>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Гоночные мотоциклы

       

24. Системы питания

Устройство мотоциклетных карбюраторов гоночного типа

Одним из факторов, позволяющих добиться высоких мощностных показателей гоночных двигателей, была разработка специальных конструкций карбюраторов.

Как известно мощность двигателя зависит от количества воздуха, эффективно используемого за единицу времени. Поэтому основным требованием к мотоциклетному карбюратору гоночного типа является получение максимальной пропускной способности его воздушного тракта; последний должен оказывать потоку воздуха и горючей смеси возможно меньшее сопротивление, чем достигается повышенное наполнение цилиндров двигателя.

Таким образом, при подборе карбюратора для форсированного двигателя следует определить максимальное допустимое сечение его смесительной камеры. Для нормальной работы карбюратора необходимо, чтобы в смесительной камере действовало разрежение не менее 6—10 кПа. Этим обусловлен предел допустимого расширения воздушного тракта карбюратора. Ввиду того, что для получения высокой мощности двигатель должен работать на больших частотах вращения, невысокие разрежения, необходимые для хорошего наполнения цилиндров, должны действовать при этих скоростных режимах. Это показано на рис. 93, где представлен график зависимости разрежения в карбюраторе от частоты вращения для трех двигателей: с низким 1, средним 2 и высоким 3 форсированием. Как было упомянуто ранее, на гоночных двигателях с целью повышения коэффициента наполнения обычно устанавливают самостоятельный карбюратор на каждый цилиндр.

Рис. 93. Изменение разрежения в карбюраторе в зависимости от частоты вращения двигателя

Движение горючей смеси во впускном тракте представляет собой сложный колебательный процесс, связанный с изменениями как давления смеси, так и ее скорости. Поэтому на практике пропускная способность карбюратора при вышеуказанном способе его использования устанавливается по условной средней скорости горючей смеси в смесительной камере, вычисляемой в зависимости от средней скорости поршня на основании следующих соображений. Для неразрывного потока горючей смеси vпF = vгf, где vп = Sn/30 — средняя скорость поршня (S — ход поршня, п — частота вращения в минуту); F — площадь поршня; vг — средняя скорость горючей смеси в смесительной камере; f — площадь сечения смесительной камеры.

Подставив в уравнение неразрывности потока vn = Sn/30 и выразив площади через их диаметры, после простых преобразований получим формулу для определения средней скорости горючей смеси, м/с

Здесь Vh — рабочий объем цилиндра, см3; d — диаметр смесительной камеры, мм.

Если задано предельное допустимое значение средней скорости горючей смеси, то можно определить необходимый диаметр смесительной камеры (мм) по формуле

На одноцилиндровых двигателях с высоким форсированием иногда устанавливают два карбюратора. В этом случае искомые параметры определяются по формулам:

В табл. 28 приведены результаты вычисления средней скорости горючей смеси для ряда мотоциклетных двигателей гоночного типа. Значения иг колеблются в пределах 40—110 м/с, но при высоком форсировании они не превышают 60—70 м/с.

В табл. 28 приведена современная практика подбора диаметра смесительной камеры карбюраторов для гоночных двигателей.

Таблица 28.
Средняя скорость горючей смеси в смесительной камере карбюратора


Продолжительность периода впуска по углу поворота коленчатого вала у двухтактных двигателей значительно меньше, чем у четырехтактных. Поэтому на двухтактных двигателях обычно устанавливают карбюраторы большего проходного сечения.

Горючая смесь, подаваемая в гоночный двигатель, должна быть относительно «влажной», т. е. частицы топлива не должны быть распылены слишком мелко и должны попадать в цилиндры в жидком виде с тем, чтобы теплота испарения могла заимствоваться от горячих деталей двигателя, помогая их охлаждению. Было замечено, что некоторые карбюраторы, обеспечивающие очень тонкое распыление топлива и его почти полное испарение до попадания в цилиндры, не давали удовлетворительных результатов, так как они не способствовали облегчению напряженного температурного режима работы двигателя.

Регулировка карбюратора, как правило, должна обеспечивать получение обогащенной горючей смеси во избежание перегрева двигателя. Перегрев влечет за собой весьма неприятные последствия, особенно в условиях гоночной эксплуатации, связанной преимущественное работой на высокой скорости при больших нагрузках (прогар поршней и их заедание, обгорание клапанов и т. п.).

