Настройка впрыска/зажигания мотоцикла. Часть 2.1: Карбюратор - доброе зло или злое добро.
Что такое карбюратор? Если коротко, то это прибор в котором происходит карбюрация :)
А вот что нам говорит Вики: «узел системы питания ДВС, предназначенный для приготовления горючей смеси наилучшего (серьезно?) состава путём смешения (карбюрации, фр. carburation) жидкого топлива с воздухом и регулирования количества её подачи в цилиндры двигателя.»
В основе работы карбюратора лежит Эффект Вентури, который заключается в падении давления, когда поток жидкости (в нашем случае газа, а именно воздуха) протекает через суженную часть трубы. Благодарность за открытие этого эффекта надо отдать одному итальянцу жившему еще в 18-19 веках Джованни Вентури (кому интересно - ссылка на Вики под именем физика).
Если капнуть еще чуть глубже, то этот эффект в основе своей опирается на закон Бернулли. Если прогуляли его в школе, можете сейчас почитать - ссылка на Вики прилагается).
Для иллюстрации я выбрал схему карбюратора К-16А. Вообще этот карб ставился на пусковое устройство дизельного трактора, но сути это не меняет.
А теперь как в Токийском дрифте - «Основы дрифта за 5 минут» - принцип работы карбюратора за 5 (?) строк. Поехали.
Головка блока цилиндра слева, воздушный фильтр справа от карбюратора. Осуществляя такт впуска, мотор всасывает воздух через диффузор (22 на рисунке). Таким образом за дроссельной заслонкой (15) в самом узком месте создается разряжение или зона пониженного давления.
И тут начинается волшебство, а точнее физика.
В поплавковой камере (1) находится определенное количество топлива на которое «давит» атмосферное давление. Под воздействием последнего топливо по каналу 21 поднимается через распылитель (17) или эмульсионную трубку и главный жиклер (18) как раз в зону пониженного давления и попадает в воздушный поток уже в частично смешенном с воздухом виде.
Относительно высокое давление воздуха в попловковой камере + низкое давление в диффузоре = движение топлива во впускной тракт с параллельным смешиванием с воздухом, т.е. атомизацией.
На этом принципе работают все дозирующие системы всех известных мне карбюраторов.
Чем больше мы открывает дроссель, тем больше воздуха проходит через «узкое место» и тем больше топлива всасывается в воздушный поток. Таким образом происходит дозирование топлива в зависимости от запроса водителя.
Если кто хочет погрузиться в принципы работы карбюратора глубже - напишите нам или поищите в сети, информации полно.
Перейдем ближе к практической плоскости.
Почему карбюратор добро
Он простой и это его главный и наверное единственный плюс.
— легко обслужить (почти всегда. Владельцы Валькирий и некоторых спортов это не про вас);
— легко починить и зачастую дешево, но не всегда);
— простая конструкция позволяет сделать систему компактнее, менее требовательную к электросети и так далее.
А теперь почему он зло.
— настроить карбюратор дорого. ДА, именно дорого.
Коротко: значительно больше работы и она занимает много времени.
Подробнее: представьте себе мотоцикл на стенде. Он собран, подключен… вы собрали данные и знаете, где нужно убавить, где добавить. И думаете это всё… нет. точнее будет сказать НЕТ.
С одной стороны у большинства карбюраторов вроде как мало настроек: первичная дозирующая система, вторичная, ускорительный насос… в них по паре жиклёров, топливных и воздушных, игла.
Фигня, да? Нет.
Первая причина почему «нет» видна на картинке ниже
А именно. Все дозирующие элементы работают в широком диапазоне открытия дросселя (да, карбюратору плевать на ваши обороты двигателя, он о них ничего не знает. Он понимает только ВАКУУМ и только им управляется.)
Например: положение иглы влияет на смесь от 1/4 до 3/4 открытия дроссельной заслонки, и влияет с разной эффективность. Так же на этот диапазон открытия влияет главный жиклер, и даже жиклер холостого хода и его воздушная пара.
Таким образом меняя настройку одного элемента оказывается влияние на несколько режимов работы ДВС и на эффективность других дозирующих систем кстати тоже.
Вторая причина.
Карбюратор это своего рода виниловая пластинка. Её звучание зависит и от влажности и от вибраций стола и т.д.
