Ускорительный насос

Автомобильный карбюратор

Ускорительный насос служит для обогащения смеси при резком открытии дроссельной заслонки и увеличении нагрузки на двигатель. Ускорительные насосы имеют механический или вакуумный, привод.

На рис. 25 приведена схема ускорительного насоса с механическим приводом. При закрытой дроссельной заслонке 9 поршень 13 ускорительного насоса через жесткую связь устанавливается в верхнее положение. Топливо через шариковый обратный клапан 12 заполняет цилиндр насоса. Нагнетательный клапан 7 в этом положении под действием собственной силы тяжести закрывает седло, перекрывая тем самым доступ воздуха через распылитель 6 насоса в поплавковую камеру 1.

Схема эконостата и ускорительного насоса

Рис. 25. Схема эконостата и ускорительного насоса:

1 – поплавковая камера; 2 – планка привода ускорительного насоса; 3 – жиклер эконостата; 4 – распылитель эконостата; 5 – жиклер ускорительного насоса; 6 – распылитель ускорительного насоса; 7 – нагнетательный клапан; 8 – топливный канал; 9 — дроссельная заслонка; 10 – рычаг дроссельной заслонки; 11 – шток привода ускорительного насоса; 12 – обратный клапан; 13 – поршень ускорительного насоса; 14 – пружина поршня.

При резком открытии дроссельной заслонки рычаг 10 дроссельной заслонки через шток 11 и планку 2 воздействует на пружину 14, которая сжимается, и поршень 13 под действием ее силы движется вниз. При этом в цилиндре насоса под поршнем создается давление, в результате чего закрывается обратный клапан. Вследствие этого топливо перетекает по каналу 8 и открывает нагнетательный клапан 7, затем через жиклер 5 впрыскивается в смесительную камеру карбюратора и смесь обогащается.

В рассмотренной конструкции ускорительного насоса привод выполняют так, чтобы в начальные моменты открытия дроссельной заслонки ход поршня был больше, чем в середине открытия. Это делается для компенсации обеднения смеси в начальный период.

КолесаДаром

Кроме того, в большинстве насосов усилие от планки 2 на поршень насоса передается не непосредственно, а через пружину. Этим увеличивается время впрыска топлива (затяжной впрыск), и предохраняются детали привода от поломки, так как из-за малого диаметра жиклера 5, при очень резком нажатии на педаль управления дроссельной заслонкой противодавление в цилиндре насоса может возрасти до такой величины, что тяги могут погнуться.

В некоторых конструкциях ускорительных насосов предусмотрена перестановка закрепления штока 11 на меньшее плечо действия. Этим обеспечивается сезонная регулировка производительности насоса. Летом устанавливают меньшую производительность, зимой — большую. С этой целью на конце рычага 10 делают не одно, а два или три отверстия для закрепления штока 11. Чем ближе это отверстие к оси дроссельной заслонки, тем меньше ход поршня и производительность насоса.

При резком открывании дроссельных заслонок происходит обеднение горючей смеси, обусловленное различной плотностью топлива и воздуха, а следовательно, и скоростью поступления их в цилиндры двигателя. Ускорительный насос предназначен для увеличения подачи топлива в зону диффузора карбюратора и обеспечивает обогащение горючей смеси. Его относят к числу наиболее важных обогатительных систем.

Конструктивно насос может быть выполнен плунжерным или диафрагменным (рис. 26). Он имеет полости изменяемого объема с определенным запасом в них топлива. Способ изменения объема полости определяет конструктивные особенности насоса.

Насос поршневого типа (см. рис. 26, а) содержит полость изменяемого объема, сообщенную через обратный клапан 9 и канал с поплавковой камерой, а через нагнетательный канал с нагнетательным клапаном 3. Поршень 2 жестко закреплен на штоке 4 и снабжен манжетой 1, изготовленной из эластичного материала (кожа, резина и др.). В некоторых конструкциях манжета 1 отсутствует.