Карбюратор гоночного типа должен обеспечивать мотоциклу хорошую приемистость и плавный и быстрый переход от одного режима работы двигателя к другому.

Карбюратор должен быть снабжен действующим при помощи манетки корректором горючей смеси, позволяющим изменять ее состав во время движения мотоцикла применительно к изменяющимся атмосферным условиям. Такой корректор необходим для уточнения регулировки карбюратора, хотя в основном последний должен автоматически поддерживать необходимый состав горючей смеси при всех режимах работы двигателя. Корректор должен выполнять свои функции, не увеличивая сопротивления воздушного тракта карбюратора.

Получение оптимальных показателей форсированных двигателей требует более тщательной регулировки карбюратора и более частого изменения регулировки при изменении атмосферных и дорожных условий. Поэтому в конструкции карбюратора должна быть предусмотрена возможность удобной и быстрой замены регулируемых элементов, в первую очередь жиклеров.

Все карбюраторы, устанавливаемые на двигателях гоночных мотоциклов, подвержены воздействию сильной вибрации, неизбежной при высокой частоте вращения. В связи с этим резьбовые соединения деталей карбюратора должны иметь приспособления, препятствующие их самопроизвольному развинчиванию под влиянием тряски.

Как любая составная часть гоночного мотоцикла, карбюратор должен обладать по возможности малой массой.

К перечисленным конструктивным требованиям следует добавить и некоторые не менее важные монтажные требования.

Установка карбюратора и в особенности его поплавковой камеры должна по возможности предохранять их от вибрации, так как последняя вызывает образование пены в топливе и нарушает нормальный процесс карбюрации. Кроме того, карбюратор должен быть защищен от чрезмерного нагревания горячими деталями двигателя, которое вызывает нарушение смесеобразования в карбюраторе и даже кипение топлива в поплавковой камере.

В последние годы карбюраторы для гоночных мотоциклов изготовляли заводы «Амал» (Англия), «Делл’Орто» (Италия), BVF (ГДР), «Кейхин» и «Микуни» (Япония). В СССР карбюраторы гоночного типа выпускались под марками К99 и К194. Гоночные карбюраторы, изготовляемые европейскими заводами, различаются между собой только в деталях, имея в принципе почти одинаковую конструкцию; кроме того, эти карбюраторы по своему устройству и принципу действия весьма близки к обычным карбюраторам дорожных мотоциклов.

Большинству гоночных карбюраторов присущи следующие конструктивные особенности.

  1. Воздушный корректор для регулирования состава горючей смеси расположен в боковом приливе смесительной камеры; добавочный воздух проходит через вертикальную прорезь прилива. Таким образом, при изменении состава смеси сопротивление карбюратора остается неизменным, в то время как у стандартных карбюраторов заслонка корректора выдвигается в диффузор, увеличивая сопротивление.
  2. Корпус смесительной и поплавковой камер для уменьшения массы отливают из алюминиевых сплавов; снижение массы достигает 36—38 % по отношению к ранее применявшимся карбюраторам из бронзы или латуни. Всасывающую горловину карбюратора для облегчения иногда изготовляют из пластмассы.
  3. Поплавковые камеры рассчитываются на увеличенную пропускную способность, особенно при использовании спиртовых смесей, дающих большой расход топлива; пропускная способность одинарных поплавковых камер составляет 600—1100 см3 топлива в минуту. На мотоциклах с коляской нередко применяются двойные (двусторонние) поплавковые камеры, обеспечивающие более надежную подачу топлива при прохождении поворотов, когда центробежная сила отжимает топливо в сторону; двойные поплавковые камеры с большой пропускной способностью используются при работе двигателя на спиртовых смесях. Иногда вместо второй поплавковой камеры устанавливают простой компенсационный колодец, выполняющий аналогичные функции. Практика эксплуатации быстроходных мотоциклов показывает, что объем компенсационного колодца должен быть достаточно большим; при недостаточном объеме на поворотах наблюдаются течь топлива из вентиляционного отверстия компенсационного колодца или перебои в работе двигателя вследствие обеднения горючей смеси.
  4. Поплавковую камеру чаще крепят не к смесительной камере, а к особому кронштейну на раме или масляном баке; этим ее предохраняют от воздействия сильной вибрации двигателя. Кроме того, крепление выполняют эластичным, зажимая поплавковую камеру хомутом с толстой прокладкой из мягкой резины или подвешивая ее к кронштейну посредством упругой мембраны, соединенной с крышкой поплавковой камеры. Даже смесительную камеру в некоторых случаях соединяют с головкой цилиндра при помощи резинового шланга, выполняющего функции эластичного впускного патрубка. Топливо подается из поплавковой камеры в смесительную по шлангу из топливостойкой резины или нейлона.

