Вітчизняні підвісні човнові мотори оснащені двотактними одно- і двоциліндровими двигунами з іскровим запалюванням. Приготування і дозування горючої суміші на них забезпечується карбюраторами, характерною особливістю яких тліє поплавковий механізм, що підтримує постійний рівень палива в камері поплавця - натиск при вході в дозуючі системи.
Недолік будь-якого поплавкового пристрою полягає в тому, що при вібраціях, що виникають при роботі двигуна, в також кренах і хитавиці на хвилюванні рівень палива в камері поплавця підвищується; в результаті склад суміш стане густішою що веде до втрати потужності, зниження економічності і підвищення нагарообразования. Крім того, при перенесенні човнового мотора знаходиться в камері поплавця паливо може вилитися з карбюратора і потрапити в воду або грунт.
Від перерахованих недоліків вільний карбюратор з мембранним регулятором тиску палива на вході в дозуючі системи, званий в побуті мембранним або, інакше, безпоплавковим. Такий карбюратор виявляється дещо складніше по конструкції зате він надійніший, двигун з ним стає більш економічним і екологічно чистим.
Залежно від специфічних умов експлуатації мембранні карбюратори виготовляються з вбудованим підкачуючим паливним насосом або без нього - з подачею палива самопливом і від окремого насоса.
Найбільшого поширення мембранні карбюратори отримали спочатку в авіації, а потім в піснею промисловості (на двигунах бензопил), де необхідно забезпечувати стабільне дозування палива в умовах зміни просторового положення двигуна і вібрацій. З цієї ж причини представляється привабливим застосування мембранного карбюратора і на підвісній човнової мотор Ідея ця не нова. В СРСР така спроба була здійснена в 1965 р коли на базі серійного карбюратора К06-1107010 Центральним науково дослідним інститутом паливної апаратури автотракторних двигунів (ЦНІІТУ) був розроблений мембранний карбюратор К 2118-1107010 для човнового мотора «ПЛМ-5», розробленого на Ульяновському заводі малолітражних двигунів. Подача палива до карбюратора здійснювалася самопливом. На жаль, робота закінчилася стендовими випробуваннями дослідних зразків карбюраторів.
Інформація про зображення
Мал. 1. Беспоплавковий карбюратор без вбудованого паливного насоса
Карбюратор К2118-1107010 в своєму розпорядженні чотири системами: регулятора тиску, головною паливної, холостого ходу і пуску (рис. 1).
Регулятор тиску призначений для підтримки практично постійного тиску в паливній камері «В». Він включає в себе мембрану 4, паливний клапан 10, пружину 6, важіль 5 і сідло 9. Мембрана в цьому механізмі «вештається рухомим силовим елементом, що відокремлює паливну камеру від атмосферного повітря.
Головна паливна система служить для дозування і подачі паливної суміші в дифузор при роботі двигуна під навантаженням. Вона включає в себе розпилювач 19, виконаний в блоці з паливним жиклером, що обмежує максимальний витрата палива, паливний канал «Д», регульований жиклер 16 і регулювальну голку 17. Оптимальна витрата палива задається положенням регулювальної голки 17.
Система холостого ходу служить для приготування горючої суміші при роботі двигуна на холостому ходу, навантажувальних режимах, а також при переході двигуна від холостого ходу до роботи під навантаженням. Система складається з регулювальної голки 14, повітряного жиклера 1S, паливного жиклера 11 і каналів: повітряного «І», паливного «Г», емульсійного «Ж», а також емульсійних отворів »Е1» і «Е2».
Пусковий пристрій служить для створення оптимального складу горючої суміші при пуску двигуна. Воно складається з повітряної заслінки 20 з прорізом у гирла розпилювача 19 головній системи.
Регулятор тиску працює наступним чином. При розрідженні в паливній камері «В» мембрана 4 переміщається в сторону паливної камери і заклепкою в її центрі натискає на п'яту важеля 5. Важіль 5, повертаючись навколо осі. стискає пружину 6 і відкриває сідло 9 клапана 10. Паливо надходить в паливну камеру «В» в кількості, що підтримує рівноважний стан мембранного механізму.
При запуску непрогрітого двигуна повітряна заслінка 20 повинна бути закрита, а дросельна 3 - прочинені. Під час прокрутки двигуна паливо під дією розрідження, що виникає в повітряному тракті карбюратора. надходить з дозуючих систем і, змішуючись з повітрям, що проходить через проріз в повітряної заслінки 20 і зазори між нею і дифузором «А», створює збагачену горючу суміш, необхідну для запуску двигуна.
Коли двигун прогрітий і працює на малих частотах обертання в режимі холостого ходу, дросельна заслінка 3 прочинені, а повітряна 20 - відкрита повністю. При цьому емульсійне отвір «Е2» знаходиться перед дросельною заслінкою 3.
Паливо під дією розрідження, що передається через емульсійне отвір «Е1», надходить через паливний жиклер холостого ходу 11 в емульсійний канал холостого ходу «Ж». У ньому паливо, змішуючись з повітрям, що надійшли через жиклер 15 системи холостого ходу і отвір «Е2», утворює емульсію. Вона змішується з повітрям, що проходить в щілину між прочиненими дросельною заслінкою 3 і стінками камери змішувача «Б», утворює горючу суміш, яка надходить в двигун.
