Elementy składowe. W skład typowego układu zasilania gaźnikowego wchodzą następujące zasadnicze elementy (rys. 2.64); zbiornik paliwa 1 wraz z przewodami: filtry paliwa 2; pompa zasilająca 3; filtr powietrza 4; gaźnik 5; przewód dolotowy 6. Pompa zasilająca podaje paliwo ze zbiornika do gaźnika. Wytworzona w gaźniku mieszanka płynie przewodem dolotowym do cylindrów silnika. Paliwo i powietrze, zanim zostaną wprowadzone do gaźnika, przepływają przez odpowiednie filtry. Doprowadzanie paliwa i powietrza. W samochodach gaźnik jest zwykle umieszczony wyżej niż zbiornik. Stąd konieczność stosowania pompy podającej paliwo ze zbiornika do gaźnika. W nielicznych samochodach oraz we wszystkich motocyklach zbiornik paliwa jest usytuowany ponad gaźnikiem. W takich przypadkach pompa paliwa jest zbędna. Powszechnie stosuje się pompy zasilające napędzane mechanicznie. Są to z reguły pompy przeponowe, w których ruch przepony zazwyczaj jest wymuszony przez mimo-śród umieszczony na wałku rozrządu. Ruch przepony ku dołowi powoduje zasysanie do pompy paliwa przez zawór ssawny, natomiast ruch przepony ku górze — wytłaczanie zassanego paliwa przez zawór tłoczny do gaźnika. • Pompę zasilającą przedstawia rys. 2.65. Dźwignia 1, naciska na przez mimośród 2 wałka rozrządu, porusza przeponę 3 napinaną sprężyną 4. Zawory 5 zapewniają właściwy przepływ paliwa podczas pompowania. Pompa jest przykręcona do kadłuba silnika. Oprócz omówionych pomp z napędem mechanicznym niekiedy stosuje się także pompy z napędem elektrycznym. Filtry paliwa, przez które przepływa paliwo w drodze ze zbiornika do gaźnika, usuwają z paliwa zanieczyszczenia. W filtrze paliwo przepływa przez siatkę o niewielkich oczkach stanowiącą element wstępnego oczyszczania. Dolną część filtru stanowi zazwyczaj odstojnik, w którym gromadzi się zawarta w paliwie (i cięższa od niego) woda oraz drobne zanieczyszczenia mechaniczne, które przedostały się przez element wstępnego filtrowania. Filtry powietrza, usytuowane zawsze na wlocie do gażnika, usuwają z zasysanego do silnika powietrza wszelkie zanieczy­szczenia, a szczególnie pył. Jest to bardzo istotne, gdyż przedostający się do cylindrów pył przyspiesza proces zużywania się zestawu tłoki-gładzie cylindrowe. Najczęściej są stosowane filtry z wymiennymi wkładami filtrującymi, na których osiadają zanieczyszczenia powietrza. Wkłady wykonuje się z filcu, płótna, siatki metalowej, specjalnego papieru itd. Materiał filtrujący utrudnia przepływ powietrza. Aby zapewnić przepływ żądanej ilości powietrza, wkłady filtrujące muszą mieć dużą powierzchnię filtrującą, co z kolei sprawia, że filtry powietrza mają znaczne wymiary. W dużych silnikach stosuje się filtry, których działanie polega na odpowiednim ukierunkowaniu ruchu powietrza wewnątrz filtru. Na skutek nagłych zmian kierunku ruchu powietrza cięższe od powietrza cząstki zanieczyszczeń zostają wytrącone ze strugi powietrza i opadają do specjalnego zbiornika. Niekie dy w takich filtrach stosuje się dodatkowo wkłady filtrujące (rys. 2.66). Ga/uik elementarny. Najprostszym urządzeniem, które umożliwia wytwarzanie mieszanki, jest tak zwany gaźnik elementarny (rys. 2.67). Składa