На некоторых японских гоночных мотоциклах успешно применяли карбюраторы «Кейхин» с центральной поплавковой камерой, жестко соединенной с корпусом смесительной камеры. Преимущество центральной поплавковой камеры состоит в том, что при наклонах мотоцикла и различных режимах его движения высота уровня топлива в распылителе остается приблизительно постоянной. Это способствует устойчивой бесперебойной работе двигателя. Такие карбюраторы могут быть установлены на двигателе в наклонном положении. На мотоцикле «Судзуки» карбюраторы «Микуни» монтировались с углом наклона 27°. Недостаток центральной поплавковой камеры — невозможность изолировать ее от вибрации двигателя.

Различают четыре основных типа специальных карбюраторов, применяемых на гоночных мотоциклах.

  1. Карбюратор с центральной дозирующей иглой, помещенной в диффузоре, как у стандартных конструкций. В условиях дорожных гонок такой карбюратор обеспечивает хорошую приемистость («Амал Т. Т.»),
  2. Карбюратор с дозирующей иглой, помещенной в боковом приливе смесительной камеры со стороны, противоположной воздушному корректору («Амал RN»).
  3. Карбюратор с боковым расположением дозирующей иглы на стороне воздушного корректора («Амал GP»).
  4. Трековый карбюратор без дозирующей иглы в распылителе главного жиклера.

Устройство карбюратора типа Т. Т. с центральной иглой показано на рис. 94.

Рис. 94. Карбюратор «Амал Т. Т.» с центральной дозирующей иглой

Топливо поступает из бака через штуцер 16 в поплавковую камеру обычной конструкции. Далее через канал в соединительном приливе поплавковой камеры топливо попадает в жиклер 10, поднимается по сверлению соединительного болта 9 и через распылитель (жиклер иглы) 18 попадает в эмульсионную трубку 11. Распылитель входит в эмульсионную трубку с небольшим диаметральным зазором. В эмульсионной трубке начинается процесс смешивания воздуха с топливом. Воздух подводится в эмульсионную трубку через три отверстия 19 и кольцевой зазор вокруг распылителя, а также через отверстие 21, боковой канал 20 и три отверстия на верхнем конце самой трубки. Кроме того, в боковой канал 20 воздух может подаваться через прорезь 22 воздушного корректора. Открытие прорези регулируется золотником 23, соединенным при помощи троса с манеткой на руле мотоцикла. Проходное сечение распылителя изменяется в зависимости от положения конусной иглы 5, закрепленной в дроссельном золотнике 4 при помощи пружинной защелки 14 и передвигающейся вместе с ним.

В эмульсионной трубке образуется обогащенная горючая смесь, которая смешивается с основным воздушным потоком в смесительной камере 6. Такое устройство обеспечивает необходимое распыление топлива. При постоянном открытии дросселя и увеличивающейся частоте вращения двигателя воздух, поступающий через отверстия 19 и 21, снижает разрежение у распылителя и оказывает тормозящее действие на струю вытекающего топлива, благодаря чему предупреждается обогащение горючей смеси. При переменных положениях дросселя состав смеси регулируется за счет изменения кольцевой щели между отверстием распылителя 18 и дозирующей иглой 5.

При минимальных открытиях дросселя на холостом ходу топливо подается по каналу 8, проходит мимо иглы 13 регулировочного винта малых оборотов и по каналу 12 поступает в смесительную камеру. Через отверстие постоянного сечения 7 подсасывается воздух, который смешивается с топливом, выходящим из канала 8.

Чтобы предупредить ослабление резьбовых соединений под действием вибрации, на крышке смесительной камеры имеется стопорный болт 2, выдвигающий штифт 1 до упора в верхнее резьбовое кольцо 3 смесительной камеры; нижняя гайка 17 смесительной камеры и гайка бензинопроводиого штуцера просверлены для шплинтовки проволокой; крышка поплавковой камеры снабжена стопорным болтом 15, стягивающим горизонтальный разрез на резьбе этой крышки; винт малых оборотов стопорится двумя пружинами — спиральной и плоской.

