Конструкция и достоинства

       У карбюраторов со скользящим дросселем всегда была альтернатива. Такой карбюратор называется карбюратором с постоянной скоростью потока и в нем имеются все компоненты, описанные в параграфе 2, однако, в нем имеется еще одна деталь, которая устраняет большинство недостатков карбюраторов со скользящим дросселем. В отличие от скользящего дросселя, управляемого при помоши троса, в этом карбюраторе установлен тот же скользящий дроссель, который перемещается в зависимости от давления воздуха в диффузоре, а также отдельная дроссельная заспонка - "бабочка", установленная за основным дросселем. Дроссельная заслонка, управляемая водителем, регулирует подачу воздуха и, следовательно, загрузку двигателя. В камере, расположенной над дросселем, поддерживается давление, равное давлению воздуха в диффузоре. Разрежение в этой камере поднимает дроссель (и иглу управления подачей топлива), преодолевая усилие возвратной пружины (рис. 4.16.а,б). Первоначально идея состояла в том. чтобы скользящий дроссель (теперь называемый поршнем или скользящим поршнем) мог подниматься пропорционально разрежению воздуха (или его скорости) во впускном тракте. При поднятии поршня увеличивается площадь проходного сечения диффузора, скорость воздушного потока и разрежение падает и поршень вновь опускается, уменьшая сечение и увеличивая скорость воздуш-ного потока. Таким образом карбюратор автоматически старается поддерживать постоянную скорость воздушного потока. Поэтому такой карбюратор называется карбюратором с постоянной скоростью (или с постоянным разрежением). Это упрощает работу топливного жиклера. Постоянное разрежение приводит к постоянному расходу топлива, который затем можно регулировать во всем диапазоне частот вращения двигателя при помоши одного жиклера и одной иглы. Поскольку давление сохраняется неизменным, наклон кривой расхода топлива определяется углом конуса иглы.

Рис. 4.16,а. Карбюратор с постоянной скоростью потока имеет много общего с карбюратором со скользящим дросселем. Поплавковая камера, главный жиклер, воздушный жиклер, игольчатый жиклер и игла устроены аналогичным образом. Существенное отличие состоит в том, что скользящий дроссель теперь управляется диафрагмой, а поток воздуха регулируется поворотной дроссельной заслонкой-бабочкой. Под диафрагмой поддерживается давление, равное атмосферному давлению (или давлению в воздушной камере). Над диафрагмой поддерживается давление, равное давлению в диффузоре. Драссельная заслонка регулирует подачу воздуха в двигатель. При возрастании скорости воздуха давление в дифхрузоре понижается и диафрагма поднимает поршень вверх. Площадь проходного сечения диффузора под поршнем увеличивается и скорость потока воздуха возвращается на прежний уровень. При этом давление над жиклером остается также неизменным. Подача топливе регулируется конической иглой, которая поднимается вместе с поршнем. Диафрагма Воздушный канал Дроссельная заслонка Воздушный канал.

       Это решение реализовано в карбюраторе SU (рис. 4.17), устанавливаемом на многих автомобилях и мотоциклах. Этот карбюратор очень прост в изготовлении и сборке и состоит из немногих деталей. Достоинством такого карбюратора является большой набор сменных игл, при помощи которых карбюратор можно приспособить к любому двигателю. Поскольку в карбюраторе SU имеется только один жиклер и одна игла, его очень просто регулировать. В состав карбюратора входит поплавковая камера, система холостого хода, пусковое устройство и ничего более, чтобы не усложнять конструкцию. При установке карбюратора на автомобиле он снабжает топливом два, три или четыре цилиндра двигателя через один большой впускной коллектор. Для компенсации колебаний давления, которые возникают во впускном коллекторе, поршень-дроссель снабжен гидравлическим демпфером. На мотоциклах в случае использования отдельного карбюратора на каждый цилиндр и близком расположении карбюратора к высокооборотному двигателю, простота этих карбюраторов не так привлекательна. Карбюраторы с постоянной скоростью потока начали вытеснять карбюраторы со скользящим дросселем в начапе 70-х годов, причем была предпринята попытка использовать преимущества обоих карбюраторов. К сожапению, эта попытка оказалась неудачной. Это доказывается тем, что до сих пор в гоночных мотоциклах устанавливаются карбюраторы со скользящим дросселем, потому что у них выше скорость потока воздуха и, следовательно, выше мощность, в то время как на дорожных мотоциклах чаще устанавливаются карбюраторы с постоянной скоростью потока (поскольку они облегчают управление мотоциклом).