się on z komory pływakowej 1, rozpylacza 3 i gardzieli 5. Komora pływakowa służy do utrzymywania stałego poziomu paliwa w gaźniku. Do jej górnej części, przewodem zamykanym iglicą 7, jest doprowadzane paliwo, podawane pod niewielkim ciśnieniem przez pompę zasilającą. Gdy poziom paliwa w komorze wzrasta, pływak 2 unosi iglicę 7, która zamyka dalszy dopływ paliwa. Rozpylacz 3 jest połączony z komorą pływakową. Poziom paliwa w rozpylaczu jest taki sam jak w komorze pływakowej. Ssące oddziaływanie tłoków w cylindrach sprawia, że przez filtr S powietrze wpływa do przewodu gaźnika, w którym znajduje się gardziel 5. Gardziel, dzięki specjalnemu ukształtowaniu, zwiększa prędkość przepływu powietrza. Dzięki temu ciśnienie u wylotu rozpylacza jest nieco mniejsze niż w komorze pływakowej. Pali­wo powoli wypływa z rozpylacza i, porywane przez powietrze szybko płynące gardzielą, zostaje rozpylone na drobne cząstki. Cząstki te mieszają się dokładnie z powietrzem i częściowo odparowują podczas dalszego przepływu w przewodach dolotowych między gażnikiem a cylindrami silnika. Ilość wypływającego z rozpylacza paliwa jest ograniczana przez dyszę 4, znajdującą się między komorą pływakową a rozpylaczem. Natomiast ilość mieszanki dopływającej do cylindrów, a zatem i moc silnika, jest regulowana położeniem prze-pustnicy 6. Naciskając w samochodzie pedał przyspiesznika (czyli tak zwany pedał „gazu") uchyla się przepustnicę, zwiększając dopływ mieszanki do cylindrów, a zarazem zwiększając moc silnika. Przymknięcie przepustnicy powoduje zmniejszenie mocy silnika. Jakkolwiek gaźnik elementarny wytwarza mieszankę paliwa z powietrzem, a także umożliwia regulowanie jej ilości, nie zapewnia jednak otrzymania właściwej proporcji powietrza do paliwa w całym zakresie prędkości obrotowej silnika. Gaźnik taki podaje zbyt mało paliwa przy niewielkim otwarciu przepustnicy, natomiast zbyt dużo — przy pełnym jej otwarciu. W celu poprawienia tej niekorzystnej charakterystyki gaźnika elementarnego stosuje się kilka pomocniczych urządzeń, korygujących skład mieszanki stosownie do obciążenia silnika. Gnźniki samochodowe. W celu zapewnienia prawidłowego składu mieszanki w różnych warunkach pracy silnika zazwyczaj niezbędne są następujące urządzenia korygujące: • urządzenia rozruchowe, • urządzenia biegu jałowego, • urządzenia kompensacyjne, • urządzenia wzbogacające oraz • pompa przyspieszająca. • Urządzenia rozruchowe. Podczas rozruchu zimnego silnika tylko niewielka część za­wartego w mieszance paliwa ciekłego zdąży odparować. Reszta paliwa pozostaje skroplona na zimnych częściach silnika. W takim przypadku mieszanka jest bardzo uboga. Ponadto podczas rozruchu zimnego silnika prędkość obrotowa wału korbowego jest niewielka, a tym samym niewielkie jest także podciśnienie w gardzieli. Z rozpylacza wypływa zatem zbyt mało paliwa. Zadaniem urządzenia rozruchowego jest stosowne, znaczne wzbogacenie mieszanki. W okresie rozruchu gaźnik powinien wytwarzać mieszankę blisko dziesięciokrotnie bogatszą niż podczas pracy silnika przy średnim obciążeniu. Najprostszym, ale powszechnie stosowanym urządzeniem roz­ruchowym jest zasysacz, stanowiący