Для чего предназначен диффузор в карбюраторе

Диффузор и жиклёр, левая и правая рука карбюратора

Необходимая пропорция топлива с воздухом обеспечивается соотношением площади сечения топливного жиклера и сечения диффузора. Увеличение жиклера приведёт к обогащению смеси во всем ди­апазоне режимов. К такому же эффекту можно прийти при уменьшении проходного сечения диффузора. Сечения диффузоров карбюратора подобраны исходя из двух противоречи­вых требований: чем больше площадь диффузоров, тем выше мощность может быть достигнута двигателем, и тем хуже качество распыливания топлива в более низких скоростей воздуха.

Почему карбюратор двухкамерный?

Для дополнительного повышения качества распыливания использо­вана схема с двумя диффузорами (большим и малым). Малые диффузоры представляют собой отдельные детали, вставляемые в средней части больших. В каждом из них имеется собственно распылитель, соединен­ный каналом с отверстием в корпусе, из которого подводится топливо. Будьте внимательны к ориентации канала!

Что означают цифры на жиклёре?

На каждом жиклере выбито число, показывающее пропускную способ­ность в см 3 /мин. Такая маркировка принята практически на всех карбюраторах Проверка проводится на специализированномпроливочном приборе и озна­чает количество воды в см 3 , проходящей через жиклер в прямом направлении за минуту при напоре столба жидкости в 1000 ± 2 мм. Отклонения в пропу­скной способности жиклеров от нормативных не должны превышать 1,5%.

Для чего необходима регулировка уровня топлива в карбюраторе? Что такое поплавковый механизм?

В карбюраторе для стабильности перепада давлений на топливном жиклере уровень топлива в поплавковой камере должен оставаться посто­янным. В идеале, топливо должно бы располагаться на уровне кромки рас­пылителя. Однако для исключения самопроизвольного истечения бензина из распылителя при возможных наклонах автомобиля уровень поддержи­вается на 2. 8 мм ниже. На большинстве режимов работы (особенно гру­зового автомобиля, у которого велика доля полных нагрузок) такое пони­жение уровня не может сколько-нибудь заметно сказаться на истечении бензина. Разрежение в диффузоре может достигать величины 10 кПа (что соответствует 1300 мм «бензинового» столба) и, естественно, понижение уровня на несколько миллиметров ничего не меняет. Можно считать, что состав смеси, приготовленной карбюратором, определяется только соот­ношением площадей топливного жиклера и узкого сечения диффузора. Лишь при самых малых нагрузках, когда разрежение в диффузорах падает менее 1 кПа, погрешности в уровне топлива начинают оказывать влияние. Чтобы исключить колебания уровня топлива в поплавковой камере, в ней установлен поплавковый механизм. Он собран весь на крышке карбюратора, а уровень топлива регулируется автоматически за счет изменения проходного сечения иглой клапана , приводимой в действие язычком4 на держателе поплавка. Стоит уровню топлива опуститься ниже заданного, как, опускаясь вместе с ним, поплавок опустит язычок, что даст возможность игле под действием давления топлива, создаваемого бензонасосом, и собственным весом опуститься и пропустить в камеру большее количество бензина. Видно, что давление топлива играет определенную роль в работе поплавковой камеры. Практически все бензонасосы должны создавать давление бензина 15. 30 кПа. Отклонения в большую сторону могут даже при правильных ре­гулировках поплавкового механизма создать подтекание топлива через иглу. Сам поплавок может быть либо латунным, либо пластмассовым. На­дежность (герметичность) и того и другого достаточно высока, если только вы сами не деформируете его. Чтобы поплавок не стучал по дну поплав­ковой камеры при отсутствии в ней бензина (что наиболее вероятно при работе двухтопливных газобаллонных автомобилей) на держателе по­плавка имеется второй усик , опирающийся на стойку в корпусе. Подгибанием его регулируется ход иглы, который должен быть 1,2. 1,5 мм. На пластмассовом поплавке этот усик тоже пластмассовый, т.е. подгибать его нельзя. Ход иглы не регулируется.

