Все, что вам нужно знать о карбюраторах

Автор статьи: Steve Pond
Автор перевода: Владислав Ярополов.

Научитесь настраивать ваш двигатель, и вы будете иметь огромное преимущество перед вашими соперниками. Настройка является одним из дополнительных измерений запуска транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Это "обучение" может быть, однако, разочаровывающим для новичков.

Карбюратор - это сердце двигателя. Остальные части двигателя не требуют настройки, и если только не испортятся полностью, они хорошо работают без вашего внимания. Наличие корректно отрегулированного (настроенного) карбюратора является, однако, необходимым для правильной работы двигателя, и для обеспечения этого вы должны понимать функции карбюратора.

ЧТО ДЕЛАЕТ КАРБЮРАТОР?

Карбюратор просто регулирует поток воздуха и топлива (топливно-воздушная смесь) через двигатель способом, который оптимизирует его производительность в диапазоне рабочих оборотов и нагрузок.

• Поток воздуха регулируется положением дросселя газа. Всякий раз, как вы двигаете курок на передатчике, вы манипулируете количеством воздуха, поступающим в двигатель.
• Поток топлива, с другой стороны, регулируется как максимум тремя иглами. Эти илы в действительности винты, каждая имеет заостренный кончик, который входит в отверстие (посадочное гнездо) на пути течения топлива. Топливо течет вокруг иглы, через гнездо и поступает в двигатель. Если игла вкручивается внутрь, она блокирует все большую часть гнезда и уменьшает поток топлива. С обратной  стороны, когда игла выкручивается, все большая часть гнезда "открывается" и поток топлива становится больше.

ОСНОВЫ СМЕСЬ-ИГЛА

Все модельные двигатели имеют, по крайней мере, главную, или иглу смеси высоких оборотов, у некоторых также есть игла смеси низких оборотов, и небольшое избранное количество имеет обе, плюс третью иглу смеси средних оборотов. Игла является типом золотника, ее часто называют агрегат "игла и гнездо". Игла проходит через центр "гнезда", и поскольку ее кончик заострен, поток топлива регулируется согласно ее положению в гнезде. По мере закручивания иглы дальше в гнездо, она уменьшает поток топлива через зазор.

Топливо поступает в карбюратор через соединительный фитинг (1), затем оно проходит в и через агрегат главной иглы (2), и в конце концов выходит в трубу Вентури через топливный впуск (3). Игла низких оборотов, как показано здесь, не оказывает влияния на полном газе.

ПОЧЕМУ НАМ НУЖНЫ КАРБЮРАТОРЫ

Для правильной работы все двигатели требуют подходящей смеси (соотношения) воздуха и топлива. Карбюратор должен быть отрегулирован для доставки корректного количества топлива на объем воздуха, поступающего в двигатель.

Так почему установки смеси должны быть регулируемыми? После того, как иглы были установлены для доставки идеальной смеси, почему вам нужно возиться с ними еще раз? Окружающая температура, влажность, высота над уровнем моря и даже атмосферное давление влияют на то, сколько воздуха (особенно кислорода) попадет в двигатель, и смесь должна быть отрегулирована для компенсации изменяющихся условий. Настройщики двигателей наблюдают за всеми перечисленными факторами, и регулируют топливно-воздушную смесь для согласования с преобладающими погодными условиями.

Это действует для всех двигателей - модельных и полномасштабных - хотя двигатели, работающие на спиртовом топливе, которое используется в модельных двигателях, гораздо более этому подвержены. Вот почему на такой вопрос "Как я должен установить иглы смеси в моем двигателе?" так трудно ответить. Некоторые производители рекомендуют установки игл, но идеальные установки для специфического дня могут отличаться до одного оборота игл смеси в любом направлении. Ваши точные настройки будут основаны на условиях, в которых вы запускаете двигатель. Простое знание, что вам необходимо делать регулировки для увеличения производительности с целью компенсации погодных изменений, дает вам преимущество в соревновании.

ИГЛЫ СМЕСИ

Игла высоких оборотов находится внутри кожуха, где находится впускной соединительный фитинг. Она регулирует количество топлива, поступающего в двигатель на любой скорости, несмотря на то, что в основном влияет на топливную смесь в диапазоне от средних до высоких оборотов. Ее установка имеет большое влияние на общую производительность двигателя. 

