5. Топливная система

5.1. Карбюратор Nikki 30/ 34

5.1.1. Принцип работы

Карбюратор Nikki 30/ 34 и обогреватель впускного коллектора

Управляющий механизм воздушной заслонки нагревается охлаждающей жидкостью двигателя.

Конструкция

Карбюратор Aisan, устанавливаемый на автомобилях Mazda, является двухкамерным вертикальным карбюратором с последовательным открытием дросселей. Привод дросселя вторичной камеры вакуумный. Регулировка автоматической воздушной заслонки (если установлена) осуществляется биметаллической спиралью с электрическим подогревом или температурной восковой капсулой, нагреваемой охлаждающей жидкостью двигателя.

Карбюратор состоит из трех основных узлов. Это крышка карбюратора, корпус карбюратора и корпус дросселей (в котором установлены дроссельные заслонки). Изолирующий блок, расположенный между корпусом карбюратора и корпусом дросселей, служит для защиты корпуса карбюратора от чрезмерной передачи тепла.

Некоторые модели карбюратора Nikki имеют электрический обогреватель, установленный на впускном коллекторе (см. рис. Карбюратор Nikki 30/ 34 и обогреватель впускного коллектора). Обогреватель служит для предотвращения обледенения карбюратора и для улучшения распыления топливной смеси при прогреве двигателя. Температурный выключатель служит для выключения обогревателя, когда температура двигателя достигнет определенного уровня. Обогреватель имеет положительный температурный коэффициент сопротивления – при увеличении температуры, растет сопротивление обогревателя.

Технические характеристики

Регулировка температуры поступающего воздуха (система подачи горячего воздуха)

Система регулировки температуры поступающего воздуха

Заслонка впускного канала воздушного фильтра открывается или закрывается в зависимости от температуры в двигательном отсеке. Разрежение от впускного коллектора поступает через тонкий шланг на вакуумную диафрагму, которая контролирует положение заслонки в канале забора воздуха. Еще один шланг соединяет первый шланг (через тройниковое соединение) с температурным датчиком, расположенным в кожухе воздушного фильтра. Датчиком температуры служит биметаллический клапан, закрывающий и открывающий вентиляционный канал. Когда температура в двигательном отсеке поднимается, клапан открывается, пропуская воздух, что приводит к устранению разрежения у вакуумной диафрагмы.

Когда температура в двигательном отсеке низкая, биметаллический клапан закрыт и разрежение воздействует на вакуумную диафрагму, которая полностью открывает заслонку. Горячий воздух от выпускного коллектора поступает в заборный канал карбюратора. Когда температура в двигательном отсеке поднимается, биметаллический клапан начинает открываться, что уменьшает разрежение, воздействующее на вакуумную диафрагму, которая начинает закрывать заслонку.

Теперь в карбюратор поступает смесь горячего воздуха и холодного внешнего воздуха. Когда температура в двигательном отсеке поднимается выше примерно 30° С, биметаллический клапан полностью открывается; заслонка полностью закрывает поступление горячего воздуха от выпускного коллектора. В карбюратор поступает уже теплый воздух из двигательного отсека. Таким образом, температура воздуха, поступающего в карбюратор, поддерживается примерно постоянной независимо от температуры внешнего воздуха (или температуры в двигательном отсеке).

Дополнительный вакуумный клапан может использоваться для поддержания постоянной подачи горячего воздуха при резкой акселерации.

На некоторых моделях используется биметаллическая пружина, которая напрямую соединена с воздушной заслонкой. Биметаллическая пружина напрямую регулирует положение воздушной заслонки, открывая или закрывая ее, в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Система регулировки температуры забираемого воздуха с использованием биметаллического клапана

Внутренние топливные и воздушные клапаны

Дозирующая система

Топливо поступает в карбюратор, проходя через мелкий сетчатый фильтр. Уровень топлива в поплавковой камере регулируется игольчатым клапаном или пластиковым поплавком.

Поплавковая камера имеет внутренний вентиляционный канал, выходящий к области за воздушным фильтром.

Система холостого хода и переходная система

Топливо из топливного колодца поступает через калиброванный жиклер системы холостого хода в канал холостого хода. Здесь топливо смешивается с небольшим количеством воздуха, поступающего через калиброванный воздушный жиклер. Далее, топливная смесь проходит через жиклер с уменьшенным проходным сечением. Образовавшаяся смесь проходит через канал и выпускается из отверстия под дроссельной заслонкой первичной камеры. Конический винт регулировки смеси используется для изменения проходного сечения отверстия, что позволяет провести точную регулировку количества смеси холостого хода. Несколько отверстий переходного режима (или паз переходного режима) обеспечивают обогащение смеси, когда они открываются при открытии дроссельной заслонки. Указанная система обеспечивает отсутствие провалов в работе двигателя в момент открытия дросселя.