Почему в карбюраторе диффузоры разного диаметра

Одной из важнейших частей любого карбюратора является диффузор. Чем больше его размер, тем лучше наполнение цилиндров силового агрегата на высоких оборотах, так как меньше противодействие разряжения. Зато вместо этого ухудшается вращение ДВС на средних и малых скоростных режимах.

Размеры

Диффузоры, напоминаем, это сужения в главных каналах камер карбюратора. Они сделаны намеренно, чтобы повысилась скорость прохождения воздуха, создавалось разряжение. В каждой из камер имеется по 2 диффузора: большой и маленький.

Малый диффузор всегда съёмный, а большой — выполнен из литья, составляет с корпусом карба единое целое.

Почему в карбе устанавливаются диффузоры с разным сечением. Чтобы стабилизировать работу, минимизировать потери. Как и говорилось, большой диффузор — это лучшее наполнение двигателя горючим, а вот меньшее сечение — лучшее приготовление смеси на низких и средних оборотах. Получается то, что надо. В карбюраторе ставят диффузоры разного размера, чтобы обеспечить устойчивую работу на всех режимах.

Можно сказать и так: большой диффузор — прибавка в верхах. Маленький — стабильность и удобство. Поэтому, сортируя диффузоры по размеру, надо всегда сравнивать удобство с одной стороны, максимальную мощность — с другой.

Расчёт диффузоров

Большие диффузоры

Чтобы посчитать диффузоры в карбюраторе, надо иметь в виду следующие значения:

• коэффициент наполнения;
• объём двигателя в см3;
• обороты двигателя в минуту.

Вычислить надо рабочий объём силовой установки, и желательно для этого использовать собственную формулу. Она подразумевает умножение значения площади поршня на ход и количество цилиндров.

Компонента наполнения подчиняется целиком техническим параметрам конкретного ДВС. Если двигатель чересчур мощный, обороты высокие, и все условия для ровной и скоростной езды обеспечены, можно рассчитывать на коэффициент 0,85%. Но он допустим только для оптимальных значений — автомобилей, которые участвуют в гонках или постоянно эксплуатируются на высоких скоростях. Для низких и средних характеристик рекомендуется брать 0,8%.

Сравнительные схемы по диффузорам

Важное примечание: выше был представлен расчёт коэффициента для атмосферного двигателя, а вот для турбированного мотора надо учитывать ещё и наддув.

Теперь о принципе всего этого. Первичная камера открывается с режима ХХ, силовая установка функционирует до определённых оборотов. Затем открывается вторичная камера. Для каждого двигателя имеется свой порог, когда открывается вторая камера, это важно понимать.

Ещё одним немаловажным значением при расчётах является скорость в диффузоре. Она должна колебаться в пределах 70-90 м/с. Её надо грамотно корректировать, изменяя размеры: при увеличении сечения скорость падает, а при уменьшении — повышается. По этой причине расточенный диффузор часто встречается на тюнингованных карбах.

Если скорость меньше приведённых значений, поток движется вяло, медленно, качественного распыления бензина не будет. Если скорость выше 90 м/с, диффузор будет иметь чересчур высокое значение гидродинамического сопротивления, что тоже не хорошо.

Рассчитывая показатели для вторичной камеры, надо иметь в виду те обороты, до которых желательно, чтобы вращался двигатель. Например, до 6000 об/мин — в этом случае для подсчёта надо взять 5000 об/мин. В остальном расчёты для вторичной камеры аналогичны.

Если вы не знаете, как расточить диффузор, то лучше и не пытаться ничего модернизировать. Этим можно сделать только хуже.

Карбюраторы мотоциклетного типа. Вспомогательные устройства

Здравствуйте, уважаемые читатели. Из предыдущих четырех публикаций мы поняли, что современные карбюраторы весьма сложные устройства, и нам есть что еще обсудить в их конструкции.

Сегодня выясним, что же еще входит в конструкцию карбюратора помимо главной дозирующей системы и системы холостого хода, которые уже были рассмотрены.

