Конструкція та робота карбюратора К-22Г

Карбюратор К-22Г вертикальний, з падаючим потоком суміші, збалансований

Складається з поплавкової камери, пристрою головного жиклера, пристрою додаткового (компенсаційного) жиклера, пускового пристрою та жиклера холостого ходу, прискорювального насоса, жиклера потужності (економайзера), змішувальної камери та обмежувача кількості обертів колінчастого валу двигуна.

Кожен жиклер складається з пробки з каліброваним отвором (власне жиклера), трубки розпилювача і каналів, що підводять бензин від камери поплавця до жиклера і від жиклера до розпилювача.

Розпилювачі всіх жиклерів виведені в блок дифузора карбюратора.

Карбюратор складається з трьох основних частин (рис. 1): кришки 13, корпусу 4 та патрубка.

Між кришкою та корпусом карбюратора кріпиться блок 10 дифузорів.

Для герметичності між кришкою і корпусом карбюратора ставиться прокладка ущільнювача 5. Між корпусом карбюратора і патрубком ставиться теж ущільнювальна прокладка.

У нижній частині патрубка є фланець, яким із залізоазбестовою прокладкою на двох шпильках карбюратор кріпиться на впускній трубі.

Залежно від режиму роботи двигуна бензин для приготування горючої суміші надходить через різні жиклери карбюратора.

Під час пуску теплого двигуна або при роботі на малих оборотах холостого ходу бензин надходить у змішувальну камеру через жиклер холостого ходу.

При малих та середніх оборотах на режимах малих та середніх навантажень, коли дросельна заслінка відкрита більше, ніж при оборотах холостого ходу, але менше, ніж при повному навантаженні двигуна, бензин надходить у змішувальну камеру тільки через головний жиклер.

При збільшенні обертів двигуна бензин починає надходити і через додатковий жиклер.

І чим більше обертів двигуна, тим більше бензину проходить через додатковий жиклер.

Карбюратор влаштований і відрегульований так, що двигун працює на цих режимах завжди на бідній (економічній) суміші.

Коли двигун розвиває найбільшу потужність, дросельна заслінка відкрита повністю.

У цьому випадку працюють не тільки головний і додатковий жиклери, а й жиклер потужності, через який проходить додаткова кількість бензину, необхідна для отримання багатої суміші.

Включення жиклера потужності відбувається щоразу при повному або майже повному відкритті дросельної заслінки на будь-яких оборотах двигуна, а не тільки на граничних.

Поплавкова камера карбюратора розташована попереду змішувальної камери.

Постійний рівень палива в камері поплавця підтримується за допомогою поплавця та голчастого клапана.

Бензин від бензинового насоса надходить у камеру поплавця через голчастий клапан, який закривається поплавцем після наповнення камери до нормального рівня.

Рівень палива в камері поплавця знаходиться на відстані 17—19 мм від верхньої площини корпусу.

Поплавкова камера карбюратора збалансована, тобто повітряний простір камери повідомляється не із зовнішнім атмосферним повітрям, а з патрубком кришки карбюратора за допомогою трубки 13 (рис. 2).

Тиск повітря в збалансованій камері поплавця такий же, як і в патрубку кришки корпусу карбюратора після повітряного фільтра.

Перевага збалансованої камери поплавця перед незбалансованою (з'єднаною з атмосферним повітрям) полягає в тому, що горюча суміш, що готується карбюратором, не збагачується при засміченні повітряного фільтра.

При двигуні, що працює, тиск повітря в патрубку кришки корпусу а, отже, і в поплавковій камері, завжди менше атмосферного тиску.

Це, виходить, через опір повітряного фільтра та через більшу швидкість проходження повітря через патрубок.

Однак тиск повітря в дифузорах менший, ніж у патрубку кришки, оскільки швидкість повітря в дифузорах, що мають менший прохідний переріз, ніж патрубок, завжди більша за швидкість повітря в патрубку.

Отже, при роботі двигуна тиск повітря в дифузорах завжди нижчий, ніж у камері поплавця.

Для виключення можливості проникнення зовнішнього повітря в камеру поплавця, що викликає порушення її балансування, починаючи з 1955 р. кришка карбюратора кріпиться до корпусу замість п'яти сімома болтами.

Головний та додатковий жиклери

У нижній частині корпусу карбюратора (рис. 3) є гніздо, через яке блок 2 розпилювачів головного та додаткового жиклерів виходить у блок дифузорів.

Блок розпилювачів кріпиться в гнізді блоком 5 жиклерів із ущільнювальними фібровими прокладками.