Скорость работы двигателя в режиме холостого хода регулируется при помощи регулировочного винта. Регулировочный винт закручен настолько, чтобы токсичность выхлопных газов соответствовала норме, и закрыт колпачком.

Клапан прекращения подачи топлива

1. Воздушный жиклер системы холостого хода – первичной камеры 2. Клапан прекращения подачи топлива 3. Топливный жиклер системы холостого хода – первичной камеры 4. Дроссельная заслонка – первичной камеры 5. Отверстия переходного режима – первичной камеры 6. Винт регулировки количества смеси холостого хода А. К главному топливному жиклеру первичной камеры

Клапан прекращения подачи топлива используется для предотвращения поступления в двигатель топлива после выключения двигателя. Клапан имеет рабочее напряжение 12 Вольт и использует плунжер для блокировки канала холостого хода при выключении зажигания.

На некоторых моделях клапан контролируется электронным блоком управления. Клапан также может быть задействован при сильном уменьшении частоты вращения коленчатого вала при закрытой дроссельной заслонке. Это позволяет сэкономить топливо и уменьшить токсичность выхлопов. Когда частота вращения коленчатого вала снижается ниже определенного уровня или, если дроссельная заслонка открывается, электронный блок управления открывает клапан и нормальная подача топлива восстанавливается. Подключение электронного блока управления различается в зависимости от модели.

Система обеднения топливной смеси при снижении частоты оборотов коленчатого вала (установлена на некоторых моделях)

При снижении частоты оборотов коленчатого вала электромагнитный клапан системы обеднения топливной смеси пропускает дополнительное количество воздуха во вторичную смесительную камеру карбюратора. Система способствует улучшению сгорания топлива и, следовательно, уменьшению содержания несгоревших углеводородов в выхлопных газах.

Система обогащения топливной смеси при снижении частоты оборотов коленчатого вала (установлена на некоторых моделях)

При снижении частоты оборотов коленчатого вала электромагнитный клапан системы обогащения топливной смеси пропускает дополнительное количество воздуха и топлива во вторичную смесительную камеру карбюратора. Система способствует улучшению сгорания топлива и, следовательно, уменьшению содержания несгоревших углеводородов в выхлопных газах.

Топливо из топливного колодца вторичной камеры поступает в обогатительный канал через калиброванный жиклер. Здесь оно смешивается с небольшим количеством воздуха, поступающего через два калиброванных воздушных жиклера. Образовавшая смесь проходит через канал и выпускается из отверстия под дроссельной заслонкой вторичной камеры. Работа системы контролируется электронным блоком управления. Система активируется при снижении частоты оборотов коленчатого вала с 1500 – 2300 об/мин. Электронный блок управления получает информацию от выключателя на дроссельной заслонке и катушки зажигания, и на основании полученной информации определяет, когда необходимо подать напряжение на электромагнитный клапан.

Демпфер дроссельной заслонки (установлен на некоторых моделях)

Когда дроссельная заслонка резко закрывается, во впускном коллекторе происходит резкое увеличение разрежения, это может привести к испарению капелек топлива, находящихся на стенках впускного коллектора. Это дополнительное топливо часто проходит через цилиндры двигателя, не сгорая до конца, что приводит к повышению содержания несгоревших углеводородов в выхлопных газах. Также, на моделях с автоматической коробкой передач или системой понижения токсичности выхлопов резкое обеднение топливной смеси может явиться причиной плохой приемистости двигателя или же двигатель может вообще заглохнуть. Вакуумный демпфер дроссельной заслонки позволяет дроссельной заслонке закрываться постепенно, что уменьшает скорость работы двигателя, не приводя к повышению токсичности выхлопов, и не нарушая работы двигателя.

Механизм позиционирования дроссельной заслонки при снижении частоты оборотов двигателя (установлен на некоторых моделях)

Механизм позиционирования дроссельной заслонки работает аналогично демпферу дроссельной заслонки. Однако механизм позиционирования контролируется электромагнитным клапаном и электронным блоком управления для того, чтобы дроссельная заслонка оставалась немного приоткрытой при снижении частоты оборотов коленчатого вала. Диафрагма механизма позиционирования дроссельной заслонки обычно также используется системой стабилизации холостого хода.

Система увеличения частоты вращения коленчатого вала при холостом ходе (модели с гидроусилением рулевого управления)

Автомобили с гидроусилением рулевого управления могут использовать систему увеличения частоты вращения коленчатого вала при холостом ходе, которая активируется при повороте рулевого колеса. Так как насос системы гидроусиления рулевого управления получает привод от двигателя, то при повороте рулевого колеса и включении насоса, частота вращения коленчатого вала при холостом ходе уменьшается.

