Признаки высокого уровня топлива в поплавковой камере

Высокий уровень топлива в поплавковой камере карбюратора — причина целого ряда критичных проблем в работе двигателя автомобиля, связанных с переобогащением топливной смеси.

Вот несколько признаков (симптомов) по которым можно самостоятельно определить, что уровень выше нормы, после чего начать принимать меры к устранению причин неисправности.

На примере карбюратора Солекс 21083, что ставится на двигатель 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099.

Признаки высокого уровня топлива в поплавковой камере карбюратора

Повышенный уровень топлива в поплавковой камере карбюратора это всегда переобогащение топливной смеси, поступающей в двигатель. Она плохо горит и не дает достаточной энергии для приемлемой работы двигателя на разных режимах.

Вот признаки такой работы двигателя автомобиля с высоким уровнем топлива в карбюраторе и соответственно с постоянным переобогащением топливной смеси.

1.

Затрудненный запуск прогретого двигателя автомобиля.

Для запуска прогретого двигателя не требуется богатой топливной смеси. Вполне достаточно ее нормального состава — 15 частей кислорода/1 часть бензина. Отклонение в сторону обогащения, по причине высокого уровня, нарушит уверенное воспламенение смеси при пуске. И запустить двигатель получится только с нескольких попыток (либо не получится вовсе). Подробно о проблемах горячего пуска: «Почему горячий карбюраторный двигатель не запускается?».

2. Повышение расхода топлива.

Каждое нажатие на педаль газа вызывает увеличение потока воздуха проходящего через карбюратор и пропорциональное ему усиленное вытягивание топлива из распылителей ГДС за счет разрежения (разницы давления). А так как при высоком уровне топлива эта топливная смесь содержит много бензина, соответственно и его расход в единицу времени увеличится. В некоторых случаях, при сочетании с другими неисправностями, двигатель начинает просто «жрать бензин ведрами».

Проблемы ненормального повышения расхода топлива двигателем автомобиля рассмотрены в статье: «Причины большого расхода топлива карбюраторным двигателем».

3. Провал при нажатии на педаль газа.

Богатая топливная смесь плохо горит и заливает свечи зажигания. Происходит пропуск зажигания в одном или нескольких цилиндрах. В работе двигателя случается перебой, что ощущается водителем как провал.

Еще причины провала и способы его самостоятельного устранения в статье: «Причины провала в работе карбюраторного двигателя автомобиля при нажатии на педаль газа».

4. Снижение мощности и приемистости двигателя.

Для работы двигателя на мощностных режимах нужна обогащенная топливная смесь. Высокий уровень топлива добавляет в нее еще бензина и делает еще более богатой. Из-за недостатка кислорода такая смесь плохо горит или не сгорает полностью. Энергии выделяется меньше чем нужно. В результате двигатель не тянет, в сиденья при разгоне не вдавливает.

Дополнительная информация по причинам снижения мощности и приемистости двигателя в статье: «Недостаточная мощность и приемистость карбюраторного двигателя».

5. Черный дым из глушителя.

Богатая топливная смесь не сгорает полностью. Ее остатки выбрасываются в глушитель, где догорают, выделяя черный дым. См. «Дымит двигатель (черный дым из глушителя)».

Если из глушителя автомобиля идет черный или серый дым — стопроцентно ему приходится работать на черезмерно богатой топливной смеси

6. Хлопки в глушитель.

Хлопки в глушитель могут возникать из-за пропусков зажигания так как заливает свечи и они работают через раз. Остатки топливной смеси, выброшенной в глушитель, так же могут гореть с хлопками и даже «выстрелами». См. «Стреляет в глушитель».

7. Запах бензина из выхлопной трубы глушителя.

Не до конца сгоревшее топливо в глушителе пахнет. Водитель, пассажиры и просто окружающие люди могут ощущать этот запах находясь как снаружи автомобиля, так и в его салоне.

См. «Из выхлопной трубы глушителя пахнет бензином, почему?».

8. Черный нагар на электродах свечей зажигания.

Сажа и копоть от несгоревшего топлива забивают электроды свечей зажигания черным нагаром. По нему начинается утечка тока, что снижает мощность искры (или даже приводит к ее исчезновению), что является причиной перебоев в работе двигателя. См. «Черный нагар на свечах зажигания».

Черный нагар на центральном и боковых электродах свечи зажигания образуется при работе двигателя автомобиля на излишне переобогащенной топливной смеси

hr>
Обнаружив какой-либо из перечисленных признаков (либо все вместе) можно смело снимать «крышку» карбюратора и выяснять причину повышения уровня топлива в поплавковой камере.

