиндрическая дроссельная заслонка, H (Horisontal) — горизонтальная ориентация продольной оси главного воздушного канала. Буква V (Valve) в названии других линеек (например VHSD) обозначает наличие плоской дроссельной заслонки), в диффузоре которого видны два тонких направляющих паза по которым, как гильотина, перемещается дроссельная заслонка.
А на рисунке под буквой b демонстрируется дроссельная заслонка карбюратора серии VHSB, установленная в специальный «стаканчик», который служит направляющей для ее перемещения. Заслонка в сборе со стаканчиком устанавливается в цилиндрическое посадочное место корпуса карбюратора.
a — направляющие для перемещения дроссельной заслонки, b — стаканчик-направляющая для дроссельной заслонки.
Дроссельная заслонка карбюраторов с дозирующей иглой как плоская, так и цилиндрическая имеет скос, который влияет на смесеобразование при малых подъемах дросселя. Заслонка с небольшим скосом обогащает смесь вплоть до 1/4 подъема дросселя, но, если смесь слишком богатая, можно взять заслонку с большим скосом. Следует иметь в виду, что даже небольшое изменение этого регулировочного параметра может существенно сказаться на смесеобразовании.
Дроссельные заслонки с различным скосом
Паразитные эффекты
В карбюраторах четырехтактных двигателей может наблюдаться эффект залипания дроссельной заслонки в закрытом состоянии из-за очень сильного прижимного действия низкого давления во впускном тракте. Для уменьшения этого эффекта, а также предотвращения быстрого износа, приводящего к паразитному подсосу воздуха, поверхность покрывается хромом для увеличения твердости и гладкости (рисунок ниже под буквой
Этот же эффект вынуждает применять весьма жесткие возвратные пружины для обеспечения закрытия дроссельной заслонки. Однако, поскольку жесткость пружины определяет усилие на ручке газа со стороны водителя, следует стремиться к минимизации трения между заслонкой и корпусом. Например, на рисунке ниже под буквой b представлена хромированная дроссельная заслонка с возвратной пружиной спортивного карбюратора линейки VHSD. Видно, что применена пружина весьма скромных размеров, но ее усилия вполне достаточно для закрытия дросселя, так как хромовое покрытие заслонки существенно снижает трение о корпус.
a — хромированные дроссельные заслонки, b — дроссельная заслонка с возвратной пружиной
Ранее мы отмечали преимущества плоской дроссельной заслонки, но и она не лишена недостатков. Плоская дроссельная заслонка вносит трудности при размещении переходного отверстия системы холостого хода. Это отверстие (отверстия) необходимо для подачи топлива в момент, когда отверстие малых оборотов холостого хода уже не может подавать требуемое количество топлива, а главная дозирующая система еще не включилась в работу.
В технологическом цикле изготовления карбюратора эти отверстия сверлят после обработки главного топливного колодца и, для должного функционирования, располагают чуть дальше кромки дроссельной заслонки. При плоском дросселе отверстия располагаются очень близко к распылителю, что усложняет компоновку. Но, несмотря на это, карбюраторы с плоским дросселем являются наиболее совершенными в своей конструкции.
Продолжение следует…
Карбюратор на мотоцикле — хорошо или плохо?
Система питания мотоцикла — она же топливная система различается в первую очередь по наличию в ней карбюратора или инжектора. Карбюратор — простая как кирпич разработка, уже считающаяся устаревшей, но не сдающая врагам окопы, форма приготовления горючей смеси. С ним сталкиваются новички, которые приобрели поживший десяток лет на автобанах мотоцикл. В древних моделях и двухтактных двигателях еще встречаются поплавковые карбюраторы, а в более новых и четырехтактных вакуумные.
Карбюраторы на мотоциклах по строению встречаются:
- поплавковые
- вакуумные
- постоянного разряжения
- шиберного типа
Сколько бы не называли карбюратор подарком каменного века инженерного искусства, но со временем механизм эволюционировал и усложнялся.
Дополнительные системы в комплектации карбюратора:
- датчик положения дроссельной заслонки
- отсечной воздушный клапан
- насос
- система подогрева карбюратора
- эмульсионная трубка
- пусковое устройство
- автоматический обогатитель
Чтобы лучше понимать принцип устройства, вспомните, как выглядит факел баллончика или краскопульта. Бензин распыляется, смешиваясь с воздухом. Заумным языком сие волшебное действие называется пульверизационным, просматривается родство со словом «пульверизатор», в старых учебниках по мототехнике этот же процесс называют «карбюрацией».