Если не предъявлять особых требований к смесеобразованию, карбюратор будет хорошо работать, имея в своей конструкции только главную дозирующую систему и систему холостого хода. Однако их возможностей недостаточно для упрощения пуска холодного двигателя, устранения провалов в динамике набора оборотов при резком открытии дросселя, сохранения наилучшей приемистости без потери максимальной мощности. Для устранения этих эффектов и дальнейшего улучшения рабочих характеристик двигателя применяется ряд вспомогательных устройств карбюратора, о которых пойдет речь в этой статье.

Пусковое устройство

Когда двигатель холодный и температура окружающего воздуха относительно невелика, часть горючей смеси не достигает камеры сгорания, конденсируясь и оседая на стенках впускного трубопровода. В результате этого смесь обедняется, что затрудняет ее воспламенение. Запуск двигателя становится проблематичным, а работа неустойчивой и сложно контролируемой до тех пор, пока двигатель полностью не прогреется.

Для облегчения задачи холодного пуска применяют специальные пусковые устройства — обогатители. Они предназначены для требуемого обогащения горючей смеси в процессе холодного пуска и прогрева. Другими словами, обогатитель приготавливает дополнительное количество горючей смеси, которого достаточно (при работе с другими системами карбюратора) для запуска и устойчивой работы в первое время после пуска.

Подобные устройства есть в конструкциях всех карбюраторов, за исключением некоторых специфических моделей, применяемых на спортивных мотоциклах, где процедура запуска несколько отличается.

В простейшем случае пусковое устройство представляет из себя некий рычаг, позволяющий водителю принудительно опустить поплавки в поплавковой камере, тем самым повышая уровень топлива, что приводит к обогащению смеси. Принцип действия определил название обогатителя — утопитель поплавков. При такой конструкции обогащение смеси происходит во всех системах карбюратора, а возврат к нормальной работе возможен только после запуска двигателя (когда часть топлива израсходуется и уровень придет в норму).

Основным преимуществом утопителя поплавков является простота его конструкции. К недостаткам можно отнести зависимость степени обогащения смеси от времени воздействия. Так как воздействие осуществляется вручную водителем, состав смеси будет зависит от его умения и опыта. К тому же для работы с утопителем необходим непосредственный доступ к карбюратору, что не всегда возможно. По этим причинам утопители поплавков все реже и реже встречаются в конструкциях современных карбюраторов. Были разработаны более совершенные обогатители с независимой от других систем карбюратора топливоподачей, включающей в себя жиклеры, клапаны и другие регулирующие элементы.

Рассмотрим следующую конструкцию обогатителя.

Конструкция обогатителя карбюратора Dellorto серии VHSB: 1 — рычаг управления клапаном; 2 — цилиндрический клапан; 3 — канал подачи смеси в диффузор; 4 — эмульсионная трубка; 5 — воздушный канал; 6 — топливный жиклер

В качестве управляющего элемента выступает миниатюрный цилиндрический клапан 2. Управление клапаном осуществляется водителем вручную (непосредственно или посредством троса). Максимальное обогащение определяется соответствующим жиклером 7 вне зависимости от степени открытия клапана и варианта его привода. Конструкция топливного колодца обогатителя и расположение топливного жиклера таково, что работу обогатителя можно разделить на две стадии.

Когда двигатель заглушен, эмульсионная трубка жиклера обогатителя 5 полностью заполнена топливом до общего уровня в поплавковой камере. Так как уровень топлива одинаковый, слабого разрежения в момент запуска достаточно для истечения нужного количества топлива через обогатитель. На этой стадии смесь образуется очень богатой, что позволяет легко запустить двигатель.

После запуска двигателя эмульсионная трубка быстро пустеет, так как жиклер ограничивает скорость ее наполнения. Смесь начинает обедняться, но остается все еще достаточно богатой для стабильной работы не прогретого двигателя. Через некоторое время, определяемое степенью прогрева, водитель (или иной управляющий элемент) отключает систему обогащения.

Дальнейшим развитием пусковых устройств стало внедрение автоматических систем управления.