Слева: когда главная игла (1) вращается против часовой стрелки, она выходит из гнезда (2) возле ее кончика, это увеличивает поток топлива и дает более богатую топливно-воздушную смесь.
Справа: вращение главной иглы (1) по часовой стрелке вворачивает ее заостренный кончик дальше в гнездо (2), это ограничивает поток топлива и обедняет топливно-воздушную смесь.

Игла смеси низких оборотов или холостого хода, предназначена для дальнейшего регулирования количества топлива, поступающего от главной иглы. Даже двигатели, которые не имеют регулируемой иглы низких оборотов, обычно снабжены иглой, зафиксированной на месте. Без иглы низких оборотов топлива, поступающего через главную иглу, будет слишком много для сжигания на холостом ходу, и это вскоре приведет к заливанию двигателя и его глушению. Игла низких оборотов обычно находится внутри цилиндра или ползунка карбюратора, и это делает ее эффективной только при частичном открытии карбюратора или на холостом ходу. Как только дроссель смещается в сторону полного открытия, игла низких оборотов извлекается полностью из гнезда и открывает свободное течение топлива из главной иглы.

Игла низких оборотов (1) просто регулирует количество топлива вытекающего из топливного впуска (2) на низких скоростях двигателя. На полном газе, однако, игла низких оборотов полностью извлекается из топливного впуска (2), открывая максимальный поток топлива.

Игла низких оборотов в первую очередь ответственна за качество холостого хода двигателя и производительность выхода из режима холостого хода. Если установки низких оборотов слишком богатые (слишком много топлива в топливно-воздушной смеси), двигатель насыщается - картер заполняется топливом - и это, по меньшей мере, ухудшает качество холостого хода. В худшем случае, чрезмерно богатые установки иглы низких оборотов вызовут слишком большой поток топлива в двигатель, при нажатии на газ цилиндр будет переполнен, зальет свечу накаливания и двигатель заглохнет. Еще более богатые установки заглушат двигатель почти немедленно. Бедные установки не менее разрушительны: это затрудняет двигателю снижение оборотов к холостому ходу и вызывает провалы, которые наносят ущерб ускорению.

Двигатели, разработанные для начинающих, обычно имеют карбюратор с фиксированной иглой низких оборотов. Они не имеют никаких отличий в конструкции, которые позволяют этому типу карбюраторов работать лучше в одинаковых условиях, это просто способ для производителей двигателей упростить настройку двигателя для покупателей. Фиксированная игла низких оборотов ограничивает выбор настроек только иглой высоких оборотов. Это упрощает настройку, но также препятствует производительности во всех условиях, кроме тех, в которых фиксированная игла была установлена, настройки карбюратора будут идеальны только для ограниченного диапазона внешних условий. Если погода и т.п. будет вне этого диапазона, двигатель будет работать со слишком богатой или слишком бедной смесью на низких скоростях и на холостом ходу.

ТРЕТЬЯ ИГЛА

Третья "игла" не является вовсе в действительности иглой, это регулируемое гнездо. Эта третья регулировка может быть найдена исключительно в ползунковых карбюраторах потому, что их конструкция позволяет это (разнообразие конструкций карбюраторов будет рассмотрено несколько позже). В большинстве ползунковых карбюраторов игла низких оборотов находится в центре затвора. Гнездо для иглы низких оборотов зафиксировано на корпусе карбюратора напротив ползункового затвора. Когда ползунковый карбюратор открывается, вакуум помогает всасывать топливо в двигатель. Поскольку воздушный поток движется напрямую через топливный впуск, втягивание топлива слегка увеличивается. Регулируя одновременно иглу низких оборотов и третью "иглу", вы можете отрегулировать положение газа, при котором топливный впуск полностью выставлен на поток воздуха через карбюратор. Например, если топливный впуск полностью выставлен на воздушный поток при 1/4 газа, можно ожидать дополнительного количества топлива в этот момент. Если, однако, игла низких оборотов и гнездо регулируются в одном направлении - далее в сторону камеры Вентури карбюратора - топливный впуск не будет полностью выставлен на воздушный поток до достижения 1/3 газа. Поэтому третью иглу часто называют иглой средних оборотов. Ее использование в минимальной степени влияет на движение топлива в среднем диапазоне оборотов - дополнительная настроечная возможность для мастерского настройщика.