Иными словами, образование горючей смеси по принципу распыления топлива в потоке воздуха, который засасывается через карбюратор в цилиндр двигателя.
Регулировкой карбюратора мы управляем соотношением поступающего воздуха к количеству подаваемого бензина. Это крайне важный показатель, который на прямую влияет на работу двигателя так же, как настройка зажигания.
Так, при изменении обогащения смеси, бензин может сгореть не в полном объеме. Из-за этого на свечах, поршнях, головке цилиндра появится черный нагар, а свечи кстати вообще могут выйти из строя. Из выхлопных труб повалит черный дым, очевидные признаки, что карбюратор нужно регулировать.
Настройку карбюраторов следует делать на разогретом двигателе.
— Почему это? — спросите вы.
Все просто. Снова возвращаемся к школьной программе и вспоминаем, что вода не только в жидком состоянии заливает нам визор во время дождя, и не только в твердом состоянии как оледенение мешает нам радоваться погоде, но еще постоянно возникает как газообразная форма. Влага из воздуха, с которым смешивается бензин, со временем конденсируется на стенках впускного клапана камеры сгорания и цилиндров. Такая неприятность опять таки требует определенных условий работы. На теплом разогретом двигателе вероятность отрегулировать карбюратор более точно — увеличивается.
Конечно, все показатели, о которых вам стоит знать, зависят от модели мотоцикла и вида самого карбюратора.
Для этого есть чудесные мануалы, чтением которых пренебрегать не советую.
Как мы уже говорили, настройка карбюратора сильно зависит от дополнительных условий, таких как зажигание, например.
Разберем взаимосвязь дополнительных элементов, которые важно учитывать, при работе с карбюратором на примере технического тюнинга. Частая тема среди мотоциклистов, мол, как провести тюнинг, чтобы уменьшить расход топлива, увеличить мощность и чтобы вообще мои 125 кубов летали как литровый спортбайк? Топовый совет — нашаманить карбюратор.
Дело в том, что среди многих любителей работать с карбюратором мы встречали много тех, чьи нововведения заканчивались исключительно на замене жиклеров. Для справки: жиклерами называют деталь с калиброванным отверстием, через которое за определенное время поступает необходимое количество топлива. Почему то все решили, что просто поставить жиклеры с большим диаметром, дабы увеличить приток бензина — гениальный план. Возможно, только как же гармония вселенной, в которой говорится об соотношении воздуха и топлива? Какой смысл увеличить приток бензина, но не снабжать его в нужной пропорции воздухом?
Иногда, для увеличения притока бензина в карбюраторе меняют конусную иглу, она же игла дозирующая.
Логика проста, если не шире диаметр отверстия, то тоньше игла. В любом случае, после увеличения подачи бензина следующим шагом становится замена воздушного фильтра, дабы воздух обогащал топливо для нужной смеси. А потом как вы понимаете, для равновесия, придется дорабатывать систему выпуска, обычно это установка различных распредвалов с кулачками. Потому что при большем поступлении горючей смеси, отработанным остаткам газа необходимо покинуть камеру сгорания, а не накапливать излишки. Из-за изменения высоты клапана меняется продолжительность фаз. Желаемый результат по увеличению мощности достигнут. Но цена за это дорога, а именно ухудшается работа двигателя на малых и средних оборотах вращения.
Из такого простого примера, как замена жиклеров, на которых внезапно работа прерываться не должна, мы видим, что карбюратор настолько взаимосвязан с работой двигателя и зависим от дополнительных элементов технической системы, что рассматривать его в отрыве от модели мотоцикла не очень верное решение.
Когда вы сомневаетесь в разумности своего выбора из-за наличия в модели мотоцикла карбюратора, то обратитесь к технической литературе от производителя. Карбюратор прощает работу над собой, если подходить к ней с желанием разобраться.
