Конструкция и работа карбюратора К-22Г

Карбюратор К-22Г вертикальный, с падающим потоком смеси, сбалансированный

Состоит из поплавковой камеры, устройства главного жиклера, устройства дополнительного (компенсационного) жиклера, пускового устройства и жиклера холостого хода, ускорительного насоса, жиклера мощности (экономайзера), смесительной камеры и ограничителя числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Каждый жиклер состоит из пробки с калиброванным отверстием (собственно жиклера), трубки распылителя и каналов, подводящих бензин от поплавковой камеры к жиклеру и от жиклера к распылителю.

Распылители всех жиклеров выведены в блок диффузора карбюратора.

Карбюратор состоит из трех основных частей (рис. 1): крышки 13, корпуса 4 и патрубка.

Между крышкой и корпусом карбюратора крепится блок 10 диффузоров.

Для герметичности между крышкой и корпусом карбюратора ставится уплотнительная прокладка 5. Между корпусом карбюратора и патрубком ставится тоже уплотнительная прокладка.

В нижней части патрубка имеется фланец, которым с железоасбестовой прокладкой на двух шпильках карбюратор крепится на впускной трубе.

В зависимости от режима работы двигателя бензин для приготовления горючей смеси поступает через различные жиклеры карбюратора.

При пуске теплого двигателя или при работе на малых оборотах холостого хода бензин поступает в смесительную камеру через жиклер холостого хода.

При малых и средних оборотах на режимах малых и средних нагрузок, когда дроссельная заслонка открыта больше, чем при оборотах холостого хода, но меньше, чем при полной нагрузке двигателя, бензин поступает в смесительную камеру только через главный жиклер.

При увеличении оборотов двигателя бензин начинает поступать и через дополнительный жиклер.

И чем больше обороты двигателя, тем больше бензина проходит через дополнительный жиклер.

Карбюратор устроен и отрегулирован так, что двигатель работает на этих режимах всегда на бедной (экономичной) смеси.

Когда двигатель развивает наибольшую мощность, дроссельная заслонка открыта полностью.

В этом случае работают не только главный и дополнительный жиклеры, но и жиклер мощности, через который проходит добавочное количество бензина, необходимое для получения богатой смеси.

Включение жиклера мощности происходит каждый раз при полном или почти полном открытии дроссельной заслонки на любых оборотах двигателя, а не только на предельных.

Поплавковая камера карбюратора расположена впереди смесительной камеры.

Постоянный уровень топлива в поплавковой камере поддерживается при помощи поплавка и игольчатого клапана.

Бензин от бензинового насоса поступает в поплавковую камеру через игольчатый клапан, который закрывается поплавком после наполнения камеры до нормального уровня.

Уровень топлива в поплавковой камере находится на расстоянии 17—19 мм от верхней плоскости корпуса.

Поплавковая камера карбюратора сбалансированная, т. е. воздушное пространство камеры сообщается не с наружным атмосферным воздухом, а с патрубком крышки карбюратора посредством трубки 13 (рис. 2).

Давление воздуха в сбалансированной поплавковой камере такое же, как и в патрубке крышки корпуса карбюратора после воздушного фильтра.

Преимущество сбалансированной поплавковой камеры перед несбалансированной (соединенной с атмосферным воздухом) состоит в том, что горючая смесь, приготовляемая карбюратором, не обогащается при засорении воздушного фильтра.

При работающем двигателе давление воздуха в патрубке крышки корпуса а, следовательно, и в поплавковой камере, всегда меньше атмосферного давления.

Это, получается, из-за сопротивления воздушного фильтра и из-за большей скорости прохождения воздуха через патрубок.

Однако давление воздуха в диффузорах меньше, чем в патрубке крышки, так как скорость воздуха в диффузорах, имеющих меньшее проходное сечение, чем патрубок, всегда больше скорости воздуха в патрубке.

Следовательно, при работе двигателя давление воздуха в диффузорах всегда ниже, чем в поплавковой камере.

Для исключения возможности проникновения наружного воздуха в поплавковую камеру, вызывающего нарушение ее балансировки, начиная с 1955 г. крышка карбюратора крепится к корпусу вместо пяти семью болтами.

Главный и дополнительный жиклеры

В нижней части корпуса карбюратора (рис. 3) имеется гнездо, через которое блок 2 распылителей главного и дополнительного жиклеров выходит в блок диффузоров.

Блок распылителей крепится в гнезде блоком 5 жиклеров с уплотнительными фибровыми прокладками.

