Kарбюратор и впуск

Многие из нас на собственном опыте знают, о эффекте привыкания к автомобилю, когда новая машина, при покупке имеющая отличные динамические показатели, по прошествие некоторого времени после привыкания уже не так впечатляет своими ускорениями, а многим вообще кажется “тупой”. Так и начинается для многих нескончаемый процесс тюнинга и капитальных денежных вложений. Некоторые предпочитают доверить доработку двигателя (и его впуска вчастности) профессионалам, что вполне может быть резонным, но я думаю большинство из нас предпочтет сэкономить средства для более сложных доработок, а карбюратор и впуск сделать самостоятельно. Им и посвящена эта статья.

Не для кого не секрет, что мощность и крутящий момент прямо пропорционально зависят от наполняемости цилиндров свежим зарядом смеси. “Дырки побольше, каналы - пошире” - воскликнут в сердцах многие тюнеры. Вполне оправданным, на первый взгляд, кажется максимальное увеличение диффузоров карбюратора, именно они являются главной преградой потоку воздуха в карбюраторе. Однако предлагаю более подробно рассмотреть, что при этом происходит. Сужение канала в области диффузора создано конструкторами отнюдь не для того, чтобы мешать спокойно спать ночами тюнеру. Во-первых в области сужения геометрическая скорость потока воздуха на много выше, чем в полости над диффузорми. Увеличение скорости способствует хорошему распылению эмульсии и подаче бензина из поплавковой камеры Во-вторых за счет сужения существует разница давлений между полостями в верхней и нижней частях карбюратора, что создает дополнительные благоприятные условия для своевременной подачи топлива. Тем, кто изучал в школе геометрию известно, что площадь круга увеличивается пропорционально квадрату увеличения диаметра, т.е. даже при, казалось бы, незначительном увеличении диффузора может сильно снизиться скорость воздуха в нем. Эта операция позволяет поднять давление во впускном коллекторе, что положительно влияет на наполнение, но существует и оборотная сторона медали. Процедура увеличения диффузоров незамедлительно худшим образом скажется на качестве приготовляемой карбюратором смеси. Особенно заметен этот эффект будет на малых и средних оборотах, что выражается глубокими провалами и значительным снижением крутящего момента. Наиболее чувствительно это оказывается на двигателях с малым рабочим объемом, потребление воздуха ими и так совсем невелико. На самом деле наполняемость цилиндров при подобной процедуре увеличивается во всем диапазоне оборотов двигателя, поэтому остается возможность исправить положение. На помощь придут главные топливные жиклеры большей производительности. При снижении разницы давлений, заставляющей бензин двигаться к распылителю, количество топлива, проходящего через маленький жиклер снижается, и встает необходимость в бОльших жиклерах, которые оказывают меньшее сопротивление, и состав смеси нормализуется. Небольшой провал в самом начале ускорения можно вылечить установкой кулачка ускорительного насоса с более острым профилем, позволяющим выдавить болшее количество топлива. Но избежать смещения максимального крутящего момента в сторону более высоких оборотов избежать не получится. Сразу предупрежу о том, что это негативно скажется на эластичности автомобиля, в лучшем случае она останется на прежнем уровне, но даже при таком исходе на фоне возросшей динамики на высоких оборотах, поведение автомобиля на средних и малых оборотах после такого тюнинга многим покажется невнятным и бесхарактерным. При грамотной доводке объективные значения момента и мощности повысятся в широком диапазоне оборотов, однако иногда это противоречит субъективному восприятию, и для получения положительных эмоций от езды с таким карбюратором придется поддерживать более высокие обороты, чем раньше.

Однако, если карбюратор стоит на недоработанном коллекторе настоятельно рекомендую не торопиться с расточкой диффузоров, а прежде заняться доводкой коллектора. Равномерное увеличение каналов коллектора и диффузоров (крайне желательна доводка ГБЦ) позволит сохранить практически на том же уровне баланс давлений в карбюраторе, и тем самым сильно не нарушать работу главной дозирующей системы. При доработке коллектора лучше перестараться, чем недостраться, карбюратор вас за это отблагодарит позже. Необходимо удалить весь облой с внутренних поверхностей коллектора, по возможности сгладить все закругления малого радиуса, и прочие неровности. Во впускных коллекторах некоторых автомобилей есть возможность довольно значительно распрямить каналы в местах стыковки коллектора с ГБЦ и карбюратором.