Причины высокого уровня топлива в поплавковой камере карбюратора

— Неправильная регулировка уровня топлива

Расстояние от поплавка до прокладки «крышки» карбюратора меньше 2 мм, либо расстояние от края поплавковой камеры до «зеркала» бензина в ней больше 26 мм (см. фото в начале статьи). Для устранения неисправности нужно проверить и отрегулировать уровень топлива согласно инструкции: «Регулировка уровня топлива в поплавковой камере карбюратора Солекс 2108, 21081, 21083».

Установка уровня топлива в поплавковой камере карбюратора Солекс 2108, 21081, 21083

— Не герметичность игольчатого клапана поплавковой камеры

Он пропускает больше чем требуется бензина в карбюратор, что приводит к повышению уровня топлива. Этот клапан можно проверить и в случае обнаружения неисправности заменить. См. «Не держит игольчатый клапан карбюратора Солекс».

Проверка игольчатого запорного клапана карбюратора Солекс

— Перекачивает бензонасос

Механический топливный насос карбюраторного двигателя создает давление на игольчатый клапан поплавковой камеры в пределах 0,2-0,3 атмосферы. Если бензонасос начинает создавать избыточное давление, то игольчатый клапан поплавковой камеры приоткрывается и пропускает туда лишний бензин. А это уже повышение уровня и переобогащение топливной смеси со всеми вытекающими негативными последствиями. Причиной перекачки может быть слишком большое выступание толкателя привода бензонасоса из-за неправильно установленных под него прокладок. См. «Регулировка привода бензонасоса на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Измерение выступания толкателя бензонасоса ВАЗ

— Поплавки задевают за стенки поплавковой камеры

Поплавки подклинивают и не дают игольчатому клапану закрыться. Бензин беспрепятственно наполняет поплавковую камеру. Выставить положение поплавком можно довольно легко, подогнув их рычаги рукой. Они должны быть параллельны оттиску (отпечатку) на картонной прокладке его «крышки».

Проверка положения поплавков на крышке карбюратора Солекс

— Неисправна «обратка»

В подающей магистрали, образуются паровые пробки, которые опять же давят на игольчатый клапан вызывая переобогащение топливной смеси.

См. «Неисправности обратного клапана сливной магистрали».

Сливная магистраль — «обратка» топливной системы карбюраторного двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Примечания и дополнения

— Почему происходит сильное обогащение топливной смеси при высоком уровне топлива в поплавковой камере карбюратора?

В качестве примера возьмем ГДС, так как они работают на всех режимах работы двигателя кроме холостого хода.

Бензин и воздух смешиваются в эмульсию в эмульсионных колодцах ГДС. Далее эта смесь через распылители диффузоров попадает в смесительные камеры карбюратора, где смешивается с проходящим воздухом, образуя топливную смесь, на которой работает двигатель.

Если уровень топлива в поплавковой камере карбюратора выше нормы, в эмульсионные колодцы ГДС попадает больше бензина чем требуется, его доля в эмульсии возрастает, соответственно топливная смесь обогащается. В результате появляются симптомы перечисленные выше.

— На работу двигателя автомобиля на холостом ходу уровень топлива в поплавковой камере карбюратора не влияет. СХХ — сама себе карбюратор, она работает когда ГДС обеих камер отключены. Для работы в ее топливный канал разрежением затягивается бензин из нижней части эмульсионного колодца ГДС 1-й камеры, что позволяет не зависеть от уровня.

Еще статьи по неисправностям карбюратора

— Признаки (симптомы) низкого уровня топлива в карбюраторе

— Как устранить провал при плавном торогании автомобиля с места?

— Не тянет карбюраторный двигатель, причины неисправности

— Неисправности переходных систем карбюратора Солекс

— Признаки засорения воздушных жиклеров ГДС карбюратора Солекс

— Почему идет черный дым из глушителя автомобиля (не карбюратор)?

Подписывайтесь на нас!

Устройство карбюратора (часть1) — Обслуживание и ремонт

Минутка классики на MyPitBike. ru.
Выдержка из «Топливные системы мотоциклов» Робинзона, посвященная устройству карбюратора. Нижеследующий объемный текст позволит лучше понять принципы устройства и работы карбюратора, что будет чрезвычайно полезно при диагностике неисправностей, связанных с системой подачи топлива.
Ввиду объема пост будет разбит на пару частей.

