Карбюраторы ВАЗ-2101/02/03/04/05/06/2121

Карбюраторы ВАЗ-2101/02/03/04/05/06/2121

 

Введение

Уважаемые читатели! Хочу начать с чистосердечного признания. До сих пор никто не может научно объяснить, почему двухкамерный карбюратор обеспечивает двигателю добавочную мощность по сравнению с однокамерным карбюратором такого же сопротивления и с таким же расходом топлива и воздуха.

Ни одно учебное  заведение в нашей стране не готовит  специалистов по карбюраторам, однако такие специалисты есть. Это сотрудники конструкторских бюро и лабораторий заводов и НИИ, а также карбюраторщики-электрики автопредприятий. Очень хотелось бы отнести сюда карбюраторщиков станций технического обслуживания (СТО), но, к сожалению, таких специалистов практически нет. Достаточно сказать, что в таком городе, как Кишинев, на сегодняшний день регулировкой карбюраторов занимаются уже на каждом углу, но качество работы все равно не на высоте.

Обслуживанием и регулировкой систем питания и  зажигания занимаются понемногу автослесари, но из-за отсутствия специальных значений, опыта и необходимого минимума справочных материалов качество этих работ очень низкое. Многие автолюбители стараются все сделать сами, пользуясь сведениями, почерпнутыми из журнала "За рулем", и ремонтными комплектами. Результаты такой деятельности редко бывают положительными. Кроме того, среди шоферов-профессионалов и автолюбителей бытует много совершенно абсурдных представлений о работе двигателя и его систем питания и зажигания. В целях знакомства с терминологией стоит рассмотреть некоторые из них.

Многие считают, что детонация и калильное  зажигание - одно и то же. Это совсем не так. Это совсем разные процессы. Детонация - сгорание горючей смеси  примерно в 10 раз быстрее нормального. При этом происходит вибрация днища поршня, которая воспринимается как металлический стук. Детонация, как правило, бывает при резком открытии дроссельной заслонки (как в режиме разгона автомобиля, так и на холостом ходу). Калильное зажигание - это самопроизвольное возгорание горючей смеси при ее сжатии. Оно является причиной того, что двигатель продолжает работать после выключения зажигания и не развивает полную мощность. И детонация, и калильное зажигание сигнализируют о неисправности или неправильной регулировке самого двигателя или его систем питания и зажигания.

Автор знает, что  кое-кто добавляет в бензин воду. Одни это делают, чтобы ездить на бензине А76, не переделывая двигатель, другие -- чтобы экономить бензин, а некоторые просто так, чтобы  не отстать от моды. Так стоит ли добавлять в бензин воду? Безусловно, стоит. Для этого надо подавать в двигатель смесь воды и бензина в соотношении 1:8. Можно подавать смесь в виде эмульсии, можно каждый компонент по отдельности, но в любом случае мимо поплавковой камеры. Желаю удачи. Если кто-нибудь из читателей сможет решить проблему добавления воды в топливо, то советую сразу же оформлять заявку не на изобретение, а на открытие. Самодельные попытки добавлять воду в бензин, которые автору довелось видеть, не выдерживают никакой критики. Дело в том, что разряжение во впускной трубе в режиме работы двигателя на холостом ходе составляет 450 мм рт. Ст. (50 кПа), а в режиме полной нагрузки - 30 мм рт. Ст. (4 кПа). Эти данные одинаковы как для тех, кто воду добавляет, так и для тех, кто захочет получить деньги за открытие.

Далее, многие не знают, можно ли применять бензин АИ93 на двигателях с низкой степенью сжатия? Можно, так как в настоящее  время плотность всех бензинов практически  одинакова.

До войны высокооктановые  бензины получали методом прямой возгонки, и их плотность была меньше, чем низкооктановых бензинов. Нормальная горючая смесь состоит из одной части бензина и четырнадцати частей воздуха. Это соотношение не объемное, а массовое. Плотность же воздуха с довоенного времени, к счастью, не изменилась, поэтому двигатель с низкой степенью сжатия с удовольствием будет "питаться" высокооктановым бензином.

И, наконец, самое абсурдное заблуждение: многие считают, что можно снизить расход топлива или уменьшением сечения главного воздушного жиклера.

Смело можно утверждать, что  при этом расход топлива увеличивается. Объясняется это тем, что при  работе двигателя на переобедненной смеси для получения той же мощности (по сравнению с нормальной рабочей смесью) требуется большее  открытие дросселя, и тем, что переобедненная смесь не воспламеняется, т.е. появятся пропуски в работе цилиндров (часть топлива не будет сгорать). Все это приведет к детонации, потере мощности, уменьшению моторесурса и перегреву двигателя, увеличению расхода топлива и увеличению токсичности за счет углеводородов (СН) и окиси азота (NO). Сомневающиеся могут проверить это на собственном автомобиле.