С азами алгоритмов работы карбюратора вы теперь знакомы, самое время приступать к решительным действиям. Для начала запасемся инструментом, чтобы в процессе не отвлекаться на мелочи. Нужно заранее изготовить нехитрое приспособление для расточки и шлифования карбюратора и коллектора в местах стыковки. Для этого необходим ровный штырь диаметром примерно 10 мм и длиной 18-20 см. С одной стороны нужно пропилить ножовкой продольную прорезь длиной 4-5 см, в которую потом будет зажиматься наждачная бумага. Теперь цельную сторону штыря зажмите в патрон дрели, а в прорезь вставьте и обверните вокруг стержня 3-4 полоски наждачной бумаги. Поздравляю! Сейчас вы держите в руках самое главное оружие тюнера! Еще понадобятся маленькие крестовая и шлицевая отвертки, тонкая заточенная с одной стороны деревянная палочка для доставания главных топливных жиклеров (занятие не для слабонервных!), пара надфелей с мелкой насечкой и чертилка.

/* О доводке коллектора и ГБЦ NeZnaika написал, это типа ссылка на его статью */

Перед началом желательно полностью разобрать карбюратор, и хорошо укрепить нижнюю часть корпуса на верстаке, это позволит сэкономить массу времени. Теперь оружие к бою! Начинаем плавно расширять диффузоры крупной шкуркой, на них не должно получиться квадратных краев, а профиль сужений должен повторять первоначальный, т.е. снимать металл придется практически от дроссельных заслонок до верхних закруглений диффузоров. Нужный размер диффузоров подбирается исходя из объема двигателя, личных пристрастий и, главное, здравого смысла. Желающим получить более эластичный мотор сразу советую собрать карбюратор и поставить его на автомобиль, ограничившись лишь более тщательным подбором жиклеров (об этом ниже), т.к. в большинстве случаев именно заводские тарировочные данные оптимизированны на это. Чем "злее" у вас распредвалы и/или более высокоборотистый мотор хотите получить, тем больше нужен диаметр диффузоров, но везде и меру надо знать. Для любого мотора есть предел, за которым увеличение карбюратора очень мало сказывается на верхах, и сильно портит низкий диапазон работы. Следует заметить, что предел этот тем выше, чем больше сечение каналов коллектора, ГБЦ и выше подъем клапанов. Например для нормальной эксплуатации двигателя 1500 со стандартным распредвалом и доработанным коллекторм не имеет смысла увеличивать диффузоры более, чем 24 мм в первой камере и 26 мм - во второй. Далее лучше заняться оснавательной доводкой головки блока, а не точить карбюратор, и тем самым зарабатывать себе головную боль с его эксплуатацией. При расточке для замера диаметра диффузора удобно пользоваться вырезанным деревянным клином, вставлять в диффузор, а потом замерять его толщину в месте касания со стенками камеры. После того, как получена нужная форма смесительных камер, совершенно нелишним будет хорошенько пройтись внутри карбюратора "нулевой" шкуркой, заряженной в наше оружие. Полировать стенки до зеркального блеска нет необходимости, но на поверхности не должно быть явных шероховатостей, это конечно кардинальным образом не скажется на скорости потока, но маленькие положительные моменты надо извлекать из всего. Коллектор полировать не стоит, т.к. по нему идет уже бензо-воздушная смесь, и на зеркальной поверхности может оседать тонкая пленка топлива, которая, стекая в двигатель, положительно не скажется на его работе. Небольшая шероховатость сильно не снизит скорость свежего заряда, направленного в двигатель. Уменьшая по капле сопротивление впуска, можно заняться срезанием шляпок и торчащих частей болтов крепления заслонок, они занимают довольно большую часть открытой площади дроссельных заслонок, да ко всему прочему создают лишние паразитные завихрения потока. Основную часть шляпки можно снять надфилем, но необходимо, чтобы она продолжала выполнять свое функциональное назначение - зажимать заслонку в оси. Торчащую часть болта с другой стороны смело срезаем под корень, очень важно после этого хорошо расклепать болт в этом месте, чтобы уже не было возможности ему самопроизвольно открутиться. Маленький болт, оказавшийся в двигателе может привести к большому ремонту! Теперь отложим в сторону корпус и займемся аэродинамикой более мелких частей - малых диффузоров с рапылителями. На них очень часто есть следы отливок и отштамповки в верхних частях креплений. Все это это естественно смело снимаем надфелем. Также нуждаются в доработке их крепления: им надо придать профиль, напоминающий каплю, только наоборот, т.е. как можно плавная верхняя часть и сужение к низу. Сразу можно предусмотреть дополнительную топливоподачу ускорителдьным насосом. Кулачек привода насоса делается из стальной пластинки толщиной 2 мм. Удобнее всего начинать его изготовления с вырезания прямоугольной дырки под его крепление. Потом надеваем заготовку на ось дроссельных заслонок карбюратора (ускорительный насос удобнее снять), а поверх нее - штатный кулачек и обводим его чертилкой. (Для карбюраторов "солекс" в качестве шаблона удобнее использовать кулачек от 073). Изготавливать кулачек по полученным отметкам мы естественно не будем, у нас такой уже есть и второй не нужен, надо нанести разметку для нового профиля. Точки профиля, соответсвующий закрытой дроссельной заслонке (наиболее близкие к оси) должны совпадать с шаблоном, потом кривая, повторяя профиль шаблона, должна плавно расширяться, все больше отступая от шаблона. В итоге расстояние от центра оси до наиболее удаленной точки должно быть на 3-4 мм больше, чем соответствующее расстояние у шаблона. Рабочуюю поверхность полученного кулачка нужно хорошенько выровнять, сделать плавной и гладкой и перед установкой смазать. Теперь продуваем каналы карбюратора и коллектора, тщательно промываем все части карбюратора водой (желательно под напором), потом бензином. Собираем все, устанавливаем на машину. Сразу при сборке можно установить жиклер ускорительного насоса (носик) от карбюратора 073, выведенный только в первую камеру, что позволит не выливать впустую бензин в закрытую вторую камеру, а направлять именно туда, куда надо - в двигатель. Перед сборкой запишите маркировку стандартного главного топливного жиклера первой и второй камер.