В любом случае, мотоцикла с карбюратором боятся нечего. Новичку, который готов получить боевой опыт, такая техника пойдет в зачет, потому как перебрать карбюратор, чтобы прочистить его самостоятельно, сидя на обочине, действительно не кпп разобрать. В минусы этой системе можно написать вариации расхода топлива, что безусловно вопрос настройки и эксплуатации. Некоторые пилоты жалуются, что карбюратор чувствителен к положению относительно земли, мол если встать на заднее, мотор оголодает на какой-то момент. Но все это опять таки частные случаи способов эксплуатации.
Что делает карбюратор?
Опубликовано Мэтью К. Киган Ноу-хау
Если у вас нет автомобиля 1980-х годов или ранее, вы, возможно, не знакомы с карбюратором.
Карбюратор — это устройство, которое устанавливается в верхней части двигателя и регулирует соотношение топлива и воздуха. Он играл неотъемлемую роль в автомобилях на протяжении десятилетий и до сих пор используется в газонокосилках, культиваторах и другом оборудовании. Но что именно делает карбюратор и почему его в конечном итоге обогнали топливные форсунки?
Идентификация изобретателя карбюратора не всегда однозначна. Карла Бенца, чья компания позже стала Mercedes-Benz, часто приписывают, но американский изобретатель Сэмюэл Мори изобрел свой собственный карбюратор в 1826 году, за 60 лет до Бенца. Отдельно британские и венгерские инженеры также заявляют, что изобрели карбюратор. Скорее всего, каждый построил свою версию, запатентовал ее и претендовал на титул. Несмотря на это, карбюраторы были неотъемлемой частью системы двигателя вплоть до 19-го века.80-х годов, хотя некоторые модели все еще использовали их вплоть до 1995 года.
Работа карбюратора зависит от вакуума, создаваемого двигателем для подачи воздуха и топлива в цилиндр. В частности, дроссельная заслонка открывается и закрывается, контролируя количество воздуха, подаваемого в двигатель. Когда воздух проходит через тонкое отверстие, известное как трубка Вентури, создается вакуум, поддерживающий работу двигателя. При достаточном вакууме внутри карбюратора воздух вытягивает газ из жиклера, расположенного в трубке Вентури.
В этот момент топливо из поплавковой камеры смешивается с воздухом перед тем, как попасть в цилиндр. Поплавковая камера содержит небольшое количество топлива, которое при необходимости может свободно поступать к жиклеру. Когда дроссельная заслонка открывается, в двигатель втягивается дополнительный воздух, который приносит с собой больше топлива, заставляя двигатель развивать большую мощность.
Карбюратор — не самая лучшая система подачи топлива, но его низкая стоимость позволяла использовать его даже в эпоху впрыска топлива.
Не все карбюраторы одинаковы. Трубка, которая удерживает трубку Вентури и жиклер, известна как ствол, и существуют многоствольные карбюраторы с двумя, четырьмя или шестью стволами. Чем больше стволов, тем больше воздуха и топлива может попасть в цилиндры.
В двигателях некоторых итальянских спортивных автомобилей использовалось несколько карбюраторов, по одному на каждый цилиндр. При наличии дополнительных стволов транспортные средства могут добиться лучшего ускорения и повышения производительности.
Поиск и устранение неисправностей карбюратора Проблемы с карбюратором были распространенной проблемой при ремонте. Признаки неисправности включают затрудненный запуск, колебания, остановку двигателя, захлебывание, неровный холостой ход, слишком быстрый холостой ход и снижение расхода топлива. Хотя очиститель карбюратора иногда решал проблему, в конечном итоге владельцам приходилось восстанавливать или заменять их.
Ни один из вариантов не был дешевым.
Одним из способов починки неподатливого карбюратора была отвертка. Если карбюратор заливал двигатель, прямо вниз в карбюратор вставляли отвертку, которая удерживала воздушную заслонку открытой для увеличения потока воздуха. Вместо того, чтобы ждать, пока утихнет наводнение, отвертка решила проблему за считанные секунды.
End of the LineПогребальный звон по карбюраторам был обеспечен, когда электронные топливные форсунки упали в цене из-за повсеместного использования. Более точные и надежные, чем карбюраторы, топливные форсунки являются лучшим и более чистым выбором для современных автомобилей.
Ознакомьтесь со всеми карбюраторами, доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для планового обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, что делает карбюратор, поговорите со специалистом в вашем местном магазине NAPA AUTO PARTS.
Фото предоставлено pxhere.