       На некоторых двигателях (особенно на одноцилиндровых двигателях объемом 600 см3 ивыше) применяются комбинированные двухкамерные карбюраторы, имеющие свойства как карбюратора со скользящим дросселем, так и карбюратора с постоянной скоростью потока. Эти карбюраторы отличаются компактностью и высокой чувствительностью. Каждая из этих камер не способна в одиночку обеспечить требуемую подачу воздуха, однако, при высоких оборотах открывается вторая камера. Таким образом, можно обеспечить такой же расход воздуха, как у карбюратора диаметром 43 мм, причем диаметр каждой из камер будет составлять лишь 30 мм.

       Карбюраторы этого типа имеют максимальный диаметр около 40 мм. При дальнейшем увеличении объема двигателя мотоцикла устанавливаются отдельные карбюраторы для каждого цилиндра. При увеличении рабочего объема двигателя возрастает скорость воздуха, однако, при большой загрузке двигателя и низких оборотах скорость воздуха слишком мала для нормальной работы двигателя и даже карбюратор с постоянной скоростью потока не может обеспечить двигатель рабочей смесью нужного состава.

       Являясь развитием карбюраторов SU, карбюраторы с постоянной скоростью потока (в основном, производства фирм Mikuni и Keihin) сохранили дроссель в виде поршня, но и включили в себя все дополнительные усовершенствования карбюраторов со скользящим дросселем. Это дало возможность настройки карбюраторов без перебора миллионов различных профилей иглы. В этих карбюраторах также устанавливается поворотная дроссельная заслонка-бабочка, которая одновременно является и достоинством и главным недостатком этих карбюраторов (рис. 4.18). Недостаток состоит в том, что заслонка является преградой движению воздуха, даже при полном ее открытии. При равных диаметрах диффузо-ров скорость воздуха в карбюраторе с постоянной скоростью потока всегда будет меньше, чем в карбюраторе со скользящим дросселем. Однако, дроссельная заслонка компенсирует и все недостатки скользящего дросселя:

       • Если дроссельная заслонка открывается слишком широко или слишком быстро, поток воздуха не успевает поднять поршень, который становится дросселем. При увеличении скорости воздуха (которая повышается пропорционально частоте вращения двигателя и не зависит от положения ручки газа) поршень поднимается на высоту, соответствующую положению дроссельной заслонки, после чего дроссельная заслонка регулирует подачу воздуха. При этом поршень обеспечивает правильный состав рабочей смеси во всем диапазоне работы двигателя.

       • Карбюратор должен быть достаточно высоким для того, чтобы поршень мог подниматься на всю высоту диффузора, однако, поршню не нужны сверху дополнительные приводы. Приэтомкарбюратор становится немного шире за счет установки цилиндра поршня и тяг управления дроссельной заслонкой на баковой стенке карбюратора.

Рис. 4.16,б. В ранних моделях карбюраторов с постоянной скоростью устанавливался цилиндрический поршень. В начале 90-х годов форма поршня была изменена, такие поршни устанавливались в карбюраторах Keivin CBR600 в 1990 и 1991 годах. Изменение формы поршня позволило уменьшить диаметр диффузора повысить расход воздуха и увеличить приемистость двигателя.

       • Точка поворота дроссельной заслонки находится в ее центре, поэтому заслонка находится в уравновешенном состоянии. Это дает возможность установки достаточно слабой возвратной пружины для закрытия заслонки при любых условиях работы двигателя. Ось заслонки устанавливается в цилиндрических втулках и не имеет склонности к заеданию.