Прокладка 3 исключает возможность проникновения бензина в смесительную камеру помимо распылителей, а прокладка 4 обеспечивает плотность в соединении каналов главного 14 дополнительного жиклеров с их распылителями.

В этом же гнезде с уплотнительной прокладкой 10 ввернут корпус 7 регулировочной иглы, который является одновременно и пробкой гнезда,

В корпусе иглы на резьбе установлена регулировочная игла 8, которая при вращении входит на разную глубину в калиброванное отверстие главного жиклера, расположенного в центре блока 5, меняя сечение жиклера. Игла уплотняется сальником, находящимся внутри гайки 9.

Между корпусом иглы и блоком жиклеров имеется пространство, которое каналом 6 сообщается с поплавковой камерой, дополнительный жиклер расположен не в центре блока жиклеров.

Он сообщается со своим распылителем кольцевой выточкой в торце блока жиклеров и в торце блока распылителей.

Когда двигатель не работает, бензин в распылителях главного и дополнительного жиклеров находится на таком же уровне, как и в поплавковой камере.

Блок 2 распылителей установлен так, что распылитель главного жиклера находится в наименьшем сечении малого диффузора 13, а распылитель дополнительного жиклера — в горловине 15 блока диффузоров.

На рис. 3 показана работа карбюратора при малых оборотах и малой нагрузке двигателя, когда воздушная заслонка 1 открыта полностью, а дроссельная заслонка 11 открыта больше, чем при оборотах холостого хода, но меньше, чем при наибольшей мощности.

Весь воздух проходит в данном случае через горловину 15 блока диффузоров и далее через два диффузора одновременно: малый 13 и средний 12, а также через щели, образующиеся между концами пружинных пластин 14 блока диффузоров и концом среднего диффузора (см. сечение по А-А).

Скорость воздуха в горловине блока диффузоров недостаточна, чтобы создать понижение давления, необходимое для работы дополнительного жиклера, а в малом диффузоре скорость воздуха достаточна для создания необходимой разницы давлений воздуха у отверстий распылителя главного жиклера и в поплавковой камере, отчего бензин вытекает из распылителя.

Для работы главного жиклера разница давлений может быть меньше, чем это требуется для работы дополнительного жиклера, у которого конец распылителя находится выше, чем конец распылителя главного жиклера.

В малом диффузоре бензин распыливается воздухом первый раз. При выходе из малого диффузора — второй раз (тем воздухом, который входит в средний диффузор).

При выходе из среднего диффузора бензин распыливается еще раз (воздухом, который проходит через щели между концами пружинных пластин и концом среднего диффузора).

По мере увеличения числа оборотов вала двигателя скорость воздуха в горловине блока диффузоров и в малом диффузоре увеличивается.

Это приводит к Тому, что увеличивается истечение бензина из распылителя главного жиклера и смесь, выходящая из среднего диффузора, становится богаче. Но так как при увеличении скорости воздуха пружинные пластины блока диффузоров автоматически раздвигаются, пропуская воздух, то состав смеси остается прежним.

При дальнейшем увеличении открытия дроссельной заслонки скорость воздуха в горловине блока диффузоров возрастает, отчего бензин начинает поступать и через дополнительный жиклер.

Однако и в этом случае состав горючей смеси остается таким же, как и при работе одного главного жиклера, так как пропускная способность дополнительного жиклера и упругость пластин блока диффузоров подобраны соответственно.

Ускорительный насос

При резком открытии дроссельной заслонки горючая смесь обедняется.

Это получается потому, что скорость истечения бензина увеличивается значительно медленнее в 600 раз меньше удельного веса бензина.

Для обеспечения хорошей приемистости автомобиля необходимо, чтобы при резком открытии дроссельной заслонки горючая смесь не обеднялась, а обогащалась.

При резком открытии дроссельной заслонки обогащение смеси происходит с помощью ускорительного насоса.

Ускорительный насос состоит из колодца, в котором перемещается поршень, и системы клапанов.

Перемещение поршня производится тягой 8, которая посредством тяги 30 (рис. 1) и рычага 31 приводится в движение рычагом 40 дроссельной заслонки.

На рис. 4 показана работа ускорительного насоса. Из поплавковой камеры в колодец насоса бензин поступает через впускной клапан 6, заполняя колодец до уровня бензина в поплавковой камере.

При ходе поршня 7 сверху вниз в колодце создается давление бензина, под действием которого закрывается впускной клапан 6 и открывается нагнетательный клапан 9. Бензин проходит через нагнетательный клапан по каналу 2 и через распылитель 1 впрыскивается в блок диффузоров.

