Основными частями и деталями простейшего карбюратора являются: поплавковая камера 7 с поплавком 8 и запорной иглой 6, смесительная камера 1, диффузор 12, распылитель 11, жиклер 9 и дроссельная заслонка 2.
Необходимый уровень бензина в поплавковой камере 7 во время работы двигателя автоматически поддерживается при помощи поплавка 8 и запорной иглы 6. При пониженном уровне бензина поплавок опускается и вместе с ним опускается игла 6. Входное отверстие открывается, и бензин поступает в поплавковую камеру. Когда бензин в поплавковой камере достигнет определенного уровня, поплавок и вместе с ним игла поднимутся настолько, что игла закроет входное отверстие и поступление бензина в поплавковую камеру прекратится.
Рис. Схема простейшего карбюратора: 1 — смесительная камера; 2 — дроссельная заслонка; 3 — отверстие, сообщающее поплавковую камеру с атмосферой; 4 — гнездо игольчатого клапана; 5 — входной канал; 6 — запорная игла; 7 — поплавковая камера; 8 — поплавок; 9 — жиклер; 10 — воздушный патрубок; 11 — распылитель; 12 — диффузор
Поплавковая камера через жиклер 9 соединена с распылителем 11. В жиклере имеется калиброванное отверстие через которое в единицу времени может протекать строго определенное количество бензина.
Распылитель 11 представляет собой трубку с отверстием для выхода бензина. Бензин в распылителе и поплавковой камере находится при неработающем двигателе на одном уровне. Уровень бензина в карбюраторе регулируется так, чтобы он был ниже верхнего конца распылителя.
Поплавковая камера через отверстие 3 соединена с атмосферой. Если двигатель не работает, то в диффузоре 12 также будет атмосферное давление и бензин из распылителя вытекать не будет.
При помощи дроссельной заслонки изменяют количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя: чем больше открыта дроссельная заслонка, тем больше смеси поступает в цилиндры. Управление дроссельной заслонкой осуществляется обычно при помощи ножной педали, а также кнопкой, расположенной на щитке приборов.
Карбюратор своей смесительной камерой 1 присоединен к впускному трубопроводу.
Процесс образования горючей смеси в карбюраторе происходит следующим образом. При такте впуска поршень в цилиндре перемещается к нижней мертвой точке и засасывает воздух через впускной трубопровод и карбюратор. Проходное сечение диффузора 12 меньше сечений воздушного патрубка 10 и смесительной камеры 1, поэтому воздух через диффузор проходит с большой скоростью.
Вследствие этого в зоне наибольшего сужения диффузора, где расположен распылитель, создается разреженней бензин начинает вытекать из распылителя. Вытекающий из распылителя бензин захватывается потоком воздуха и вместе с ним проходит в смесительную камеру. При этом бензин распыляется на мельчайшие капельки, частично испаряется и смешивается с воздухом.
Испарение бензина и перемешивание его с воздухом продолжаются во впускном трубопроводе и в цилиндрах двигателя.
Автомобильный двигатель работает обычно на переменном режиме, так как мощность и число оборотов его коленчатого вала должны изменяться в зависимости от условий движения автомобиля. В соответствии с этим должны изменяться количество и состав подаваемой в цилиндры горючей смеси.
При запуске непрогретого двигателя карбюратор должен приготавливать богатую горючую смесь, так как бензин в этом случае испаряется плохо и для обеспечения запуска необходимо увеличивать подачу бензина.
При работе на средних нагрузках двигатель должен работать наиболее экономично, для чего карбюратор должен приготавливать обедненную смесь; небольшое падение мощности в этом случае не отражается на режиме движения автомобиля.
Наибольшая мощность двигателя может быть получена, если в цилиндры подается большое количество обогащенной смеси. Поэтому при полном открытии дроссельной заслонки карбюратор должен приготавливать обогащенную смесь. Обогащенная смесь необходима и для резкого увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, так как она сгорает в цилиндре быстрее, чем нормальная горючая смесь.
Рассмотренный выше простейший карбюратор не обеспечивает необходимого изменения состава горючей смеси в зависимости от изменения режима работы двигателя.
В простейшем карбюраторе при малом открытии дроссельной заслонки через него проходит небольшое количество воздуха; скорость движения воздуха через диффузор настолько мала, что разрежение в диффузоре оказывается недостаточным для поступления из распылителя необходимого количества бензина, смесь получается бедной.
При переходе с малых оборотов холостого хода двигателя на режим средних нагрузок с увеличением разрежения в диффузоре расход бензина возрастает в большей мере, чем расход воздуха, и горючая смесь чрезмерно обогащается.
По мере дальнейшего открытия дроссельной заслонки расход бензина изменяется пропорционально расходу воздуха, состав смеси остается постоянным, и простейший карбюратор не обеспечивает необходимого обогащения горючей смеси при полном открытии дроссельной заслонки.