В доказательство можно привести тот факт, что хотя самые первые карбюраторы 2103 и 2101, выпускавшиеся  до 1974 г., имели очень богатую регулировку, они обеспечивали автомобилю прекрасную динамику и отличную экономику, но были сняты с производства из-за того, что не обеспечивали в перспективе ужесточающиеся нормы токсичности.

Следует добавить, что есть модификации карбюраторов, которые уменьшат расход топлива при увеличении некоторых дозирующих топливных элементов и при этом улучшат динамику автомобиля, но несколько увеличат его токсичность. Поэтому я не могу давать такие рекомендации, так как являюсь противником отравления окружающей среды и себе подобных.

Отсюда напрашивается  вывод, что для экономики топлива  необходимо строго соблюдать все  заводские технические условия  на двигатель и его системы  питания и зажигания. Последняя  фраза, на мой взгляд, получилась слишком  академичной.

Стоит уточнить средние цифры летнего эксплуатационного  расхода бензина АИ-93 для "Жигулей" всех моделей (кроме моделей 2121 и 2108) без багажника и без прицепа: при городской езде - 10,5±0,5 л на 100 км; при загородной езде см. рис. 1.

Следует дополнительно упомянуть, что для автомобиля ВАЗ старше 6 лет расход можно смело принимать 12±1 л на 100 км пробега в зависимости от технического состояния.

Не следует  доверять человеку, который предложит  уменьшить эти цифры на пять или  десять процентов путем изменения конструкции карбюратора или системы зажигания. Например, система ЭПХХ (экономайзер принудительного холостого хода) на автомобилях моделей 2105 и 2107 дает экономию топлива в режиме городской езды примерно 3,5%, и те дались дорогой ценой.

Экономить топливо можно, если грамотно ездить: в городских условиях разгонять плавно, не устраивать гонки при разгоне с места, стараться меньше тормозить по красному сигналу светофора, больше использовать накат (летом). В общем, ездить надо "умно". Согласно научным данным, "разгон на повышенных оборотах приводит к увеличению потребления бензина на 30%, а "агрессивная" манера вождения, характеризующаяся резким троганьем и столь же резким торможением, бесконечными обгонами и т.п.,- на 50%". Но тем не менее следует поддерживать рабочие обороты двигателя в диапазоне от режима максимального момента (3600 об/мин) до режима максимальной мощности (5600 об/мин). Тогда ваш двигатель не потеряет своего "здоровья" до преклонного возраста. А кто думает, что бензин экономится на меньших оборотах (при одной и той же скорости), тот ошибается. Экономия небольшая, зато ресурс двигателя значительно сокращается. За городом старайтесь ездить со скоростью 80-90 км/ч, не более.

Рис. 1. Расход бензина  АИ93 на 100 км пути при загородной езде (Q - расход, V - скорость движения).

Еще несколько  слов о токсичности автомобиля.

ГОСТ 17.2.2.03-87 лимитирует содержание в отработавших газах  окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) при работе двигателя только в режиме холостого хода. Начиная  с 1 января 1988 года, при контрольных проверках автомобилей органами Госконтроль атмосферы и ГИБДД (независимо от года выпуска) с двигателями, число цилиндров в которых не более четырех, содержание СО в отработавших газах не должны превышать 3%.

Контроль содержание СО и СН осуществляется:

а) при эксплуатации автомобилей - не реже, чем при техническом  обслуживании № 2, после ремонта  агрегатов, систем и узлов, влияющих на содержание СО и СН, а также  по заявкам владельцев;

б) при техническом  обслуживании автомобилей индивидуальных владельцев и ремонте агрегатов, систем и узлов, влияющих на содержание СО и СН, а также по заявкам владельцев;

в) при капитальном  ремонте автомобилей, после заводской  обкатки;

г) при серийном выпуске автомобилей.

Во всех этих случаях содержание СО и СН в отработавших газах не должно быть выше норм, приведенных в ГОСТ 17.2.2.03-87 (табл. 1).

Таблица 1. Нормы  содержания СО и СН в отработавших газах автомобилей "Жигули" в  режиме холостого хода (по ГОСТ 17.2.2.03-87).

Частота вращения коленвала	СО (объемная доля), %	СН (объемная доля), pmm (млн-1), для двигателей с числом цилиндров не более четырех
Минимальная	1,5	1200
Повышенная	2,0	600

Не знаю, как  у Вас, уважаемые читатели, а у  меня этот новый ГОСТ вызвал кучу вопросов. Почему нормы для Госконтроль атмосферы и ГИБДД отличаются от норм для СТО? Почему содержание СО на повышенных частотах вращения выше, чем на минимальных? Много ли найдется СТО, на которых есть газоанализаторы по углеводородам? Если СТО не дает справку о технической исправности автомобиля только из-за того, что на повышенных оборотах содержание СО превышает норму, а сама не может устранить дефект, как быть клиенту?

Последний вопрос не риторический, такой случай я  знаю. Станцией технического обслуживания было установлено следующее содержание СО: на минимальных оборотах - 1,5%, на повышенных - 2,5%. СТО справку не дала и дефект не устранила. А в ГИБДД автомобиль с такой токсичностью проходит.

