Карбюратор К-151 — это карбюратор с падающим потоком, сбалансированной поплавковой камерой и двумя смесительными секциями — первичной и вторичной.
Запуск холодного двигателя
При запуске холодного двигателя воздушную заслонку 13 (рис. 7.9) необходимо закрыть. Дроссельная заслонка 44 слегка приоткрывается.
Рис. 7.9. Схема карбюратора К-151: А - схема управления экономайзером принудительного холостого хода; Б - схема вентиляции картерных газов; 1 - топливный клапан; 2 - поплавок; 3 - пробка; 4 - воздушный жиклер переходной системы; 5 - эмульсионный жиклер переходной системы; 6 - винт крепления распылителя эконостата вторичной секции; 7 - распылитель эконостата вторичной секции; 8 - воздушный жиклер главной дозирующей системы вторичной секции; 9 - эмульсионная трубка главной дозирующей системы вторичной секции; 10 - малый диффузор вторичной секции; 11 - выпускной шариковый клапан ускорительного насоса; 12 - распылитель ускорительного насоса; 13 - воздушная заслонка; 14 - малый диффузор первичной секции; 15 - воздушный жиклер главной дозирующей системы первичной секции; 16 - эмульсионная трубка главной дозирующей системы первичной секции; 17 - блок воздушного жиклера с эмульсионной трубкой системы холостого хода; 18 - эмульсионный жиклер системы холостого хода; 19 - воздушный жиклер системы холостого хода; 20 - винт заводской регулировки состава смеси; 21 - главный топливный жиклер первичной секции; 22 - ограничительные колпачки; 23 - крышка карбюратора; 24 - регулировочный винт перепуска топлива системы ускорительного насоса; 25 - вытеснитель; 26 - корпус карбюратора; 27 - впускной шариковый клапан ускорительного насоса; 28 - крышка ускорительного насоса; 29, 38 - пружины; 30 - рычаг привода ускорительного насоса; 31 - диафрагма ускорительного насоса; 32 - электромагнитный клапан; 33 - электронный блок управления; 34 - микропереключатель; 35 - перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 - трубка; 37 - диафрагма экономайзера принудительного холостого хода; 39 - клапан экономайзера принудительного холостого хода; 40 - винт состава смеси; 41 - корпус экономайзера принудительного холостого хода; 42 - винт эксплуатационной регулировки холостого хода; 43 - трубка к вакуумкорректору; 44 - дроссельная заслонка первичной секции; 45 - кулачок привода рычага ускорительного насоса; 46 - ролик рычага ускорительного насоса; 47 - корпус дроссельных заслонок; 48 - дроссельная заслонка вторичной секции; 49 - трубка подвода разрежения к электромагнитному клапану; 50 - калиброванное отверстие; 51 - прокладка; 52 - главный топливный жиклер вторичной секции; 53 - трубка к клапану системы рециркуляции отработавших газов; 54 - золотник; 55 - трубка подвода картерных газов; 56 - топливоподводящая трубка; 57 - сливная трубка; 58 - топливный фильтр
Топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер первичной секции 21 поступает по каналу к эмульсионной трубке, где к нему подмешивается воздух из воздушного жиклера 17, и в виде эмульсии проходит через эмульсионный жиклер 18. Далее по каналу оно идет к выходным отверстиям, а часть — через отверстие, регулируемое винтом заводской регулировки 20, в корпус экономайзера принудительного холостого хода 41. Далее через отверстие, регулируемое винтом состава смеси 40, оно поступает через открытый клапан экономайзера принудительного холостого хода 39 в смесительную камеру под дроссельной заслонкой первичной секции.
Система отключения подачи топлива вступает в работу на режиме принудительного хода (торможение двигателем), когда нет необходимости в подаче топлива.
Она состоит из электронного блока управления 33, микропереключателя 34, электромагнитного клапана 32 и экономайзера принудительного холостого хода. Микропереключатель и экономайзер размещаются на карбюраторе, электромагнитный клапан — на крыле автомобиля, а блок управления — в салоне автомобиля. Электронный блок управления 33 представляет собой электронное устройство, которое управляет положением электромагнитного клапана 32, в зависимости от частоты электрических импульсов, поступающих с катушки зажигания.
Система отключения подачи топлива работает следующим образом. При отпущенной педали привода дроссельных заслонок и частоте вращения коленчатого вала двигателя более определенного значения (1050 об/мин у двигателя ГАЗ-31029 и 1400 об/мин у двигателей автомобилей «ГАЗель») отключается электромагнитный клапан и прекращается подача атмосферного воздуха в экономайзер принудительного холостого хода. В результате происходит перекрытие канала холостого хода, чем обеспечивается экономия топлива и уменьшается выброс токсичных веществ в атмосферу.
Система пуска холодного двигателя полуавтоматического типа (рис. 7.10) состоит из пневмокорректора, системы рычагов и воздушной заслонки, которую перед пуском холодного двигателя водитель закрывает при помощи ручного привода.