При резком открывании дроссельной заслонки тяга 4 поршня перемещается по поводку 3 поршня и сжимает пружину 5 привода поршня. Разжимаясь, пружина перемещает поршень и обеспечивает плавный и равномерный впрыск топлива.

Благодаря этому впрыск топлива продолжается значительно дольше, чем период открывания дроссельной заслонки.

При медленном открывании дроссельной заслонки, а, следовательно, и при медленном перемещении поршня ускорительного насоса впрыска топлива не происходит, так как вытесняемый поршнем бензин выходит назад в поплавковую камеру через впускной клапан 6, который не закрывается из-за отсутствия давления бензина.

По этой же причине не открывается и нагнетательный клапан 9, не давая возможности бензину проникать в блок диффузоров и обогащать смесь без надобности.

Но уже при повышенной скорости открывания дроссельной заслонки давление бензина становится достаточным, чтобы закрыть впускной клапан, открыв нагнетательный и произвести впрыск бензина.

Бензин, проникший в зазоры и оказавшийся сверху поршня, при ходе поршня вверх перетекает в поплавковую камеру через прорезь 8.

В карбюраторе К-22Г не предусмотрена возможность изменять в зависимости от времени года количество бензина, впрыскиваемого насосом, так как производительность ускорительного насоса, равная 1,0 см³ за рабочий ход, обеспечивает надлежащее обогащение смеси и для зимнего времени года.

Жиклер мощности

Выше уже упоминалось, что наибольшую мощность двигатель развивает на богатой смеси.

При работе автомобиля максимальная мощность двигателя используется довольно редко.

Для уменьшения расхода топлива автомобилем регулировка карбюратора подобрана так, что при средних нагрузках двигатель работает только на экономической смеси.

Карбюратор имеет жиклер мощности, который обогащает смесь, когда необходимо получить наибольшую мощность двигателя.

На рис.5 показано устройство жиклера мощности.

Карбюратор К-22Г имеет механический привод включения жиклера мощности, который объединен с приводом ускорительного насоса.

Жиклер мощности состоит из шарикового клапана 4, расположенного на дне колодца ускорительного насоса, и канала 5, по которому топливо от клапана подводится к распылителю дополнительного жиклера.

Тяга привода поршня ускорительного насоса шарнирно связана с дроссельной заслонкой так, что при закрытой дроссельной заслонке поршень находится в верхнем положении, а при открытой — в нижнем положении.

Пока дроссельная заслонка открыта не полностью, включение жиклера мощности невозможно.

Для получения наибольшей мощности дроссельная заслонка открывается полностью, поршень опускается при этом в нижнее положение и иглой 3 нажимает на шарик клапана жиклера и обогащает смесь.

Пусковое устройство и жиклер холостого хода

При пуске холодного двигателя скорость прохождения воздуха через карбюратор мала и смесь не подогревается.

Это не дает возможности испаряться всему бензину, и в образовании горючей смеси участвуют главным образом пусковые фракции.

Для того чтобы образовавшаяся горючая смесь могла у указанных условиях обеспечить пуск двигателя, бензина требуется в несколько раз больше, чем в условиях нормальной работы; смесь должна быть переобогащенной.

Переобогащение смеси достигается увеличением разрежения в смесительной камере, в результате чего бензин поступает в смесительную камеру не только из жиклера холостого хода, а также из главного и дополнительного жиклеров.

Для переобогащения смеси карбюратор имеет специальное устройство, изображенное на рис. 6.

Устройство состоит из воздушной заслонки 12, расположенной в верхней части приемного патрубка крышки карбюратора, двух рычагов 7 и 10 и гибкой тяги 6 привода заслонки.

В патрубке заслонка крепится на оси не по центру, а так, что нижняя часть ее значительно больше верхней.

В нижней части заслонки выштампованы два отверстия, закрываемые клапаном 14 под действием пружины 1З. На оси заслонки укреплен рычаг 10, который силой пружины 11 постоянно держит заслонку в закрытом положении.

Воздушной заслонкой управляют со щитка посредством гибкой тяги, ручка которой находится на щитке приборов.

Тяга приводит в движение рычаг 7 привода, имеющий форму вилки, который, действуя на рычаг 10 воздушной заслонки, посредством отогнутого плеча 8 открывает или закрывает заслонку.

Пружина 9 отжимает рычаг 7 в положение, соответствующее полностью открытой воздушной заслонке, а при внезапном отъединении гибкой тяги удерживает заслонку в открытом положении.

