1. Общие сведения

Назначение карбюратора

Карбюратор предназначен для приготовления и подачи в цилиндры двигателя горючей смеси воздуха и бензина, а также, для регулирования ее количества и состава, обеспечивая экономичный процесс сгорания. Для воспламенения и полного сгорания топлива (бензина) необходимо на один килограмм его подать в двигатель 14,5…15,0 килограмма воздуха. При этом должно обеспечиваться как можно более мелкое распыление подаваемой струи топлива, его перемешивание с воздухом и испарение, т.е. в цилиндры должна поступить хорошо гомогенизированная смесь воздуха с топливом. Процесс приготовления горючей смеси называется карбюризацией, а прибор, в котором этот процесс осуществляется, - карбюратором.

Принцип работы простейшего карбюратора

Схема простейшего карбюратора показана на рис.1.

Во время работы двигателя воздух в цилиндры проходит через диффузор 8, который представляет собой плавное сужение и расширение канала. В минимальном сечении, с постепенным сужением канала, скорость потока воздуха увеличивается, а давление уменьшается. В месте выхода смеси топлива с воздухом из распылителя 6 возникает разрежение. Под действием разрежения топливо через жиклер 4 , смешиваясь в эмульсионной трубке 7 с воздухом, подаваемым через жиклер 1 , поступает в диффузор 8 через распылитель 6, где распыливается и смешивается с общим воздушным потоком. В период движения рабочей смеси по каналу от диффузора до дроссельной заслонки 5 капли топлива частично испаряются. Разрежение в диффузоре пропорционально давлению воздуха на входе и обратно пропорционально его температуре, что обеспечивает близкую к оптимуму дозировку топлива.

Уровень топлива в поплавковой камере 3 обеспечивается поплавком 9 и игольчатым клапаном 10.

Дроссельной заслонкой 5 регулируется мощность двигателя. Для уменьшения ее величины дроссельная заслонка прикрывается, создавая разрежение во впускном коллекторе и в цилиндрах двигателя. Чем меньше смеси топлива с воздухом (рабочая смесь) в цилиндрах, тем меньше мощность двигателя. Для увеличения мощности процесс регулирования выполняется в обратном порядке.

Рис.1. Принципиальная схема карбюратора: 1- воздушный жиклер; 2 - воз-душный канал; 3 - поплавковая камера; 4 - топливный жиклер; 5 - дроссельная заслонка; 6 - распылитель; 7 - эмульсионная трубка; 8 - диффузор; 9 - поплавок;10 - игольчатый клапан

Перечень и назначение систем и устройств карбюратора

Главная дозирующая система - предназначена для обеспечения дозировки бензина в подаваемом в цилиндры воздухе и его распыления.

Система холостого хода - предназначена для обеспечения дозировки топлива и воздуха на холостом ходу работы двигателя.

Система пуска - предназначена для обеспечения запуска двигателя.

Обогатительное устройство переходных режимов - предназначено для подачи дополнительного количества топлива на переходных режимах, что обеспечивает компенсацию сконденсированного топлива на стенках каналов впускного коллектора при открывании дроссельных заслонок.

Обогатительное устройство максимальной мощности (эконостат) - предназначено для обеспечения дополнительной подачи бензина на частотах вращения коленчатого вала, близких к номинальному значению с целью увеличенной мощности.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала предназначен для ограничения частоты вращения коленчатого вала двигателя выше номинального значения.

Лабораторная работа № 2. Карбюратор автомобиля ВАЗ - 2101

Цель работы - изучение конструкции, разборки и сборки карбюратора

ВАЗ - 2101.

1. Общие сведения

На автомобиле ВАЗ-2101 установлен двухкамерный вертикальный карбюратор (рис.2) с последовательным открытием дроссельных заслонок. Привод дроссельной заслонки второй камеры механический и осуществляется системой рычагов от оси дроссельной заслонки первой камеры в конце ее открытия.