dodatkową przepustnicę rozruchową 1, usytuowaną przy wlocie powietrza do gażnika (rys. 2.68). Przymknięcie tej przepustnicy prawie całkowicie odcina dopływ powietrza do gardzieli, w której powstaje wtedy znaczne podciśnienie. Podciśnienie to powoduje intensywny wypływ paliwa z rozpylacza, czyli wzbogacenie mieszanki. Zawór 2, umieszczony w przepustnicy rozruchowej, w okresie rozruchu pozostaje zamknięty. Gdy silnik zaczyna pracować, spadek różnicy ciśnienia po obu stronach przepustnicy rozruchowej powoduje ściśnięcie sprężyny i otwarcie zaworu, co zapobiega nadmiernemu wzbogaceniu mieszanki. Wiele nowoczesnych gaźników jest wyposażonych w specjalne urządzenia rozruchowe, stanowiące niejako odrębny gażnik pomocniczy, scalony z gażnikiem głównym. Schemat takiego gażnika przedstawia rys. 2.69. Przestawienie przez kierowcę dźwigni 9 w położenie rozruchowe powoduje obrócenie płytki 6 w takie położenie, przy którym następuje połączenie studzienki paliwowej 4 z kanałem 10, wprowadzającym mieszankę do przewodu dolotowego. Kanał 10 jest usytuowany poza przepustnica 2 gażnika, w kierunku wlotu do cylindrów silnika. Podciśnienie panujące za zamkniętą przepustnica sprawia, że paliwo jest wysysane ze studzienki 4. Paliwo to wraz z powietrzem doprowadzanym dyszami 7 i 5 tworzy w komorze 8 bogatą mieszankę, wsysaną do przewodu dolotowego. Po chwili paliwo w studzience 4 zostanie wyczerpane, a dalszy jego dopływ z komory pływakowej 1 ogranicza dysza 3. Tak więc w chwili rozruchu paliwo wypływa ze studzienki 4 bez ograniczeń, co zapewnia bogatą mieszankę rozruchową. Natomiast w chwilę po rozruchu, gdy silnik jest wciąż jeszcze zimny i wymaga wzbogaconej mieszanki, właściwy skład mieszanki można zapewnić odpowiednio dobierając średnicę otworu dyszy 3. W miarę wzrostu prędkości obrotowej silnika mieszanka staje się coraz uboższa, gdyż jej wypływ z komory pływakowej jest dławiony przez dyszę 3. W wielu przypadkach zarówno zasysacze, jak i gaźniki rozru­chowe działają samoczynnie i są sterowane przez termostaty. Termostat taki ustawia przepustnicę rozruchową lub płytkę zaworu gaźnika rozruchowego odpowiednio do stanu cieplnego silnika. • Urządzenia biegu jałowego. Gdy silnik pracuje bez obcią­żenia, czyli podczas jałowego biegu silnika, przepustnica gaźnika pozostaje zamknięta. Prędkość przepływu powietrza z gardzieli jest wtedy zbyt mała, aby spowodować wypływ z rozpylacza wystarczającej ilości paliwa. Mieszanka staje się zbyt uboga. Dlatego w gaźniku jest potrzebne urządzenie polepszające warunki tworzenia mieszanki podczas jałowego biegu silnika. Schemat gaźnika z urządzeniem biegu jałowego przedstawia rys. 2.70. Dwa dodatkowe rozpylacze 2 i 3 biegu jałowego są tak umieszczone, aby przepustnicą w położeniu zamkniętym znajdowała się między nimi. Rozpylacze te są zasilane paliwem płynącym ze studzienki 4 przez dyszę 1 oraz powietrzem doprowadzonym przez regulowany zawór iglicowy 5. Przy zamkniętej przepustnicy rozpylacz główny praktycznie nie podaje paliwa. Ponad przepustnicą, przy wylocie z rozpylacza 2, panuje znaczne podciśnienie, zmniejszane przepływem dodatkowego powietrza doprowadzanego kanałem 3 (rys. 2.70a). Przy