Но токсичность  автомобиля в режиме холостого хода относительно невелика. Наибольшее количество токсичных составляющих (СО, СН и NO) попадает в атмосферу во время городской езды. Эту токсичность регламентирует ОСТ 307.001.054-79, который соответствует европейскому стандарту. По этому документу токсичность определяют следующим образом. Автомобиль на тормозных барабанах по четко заданной программе имитирует городскую езду (ездовой цикл). Все отработавшие газы поступают в большой полиэтиленовый мешок. По окончании ездового цикла с помощью газоаналитической и счетной аппаратуры находят количество (в граммах на цикл) токсичных составляющих и расход бензина (в литрах на 100 км).

О токсичности  автомобиля следует постоянно помнить. Это еще одно свойство повышенной опасности автомобиля. Особенно сильно проявляется оно при неисправных  системах питания и зажигания. Тогда автомобиль буквально отравляет окружающую среду. Добавлю, что двигатели с меньшей степенью сжатия менее токсичны и наоборот. Это не оговорка. Если двигатель правильно переделан на бензин А76, то при всех прочих равных условиях он менее экономичен (увеличивается расход топлива), зато менее токсичен и более долговечен. Думаю, что для владельцев автомобилей с двигателями, переделанными на бензин А76, это приятная новость. Простой расчет показывает, что даже с учетом увеличения расхода топлива после переделки двигателя при пробеге 10 тыс. км автомобилист все равно экономит.

При переделке  двигателя на бензин А76 необходимо соблюдать следующие условия:

1) следует применять  свечи зажигания А17ДВ или другие  аналогичные, вворачивать их надо непосредственно в головку двигателя;

2) фазы газораспределения  должны оставаться без изменений; 

3) степень сжатия  не должна быть более 7,3;

4) карбюратор  должен оставаться без всяких  изменений; 

5) центробежный  регулятор распределителя зажигания  не должен быть перерегулирован;

6) угол опережения  зажигания не должен быть менее  +7°. 

Если учесть необходимость соблюдения всех этих условий, то станет ясно, что существует только три способа переделки  двигателя:

1) расточка головки; 

2) подрезка днища  поршней;

3) увеличение  расстояния между блоком двигателя  и головкой на 2,5 мм при сохранении  герметичности соединения (установка  двух прокладок и проставки).

Для справки: каждый миллиметр подъема головки смещает  верхнюю звездочку примерно на 40. Угловой шаг между зубьями примерно 9°30’.

Заканчивая введение, хочу подчеркнуть, что цель настоящей  книги - дать популярное представление  о работе двигателя и его систем, а также необходимый минимум  справочного материала и рекомендаций по регулировке и ремонту. Добавлю, что неквалифицированное вмешательство во "внутренние дела" неизвестных вам механизмов вредно. Технику обмануть невозможно!

Помните! В энергетических машинах со времен М.В. Ломоносова до сих пор действует закон сохранения энергии. Очень современно выражают этот закон слова одной английской рекламы: "Идея получить что-нибудь даром сама по себе очень заманчива, но, как показывает практика, редко осуществима".

Карбюратор и его системы

Карбюратор - сложный  и точный прибор. Его задача - обеспечение  смешения в определенных пропорциях воздуха и топлива, обеспечение удовлетворительной работы двигателя на всех режимах (пуск холодного двигателя, работа на холостом ходу, разгон, резкое ускорение автомобиля и т.д.). Разработка, изготовление макетных и опытных образцов, а также их доводка - длительный и трудоемкий процесс.

Длительность  доводки карбюратора объясняется  тем, что из всех возможных вариантов  нужно выбрать один оптимальный, который обеспечил бы автомобилю хорошую динамику, экономичность  и низкую токсичность. Надо добавить, что эти показатели находятся в сложной зависимости друг от друга.

Производство  карбюратора требует применения точного и высокопроизводительного  оборудования. Некоторые детали изготовляются  на прецизионном (высокоточном) оборудовании. Некоторые детали проходят 100%-ный пооперационный контроль. Полностью изготовленные карбюраторы проходят окончательную проверку на технологических автоматических безмоторных вакуумных установках.

В общем, разборка и изготовление макетных и опытных  образцов карбюраторов, их доводка и испытания, а затем подготовка производства и массовый выпуск - дело очень сложное и очень ответственное. Этой работой занимаются профессионалы высочайшей квалификации, влюбленные в свою работу и гордые тем, что их специальность уникальна. Таких специалистов у нас в СНГ не более пятидесяти. В этом деле не должно быть ошибки. После начала массового производства ошибка может иметь далеко идущие последствия. Такой ошибкой был карбюратор К126-1107010 с параллельным открытием дроссельной заслонки, предназначенной для двигателя автомобиля "Москвич-408" (кстати, первый двухкамерный карбюратор на легковой двигатель). Последствия этой ошибки ощущаются до сих пор на двигателе "Москвича-412": очень плохо распределяется смесь по цилиндрам, так как первая камера расположена ближе к двигателю.