Особенности
устройства и работы карбюратора 2108 с автоматическим пусковым
устройством и системой управления составом смеси
Карбюратор с автоматическим пусковым устройством (рис. 17), а также и управлением составом смеси по сигналам кислородного датчика имеет по сравнению с карбюраторами 2108 базовых модификаций следующие конструктивные отличия: автоматическое устройство управления воздушной и дроссельной заслонками при пуске холодного двигателя; измененную конструкцию электромагнитного клапана на топливном жиклере системы холостого хода, а также увеличенное сечение этого жиклера; наличие на главной дозирующей системе первичной камеры вместо вакуумного экономайзера дополнительного жиклера с электромагнитным дискретным клапаном, аналогичном используемому на топливном жиклере системы холостого хода; наличие на крышке поплавковой камеры штуцера отвода паров топлива в адсорбер. Автоматическое пусковое устройство карбюратора (рис. 18) служит для управления положением воздушной заслонки ("подсосом") в период пуска и прогрева без участия водителя. Это позволяет исключить возможность оши бок при управлении воздушной заслонкой, приводящих к повышению вы броса токсичных веществ с отработавшими газами. Основным узлом пускового устройства (рис. 19) является заключенная в корпус биметаллическая спиральная пружина 2, обогреваемая потоком ох лаждающей жидкости. Тепло от жидкости передается биметаллической пру жине через стенку 4 корпуса. Внутренний конец биметаллической пружины жестко закреплен в держателе 3, а наружный имеет фигурный поводок 1, на деваемый на усик 1 (рис. 20) рычага управления пусковым устройством. Держатель 3 биметаллической пружины при сборке на заводе устанавливается в заданное исходное положение путем совмещения риски и точки на боковых поверхностях половин нагревателя, стянутых болтом 2 (рис. 17). При температуре 20-25°С усик биметаллической пружины должен быть расположен под углом около 45° по отношению к оси жидкостных штуцеров. При необходимости положение поводка пружины можно скорректировать, ослабив стяжной болт 2 (рис. 18) На холодном двигателе биметаллическая пружина скручивается против часовой стрелки, по мере повышения температуры распрямляется по часо вой стрелке. Изменение угла поворота свободного поводка пружины при из менении ее температуры от минимальной до максимальной составляет более 3/4 полного оборота. Поводок биметаллической пружины, воздействуя на усик 1 (рис. 20) ры чага управления пусковым устройством, поворачивает систему рычагов, за крепленную на оси 2 гайкой. Пружина 7 и вторая, расположенная в глубине корпуса между плечами рычагов служат для компенсации зазоров в меха низме. Ось 2 установлена в корпусе пускового устройства на свернутом в цилиндр тонком листе тефлона, что позволяет уменьшить вероятность утра ты подвижности деталей узла в эксплуатации вследствие коррозии или за грязнения. Рычаг 3 пускового устройства представляет собой кулачок, в который упирается острие упорного рычага 4, определяющего величину приоткрытая дроссельной заслонки при пуске холодного двигателя. Рычаг 4 выполнен составным, из двух сидящих на одной оси 6 частей, между которыми имеется спиральная пружина, стремящаяся свести обе его части. На нижней части рычага 4 имеется регулировочный винт 5 с пружинным стопором, при помощи которого можно изменять в небольших пределах взаимное положение частей упорного рычага 4, приближая или, наоборот, удаляя его острие от кулачка, обеспечивая тем самым регулировку степени приоткрытая дроссельной заслонки, а значит и частоту вращения коленчатого вала после пуска холодного двигателя. Указанный регулировочнй винт по существу соответствует такому же винту (рис. 11, поз. 8) на «базовой» модели карбюратора 2108. Вторая часть упорного рычага имеет штифт 15 (рис. 21) с пружинной шаибои-фиксатором, на который надета связанная с рычагом привода дроссельной заслонки плоская соединительная тяга 5. К рычагу привода