Рис. 2. Главная дозирующая система: 1 - эмульсионный жиклер эконостата; 2 - эмульсионный канал эконостата; 3 - воздушный жиклер главной дозирующей системы; 4 - воздушный жиклер эконостата; 5 - топливный жиклер эконостата; 6 - игольчатый клапан; 7 - ось поплавка; 8 - шарик запорной иглы; 9 - поплавок; 10 - поплавковая камера; 11 - главный топливный жиклер; 12 - эмульсионный колодец; 13 - эмульсионная трубка; 14 - ось дроссельной заслонки первичной камеры; 15 - канавка золотника; 16 - золотник; 17 - большой диффузор; 18 - малый диффузор; 19 - распылитель; 20 - трубка притока картерных газов; 21 - калиброванное отверстие; 22 - топливный фильтр; 23 - корпус карбюратора; 24 - корпус дроссельных заслонок; 25 - крышка карбюратора

В карбюраторе ВАЗ-2101 дополнительно имеются золотниковое устройство вентиляции картера, клапан разбалансировки поплавковой камеры и подогрев корпуса дроссельных заслонок. Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала отсутствует.

Карбюратор состоит из трех частей: крышки карбюратора 25, корпуса карбюратора 23, корпуса дроссельных заслонок 24.

В крышке 25 выполнены входные отверстия подачи воздуха в камеры карбюратора, устройство наполнения карбюратора бензином и основная часть пусковой системы.

В корпусе карбюратора размещены: главная дозирующая система; поплавковая камера; основная часть каналов и жиклеры всех систем карбюратора, связанных с подачей бензина. В корпусе дроссельных заслонок находятся: дроссельные заслонки с осями, система холостого хода, системы рычагов управления карбюратором.

2. Главная дозирующая система

Топливо через игольчатый клапан 6 (см. рис. 2) поступает в поплавковую камеру 10. Поплавок 9, установленный на оси 7, поддерживает необходимый уровень топлива. Из поплавковой камеры топливо через главный жиклер 11 поступает в эмульсионный колодец 12, где смешивается с воздухом, входящим в эмульсионную трубку 13, через воздушный жиклер 3. Затем топливо через распылитель 19 поступает в малый 18 и большой 17 диффузоры карбюратора.

3. Обогатительное устройство максимальной мощности (эконостат)

В карбюраторе имеется обогатительное устройство, включенное во вторичную камеру. Топливо из поплавковой камеры через топливный жиклер 5 (см. рис.2) поступает в каналы эконостата, расположенные в крышке карбюратора. К нему подмешивается воздух, поступающий через жиклер 4. Топливовоздушная эмульсия по каналу 2 и через эмульсионный жиклер 1 поступает в канал малого диффузора 18. Эконостат вступает в работу на скоростных режимах, близких к максимальному значению при полностью открытых дроссельных заслонках.

4. Золотниковое устройство вентиляции картера двигателя

Для вентиляции картера двигателя в карбюраторе имеется золотник 16 (см. рис.2), сидящий на оси 14 дроссельной заслонки первичной камеры. Канал трубки 20 через канал 15 золотника сообщается с задроссельным пространством. При положении дроссельной заслонки первичной камеры, соответствующем малым частотам вращения коленчатого вала холостого хода, картерные газы проходят через отверстие 21 малого диаметра, который обеспечивает поддержание необходимого режима их отсоса. По мере открытия дроссельной заслонки, золотник поворачивается вместе со своей осью, сообщая канал трубки 20 с задроссельным пространством через канал 15 увеличенного сечения, которое необходимо для мощностных режимов двигателя.

5. Привод дроссельных заслонок

При воздействии тяги привода педали управления карбюратором (на схеме не показано) на шаровой палец 26 (рис. 3) рычаг 11, жестко сидящий на оси дроссельной заслонки первичной камеры, поворачивается против часовой стрелки; дроссельная заслонка открывается. Одновременно поворачивается сектор 13 с выступом 12. В конце вращения дроссельной заслонки первичной камеры, т. е. при ее, практически, полном открытии, рычаг 13 выступом 12 поворачивает рычаг 16, открывая дроссельную заслонку 18 вторичной камеры карбюратора. Соотношения этих трех рычагов подобрано так, что в положении полного открытия обе заслонки приходят одновременно. При возвращении педали привода управления карбюратором в исходное положение движение деталей происходит в обратном порядке.