Введение

Работа карбюратора основана на химических и физических свойствах газов, описанных в предыдущих двух главах. Чтобы понять, как устроен карбюратор, мы спроектируем простейший, но работающий карбюратор, основываясь на течении струи в трубке. Сечение воздушного канала карбюратора должно быть достаточно большим для того, чтобы обеспечить подачу воздуха при максимальной мощности двигателя, и достаточно маленьким для того, чтобы обеспечить возрастание скорости воздуха и создание достаточного разрежения между поплавковой камерой и топливным распылителем. Поскольку давление над распылителем топлива зависит от скорости воздуха, во многих карбюраторах старых конструкций имелось сужение в районе установки распылителя для местного повышения скорости воздуха.

Это сужение называется диффузором или трубой Вентури (по имени итальянского физика Джованни Батиста Вентури. 1746-1822). Сужения препятствуют свободному потоку воздуха и поэтому не использовались в карбюраторах форсированных мотоциклов, хотя и оставались в качестве термина, обозначающего эту часть карбюратора.

Рис. 1. Элементарный карбюратор — топливный резервуар соединен с диффузором Закругленный «раструб» препятствует возникновению завихрений и способствует повышению пропускной способности карбюратора. Резиновая опора защищает диффузор от вибраций и тепла.

Наш простейший карбюратор представляет собой только диффузор и трубку подачи топлива (рис. 1). Мы можем добавить к нему несколько усовершенствований. Эксперименты с потоком воздуха показывают, что воздуховод становится более эффективным, если на его конце имеется раструб, имеющий загиб, составляющий 180 град. Воздуховод должен быть максимально прямым и гладким, то есть не иметь препятствий, карманов и резких изгибов, которые могут привести к возникновению завихрений воздушного потока. Второй конец карбюратора крепится к двигателю на упругой опоре, по возможности, не имеющей выступов. Эта опора предназначена для зашиты карбюратора от тепла и вибраций, исходящих от двигателя.
Повышение температуры газа приводит к снижению его плотности, то есть аналогичный объем газа имеет меньшую массу (в нем меньше молекул), поэтому в этом объеме сгорит меньше молекул топлива. Вибрация вызывает те же проблемы, что и вибрация в любых механизмах. Она может привести к появлению пены в топливе и недостаточной эффективности работы запорного клапана. Запорный клапан — это следующее усовершенствование нашего карбюратора. Он предназначен для поддержания определенного уровня топлива.

Подача топлива

Топливо подается из топливного бака при помощи насоса или под собственным весом и проходит через клапан, представляющий собой конусную иглу (рис. 2). Поплавок в топливном резервуаре поддерживает иглу и, по мере наполнения резервуара топливом, поплавок поднимается, а игла запирает клапан и подача топлива прекращается. Обычно игла клапана имеет подпружиненный плунжер, который упирается в язычок поплавка. Это плунжер защищает иглу от вибраций и способствует более точному поддержанию уровня топлива в резервуаре. Клапаны этого типа очень восприимчивы к любым соринкам, которые могут попасть между иглой и седлом и препятствовать запиранию клапана. Поэтому перед клапаном обычно устанавливается топливный фильтр. В запорном клапане могут быть две регулировки. Во-первых, высота поплавка, которая определяет уровень топлива в резервуаре. Она регулируется подгибанием язычка, который упирается в иглу.

Рис. 2. Игольчатый клапан. Когда уровень топлива поднимется до определенного уровня, поплавок прижмет иглу клапана к седлу, прекращая подачу топлива.

Высота поплавка может измеряться как уровнем топлива в камере, так и высотой поплавка в момент полного закрытия клапана. В любом руководстве по обслуживанию карбюратора Вы найдете метод и инструменты для измерения высоты поплавка.

Если возникла необходимость в контроле уровня топлива в поплавковой камере, соединим отрезком шланга поплавковую камеру с прозрачной трубкой и установим запорный клапан (рис. 3).

Рис. 3. Датчик уровня топлива. Поплавковая камера соединена отрезком шланга с прозрачной трубкой, в которой можно увидеть уровень топлива. Уровень топлива контролируется относительно какой-либо точки корпуса карбюратора (обычно относительно прокладки поплавковой камеры).

Расположим прозрачную трубку параллельно поплавковой камере и откроем запорный клапан. Уровень топлива в трубке будет равным уровню топлива в поплавковой камере. Если на трубке нанести риску, то по ней очень легко контролировать уровень топлива. Обычно уровень топлива в поплавковой камере отсчитывается от определенной точки(чаше всего для этого используется прокладка поплавковой камеры). Если топливная магистраль имеет насос для ручной подкачки топлива, этим насосом можно восстанавливать нужный уровень топлива.