Прокладка 3 виключає можливість проникнення бензину в змішувальну камеру крім розпилювачів, а прокладка 4 забезпечує щільність з'єднання каналів головного 14 додаткового жиклерів з їх розпилювачами.

У цьому ж гнізді з ущільнювальною прокладкою 10 вгорнуть корпус 7 регулювальної голки, який є одночасно і пробкою гнізда,

У корпусі голки на різьбі встановлено регулювальну голку 8, яка при обертанні входить на різну глибину в калібрований отвір головного жиклера, розташованого в центрі блоку 5, змінюючи переріз жиклера. Голка ущільнюється сальником, що знаходиться усередині гайки 9.

Між корпусом голки та блоком жиклерів є простір, який каналом 6 повідомляється з поплавковою камерою, додатковий жиклер розташований не в центрі блоку жиклерів.

Він повідомляється зі своїм розпилювачем кільцевою виточкою в торці блоку жиклерів і в торці блоку розпилювачів.

Коли двигун не працює, бензин у розпилювачах головного та додаткового жиклерів знаходиться на такому ж рівні, як і в камері поплавця.

Блок 2 розпилювачів встановлений так, що розпилювач головного жиклера знаходиться в найменшому перерізі малого дифузора 13, а розпилювач додаткового жиклера — у горловині 15 блоку дифузорів.

На рис. 3 показана робота карбюратора при малих оборотах і малому навантаженні двигуна, коли повітряна заслінка 1 відкрита повністю, а дросельна заслінка 11 відкрита більше, ніж при оборотах холостого ходу, але менше, ніж при найбільшій потужності.

Все повітря проходить в даному випадку через горловину 15 блоку дифузорів і далі через два дифузори одночасно: малий 13 і середній 12, а також через щілини, що утворюються між кінцями пружинних пластин 14 блоку дифузорів і кінцем середнього дифузора (див. переріз А -А).

Швидкість повітря в горловині блоку дифузорів недостатня, щоб створити зниження тиску, необхідне для роботи додаткового жиклера, а в малому дифузорі швидкість повітря достатня для створення необхідної різниці тисків повітря у отворів розпилювача головного жиклера і в камері поплавця, чому бензин випливає з распильника.

Для роботи головного жиклера різниця тисків може бути меншою, ніж це потрібно для роботи додаткового жиклера, у якого кінець розпилювача знаходиться вище, ніж кінець розпилювача головного жиклера.

У малому дифузорі бензин розпорошується повітрям вперше. При виході з малого дифузора — вдруге (тим повітрям, яке входить у середній дифузор).

При виході з середнього дифузора бензин розпорошується ще раз (повітря, яке проходить через щілини між кінцями пружинних пластин і кінцем середнього дифузора).

У міру збільшення кількості обертів валу двигуна швидкість повітря в горловині блоку дифузорів та в малому дифузорі збільшується.

Це призводить до того, що збільшується витікання бензину з розпилювача головного жиклера і суміш, що виходить із середнього дифузора, стає багатшою. Але оскільки при збільшенні швидкості повітря пружинні пластини блоку дифузорів автоматично розсуваються, пропускаючи повітря, склад суміші залишається незмінним.

При подальшому збільшенні відкриття дросельної заслінки швидкість повітря в горловині блоку дифузорів зростає, через що бензин починає надходити і через додатковий жиклер.

Однак і в цьому випадку склад горючої суміші залишається таким же, як і при роботі одного головного жиклера, оскільки пропускна здатність додаткового жиклера та пружність пластин блоку дифузорів підібрані відповідно.

Прискорювальний насос

При різкому відкритті дросельної заслінки горюча суміш збіднюється.

Це виходить тому, що швидкість закінчення бензину збільшується значно повільніше в 600 разів менше питомої ваги бензину.

Для забезпечення гарної прийомистості автомобіля необхідно, щоб при різкому відкритті дросельної заслінки горюча суміш не збіднювалася, а збагачувалася.

При різкому відкритті дросельної заслінки збагачення суміші відбувається за допомогою прискорювального насоса.

Прискорювальний насос складається з колодязя, в якому переміщається поршень, та системи клапанів.

Переміщення поршня здійснюється тягою 8, яка за допомогою тяги 30 (рис. 1) і важеля 31 наводиться в рух важелем 40 дросельної заслінки.

На рис. 4 показано роботу прискорювального насоса. З камери поплавця в колодязь насоса бензин надходить через впускний клапан 6, заповнюючи колодязь до рівня бензину в камері поплавця.

При ході поршня 7 зверху вниз у колодязі створюється тиск бензину, під дією якого закривається впускний клапан 6 і відкривається нагнітальний клапан 9. Бензин проходить через нагнітальний клапан каналом 2 і через розпилювач 1 впорскується в блок дифузорів.