Для обеспечения необходимого состава горючей смеси на различных режимах работы двигателя современные карбюраторы имеют дополнительные устройства:
- главную дозирующую систему
- систему холостого хода
- экономайзер
- ускорительный насос
- пусковое устройство
Главная дозирующая система
Главная дозирующая система обеспечивает постепенное обеднение горючей смеси по мере увеличения разрежения в диффузоре, в результате чего при средних нагрузках двигатель работает на экономичной горючей смеси.
Рис. Схема карбюратора с компенсационным жиклером: 1 — дроссельная заслонка; 2 — калиброванное отверстие; 3 — распылитель компенсационного жиклера; 4 — компенсационный жиклер; 5 — компенсационный колодец; 6 — главный жиклер; 7 — распылитель главного жиклера; 8 — диффузор
В современных карбюраторах применяются дозирующие системы с компенсационным жиклером, с эмульсированием бензина в распылителе и с регулированием разрежения в диффузоре. В карбюраторе с компенсационным жиклером необходимый состав горючей смеси получается при помощи двух жиклеров: главного 6 и компенсационного 4.
В таком карбюраторе изменение состава горючей смеси в зависимости от режима работы двигателя осуществляется системой компенсационного жиклера.
Распылитель 3 сообщается с дополнительным, т. е. компенсационным, колодцем 5, бензин в который поступает через компенсационный жиклер 4.
Компенсационный колодец сообщается с атмосферой, и поэтому через компенсационный жиклер в колодец поступает почти постоянное количество бензина в зависимости от разности уровней в колодце и поплавковой камере.
При работающем двигателе с увеличением открытия дроссельной заслонки расход бензина через главный жиклер увеличивается, а расход бензина через компенсационный жиклер остается почти неизменным. Общее количество бензина, вытекающего из обоих распылителей, увеличивается в меньшей степени, чем расход воздуха, и горючая смесь обедняется.
Обеднению горючей смеси способствует также приток воздуха, засасываемого через компенсационный колодец и проходящего вместе с бензином через распылитель.
Проходные сечения главного и компенсационного жиклеров выбираются такими, чтобы обеспечить экономичный состав горючей смеси при работе двигателя на средних нагрузках.
Схема дозирующей системы с эмульсированием бензина в распылителе показана на рисунке.
Бензин из поплавковой камеры через главный жиклер 8 поступает в колодец 4. Колодец сообщается с атмосферой через воздушный жиклер 3 и эмульсионную трубку 5 с несколькими отверстиями в нижней части.
При выходе бензина из колодца через распылитель 2 в колодце возникает разрежение. Вследствие этого в колодец начинают поступать бензин через главный жиклер 8 и воздух через жиклер 3. Бензин и воздух перемешиваются в колодце и выходят через распылитель в виде эмульсии. По мере увеличения разрежения в диффузоре расход бензина из колодца повышается в большей степени, чем приток его через жиклер 8. Уровень бензина в колодце понижается, увеличивается число открытых отверстий в эмульсионной трубке и количество воздуха, поступающего в колодец.
В результате расход бензина с увеличением разрежения в диффузоре возрастает медленнее, чем в простейшем карбюраторе, и горючая смесь обедняется.
Сечения главного и воздушного жиклеров выбираются такими, чтобы состав горючей смеси при работе двигателя на средних нагрузках был экономичным.
Схема карбюратора, в котором необходимый состав горючей смеси, обеспечивается дозирующей системой с автоматическим регулированием разрежения в диффузоре, показана на рисунке.
Рис. Схема дозирующей системы с эмульсированием бензина в распылителе: 1 — воздушный на трубок; 2 — распылитель; 3 — воздушный жиклер; 4 — колодец; 5 — эмульсионная трубка; о — отверстия для воздуха; 7 — поплавковая камера; 8 — главный жиклер; 9 — дроссельная заслонка; 10 — диффузор
Карбюратор данного типа имеет два или три диффузора, два жиклера и два распылителя. К нижней части большого диффузора 1 прикреплены четыре упругие пластины 4, которые нижними концами прижимаются к среднему диффузору 3 и закрывают проход между большим и средним диффузорами. В горловине малого диффузора 2 размещен распылитель 7 главного жиклера 5. Через главный жиклер проходит основное количество бензина. В горловине большого диффузора 1 размещен распылитель 8 дополнительного жиклера 6.
Количество подаваемого через жиклеры бензина зависит от разрежения в диффузорах.
Регулирование состава горючей смеси осуществляется главным жиклером 5 за счет того, что разрежение в малом диффузоре изменяется не пропорционально общему расходу воздуха.