Конструкция автоматического обогатителя: 1 — воздушный канал; 2 — цилиндрический клапан с конической иглой; 3 — топливный жиклер, совмещенный с эмульсионной трубкой

Основное их отличие заключается в том, что они способны автоматически уменьшать степень обогащения смеси по мере прогрева двигателя. Наибольшее распространение получили термоэлектрические системы. Разрез реального устройства управления представлен на рисунке.

Термоэлектрическое устройство управления обогатителем: 1 — клапан с конической иглой; 2 — возвратная пружина; 3 — термочувствительный элемент; 4 — нагревательный элемент

В основе такого устройства управления находится нагревательный 4 и термочувствительный 3 элементы. Внутри термочувствительного элемента находится вещество, которое расширяется с ростом температуры. Нагревательный элемент увеличивает свою температуру при приложении к нему постоянного напряжения. Характеристики этих элементов подобраны таким образом, чтобы соответствовать времени прогрева и остывания двигателя.

При холодном пуске клапан 1 изначально открыт. После запуска двигателя на устройство управления подается напряжение, нагревательный элемент увеличивает свою температуру пропорционально степени прогрева двигателя, также пропорционально расширяется вещество внутри термочувствительного элемента и он начинает постепенно закрывать клапан. К моменту полного прогрева мотора клапан полностью перекроет подачу топлива. После остановки мотора и по мере его остывания, термочувствительное вещество будет уменьшаться в объеме, под действием возвратной пружины 2 клапан начнет открываться. Таким образом осуществляется автоматическое обогащение смеси на нужную для текущей температуры величину.

Ускорительный насос

Ускорительный насос предназначен для компенсации переобеднения смеси при резком открытии дросселя. Переобеднение возникает из-за резкого уменьшения разрежения вследствие резкого увеличения площади сечения диффузора. В результате этого наблюдается провал в наборе оборотов двигателем.

Общий вид диафрагменного ускорительного насоса. Цифрой 1 отмечен винт регулировки хода диафрагмы

Для устранения провала при наборе оборотов в конструкцию карбюратора вводят ускорительный насос, который впрыскивает строго определенное количество топлива прямо в диффузор карбюратора при резком открытии дросселя.

Ускорительные насосы бывают двух типов: плунжерные и диафрагменные. Ускорительный насос приводится в действие от дроссельной заслонки напрямую или через систему рычагов. Например, на карбюраторах Dellorto серий PHF и PHM диафрагменный ускорительный насос приводится в действие рычагом 3, скользящим по наклонной плоскости в специальном пазе 4 дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка поднимается, рычаг скользит по наклонной плоскости паза, отгибается и нажимает на диафрагму.

Система привода диафрагмы насоса: 1 — корпус ускорительного насоса; 2 — диафрагма; 3 — рычаг; 4 — паз с наклонной плоскостью

Двигателю может быть необходимо обогащение в начальный момент резкого подъема дросселя или менее интенсивное, но более продолжительное обогащение на протяжении всего времени подъема. Изменяя угол наклона и длину наклонной плоскости, можно регулировать начало момента впрыска и его продолжительность. По-другому количество впрыскиваемого топлива можно регулировать винтом, задающим ход диафрагмы. Вращением винта по часовой стрелке ход диафрагмы уменьшается, что приводит к уменьшению количества впрыскиваемого топлива, вращение против часовой дает увеличение.

При неизменных прочих настройках насоса продолжительность впрыска можно регулировать жиклером, через который осуществляется подача топлива в диффузор. Большой жиклер дает меньшее время впрыска, маленький, соответственно, большее. Таким образом можно настроить подачу насоса под конкретные требования двигателя.

Жиклер ускорительного насоса: Жиклер в корпусе фиксируется специальным винтом 1, к которому есть доступ снаружи карбюратора, что позволяет легко производить замену в процессе настройки.

Эконостат

Для обеспечения лучшей приемистости карбюратор двухтактного двигателя должен поддерживать сравнительно бедную смесь на малых и средних подъемах дросселя. Как уже упоминалось ранее, главный топливный жиклер определяет состав смеси не только при полном открытии дросселя, он также оказывает значительное влияние на состав при частичных подъемах, вместе с дозирующей иглой.