Гоночные карбюраторы изготовляются для вертикального, горизонтального и наклонного крепления смесительной камеры. Во всех случаях устройство смесительной камеры остается почти неизменным. Крепление карбюратора к впускному патрубку осуществляется при помощи стяжного хомутика или фланца. Последний вариант предпочтительнее, так как он позволяет лучше изолировать карбюратор от нагрева двигателя: между фланцами карбюратора и патрубка ставится термоизоляционная прокладка.

Воздушный патрубок карбюратора снабжают расширяющимся насадком обтекаемой формы. Без такого насадка струя входящего воздуха сужается и сопротивление на входе в карбюратор увеличивается. Правильно сконструированный впускной насадок дает повышение мощности до 2 %.

Внутреннюю поверхность смесительной камеры и воздушного патрубка полируют с целью уменьшить трение воздуха о стенки, ослабить вихреобразованне и тем самым увеличить наполнение цилиндра.

Сопротивление впуску смеси уменьшают постановкой карбюратора с проходным сечением самого большого размера, но при условии получения достаточной скорости воздуха для удовлетворительного распыления топлива. Если по условиям гонки мотоциклу приходится часто работать на переменных режимах, то смесительная камера должна иметь немного уменьшенное проходное сечение для хорошего распыления топлива при пониженной частоте вращения. Поэтому дорожные и в особенности горные гонки требуют установки карбюратора с меньшим проходным сечением, чем трековые.

В отличие от других конструкций у многих гоночных карбюраторов наиболее узкая часть смесительной камеры находится между дросселем и местом крепления карбюратора к впускному патрубку. Больший диаметр на участке дросселя делается для компенсации сопротивления центральной дозирующей иглы потоку воздуха. Номинальный диаметр задроссельной части смесительной камеры является основным размером, по которому подбирают карбюратор в соответствии с мощностью и быстроходностью двигателя.

Воздушные патрубки карбюраторов делают сменными, так как их длину приходится подбирать, чтобы использовать пульсацию потока горючей смеси для лучшего наполнения цилиндров; с этой же целью между карбюратором и головкой цилиндра иногда помещают промежуточный патрубок; последний целесообразно снабжать оребреиием для охлаждения.

В табл. 29 приведены основные размеры карбюраторов «Амал Т. Т.»

Таблица 29.
Мотоциклетные карбюраторы «Амал Т. Т.» для форсированных двигателей

На рис. 95 показан гоночный карбюратор «Делл’Орто» с центральной дозирующей иглой и раздельной установкой поплавковой камеры. К его особенностям относятся рычажный механизм топливного клапана поплавковой камеры и переднее (по направлению потока воздуха) расположение винта малых оборотов и топливного канала холостого хода, позволяющее устанавливать смесительную камеру с любым наклоном; при обычном расположении винта малых оборотов увеличение угла наклона карбюратора более чем на 15—20° требует понижения уровня топлива в поплавковой камере во избежание вытекания топлива из выходного отверстия системы холостого хода в смесительную камеру. Понижение уровня отрицательно влияет на приемистость двигателя.

Рис. 95. Карбюратор «Делл’Орто» для установки с любым углом наклона смесительной камеры

Табл. 30 дает представление об ассортименте карбюраторов, выпускавшихся фирмой «Делл’Орто» для двигателей гоночного типа.

Таблица 30.
Технические параметры мотоциклетных карбюраторов «Делл’Орто» для форсированных двигателей

В зависимости от устройства системы холостого хода различают две основные серии карбюраторов «Делл’Орто»: у карбюраторов SS-A винт малых оборотов находится со стороны крепления карбюратора, причем им регулируется поступление воздуха (жиклер холостого хода с постоянным сечением выполнен сменным); у карбюратора серии SSI винт малых оборотов расположен со стороны воздухозаборного патрубка и регулирует поступление бензина, а воздух всасывается из атмосферы через нерегулируемый канал. Карбюраторы серии SS-A допускают установку с наклоном до 15°, а серии SSI рассчитаны на угол наклона до 90°. Для карбюраторов с диаметром проходного сечения до 30 ьш изготовляют поплавковые камеры с жестким креплением к смесительной камере для углов наклона карбюратора 12, 26 и 45°. Отдельные поплавковые камеры для раздельного крепления фирма «Делл’Орто» изготовляет двух размеров (но производительности); SS2 для карбюраторов с проходным сечением 18— 30 мм и SS1 для карбюраторов с сечением 32—42 мм.