При різкому відкриванні дросельної заслінки тяга 4 поршня переміщається з повідця 3 поршня і стискає пружину 5 приводу поршня. Розтискаючись, пружина переміщає поршень і забезпечує плавне та рівномірне впорскування палива.

Завдяки цьому впорскування палива продовжується значно довше, ніж період відкривання дросельної заслінки.

При повільному відкриванні дросельної заслінки, а, отже, і при повільному переміщенні поршня прискорювального насоса впорскування палива не відбувається, оскільки бензин, що витісняється поршнем, виходить назад в поплавцеву камеру через впускний клапан 6, який не закривається через відсутність тиску бензину.

З цієї ж причини не відкривається і нагнітальний клапан 9, не даючи можливості бензину проникати в блок дифузорів і збагачувати суміш без потреби.

Але вже при підвищеній швидкості відкривання дросельної заслінки тиск бензину стає достатнім, щоб закрити впускний клапан, відкривши нагнітальний і впорскувати бензин.

Бензин, що проник у зазори і опинився зверху поршня, при ході поршня вгору перетікає в камеру поплавця через проріз 8.

У карбюраторі К-22Г не передбачена можливість змінювати залежно від пори року кількість бензину, що впорскується насосом, так як продуктивність прискорювального насоса, що дорівнює 1,0 см³ за робочий хід, забезпечує належне збагачення суміші. і для зимової пори року.

Жиклер потужності

Вище вже згадувалося, що найбільшу потужність двигун розвиває на багатій суміші.

Під час роботи автомобіля максимальна потужність двигуна використовується досить рідко.

Для зменшення витрати палива автомобілем регулювання карбюратора підібрано так, що при середніх навантаженнях двигун працює тільки на економічній суміші.

Карбюратор має жиклер потужності, який обігзаощаджує суміш, коли необхідно отримати найбільшу потужність двигуна.

На рис.5 показано пристрій жиклера потужності.

Карбюратор К-22Г має механічний привід увімкнення жиклера потужності, який поєднаний з приводом прискорювального насоса.

Жиклер потужності складається з кулькового клапана 4, розташованого на дні колодязя прискорювального насоса, і каналу 5, яким паливо від клапана підводиться до розпилювача додаткового жиклера.

Тяга приводу поршня прискорювального насоса шарнірно пов'язана з дросельною заслінкою так, що при закритій дросельній заслінці поршень знаходиться у верхньому положенні, а при відкритій — у нижньому положенні.

Поки дросельна заслінка відкрита не повністю, включення жиклера потужності неможливе.

Для отримання найбільшої потужності дросельна заслінка відкривається повністю, поршень опускається при цьому в нижнє положення і голкою 3 натискає на кульку клапана жиклера і збагачує суміш.

Пусковий пристрій та жиклер холостого ходу

При пуску холодного двигуна швидкість проходження повітря через карбюратор мала і суміш не підігрівається.

Це не дає можливості випаровуватися всьому бензину, і в утворенні горючої суміші головним чином беруть участь пускові фракції.

Для того щоб горюча суміш, що утворилася, могла в зазначених умовах забезпечити пуск двигуна, бензину потрібно в кілька разів більше, ніж в умовах нормальної роботи; суміш має бути перезбагаченою.

Перезбагачення суміші досягається збільшенням розрідження в змішувальній камері, внаслідок чого бензин надходить у змішувальну камеру не тільки з жиклера холостого ходу, а також з головного та додаткового жиклерів.

Для перезбагачення суміші карбюратор має спеціальний пристрій, зображений на рис. 6.

Пристрій складається з повітряної заслінки 12, розташованої у верхній частині приймального патрубка кришки карбюратора, двох важелів 7 та 10 та гнучкої тяги 6 приводу заслінки.

У патрубку заслінка кріпиться на осі не по центру, а так, що нижня частина її значно більша за верхню.

У нижній частині заслінки виштамповані два отвори, що закриваються клапаном 14 під дією пружини 1З. На осі заслінки укріплено важіль 10, який силою пружини 11 постійно тримає заслінку в закритому положенні.

Повітряною заслінкою керують зі щитка за допомогою гнучкої тяги, ручка якої знаходиться на щитку приладів.

Тяга рухає важіль 7 приводу, що має форму вилки, який, діючи на важіль 10 повітряної заслінки, за допомогою відігнутого плеча 8 відкриває або закриває заслінку.

Пружина 9 віджимає важіль 7 у положення, що відповідає повністю відкритій повітряній заслінці, а при раптовому від'єднанні гнучкої тяги утримує заслінку у відкритому положенні.