       • Независимо от диаметра диффузора дроссельная заслонка разворачивается всегда только на угол 90°. Поскольку возвратная пружина достаточно слаба, это упрощает и облегчает управление дроссельной заслонкой.

       Наша рабочая модель карбюратора может быть адаптирована к этим сложностям без особых усилий. В ранних моделях карбюраторов устанавливался цилиндрический поршень (аналогично ранним карбюраторам со скользящим дросселем). Позже цилиндрический поршень был заменен плоским, хотя это не сказывается на его работе, но требует установки герметичной камеры над карбюратором (см. рис. 4.16,а). В верхней части камеры поддерживается такое же давление, как в диффузоре (через отверстие в поршне). В нижней части камеры поддерживается атмосферное давление (или давление, равное давлению в воздухозаборнике). При этом на поршень действуют следующие силы:

       • Атмосферное давление (действует на поршень снизу вверх).

       • Давление в диффузоре (действует сверху вниз на верхнюю часть поршня и снизу вверх на нижнюю кромку поршня).

       • Вес поршня, иглы и т.д. (сверху вниз).

       • Усилие пружины (вниз).

       Эти силы представляют основу для определения площади поршня достаточной для того, чтобы подъемная сила превышала силу, опускающую поршень. В установившихся условиях работы двигателя по мере поднятия поршня площадь проточной части диффузора увеличивается, а скорость воздуха падает до тех пор, пока поршень не достигнет равновесия. При данном диаметре диффузора и поршня, поршень будет иметь тенденцию останавливаться на такой высоте, что скорость движения воздуха будет неизменной. Этим достигается постоянная скорость воздуха и давление в диффузоре при всех положениях дроссельной заслонки. В реальных карбюраторах поддерживается перепад давления между поплавковой ка мерой и топливным жиклером такой, чтобы обеспечить оптимальный расход топлива. В этих условиях можно обеспечить распыление топлива при всех условиях работы двигателя. Это является большим преимуществом по сравнению с карбюраторами со скользящим дросселем, в которых хорошее распыление топлива достигается только при высокой частоте вращения двигателя. Если топливо не будет тщательно распылено, то (а) - оно не перемешается с воздухом и (б) - тяжелые частицы топлива будут оседать на стенках впускного коллектора.

Рис. 4.17. Карбюратор SU. Один жиклер, одна игла, система холостого хода, поплавковая камера и система пуска холодного двигателя. 1 Корпус карбюратора, 2 Корпус дроссельной заслонки, 3 Регулировочный винт, 4 Прокладка, 5 Ограничитель привода дроссельной заслонки, 6 Регулировочный винт, 7 Резьбовая пробка, 8 Шайба, 9 Вакуумная камера в сборе, 10 Пружина поршня, 11 Упорная шайба, 12 Винт крепления иглы, 13 Игла, 14 Регулировочный винт, 15 Пружинная шайба, 16 Прокладка пробки масляного демпфера, 17 Пробка масляного демпфера, 18 Жиклер, 19 Винт крепления жиклера, 20 Верхняя втулка жиклера, 21 Нижняя втулка жиклера, 22 Медная шайба, 23 Медная шайба, 24 Уплотнительное кольцо (латунь), 25 Уплотнительное кольио (пробка), 26 Патунная шайба, 27 Пробковая прокладка, 28 Пружина, 29 Регулировочная гайка, 30 Пружина, 31 Рычаг жиклера, 32 Тяга жиклера, 33 Палец шарнира (длинный), 34 Палец шарнира (короткий), 35 Болт, 36 Шайба (фибра), 37 Пружинная шайба, 38 Шайба, 39 Гайка, 40 Шплинт, 41 Возвратная пружина, 42 Поплавковая камера, 43 Крышка поплавковой камеры, 44 Поплавок, 45 Игла, 46 Рычаг шарнира, 47 Палей шарнира, 48 Шайба пальца, 49 Шайбы (2 шт. из фибры и 1 шт. из латуни), 50 Прокладка крышки поплавковой камеры, 51 Болт крепления, 52 Гайка крепления крышки поплавковой камеры, 53 Латунная пробка, 54 Ось дроссельной заслонки, 56 Дроссельная заслонка-'бабочка", 57 Винт, 59 Рычаг дроссельной заслонки, 60 Болт, 61 Гайка, 62 Шайба, 63 Регулировочный винт, 64 Пружина регулировочного винта, 65 Возвратная пружина рычага.