Для регулировки уровня топлива в поплавковой камере карбюратор нужно снять с мотоцикла, затем снять крышку поплавковой камеры и перевернуть ее. Регулировка уровня топлива производится изменением высоты поплавка относительно поверхности под прокладку, причем поплавок должен прижимать игольчатый клапан к седлу (рис. 4).

Рис. 4 Регулировка уровня топлива в карбюраторе. Обычно измеряется расстояние между поплавком и прокладкой карбюратора. Поплавок должен касаться игольчатого клапана, однако, пружина клапана не должна быть сжата. Возможно, для этого понадобится развернуть корпус карбюратора под некоторым углом, как показано на рисунке

Обычно для проверки и регулировки уровня топлива используется приспособление Т-образного или квадратного сечения. Другой регулировкой является изменение размеров игольчатого клапана и его седла. От этого зависит степень уплотнения клапана. Поскольку усилие поплавка является постоянным, давление клапана на седло зависит от площади клапана и от диаметра седла клапана.

При меньшем диаметре, площадь будет меньше, а давление — больше. Это давление должно быть больше давления, создаваемого в топливной магистрали, которое, в свою очередь, зависит от высоты топливного бака и от давления, создаваемого топливным насосом и регулятором давления. При возрастании давления в топливной магистрали необходимо уменьшать диаметр клапана, чтобы предотвратить перелив топлива.
Поскольку в поплавковую камеру запивается топливо, необходимо предусмотреть возможность для выпуска из нее воздуха. Обычно трубка для вентиляции поплавковой камеры объединяется с дренажной трубкой, которая используется для слива излишков топлива в случае переполнения поплавковой камеры (рис. 5). Перепив топлива (также как и его недостаток) является очень серьезной проблемой. Если в двигатель поступает топливо в виде жидкости, оно скапливается на днище поршня. При запуске двигателя несжимаемое жидкое топливо попадает между поршнем и головкой цилиндра и способно разрушить поршневые кольца и шатуны.

Рис. 5. Вентиляция поплавковой камеры и переливная трубка. Давление воздуха в поплавковой камере должно поддерживаться на постоянном уровне. В ранних моделях карбюраторов поплавковая камера просто соединялась с атмосферой и трубка для вентиляции объединялась с переливной трубкой. При переливе топливо сливалось по этой трубке, что предотвращало попадание жидкого топлива в двигатель. В карбюраторах поздних моделей давление в поплавковой камере поддерживается равным давлению в воздушной камере.

В мотоциклах, у которых воздушная камера используется для повышения мощности двигателя, давление в поплавковой камере поддерживается равным давлению в воздушной камере. Поэтому трубка для вентиляции выведена в воздушную камеру и не может использоваться в качестве перепускной трубки для слива топлива. В связи с этим в качестве следующего усовершенствования целесообразно установить запорный клапан в топливную магистраль, перекрывающий подачу топлива в карбюратор после остановки двигателя.
В нашем карбюраторе поплавковая камера расположена непосредственно под топливным жиклером, так как это и бывает в карбюраторах современных мотоциклов, хотя в прошлом поплавковая камера располагалась сбоку или вообще отдельно от карбюратора и соединялась с ним при помощи трубки. Независимая установка поплавковой камеры позволяет иногда решить проблему компоновки, а также обеспечивает возможность питания нескольких карбюраторов из одной поплавковой камеры. Кроме того, опуская и поднимая поплавковую камеру, очень легко регулировать уровень топлива в ней, хотя такая регулировка не будет точной. Недостатком поплавковой камеры является текучесть топлива: при торможении оно будет приливать к передней стенке камеры, а при ускорении — к задней. Если поплавковая камера расположена сбоку от карбюратора, то для мотоциклов без коляски сила, воздействующая на топливо в поплавковой камере, очень мала, поскольку при поворотах мотоцикла он наклоняется в сторону поворота, поэтому уровень топлива остается неизменным.

Самое забавное заключается в том, что в то время, когда устанавливались независимые поплавковые камеры, очень популярны были мотоциклы с коляской. Естественно, в этих мотоциклах при повороте налево топливо отливало от карбюратора, а при повороте направо — приливало к карбюратору. Специально для мотоциклов с коляской были изобретены компенсаторы, представляющие собой дополнительные камеры, расположенные с противоположной стороны карбюратора. В современных мотоциклах поплавковые камеры объединены с карбюратором, а топливный жиклер расположен приблизительно в центре камеры, поскольку в этой точке изменение уровня топлива минимально. Однако проблема, связанная с изменением уровня топлива, все же остается. Для решения этой проблемы конструкторы устанавливают успокоители, представляющие собой колпачки, которые надеты на конец топливного жиклера (рис. 6). Для сохранения простоты изложения теории мы не будем вдаваться в дальнейшие подробности устройства поплавковых камер.