Можно считать, что первый этап тюнинга впуска готов, остается второй, наиболее трудоемкий, требующий болшого терпения и выдержки - настройка.
Если предполагается установка фильтра пониженного сопротивления, то сейчас самый подходящий момент, чтобы это сделать. Сейчас это изделие уже не будет красивой игрушкой под капотом, сверкающей крышкой из полированой нержавейки, а будет приносить реальную и довольно ощутимую пользу. Если нет желания раскошеливаться на довольно дорогую замрскую деталь, треть цены которой составляет упаковка, и еще треть красивая крышка из нержавейки, вполне резонно заняться самостоятельным изготовлением подобного фильтра из штатных деталей. Речь идет о том, чтобы вырезать по окружности боковые стенки кожуха (кастрюли) штатного фильтра. А для притягивания верхней крышки сделать сквозные шпильки. Получим облегченный круговой забор воздуха, эффективность которого, мало уступает специальным зарубежным изделиям. Правда одним из главных недостатков такого решения явлется необходимость более частой замены фильтрующего элемента. На зимний период рекомендуется менять разрезаный кожух на цельный стандартный и подводить подогретый воздух.

Коллектор на месте, карбюратор собран, фильтр установлен. Убедитесь, что все собрано верно, и попробуйте завести двигатель, сразу это врядли получится. Но при правильной сборке после некоторой игры с подсосом и педалью акселератора, он через некоторое время заведется. После прогрева на подсосе (холостые сейчас врядли будут в норме), надо выставить слегка повышенные обороты холостого хода (до 1500 мин-1) и винтом качества добиться хоть немного сносной работы двигателя и ехать подбирать жиклеры. Я считаю, что дедушкин метод настройки карбюраторов "на слух" и "на глаз" абсолютно несостоятелен, поэтому теперь направляемся в ближайший сервис, где есть газоанализатор. Можно к карбюраторщикам (CO-CH), коих по обочинам дорог стоит несчетное количество. Если по дороге в сервис будут мучать сильные провалы (а они скорее всего будут), можно вытянув подсос, добиться сносной работы двигателя, чтобы добраться до места настройки. С собой обязательно нужно прихватить главных топливных, главных воздушных (эмульсинные трубки) и жиклеров экономайзера всех маркировок, какие только сумеете найти. Они совсем недорогие, поэтому лучше имиеть как можно больше разных маркировок. Я сомневаюсь, что кто-то станет заниматься подбором номиналов жиклеров в вашем карбюраотре, поэтому лучше сразу договориться с "мастером", что от него требуется только показания газоанализатора, остальное-сам. Начинаем с холостого хода, чтобы не мучаться потом (не забудьте выключить подсос). Выставляем содержание CO в отработавшиех газах в пределах 1.0-1.5%. Плавно добавляем обороты примерно до 3000 мин-1, удерживаем их до тех пор пока не установятся показания газоанализатора. Подозреваю, что уровень CO сейчас у вас будет не более 0,4-0,5%, что естественно очень мало. Для оптимального сочетания топливной экономичности и удобства набора скороти при частичном открытии дроссельных заслонок и неспешной езде необходимо установить содержание CO в отработавших газах примерно 1.5%. Замена главного топливного жиклера на жиклер с бОльшей производительностью повышает содержание CO на режиме неполного открытия дросселя. Уровень топлива в поплавковой камере при этом должен быть выставлен всоответствие с инструкцией к карбюратору и при каждом замере токсичности выхлопных газов воздушный фильтр должен быть установлен на карбюратор. Точно 1.5% подобрать заменами топливного жиклера сразу не удастся, поэтому результат можно подкорректировать заменой главного воздушного жиклера (эмульсионной трубки). Здесь все наоборот - за увеличением воздушного жиклера следует обеднение смеси и снижение содержания CO в отработавших газах.