Тут тоже самое. Карбюратор не в курсе ни о температуре, ни плотности воздуха, ни доле кислорода в нём. Он выдаст вам некоторое количество топлива при некотором вакууме.
А спасибо советской школьной программе мы знаем, что на каждые 10 градусов по Цельсию плотность воздуха меняется на 4%. То есть при +5 и при +35 у нас плотность воздушной составляющей питания меняется на 12%, количество кислорода соответственно тоже.
Плюс по мере подъема над уровнем моря содержание кислорода также начинает уменьшаться.
На уровне моря доля кислорода примерно 20%, на высоте 3 000 м над уровнем моря содержание кислорода составляет примерно 16,7% объема атмосферы, а на высоте 5 000 м — около 14,7%. При достижении высоты 8 000 м содержание кислорода снижается до 11,5%, а на высоте 10 000 м — до 9,7%.
Понятное дело, что высоты больше 5 тыс. нам точно не интересны, но подняться на пару тысяч вполне реально или опуститься ниже метром на 100-200 тоже (побережье Мертвого моря это -300 м от уровня мирового океана, это примерно как 0.3 бара надува)))
Да, всевозможные уловки как CV, электроуправляемые клапана обогатительных систем (чаще на авто, чем мото) частично помогают, но инжектором карбюратору все равно не стать, увы.
Вот вам еще один момент. Замечали, что в некоторых режимах резкое открытие дросселя приводит к худшему разгону, чем плавное? Это отдельная тема и на самом деле общая и для инжекторов. Электронные дросселя появились не только из-за экологов, дамы и господа). Но не будем забегать вперед.
И сейчас даже сугубо спортивная техника типа KTM или Husqvarna TC125 2Т имею на борту инжектор.
Заранее отвечу на комментарии типа «фигня, я не чувствую сильного изменения динамики при похолодании/жаре». Очень просто. 95% карбюраторов на мото постоянного разрежения, которые сглаживают проблемы смесеобразования при неоптимальных температурах за счет плавного «открытия» вентури. Второе, смесь не так влияет на мощность, как УОЗ, она в бОльшей степени влеяет на долговечность агрегата.
Гоночная братия использует «калькуляторы» типа Mikuni Pocket Tuner.
С помощью данного высокоточного аналогового гаджета граждане гонщики могут на ходу, замерив температуру воздуха и прикинув высоту над уровнем моря, перенастроить карбюратор для максимальной мощности.
Вообще важно озвучить один постулат ДВС: смесь в первую очередь про безопасность работы мотора и лишь во вторую про мощность, УОЗ напротив в первую очередь про мощность.
Продолжим показания состава смеси записаны, понятно, что и где нужно изменить. Разбираем, меняем, собираем, снимаем заново показания и… разбираем заново. Потому что просчитать влияние дозирующих систем друг на друга сложно или не возможно. И так несколько раз до удовлетворяющего нас результата.
А если это спорт с карбюраторами под баком?
Второй момент добавляющий стоимости в настройке карбюраторов это необходимость иметь большой сток как жиклеров, так и игл.
«Игл?» — частый вопрос. Именно игл! Игла крайне важный элемент и это не просто конус с пазами для стопорного кольца.
Игла имеет до 11 параметров и влияет на широчайший диапазон: от 1\5 до полностью открытого дросселя.
Хорошая иллюстрация ниже:
Уже запутались? Рано. Форма эмульсионной трубки, в которую заходит игла, тоже влияет на смесь. :)
И вишенка на торте - неоптимальная выхлопная система может сделать оптимальную настройку карбюратора вообще недостежой, как это случилось с тем же кастомом в одной из наших публикаций.
То есть хорошему настройщику потребуется иметь на складе набор жиклеров топливных и воздушных и набор игл, а с продвинутыми карбами еще и эмульсионных трубок несколько вариантов (это очень редко). Цена одной оригинальной иглы доходит до 10-20$. Считаем.
Надеюсь почему настройка карбюратора небыстрое и недешевое удовольствие объяснил.
Если будут вопросы - пишите в комментариях.
П.С. Для тех, кто почуял ненависть к карбюраторам в моей публикации отвечу намёком: очень люблю виниловые пластинки, и вертушка в мастерской на ряду с цифрой имеется.