Ken Tyrrell, конструктор гоночных автомобилей Формулы 1 утверждает, что любой компонент высокотехнологичной машины должен выполнять сразу несколько функций. Число этих функций определяет эффективность и экономичность машины. Далеко не последнюю роль в таких машинах играет топливная система.

       Независимо отконструкции (карбюраторная система или система с впрыском топлива) топливная система предназначена для образования химически правильной смеси топлива с воздухом. Топливная система решает две задачи: она должна точно выдержать соотношение топлива с воздухом. а затем тщательно перемешать их втечение несколько микросекунд (пока топливо из впускного коллектора попадает в цилиндр, двигателя). "Химически правильная" смесь пригодна только в лабораторных условиях. В двигателе такая смесь нужна далеко не всегда. Для полного сгорания каждой молекулы топлива так, чтобы в результате не осталось ни одной лишней молекулы кислорода, необходимо смешать воздух и топливо в весовом соотношении 14.7:1. Однако реальный двигатель выдает максимальную мощность при несколько "обогащенной" смеси (12...13:1). С другой стороны, максимальная экономичность двигателя достигается за счет "обеднения" смеси (примерно. 18:1). В связи с этим, следующей задачей топливной системы является определение загрузки двигателя, определение частоты его вращения и корректировка смеси в зависимости от этих параметров. Кроме того, должны учитываться и другие состояния двигателя - пуск, прогрев холодного двигателя, работа на холостом ходу, ускорение - на всех этих режимах нужна обогащенная смесь. Таким образом, топливная система должна осуществлять управление двигателем во всем диапазоне нагрузок и частоты вращения. Такая система способна выполнять и дополнительные функции, которые ведут к повышению мощности двигателя, снижению шума при его работе, снижению токсичности отработавших газов, уменьшению расхода масла и к защите двигателя от износа.

       Размеры впускного тракта и воздухоочистителя должны обеспечивать поступление достаточного количества воздуха, причем воздух должен образовывать пульсирующий столб. Использование динамики воздушного столба позволяет увеличить наполнение цилиндров за счет так называемого "резонансного эффекта". Для четырехтактного двигателя частота пульсаций совпадает с частотой вращения коленчатого вала. При этом форма и объем впускного коллектора и воздухоочистителя должны быть такими, чтобы пульсация воздуха вступала в резонанс. Поскольку частота работы двигателя совпадает с частотой пульсаций воздуха, максимальное давление воздуха должно быть в момент открытия впускного клапана и уменьшаться при его закрытии. Высокое давление воздуха, наступающее после открытия впускного клапана, дает возможность поступления максимального количества воздуха в цилиндр двигателя. Кроме того, повышение давления воздуха позволяет открывать впускной клапан немного раньше. Дело в том. что впускной клапан открывается в конце такта выпуска. В этот момент в цилиндре еще остаются отработавшие газы, имеющие избыточное давление. Впускной клапан должен открыться только в тот момент, когда давление свежего воздуха начнет превышать давление отработавших газов, иначе они попадут во впускной коллектор.

       Таким образом, повышение давления поступающего воздуха позвопяет раньше открыть впускной клапан, что увеличивает время такта впуска. Аналогичные рассуждения можно привести и для времени закрытия впускного клапана. Клапан должен закрыться к тому моменту, когда давление смеси в цилиндре начнет превышать давление воздуха во впускном коллекторе. Повышение давления воздуха позвопяет закрывать клапан немного позже, что также увеличивает времятакта впуска. Все это приводит к повышению коэффициента наполнения цилиндра (то есть к повышению объемной эффективности), что в конечном итоге приводит к увеличению крутящего момента двигателя.

       Если частота вращения двигателя и частота пульсаций воздуха перестают совпадать, это приводит куменьшению крутящего момента (двигатели, в которых применяется эффект резонанса имеют пикообразную зависимость крутящего момента от частоты вращения двигателя).

Рис. 1.1. Этот карбюратор спроектирован и разработан специально для двигателей мотоциклов 60 лет назад. Отдельные части этого карбюратора можно найти и в современных разработках. Регулятор троса дроссельной заслонки Кольцо с накаткой Первичная воздушная заслонка Перепускной канал холостого хода Распылитель холостого хода Отверстие для стока излишков топлива Винт регулировки воздуха на холостом ходу Гайка блока смесительной камеры Уплотнительная шайба Блок жиклеров Подвод топ-лива к системе холостого хода Игольчатый жиклер Уплотнительные шайбы Главный жиклер Штуцер поплавковой камеры.