niewielkim otwarciu przepustnicy (rys. 2.70b) jej krawędź przysłania otwór 3, zwiększając podciśnienie nad dyszą 7, czyli zwiększając ilość wypływającego paliwa. Dalsze otwarcie przepustnicy (rys. 2.70c) odsłania obydwa rozpylacze 2 i 3, których wyloty znajdują się teraz nad przepustnicą; obydwa więc dostarczają do silnika paliwo. Odpowiednie usytuowanie rozpylaczy 2 i 3, właściwy dobór dyszy 1 oraz stosowna regulacja składu mieszanki iglicą powietrza 5 sprawiają, że na biegu jałowym silnik może pracować równomiernie i ekonomicznie. Urządzenie biegu jałowego poprawia także pracę silnika podczas zwiększania jego prędkości obrotowej. • Urządzenia kompensacyjne zapewniają utrzymanie żądanego składu mieszanki przy różnych obciążeniach (otwarciach przepustnicy) i prędkościach obrotowych silnika. Najprostszy sposób kompensacji stanowi przysłanianie lub odsłanianie otworu dyszy paliwa iglicą, sterowaną najczęściej mechanicznie, a niekiedy — pneumatycznie. Schemat takiego urządzenia z mechanicznym sterowaniem iglicy pokazano na rys. 2.71. W miarę uchylania prze- pustnicy 1 związana z nią iglicą 2 zwiększa przekrój wypływu paliwa ze studzienki 3. Skuteczność kompensacji zależy tutaj od kształtu zbieżnej części iglicy. Bardziej skomplikowane jest urządzenie kompensacyjne z dodatkowym rozpylaczem (rys. 2.72). Urządzenie dozujące paliwo ma dwa rozpylacze: główny 1 i pomocniczy 2, zwany kompensacyjnym. Rozpylacz główny jest połączony wprost z komorą pływakową. Ilość paliwa dopływającego do tego rozpylacza ogranicza dysza 5. Rozpylacz kompensacyjny 2 jest połączony z komorą pływakową za pośrednictwem studzienki wyrównawczej 3, otwartej u góry. W pierwszej chwili po wzroście prędkości obrotowej silnika rozpylacz kompensacyjny podaje więcej paliwa, przy czym poziom paliwa w studzience wyrównawczej 3 szybko się obniża. Prędkość napływu paliwa do studzienki kompensacyjnej zależy od średnicy otworu dyszy 4; po opróżnieniu studzienki jest praktycznie stała. A więc mieszanka stosunkowo bogata przy niewielkich obciążeniach silnika staje się coraz uboższa ze wzrostem obciążenia, zmienia się bowiem jedynie ilość paliwa podawanego przez rozpylacz główny. Innym, powszechnie stosowanym, urządzeniem kompensacyjnym jest urządzenie z powietrz­nym hamowaniem wypływu paliwa (rys. 2.73). Różni się ono od urządzenia z dodatkowym rozpylaczem tłumieniem dopływu powietrza do studzienki 1 (dzięki zastosowaniu dyszy 2) oraz swobodnym napływem paliwa do studzienki. W tym przypadku prędkość napływu paliwa do studzienki 1 zależy od podciśnienia panującego w zamkniętej dyszą studzience. W miarę wzrostu obciążenia silnika przez otwory zanurzonej w studzience rurki 3 do rozpylacza dostaje się coraz więcej powietrza. Powoduje to zmniejszenie ilości podawanego paliwa. • Urządzenia wzbogacające. Główny układ dozujący nie może zapewnić jednocześnie ekonomicznej pracy silnika przy niewielkich obciążeniach oraz niezbędnego wzbogacenia mieszanki przy znacznych obciążeniach. Konieczne jest więc zastosowanie urządzenia wzbogacającego mieszankę przy pełnym otwarciu przepustnicy oraz utrzymywanie ekonomicznego składu mieszanki przy częściowym otwarciu