Если использовать главный топливный жиклер уменьшенной пропускной способности для наилучшей работы на средних подъемах дросселя, смесь может стать слишком бедной для режима максимальной мощности. И наоборот, установка жиклера большей пропускной способности может дать слишком богатую смесь на средних подъемах, что ухудшит приемистость двигателя.

Эконостат позволяет устранить эту проблему. Он подает топливо напрямую в диффузор, только когда скорость воздушного потока велика — в режиме максимальной мощности. Таким образом компенсируется недостаточная пропускная способность главного топливного жиклера.

Схема работы эконостата: 1 — топливоподающее отверстие; 2 — топливный жиклер

Топливный жиклер эконостата, как и все прочие, расположен в поплавковой камере. Отверстие, подающее топливо в диффузор, расположено в верхней части главного воздушного канала. Такое расположение отверстия обусловлено необходимостью подачи топливо через него только при сильном разряжении в диффузоре, когда дроссельная заслонка полностью открыта.

Элементы эконостата. Цветом выделен топливный жиклер (a), топливоподающее отверстие (b).

Наличие эконостата в конструкции карбюратора несколько усложняет его настройку в режиме максимальной мощности, так как эконостат и главная дозирующая система работают в этот момент параллельно и результирующий состав смеси зависит от их совместной работы. Однако, качественная настройка позволяет сохранить максимальную мощность, не теряя при этом в приемистости двигателя.

Продолжение следует.

• Научно-популярное
• Транспорт

Как размер диффузора влияет на работу двигателя?

Эта фраза демонстрирует общее неправильное понимание конструкции и принципа работы диффузора в карбюраторе.

Все обычные карбюраторы работают на принципе Вентури для поставки пропорционального потока топлива относительно к потоку воздуха. Эта пропорциональность и обеспечивает возможность работы карбюратора.

Диффузор (или вентури) является частью карбюратора, в которой поперечное сечение проходного отверстия карбюратора уменьшается, сходит на конус. Когда поток воздуха входит в границы вентури, он ускоряется, а принцип Бернулли утверждает, что при увеличении скорости потока газа, давление в потоке снижается. Следовательно, вентури обеспечивает область низкого давления, где давление падает с увеличением скорости потока воздуха. Область низкого давления в вентури высасывает топливо прямо в проходное отверстие карбюратора. Такая система будет обеспечивать больший поток топлива, по мере того как скорость воздушного потока через вентури, и следовательно разность давления, будет увеличиваться.

Целью использования вентури является увеличение разности давления для всасывания топлива и его эффективного распыления.

Чем меньше проходное отверстие вентури, тем больше этот эффект, но небольшое проходное отверстие сдерживает поток воздуха на высоких оборотах двигателя. Большое проходное отверстие обеспечит большую мощность на высоких оборотах двигателя, но за счет крутящего момента на низких оборотах.

Небольшой размер диффузора (вентури) обычно рекомендуется для получения высокого крутящего момента, так как небольшое проходное отверстие вентури поддерживает высокую скорость потока воздуха и обеспечивает хорошее распыление топлива.

Если вы хотите расширить полосу мощности, сохранив крутящий момент на низких оборотах и расширив полосу мощности в область высоких оборотов, вы можете выбрать большее проходное отверстие диффузора.

Размер диффузора влияет на отклик двигателя и пиковую мощность.

Приведем некоторые простые правила:

· Большое поперечное сечение диффузора увеличивает отклик на газ.

· Большое поперечное сечение диффузора увеличивает крутящий момент на высоких оборотах.

· Небольшое поперечное сечение диффузора снижает отклик на газ.

· Небольшое поперечное сечение диффузора увеличивает крутящий момент на низких оборотах.

Примечание: «оптимальное» поперечное сечение диффузора также зависит от мощности двигателя.

При езде по пыльной, скользкой трассе, большой диффузор, который обеспечивает меньшую мощность на низких оборотах, может быть идеальным решением для сохранения стабильности автомодели на выходе из поворотов.

И, наоборот, на трассе с высоким сцеплением, небольшой диффузор, который обеспечивает большую мощность на низких оборотах, будет способствовать резкому ускорению на выходе из поворотов.