       Карбюраторы с постоянной скоростью потока также обладают возможностью саморегуляции. Когда поток воздуха поднимает поршень, его высота определяет скорость воздуха и давление над топливным жиклером. Коническая игла определяет расход топлива, а высота положения иглы определяется высотой положения поршня. Таким образом, соотношение топлива и воздуха в рабочей смеси определяется диаметром диорфузора и формой конической иглы. Если поршень немного приподнимется, скорость (и перепад давления) уменьшатся, что приведет к обеднению рабочей смеси. Одновременно с этим игла также немного приподнимется, что приведет к обогащению рабочей смеси. Аналогичное явление наблюдается и при опускании поршня: скорость воздуха и перепад давления возрастут, а опустившаяся игла снизит расход топпива. Эта особенность делает такой карбюратор менее восприимчивым к внешним условиям (например, к вибрации или дорожным ухабам).

Реальные карбюраторы

       Для реализации этой теории в практику требуется точное конструирование. В карбюраторе SU устанавливался цилиндрический поршень, а его герметичность обеспечивалась подгонкой цилиндра. Его конструкция была очень проста, а кроме того, в то время, когда он был создан еще не было материалов для изготовления герметичных диафрагм современных карбюраторов. Недостатком эгого карбюратора (предположительно) является то, что узел поршня с ципиндром рыл слишком тяжелым, а сопротивление движению поршня слишком большим. Оба этих фактора приводят к снижению чувствительности карбюратора, а инерция поршня приводит к возникновению колебаний. Вместо того, чтобы быстро и точно реагировать на изменение условий, поршень начинает совершать колебания, постепенно приближаясь к устойчивому положению. Для решения этой проблемы поршень был снабжен гидравлическим демпфером. В современных карбюраторах с постоянной скоростью потока поршень изготавливается из легкой пластмассы и уплотняется эластичной диафрагмой. Вес всех движущихся частей очень важен для чувствительности карбюратора. Никаких демпферов на поршне не устанавливается, хотя проблема колебаний (как мы увидим ниже) еще окончательно не решена. Кроме повышения чувствительности к изменению положения дроссельной заслонки поршень малого веса нуждается в меньшем перепаде давления для поднятия, поэтому верхняя часть поршня имеет меньшие размеры, что делает карбюратор более компактным.

       Давление в диффузоре передается через тонкое отверстие вдоль оси поршня, и диаметр этого отверстия имеет большое значение для чувствительности карбюратора. При установившихся условиях движения диаметр этого отверстия не играет большой роли. В переходных условиях увеличение диаметра отверстия повышает чувствительность поршня, а уменьшение диаметра приводит к снижению скорости перемещения поршня. В этом случае отверстие играет роль демпфера. Таким образом, диаметр отверстия подбирается таким, чтобы поршень обладал достаточной чувствительностью, но не совершал колебаний.

       Несмотря на то, что эти карбюраторы обладают саморегуляцией при небольших колебаниях, они не способны к саморегуляции при значительных колебаниях. Иными словами, если Вы физически поднимите поршень над положением равновесия, это приведет к обогащению смеси (и наоборот). При быстром открытии дроссельной заслонки поршень должен максимально быстро отреагировать на это перемещение. Однако при слишком быстром перемещении поршня может наступить момент, когда топливо не будет успевать за изменением расхода воздуха, и карбюратор будет иметь недостаток, присущий карбюраторам со скользящим дросселем. В этом случае потребуется уменьшение вентиляционного отверстия поршня.

