Карбюраторы среднетоннажных грузовиков
Схемы, регулировочные параметры и рекомендации по обслуживанию

Двухкамерные карбюраторы восьмицилиндровых V-образных двигателей ЗИЛ (К-88, К-89, К-90) и ГАЗ (К-135) и их модификации (рис. 1 и 2) имеют ряд принципиальных отличий от ранее рассмотренных систем. Главные из них — это параллельное открытие дроссельных заслонок и наличие ограничителя числа оборотов коленчатого вала.

Каждая камера карбюратора питает 4 цилиндра. Данное обстоятельстро определяет повышенные требования к точности регулировок, необходимых для обеспечения одинакового состав смеси в каждой группе. Система холостого хода подает струю эмульсии в задроссельное пространство, в зону, где воздух движется с небольшими скоростями и поэтому, в отличие от автономной системы карбюраторов К-131 и К-151, не может обеспечить хорошего распыления топлива. Часть топлива идет в виде пленки по стенкам впускного трубопровода, из-за чего состав смеси в различных цидиндрах сильно варьируется, а следовательно, двигатель имеет повышенные выбросы СО и СН с отработавшими газами.

Для выполнения норм по СО (1,5%) приходится так обеднять смесь, что в некоторых цилиндрах происходит неполное сгорание и увеличиваются выбросы СН. Именно из-за восьмицилиндровых двигателей ЗИЛ и ГАЗ допустимые нормы на СН пришлось увеличить увеличить при минимальной частоте вращения до 3000 частей на миллион и до 1000 – при повышенной.

Почему же на этих карбюраторах не применить автономную систему холостого хода, обеспечивающую идеальное распыление топлива? Мешает ограничитель числа оборотов, требующий установки обеих дроссельных заслонок на одной оси. В массовом производстве невозможно обеспечить плотное и равномерное прилегание заслонок к стенкам воздушного канала. Кроме того, на холостом ходу ось дроссельных заслонок прогибается и, как следствие, пришлось увеличить зазор между осью и перемычкой между камерами. В него также проходит воздух. В результате при закрытых заслонках основная часть воздуха поступает через них, и организовать распыливание топлива оставшейся частью воздуха не удается. Все это сильно затрудняет настройку карбюраторов в процессе эксплуатации.

Перед регулировкой карбюраторов необходимо проверить систему зажигания: угол опережения зажигания, состояние контактов и угол их замкнутого состояния, состояние низко- и высоковольтной проводки, а также и свечей зажигания. Затем проверяют уровень топлива в поплавковой камере и и состояние иглоьчатого клапана. При нарушении его герметичности необходимо заменить уплотнительную шайбу на игле.

В карбюраторах с параллельным открытием дроссельных заслонок равномерное распределение смеси по цилиндрам очень важно на нагрузочных режимах, поскольку именно они определяют минимальные эксплуатационные расходы. А потому именно для них необходимо в первую очередь обеспечить одинаковую регулировку обеих камер. Для этого нужно определить пропускную способность топливных и воздушных жиклеров главной дозирующей системы на специальном пневматическом или жидкостном стенде. При его отсутствии косвенным показателем пропускной способности жиклера может служить диаметр его отверстия (см. таблицу 1).

Зазоры между кромками дроссельных заслонок и стенками смесительной камеры должны быть одинаковыми. Если этого нет, следует, ослабив винты крепления дроссельных заслонок к оси примерно на один оборот, отвернуть упорный винт («винт количества»), закрыть заслонки до упора в стенки смесительной камеры, после чего затянуть крепежные винты. В результате произойдет самоустановка заслонок.

Хорошая динамика разгона обеспечивается насосом-ускорителем. При этом важна не только его производительность, но и равномерной подачи топлива в каждую из камер. Для проверки этого параметра карбюратор устанавливают на подставку с отверстиями так, чтобы под каждой смесительной камерой расположить мензурку. Далее производят 10 циклов: резкое открытие дроссельных заслонок до упора, а после прекращения подачи топлива их медленное закрытие для заполнения полости под плунжером. Результаты замера производительности ускорительного насоса сравнивают с табличными данными. При большой разнице в количестве впрыскиваемого топлива между камерами следует прочистить отверстия распылителей, а если этого недостаточно, то уточнить их проходные сечения разверткой.