На рис. 6 показані положення приводу заслінки, що відповідають:

• а) примусово закритій заслінці; в цьому положенні важеля 7 ручка управління гнучкою тягою приводу повітряної заслінки витягнута на всю величину свого ходу;
• б) та в) положенню важеля 7, яке дозволяє важелю 10 (під дією пружини 11) автоматично закривати заслінку або (рис. 6, в) автоматично відкриватися заслінці на стільки, на скільки зможе її відкрити, долаючи дію пружини 11, потік повітря, що входить у патрубок; при цьому положенні важеля 7 ручка управління гнучкою тягою витягнута приблизно на ⅔ свого ходу;
• г) примусово повністю відкритій заслінці; у цьому положенні важеля 7 заслінка не може закриватися, так як важіль 10 упирається плечем 8 важіль 7; при цьому ручка управління гнучкою тягою приводу заслінки всунута в напрямну втулку повністю на величину свого ходу.

Робота карбюратора при пуску холодного двигуна показана на рис. 7. Через клапан 3 закритої повітряної заслінки 2 надходить повітря. Між дросельною заслінкою 5 та патрубком при пуску двигуна залишаються вузькі щілини.

Нижче верхнього краю заслінки, в зоні верхньої щілини, в патрубку є два розпилювальні отвори 6 і 8, через які проходить емульсія, що готується жиклером холостого ходу.

Обидва отвори повідомляються з каналом 9 у корпусі карбюратора.

Цей канал з'єднує отвори 6 і 8 з повітряним жиклером 14 та емульсійним жиклером 12.

До гнізда бензинового жиклера 10 підведено канал 4, яким від додаткового жиклера надходить бензин.

Бензиновий жиклер з'єднується каналом 11 з емульсійним жиклером 12 та повітряним жиклером 13.

Коли двигун не працює, бензин у каналі 11 знаходиться на такому ж рівні, як і в камері поплавця.

Під дією розрідження в зоні розпилювальних отворів, що виникає при пуску двигуна, бензин з камери поплавця через бензиновий жиклер 10 виходить в канал 11.

У цей канал через повітряний жиклер 13 проходить через канал 1 повітря з патрубка кришки карбюратора і вперше змішується з бензином.

Емульсія, що утворилася через жиклер 12 виходить в канал 9, вдруге змішується з повітрям, яке підводиться до каналу 9 через повітряний жиклер 14 і надходить по каналу 9 до розпилювальних отворів.

Основне розпилювання бензину відбувається при виході емульсії з розпилювальних отворів 6 та 8 жиклера холостого ходу.

При запуску двигуна емульсія виходить з обох отворів.

Розпилювання бензину, що виходить з розпилювачів головного та додаткового жиклерів, відбувається при проходженні суміші через щілину між дросельною заслінкою та патрубком.

Тому заслінку суміші при пуску холодного двигуна не треба відкривати більше, ніж вона відкривається автоматично плечем 3 важеля 4 (рис. 8) при закриванні повітряної заслінки.

Якщо дросельна заслінка буде відкрита більше, то погано розпорошений бензин закидає свічки, пуск двигуна буде неможливим.

Для пуску теплого двигуна, а також для роботи двигуна на холостому ходу потрібна менш багата суміш (близько 9 вагових частин повітря на одну частину бензину).

Внаслідок цього немає потреби закривати повітряну заслінку.

У цьому випадку бензин надходить тільки через жиклер холостого ходу.

Склад суміші, що готується пристроєм холостого ходу, залежить від пропускної спроможності бензинового та повітряного жиклера.

Регулювальний гвинт 7 (див. рис. 6), встановлений проти нижнього отвору 6, регулює тільки кількість емульсії, що надходить з нижнього отвору розпилювання при малих обертах холостого ходу.

Робота жиклера холостого ходу при пуску теплого двигуна та на мінімальних оборотах холостого ходу двигуна показана на рис. 9.

Верхній край заслінки знаходиться вище верхнього отвору.

Емульсія надходить з обох отворів.

Через верхній отвір емульсія проходить при збільшених оборотах холостого ходу і служить для плавного переходу від роботи двигуна на оборотах холостого ходу до роботи на середніх навантаженнях.

Обмежувач оборотів

Обмежувач обертів не допускає, щоб колінчастий вал двигуна розвивав оберти більше, ніж необхідно для нормальної роботи вантажного автомобіля.

Він діє автоматично залежно від швидкості потоку суміші в карбюраторі.