В поплавковых камерах с жестким креплением топливо подводится снизу, а в поплавковых камерах, устанавливаемых отдельно — сверху (рис. 95). Смесительные и поплавковые камеры карбюраторов «Делл’Орто» отлиты из легкого сплава; для защиты от коррозии они анодированы и покрыты лаком. Крепление карбюраторов осуществляется хомутом или фланцем. Рекомендуемые диаметры диффузоров приведены в табл. 31.

Таблица 31.
Диаметры проходного сечения карбюраторов, рекомендуемые фирмой «Делл'Орто»

У гоночных карбюраторов типа М3 фирмы BVF винт малых оборотов тоже расположен спереди. Угол установки поплавковой камеры относительно смесительной камеры можно регулировать посредством резьбового соединения. Карбюраторы Мб этой фирмы имеют центральную поплавковую камеру; диаметр диффузора от 20 до 38 мм.

Стремление к полному освобождению проходного сечения смесительной камеры для прохода воздуха привело к конструкциям карбюраторов с боковым расположением дозирующей иглы. Однако в первых образцах такого типа («Амал RN», рис. 96) путь топлива к распылителю получается более длинным и извилистым, что неблагоприятно отражалось на приемистости двигателя.

Рис. 96. Карбюратор «Амал RN» с боковым расположением дозирующей иглы и воздушным корректором на противоположной стороне

Отличием этого типа карбюратора по сравнению с моделью «Амал Т. Т.» является подача воздуха в эмульсионную трубку только через одно постоянно действующее отверстие (вместо трех) и наличие двух выводных отверстий системы холостого хода для более плавного перехода к работе с нагрузкой, а также переход от малой частоты вращения к средней при прогреве двигателя на холостом ходу. Диаметр смесительной камеры до задроссельной части увеличен так же, как у карбюратора с центральной дозирующей иглой. Это оказалось необходимым и в карбюраторе с боковой иглой, так как струя топлива, вытекающего из эмульсионной трубки, тоже создает некоторое сопротивление.

Более совершенным является карбюратор «Амал GP» (табл. 32, рис. 97) с односторонним расположением дозирующей иглы I и воздушного корректора 2, имеющий укороченный и выпрямленный канал подвода топлива к распылителю 3\ этот карбюратор легче поддается регулировке и лучше работает на переменных режимах (по сравнению с типом RN), сохраняя в то же время смесительную камеру с минимальным сопротивлением.

Таблица 32.
Мотоциклетные карбюраторы «Амал GP» для форсированных двигателей

На рис. 97 показана также поплавковая камера 4 с верхним подводом топлива, получившая широкое распространение в последние годы; под крышкой камеры предусмотрен отражатель 5, предупреждающий воздействие струи топлива на поплавок.

Рис. 97. Карбюратор «Амал GP» с односторонним расположением воздушного корректора и дозирующей

Для установки с большими углами наклона предназначены карбюраторы «Амал GP2» (рис. 98).

Рис. 98. Карбюратор «Амал GP2»

Их основная особенность заключается в расположении винта малых оборотов со стороны воздухозаборного патрубка. В систему холостого хода топливо поступает по каналу 1 из нижней полости, в которой находятся главный жиклер 6 и держатель жиклера иглы 5; далее топливо проходит по каналу 3 через жиклер холостого хода 4 и попадает в канал 9. В канале 9 топливо смешивается с воздухом, подсасываемым из атмосферы через канал 8. Количество всасываемого воздуха регулируется винтом малых оборотов 7. Эмульсия, образовавшаяся в канале 9, поступает через выводное отверстие 2 системы холостого хода в смесительную камеру. Как видно, в этом типе карбюратора фирма «Амал» применила регулирование состава горючей смеси для холостого хода по воздуху, сохранив возможность воздействия на подачу топлива благодаря сменному жиклеру холостого хода.

Таким образом, в этой модели обогащение или обеднение горючей смеси для холостого хода достигается соответственно завертыванием или вывертыванием винта малых оборотов. По мнению фирмы, это устройство позволяет более точно регулировать систему холостого хода. Кроме того, это устройство дало возможность уменьшить диаметр выводного отверстия системы холостого хода, что уменьшает влияние работы системы холостого хода на характеристику карбюратора, так как после достижения определенной величины открытия дросселя работа этой системы практически не сказывается на составе горючей смеси. Этим обусловлена большая простота регулировки карбюратора.