Проверку и регулировку системы холостого хода на СО и СН следует начинать с режима повышенных оборотов n_пов. При избыточной концентрации СО (более 2%) следует прежде всего прочистить воздушные жиклеры главной дозирующей системы и системы холостого хода. Если это не помогает, нужно или уменьшить топливные, или увеличить воздушные жиклеры холостого хода (см. рис. 1). Учитывая, что топливные жиклеры и так имеют очень малые проходные сечения во избежание их засорения у карбюраторов К-88, К-89, К-90 и их модификаций предпочтительно увеличить пропускную способность воздушных жиклеров холостого хода на 10-15%. После этого проверку концентрацию СО и СН при n_пов повторяют. В случае необходимости — дополнительно увеличивают воздушные жиклеры.

И только добившись выполнения норм на СО и СН при n_пов начинают регулировку при минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Вращением «винта качества» одной из камер добиваются минимальной концентрации СН. Затем «винтом качества» второй камеры снова добиваются минимальной концентрации СН. После этого проверяют концентрацию СО. Как правило, она несколько превышает допустимую (1,5%). В этом случае следует, последовательно поворачивая винты качества на одинаковый угол, добиться снижения СО до нормы. При этом для восьмицилиндровых двигателей ЗИЛ и ГАЗ концентрация СН обычно несколько увеличивается. Поэтому после регулировки на СО необходимо проверить концентрацию СН, которая не должна превышать 3000 частей на миллион.

Причиной повышенной концентрации СН может быть износ двигателя и, соответственно, высокий угар масла.

Карбюраторы К-90 оборудованы экономайзерами принудительного холостого хода (ЭПХХ). В отличие от клапанов ЭПХХ рассмотренных ранее карбюраторов К-131 и К-151, перекрывающих при торможении двигателем подачу топливовоздушной смеси, в карбюраторах К-90 применен электромагнитный клапан, перекрывающий подачу топливной эмульсии в канал перед переходной системой, и потому его проходные сечения значительно меньше.

Схема подключения клапана также имеет принципиальные отличия от рассмотренных ранее карбюраторов: на режиме ПХХ блок управления включает обмотку клапана ЭПХХ к электроцепи и клапан перекрывает подачу эмульсии. Вместо микровыключателя карбюратор имеет контактную пластину на нижнем фланце и контакт на рычаге дроссельных заслонок. Благодаря такой конструкции при каких-либо нарушениях в системе управления клапаном ЭПХХ (обрыве цепи, окислении контактов и др.) двигатель на холостом ходу продолжает работать, и водитель не замечает неисправности, поскольку расход топлива увеличивается всего на 2-4%, а на шоссе практически не меняется.

Клапан ЭПХХ начинает работать только после прогрева системы охлаждения двигателя свыше 60 °С. На режиме свыше 1000 об/мин электронный блок включает цепь питания клапанов ЭПХХ. Однако если дроссельные заслонки приоткрыты, то контакты на упорном винте разомкнуты, электроцепь питания отключена и клапана ЭПХХ остаются открытыми. При частоте вращения свыше 1000 об/мин, когда водитель отпускает педаль «газа», электромагнитные клапаны перекрывают подачу эмульсии через систему холостого хода. При снижении частоты вращения до 1000 об/мин блок управления отключает цепь питания, клапаны открываются, и двигатель начинает работать на режиме холостого хода.

Проверку системы ЭПХХ можно произвести на прогретом двигателе при помощи лампы 12 Вольт мощностью не более 3 Вт, подключаемой вместо клапана. При повышении частоты вращения (свыше 1500 об/мин) лампа должна гореть. Если лампа не горит, следует убедиться, что проводка не нарушена и очистить контакты на карбюраторе и у датчиков. После резкого закрытия дроссельных заслонок и снижения частоты вращения меньше 1000 об/мин лампа должна гаснуть. Работу клапанов проверяют также по характерным щелчкам при их посадке во время резкого закрытия дроссельных заслонок после работы при повышенной частоте вращения (2000-2500 об/мин). Отдельно проверяется герметичность посадки каждого из клапанов, для чего их необходимо вывернуть и подключить к сети 12 вольт. На клапан одевается шланг, в который подается воздух или вода под небольшим давлением (например резиновой грушей).

Своевременный и грамотный уход за карбюраторами позволяет не только избежать пробле с экологической полицией, но и заметно снизить эксплуатационные расходы.