Обмежувач, частиною якого є дросельна заслінка карбюратора, зменшує наповнення циліндрів сумішшю, коли оберти двигуна стають більшими, ніж необхідно для руху навантаженого автомобіля зі швидкістю 70 км/год (на четвертій передачі, по рівній ділянці шляху), а також не дозволяє колінчастому валу двигуна розвивати без навантаження понад 4300 об/хв, чим суттєво подовжує термін його роботи.

Обмежувач не погіршує прийомистості двигуна, оскільки він не заважає двигуну працювати при повністю відкритій дросельній заслінці, поки колінчастий вал двигуна не розвине граничні допустимі обороти.

Особливо велике значення обмежувача в тому, що він запобігає «розносу» двигуна при роботі без навантаження.

Обмежувач оборотів показано на рис. 10.

Обмежувач складається з дросельної заслінки 7, пружини 1, втулки 2 натягу пружини обмежувача та муфти 3 обмежувача.

Дросільна заслінка карбюратора має спеціальну форму і розташована на осі, зміщеній щодо осі патрубка.

Привід дросельної заслінки має особливий пристрій.

На рис. 1 ясно видно пристрій обмежувача та приводу заслінки.

Заслінка 1 вільно посаджена на осі 38 на голчастому підшипнику 2.

Одним кінцем пружина 35 шпилькою, яка проходить між витками пружини, прикріплена до муфти 34 обмежувача, а іншим кінцем прикріплена до ролика сережки заслінки.

При обертанні муфти 34 змінюється кількість робочих витків пружини 35.

Натяг пружини регулюється втулкою 36, що переміщається по різьбленні в патрубку карбюратора.

Для обертання дросельної заслінки на її осі є кулачки, в паз між якими входить заслінка.

Товщина заслінки менша, ніж ширина паза між кулачками, тому в приводі заслінки є вільний хід.

Величина вільного ходу більше, ніж хід заслінки до повного її відкриття.

Положення, яке відповідає повністю відкритій заслінці, фіксує впресована в заслінку шпилька, яка при повному відкритті заслінки впирається в патрубок карбюратора.

Пружина обмежувача постійно прагне відкрити дросельну заслінку, але заслінка впирається в кулачки осі 38 (рис. 1) і не відкривається доти, поки водій, натиснувши на педаль дросельної заслінки, не поверне вісь заслінки і тим самим не відведе кулачки.

Коли педаль відпущена, пружина приводу заслінки, що відтягує, повертає вісь заслінки, кулачки осі натискають на заслінку, яка закривається, розтягуючи пружину обмежувача.

При підвищенні числа обертів колінчастого валу двигуна тиск потоку суміші на похилу поверхню дросельної заслінки збільшується.

У той момент, коли тиск потоку суміші на заслінку виявляється сильнішим за дію пружини, заслінка починає закриватися незалежно від положення педалі (що дозволяє їй робити вільний хід у пазу між кулачками), і оберти колінчастого валу двигуна зменшуються.

На сережці дросельної заслінки є спеціальний виступ. Він служить для збільшення плеча докладання сили пружини після того, як заслінка прикриється настільки, що впирається в цей виступ.

При подальшому закритті заслінки дія пружини обмежувача значно зростає і запобігає можливості повного закривання дросельної заслінки під дією розрідження та потоку суміші.

Момент вступу обмежувача в дію залежить від натягу його пружини.

Чим сильніше натягнута пружина, тим вище максимальні обороти колінчастого валу двигуна, оскільки для початку закриття заслінки потрібний більший тиск потоку суміші.

Змінюючи натяг пружини, можна регулювати величину максимальних обертів колінчастого валу двигуна.

Натяг пружини контролюється за двома положеннями заслінки. Одне положення відповідає 3500 - 4300 об/хв колінчастого валу двигуна під час роботи його без навантаження.

У карбюраторі К-22Г у цьому положенні заслінка знаходиться під кутом 21 ÷ 23° щодо положення, яке займає повністю відкрита заслінка.

Заслінка відкрита при цьому порівняно мало, тому пружина, обмежувача розтягнута майже повністю, інше положення відповідає 2800-3175 об/хв колінчастого валу двигуна з повним навантаженням; в карбюраторі К-22Г воно відповідає куту 3 - 4 °, тобто заслінка відкрита майже повністю.

Пружина обмежувача майже не розтягнута.

Механізм натягу пружини закритий ковпачком, усередині якого є площини для стопоріння шестигранників муфти та гайки натягу пружини, чим виключена можливість довільної зміни регулювання.

Натяг пружини регулюється на заводі за допомогою спеціального пристосування, після чого гвинти кріплення ковпачка пломбуються, щоб в експлуатації це регулювання гла бути порушена.