От технического состояния системы питания зависят мощность двигателя, легкость его запуска, приемистость, экономичность, долговечность.
К топливной системе карбюраторных двигателей относят: топливный бак, топливопроводы, топливные фильтры, топливный насос, карбюратор, воздушный фильтр, впускной коллектор, глушитель шума выпуска отработанных газов, датчики.
П р и н ц и п д е й с т в и я карбюраторной системы питания следующий. При вращении коленчатого вала начинает действовать топливный насос, который через сетчатый фильтр засасывает бензин из бака и нагнетает его в поплавковую камеру карбюратора. Перед насосом или уже после него бензин проходит через фильтр тонкой очистки топлива. При движении поршня в цилиндре вниз из распылителя поплавковой камеры вытекает топливо, а через воздушный фильтр засасывается очищенный воздух.
Струя воздуха смешивается с топливом в смесительной камере и образует горючую смесь. Впускной клапан открывается, и горючая смесь поступает в цилиндр, где на определенном такте сгорает. После сгорания открывается выпускной клапан и продукты сгорания по трубопроводу поступают в глушитель, а оттуда выводятся в атмосферу.
Топливопроводы представляют собой стальные трубки, которые соединяют все приборы системы топлива двигателя.
Для приготовления смеси мельчайших частиц или паров бензина с воздухом – горючей смеси – служит карбюратор, который может состоять из поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном; камеры распылителя; входной камеры с воздушной заслонкой; смесительной камеры с диффузором; дроссельной заслонки.
Для уплотнения разъемов между системами карбюратора применяют картонные прокладки или прокладки из маслобензостойкой резины.
Устройство, регулирующее подачу топлива, находится в топливной камере. Состоит оно из поплавка и игольчатого клапана. В смесительной камере, выполненной в виде трубы, имеется сужающаяся горловина – диффузор, в которую введена трубка из поплавкой камеры – распылитель.
Со стороны поплавковой камеры распылитель имеет строго определенной формы и сечения отверстие – жиклер. Ниже диффузора расположена дроссельная заслонка. Расположение дроссельной заслонки регулирует количество подаваемой горючей смеси в камеру сгорания. Кроме нее количество подаваемой горючей смеси регулируется путем увеличения оборотов коленчатого вала. Уровень топлива в поплавковой камере снижается, вместе с ним опускается поплавок, открывая доступ к топливу.
Чем больше открывается дроссель, тем больше увеличивается скорость потока воздуха и растет разряжение на конце распылителя. Количество топлива, поступающего через топливный жиклер, будет увеличиваться. Однако обогащению смеси препятствует поступление воздуха через воздушный жиклер, снижающее разряжение у топливного жиклера. В результате через распылитель в смесительную камеру поступает не бензин, а его эмульсия (смесь бензина с воздухом) и в диапазоне от режима холостого хода до полных нагрузок горючая смесь будет необходимого обедненного состава.
Все приборы системы топлива двигателя соединены стальными трубками – топливопроводами. На малых оборотах коленачатого вала для приготовления горючей смеси предназначена система холостого хода. Так как дроссельная заслонка почти закрыта, разряжение у распылителя настолько мало, что топливо из главной дозирующей системы поступать не будет. В режиме холостого хода в цилиндрах остается много отработанных газов в отношении к поступающему количеству горючей смеси. Такая рабочая смесь горит медленно, поэтому для устойчивой работы двигателя ее нужно обогатить топливом. Для обогащения топливо подводят за дроссельную заслонку, в область наибольшего разряжения.
Состоит система холостого хода из топливного жиклера холостого хода, воздушного жиклера и регулировочного винта. Под дроссельной заслонкой создается большее разряжение. Под действием этого разряжения топливо переходит через жиклер холостого хода и смешивается с воздухом из воздушного жиклера, а затем в виде эмульсии вытекает из отверстия под дросселем. Система холостого хода имеет два отверстия: одно отверстие находится над дросселем, другое ниже его. При малых оборотах коленчатого вала через нижнее отверстие вытекает топливная эмульсия, а через верхнее отверстие подсасывается воздух.