Это типичный 3-х игольчатый ползунковый карбюратор. Главная игла (1) находится выше и слева, игла низких оборотов (2) закручена  справа, третья "игла" (3) в действительности является регулируемым топливным впуском. Регулировка иглы низких оборотов и топливного впуска одновременно влияет на то, когда кончик топливного впуска выставляется на прямой поток воздуха и слегка увеличивается поток топлива. Отметьте, что топливный впуск выставлен на полный поток при 1/3 газа.

Регулировка третьей "иглы" требует, чтобы и игла низких оборотов и гнездо регулировались в одном направлении. Например, ввернув гнездо на 2 оборота и вывернув иглу низких оборотов на 2 оборота, вы сохраните соотношение между иглой низких оборотов и гнездом, это просто сдвинет топливный впуск дальше в отверстие, требуя большего открытия карбюратора перед выставлением топливного впуска на прямой воздушный поток. В этой иллюстрации карбюратор должен быть открыт наполовину для полного выставления топливного впуска на воздушный поток.

Часто рекомендуется, чтобы третья игла была оставлена в покое всеми, кроме очень опытных настройщиков. Больше вреда, чем пользы, может быть потенциальным результатом попыток регулировки без знания последствий. Однако, вы никогда не получите опыт без попыток, так что используйте это на свое усмотрение. Даже если ваш выбор не использовать третью иглу, как инструмент настройки, конструкция с тремя иглами предоставляет другое преимущество: другой способ регулировки смеси малых оборотов. Обычный способ регулировки - регулировка с помощью иглы низких оборотов, но регулируя гнездо (или третью иглу), вы получите сходный результат. Это может быть полезно в случаях, когда игла низких оборотов труднодоступна из-за блокировки деталями шасси.

ВЕНТУРИ

Вентури является очень важной частью карбюратора: это отверстие, через которое воздух проходит на своем пути в двигатель. Почему трубка Вентури так важна? Воздушный впуск карбюратора сужается в центре - похоже на песочные часы. Самая узкая часть находится прямо в центре Вентури, где находится затворка, цилиндр или ползунок. Сужение воздушного впуска увеличивает скорость воздуха в районе впуска топлива в карбюратор, и создает зону низкого давления или вакуум. Это часто называют "эффектом Бернулли". Результат таков, что топливо всасывается из топливного впуска и поступает в двигатель с гораздо большей эффективностью. Это также улучшает распыление топлива при малых оборотах, и улучшает качество холостого хода.

Форма трубки Вентури в виде песочных часов ускоряет воздушный поток через тесную центральную секцию карбюратора, где находится ползунковая затворка (1) и топливный впуск (2). Когда воздух начинает расширяться в конце трубки Вентури, создается вакуум, улучшающий поток топлива на низких скоростях двигателя и лучше распыляющий топливо, увеличивая эффективность и мощность.

ТИПЫ КАРБЮРАТОРОВ

В модельных двигателях доминируют две конструкции карбюраторов - роторные и плунжерные. Оба выполняют одну цель, просто делают это по-разному. И оба имеют преимущества и недостатки, так что знание, какой тип больше подходит к вашему применению, может быть последним шагом к достижению победы.

Роторный карбюратор. Это наиболее общая конструкция, использующаяся в малых двигателях - в основном от .12 до .15 кубических дюймов. Эта конструкция стала популярной много лет назад на авиамодельных двигателях. Это наиболее легкая конструкция для работы в габаритах фюзеляжа авиамодели. Эта же конструкция была использована на первых порах в автомодельных двигателях. Современные роторные карбюраторы были усовершенствованы специально для автомоделей, но сущность конструкции осталась неизменной.
В центре карбюратора находится горизонтальный цилиндр с поперечным отверстием. Когда цилиндр вращается (поэтому он и называется "роторный" карбюратор), большая или меньшая часть отверстия открывается, позволяя воздуху проходить через карбюратор. Цилиндр не только вращается, но и слегка двигается к одной из сторон карбюратора, напоминая выкручиваемый из отверстия винт. Это и есть то, что выполняет функцию иглы низких оборотов.
Когда роторный карбюратор работает на низких скоростях, он считается менее чувствительным. При низких положениях газа, отверстие в цилиндре едва открыто, и это создает турбулентность, которая мешает потоку топлива и его распылению. Даже при полном газе, в трубке Вентури находится больше механизмов, которые слегка снижают максимальный поток воздуха, и следовательно, максимальную мощность. В некоторых случаях, однако, это может считаться преимуществом: внедорожные траки и другие применения не всегда требуют жесткого ускорения. Для поддержания сцепления, в основном лучше иметь менее чувствительный газ на малых скоростях. Некоторые могут возразить, что большинству из нас легче управлять этим транспортом, когда отклик на газ является более управляемым.