Токсичность теперь в порядке, попробуйте выехать прокатиться, но педаль в полик давить еще и не думайте, в лучшем случае получите глюбокий провал, в худшем сильный хлопок в карбюратор. Сейчас необходимо оценить эластичность автомобиля при частичных нагрузках, т.е. при открытой только первой камере карбюратора. Удобнее всего это сделать разогнавшись на прямой передаче до 2000-2200 мин-1, некоторое время ехать при этих оборотах, а потом нажать на педаль газа так, чтобы максимально открылась дроссельная заслонка первой камеры, но не открылась второй. Небольшой провал или недостаток ускорения свидетельствует о обедненной регулеровке главной дозирующей системы, в этом случае можно увеличить содержание CO до 2.0-2.2%, при такой регулеровке, правильно собранном карбюраторе и исправном зажигании практически гарантиравано что не будет провалов, а автомобиль будет мягко и уверенно набирать скорость при непоной нагрузке. Эксперементально установлено, что дальнейшее обогащение регулировки первой камеры до 4.0-4.5% дает прибавку крутящего момента на низких оборотах до 7%, правда ценой этой прибавки будет ухудшение на 20-30% топливной экономичности. Я никому не советую прибегать к такой регулировке потому, что при недостаточно больших диффузорах может ухудшиться работа двигателя из-за чрезмерного переобогащения состава смеси. Однако тем, кто пойдет на такой шаг рекомендую сохранить комплект жиклеров для нормальной регулировки, чтобы легко было к ним вернуться.

Займемся обделенной нашим вниманием второй камерой. Увы на стоячем автомомбиле без нагрузки замерить режимы работы второй камеры не удастся, а замеры на нагрузочном роликовом стенде доступны немногим. Поэтому придется грубо прикинуть производительность главного топливного жиклера второй камеры по формуле:

V21=V20*(V11/V10)*((D21/D20)^2)/((D11/D10)^2),

где:
V21 - требуемая маркировка топливного жиклера второй камеры
V20 - стандартная маркировка топливного жиклера второй камеры
V10 - стандартная маркировка топливного жиклера первой камеры
V11 - маркировка топливного жиклера первой камеры при содержании CO 1.5-2.0%
D10 - диаметр диффузора первой камеры карбюратора до расточки
D11 - диаметр диффузора первой камеры после расточки
D20 - диаметр диффузора второй камеры карбюратора до расточки
D21 - диаметр диффузора второй камеры после расточки

А по следующему соотношению можно приблизительно посчитать производительность жиклера экономайзера мощностных режимов.

Vэ1=Vэ0*(V11/V10),

где:
Vэ0 - маркировка стандартного жиклеры экономайзера


Вкручиваем жиклеры, и теперь, когда карбюратор почти готов к бою остается провести последние отладочные испытания. На первой или второй передаче с частоты вращения 1300-1500 мин-1 резко нажимаем педаль газа до упора, при этом не должно никаких провалов, слегка дернувшись вперед двигатель должен ровно и уверенно начать ускорение вплоть до максимальных оборотов. Если есть небольшой провал в начале открытия дроссельной заслонки второй камеры, следуте поменять топливный жиклер второй камеры на бОльший. Если в начальной стадии открытия второй камеры провала нет, а он появляется только при полном открытии дросселя, тогда все дело в жиклере экономайзера мощностных режимов. Значит сюда тоже доктор прописал еще бОльший жиклер.

Вот теперь можно в бой! Прокатитесь и почуствуйте разницу, как говорят в рекламах! Нет, я не говорю, что после такой переделки ваша 2108 или 09 превратится в BMW или еще что побыстрее, но прибавка динамики почусвствуется, что называется, невооруженным глазом. Катайтесь и наслаждайтесь своей машной, нормальному тюнеру такой прибавки удовольствия по всем рассчетам должно хватить не меньше, чем на две недели, а дальше... Да, впрочем, это вечная история... Тюнинг!