6. Система пуска

Система пуска карбюратора служит для пуска холодного двигателя. При вытягивании кнопкой (расположена на панели приборов) троса пускового устройства, трехплечий рычаг 1 (см. рис. 3), поворачиваясь вокруг своей оси, занимает положение А. Одновременно тягой 22 и рычагом 21 приоткрывается дроссельная заслонка первичной камеры. Телескопическая тяга 9 воздействует на рычаг, неподвижно сидящий на оси воздушной заслонки. Воздушная заслонка 2 закрывается, а конец тяги 4, перемещаясь в пазу штока 5, занимает крайнее левое положение. При первых вспышках и последующей работе двигателя на холостых частотах вращения коленчатого вала разрежение за дроссельными заслонками передается в полость 8. Диафрагма 6, воздействуя через шток 5 и тягу 4, приоткрывает воздушную заслонку. Пределы открытия воздушной заслонки, обеспечивающие отсутствие чрезмерного обогащения или обеднения смеси, поступающей в двигатель, регулируются подгибанием тяги 4 и вращением регулировочного винта 7. После прогрева двигателя кнопку воздушной заслонки привода дроссельной заслонки первичной камеры возвращают в исходное положение; рычаг 1 занимает позицию, отмеченную на схеме индексом Б.

7. Система холостого хода

Система холостого хода включена в канал за главным топливным жиклером.

Топливо из эмульсионного колодца 16 (рис. 4) через канал 18 поступает к жиклеру 19 холостого хода. Затем, смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 20, подходит к отверстию 12 через канал 17 и далее во впускной коллектор. Проходное сечение отверстия регулируется

Рис. 3. Пусковое устройство и привод дроссельных заслонок: 1- рычаг управления заслонкой пускового устройства; 2 - воздушная заслонка пускового устройства; 3 - воздушный патрубок первичной камеры карбюратора; 4 - тяга; 5 - шток; 6 - диафрагма; 7 - регулировочный винт пускового устройства; 8 - полость, сообщающаяся с пространством за дроссельной заслонкой; 9 - телескопическая тяга; 10 - регулировочный винт дроссельной заслонки первичной камеры; 11 - рычаг управления дроссельными заслонками; 12 - выступ; 13 - сектор; 14- ось дроссельной заслонки первичной камеры; 15 - дроссельная заслонка первичной камеры; 16 - про-межуточный рычаг дроссельной заслонки вторичной камеры; 17 - ось дроссельной заслонки вторичной камеры; 18 - дроссельная заслонка вторичной камеры; 19 - рычаг; 20 - выступ промежуточного рычага; 21 - рычаг; 22 - тяга, связывающая дроссельную заслонку первичной камеры с приводом пускового устройства; 23 - возвратная пружина рычага привода дроссельной заслонки вторичной камеры; 24 - болт крепления троса привода пускового устройства; 25 - корпус диафрагмы пускового устройства; 26- шаровой палец.

подпружиненным винтом 14. Отверстия 13 обеспечивают дополнительную подачу топлива для исключения провалов в работе двигателя на переходных режимах в момент открытия дроссельной заслонки первичной камеры.

Во вторичную камеру включена система, отличающаяся от системы холостого хода первичной камеры отсутствием регулировочного винта 14 (см. рис. 4) и отверстия 12. Указанная система обеспечивает исключение провалов в работе двигателя в момент открытия дроссельной заслонки вторичной камеры и называется переходной системой вторичной камеры. Она включена непосредственно в поплавковую камеру карбюратора

8. Клапан разбалансировки поплавковой камеры

При остановке разогретого двигателя в поплавковой камере образуются пары топлива, поступающие во впускной коллектор в период очередного пуска. Переобогащенная рабочая смесь не зажигается в цилиндрах. Двигатель можно запустить только после нескольких оборотов коленвала, то есть после всасывания из впускной системы переобогащенного состава рабочей смеси. Переобогащение рабочей смеси происходит также и на холостых частотах вращения коленчатого вала. Это проявляется в большей степени при высоких температурах окружающей среды. Для исключения этого явления применен клапан разбалансировки поплавковой камеры, через который при остановленном двигателе удаляются в атмосферу пары топлива.