Этот разрез роторного карбюратора иллюстрирует неудобный путь воздуха при низких значениях газа. Эта неэффективная конструкция снижает отклик на малом газе, но это подходит тракам, поскольку они не имеют такого сцепления с дорогой, как полно-приводные шоссейные автомобили.

Плунжерный карбюратор. Эта конструкция имеет много компонентов, которые сходны с используемыми в роторных карбюраторах, но они расположены способом, который лучше подходит для большей мощности. Вместо наличия отверстия в центральной секции, цилиндр практически сплошной. Для регулировки воздушного потока он сдвигается, позволяя воздуху проходить мимо его конца. На малых скоростях цилиндр задвигается в карбюратор, блокируя большую часть воздушного потока и уменьшая обороты. При нажатии на газ, цилиндр выдвигается из трубки Вентури, пропуская больше воздуха и топлива в двигатель.

На малом газе плунжерный карбюратор предоставляет чистый, прямой путь для воздушного потока, и это значительно улучшает отклик на малых скоростях. Эта конструкция лучше подходит для полно-приводных шоссейных автомобилей и позволяет приложить большую мощность к поверхности дороги при старте.

Преимуществом плунжерного карбюратора является то, что всегда есть плавный путь для воздушного потока и это увеличивает мощность. Существует чистый, прямой канал прямо через карбюратор, независимо от положения газа. Вдобавок, путь через карбюратор на полном газе менее ограничен помехами, и это тоже увеличивает мощность. Следовательно, плунжерный карбюратор в основном позволяет получить большую мощность во всем диапазоне. Это делает управление немного труднее для автомобилей, которые не могут передать всю мощность на дорогу, но для шоссейных автомобилей и других применений, где сцепление с дорогой хорошее, ползунковый карбюратор является наилучшим выбором.

СЛОЖИМ ВСЕ ЭТО ВМЕСТЕ И ...

Наличие полного понимания того, что происходит внутри карбюратора, автоматически сделает вас хорошим настройщиком двигателей. Наличие этого понимания позволит вам знать, что может произойти каждый раз, когда вы делаете регулировку.

Процесс начинается, когда поршень движется вверх. Создается вакуум ниже поршня и он всасывает воздух через карбюратор. Воздух проходит через трубку Вентури, ускоряется в узкой части и затем создает вакуум. Этот вакуум всасывает топливо из топливного впуска и движет его в двигатель. Топливо движется из топливного бака в двигатель через соединительный фитинг, затем проходит вокруг главной иглы (игла высоких оборотов), через отверстие гнезда в топливный впуск в трубке Вентури. Когда нажимается газ, игла низких оборотов отводится от топливного впуска и в итоге открывает полный поток топлива, поток топлива теперь регулируется только установками главной иглы.

ОГРАНИЧИТЕЛИ КАРБЮРАТОРА

Потребуется время и смирение, чтобы принять то, что вы не можете управлять всей мощностью, вырабатываемой новым поколением двигателей. Даже хорошие гонщики часто бывают затруднены в действиях из-за наличия слишком большой мощности. Ограничитель карбюратора - это вставка конической формы, помещающаяся в трубке Вентури. Отверстие в нижней части ограничителя меньше, чем в нижней части карбюратора, поэтому он ограничивает воздушный поток и, соответственно, мощность. Ограничители бывают с отверстиями различного размера, поэтому вы можете настраивать производительность двигателя для условий трассы.

Если вы сможете проглотить свою гордость достаточно для приобретения ограничителя карбюратора, ваши результаты в гонках будут почти наверняка улучшены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Когда вы сможете ясно понимать, что происходит в карбюраторе во время работы двигателя, вы наполовину выиграли сражение. Карбюратор наиболее важная часть любого двигателя, и это то место, где вы должны фокусировать вашу энергию, если вы хотите быть более успешным на трассе или даже на парковке.

Никакие запчасти к автомодели не дадут такого уровня производительности, который вы будете иметь, когда наконец в совершенстве настроите ваш двигатель. Не бойтесь экспериментировать, потому что неизбежно вы будете должны настраивать ваш двигатель рано или поздно. Просто делайте только одну небольшую регулировку единовременно и наблюдайте за эффектом, и вы будете удивлены тем, что может сделать для вас умелая регулировка.

Вернуться к списку   Обсудить на форуме