Категории
Ноу-хау
Теги
уход за автомобилем, карбюратор, двигатель, топливо, впрыск топлива, топливная система, впуск
Мэтт Киган сохранил свою любовь к автомобилям с тех пор, как его отец научил его пинать шины. один из способов выявить проблему с системой подвески автомобиля. С тех пор он перешел к изучению некоторых вещей о коэффициенте аэродинамического сопротивления, перегрузках, смещении носков и пяток и о том, как работать сумасшедшая информационно-развлекательная система в каком-то случайном еженедельном водителе. Мэтт является членом Вашингтонской ассоциации автомобильной прессы и публикуется в различных печатных и сетевых СМИ.
Что такое карбюратор и как он работает?
Если вы являетесь счастливым обладателем автомобиля с карбюратором, примите наши поздравления — сейчас почти каждый автомобиль с карбюраторным двигателем является историческим объектом.
Современные автомобили отказались от «углеводов» (в данном случае это сленг, означающий, что , а не относится к хлебу или зерновым продуктам) в пользу систем впрыска топлива, которые имеют много преимуществ по сравнению с карбюраторами: они не не требуют прогрева, они более эффективны и надежны.
Все хорошее в эти дни.
Тем не менее, есть что-то первобытное в том, чтобы снять воздушный фильтр с красивого большого двигателя и наблюдать, как трос дроссельной заслонки оттягивается от верхней части карбюратора, чтобы услышать немедленный «рев» лошадиных сил.
Независимо от того, являетесь ли вы владельцем автомобиля с карбюратором или просто интересуетесь его работой, вот дополнительная информация о том, как работает карбюратор:
Как работает карбюратор?
Карбюраторы десятилетиями использовались в автомобильной промышленности, и сегодня их часто предпочитают в маслкарах и других классических автомобилях, потому что с ними легко работать, ремонтировать и заменять. Это полностью механическая машина без электроники или компьютеров, и она крепится болтами прямо к верхней части двигателя. С точки зрения эксплуатации; только кабели и вакуумные системы управляют механизмом карбюратора.
Карбюраторы используются для смешивания топлива и воздуха перед подачей смеси в цилиндры двигателя для воспламенения, приводящего в движение автомобиль.
Карбюратор расположен на блоке двигателя под воздушным фильтром и работает с использованием комбинации вакуумной мощности и тросового управления.
Карбюратор крепится к тросику газа, который крепится к педали газа. Когда вы нажимаете на газ, вы буквально заставляете карбюратор открываться и всасывать больше воздуха, тем самым втягивая больше топлива, увеличивая мощность и скорость двигателя.
Если говорить более подробно, то воздух подается через «вентури» или узкое место в карбюраторе. Это ускоряет скорость воздуха и создает вакуум. Этот вакуум втягивает топливо из поплавковой камеры или резервуара в жиклер, где оно смешивается с воздухом и поступает в цилиндр, где зажигается свеча зажигания. Это приводит к воспламенению топливно-воздушной смеси, которая толкает поршень и — чисто технически — заставляет машину двигаться врум-врум.
Весь процесс начинается с карбюратора, из-за чего некоторые называют его «сердцем двигателя».
Какие существуют виды карбюраторов?
Простейшие карбюраторы являются «одноствольными», что означает, что у них работает только одна трубка Вентури.
Другие карбюраторы представляют собой «двустволки» или «четыре карбюратора», в которых две или четыре трубки Вентури работают одновременно для получения дополнительной мощности.
Это связано с тем, что для питания двигателя большого объема требуется большее количество топлива, но в некоторых карбюраторах четыре цилиндра используются постепенно, при этом два «первичных» цилиндра всегда работают, а два «вторичных» цилиндра открываются на более высоких скоростях. чтобы обеспечить больше мощности по мере необходимости и сэкономить топливо, когда они не нужны.
Почему машина дает обратный эффект?
Звук громкого «хлопка», доносящийся из-под капота или из выхлопной трубы, может немного пугать, особенно если вы владелец классического или коллекционного автомобиля, из которого он исходит. Это также может указывать на то, что у вас проблемы с карбюратором, или, по крайней мере, его нужно немного настроить.
Короткий ответ на вопрос, почему машина дает обратный эффект, заключается в том, что топливо (или топливно-воздушная смесь) воспламеняется вне цилиндра, либо в выхлопной системе, либо во впускной системе.