При положении дроссельной заслонки первичной камеры, соответствующем частотам вращения коленчатого вала на холостом ходу или остановленному двигателю, рычаг 10 (см. рис. 4) привода насоса - ускорителя упором А поворачивает подпружиненный рычаг 5 по часовой стрелке. Клапан 2, поджимаемый пружиной к штоку 4, опускается вниз, сообщая поплавковую камеру 3 через канал 1 с атмосферой. При повороте дроссельной заслонки в сторону открытия упор А освобождает рычаг 5. Поворачиваясь под действием пружины Б (по схеме против часовой стрелки) и воздействуя на шток, он закрывает клапан 2. Поплавковая камера при этом разобщается с атмосферой.

9. Подогрев корпуса дроссельных заслонок

Чтобы в холодное время года не образовывался лед на устройствах карбюратора, находящихся в зоне дросселирующей щели заслонки первичной камеры, на карбюраторе введен подогрев зоны каналов холостого хода от системы охлаждения двигателя. Входной 16 и выходной 18 патрубки подвода и отвода жидкости показаны на рис. 5.

10. Обогатительное устройство переходных режимов

При открытии дроссельной заслонки первичной камеры рычаг 6, сидящий на ее оси, поворачивается и через рычаг 7 воздействует на подпружиненную чашку 9.

Рис. 4. Система холостого хода: а - продольный разрез; б - общий вид;1 - канал сообщающий поплавковую камеру с атмосферой; 2 - клапан; 3 - поплавковая камера; 4 - шток; 5 - промежуточный рычаг; 6 - корпус карбюратора; 7 - вторичная смесительная камера; 8 - дроссельная заслонка вторичной камеры; 9 - дроссельная заслонка первичной камеры; 10 - рычаг привода насоса- ускорителя с упором А; 11 - первичная смесительная камера; 12 - отверстие подачи топлива на холостом ходу двигателя; 13 - отверстия переходных режимов; 14 - регулировочный винт; 15 - канал подогрева корпуса дроссельных заслонок; 16 - эмульсионный колодец; 17 - эмуль-сионный канал системы холостого хода; 18 - канал топливной системы холостого хода; 19 - эмульсионный жиклер системы холостого хода; 20 - воздушный жиклер системы холостого хода; А - упор; Б - пружина промежуточного рычага привода клапана разбалансировки поплавковой камеры

Рис. 5. Обогатительное устройство: 1 - шариковый клапан - винт; 2 - рас-пылитель насоса ускорителя; 3 - канал топлива; 4 - перепускной жиклер; 5 - поп-лавковая камера; 6, 7 - рычаги привода насоса ускорителя; 8 - возвратная пружина насоса; 9 - чашка диафрагмы; 10 - диафрагма насоса; 11 - впускной шариковый клапан; 12 - камера насоса; 13 - распылитель; 14 - корпус эмульсионного жиклера системы холостого хода; 15 - крышка насоса ускорителя; 16 - подводящий патрубок подогрева корпуса дроссельных заслонок; 17 - винт регулировки состава смеси на холостом ходу двигателя; 18 - отводящий патрубок подогрева корпуса дроссельных заслонок; 19 - винт, регулирующий открытие дроссельной заслонки первичной камеры; 20 - патрубок подвода картерных газов к золотниковому устройству

Рычаг 7 диафрагмой 10, преодолевая усилие возвратной пружины 8, выталкивает топливо из полости А в канал 3, шариковый клапан - винт 1 и через распылитель 13 в диффузор первичной камеры карбюратора. Клапан 11 при этом закрывается. Перепускной жиклер 4 подобран так, что при резком движении диафрагмы обеспечивается необходимый режим работы двигателя, а при плавном ходе диафрагмы или ее колебаниях на неровной дороге все топливо, вытесненное диафрагмой, поступает в поплавковую камеру, не нарушая топливоподачи установившегося режима работы двигателя. Профиль рычага 6 выполнен так, что насос осуществляет двойную подачу топлива. Вторая порция поданного топлива совпадает с моментом открытия дроссельной заслонки вторичной камеры карбюратора.