На рис. 6 показаны положения привода заслонки, соответствующие:

• а) принудительно закрытой заслонке; в этом положении рычага 7 ручка управления гибкой тягой привода воздушной заслонки вытянута на всю величину своего хода;
• б) и в) положению рычага 7, которое позволяет рычагу 10 (под действием пружины 11) автоматически закрывать заслонку или (рис. 6, в) автоматически открываться заслонке на столько, на сколько сможет ее открыть, преодолевая действие пружины 11, поток входящего в патрубок воздуха; при этом положении рычага 7 ручка управления гибкой тягой вытянута примерно на ⅔ своего хода;
• г) принудительно полностью открытой заслонке; в этом положении рычага 7 заслонка не может закрываться, так как рычаг 10 упирается плечом 8 в рычаг 7; при этом ручка управления гибкой тягой привода заслонки вдвинута в направляющую втулку полностью на величину своего хода.

Работа карбюратора при пуске холодного двигателя показана на рис. 7. Через клапан 3 закрытой воздушной заслонки 2 поступает воздух. Между дроссельной заслонкой 5 и патрубком при пуске двигателя остаются узкие щели.

Ниже верхнего края заслонки, в зоне верхней щели, в патрубке имеются два распылительных отверстия 6 и 8, через которые проходит эмульсия, приготовляемая жиклером холостого хода.

Оба отверстия сообщаются с каналом 9 в корпусе карбюратора.

Этот канал соединяет отверстия 6 и 8 с воздушным жиклером 14 и эмульсионным жиклером 12.

К гнезду бензинового жиклера 10 подведен канал 4, по которому от дополнительного жиклера поступает бензин.

Бензиновый жиклер соединяется каналом 11 с эмульсионным жиклером 12 и воздушным жиклером 13.

Когда двигатель не работает, бензин в канале 11 находится на таком же уровне, как и в поплавковой камере.

Под действием разрежения в зоне распылительных отверстий, возникающего при пуске двигателя, бензин из поплавковой камеры через бензиновый жиклер 10 выходит в канал 11.

В этот же канал через воздушный жиклер 13 проходит через канал 1 воздух из патрубка крышки карбюратора и первый раз смешивается с бензином.

Образовавшаяся эмульсия через жиклер 12 выходит в канал 9, вторично смешивается с воздухом, который подводится к каналу 9 через воздушный жиклер 14 и поступает по каналу 9 к распылительным отверстиям.

Основное распыливание бензина происходит при выходе эмульсии из распылительных отверстий 6 и 8 жиклера холостого хода.

При пуске двигателя эмульсия выходит из обоих отверстий.

Распыливание бензина, выходящего из распылителей главного и дополнительного жиклеров, происходит при прохождении смеси через щель между дроссельной заслонкой и патрубком.

Поэтому заслонку смеси при пуске холодного двигателя не надо открывать больше, чем она открывается автоматически плечом 3 рычага 4 (рис. 8) при закрывании воздушной заслонки.

Если дроссельная заслонка будет открыта больше, то плохо распыленный бензин забросает свечи, пуск двигателя будет невозможен.

Для пуска теплого двигателя, а также для работы двигателя на холостом ходу требуется менее богатая смесь (около 9 весовых частей воздуха на одну часть бензина).

Вследствие этого, нет надобности, закрывать воздушную заслонку.

В этом случае бензин поступает только через жиклер холостого хода.

Состав смеси, приготовляемой устройством холостого хода, зависит от пропускной способности бензинового и воздушных жиклеров.

Регулировочный винт 7 (см. рис. 6), установленный против нижнего распылительного отверстия 6, регулирует только количество эмульсии, поступающей из нижнего распылительного отверстия при малых оборотах холостого хода.

Работа жиклера холостого хода при пуске теплого двигателя и на минимальных оборотах холостого хода двигателя показана на рис. 9.

Верхний край заслонки находится выше верхнего отверстия.

Эмульсия поступает из обоих отверстий.

Через верхнее отверстие эмульсия проходит при увеличенных оборотах холостого хода, и оно служит для плавного перехода от работы двигателя на оборотах холостого хода к работе на средних нагрузках.

Ограничитель оборотов

Ограничитель оборотов не допускает, чтобы коленчатый вал двигателя развивал обороты больше, чем необходимо для нормальной работы грузового автомобиля.

Он действует автоматически в зависимости от скорости потока смеси в карбюраторе.

