Работа типового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) базируется на сгорании топливовоздушной смеси (ТВС). Ее состав зависит от нагрузки двигателя, и должен изменяться в процессе работы. Это значит происходит постоянное изменение соотношение между воздухом и бензином при изменении факторов движения. Нужные пропорции веществ задает карбюратор, или в современных транспортных средствах – контроллер впрыска. Поэтому, прежде чем описывать принцип работы экономайзера, нужно поговорить о работе карбюратора.
Понять принцип работы карбюратора поможет рисунок ниже:
Бензин на постоянном уровне находится в поплавковой камере, уровень топлива поддерживается работой игольчатого клапана. Через воздушный фильтр воздух попадает в цилиндры двигателя. Затем он следует через смесительную камеру и благодаря имеющемуся там небольшому сужению, в этом месте генерируется воздушное разрежение по отношению к поплавковой камере, в которой поддерживается постоянным уровень атмосферного давления.
Из-за появившейся разницы давлений в смесительную камеру начнет поступать горючее. Проходя через жиклер, оно будет разделяться на мельчайшие капли, испаряясь и смешиваясь с воздухом образуется ТВС, следующая в цилиндры двигателя. Соотношение между воздухом и бензином зависит от положения карбюраторной заслонки, напрямую связанную с педалью акселератора. Чем сильнее она нажата водителем, тем сильнее открыта заслонка и больше степень разрежения и больше бензина идет на генерацию топливовоздушной смеси.
В тот самый момент, когда карбюраторная заслонка почти открыта, мотор испытывает максимум нагрузки, а значит ему необходимо еще большее количество бензина, чем во время работы на стандартных режимах. В этот самый момент и начнет свою работу экономайзер, топлива на образование смеси поступает еще больше, и смесь становится более обогащенной бензином.
Дроссельная карбюраторная заслонка через специальные рычаги связана с особым клапаном. В тот момент когда она полностью открыта, это вызавет его срабатывание, и некоторое добавочное количество бензина, проходя через жиклер экономайзера, следует на образование ТВС. Такое поступление вызывает обогащение ТВС и обеспечивает работу двигателя в случае повышенной нагрузки. Если водитель отпускает педаль газа, заслонка прикрывается, пружина запирает клапан и работа экономайзера останавливается.
ЭПХХ обеспечивает экономию топлива, т.к это связано с торможением автомобильного мотора при движении с горки или накатом, когда скорость включена и педаль газа отпущена. В этот момент ЭПХХ дополняет уже имеющуюся в карбюраторе систему холостого хода (). Она выполняет функцию подачи топлива в мотор при закрытой заслонке, т.е за счет разрежения, образуемого под ней, горючее по особому каналу ХХ следует через жиклер и попадаетт в двигатель, что и обеспечивает его работу в режиме ХХ.
Но при этом, если транспортное средство двигается с горки или накатом, то коленвал вращается с большей частотой, чем свойственно режиму ХХ, что вызывает более значительное потребление бензина и снижает эффективность торможения мотором. Для исключения такого развития событий, срабатывает ЭПХХ, и поступление топлива прекращается. В режиме принудительного ХХ поступление бензина останавливается с помощью специального электромагнитного клапана, управляемого простым электронным блоком, схему которого для автомобилей ВАЗ мы приведем чуточку ниже.
Исходными данными для срабатывания ЭПХХ являются сигнал с датчика о закрытой заслонке и повышенное число оборотов коленчатого вала. Такой режим работы ЭПХХ поддерживается до тех пор пока:
не будет отключена передача и машина начнет двигаться в режиме обычного ХХ;
Когда водитель нажмет педаль газа и движение пойдет с более высокой скоростью, экономайзер сработает по положению заслонки.
Таким образом, работа экономайзера в карбюраторе обеспечивает обогащение ТВС при максимальноц нагрузке, а также существенную экономию топлива и более лучшую эффективность торможения двигателем в режиме принудительного ХХ.
Экономайзером называется дополнительное устройство в конструкции карбюратора, с помощью которого смесь автоматически обогащается при полной нагрузке двигателя. В отличие от экономайзера системы холостого хода (ЭПХХ) эти устройства призваны не обеднять, а обогащать смесь при необходимости. Такая необходимость возникает, когда водитель до конца нажал на педаль акселератора, полностью открыв дроссельную заслонку, но главная дозирующая система карбюратора не способна обеспечить требуемый запас мощности двигателя.
Экономайзер, в противоположность своему названию (слово экономайзер происходит от английского «economize» - «сберегать»), служит для обогащения горючей смеси на мощностных режимах (при большом открытии дроссельной заслонки), обеспечивая тем самым соответствующий этим режимам состав смеси.
Обычно экономайзер состоит из жиклера и клапана с автоматическим управлением, и его принцип работы заключается в открывании дополнительного канала для поступления топлива в смесительную камеру карбюратора при необходимости.
Экономайзеры могут иметь механический или пневматический приводы.
Экономайзер с механическим приводом, показанный на Рис. 1, включает в себя клапан 3, шток 1 с приводом от дроссельной заслонки 5 и жиклер 4.
При открытии дроссельной заслонки на 85…90% по углу поворота шток 1 экономайзера перемещается настолько, что под его действием открывается клапан 3.
С открытием клапана 3 топливо помимо главного жиклера 2 начинает дополнительно подаваться к распылителю 6 через жиклер 4 экономайзера, благодаря чему обеспечивается необходимое при полных нагрузках обогащение смеси.
Один из недостатков экономайзеров с механическим приводом – включение при одном и том же положении дроссельной заслонки независимо от характера изменения мощности по углу поворота дроссельной заслонки на различных частотах вращения коленчатого вала. Хотя целесообразно включать экономайзер тем раньше, чем ниже частота вращения.
Такого недостатка нет у экономайзеров с пневматическим приводом и двумя смесительными камерами, схема которого показана на Рис. 2.
Экономайзер мембранного типа соединяется с поддроссельным пространством первичной камеры воздушным каналом 6. Жиклер 9 экономайзера устанавливается в топливном канале 10.
Через шариковый клапан 8 соединяются внутренняя полость под мембраной и поплавковая камера карбюратора.
При открытии дроссельной заслонки 5 на большой угол разрежение во впускном трубопроводе уменьшается и соответственно снижается его воздействие через канал 6 на мембрану 7. Тогда пружина, постоянно воздействующая на мембрану слева, прогибает ее вправо и открывает клапан 8. При этом дополнительное количество топлива через жиклер 9 по каналу 10 поступает в главную дозирующую систему, обогащая горючую смесь.
Эконостаты
Кроме экономайзеров обогащающим устройством на режиме полных нагрузок являются эконостаты, которые служат для дополнительного обогащения смеси. Необходимость установки эконостата вызвана возможным переобеднением смеси главной дозирующей системой при большом расходе воздуха на этих режимах.
Эконостат взаимодействует с вторичной смесительной камерой и вступает в работу на нагрузочных и скоростных режимах, близких к предельным, при полностью открытых дроссельных заслонках 5 и 1 (Рис. 2). При этом топливо поступает через жиклер 3, проходит трубку 11 и по каналу поступает к распылителю 12 эконостата, который размещен выше распылителя главной дозирующей системы.
Большинство карбюраторов (кроме совсем древних моделей) применяемых на автомобилях ВАЗ, оснащены двумя типа экономайзеров. Прочитав статью, вы узнаете:
для чего нужны эти устройства;
как они работают;
по каким признакам определяют их состояние;
как настраивают.
Экономайзером называю устройство, которое регулирует подачу топлива. В карбюраторах автомобилей ВАЗ применяют следующие типы экономайзеров:
Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ), который иногда называют электромагнитным клапаном (ЭМК).
Экономайзер мощностных режимов (ЭМР).
ЭПХХ установлен в верхней части карбюратора, под воздушным фильтром и состоит из соленоида, пластикового привода (по своим функциям аналогичен игольчатому клапану) и жиклера холостого хода. Он отключает подачу топлива по каналу холостого хода в смесительную камеру, если выполнены два условия – скорость вращения коленчатого вала превышает 1,7–2 тысячи оборотов в минуту и нога водителя не находится на педали газа. Сигнал на включение ЭПХХ подает блок управления, подключенный к микровыключателю и системе зажигания. ЭХПП серьезно экономит топливо при движении в горной местности. Во время затяжных спусков он блокирует подачу топлива по системе холостого хода и автомобиль переходит в режим торможения двигателем. Кроме экономии топлива это повышает безопасность движения, ведь на затяжном спуске управляемость и устойчивость автомобиля на пониженной передаче гораздо выше, чем на нейтралке.