При повороте колес выключатель в системе гидроусиления рулевого управления замыкает цепь электромагнитного клапана системы увеличения частоты вращения коленчатого вала. Разрежение поступает на диафрагму механизма позиционирования дроссельной заслонки, которая немного приоткрывает дроссельную заслонку. При снятии нагрузки с двигателя, выключатель системы гидроусиления рулевого управления размыкает цепь, и электромагнитный клапан закрывает поступление разрежения на диафрагму; разрежение у диафрагмы пропадает и дроссельная заслонка возвращается в нормальное положение холостого хода.

Температурный компенсатор системы холостого хода при высокой температуре двигателя – некоторые модели

Температурный компенсатор системы холостого хода при высокой температуре двигателя является чувствительным к температуре устройством, которое установлено между заборным патрубком воздушного фильтра и впускным коллектором. Оно служит предотвращения плохой работы двигателя в горячем состоянии (при длительной работе двигателя в режиме холостого хода в жаркую погоду, например). Когда температура в двигательном отсеке становится слишком высокой, топливо в поплавковой камере расширяется, и его уровень поднимается, что приводит к образованию слишком насыщенной смеси. Температурный компенсатор служит для подачи дополнительного количества воздуха, чтобы избежать образования перенасыщенной смеси.

Компенсатор закрыт при нормальной температуре в двигательном отсеке. Когда температура в двигательном отсеке поднимается выше 67° С, клапан начинает открываться и дополнительное количество воздуха поступает во впускной коллектор для разрежения насыщенной топливной смеси. Компенсатор полностью открыт, когда температура в двигательном отсеке поднимается выше 71° С. Когда температура в двигательном отсеке возвращается к нормальному уровню (ниже 71° С), клапан закрывается, прекращая подачу воздуха.

Насос-ускоритель

Работа насоса-ускорителя карбюратора Nikki контролируется поршнем. Привод управления насоса-ускорителя механический и осуществляется при помощи рычага, соединенного с механизмом управления дроссельной заслонки первичной камеры.

При нажатии на педаль акселератора рычаг, связанный с соединительным механизмом дроссельной заслонки, давит на поршень насоса-ускорителя. Топливо из камеры насоса проталкивается в выпускные каналы насоса через выпускной клапан (с грузиком) и поступает в смесительную камеру через распылитель насоса. Впускной (шариковый) клапан остается закрыт для того, чтобы топливо не попало обратно в поплавковую камеру.

Когда педаль акселератора отпускается, пружина возвращает поршень в исходное положение. Разрежение затягивает новую порцию топлива из поплавковой камеры в камеру насоса через выпускной (шариковый) клапан.

Главная дозирующая система

Количество топлива, выпускаемого в воздушный поток, контролируется калиброванным главным топливным жиклером. Топливо поступает через главный топливный жиклер в основание вертикального топливного колодца, который нижним концом опущен в топливо в поплавковой камере. Эмульсионная трубка, закрытая воздушным жиклером, установлена в колодце. Топливо смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер и через отверстия в эмульсионной трубке, получившаяся эмульгированная смесь выпускается через распылитель в диффузор первичной камеры карбюратора.

Обогащение топливной смеси при неполной загрузке двигателя

Воздушный канал идет из задроссельного пространства в обогатительную камеру. При работе двигателя в режиме холостого хода и при малом открытии дроссельной заслонки, разрежение от впускного коллектора в канале отводит плунжер от клапана обогащения топливной смеси. Клапан закрывается, закрывая выпускной топливный канал. При увеличении скорости работы двигателя, когда дроссельная заслонка открывается сильнее, разрежение во впускном коллекторе уменьшается. Плунжер возвращается в исходное положение под давлением пружины и давит на клапан, который открывает топливный канал. Топливо из поплавковой камеры через канал поступает в главный топливный колодец; уровень топлива в колодце повышается, что приводит к образованию более насыщенной топливной смеси.

Работа вторичной камеры карбюратора

Воздушный канал есть, как в первичной, так и во вторичной смесительной камере карбюратора. Воздушные потоки из этих каналов поступают в один общий канал, который ведет к диафрагме, контролирующей положение дроссельной заслонки вторичной камеры. При низкой скорости работы двигателя задействована только первичная смесительная камера. Когда скорость воздушного потока, проходящего через первичную камеру, достигает определенного уровня, разрежение воздействует через канал на диафрагму вторичной камеры, которая открывает дроссельную заслонку вторичной камеры. Разрежение, образовавшееся во вторичной камере, далее контролирует скорость открытия дроссельной заслонки вторичной камеры.

Соединительный механизм дроссельной заслонки первичной камеры служит для предотвращения открытия дроссельной заслонки вторичной камеры, когда скорость воздушного потока слишком высока, но педаль акселератора не нажата. Вторичная камера не будет задействована, пока дроссельная заслонка первичной камеры не будет открыта примерно наполовину. После открытия дроссельной заслонки вторичной камеры, работа дозирующей системы вторичной камеры аналогична работе главной дозирующей системы.

Жиклер переходного режима используется для предотвращения провалов в работе двигателя, когда дроссельная заслонка вторичной камеры начинает открываться. Топливо из топливного колодца вторичной камеры проходит через калиброванный жиклер. Затем, оно смешивается с воздухом, поступающим через калиброванный воздушный жиклер, с образованием топливной эмульсии. Эта эмульгированная смесь выпускается во вторичную смесительную камеру, через отверстие переходного режима, когда дроссельная заслонка вторичной камеры начинает открываться.

Механическая воздушная заслонка

Привод механической воздушной заслонки тросовый. Когда кнопка управления на панели приборов вытянута, соединительный тросик перемещает рычаг, который заставляет воздушную заслонку закрыть канал забора воздуха. Режим быстрого холостого хода включается при помощи кулачка, соединенного с рычагом воздушной заслонки. Регулировочный винт, установленный на рычаге дроссельной заслонки и упирающийся в кулачок, используется для регулировки частоты вращения коленчатого вала при работе двигателя в режиме быстрого холостого хода.

Открытие воздушной заслонки

После запуска двигателя, воздушная заслонка должна немного приоткрыться для образования менее насыщенной топливной смеси и предотвращения перелива топлива. Это достигается путем использования разрежения впускного коллектора, которое воздействует на диафрагму; соединительный механизм диафрагмы открывает воздушную заслонку.

Автоматическая воздушная заслонка

Некоторые модели карбюратора Nikki имеют автоматическое пусковое устройство. Положение воздушной заслонки регулируется либо биметаллической спиралью с электрическим нагревом (полуавтоматическая воздушная заслонка) или температурным восковым выключателем, нагреваемым охлаждающей жидкостью двигателя (полностью автоматическая воздушная заслонка).

Полуавтоматическая воздушная заслонка

Для регулировки положения полуавтоматической воздушной заслонки используется биметаллическая спираль с электрическим подогревом. Система приводится в исходное состояние, если медленно выжать педаль акселератора один или два раза. После запуска двигателя питание от генератора подается на керамический нагреватель, который быстро нагревается. Тепло передается на биметаллическую спираль через втулку; когда биметаллическая спираль нагревается, она разматывается, открывая воздушную заслонку.

Полностью автоматическая воздушная заслонка

Для регулировки положения автоматической воздушной заслонки используется восковая капсула. Капсула нагревается охлаждающей жидкостью двигателя. При низкой температуре охлаждающей жидкости восковая капсула полностью сжата – воздушная заслонка закрыта. После запуска двигателя и во время прогрева тепло от нагревающейся охлаждающей жидкости двигателя воздействует на восковую капсулу, которая начинает постепенно расширяться; расширяющая капсула постепенно открывает воздушную заслонку. Когда температура охлаждающей жидкости достигает нормального рабочего уровня, воздушная заслонка будет полностью открыта.

Оба типа

После запуска двигателя, воздушная заслонка должна немного приоткрыться для образования менее насыщенной топливной смеси и предотвращения перелива топлива при работе двигателя в режиме холостого хода и при слабо открытой дроссельной заслонке. Это достигается путем использования разрежения впускного коллектора, которое воздействует на диафрагму; соединительный механизм диафрагмы открывает воздушную заслонку. На некоторых моделях установлена вторая открывающая диафрагма. Она контролируется термовакуумным клапаном и используется для того, чтобы при повышении температуры двигателя выше определенного значения воздушная заслонка также открывалась сильнее.

Режим быстрого холостого хода включается при помощи зубчатого кулачка, соединенного с осью воздушной заслонки через соединительную тягу. Рычаг быстрого холостого хода, соединенный с рычагом дроссельной заслонки, давит на зубчатый кулачок. Когда биметаллическая спираль нагревается и воздушная заслонка открывается, рычаг опускается по зубцам кулачка. Таким образом, скорость холостого хода постепенно уменьшается, пока кулачок быстрого холостого хода не будет свободен, и скорость холостого хода уменьшится до нормальной. Винт регулировки, соединенный с рычагом быстрого холостого хода, можно использовать для регулировки скорости быстрого холостого хода.

Если дроссельная заслонка будет полностью открыта, когда температура двигателя низкая, разрежение у диафрагмы воздушной заслонки исчезнет, что приведет к закрытию воздушной заслонки. Это может вызвать перелив топлива. Для предотвращения этого, используется механизм частичного открытия воздушной заслонки. Когда дроссельная заслонка полностью открывается, рычаг дроссельной заслонки опускается вниз для того, чтобы немного приоткрыть воздушную заслонку.