Привод УН состоит из тяги 8, нажимной планки 7 и демпфирующей пружины 6, предотвращающей повреждение деталей ускорительного насоса при резком открывании дроссельной заслонки или при засорении распылителя УН. Производительность УН регулируют путем изменения хода штока ускорительного насоса при помощи регулировочной гайки 5. В процессе заполнения полости изменяемого объема обратный клапан 9 открыт, а нагнетательный закрыт. При рабочем ходе усилие через планку 7 передается на пружину б и сжимает ее. Пружина в дальнейшем, выпрямляясь, обеспечивает затяжное впрыскивание топлива через распылитель в главный воздушный канал первичной камеры. Привод УН поршневого типа конструктивно объединен в один узел с приводом экономайзера.

Ускорительный насос поршневого и диафрагменного типов

Рис. 26. Ускорительный насос поршневого (а) и диафрагменного (б) типов

Конструкция УН поршневого типа реализована в карбюраторах К-126П, -126Н, -126ГМ, -133, -133М и др. Насос диафрагменного типа с механическим приводом (см. рис. 26, б) содержит полость переменного объема с возвратной пружиной 13, перепускной жиклер 10, обратный клапан 11, канал 12, мембрану 14, нагруженную демпфирующей пружиной 15, и кулачок 19 привода, жестко посаженный на ось дроссельной заслонки. Перепускной жиклер выполнен в корпусе насоса и обеспечивает перепуск топлива при случайных колебаниях дроссельной заслонки из-за неровности дороги. Насос монтируют на фланце поплавковой камеры карбюратора. Он снабжен диафрагмой 14 с жестким центром, выполненным в виде двух тарелок, демпфирующей пружиной 15, толкателем 16 и роликом, размещенным на конце рычага 18.

Диафрагма 14 нагружена пружиной 13, размещенной в рабочей полости переменного объема. Всасывающий клапан 11 выполнен в виде шарика, размещен в вертикальном канале и сообщен через канал с поплавковой камерой.

Впускной клапан обеспечивает свободное пропускание топлива из поплавковой камеры в рабочую полость при ходе всасывания. Клапан 11 препятствует выходу топлива обратно при ходе нагнетания в период открытия дроссельной заслонки.

Нагнетательная линия 12 насоса содержит распылитель с калиброванным отверстием и нагнетательный шариковый клапан, размещенный в полости топливоподающего винта и препятствующий подаче воздуха в полость при ходе всасывания. Он пропускает топливо к распылителю только при ходе нагнетания. Наличие подобного отверстия исключает мгновенный выброс топлива через распылитель в зону малого диффузора первичной камеры. Топливо из УН поступает в основную камеру через распылитель с калиброванным отверстием, препятствующим быстрому впрыскиванию топлива.

В головке диафрагмы 14 между подпятником, контактирующим с рычагом 17, и жестким центром размещена жесткая демпфирующая пружина 15. Наличие такой пружины 15 обеспечивает затяжное впрыскивание топлива УН, предотвращающее провалы в работе двигателя. Насос снабжен также дренажным каналом с перепускным жиклером 10, соединяющим рабочую полость насоса с поплавковой камерой. Выходное отверстие дренажного канала выполнено в стенке поплавковой камеры недалеко от топливозаборного отверстия. Дренажный канал с жиклером и регулировочным винтом предназначен для корректировки (уменьшения) подачи топлива УН при медленном открытии дроссельных заслонок, когда нет необходимости подачи дополнительного топлива.

Жиклер 10 выполнен в корпусе насоса и обеспечивает перепуск топлива при случайных колебаниях дроссельной заслонки из-за неровности дороги. Топливо из поплавковой камеры забирается через канал в ее стенке и проходит через впускной клапан 11 и поступает в полость. Ход всасывания происходит за счет упругости пружины 13 диафрагмы, а ход нагнетания за счет пружины 15.