Ограничитель, частью которого является дроссельная заслонка карбюратора, уменьшает наполнение цилиндров смесью, когда обороты двигателя становятся больше, чем необходимо для движения нагруженного автомобиля со скоростью 70 км/час (на четвертой передаче, по ровному участку пути), а также не позволяет коленчатому валу двигателя развивать без нагрузки свыше 4300 об/мин чем существенно удлиняет срок его работы.

Ограничитель не ухудшает приемистости двигателя, так как он не мешает двигателю работать при полностью открытой дроссельной заслонке, пока коленчатый вал двигателя не разовьет предельные допустимые обороты.

Особенно велико значение ограничителя в том, что он предотвращает «разнос» двигателя при работе без нагрузки.

Ограничитель оборотов показан на рис. 10.

Ограничитель состоит из дроссельной заслонки 7, пружины 1, втулки 2 натяжения пружины ограничителя и муфты 3 ограничителя.

Дроссельная заслонка карбюратора имеет специальную форму и расположена на оси, смещенной относительно оси патрубка.

Привод дроссельной заслонки имеет особое устройство.

На рис. 1 ясно видно устройство ограничителя и привода заслонки.

Заслонка 1 свободно посажена на оси 38 на игольчатом подшипнике 2.

Одним концом пружина 35 шпилькой, которая проходит между витками пружины, прикреплена к муфте 34 ограничителя, а другим концом прикреплена к ролику серьги заслонки.

При вращении муфты 34 изменяется число рабочих витков пружины 35.

Натяжение пружины регулируется втулкой 36, перемещающейся по резьбе в патрубке карбюратора.

Для вращения дроссельной заслонки на ее оси имеются кулачки, в паз между которыми входит заслонка.

Толщина заслонки меньше, чем ширина паза между кулачками, поэтому в приводе заслонки имеется свободный ход.

Величина свободного хода больше, чем ход заслонки до полного ее открытия.

Положение, соответствующее полностью открытой заслонке, фиксирует впрессованная в заслонку шпилька, которая при полном открытии заслонки упирается в патрубок карбюратора.

Пружина ограничителя постоянно стремится открыть дроссельную заслонку, но заслонка упирается в кулачки оси 38 (рис. 1) и не открывается до тех пор, пока водитель, нажав на педаль дроссельной заслонки, не повернет ось заслонки и тем самым не отведет кулачки.

Когда педаль отпущена, оттягивающая пружина привода заслонки поворачивает ось заслонки, кулачки оси нажимают на заслонку, которая закрывается, растягивая пружину ограничителя.

При повышении числа оборотов коленчатого вала двигателя давление потока смеси на наклонную поверхность дроссельной заслонки увеличивается.

В тот момент, когда давление потока смеси на заслонку оказывается сильнее действия пружины, заслонка начинает закрываться независимо от положения педали (что позволяет ей делать свободный ход в пазу между кулачками), и обороты коленчатого вала двигателя уменьшаются.

На серьге дроссельной заслонки имеется специальный выступ. Он служит для увеличения плеча приложения силы пружины после того, как заслонка прикроется настолько, что упрется в этот выступ.

При дальнейшем закрытии заслонки действие пружины ограничителя значительно возрастает и предотвращает возможность полного закрывания дроссельной заслонки под действием разрежения и потока смеси.

Момент вступления ограничителя в действие зависит от натяжения его пружины.

Чем сильнее натянута пружина, тем выше максимальные обороты коленчатого вала двигателя, так как для начала закрытия заслонки требуется больший напор потока смеси.

Изменяя натяжение пружины, можно регулировать величину максимальных оборотов коленчатого вала двигателя.

Натяжение пружины контролируется по двум положениям заслонки. Одно положение соответствует 3500 — 4300 об/мин коленчатого вала двигателя при работе его без нагрузки.

В карбюраторе К-22Г в этом положении заслонка находится под углом 21 ÷ 23° относительно положения, которое занимает полностью открытая заслонка.

Заслонка открыта при этом сравнительно мало, поэтому пружина, ограничителя растянута почти полностью, другое положение соответствует 2800-3175 об/мин коленчатого вала двигателя с полной нагрузкой; в карбюраторе К-22Г оно соответствует углу 3 — 4°, т. е. заслонка открыта почти полностью.

Пружина ограничителя почти не растянута.

Механизм натяжения пружины закрыт колпачком, внутри которого имеются плоскости для стопорения шестигранников муфты и гайки натяжения пружины, чем исключена возможность произвольного изменения регулировки.

Натяжение пружины регулируется на заводе при помощи специального приспособления, после чего винты крепления колпачка пломбируются, чтобы в эксплуатации эта регулировка не могла быть нарушена.