Если дроссельная заслонка открыта, эмульсия поступает в камеру сгорания через оба отверстия, что дает возможность плавно переходить от оборотов холостого хода к малым нагрузкам. Проходное сечение нижнего отверстия изменяется вращением регулировочного винта. За счет изменения сечения эмульсионного канала можно менять качество подаваемой горючей смеси. При завертывании регулировочного винта смесь обедняется, при вывертывании – обогащается.
Упорный винт дроссельной головки регулирует количество поступающей смеси. Если винт ввертывать, дроссель будет открываться, увеличивая количество поступающей смеси, что приведет к увеличению частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если винт дросселя вывертывать, дроссель закроется, количество поступающей смеси уменьшится, уменьшится и число оборотов коленчатого вала.
Для обогащения горючей смеси при полных нагрузках и разгоне автомобиля, когда дроссель открыт не полностью, служит экономайзер. Он состоит из клапана, который прижимается к седлу пружиной, жиклера и деталей привода. Рычаг привода клапана экономайзера неподвижно закреплен на оси дроссельной заслонки. Клапан срабатывает, когда дроссель открывается почти полностью и обеспечивает дополнительную подачу топлива к распылителю.
Так как главное дозирующее устройство обеспечивает плавное обеднение горючей смеси во время перехода от малых нагрузок двигателя к средним, т. е. отрегулировано для обеспечения приготовления горючей смеси обедненного состава, то для получения максимальной мощности двигателя смесь необходимо обогатить. Обогащение смеси достигается с помощью экономайзера, когда топливо поступает к распылителю не только через главный жиклер, но и через клапан экономайзера. В этом случае главная дозирующая система и экономайзер, действуя совместно, обеспечивают обогащенную смесь, которая необходима для получения большой мощности двигателя.
Для обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, для обеспечения приемистости двигателя, т. е. для возможности резкого перехода от малых нагрузок к большим, служит ускорительный насос, который состоит из колодца, штока, тяги, рычага, нагнетательного клапана и обратного клапана. Когда дроссель быстро открывается, пружина сжимается и поршень, перемещаясь вниз, давит на топливо. Гидравлический удар топлива закрывает обратный клапан и открывает нагнетательный. Топливо через распылитель попадает в смесительную камеру. Пружина разжимается и продолжает перемещать поршень вниз еще 1–2 с, что дает возможность впрыснуть дополнительную порцию топлива.
При резком открытии дроссельной заслонки воздух в смесительную камеру поступает гораздо быстрее, чем происходит подача топлива через жиклеры и распылители, что приводит к резкому обеднению горючей смеси и может вызвать остановку двигателя. Чтобы этого не произошло, необходимо обеспечить принудительное впрыскивание бензина в смесительную камеру для кратковременного обогащения горючей смеси. Эту задачу и выполняет ускорительный насос.
Для обогащения смеси при пуске и прогреве пускового двигателя служит пусковое устройство. Оно представляет собой заслонку с приводом из кабины водителя. Для того чтобы не произошло чрезмерного обогащения смеси на воздушной заслонке, может быть предусмотрен клапан, который открывается под давлением атмосферы при возникновении значительного разрежения в смесительной камере карбюратора после пуска двигателя. Положение заслонки регулируется с помощью троса, выведенного в кабину. Одновременно с закрытием воздушной заслонки приоткрывшийся дроссель не дает двигателю остановиться. Ось воздушной заслонки во впускном клапане установлена несимметрично, чтобы под действием разницы давлений потока воздуха на обе части заслонки она стремилась открыться.
Такая конструкция заслонки предохраняет смесь от переобогащения при пуске двигателя, и в то же время это не дает двигателю остановиться, так как смесь автоматически обогащается при снижении числа оборотов коленчатого вала.
Для улучшения наполнения и равномерного распределения горючей смеси по камерам сгорания цилиндров применяют двухкамерные карбюраторы. В этом случае главное дозирующее устройство обеспечивает пневматическое торможение топлива, что компенсирует состав горючей смеси. В корпусе карбюратора располагаются две смесительные камеры. Каждая камера питает свою группу цилиндров. Поплавковая камера, всасывающий патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и ускорительный насос являются общими для обеих камер и карбюратора.