дроссельной заслонки тяга 5 крепится через винтовой штифт 7 (рис. 18). Тяга 5 (рис. 21) обеспечивает кинематическую связь рычага управления дроссельной заслонкой с кулачком пускового устройства. На прогретом двигателе кулачок пускового устройства, поворачиваемый по часовой стрелке биметаллической пружиной, за счет соответствующего профиля полностью освобождает упорный рычаг и тем самым не препятствует полному закрытию дроссельной заслонки, обеспечивая работу двигателя с минимальными оборотами холостого хода. На холодном двигателе кулачок поворачивается против часовой стрелки, его выступающий профиль не позволяет острию упорного рычага свободно перемещаться вверх и через описанную систему рычагов оставляет тем самым дроссельную заслонку в приоткрытом положении. Одновременно с поворотом кулачка пускового устройства биметаллическая пружина через плоскую тягу 12 (рис.21) и рычаг 11 (рис. 18) управляет положением воздушной заслонки: на холодном двигателе она закрыта и затем, по мере прогрева - постепенно открывается. Следует отметить, что вследствие чрезвычайно малого усилия, создаваемого биметаллической пружиной при ее температурной деформации и одновременно большого трения в паре кулачок 3-острие рычага 4 (рис. 20), изменение положения кулачка и воздушной заслонки при прогреве двигателя может происходить только при периодическом нажатии на педаль управления дроссельной заслонкой. Иными словами, двигатель после холодного запуска будет «сбрасывать» повышенные обороты холостого хода только после очередного нажатия на педаль управления дроссельными заслонками, когда острие рычага 4 отводится от кулачка 3. По этой же причине для «взведения» пускового механизма в положение для пуска холодного двигателя необходимо однократно нажать и отпустить педаль управления дроссельными заслонками. При этом можно услышать характерный щелчок, вызванный резким закрытием до упора воздушной заслонки и свидетельствующий об исправности механизма. Вследствие такой особенности механизма используемую на карбюраторах 2108 пусковую систему иногда называют «полуавтоматической», имея в виду необходимость выполнения водителем предварительного нажатия на педаль управления дроссельными заслонками для приведения ее в рабочее состояние. При пуске холодного двигателя стартером, когда разрежение во впускной трубе практически отсутствует, воздушная заслонка прижимается к стенкам входной воздушной горловины первичной камеры карбюратора усилием, создаваемым через систему рычагов биметаллической пружиной. После успешного запуска двигателя и роста разрежения за дроссельной заслонкой воздушная заслонка, как это делается на всех современных карбюраторах, в том числе и на карбюраторах 2108, приоткрывается вакуумным диафрагменным механизмом 10 (рис. 18). Имея в своей основе тот же принцип действия, что и на карбюраторах базовых моделей 2108, диафрагменный механизм приоткрытая воздушной заслонки после запуска двигателя на карбюраторах 21083 с автоматической пусковой системой имеет значительные конструктивные отличия. В первую очередь это определяется наличием в механизме двух фиксированных положений (на 2,0 — 2,5 и 5,5 — 6,0 мм) приоткрытия воздушной заслонки вме сто одного (около 3 мм) на других моделях карбюраторов 2108. Необходимость использования такого механизма состоит в том, чтобы, обеспечивая устойчивую работу двигателя после пуска в зимних условиях, одновременно не допустить чрезмерного выброса с отработавшими газами окиси углерода при температуре выше +20°С, характерной для летней экс плуатации автомобиля, а также для всех видов обязательных в настоящее время лабораторных сертификационных испытаний автомобилей на уровень выброса токсичных веществ с отработавшими газами. При низких темпера турах двигатель требует значительного обогащения состава горючей смеси, т.