При небольшом открытии дроссельной заслонки, когда через карбюратор проходит небольшое количество воздуха, весь воздушный поток направляется через малый и средний диффузоры. В малом диффузоре создается такое разрежение, при котором из распылителя главного жиклера выходит количество бензина, достаточное для получения обогащенной смеси.
Рис. Схема карбюратора с автоматическим регулированием разрежения в диффузоре: 1 — большой диффузор; 2 — малый диффузор; 3 — средний диффузор; 4 — упругая пластина; 5 — главный жиклер; 6 — дополнительный жиклер; 7 — распылитель главного жиклера; 8 — распылитель дополнительного жиклера
При увеличении открытия дроссельной заслонки или при увеличении числа оборотов коленчатого вала двигателя количество воздуха, проходящего через карбюратор, возрастает.
Под действием напора воздуха пластины 4 отгибаются и часть воздуха проходит мимо малого диффузора. Чем больше поток воздуха, тем больше раздвигаются пластины и тем больше воздуха проходит мимо малого диффузора. В результате разрежение в малом диффузоре не увеличивается пропорционально увеличению воздушного потока; расход бензина через главный жиклер по сравнению с общим расходом воздуха уменьшается, и горючая смесь обедняется.
При правильном подборе обоих жиклеров почти на всех режимах работы двигателя можно получить и горючую смесь нужного состава.
Что такое карбюратор и для чего он нужен?
Чтобы двигатель внутреннего сгорания работал в оптимальном режиме, необходимо смешать топливо и воздух в определенной пропорции и подать эту смесь в камеру сгорания. Параметры смеси могут меняться в зависимости от режима работы ДВС, потребление топлива – тоже, а значит, необходимо устройство, которое в автоматическом режиме будет всё это делать.
Карбюратор – устройство для смешивания воздуха с топливом. В результате его работы в нужный момент в камеру сгорания двигателя поступает смешанный с воздухом распыленный бензин, готовый к воспламенению. Несмотря на то, что карбюратор один на несколько цилиндров, смесь через впускной коллектор всегда попадает в нужное место благодаря слаженной системе работы всех элементов ДВС.
Система холостого хода
При работе двигателя на холостой ходу в целях экономии горючего и уменьшения износа деталей двигателя стремятся, чтобы , число оборотов коленчатого вала было минимальным. На холостом ходу двигатель работает с почти полностью прикрытой дроссельной заслонкой. Расход воздуха при этом мал, и разрежение в диффузоре недостаточно для подачи не; обходимого количества бензина из главной дозирующей системы.
Требуемый состав горючей смеси для этого режима работы двигателя обеспечивается системой холостого хода. Бензин через жиклер 2 поступает в эмульсионный канал 7, расположенный, в корпусе карбюратора. В этот же канал через жиклер 1 поступает воздух. Воздух и бензин перемешиваются и в виде эмульсии выходят из отверстия 9.
В современных карбюраторах в целях плавного перехода с оборотов холостого хода на режим средних оборотов имеются два отверстия 8 и 9 для выхода эмульсии. Отверстие 8 находится перед дроссельной заслонкой, а другое 9 — за ней. Когда дроссельная заслонка прикрыта, эмульсия выходит через отверстие 9, а через отверстие 8 в эмульсионный канал 7 дополнительно подсасывается воздух.
При плавном открытии дроссельной заслонки разрежение создается также около отверстия 8 и из него начинает выходить эмульсия, что обеспечивает необходимое количество и надлежащий состав горючей смеси.
По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается воздушный поток; соответственно увеличиваются разрежение в диффузоре и поступление бензина из главного жиклера. Карбюратор переходит с работы системы холостого хода на работу главной дозирующей системы.
Рис. Система холостого хода: 1 — воздушный жиклер; 2 — жиклер холостого хода; 3 — главный жиклер; 4 — винт регулировки числа оборотов холостого хода; 5 — рычажок на оси дроссельной заслонки; 6 — винт регулировки состава горючей смеси; 7 — эмульсионный канал; 8 и 9 — отверстия для выхода эмульсии; 10 — дроссельная заслонка
Количество эмульсии, подаваемое системой холостого хода, регулируется винтом 6, при помощи которого изменяется проходное сечение отверстия 9. При ввертывании винта количество эмульсии уменьшается, при вывертывании — увеличивается.
Число оборотов коленчатого вала двигателя на холостом ходу регулируется изменением величины открытия дроссельной заслонки 10 при помощи винта 4.
Немного истории появления
Изобретатели, жившие в 19 веке, начали оснащать технику двигателями, которые могли бы работать на бензине или керосине. Они пришли к выводу, что без воздуха горючее не воспламениться, при этом воздушную массу нужно перемешать с топливом в определенном соотношении.