У міру відкриття дросельної заслінки отвір «Е2» виявляється в зоні високих розрідження, і через нього в змішувальну камеру також починає надходити паливна емульсія. Оскільки кількість горючої суміші, що надходить у двигун, зростає, то зростає і частота обертання холостого ходячи. При значному відкритті дросельної заслінки паливо починає надходити з розпилювача 19 головній системи.
До моменту вступу головної системи в роботу зворотний клапан 18 закритий. Він запобігає надходженню повітря через розпилювач 19 у паливну камеру «В».
При навантаженні двигуна, зі збільшенням відкриття дросельної заслінки 3 і, відповідно, кількості повітря, що проходить через дифузор «А», зона високих розрідження переміщається до розпилювача 19 і паливо з нього надходить в дифузор «А». Коли дросельна заслінка 3 повністю відкрита, витрата палива і повітря, в залежності від частоти обертання двигуна, стає максимальним. Система холостого ходу продовжує працювати, однак її частка в загальній витраті палива незначна.
Прикладом конструкції мембранного карбюратора з вбудованим паливним насосом може служити карбюратор К244.1107010, розроблений ЦНІІТУ і призначений для підвісного човнового мотора ( «Салют»).
Інформація про зображення
Мал. 2. Беспоплавковий карбюратор з вбудованим паливним насосом
Справа на схемі рис. 2 зображений корпус карбюратора з боку паливного насоса з накладеною на нього насосної мембраною.
Карбюратор має п'ять систем: регулятора тиску, головну паливну, холостого ходу, пуску, подачі палива. Цей карбюратор відрізняється від раніше розглянутої конструкції застосуванням в розпилювачі 5 зворотного клапана кулькового типу і еластичного запірного елемента паливного клапана 15, а також наявністю обвідного повітряного каналу «У» в системі холостого ходу. Завдяки цьому каналу робота двигуна на малих обертах холостого ходу забезпечується при повністю закритій дросельної заслінки 10. Необхідна витрата повітря задається за допомогою регулювального гвинта 7. Крім того, в заслінці 10 є отвір, яке при повністю загорнутому гвинті 7 забезпечує витрату повітря, необхідний для роботи двигуна на мінімально допустимих оборотах холостого ходу при оптимальному витраті палива.
Висновок на стійкі малі обороти холостого ходу забезпечується шляхом відвернення гвинта 7. Гвинтом 12 ставить перед собою таку витрату палива, який забезпечує нормальний перехід двигуна з режиму малої частоти обертання на холостому ходу на роботу з навантаженням при різкому відкритті дросельної заслінки 10.
У цьому карбюраторі передбачений підкачує паливний насос мембранного типу з приводом від змінного тиску в кривошипно камері двотактного двигуна. Насос забезпечує подачу палива під тиском вищим, ніж при його надходженні самопливом з вищерозташованих бака.
Насос складається з мембрани 8, впускного «П» і випускного «Р» клапанів пелюсткової типу, паливної «Ж» і газової «Е» порожнин, демпферів «С» і «Т»; сідел клапанів, виконаних в корпусі карбюратора (показані пунктиром під пелюстками клапанів), сполучних паливних каналів, а також газового каналу «І».
Паливний насос працює наступним чином. Розрідження, що створюється в кривошипно камері двигуна при ході поршня вгору поширюється по каналу «І» в газову порожнину «Е» насоса При цьому мембрана 8 прогинається в сторону газової порожнини «Е», створюючи розрідження в паливній порожнини «Ж». Під дією цього розрідження паливо по паливоподаючі штуцера 18 через демпфер «С» і відкрився клапан «П» надходить в порожнину «Ж». При цьому випускний клапан «Р» закривається.
Коли поршень йде вниз, в кривошипно камері двигуна створюється підвищений тиск, і мембрана 8 прогинається в сторону паливної порожнини «Ж». При цьому впускний клапан «П» закривається, а випускний клапан «Р» відкривається, і паливо виштовхується через демпфуючу порожнину «Т» до паливного клапану 15. Вирівнювання пульсуючого тиск всмоктування і нагнітання палива досягається за допомогою пружної мембрани, що розділяє повітряну і топ-пивну порожнини демпферов «С» і «Т».
В даний час ведеться робота по пристосуванню описаного мембранного карбюратора для підвісного човнового мотора Салют ». Розроблено два варіанти карбюратора: з вбудованим підкачуючим паливним насосом і без нього.
Основною умовою, що пред'являються до конструкції та компонуванні беспоплавкового карбюратора, є надійне видалення бульбашок пари і повітря з порожнини паливного насоса і паливної камери. Ці бульбашки утворюються при роботі паливного насоса і нагріванні палива, особливо свежезаправленного. Шкідливий вплив бульбашок повітря особливо проявляється на режимі мінімальної частоти обертання колінчастого вала на холостому ходу двигуна, так як всі паливні порожнини карбюратора мають тільки один вихід - через дозуючі системи. Важливу роль у видаленні бульбашок грає і конструкція топлівозаборніка.