Ввиду того, что при наклонной установке карбюратора типа GP2 топливо по каналу 1 движется сначала вверх, а затем спускается по каналу 3, выводное отверстие 2 системы холостого хода может быть расположено ниже уровня топлива в поплавковой камере и подтекания топлива в смесительную камеру не происходит.

Для карбюраторов последних моделей фирма «Амал» разработала поплавковую камеру плоской формы, что в некоторых случаях удобно в монтажном отношении. Поплавок действует на топливный клапан через рычаг, увеличивающий запирающее усилие, тогда как на прежних моделях карбюраторов этой фирмы применялось непосредственное воздействие поплавка на клапан.

В результате дальнейшего разшпия рассмотренных конструкций был разработан в СССР карбюратор К-99 (рис. 99); он снабжен диафрагменным ускорительным насосом 1, подающим через специальный канал 2 дополнительное количество топлива при резком открытии дросселя; диафрагма приводится в движение от дросселя посредством коромысла 3. Топливо поступает в насос через впускной клапан 4 и подается в форсунку через шариковый нагнетательный клапан 5.

Рис. 99. Карбюратор К-99

В конструкции так называемого трекового карбюратора (рис. 100), в основном аналогичного карбюратору типа Т. Т. дозирующей иглы нет; он приспособлен главным образом для работы на спиртовых смесях. Топливо подается к главному жиклеру двумя поплавковыми камерами.

Рис. 100. Трековый карбюратор «Амал» с двумя поплавковыми камерами

Специальные гоночные карбюраторы в части своей основной функции — смесеобразования — по существу не обладают преимуществами по сравнению с карбюраторами дорожных мотоциклов и непосредственно форсирующего эффекта не создают. Необходимая пропускная способность карбюратора с центральной дозирующей иглой всегда может быть достигнута увеличением диаметра смесительной камеры с тем, чтобы средняя скорость воздуха имела такое же значение, как, например в гоночном карбюраторе с боковой дозирующей иглой. Этим объясняется успешное применение некоторыми фирмами обычных серийных карбюраторов («Микуни», «Амал—Консентрик») на специальных гоночных мотоциклах без всякого ущерба для их динамических качеств. Карбюратор «Микуни» (рис. 101) имеет пусковое устройство, золотник которого управляется тросом и рычажком на руле. Главная дозирующая система и система холостого хода в принципе такие же, как на карбюраторах «Амал». Поплавковая камера центральная. Два поплавка соединены с вильчатым рычагом, действующим на топливный клапан.

Рис. 101. Карбюратор «Микуни»: 1 — пусковой жиклер; 2 — эмульсионная срубка; 3 — пусковая камера: 4 — золотник; 5 — дроссель; б — смесительная камера; 7,8 — выводи we отверстия; 9 — жиклер холостого ходя; 10 — жиклер иглы; 11 — главный жиклер: 12 — поплавковая камера; 13 — поплавок: 14 — топливный клапан; 15 — воздушный жиклер; 16 — дозирующая игла; 17 — винт малых оборотов

Если мотоцикл оборудован обтекателем, то нередко предусматривается специальный трубопровод для подвода холодного воздуха из зоны повышенного давления на поверхности обтекателя к воздухозаборной горловине карбюратора. В качестве бензинопроводов от бака к карбюратору используют гибкие шланги, не подверженные поломкам от вибрации. Диаметр проходного сечения бензинопроводов и краников должен быть не менее 6 мм.

Для обеспечения устойчивой работы карбюраторов на вибрирующих гоночных двигателях были разработаны системы питания без обычных поплавковых механизмов. Постоянный уровень в камерах, питающих карбюратор, поддерживается здесь за счет циркуляции топлива, осуществляемой специальным насосом. Такая система, применявшаяся на гоночных мотоциклах AJS, показана на рис. 102. Топливо поступает из основного бака 1 в промежуточный бак 5, где поддерживается постоянный уровень с помощью поплавкового механизма 6; отсюда топливо перекачивается насосом 7 в небольшой напорный бак 2, представляющий собой отделение в заднем конце основного бака; избыток топлива перетекает из напорного бака в основной.