       Кроме того, поршень, хотя и изготовлен из легких материалов, обладает определенной инерцией. Если он начнет перемещаться слишком быстра, он не остановится в положении равновесия, а проскочит его. При этом игла также поднимется слишком высоко, что приведет к переобогещению рабочей смеси при малой скорости воздуха. Обычно при ускорении требуется некоторое переобогащение рабочей смеси, так что этот недостаток не так уж страшен. Но если поршень поднимется слишком высоко (при большом диаметре отверстия), комбинация переобогащенной и плохо перемешанной рабочей смеси приведет к снижению приемистости двигателя.

Рис. 4.18. Система холостого хода в карбюраторе с постоянной скоростью потока устроена так же, как и в карбюраторе со скользящим дросселем, хотя движение дроссельной заслонки позволяет повысить точность работы перепускных каналов и облегчает работу двигателя при переходе от холостого хода к частичной нагрузке. Поскольку перепускные каналы должны быть расположены за ребром заслонки по ходу воздушного потока, канал жиклера холостого хода со всеми сверлениями должен быть расположенсверху(как показано на рисунке). Если же дроссельная заслонка разворачивается в противоположном направлении (то есть, по часовой стрелке), то перепускные каналы будут расположены снизу (см. фото в главе 7). От жиклера холостого хода. Перепускной канал №1 Перепускной канал №2. Канал холостого хода.

       Этот недостаток проявляется и при обратном перемещении заслонки. Еспи водитель слишком быстро закрывает заслонку (но не до конца), при слишком большой чувствительности поршень опускается слишком быстро. В этом нет большой беды, поскольку, если водитель закрывает заслонку, он хочет снизить скорость мотоцикла, а обеднение рабочей смеси способствует этой цели. Однако, при движении по извилистой дороге, когда водитель постоянно открывает и закрывает заслонку, избыточное перемещение поршня будет приводить к снижению приемистости двигателя и запаздыванию реакции двигателя на действия водителя. Кроме того, это приводит к снижению топливной экономичности двигателя. Иногда двигатель сам вызывает перебои в работе карбюратора. Стандартные мотоциклы должны обладать возможностью плавного изменения мощности и достаточной приемистостью. Однако если от мотоцикла требуется максимальная отдача мощности, это достигается путем тюнинга, в основном, за счет регулировки фаз газораспределения и изменения размеров впускного и выпускного трактов. Комплекс этих мероприятий призван увеличить эффективность работы двигателя при высокой частоте вращения (для четырехцилиндровых двигателей - при частоте вращения свыше 8000 об/мин). Но при этом в диапазоне скоростей 4000...5000 об/мин двигатель работает неэффективно и кривая крутящего момента имеет провал. Для устранения этого провала необходима дополнительная настройка карбюратора и регулировка опережения зажигания, что требует большого опыта и терпения.

       Дальнейшая доработка (например, изменение размеров выпускной системы, размеров воздушной камеры или подбор сопротивления воздушного фильтра) может вместо уменьшения провала привести к обратному результату.

       В зоне неэффективной работы двигателя происходит прорыв выхлопных газов через впускные клапаны, поскольку они открыты в течение слишком длительного периода. Еспи в этот момент открыть дроссельную заслонку, двигательначнетускоряться, однако, рабочая смесь, разбавленная выхлопными газами, не даст требуемой мощности и двигатель тут же замедлится. Движение мотоцикла в этой зоне будет неустойчивым, в двигателе будут наблюдаться перебои зажигания, а также хлопки во впускном коллекторе.

       Карбюраторы с большим диаметрам отверстия в поршне реагируют на эти пульсации. Поршень может войти в режим автоколебаний, причем его колебания могут даже усилить этот эффект.

       Режим автоколебаний можно устранить, уменьшив диаметр отверстия в поршне. Но при этом замедлится реакция карбюратора. Возможно, что поршень не будет полностью подниматься в режиме полного открытия заслонки и режим максимальной мощности двигателя останется недостижимым.

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