Рис. 6. Успокоитель топливного жиклера. Иногда на топливные жиклеры устанавливают успокоители, препятствующие изменению уровня топлива в точке его отбора при резких ускорениях и торможениях мотоцикла. В автомобилях и мотоциклах с коляской подобные эффекты возникают также и при движении в повороте

Топливные жиклеры

Итак, мы имеем гладкий диффузор, распылитель топлива и обеспечили постоянную подачу топлива. Размер диффузора зависит от потребности двигателя, а подача топлива должна быть такой, чтобы состав рабочей смеси был оптимальным. Иначе говоря, трубка подачи топлива должна быть такой, чтобы обеспечить нужный расход топлива и его распыление. Для этого в трубку подачи топлива вворачивается калиброванный дроссель, называемый жиклером. Такая конструкция дает полный контроль за расходом топлива (поскольку жиклер можно заменить другим (поскольку жиклер можно заменить другим) и называется главным жиклером (Рис 7)

Рис. 7. Главный жиклер. Обычно выполнен в виде миниатюрного диффузора для обеспечения плавного потока топлива в широком диапазоне изменений давления. Жиклеры маркируются по наименьшему диаметру отверстия или в зависимости от производительности при определенном давлении. Жиклеры могут иметь различные конструкции, и быть изготовленными из разных материалов (обычно пластмасса или латунь). Характеристики жиклеров также могут быть различными. При сравнении двух жиклеров, изготовленных одним производителем, имеющих одинаковую конструкцию, изготовленных из одних и тех же материалов, жиклер 140 будет более производительным, чем жиклер 135. Однако на жиклеры, выполненные разными производителями или из различных материалов или имеющие различную конструкцию, это правило не распространяется.

Скорость воздуха в карбюраторе зависит от частоты вращения двигателя и от диаметра диффузора. Давление воздуха изменяется пропорционально квадрату скорости воздуха. Если диаметр жиклера больше минимально допустимого по условиям течения жидкости (см. примечание 1), сила, которая поднимает топливо, возрастает пропорционально квадрату частоты вращения двигателя. Таким образом, при удвоении частоты вращения двигателя скорость воздуха также удвоится (если пренебречь потерями напора воздуха). Давление воздуха при этом уменьшится в 4 раза, поэтому топлива будет поступать больше, чем нужно. Чем больше изменение скорости воздуха, тем больше разница между потребным и действительным расходом топлива.
В результате этого явления, жиклер, который обеспечивает двигатель корректной рабочей смесью при малой частоте вращения, начинает чрезмерно обогащать рабочую смесь при повышении частоты вращения двигателя. Если же жиклер обеспечивает корректную смесь при высокой частоте вращения двигателя, то при снижении оборотов смесь чрезмерно обедняется. Разность подачи топлива при максимальной и минимальной частоте вращения двигателя называется градиентом расхода. В карбюраторах мотоциклов эта проблема решается установкой воздушных жиклеров, которые также называются воздушными корректорами. Они устанавливаются так (рис. 8), чтобы воздух смешивался с топливом в трубке подачи топлива. Расход воздуха при этом регулируется диаметром жиклера и также зависит от квадрата скорости воздуха в диффузоре. Такая конструкция позволяет обеспечить корректный состав рабочей смеси не только в одной точке. При плавном изменении частоты вращения двигателя такая конструкция обеспечивает двигатель корректной рабочей смесью.

Рис. 8. Воздушный жиклер. Представляет собой узкий воздуховод, в который может быть вставлен латунный жиклер. Используется для смешивания воздуха с топливом в эмульсионной трубке — топливном жиклере, в котором просверлены отверстия

Эффект установки воздушного жиклера возрастает с ростом частоты вращения двигателя. В этом случае мы установим топливный жиклер, который обеспечивает корректную рабочую смесь при низкой частоте вращения двигателя (такой, который обогащает рабочую смесь при максимальной частоте вращения двигателя). Теперь, увеличивая диаметр воздушного жиклера, добьемся корректного состава рабочей смеси при максимальной частоте вращения двигателя. Возможно, этот процесс придется повторить несколько раз до тех пор, пока состав рабочей смеси не станет корректным во всем диапазоне частот вращения двигателя.
Вообще введение воздушного жиклера в конструкцию карбюратора позволяет решить несколько проблем. Есть множество способов смешивания топлива с воздухом. Мы можем изменять высоту, на которой подается воздух, изменять размер колодца. а также изменять количество и диаметр отверстий в топливном жиклере (такой жиклер называется эмульсионной трубкой), размер эмульсионной трубки, а также точку выхода трубки в диффузор. Смешивание воздуха с топливом приводит к пенообразованию, что облегчает перемешивание топлива с основным воздушным потоком, что, в свою очередь, облегчает полное сгорание рабочей смеси и улучшает чувствительность карбюратора. Когда топливо находится в виде пены, оно в меньшей степени, чем жидкое топливо, возвращается обратно в поплавковую камеру при снижении загрузки двигателя. Поэтому такой карбюратор быстрее реагирует на резкое повышение загрузки двигателя. И, наконец, колодец, в котором расположена эмульсионная трубка, частично заполнен топливом, которое находится близко к диффузору, поэтому двигатель более чутко реагирует на резкое ускорение.
В отличив от возможности контроля над составом рабочей смеси, все остальные преимущества эмульсионной трубки представляют собой чисто академический интерес, поскольку в нашем карбюраторе отсутствует дроссельная заслонка. Наш простейший карбюратор постоянно открыт и не способен регулировать расход воздуха или загрузку двигателя.

Скорость воздуха, размер карбюратора и его характеристики

Если объем цилиндра равен 250 см3, это означает, что во время впуска через карбюратор должно пройти (теоретически) 250 см3 воздуха, причем это количество воздуха должно поступить за 180 градусов поворота коленчатого вала. Если мы знаем максимальную частоту вращения двигателя (например, 12000 об/мин. или 200 об/с), то каждый оборот коленчатого вала происходит за 1/200 секунды, а половина оборота (180о) происходит за 1/400 или за 0.0025 секунды.
При этом расход воздуха будет равен 250/0.0025 или 100000 см3/с. Этот расход представляет собой усредненное значение (при впуске скорость воздуха сначала равна нулю, затем возрастает до максимума, а затем вновь уменьшается), однако, полученные результаты позволяют судить о процeccax, происходящих в двигателе. Для того, чтобы определить скорость воздуха в карбюраторе, необходимо знать расход воздуха и площадь поперечного сечения карбюратора. Обычно, для больших двигателей используются карбюраторы с диаметром диффузора 38 мм, поэтому площадь по-перечного сечения равна: п(38)2/4 = 1134.11 мм8 или 11.34 см2.
Представим себе столб воздуха, имеющий площадь, равную поперечному сечению диффузора, а высоту такую, что его объем составляет 100000 см3. Высота этого столба будет равна 100000/11.34 = 8818.3 см, или 88.183 м, а средняя скорость воздуха при 12000 об/мин составит 88. 2 м/с (или 318 км/ч). В соответствии с уравнением Бернулли (см. главу 3) и учитывая, что плотность воздуха равна 1.225 кг/м3, а поток воздуха не сжат, получим падение давления 4.76 кПа в районе распылителя топлива. Про делав те же вычисления при частоте вращения двигателя, равной 3000 об/ мин (если считать эту скорость минимальной), получим, что скорость воздуха равна 22.05 м/с, а падение давления равно 0.298 кПа. Эти значения представляют собой усредненные скорость и давление воздуха в карбюраторе. Падение давления относительно невелико, особенно при малой частоте вращения коленчатого вала и при полном открытии дроссельной заслонки. Если учесть, что плотность топлива равна 0.7 г/см3, то высота столба топлива составит 43.2 мм при том разрежении, которое создается на скорости двигателя 3000 об/мин. Если расстояние между уровнем топлива в поплавковой камере и соплом распылителя не превысит этот размер, то карбюратор будет работоспособен. Как показывают эти рассуждения, для каждого карбюратора необходимо знать диапазон рабочего давления, а также расход воздуха через него. Объем моторного отсека, отводимый для карбюратора, должен быть таким, чтобы карбюратор смог обеспечить необходимый диапазон давления и расхода воздуха в зависимости от мощности проектируемого двигателя. Пределом для карбюратора частично является возможность двигателя разогнать воздух до необходимой скорости за такое короткое время, а частично — способностью карбюратора пропустить необходимое количество воздуха, обеспечив ему равномерное течение. При достижении скоростью воздуха критической точки, воздушный поток разрывается, и в нем возникают завихрения. При этом возрастании расхода воздуха с ростом частоты вращения двигателя не происходит и мощность двигателя падает. При увеличении рабочего объема цилиндра, необходимо устанавливать карбюратор большего диаметра, однако, в таком карбюраторе скорость воздуха при малых оборотах двигателя будет слишком низкой (а разрежение в диффузоре будет недостаточным). Размеры карбюратора накладывают ограничения на максимальный и минимальный расход воздуха. Максимальный расход воздуха ограничен пропускной способностью карбюратора и мощностью двигателя. Минимальный расход воздуха ограничивается возможностью подсасывания топлива при малой скорости воздуха. Допустим, что проектируемый двигатепь имеет пик момента и пик мощности в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 8000 до 10000 об/мин. Если обороты двигателя превышают эти значения, происходит падение расхода воздуха, поэтому при 12000 об/мин в двигатепь объемом 250 см3 попадет воздуха меньше, чем 250 см3.
Для простоты допустим, что коэффициент наполнения двигателя равен 100%, тогда, при максимальном крутящем моменте, коэффициент наполнения составит около 105%, причем это значение будет уменьшаться по обе сторону от максимуме крутящего момента до 90% и даже ниже. Кривая крутящего момента совпадает с кривой расхода воздуха лучше, чем кривая мощности двигателя, поскольку крутящий момент зависит от объема воздуха, поступившего в двигатель, и от способности двигателя сжечь весь воздух и извлечь из него тепло. Снижение расхода воздуха, состав рабочей смеси или неполное сгорание смеси видны не кривой крутящего момента в виде впадин. Отличие кривой крутящего момента от кривой мощности заключается в том, что крутящий момент представляет собой характеристику расхода воздуха и сгорания на один цикл, а мощность представляет собой эту характеристику за единицу времени. Иными словами крутящий момент может быть меньше при 9000 об/ мин, чем при 8000 об/мин, в то время, как мощность при дополнительной 1000 об/ мин может возрасти. Мощность начнет уменьшаться, когда крутящий момент начнет падать быстрее, чем прибавляться частота вращения коленчатого вала.