Рис. 102. Система питания гоночного двигателя AJS класса 350 см3

Напорный бак питает самотеком две камеры постоянного уровня 3, расположенные по бокам смесительной камеры карбюратора. Из камер постоянного уровня топливо поступает к жиклерам, а избьпок топлива стекает по дренажным трубкам 4 в промежуточный бак; дренажные трубки входят в камеры постоянного уровня 3 до определенной высоты, чем и определяется высота уровня и напор топлива, подводимого к жиклерам. При этом насос должен обладать избытком производительности по сравнению с расходом топлива, а сечение дренаж ных трубок должно быть достаточно большим, чтобы не допустить повышения уровня в камерах, питающих жиклеры. Несмотря на некоторую сложность, вышеописанная система питания работала на гоночных мотоциклах AJS вполне удовлетворительно. Введение топливного насоса оправдывалось еще тем обстоятельством, что на этом мотоцикле топливный бак большой вместимости с целью понижения центра тяжести мотоцикла был расположен настолько низко, что питание карбюратора не могло быть осуществлено самотеком.

Аналогичная система питания применялась на известных гоночных мотоциклах «Нортон». Однако широкого распространения такие системы не получили, видимо, из-за их сложности. На некоторых гоночных мотоциклах были применены системы питания впрыском топлива. Такие системы дают увеличение мощности двигателя (около 10 %), снижение расхода топлива и улучшение приемистости. Эти преимущества являются следствием лучшей формы и уменьшенного сопротивления впускного тракта (отсутствие карбюратора), т. е. в конечном счете лучшего наполнения цилиндров, а также лучшего распыления и более эффективного сгорания топлива и отсутствия потерь его при продувке камеры сгорания воздухом в период перекрытия клапанов. Большое значение имеет нечувствительность систем питания впрыском топлива к воздействию на них инерционных нагрузок, возникающих в процессе движения гоночных мотоциклов. При разгоне гоночных мотоциклов достигаются ускорения 5—10 м/с2, а при торможениях — замедления такой же численной величины. Больших значений достигают центростремительные ускорения на поворотах и при неконтролируемых заносах мотоциклов с колясками. При карбюраторном питании в таких условиях возникают нарушения нормального смесеобразования, ведущие к перебоям, «провалам», а иногда и к полной остановке двигателя. Этих недостатков можно избежать, применяя впрыск топлива.

Существуют различные системы впрыска топлива. В 1939 г. фирма «Гуцци» довольно успешно применяла впрыск топлива отдельными дозами для каждого цикла во впускной патрубок через форсунки с электромагнитным управлением (рис. 103).

Рис. 103. Схема гоночного двигателя «Гуцци» класса 250 см3 с впрыском топлива во впускной канал (двигатель работал с наддувом)

Позднее (в 1952 г.) на гоночных мотоциклах с четырехцилиндровыми двигателями этой же фирмы была использована система с непрерывным впрыском топлива во впускные патрубки.

Большую известность имели гоночные мотоциклы BMW с двухцилиндровыми двигателями, на которых впрыск производился отдельными дозами при помощи двухсекционного плунжерного насоса; были испытаны варианты с впрыском во впускные патрубки и (в последних образцах) непосредственно в камеры сгорания (рис. 104).

Рис. 104. Двухцилиндровый гоночный двигатель BMW класса 500 см3 с непосредственным впрыском топлива в камеры сгорания (в круге показано расположение форсунки)

Работа системы питания непосредственным впрыском протекает так; топливо подводится из бака самотеком к фильтру с бумажным фильтрующим элементом и далее к впрыскивающему насосу, близкому по конструкции к топливным насосам автомобильных дизелей. В насосе предусмотрена смазка плунжеров моторным маслом из отдельного бака вместимостью 0,5 л. Гонщик регулирует работу двигателя дроссельными заслонками в воздушных патрубках, связанными с вращающейся рукояткой на руле.

Подача необходимого количества топлива регулируется автоматически в зависимости от разрежения во впускном тракте. Для этого имеется коробка с диафрагмой, к одной стороне которой по трубке подводится разрежение из впускных патрубков. Движения диафрагмы, вызванные изменениями нагрузки двигателя, передаются с помощью рейки зубчатым секторам, поворачивающим плунжеры, что, в свою очередь, вызывает изменение активного хода плунжеров и, следовательно, количества впрыскиваемого в цилиндры топлива. Для изменения момента отсечки на каждом плунжере имеется винтовая кромка, взаимодействующая с соответствующим отверстием на втулке плунжера. Минимальное давление впрыска 40 000 кПа. Впрыск топлива производится перед концом впуска воздуха, чем обеспечивается достаточная продолжительность смесеобразования в цилиндре.