е. большего прикрытия воздушной заслонки, чем на более высоких темпе ратурах, когда воздушную заслонку можно приоткрыть в большей степени, обеднив состав смеси, и, уменьшив тем самым содержание в отработавших газах оксида углерода на режиме прогрева. Кстати, именно так и поступают опытные водители на карбюраторах с ручным управлением воздушной заслонкой, постепенно утапливая кнопку «подсоса» по мере прогрева двигателя. Механизм двухступенчатого приоткрытия воздушной заслонки на карбю раторах 2108 модификаций "35" "62" (рис. 22) имеет вакуумную камеру 9 с диафрагмой 11 и закрепленной на ней гайкой штоком 21. Разрежение в ваку умную камеру по каналу 3 подается из задроссельного пространства карбю ратора через входное отверстие 3 (рис.7) и далее по системе каналов в кор пусе карбюратора через отверстие 10 (рис. 22) во фланце крепления корпуса пускового устройства. Под крышкой вакуумной камеры имеется возвратная пружина, перемещающая шток 21 при отсутствии разрежения вправо. В корпусе крышки имеется подпружиненный плунжер 6 с перепускным клапаном, открывающимся при соприкосновении и нажатии на него тарелки диафрагмы и сообщающим при этом полость 9 диафрагменного механизма пускового устройства со штуцером 5 на крышке. Момент нажатия тарелки диафрагмы на плунжер перепускного клапана крышки может изменяться при помощи регулировочного винта 8, изменяющего величину выступания его конца в полость диафрагменного механизма. Пластмассовый резьбовой винт-пробка 7 на крышке диафрагменного механизма пускового устройства имеет кольцевое резиновое уплотнение и представляет собой механический упор для плунжера 6 крышки, который ог раничивает максимально возможный ход диафрагмы 11 и штока 21 влево. Штуцер 5 на крышке пускового устройства соединяется резиновым шлангом с буферной емкостью 5 (рис. 15), размещаемой в моторном отсеке и представляющей собой пластмассовый цилиндр с двумя штуцерами. Вто рой штуцер буферной емкости соединяется с термоклапаном 4, размещен ным в стенке воздушного фильтра. Термоклапан имеет два штуцера, один из которых соединяется шлангом со штуцером буферной емкости, а другой свободно сообщается с атмосферой. При температуре воздуха ниже 10°С термоклапан 4 открыт и штуцер на крышке пускового устройства 3 через буферную емкость 5 свободно сообщается с атмосферой. При температуре воздуха выше 20°С термоклапан закрыт и штуцер на крышке пускового устройства сообщается с изолированной от атмосферы буферной емкостью 5. На противоположном по отношению к диафрагме конце штока 21 (рис. 22) пускового устройства имеется плоская пятка 20, удобная для нажатия на шток пальцем руки при выполнении операций по проверке работы и регулировке механизма. Под пяткой находится еще одна возвратная пружина 19, стремящаяся переместить шток вправо. В средней части штока, находящейся вблизи оси 17 пускового устройства, выполнена проточка , в правый торец которой может упираться усик 26 рычага 18 , жестко связанного через ранее описанный рычажный механизм с осью воздушной заслонки. При закрытой воздушной заслонке, когда биметаллическая пружина переместила поводок 14 против часовой стрелки до упора, усик 26 рычага 18 при неработающем двигателе максимально приближен к правому торцу проточки штока 21, однако между ними должен быть небольшой зазор, обеспечивающий возможность полного закрытия воздушной заслонки. После запуска двигателя в полость диафрагмы передается разрежение и шток 21, преодолевая сопротивление пружин, начинает перемещаться влево, зазор между усиком 26 рычага и торцом проточки штока выбирается. Начиная с этого момента воздушная заслонка приоткрывается, преодолевая, кроме того, дополнительное сопротивление биметаллической пружины. При перемещении под действием разрежения диафрагмы 11 и штока 21 пускового устройства влево, тарелка диафрагмы упирается в торец плунжера 6 перепускного клапана и открывает его, сообщая рабочую полость 9 диафрагменного механизма со штуцером 5 на крышке и далее с буферной емкостью 5 (рис. 15) и термоклапаном 4. Величина хода "А" (рис. 22) штока 21 пускового устройства и соответствующая ему степень приоткрытия воздушной заслонки в момент начала открытия перепускного клапана определяют первое фиксированное положение воздушной заслонки после пуска. Если температура окружающего воздуха низка и термоклапан 4 (рис. 15) открыт, в момент открытия перепускного клапана 6 (рис. 22) разрежение в полости диафрагменного механизма начинает ограничиваться за счет поступления туда атмосферного воздуха, в результате чего шток 21 пускового устройства останавливается в первом фиксированном положении. За счет изменения положения регулировочного винта 8 можно скорректировать момент начала открытия перепускного клапана, установив тем самым требуемую величину приоткрытия воздушной заслонки в первом фиксированном положении. При температуре окружающего воздуха более 20°С термоклапан 4 (рис. 15) закрыт и после пуска в момент нажатия штока 21 (рис. 22) на перепускной клапан разрежение в полости диафрагменного механизма пускового устройства еще в течение 2-3 секунд продолжает ограничиваться за счет запаса воздуха в буферной емкости. Тем самым воздушная заслонка на этот короткий период задерживается в первом фиксированном положении, обеспечивая необходимое в первый момент после пуска обогащение состава смеси. По истечении короткого времени запас воздуха в изолированной при этой температуре от атмосферы буферной емкости, удаляемый через вакуумный канал 3 управления пусковым устройством в задроссельное пространство, заканчивается и разрежение в полости 9 диафрагменного механизма пускового устройства начинает повышаться несмотря на открытый перепускной клапан 6. При этом шток 21 движется влево на величину хода «Б» до упора в винт-пробку 7, устанавливая воздушную заслонку во второе фиксированное положение с большей величиной приоткрытия. Тем самым при температуре окружающего воздуха более 20°С работа двигателя после пуска в режиме прогрева обеспечивается на более обедненной смеси с пониженным выбросом оксида углерода и углеводородов. По мере повышения температуры охлаждающей жидкости корпус нагревателя прогревается и биметаллическая пружина пускового устройства начинает распрямляться, стремясь приоткрыть воздушную заслонку и повернуть кулачок 21 пускового устройства по часовой стрелке. Если при прогреве двигателя водитель не нажимает на педаль управления дроссельной заслонкой, положение воздушной и дроссельной заслонок вследствие трения в механизме остается неизменным и обороты двигателя по мере прогрева практически не изменяются. В то же время при каждом нажатии на дроссельную заслонку происходит освобождение рычагов привода и воздушная заслока, и кулачок пускового устройства, задающий степень приоткрытия дроссельной заслонки, занимают соответствующее температуре двигателя положение. На карбюраторах с автоматическим пусковым устройством модификации "31" (рис. 27) вместо более сложного вышеописанного "двухступенчатого" механизма, с двумя фиксированными положениями управления воздушной заслонкой после пуска, используется более простой механизм (рис. 28), с одним фиксированным положением, как это имеет место на всех карбюраторах 2108 базовых моделей с ручным управлением. При такой конструкции видоизменена крышка диафрагменного механизма пускового устройства: в ней отсутствуют клапан, штуцер, а также пластмассовая регулировочная гайка. При этом упором при движении штока 5 пусковой системы влево служит винт 4, установленный на пятке штока. При помощи винта 4 устанавливают рекомендованный зазор у кромки воздушной заслонки после пуска. На автомобилях с такими карбюраторами отсутствует вышеописанная пневманическая система управления изменением величины зазора у кромки воздушной заслонки после пуска в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. На большинстве выпущенных карбюраторов с автоматическим пусковым устройством имеется механизм блокировки открытия дроссельной заслонки вторичной камеры, имеющий практически такую же (за исключением расположения цилиндрического штифта), как и на «классических» моделях карбюраторов 2108, рычаг-«защелку» 15 (рис. 11) на рычаге оси дроссельной заслонки первичной камеры. Однако управление этой «защелкой» на карбюраторах модификации «62» вследствие измененнной конструкции пускового устройства производится иначе. Управление блокировкой открытия вторичной камеры, предназначенной, как уже упоминалось при описании устройства карбюраторов 2108 прежних моделей, для улучшения ездовых качеств автомобиля с непрогретым двигателем, на карбюраторах модификации "31" "35" "62" производится при помощи рычага 22 (рис.29). На холодном двигателе при «взведенном» пусковом устройстве и закрытой воздушной заслонке Г-образный конец 8 рычага 5 на оси 4 отведен от поводка 11 рычага 22 блокировки открытия вторичной камеры и не препятствует его свободному перемещению, т.е. не препятствует по вороту рычага блокировки в любом направлении вокруг его оси 23. При отпущенной педали управлении дроссельной заслонкой за счет перемещения тяги 13 вверх штифт 12 на упорном рычаге 10 пускового устрой ства приподнимает вверх усик 11 рычага 22 блокировки, поворачивая его на небольшой угол против часовой стрелки. При этом другое плечо рычага бло кировки нажимает на штифт 19 рычага 20, поворачивая ее против часовой стрелки и опуская его усик 17 обеспечивая возможность его зацепления с упором 16 на рычаге дроссельной заслонки. В этом положении механизма штифт 19 на рычаге 20 за счет усилия его пружины кручения 21 стремится по вернуть рычаг блокировки по часовой стрелке, т.е. стремится выключить при вод заслонки вторичной камеры при освобождении рычага 22 блокировки. При нажатии на педаль управления дроссельными заслонками штифт 12 на промежуточном рычаге освобождает усик 11 рычага блокировки и пере стает препятствовать повороту рычага 22 блокировки по часовой стрелке. Под действием пружины кручения рычаг 20 поворачивается вокруг своей оси 18 по часовой стрелке, и его усик 17 приподнимается, выходя из зацепления с выступом 16 на рычаге дроссельной заслонки первичной камеры. Тем са мым дроссельная заслонка вторичной камеры выключается из работы. По мере прогрева двигателя рычаг 5 механизма пускового устройства за счет распрямления биметаллической пружины поворачивается по часовой стрелке, и Г-образный конец 8 рычага 5 подводится тем самым под поводок 11 рычага 22 блокировки. При отпускании педали управления дроссельными за слонками штифт 12 приподнимает поводок 11 рычага блокировки и Г-образ ный конец 8 рычага 5 входит в зацепление с поводком 11 рычага блокировки. Таким образом, рычаг 22 на прогретом двигателе оказывается блокиро ванным в повернутом против часовой стрелки положении, обеспечивая че рез штифт 19 поворот рычага 20 также против часовой стрелки с соответст вующим опусканием его усика 17 до входа в зацепление с выступом 16 на рычаге оси заслонки и включением за счет этого привода заслонки вторич ной камеры. Как видим, в механизме блокировки дроссельной заслонки вторичной камеры имеются достаточно много поворотных рычагов, находящихся в крайне неблагоприятных с точки зрения возможного загрязнения условиях. Поэтому в последнее время стали появляться партии карбюраторов, где ры чаг блокировки открытия дроссельной заслонки вторичной камеры попросту отсутствует, а на защелке установлена дополнительная пружина, принуди тельно опускающая усик 17 рычага 20, вводя его в зацепление с выступом 16 на рычаге оси дроссельной заслонки первичной камеры независимо от тем пературного состояния двигателя. Таким образом, на этих карбюраторах механизм блокировки открытия дроссельной заслонки вторичной камеры на непрогретом двигателе попросту исключен (рис. 21). Следует заметить, что подавляющим большинством потребителей произведенное упрощение механизма никак не будет замечено по ухудшению «поведения» автомобиля в эксплуатации. Наоборот, тем самым повышена надежность механизма и исключены случаи самопроизвольного выключения привода вторичной камеры на прогретом двигателе, достаточно частые на карбюраторах с «полнокомплектным» набором рычагов. На карбюраторах с автоматическим пусковым устройством имеется еще один механизм, обеспечивающий на холодном двигателе принудительное приоткрытие воздушной заслонки при полном открытии дроссельной заслонки. Необходимость такого механизма состоит в предоставлении возможности водителю "продуть" цилиндры двигателя после неудачной попытки пуска. На обычном карбюраторе эта процедура заключается в утапливании кнопки "подсоса" и полном нажатии на педаль управления дроссельными заслонками. На карбюраторе с автоматической пусковой системой водитель не может произвольно открыть или закрыть воздушную заслонку. Поэтому для обеспечения такой продувки на карбюраторах модификаций "ЗГ; "35'; "62" предусмотрен дополнительный рычажный механизм, встроенный в механизм пусковой системы. С этой целью на рычаге 10 (рис. 29) имеется дополнительное плечо 7 способное при его повороте вокруг оси 9 входить в зацепление со штифтом 6 на рычаге 5, связанным через промежуточную тягу 3 и рычаг 1 с воздушной заслонкой 2. При полном нажатии на педаль управления дроссельными заслонками рычаг 14 поворачивается по часовой стрелке увлекая за собой вниз тягу 13 и, тем самым вызывая поворот против часовой стрелки, рычага 10. При этом его плечо 7 входит в соприкосновение со штифтом 6 рычага 5, вызывая его поворот против часовой стрелки на небольшой угол, достаточный для перемещения тяги 3 вверх и приоткрытию воздушной заслонки. Величина приоткрытия воздушной заслонки, определяемая размерами и геометрией деталей рычажного механизма, в эксплуатации не контролируется и не регламентируется. На практике для обеспечения продувки двигателя достаточно, чтобы воздушная заслонка приоткрылась на величину не менее 2,5 мм Различные варианты положения рычагов механизма показаны на рис. 30. Электромагнитный клапан 1 (рис. 25) на топливном жиклере системы холостого хода карбюратора 21083 модели «62» отличается параметрами электромагнита: он имеет меньший диаметр корпуса и рассчитан, в отличие от обыкновенного клапана на базовых карбюраторах, на повышенное быстродействие и длительную работу в пульсирующем режиме с частотой 10 Гц. С целью управления составом приготавливаемой горючей смеси по сигналам кислородного датчика на режимах средних нагрузок на карбюраторе используется второй электромагнитный клапан 6, аналогичный применяемому на жиклере холостого хода. Клапан установлен на приливе корпуса карбюратора в месте, где на обычных карбюраторах 2108 размещается вакуумный экономайзер. Перекрываемый иглой жиклер клапана 6 питается из соединительного канала между секциями поплавковой камеры. Пройдя жиклер, топливо по сверле-ниям, выполненным в корпусе карбюратора, поступает в эмульсионный колодец главной дозирующей системы первичной камеры после главного топливного жиклера. Неиспользуемые в карбюраторах «62-й» модели каналы экономайзера заглушены снаружи бронзовыми пробками 7 Таким образом, дополнительный топливный жиклер на электромагнитном клапане 6 включен, подобно топливному жиклеру экономайзера на базовых моделях карбюраторов 2108, параллельно топливному жиклеру главной дозирующей системы. При этом следует заметить, что при наличии такого дополнительного жиклера, работающего на всех нагрузочных режимах, сечение главного топливного жиклера на карбюраторах «62-й» модели значительно уменьшено по сравнению с главными жиклерами первичных камер на карбюраторах 2108 базовоых моделей. В связи с тем, что упомянутый жиклер с электромагнитным клапаном установлен ниже уровня топлива в поплавковой камере, негерметичность его соединения с приливом на корпусе карбюратора может привести к подтека-нию топлива. Штуцер 21 системы вентиляции поплавковой камеры, подключаемый через шланг к адсорберу, расположен на крышке карбюратора. Через него пары топлива на неработающем двигателе свободно поступают к адсорберу. |