При повороте дроссельной заслонки по часовой стрелке кулачок 19 через рычаги 18 и 17, толкатель 16 воздействует на пружину 15 и сжимает ее. Выпрямляясь, пружина 15 через мембрану 14 вытесняет топливо по каналу 12 через шариковый клапан и распылитель, препятствующий быстрому впрыскиванию топлива. Вытесненное мембраной 14 топливо по каналам через выпускной шариковый клапан с упором и через канал 12 и распылитель обеспечивает затяжное впрыскивание топлива в главный воздушный канал.

Распылитель, выведенный в главный воздушный канал между малым диффузором и стенкой, крепится при помощи полого винта крепления 8 с шариковым нагнетательным клапаном. Кулачок 19 УН исполнен плоским стальным с креплением путем расклепки конца оси дроссельной заслонки. Конструкция УН диафрагменного типа реализована на всех модификациях карбюраторов семейства ДААЗ и ОАО “ПеКАР”(типа К-151).

Наиболее важными характеристиками УН являются закон подачи топлива и его производительность. При резком открытии дроссельной заслонки, когда диафрагма УН удерживается относительно медленно удаляемым топливом, не может быстро переместиться на расстояние, определяемое ходом рычага, пружина 13 сжимается и затем, по мере удаления топлива из полости насоса, медленно распрямляется, обеспечивая, во-первых, защиту диафрагмы от разрыва большим давлением топлива, а во-вторых, растягивание процесса впрыскивания на 1,0—1,2 с, что требуется для обеспечения устойчивой работы двигателя.

Ускорительный насос диафрагменного типа с механическим приводом обладает более высокой стабильностью в работе и благоприятными характеристиками, что обеспечило преимущественное его распространение. Его конструкция может быть представлена двумя наиболее типичными схемами. Ускорительный насос карбюраторов ВАЗ-2105, ДААЗ-2140, -2141, К-151 и К-156 (рис. 27, а) содержит полость 15 изменяемого объема, сообщенную через канал 17, обратный клапан 4 с седлом 2 и перепускной жиклер 3 с поплавковой камерой 1 и через канал 7 с клапаном 9 топливного жиклера 8 с распылителем 10, мембрану 14, нагруженную пружинами 16 и 11, наконечник, размещенный в крышке 13, и рычаг 12. Впрыскивание топлива осуществляется только в первичную камеру карбюратора. Насос содержит регулировочный винт 5 и упор 6.

Ускорительный насос карбюраторов 2108, 2109 и 21081 (рис. 27, 6) содержит полость 6 изменяемого объема с пружиной 15, сообщенную через канал 11, обратный клапан 13 с седлом 12, нагнетательный клапан 10 с корпусом 7, распылителями 9 и 8, выведенными в каждую камеру карбюратора, мембрану 5, нагруженную пружиной 1. При рабочем ходе усилие через рычаги 14 и 3, наконечник 2, размещенный в крышке 4, воздействует на мембрану 5 и обеспечивает затяжное впрыскивание топлива в каждую камеру карбюратора.

Схема УН диафрагменного типа карбюраторов

Рис. 27. Схема УН диафрагменного типа карбюраторов ВАЗ-2105 (а) и ВАЗ-2108 (б)

Из рассмотренных характеристик УН наиболее важными являются производительность и закон подачи топлива. Насосы поршневого типа снабжены средствами регулирования производительности, а у диафрагменных они имеются только на карбюраторах ДААЗ первых выпусков.

Ускорительный насос, устанавливаемый на автомобилях ВАЗ-2101 (рис. 28), снабжен подвижным роликом, размещенным на конце рычага 13 и кинематически связанным с кулачком 12 привода. Профиль кулачка выбран таким, что обеспечивает максимальную подачу топлива в начальный момент открывания дросселя. Диафрагма 1 кинематически связана через демпфирующую пружину (на рисунке не показана) с толкателем 15 и нагружена со стороны первичной камеры цилиндрической пружиной 14 размещенной в полости переменного объема.