przepustnicy. Schematy dwóch różnych urządzeń wzbogacających przedsta- wia rys. 2.74. W obu tych urządzeniach zasadniczym elementem jest zawór 1, zazwyczaj sprzężony mechanicznie z prze-pustnicą gaźnika. Sprzężenie to powoduje otwarcie zaworu przy pełnym otwarciu przepustnicy. Elementami pomocniczymi urządzenia są dwie dysze 2 i 3, tworzące układ równoległy lub szeregowy. W przypadku dysz działających równolegle (rys. 2.74a) przy niepełnym obciążeniu paliwo dozuje jedynie dysza 2. Przy pełnym otwarciu przepustnicy paliwo podaje także dysza 3. W przypadku dysz działających szeregowo (rys. 2.74b) przy niepełnym obciążeniu paliwo dozuje dysza 2, nieco mniejsza od dyszy 3. Przy pełnym otwarciu przepustnicy i uniesieniu zaworu 1 paliwo dozuje dysza 3. Średnica tej dyszy zapewnia dopływ paliwa do rozpylacza w ilości wystarczającej do utworzenia dostatecznie bogatej mieszanki. • Pompa przyspieszająca. W chwili nagiego otwarcia przepustnicy gaźnika, tzn. w chwili nagłego wciśnięcia pedału przyspiesznika, przepływ powietrza w gardzieli gaźnika wzmaga się znacznie szybciej niż wypływ paliwa z rozpylacza. Mieszanka staje się chwilowo bardzo uboga, podczas gdy ze względu na zwiększone obciążenie silnika jest potrzebna mieszanka wzbogacona. Zadanie chwilowego wzbogacenia mieszanki przy nagłym otwarciu przepustnicy spełnia pompa przyspieszająca. W większości gaźników pompa przyspieszająca jest sterowana mechanicznie, a znacznie rzadziej — pneumatycznie. Schemat pompy przyspieszającej sterowanej mechanicznie przedstawia rys. 2.75. Jest to zwykła wyporowa pompa tłokowa wbudowana w gaźnik. Tłoczek 3 pompy jest sprzężony z przepustnicą 1 za pomocą dźwigni 2 i sprężyny 4. Przy nagłym otwarciu przepustnicy tłoczek poruszając się ku dołowi wtryskuje (przez zawór tłoczny 6 i rozpylacz przyspieszający 7) jednorazową dawkę paliwa do gardzieli gaźnika. Luz między tłoczkiem a cylin-derkiem pompy sprawia, że tylko przy szybkim ruchu tłoczka ciśnienie wytworzone w komorze 5 pokona opór sprężyny zaworu 6 i wtryśnie dawkę paliwa. Gdy ruch tłoczka będzie powolny, paliwo z komory 5 przedostanie się przez luz obwodowy nad tłoczek i zawór 6 nie zostanie otwarty. Rodzaje gaźników. Wszystkie opisane powyżej urządzenia gaź-ników są umieszczone we wspólnej obudowie. Rozmieszczenie tych urządzeń zależy od konstrukcyjnego układu gaźnika, którego najbardziej charakterystyczną cechą jest kierunek przepływu powietrza. W zależności od kierunku przepływu powietrza gaźniki mogą być: Bocznossące (rys. 2.76a), rzadko obecnie stosowane w samochodach, natomiast po • wszechnic stosowane w motocyklach. Górnossące (rys. 2.76o), w których gardziel jest usytuowana pionowo, a powietrze przepływa z dołu ku górze. Takie gaźniki są obecnie rzadko stosowane. Dolnossące (rys. 2.76c) o pionowym przepływie powietrza z góry na dół. Są one obecnie najbardziej rozpowszechnione. W silnikach wielu nowoczesnych samochodów stosuje się gaźniki wielogardzielowe. W gaźnikach dwugardzielowych, na przykład, przepustnica jednej gardzieli jest sterowana przez kierowcę, natomiast przepustnica drugiej gardzieli otwiera się samoczynnie przy odpowiednio dużym obciążeniu silnika.