Рис. 7.10. Схема полуавтоматического устройства пуска и прогрева: 1, 5, 6, 16 - рычаги; 2 - пусковая пружина; 3 - промежуточный рычаг; 4 - тяга пневмокорректора; 7 - тяга; 8 - секторный рычаг; 9 - воздушная заслонка; 10 - крышка карбюратора; 11 - уплотнительный элемент; 12 - регулировочная муфта; 13 - корпус поплавковой камеры; 14 - рычаг привода воздушной заслонки; 15 - упорный винт дроссельной заслонки первичной секции карбюратора; 17 - дроссельная заслонка первичной секции карбюратора; 18 - корпус смесительных камер; 19 - винт с роликом; 20 - упор; 21 - штифт; 22 - профильный рычаг; 23 - пружина пневмокорректора; 24 - крышка пневмокорректора; 25 - диафрагма; 26 - жиклер пневмокорректора
В момент пуска двигателя пневмокорректор, используя разрежение, возникающее под карбюратором, автоматически приоткрывает воздушную заслонку на требуемый угол, обеспечивая устойчивую работу двигателя при прогреве.
При вытягивании ручки тяги воздушной заслонки необходимо нажать педаль дроссельных заслонок. В это время в результате закрытия воздушной заслонки 13 (см. рис. 7.9) в малом диффузоре первичной камеры 14 создается разрежение, и топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер первичной секции 21 подается в колодец эмульсионной трубки главной дозирующей системы 16, по которому поднимается к распылителю. Через боковые отверстия эмульсионной трубки к топливу подмешивается воздух из воздушного жиклера 15, и эмульсия через распылитель фонтанирует в малый диффузор. В смесительной камере она смешивается с эмульсией, которая поступает из системы холостого хода. Все это топливо распыляется, испаряется и идет в цилиндры двигателя. Смесь приготавливается богатая по составу.
Работа карбюратора на малых оборотах холостого хода
При работе двигателя на малых оборотах холостого хода дроссельная заслонка первичной секции 44 закрыта, и под ней создается большое разрежение. За счет этого топливо из поплавковой камеры проходит через главный топливный жиклер первичной секции 21 и далее по каналу — в колодец блока воздушного жиклера с эмульсионной трубкой 17. Когда топливо поднимается по колодцу, к нему подмешивается воздух через отверстия в эмульсионной трубке. Эмульсия проходит через эмульсионный жиклер системы холостого хода. На выходе из жиклера к топливу подмешивается воздух из воздушного жиклера 19. Затем эмульсия подается к каналам, регулируемым винтом состава смеси 40 и винтом эксплуатационной регулировки холостого хода 42, проходит через клапан 39 экономайзера принудительного холостого хода и через нижнее отверстие фонтанирует в задроссельное пространство. Здесь оно захватывается потоками воздуха, проходящими через щели между дроссельной заслонкой 44 и корпусом дроссельных заслонок 47, распыляется, испаряется и поступает в цилиндры двигателя. Смесь по составу обогащенная.
Работа переходной системы карбюратора
Переходная система включает в себя верхние выходные отверстия системы холостого хода. При увеличении открытия дроссельной заслонки 44 первичной секции выходные отверстия переходной системы оказываются ниже заслонки и около них появляется разрежение. За счет этого из поплавковой камеры по системе холостого хода начинает проходить топливо. Пройдя через главный топливный жиклер 27 первичной секции, топливо поступает в колодец блока воздушного жиклера с эмульсионной трубкой системы холостого хода 17, где происходит первоначальное эмульгирование топлива. Затем эмульсия проходит через эмульсионный жиклер 18 системы холостого хода, на выходе из которого к эмульсии добавляется воздух из воздушного жиклера 19 системы холостого хода. По каналам эмульсия идет к выходным отверстиям. Основное количество эмульсии проходит по каналам и через клапан 39 экономайзера принудительного холостого хода поступает в задроссельное пространство. Часть топлива из системы холостого хода через отверстия переходной системы также начинает поступать в смесительную камеру, обогащая горючую смесь. Когда дроссельная заслонка 44 первичной секции будет открыта примерно на 2/3, начнет открываться дроссельная заслонка 48 вторичной секции. Выходное отверстие переходной системы сразу же оказывается под дроссельной заслонкой, и около него создается разрежение, за счет которого начинается истечение топлива из поплавковой камеры. Оно проходит через жиклер 5 переходной системы, эмульгируется воздухом из воздушного жиклера 4, по каналам опускается к выходному отверстию и фонтанирует в смесительную камеру, обогащая смесь бензином.
Работа карбюратора на средних нагрузках
При увеличении открытия дроссельной заслонки 44 первичной секции, а затем и заслонки 48 вторичной секции возрастает разрежение в малом диффузоре 14 первичной секции и в малом диффузоре 10 вторичной секции. В первичной секции топливо проходит через топливный жиклер 21 первичной секции, поступает в колодец эмульсионной трубки 16 и поднимается к распылителю малого диффузора 14. Через отверстия эмульсионной трубки 16 к топливу подмешивается воздух из воздушного жиклера 15, создавая пневматическое торможение выходу топлива.