ЭМР установлен в нижней части карбюратора, под ЭПХХ. Это устройство состоит из подпружиненной мембраны и клапана. В спокойном состоянии (когда мотор выключен), пружина мембраны давит на шарик, продавливает сопротивление его пружины, благодаря чему бензин свободно проходит через этот клапан, проходит по каналу и поступает в распылитель. Когда мотор работает, разряжение, возникающее ниже дроссельной заслонки, ослабляет влияние пружины диафрагмы, в результате чего пружина клапана выжимает шарик и последний перекрывает поступление бензина в топливный канал. Если педаль газа нажата сильней, чем на 2/3, разряжение ниже дроссельной заслонки падает и клапан открывает путь топливу к распылителю смесительной камеры. В результате смесь становится более обогащенной, что обеспечивает увеличение крутящего момента двигателя.
Вот список признаков, которые могут говорить о неисправности одного из экономайзеров:
неустойчивая работа на холостых оборотах;
затрудненный пуск прогретого двигателя;
увеличившийся расход топлива;
падение мощности и одновременное увеличение расхода топлива;
капли бензина в районе ЭМР.
Неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах может возникнуть из-за неисправности ЭПХХ. При включении зажигания, блок управления подает на клапан напряжение 12 вольт, в результате чего соленоид втягивает пластиковый привод, перекрывающий проход бензина через жиклер холостого хода. Еще одна причина неустойчивой работы на холостых оборотах – грязь в соответствующем жиклере. Пуск прогретого двигателя происходит через систему холостого хода при полностью отпущенной педали газа. Если пуск затруднен и требуется нажатие на педаль газа, скорее всего, забит жиклер или поврежден соленоид.
Увеличение расхода топлива может быть связано с множеством факторов, в том числе с неправильной работой ЭМР. Если пружинка клапана ослабла или поломалась, то клапан экономайзера будет открыт постоянно, переобогащая топливовоздушную смесь. При полностью нажатой педали газа это увеличивает мощность двигателя, но в остальных режимах наоборот, приводит к падению мощности. Из-за этого водитель вынужден сильней давить на газ, что еще больше увеличивает расход топлива. Если диафрагма ЭМР потеряла герметичность или плохо затянута крышка, то бензин будет попадать во впускной коллектор ниже дроссельной заслонки, а также просачиваться наружу. Последнее особенно опасно, потому что может привести к возгоранию топлива.
Как проверять основные системы карбюратора, снимать его с впускного коллектора и сливать топливо, читайте в статье (Карбюратор). Также внимательно прочитайте статью (техника безопасности для ремонта и обслуживания автомобилей), это поможет вам избежать возгорания топлива.
Заменить ЭПХХ или прочистить его жиклер можно без снятия карбюратора. Снимите воздушный фильтр, отсоедините провод от экономайзера и выкрутите его из корпуса карбюратора. Снимите жиклер с пластикового привода и промойте. С помощью двух проводков присоединяйте ЭПХХ к аккумулятору, если привод втягивается больше, чем на 5 мм, экономайзер исправен. Если нет, его необходимо заменить. Не забудьте продуть всю систему холостого хода. Для этого прысните в отверстие для установки ЭПХХ очиститель карбюратора и через 1 минуту продуйте с помощью компрессора.
Любые работы, связанные с ЭМР, проводите только на снятом карбюраторе, слив с него топливо. Положите нижнюю часть карбюратора на чистый стол и открутите 3 винта крепления крышки и диафрагмы. Снимите крышку и дифрагму, не потеряйте пружинку. Снимите шланг вакуумного регулятора опережения зажигания и наденьте его на клапан. Попытайтесь всосать воздух через этот шланг. Если клапан исправен, то воздух не пройдет. Если воздух проходит, клапан необходимо заменить.
Завод ДААЗ, основной поставщик карбюраторов для автомобилей ВАЗ, не выпускает запасные клапаны, поэтому его придется либо снимать с другого карбюратора, либо использовать продукцию других производителей. Чтобы снять клапан, потребуются плоская отвертка и паяльная лампа. С помощью паяльной лампы нагрейте нижнюю часть карбюратора до температуры 100–120 градусов и утконосами вытащите клапан из седла. Не перегревайте карбюратор. Когда карбюратор остынет, обязательно прочистите все каналы ЭМР. Перед установкой нового клапана нагрейте карбюратор до 80–90 градусов. Затем вставьте новый клапан и легкими ударами через оправку, внутренний диаметр которой чуть-чуть больше разрезанной трубки клапана, запрессуйте его на место. Когда карбюратор остынет, установите новую мембрану, пружинку и крышку ЭМР. Закрутите винты и соберите карбюратор, после чего установите его на место.