Схема УН карбюратора ВАЗ-2101

Рис. 28. Схема УН карбюратора ВАЗ-2101

Нагнетательная линия насоса содержит впускной шариковый клапан 2, перепускной клапан 3, камеру 4 паров топлива, нагнетательный клапан, размещенный в топливоподающем винте 6, и распылитель 5 с калиброванным отверстием. Кулачок 12 привода также связан кинематически через рычаг 11 и шток 10 с клапаном 8 разбалансировки поплавковой камеры 9, перекрывающим выход 7 канала разбалансировки. Калиброванное отверстие исключает мгновенный выброс топлива через распылитель 5 в зону диффузора первичной камеры. Одновременно с этим наличие демпфирующей пружины обеспечивает затяжное впрыскивание топлива УН, предотвращая провалы в работе двигателя.

Впускной клапан выполнен в виде шарика 2 и ограничителя его хода, запрессованного в стенке поплавковой камеры. Клапан 2 обеспечивает свободное пропускание топлива из поплавковой камеры через отверстие в ее стенке со стороны УН в полость переменного объема при закрытой дроссельной заслонке и препятствует выходу топлива при начале ее движения. Для обеспечения надежной работы насоса предусмотрена камера 4 паров топлива.

Нагнетательная линия насоса содержит нагнетательный шариковый клапан, размещенный в полости топливоподающего винта 6, пропускающий топливо к распылителю и препятствующий подаче воздуха в полость при всасывании топлива, и распылитель 5.

Распылитель выполнен в виде удлиненного носика, выведенного в главный воздушный канал первичной камеры и закрепленного с помощью полого винта. Он снабжен калиброванным каналом, препятствующим быстрому впрыскиванию топлива. Одновременно с этим наличие демпфирующей пружины обеспечивает затяжное впрыскивание топлива УН, предотвращающим провалы в работе двигателя. Перепускной жиклер 3 выполнен в корпусе насоса и обеспечивает перепуск топлива в поплавковую камеру 9 при случайных колебаниях дроссельной заслонки из-за неровности дороги.

Насос снабжен дренажным каналом с жиклером диаметром 0,4 мм, соединяющим рабочую полость переменного объема с поплавковой камерой. Выходное отверстие канала расположено в стенке поплавковой камеры. Дренажный канал с жиклером предназначен для корректировки (уменьшения) подачи топлива УН при медленном открытии дроссельной заслонки, когда отсутствует необходимость подачи дополнительного топлива. Ход всасывания топлива происходит за счет упругости пружины 14 диафрагмы, а нагнетание топлива — за счет силового воздействия рычага привода на торец толкателя 15 диафрагмы.

При повороте дроссельной заслонки по часовой стрелке кулачок через рычаги и толкатель 15 воздействует на демпфирующую пружину и сжимает ее. Выпрямляясь, демпфирующая пружина через диафрагму 1 вытесняет топливо по каналу, через шариковый клапан и распылитель 5 в главный воздушный канал.

Увеличение общего количества топлива, подаваемого УН, не всегда устраняет дефекты при разгоне автомобиля. Важным параметром является бесперебойная и эффективная подача топлива при небольших открытиях дросселя, характерных для реальных условий эксплуатации автомобиля и особенно в момент открытия второй камеры карбюратора.

В последующих конструкциях УН карбюраторов семейства ВАЗ сезонная их регулировка была исключена. В последующих конструкциях карбюраторов ДААЗ применено двойное впрыскивание топлива в каждую камеру и изменена конструкция кулачка привода.

Ускорительный насос карбюратора ДААЗ-2108 (рис. 29) содержит диафрагму 3, топливный жиклер с обратным клапаном 8, топливоподающий полый винт с шариковым нагнетательным клапаном 2, двуплечий рычаг 5 механического привода, кинематически связанный с толкателем 4, нагруженным пружиной со стороны диафрагмы 3, и распылители 1, размещенные в первичной и вторичной камере соответственно. Рычаг 5 кинематически связан с профильным кулачком 6, размещенным на оси дроссельной заслонки первичной камеры. Основные элементы насоса размещены во фланце, закрепленном на корпусе поплавковой камеры 2 карбюратора.