Количество воздуха, подмешиваемого к топливу, зависит от частоты вращения коленчатого вала и расхода топлива. При увеличении расхода топлива уровень его в эмульсионном колодце понижается, открывая большее количество отверстий в эмульсионной трубке и увеличивая количество воздуха, подмешиваемого к топливу.
При этом во вторичной секции топливо также проходит через главный топливный жиклер 52 в колодец эмульсионной трубки 9 главной дозирующей системы вторичной камеры, где через отверстия эмульсионной трубки к нему подмешивается воздух из воздушного жиклера 8. В эмульсионной трубке 9 отверстия для выхода воздуха расположены на разных уровнях. Поэтому, когда с увеличением расхода топлива при увеличении частоты вращения коленчатого вала снижается уровень топлива в колодце, открывается большее количество отверстий в эмульсионной трубке, и в топливо подмешивается больше воздуха. При работе двигателя на средних режимах смесь приготавливается обедненного состава.
Работа карбюратора на больших нагрузках
Главная дозирующая система может приготовить только обедненную смесь, а для получения от двигателя полной мощности необходима обогащенная смесь.
Для выработки обогащенной смеси карбюратор снабжен эконостатом, устроенным во вторичной секции. Он состоит из подводящего топливного канала и распылителя, установленного в воздушной горловине. Эконостат работает при полной нагрузке двигателя на скоростных режимах, близких к максимальным, при полностью открытых дроссельных заслонках.
За счет разрежения в воздушном патрубке около распылителя 7 эконостата и давления в поплавковой камере топливо поступает по каналу и через распылитель впрыскивается в большой диффузор вторичной секции. Здесь оно смешивается с топливом, поступающим из малого диффузора, и поступает во впускную трубу двигателя, где соединяется с топливом, поступающим из первичной секции. Все это топливо распыляется, испаряется и идет в цилиндры двигателя. Смесь приготавливается обогащенного состава.
Ускорительный насос диафрагменного типа
Ускорительный насос обеспечивает принудительную подачу топлива в цилиндры двигателя при резком открытии дроссельной заслонки. Смонтирован в первичной секции карбюратора.
Корпус ускорительного насоса выполнен в корпусе карбюратора 26 и закрыт крышкой 28. Между корпусом и крышкой зажата диафрагма 31, под которой находится предварительно сжатая пружина 29. Рабочая полость ускорительного насоса через впускной клапан 27 сообщается с поплавковой камерой. Для перепуска топлива имеется перепускной жиклер 35 с регулировочным винтом 24. Привод ускорительного насоса состоит из кулачка привода рычага ускорительного насоса 45, установленного на оси дроссельной заслонки первичной секции 44. На кулачок опирается ролик рычага ускорительного насоса 46. Рычаг ускорительного насоса 30 действует на диафрагму насоса через толкатель, под которым находится пружина. При закрытой дроссельной заслонке поддиафрагменное пространство ускорительного насоса заполнено бензином через впускной шариковый клапан 27.
Когда дроссельную заслонку открывают медленно, рычаг 30 также медленно передвигает диафрагму 31, и топливо через перепускной жиклер вытесняется обратно в поплавковую камеру.
Если же дроссельная заслонка открывается быстро, рычаг 30 резко нажимает на толкатель, который через пружину давит на диафрагму. Диафрагма, быстро перемещаясь, выдавливает топливо по каналу. Топливо открывает выпускной шариковый клапан 11 и через распылитель 12 впрыскивается в большой диффузор первичной секции, резко обогащая смесь. Топливо, принудительно впрыскиваемое в цилиндр, обеспечивает приемистость, и двигатель не останавливается (не глохнет). Для обеспечения затяжного впрыска топлива в смесительную камеру карбюратора служит пружина, установленная между толкателем рычага и диафрагмой.
Система рециркуляции отработавших газов
Часть автомобилей снабжена системой рециркуляции отработавших газов. Система состоит из клапана рециркуляции 8 (рис. 7.11), установленного на газопроводе, термовакуумного включателя 4, ввернутого в водяную рубашку головки блока цилиндров, и двух соединительных шлангов.
Рис. 7.11. Схема рециркуляции отработавших газов: 1 - шланг от термовакуумного включателя к клапану рециркуляции; 2 - шланг от термовакуумного включателя к карбюратору; 3 - карбюратор; 4 - термовакуумный включатель; 5 - головка цилиндров; 6 - выпускной коллектор; 7 - впускная труба; 8 - клапан рециркуляции, А - на холодном двигателе; Б - на прогретом до температуры 40°C двигателе, на частичных нагрузках
Рециркуляция отработавших газов во впускной тракт осуществляется на двигателе, прогретом до температуры охлаждающей жидкости не ниже 35...40°C, на частичных нагрузках.
Система не работает на оборотах холостого хода и при полном открытии дроссельных заслонок, так как отверстие, передающее разрежение на диафрагменный механизм клапана рециркуляции, расположено над дроссельной заслонкой карбюратора.