11. Разборка и сборка карбюратора ВАЗ - 2101

Для того чтобы разобрать карбюратор, необходимо разъединить крышку, корпус карбюратора и корпус дроссельных заслонок. Чтобы это выполнить, надо снять возвратную пружину рычага привода дроссельной заслонки вторичной камеры, телескопическую тягу 9 (см. рис. 3), отсоединить трос привода воздушной заслонки 2 и тягу 22, связывающую дроссельную заслонку с первичной камерой приводом пускового устройства. Для снятия крышки надо отвернуть винты, которые крепят ее к корпусу карбюратора. С нижнего торца карбюратора, отвернуть два винта и отсоединить все три его части. В крышке карбюратора оправкой осторожно вытолкнуть ось 7 (см. рис. 2) поплавка из стоек (выталкивать в сторону стойки с разрезом) и вынуть поплавок с иголкой клапана 6. Снять общую уплотнительную прокладку крышки, вывернуть корпус клапана 6, отвернуть пробку фильтра 22 и вынуть топливный сетчатый фильтр.

При разборке пускового устройства отсоединить телескопическую тягу 9, повернув ее до совмещения паза во фланце оси воздушной заслонки. Отвернуть два винта крепления корпуса пускового устройства и снять крышку с регулировочным винтом 7. Вынуть диафрагму 6, пружину и шток 5. Отвернуть два винта крепления воздушной заслонки к оси и вынуть их из крышки.

При разборке корпуса дроссельных заслонок вывернуть винт 17 (см. рис. 5) регулировки состава смеси на холостом ходу двигателя. Отогнуть усик стопорной шайбы, отвернуть гайку, снять рычаги дроссельной заслонки первичной камеры и вынуть золотник 16 (см. рис. 2). Отвернуть гайку и снять рычаг привода дроссельной заслонки вторичной камеры.

При разборке корпуса карбюратора отвернуть винты крепления крышки насоса - ускорителя 15 (см. рис. 5) и снять крышку, пружину и диафрагму со штоком. Вывернуть винт крепления рычага управления заслонкой пускового устройства и снять кронштейн, рычаг и пружину. Вывернуть главные воздушные 3 (см. рис. 2) и топливные 11 жиклеры, вынуть эмульсионные трубки и вывернуть жиклеры холостого хода 21 (см. рис. 4) первичной и вторичной камер. Вывернуть шариковый клапан - винт 1 (см. рис. 5), снять распылитель 2 с двумя прокладками и вынуть малые диффузоры 18 (см. рис. 2).

Сборку карбюратора первоначально произвести по отдельным системам, а затем собрать полностью весь карбюратор в обратной последовательности разборке. Перед сборкой необходимо вымыть и продуть воздухом все детали, проверить, нет ли касания поплавка за стенки поплавковой камеры. Чтобы не перепутать местами жиклеры первичной и вторичной камер обратить внимание на маркировку жиклеров и при установке их руководствоваться табл. 1.

Таблица 1

Тарировочные данные карбюратора

12. Порядок выполнения работы

Изучить материал, изложенный в разделе 1 «Общие сведения».

Выполнить разборку и сборку карбюратора ВАЗ - 2101.

Написать отчет, в котором изложить:

- название лабораторной работы, номер группы, фамилию, имя, отчество исполнителя, фамилию, имя, отчество, преподавателя;

- назначение и принцип работы карбюратора и его систем;

- устройство и работу карбюратора ВАЗ - 2101 и его систем.

13. Вопросы для самоподготовки

Назначение карбюратора.

Принцип работы простейшего карбюратора.

Перечень и назначение систем и устройств карбюратора.

Устройство и работа систем карбюратора ВАЗ - 2101, в том числе:

- главной дозирующей системы,

- обогатительного устройства максимальной мощности,

- золотникового устройства вентиляции картера,

- привода дроссельных заслонок,

- системы пуска,

- системы холостого хода,

- подогрева дроссельных заслонок,

- привода дроссельных заслонок,

- клапана разбалансировки поплавковой камеры,

- обогатительного устройства переходных режимов.

Разборка карбюратора ВАЗ - 2101.

Сборка систем карбюратора ВАЗ - 2101.

Сборка карбюратора ВАЗ - 2101.