Примечание 1

При течении жидкости в трубе скорость частиц жидкости различается, то есть возникает «градиент скорости». Это явление заключается в том, что при удалении от поверхности скорость жидкости возрастает, достигая скорости «свободного» течения. В основном, это различие зависит от вязкости жидкости (сопротивления сдвигу). Толщина слоя жидкости, в котором наблюдается градиент скорости, очень мала, однако, при течении топлива в жиклере, толщина этого слоя становится соизмеримой с диаметром жиклера. При возрастании скорости течения топлива, толщина пограничного слоя возрастает до тех пор, пока все сечение жиклера не становится зоной градиента скорости. Начиная с этого момента для повышения скорости течения требуется все большее и большее возрастание давления — до тех пор, пока скорость не достигнет своего максимального значения.

Что такое поплавковая камера? (с изображением)

`;

Автомобили

Факт проверен

Т. Л. Чайлдри

Дата последнего изменения: 16 января 2023 г.

Поплавковая камера используется как часть системы карбюратора для регулирования количества топлива, подаваемого в двигатель. Его часто называют чашей карбюратора. Эти камеры работают, позволяя находящемуся в них топливу поднимать полый поплавок, соединенный с запорным клапаном. Когда в поплавковую камеру поступает достаточное количество топлива, поплавок поднимается и закрывает клапан. Если уровень топлива в камере становится слишком низким, поплавок опускается и снова открывает клапан. Типичные топливные камеры можно использовать только в карбюраторах с горизонтальной ориентацией.

Для работы двигатель внутреннего сгорания должен поддерживать постоянную подачу топлива. Топливо обычно подается в двигатель этого типа либо карбюратором, либо какой-либо формой впрыска топлива. В двигателе с карбюратором должен быть резервуар с топливом без давления для всасывания в камеры сгорания. Эта постоянная подача топлива без давления поддерживается внутри поплавковой камеры карбюратора.

Поплавковая камера типичного карбюратора содержит полый поплавок, прикрепленный к игольчатому клапану. В нормальной конфигурации карбюратора топливо поступает в поплавковую камеру из линии подачи и заставляет поплавок подниматься до заданного уровня. При достижении нужного уровня игольчатый клапан, прикрепленный к поплавку, перекрывает подачу поступающего топлива. По мере того, как карбюратор всасывает топливо из поплавковой камеры, его уровень снижается, что вызывает движение поплавка вниз. Это движение вниз открывает игольчатый клапан и позволяет дополнительному топливу поступать в камеру.

В негоризонтальных карбюраторах должна использоваться другая конфигурация поплавковой камеры. В этой конфигурации гибкая диафрагма составляет одну сторону камеры. Эта диафрагма соединена с игольчатым клапаном и занимает место поплавка. Когда двигатель вытягивает топливо из камеры, изменяющееся давление воздуха перемещает диафрагму внутрь. Движение диафрагмы внутрь заставляет игольчатый клапан открываться и пополнять запас топлива.

В двигателях, оснащенных карбюратором, иногда могут возникать проблемы, связанные с поплавковой камерой. Латунные поплавки, используемые в камере, иногда дают течь, что приводит к потере плавучести. Пластиковые поплавки могут испортиться и стать слишком пористыми, чтобы функционировать должным образом. Образование смолы и лака, повреждающих поплавок, также может происходить, когда топливо удерживается в камере в течение определенного периода времени. Плохо работающий поплавок обычно приводит к тому, что топливо в камере поднимается выше необходимого уровня и заливает двигатель.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

Поплавок карбюратора самолета из твердой эпоксидной смолы

Если бы вы знали способ сделать полет на своем самолете более безопасным и надежным, разве вы не сделали бы это? Теперь есть решение 21-го века, которое решает проблемы с поплавками карбюратора.

Ранние карбюраторы имели цельнопробковые поплавки. Твердая пробка не будет течь, но она будет поглощать топливо, а затем станет слишком тяжелой для правильной работы.

Полые латунные поплавки появились примерно во время Первой мировой войны. Их полупонтоны толщиной с яичную скорлупу были спаяны вместе. Затем понтоны припаивались к латунным рамам. Топливо они не впитывали, но спаянные швы не всегда были надежными и часто протекали.

Около половины отчетов FAA о проблемах с обслуживанием карбюраторов связаны с неисправностями поплавка. Например: «ДВИГАТЕЛЬ НЕ РАБОТАЕТ БОЛЕЕ ОДНОЙ МИНУТЫ…. ЛЕВЫЙ ПОНТОН БЫЛ НАШЕЛ В КАРБЮРАТЕ КАРБЮРАТОРА». И здесь: «ОТВЕРСТИЕ ДЛЯ ШПИЛЬКИ ПОЗВОЛЯЛО ПРОТЕЧАТЬ ТОПЛИВО В ПОПЛАВОК…… ВЫЗЫВАЯ АВАРИЙНУЮ ПОСАДКУ».

Негерметичность и выход из строя вызваны трудностями ручной пайки швов латунных поплавков. При испытании погружением в горячую воду можно увидеть пузырьки, выходящие из неисправного поплавка. Если воздух может выйти… топливо может попасть ВХОД, а если топливо попадет ВХОД, поплавок утонет.

В 2005 году был изобретен твердый эпоксидный затирочный материал Marvel-Schebler. Не протечет, эпоксидка не впитает топливо, пайки нет, так что не развалится. Основные производители двигателей, Lycoming и Continental, быстро определили твердый поплавок для использования во всех авиационных карбюраторах Marvel Schebler типа «MA» и «HA».

Отверстие в эпоксидном поплавке не имеет значения. Вот один бурят, а потом спустили на воду. Даже этот поплавок с несколькими отверстиями надежно плавает.

Полый поплавок с отверстием в нем легко тонет. Эпоксидные поплавки прочны, надежны и прочны. Когда поплавки с эпоксидной смолой подвергаются воздействию температуры минус 50 градусов в холодной камере, она настолько холодная, что вы ожидаете, что она разобьется при ударе.

В другом испытании латунный поплавок и поплавок из эпоксидной смолы нагревали в печи. Латунный поплавок развалился, а эпоксидный поплавок остался целым.

В ходе испытаний в суровых условиях эпоксидные поплавки были погружены в съемник карбюратора на несколько дней без повреждений, даже несмотря на то, что некоторые из них были разрезаны, чтобы обнажить их внутреннюю часть.

Многие тысячи поплавков из твердой эпоксидной смолы используются в отремонтированных и новых карбюраторах OEM. Ни один из них не протекал, не разваливался и не впитывал топливо. Эти преимущества фактически делают полые латунные поплавки устаревшими для использования в авиации.

Кто бы ни делал полые поплавки… или даже из чего они сделаны, проблема в том, что полые поплавки… ну… они полые. А полые предметы могут утонуть… вне зависимости от того, одобрены они PMA или нет.

Твердые эпоксидные поплавки Marvel-Schebler не протекают и не тонут… а паяные соединения, которых не существует, не могут выйти из строя.

Marvel-Schebler — производитель карбюраторов оригинального оборудования, который уже более 70 лет поставляет оригинальные карбюраторы OEM для компаний Teledyne Continental Motors, Lycoming Engines, Franklin Engines, Engine Components, Superior Engines, Cessna Aircraft и Robinson Helicopters.

Рисковать — не лучшая идея, когда на карту поставлены жизни.