       Пульсация воздуха во впускном тракте сопровождается шумом. При попном открытии дроссельной заслонки шум во впускном коллекторе может достигать такой же силы, как и в выпускном. Для того, чтобы дорожные мотоциклы удовлетворяли нормам шумности, производителям приходится удепять значительное внимание конструированию впускного тракта, а также использовать звукопоглощающие материалы. Корпус воздухоочистителя тщательно рассчитывается в целях глушения звука на тех частотах, на которых резонанс воздушного столба приводит к максимальному уровню шумности. Методы этих расчетов разработаны Германом Гельгольием (1821-94), который изучил эффекты, позже названные роверберантной акустикой, в австрийском монастыре. Гельмгольц предложил метод поглощения шума при помощи больших пустых контейнеров, которые он расставлял вокруг комнаты в определенном порядке. Камеры Гельмгольца используются для глушения шума на резонансных частотах как во впускном, так и в выпускном трактах. На практике эта теория может найти применение в модернизации впускного тракта таким образом, чтобы при ускорении впускной тракт издавал только приятные звуки. Некоторые производитепи используют теорию и гордятся этим, в том числе Kawasaki. который, насколько мне известно, никогда не проявлял к теории большого интереса, все же какое то время потворствовал своим конструкторам. Другой путь снижения шума при впуске (и выпуске) заключается в подборе геометрических размеров впускного и выпускного трактов. Проверка шумности в дорожных условиях осуществляется при определенной скорости и частоте вращения коленчатого вала, при полностью открытой дроссельной заслонке. Так же. как размеры впускного тракта способствуют повышению крутящего момента, аналогично они могут способствовать и его снижению таким образом, чтобы при определенной частоте вращения коленчатого вала шум стал меньше. Воздушная камера служит для решения нескольких задач. Обычно его связывают с местом для размещения воздушного фильтра, который препятствует попаданию пыли в цилиндры двигателя. Кроме того, в воздушной камере располагается маслоотделитель системы вентиляции двигателя. Система вентиляции осуществляет отсос паров масла из картера двигаталя, из-под крышки распределительного вала и из коробки передач. Большая часть масла отделяется и отводится обратно в поддон двигателя, уменьшая расход масла. Некоторая часть ларов масла сгорает в двигателе, уменьшая концентрацию углеводородов в выхлопных газах. В некоторых двигателях предусмотрена прокачка системы выпуска отработавших газов свежим воздухом через специальный запорный клапан. При этом несгоревшие частицы масла и топлива окисляются и выводятся из выхлопной трубы.

       И наконец, воздухоочиститель мотоцикла устроен так, чтобы использовать набегающий поток воздуха при движении мотоцикла. За счет дополнительного наддува воздуха происходит некоторое повышение мощности двигателя (так, при скорости 270 км/ч, давление воздуха повышается на 0.6 Па, что приводит к повышению мощности на несколько процентов). С другой стороны, этот эффект не должен приводить к нарушению смесеобразования при малых скоростях движения.

       Как удобно управлять очень простой системой. Достоинство карбюратора состоит в том, что большинство операций в нем происходитавтоматически. Снаружи к нему подходит только воздуховод, топливная магистраль и трос управления дроссельной заслонкой. Карбюратор же самостоятельно управляет смесеобразованием. Если карбюратор является автоматическим "живым" устройством, то система впрыска - нет. Для ее работы необходима масса датчиков, которые должны объяснить форсункам, что делать, причем форсунки еше должны понять, чего от них хотят. Это одна из причуд системы впрыска. В отличие от карбюратора, который плавно переходит из одного режима работы в другому, форсунки способны к мгновенным "прыжкам", причем, эти "прыжки" могут быть совершенно нелогичными, если сигнал датчика вышел за пределы запрограммированных ситуаций.

       Здесь приведена общая картина работы топливной системы, более детально описанная в следующих главах. Необходимо научиться воспринимать топливную систему как отдельную часть, однако, будет ошибкой рассматривать ее отдельно от мотоцикла. Работа топливной системы оказывает влияние на работу двигателя и мотоцикла в целом. Независимо то того, признать ли выпускную систему частью топливной системы или нет, топливная система оказывает доминирующее влияние на работу двигателя и его характеристики. С другой стороны, топливная система связана и с работой клапанов и с системой продувки двигателя при различных режимах загрузки. Система подачи топлива также оказывает большое влияние на воспламенение и сгорание рабочей смеси.

       Таким образом, хотя эта книга и посвящена топливной системе, отдельно от остального мотоцикла, нельзя забывать о том, что карбюратор или система впрыска топлива не являются независимыми системами.

Различные виды карбюраторов на мотоциклы и скутеры вы можете купить у нас.