Системой механического впрыска бензина был оборудован «етырехцилиндровый двигатель URS класса 500 см3 (рис. 105).

Рис. 105. Впрыск бензина на двиrателе URS класса 500 см3

Он имеет по два впускных канала, сходящихся к клапану под углом 60е. Верхние каналы подводят только воздух, а в боковые каналы вмонтированы форсунки для впрыска бензина в поток всасываемого воздуха.

Следует признать перспективными системы впрыска с электромагнитными форсунками и электронным дозированием цикловой подачи. Благодаря отсутствию возвратно-движущихся деталей, кроме очень легкого клапана форсунки, они приспособлены к работе на высокой частоте вращения. Такие системы обладают широким диапазоном регулирования.

Пока системы впрыска применяются редко из-за сложности, дороговизны и трудности дозирования малых количеств топлива. К тому же выигрыш в мощности по сравнению с мощностями, реализуемыми при питании каждого цилиндра самостоятельным карбюратором, невелик.

Регулировка карбюраторов

На состав горючей смеси влияют следующие конструктивные и регулировочные элементы карбюратора: проходное сечение смесительной камеры, пропускная способность главного жиклера, конусность дозирующей иглы и высота ее закрепления в дросселе, проходное сечение распылителя, высота среза дросселя со стороны подвода основного потока воздуха, положение винта малых оборотов холостого хода и положение золотника воздушного корректора.

Дроссельные золотники изготовляются с различной высотой среза передней части. Чем меньше высота среза, тем больше тормозится струя воздуха, проходящего над эмульсионной трубкой, и, следовательно, разрежение над распылителем увеличивается, а горючая смесь получается богаче.

Карбюратор обеспечивает правильный состав горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Каждый из перечисленных выше конструктивных элементов действует на состав горючей смеси в определенном диапазоне открытия дроссельного золотника.

  1. При минимальных открытиях дросселя на величину примерно до 1/8 полного подъема, что соответствует работе двигателя на холостом ходу, состав смеси всецело определяется положением винта малых оборотов.
  2. При открытии дросселя на величину в пределах приблизительно от 1/8 до 1/4 полного подъема качество горючей смеси зависит от высоты среза на передней части дросселя.
  3. При открытии дросселя в пределах от 1/4 до 3/4 (у «Амал GP» от 1/3 до 7/8) полного подъема качество горючей смеси регулируется кольцевой щелью между распылителем и конусной иглой, т. е. оно зависит от внутреннего диаметра распылителя и высоты закрепления конусной иглы. Для регулировки проходного сечения распылителя конусная игла 5 (см. рис. 94) имеет на верхнем конце семь кольцевых канавок, которые служат для закрепления иглы в дросселе при помощи пружинной защелки 14. Таким образом, игла может быгь соединена с дросселем в семи различных положениях (по высоте) что обеспечивает достаточно широкие возможности регулировки.
  4. При открытии дросселя в пределах от 3/4 до полного подъема состав горючей смеси зависит только от пропускной способности главного жиклера.

Кроме того, качество смеси можно регулировать воздушным корректором в зависимости от атмосферных условий или при нуске двигателя, когда требуется богатая смесь. В последнем случае пользуются также кнопкой утолителя поплавка. Открытие воздушного корректора вызывает обеднение смеси, закрытие обогащает ее. Дейстеие воздушного корректора приблизительно равносильно изменению главного жиклера на три номера: так, например, главный жиклер 170 при закрытом корректоре дает такую же горючую смесь, как жиклер 200, но при открытом корректоре.

Большое разнообразие типов гоночных двигателей, а также различия в качестве применяемого топлива не дают возможности рекомендовать какие либо стандартные регулировки. Поэтому для получения оптимальных результатов каждый двигатель требует индивидуальной регулировки.

Регулировка трековых карбюраторов, выпускаемых до настоящего времени только фирмой «Амал», отличается тем, что при открытии дросселя в пределах от 1/8 до 3/4 необходимый состав смеси получают за счет подбора выреза дросселя; холостой ход регулируется винтом, изменяющим количество воздуха, впускаемого в систему холостого хода, как у карбюраторов дорожных мотоциклов.

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru