Автопортал

СТОЛЬ ЛЮБИМАЯ ВСЕМИ НАМИ ПЕДАЛЬ ГАЗА НА САМОМ ДЕЛЕ ДОЗИРУЕТ ВОВСЕ НЕ GASOLINE, А ЛИШЬ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК ЧЕРЕЗ ПОДВИЖНУЮ ЦРОССЕПЪНУЮ ЗАСЛОНКУ НА ВХОДЕ ВО ВПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР. И ВООБЩЕ ПРИ ЛЮБЫХ ДОРАБОТКАХ ДВС НАИБОЛЕЕ СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА ДЛЯ ИНЖЕНЕРОВ - ИМЕННО «ЗАПИХАТЬ» В ЦИЛИНДР КАК МОЖНО БОЛЬШЕ ВОЗДУХА, А НАЛИТЬ НЕОБХОДИМОЕ КОЛИЧЕСТВО БЕНЗИНА, МАССОВАЯ ДОЛЯ КОТОРОГО В ПРАВИЛЬНОЙ СМЕСИ МЕНЕЕ ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ, КАЗАЛОСЬ БЫ, ПРОЩЕ ПРОСТОГО.

И это предположение оказалось бы верным, если бы было достаточно просто подать из бака, скажем, литр топлива за целую минуту. Из водопроводного крана, например, жидкость вытекает в десять раз быстрее! Первые автомобили, в частности «Форд Т», и вовсе обходились без топливного насоса - бензин подавался в двигатель самотеком из бака. Однако основная тонкость заключается в поддержании оптимального состава смеси на различных режимах работы двигателя независимо от окружающих условий. Для этого ранее на всех двигателях внутреннего сгорания служил карбюратор, а с переходом на электронную систему управления двигателем эта функция легла на специальные автоматические дозирующие устройства - форсунки.

Именно тонкости дозирования топлива накладывают жесткие условия на работу средств подачи горючего в систему приготовления смеси. Расход топлива имеет очень сложную зависимость от оборотов двигателя, и невозможно обеспечить управление производительностью насоса для подачи топлива напрямую из бака во впускной коллектор по мере необходимости: с механическим приводом от двигателя напор слишком быстро возрастает по оборотам, а отдельный привод механизма подачи обладает инерционностью и не обеспечит работу двигателя на переходных режимах. Вывод: топливо всегда должно быть «наготове» в достаточном количестве непосредственно в дозирующем устройстве, а двигатель должен сам «брать» столько, сколько ему необходимо.

Именно с этой целью был изобретен карбюратор, в котором есть одна или несколько круглых каналов-камер с сужениями специальной формы, диффузорами, вызывающими рост скорости потока и возникновение локального разрежения, что позволяет двигателю самостоятельно засасывать топливо из резервной емкости с постоянным уровнем топлива через мелкие калиброванные отверстия жиклеров. Для работы такого устройства необходима лишь подача требуемого количества топлива под минимальным напором в так называемую поплавковую камеру, в которой при помощи игольчатого клапана с приводом, напоминающим унитазный бачок, поддерживается необходимый уровень. Таким образом, нам достаточно лишь регулировать положением дроссельной заслонки на входе в каждую камеру карбюратора количество поступающего воздуха, а при правильном подборе пропускной способности жиклеров топливо будет увлекаться в поток именно в необходимой пропорции.

Механический топливный насос карбюраторных авто должен всего лишь исправно пополнять поплавковую камеру, однако зачастую бутылочка под капотом справляется с этой задачей лучше. Почему? На самом деле немногие знают, что механическим приводом от двигателя обеспечивается лишь разрежение во впускном трубопроводе, а подачу топлива на выход обеспечивает внутренняя пружина под диафрагмой. Однако проблем с развиваемым ей давлением (норма - всего 0,25 атм.) практически не бывает - основная сложность - в засасывании топлива из бака. Именно это и становится проблемой при наличии в магистрали минимальной негерметичности либо при образовании паровой пробки из-за перегрева легко испаряющегося горючего в самом корпусе бензонасоса, расположенного на двигателе. Для борьбы с перегревом насоса в некоторых моделях карбюраторов предусмотрена «обратка» - магистраль для слива излишков поступающего топлива обратно на вход в насос, чтобы он не пытался «запихать» его в закрытый клапан уже наполненной камеры, а прокачивал по кругу, охлаждая мембрану и магистрали.

Кстати, в самом корпусе карбюратора установлен так называемый «ускорительный» насос с кинематическим приводом от механизма поворота дроссельной заслонки. При резком нажатии на газ на низких оборотах разряжения в коллекторе недостаточно для засасывания большой порции топлива и оно принудительно впрыскивается в поток из-под мембраны, прожимаемой кулачком на оси дроссельной заслонки. Форма этого кулачка - один из предметов тюнинга в карбюраторе, обеспечивающего, например, старой доброй «классике» реакцию на газ гораздо острее, чем у современных инжекторных собратьев, хотя, разумеется, полнота сгорания принудительно обогащенной смеси, особенно на холодном двигателе, нестабильна и зачастую карбюраторные машины «захлебываются» при нажатии на газ и отчаянно портят атмосферу. По направлению воздушного потока карбюраторы подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Последние нынче относятся исключительно к спорту, однако в первую очередь их преимущество не в геометрии как таковой, а в том, что таких горизонтальных карбюраторов на оригинальный впускной коллектор, как правило, устанавливается два, а то и четыре.

Количество камер в карбюраторе и количество самих карбюраторов положительно сказывается на возможностях двигателя не только из-за роста пропускной способности дросселей. Напротив, один большой канал имел бы куда меньшее сопротивление. Однако именно сжимающие поток диффузоры обеспечивают контроль над разрежением, дозирующим топливо. Как и в случае с тюнинговым распредвалом, прирост мощности на верхах за счет увеличения диаметра диффузора оборачивается ухудшением наполнения смеси бензином при больших углах открытия дросселя на малых оборотах. Наиболее распространенная конструкция карбюраторов - вертикальный двухкамерный, с нисходящим потоком смеси. На режимах частичной нагрузки смесь поступает в двигатель через первую, малую камеру, а при дальнейшем нажатии на педаль постепенно открывается вторая дроссельная заслонка. В целях обеспечения топливной экономичности и устранения провалов и рывков при резком нажатии на педаль вторая дроссельная заслонка на некоторых моделях управляется пневмоприводом, открывающим ее, лишь когда этого «попросит» сам двигатель, создав значительное разрежение на впуске. Распространенное вмешательство - установка дополнительной тяги принудительного открытия второй заслонки. На прогретом моторе при интенсивной езде это делает реакцию мотора гораздо более резкой и «злой», но зимой неаккуратное обращение с педалью вызывает «передозировку» холодного воздуха и плохо испаряющегося в поток медленно горящего топлива.

И наконец, поговорим о главной изюминке настройки «карба» - подборе жиклеров. Даже самый простой на вид топливный жиклер при ближайшем рассмотрении - вовсе не просто латунный винтик с дыркой. Грамотно изготовленный жиклер имеет очень сложную геометрию и специфическую маркировку. В идеале для точного подбора дозирующих узлов хотелось бы знать точную пропускную способность того или иного жиклера, причем именно в той среде, которую он через себя пропускает. Однако режимы работы жиклеров при эксплуатации настолько разнообразны, что выработать некую стандартную методику их проливки и продувки не удалось. За границей все жиклеры часто тарируют потоком бензина под давлением столба в 1 метр. В России в качестве тестовой среды используется обычная вода комнатной температуры. Вязкость и плотность жидкости отличаются, поэтому и полученные цифры разнятся, однако важнее относительные значения, на которые можно ориентироваться при замене жиклеров для обогащения или обеднения смеси.

Именно пропускная способность жиклеров в мл/мин, измеренная водой при температуре 20 градусов по Цельсию под давлением 0,1 атм. (1 метр), была выбита на жиклерах советских карбюраторов. Позднее маркировку и калибровку упростили, сведя ее к указанию «условного диаметра» - диаметра калиброванного отверстия жиклера эталонной формы заданной производительности. Дело в том, что диаметр - далеко не главное. В зависимости от длины отверстия, формы входа/выхода и качества обработки поверхности скорость истечения жидкости и воздушной среды может катастрофически меняться. Т. е. идеальный жиклер №112, отвечающий задумке разработчиков карбюратора, должен иметь диаметр отверстия 1,12 миллиметра.

Однако для переделки его в 150-й некоторые горе-карбюраторщики сверлят в нем дырку 1,5-миллиметровым сверлом. В результате получается целый букет несоответствий: фактический диаметр из-за вибрации и перекосов оказывается немного больше, однако на торцах нарушается геометрия фасок, а сам канал немного меняет длину и степень шероховатости. Результат - да никакого результата! Совершенно непонятно, как себя поведет это чудо в потоке! К сожалению, отличить без специальных навыков в составе находящихся в широкой продаже ремкомплектов кустарные сверленые жиклеры от заводских невозможно. А когда надеяться не на кого, приходится разбираться самим.

На некоторых тематических сайтах мне удалось встретить трактаты, поражающие своей фундаментальностью. Описаны способы самостоятельного изготовления установки для «проливки» жиклеров, а также приведены таблицы с результатами огромного объема работ по тарировке разных типов жиклеров. Вкратце могу посоветовать следующее: если нет возможности обратиться к квалифицированному специалисту для подбора жиклеров, диаметр имеющихся можно изменить самостоятельно. Для уменьшения - немного осадить ударом через мягкую проставку либо нагреть и облудить изнутри, протаскивая проволоку, покрытую оловом. А растачивать следует в несколько этапов, постепенно увеличивая с обеих сторон диаметр отверстия не более чем на 10% при помощи треугольной конусной иглы из заточенного напильника, постоянно контролируя результат «тестовыми заездами» в безопасном месте, либо проливкой водой из расположенной на высоте 1 метра емкости в мерную мензурку.

Для обеспечения контроля за подачей топлива в смесь желательно, чтобы давление было постоянным. Тогда для определенной геометрии дозатора можно установить строгое соответствие между временем впрыска и объемом распыленного в поток горючего и таким образом точно регулировать состав смеси, изменяя продолжительность подачи. Именно на этом принципе и построена работа современных систем впрыска топлива. Электромеханический дозатор - форсунка - оснащена пьезоклапаном, управляемым сигналом с блока управления двигателем, в который поступает сигнал, например, с датчика расхода воздуха. Для настройки достаточно поправить в исходных данных программы управления timing-карту - график зависимости продолжительности сигнала на открытие пьезоклапана от показаний датчиков.

Первоначально узел впрыска напоминал карбюратор, лишенный диффузоров, но оснащенный датчиком положения дроссельной заслонки и одной большой форсункой. Такие системы моновпрыска устанавливались на экспортные модели ВАЗ. В настоящее время все двигатели оснащаются системами распределенного впрыска с индивидуальными форсунками для каждого цилиндра. Существуют также двигатели с впрыском, а точнее, мелкодисперсным распылением в поток топлива под огромным давлением, развиваемым индивидуальными микронасосами в составе каждого дозатора (насос-форсунки).

Топливный насос в инжекторном двигателе вынужден не просто поддерживать уровень в резервной емкости, а создавать постоянное высокое давление в топливной рампе для обеспечения равномерного распыления топлива. Для этого в магистрали установлен регулятор давления. На двигателях, оснащенных турбонаддувом, регулятор, как правило, находится не в корпусе насоса, который устанавливается непосредственно в топливном баке, а на рампе форсунок. Это позволяет организовать связь регулировки с давлением во впускном коллекторе, которое может запросто достигать величин, сопоставимых с давлением впрыска, что очень сильно влияет на подачу. Например, на моей турбовой «Калине» регулятор с магистралью обратки был «зациклен» в корпусе бензонасоса, но т. к. давление наддува достигало 1,5 атм., производительность форсунок падала настолько, что никакими настройками карты управления впрыском в программе ЭБУ этого сгладить было уже невозможно - пришлось собирать полноценную обратную магистраль и переносить регулятор на рампу. Кстати, разумеется, что форсунки имеют конечную производительность даже при постоянно открытом клапане, и величина запаса относительно максимального расхода топлива двигателем обычно не превышает 20%, так что при существенном увеличении мощности за счет улучшения продувки цилиндров следует не забывать про апгрейд системы впрыска.

Самый простой способ - перенастроить регулятор давления на больший перепад. В некоторых случаях пружина регулятора опирается на специальный выступ в корпусе устройства и для увеличения давления впрыска достаточно ударить по нему, осадив и увеличив тем самым преднатяг. Такой «тюнинг» частенько проводят на японских турбомоторах при установке увеличивающих мощность деталей. Однако следует помнить, что отклонение от штатного давления может не только повлиять на ресурс форсунки и насоса, но и нарушить форму «факела» распыления и затруднить настройку смеси. Кстати, производительность большинства бензонасосов существенно снижается с ростом давления, и именно насос может стать слабым звеном.

Причем при работе в районе предела пропускной способности системы впрыска показатели мотора на стенде могут оказаться героическими, в то время как если вместо пары светофорных гонок заставить мотор длительное время выдавать предельную мощность на трассе, то перебои в подаче топлива могут незаметно, но очень быстро привести к разрушению клапанов и поршней из-за работы на обедненной смеси. Поэтому не стоит экономить на компонентах системы. Однако если топливный насос можно сразу купить «на вырост», с огромным запасом производительности в расчете на дальнейшую форсировку (не забудьте только про электропроводку, перегрузка и нагрев которой, особенно в районе бензобака, чревата сами понимаете чем), то форсунки слишком большой производительности не позволят обеспечить точную настройку смеси на режимах частичной нагрузки - всегда будут «переливать».

Рейтинг: 
0
No votes yet