Впрочем, карбюратор — далеко не единственный виновник перерасхода топлива и повышенного содержания СО и СН в отработавшихъ газах. Большое значение имеет состояние системы питания двигателя воздухом.

В автомобилях ЗИЛ-431410, ЗИЛ-130К и ЗИЛ-131М воздух к воздушному фильтру подается по каналу, расположенному в усилителе капота двигателя. Это позволяет повысить мощностные показатели двигателя за счет подачи более холодного, чем в подкапотном пространстве, воздуха. Кроме того, наружный воздух, как правило, более чистый, что уменьшает засорение фильтра, увеличивает ресурс двигателя, способствует стабилизации его экологических и энергетических показателей. При этом необходимо следить за наличием заглушки в дополнительных отверстиях канала, чтобы предотвратить попадание воздуха из подкапотного пространства

В настоящее время главным образом применяются воздушные фильтры трех типов: масляно-инерционные, сухие с пористым сменным элементом и сухие инерционные (циклоны).

Достоинством масляно-инерционных фильтров является возможность их длительного использования без замены фильтрующего элемента. При засорении сопротивление меняется незначительно. Основной недостаток – относительно невысокая степень очистки воздуха: 95-97% при минимальном и 98,5-99% при максимальном расходе воздуха.

Наилучшая очистка воздуха обеспечивается пористым материалом (бумагой, картоном или синтетическим). Эффективность очистки доходит до 99,5%. Недостатком таких фильтров является меньшая пылеемкость и заметное повышение сопротивления при засорении. Поэтому чаще приходится проверять степень их засоренности и своевременно заменять или очищать фильтрующий элемент.

Установить связь между пробегом автомобиля и повышением сопротивления воздушного фильтра довольно трудно. При езде в городе, по асфальтированному шоссе, в зимних условиях допустимый пробег часто превышает 15 тысяч километров. В то же время несколько десятков километров в условиях сильной запыленности могут довести сопротивление фильтра до предела.

Увеличение сопротивления ведет к ухудшению наполнения цилиндров двигателя, нарушению регулировок карбюратора, увеличению выброса СО и СН. При больших нагрузках и сопротивлении фильтра 5 кПа (около 40 мм рт.ст.) снижение максимальной мощности доходит до 5-8%, а максимального крутящего момента – до 3-5%. Увеличивается расход топлива. Оценка сопротивления воздушного фильтра производится при испытании двигателя на моторном стенде или автомобиля на роликовом стенде, а также при проверке фильтра на вакуумной установке. На некоторых автомобилях устанавливаются индикаторы вакуума, отрегулированные на заданную допустимую степень засорения фильтра (обычно 3.3-7,5 кПа). Индикаторы вакуума выпускаются для тяжелых грузовиков, но часто их устанавливают на автомобили среднего и малого тоннажа.

Элемент картонного фильтра, достигший предельной запыленности, должен быть заменен на новый. При этом следует обратить внимание на плотность прилегания уплотняющих поясков к корпусу фильтра по всему периметру и герметичность заделки торцов картонного или синтетического элемента. При отсутствии сменного элемента он может быть частично восстановлен путем продувки его сжатым воздухом со стороны внутренней полости (при наличии предочистителя продувка производится отдельно). В отдельных случаях элемент фильтра промывается беспенным моющим раствором и тщательно просушивается.

После продувки пылеемкость в среднем восстанавливается наполовину, а после промывки -на 60%, поэтому срок службы после регенерации соответственно сокращается. Элементы фильтра из синтетического материала допускают многократную промывку — до 10 раз.

В связи с невысокой пылеемкостью фильтров из пористого материала для автомобилей, работающих в условиях высокой запыленности воздуха, существуют двух- и трехступенчатые фильтры. Как правило, первая ступень – это циклон или масляно-инерционный фильтр, вторая и третья ступени это сухие пористые фильтры.

Необходимо периодически проверять герметичность соединения воздушных каналов, шлангов системы вентиляции картера, установки фильтрующих элементов, уплотнений фланцев карбюратора и впускного трубопровода. При смене фильтра на изношенном двигателе требуется проверить, нет ли течи масла через сальники на повышенных оборотах коленчатого вала: давление в картере увеличилось, и появилась вероятность течи масла через изношенные сальники и неплотные соединения.

В системе топливоподачи необходимо периодически проверять степень засоренности топливных фильтров. При их засорении особенно в жаркое время возникают паровые пробки, приводящие к нарушению топливоподачи.