Схема ускорительного насоса карбюратора ВАЗ-2108

Рис. 29. Схема ускорительного насоса карбюратора ВАЗ-2108

Распылители 1 установлены в длинных трубках на держателе, в котором размещен шариковый нагнетательный клапан. Держатель распылителей 1 размещен в гнезде корпуса карбюратора, уплотнен резиновым кольцом и зафиксирован только его крышкой.

Всасывающий клапан 2 УН размещен в нижней части вертикального канала под распылителем и свободно пропускает топливо из поплавковой камеры в полость под диафрагмой при ходе всасывания ( в период закрытия дроссельной заслонки).

Клапан препятствует выводу топлива обратно при ходе всасывания и пропускает топливо к распылителям 1 при ходе нагнетания.

В головке между диафрагмой 3 и подпятником, контактирующим с рычагом 5, размещена жесткая пружина. При резком открывании дроссельных заслонок 7 и 9 демпфирующая пружина привода сжимается, а затем, разжимаясь, обеспечивает затяжное впрыскивание топлива, гарантируя беспровальную работу двигателя.

Забор топлива из поплавковой камеры осуществляется через горизонтальный канал 1, сообщенный с вертикальным каналом перед всасывающим клапаном 8. Ход всасывания происходит за счет упругости пружины диафрагмы, а ход нагнетания — за счет силового воздействия рычага привода на торец головки диафрагмы.

Эффективность работы УН в значительной мере определяется профилем кулачка привода, реализующим заданный закон впрыскивания топлива. В конструкции карбюратора автомобиля «Ока» ВАЗ-1111 применен УН с двойным впрыскиванием топлива. Многопрофильный кулачок обеспечивает впрыскивание топлива при разгоне автомобиля при частичном открывании дросселя (рис. 30). УН содержит диафрагму 3, обратный клапан 4, регулировочный винт 5 и регулируемый топливный жиклер 10, толкатель 2, кинематически связанный с мембраной, рычаг привода 1, кинематически связанный с кулачком 9 и дроссельной заслонкой 8, шариковый клапан 7 и распылитель 6 с выходом струи в первичную и вторичную камеры. При закрытой дроссельной заслонке пружина отводит диафрагму влево, обеспечивая заполнение объема камеры насоса топливом через шариковый обратный клапан 4. При открывании дроссельной заслонки кулачок действует на рычаг, а диафрагма обеспечивает через клапан и распылитель подачу топлива в смесительные камеры, обогащая горючую смесь.

Сезонная регулировка подачи топлива УН не предусмотрена, поэтому она определяется только профилем кулачка. При резком открытии дроссельной заслонки 8 кулачок 9 через двуплечий рычаг 1 и толкатель 2 воздействует на диафрагму 3 и перемещает ее. Топливо под действием диафрагмы 3 вытесняется из камеры и поступает через шариковый клапан 7 к распылителю 6 первичной и вторичной камер.

Схема УН карбюратора ВАЗ-1111

Рис. 30. Схема УН карбюратора ВАЗ-1111

Заданный профиль кулачка 9 позволяет осуществлять впрыскивание топлива в каждую камеру карбюратора в зависимости от исходного режима разгона автомобиля. Наличие в системе УН пружины обеспечивает затяжную подачу топлива, исключающую провалы в работе двигателя. При закрытии дросселя под действием пружины диафрагма отводится влево, и освободившийся объем камеры заполняется топливом через шариковый клапан 4.

Производительность УН является наиболее важной его характеристикой. Ее влияние на ВВ при испытании легкового автомобиля по ездовому циклу показывает, что уменьшение производительности УН 14 до 3 см3 за 10 полных ходов мембраны снижает содержание СО и СmНnв ОГ в 1,8 раза. Минимальное содержание СО и СmНnв ОГ достигается при производительности УН 3 см3 за 10 полных ходов поршня УН. При такой производительности УН сохраняются динамические качества автомобиля «Москвич-2141» и резко снижается содержание вредных веществ в ОГ.