В 1876 году итальянский изобретатель разработал первый в истории карбюратор. Устройство работало так, что топливо в нем разогревалось, затем испарялось, смешиваясь с воздухом. Но спустя год другие ученые смогли модернизировать разработку итальянца. Они придумали, как сделать так, чтобы произошло распыление горючего. Именно на основе этого принципа велись дальнейшие разработки.
Еще до создания первого карбюратора ученые занимались разработкой разного рода двигателей. В роли топлива использовался светильный газ. Он был дорогим, а также сложным в применении. Только потом на его замену пришло жидкое топливо, которое было необходимо воспламенять.
Патент на карбюратор был получен в 1838 году Уильямом Бартнером. Но машину с карбюраторным мотором «собрал» механик З.Маркус. Это произошло спустя 26 лет. Разработка и модернизация «карбов» велась и дальше. Например, в начале 20 века создали устройство с распылителем в центре воздушного потока. В 1910 году на свет появился легендарный Solex. Дальше работа была направлена на выпуск мощных двигателей со сложными конструкциями.
Экономайзер
Главная дозирующая система карбюратора регулируется так, чтобы на средних нагрузках двигатель работал на экономичной смеси. При режиме максимальных нагрузок в цилиндры двигателя нужно подавать обогащенную смесь. Обогащение смеси обеспечивается дополнительным устройством карбюратора — экономайзером.
Клапан 7 экономайзера прижимается к седлу пружиной 9 и открывается под нажимом стержня 5, имеющего на верхнем конце поршень 3. Поршень помещен в цилиндре 4, нижняя полость которого соединена с воздушным патрубком, а верхняя — каналом 8 со смесительной камерой за дроссельной заслонкой.
Поршень со стержнем под действием пружины 2 стремится занять нижнее положение. При небольшом открытии дроссельной заслонки за ней создается большое разрежение, которое передается по каналу 8 в верхнюю полость цилиндра экономайзера. Под действием разрежения поршень сжимает пружину 2 и занимает верхнее положение. Клапан 7 закрывает входное отверстие.
С увеличением открытия дроссельной заслонки разрежение в воздушном патрубке настолько уменьшается, что под действием пружины 2 поршень 3 опустится вниз, стержень 5 надавит на клапан 7, который откроет входное отверстие, из поплавковой камеры через жиклер 10 в распылитель 1 начнет поступать дополнительное количество бензина — смесь обогащается.
Подведем итоги
Карбюраторы, вопреки мнениям большинства автолюбителей, продолжают работать на радость владельцам стареньких автомобилей. Чистка и ремонтные работы проводятся водителями самостоятельно вручную. Это обходится по стоимости ниже, чем промывка форсунок, которую проводят те, кто владеет инжекторными машинами.
Некоторых водителей интересует вопрос, стоит ли приобретать б/у машину с карбюратором. С одной стороны это надежное устройство, которое может долгое время не приносить хлопот. Но с другой стороны, «карбы» уже устарели, и возможно пришла пора перейти на что-то более современное. Этот вопрос каждый решает сам.
| Твитнуть |
Ускорительный насос
Ускорительный насос предназначен для кратковременного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки.
Рис. Схема экономайзера с пневматическим приводом: 1 — распылитель; 2 — пружина; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 — стержень; 6 — главный жиклер; 7 — клапан экономайзера; 8 — канал; 9 — пружина клапана; 10 — жиклер экономайзера
В корпусе карбюратора имеется цилиндр 8, в котором помещен поршень 7 насоса. Цилиндр соединен с поплавковой камерой каналом, в начале которого размещен обратный клапан 9. В выходном канале имеется игольчатый клапан 10.
Поршень приводится в действие механизмом привода дроссельной заслонки посредством рычага 13, поводка 12, тяги 11 и нажимной пластины 4, которая действует на поршень через пружину 5. При плавном открытии дроссельной заслонки поршень насоса медленно опускается и постепенно выжимает бензин из цилиндра в поплавковую камеру через открытый обратный клапан 9.
При резком открытии дроссельной заслонки поршень быстро опускается и выжимает бензин из цилиндра. При этом бензин приподнимает обратный клапан, который перекрывает входное отверстие, препятствуя выходу бензина обратно в поплавковую камеру. Бензин, приподнимая игольчатый клапан 10, впрыскивается через жиклер 3 в смесительную камеру карбюратора и обогащает горючую смесь.
Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора
Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора
Процесс приготовления горючей смеси из топлива и воздуха вне цилиндра двигателя называется карбюрацией. Прибор, осуществляющий этот процесс, называется карбюратором.
Карбюраторы могут быть трех типов: испарительный, впрыскивающий и поплавковый всасывающий. Испарительные карбюраторы предназначены для работы на легкоиспаряющемся топливе. Воздух, проходя над поверхностью топлива, насыщается его парами и образует горючую смесь.
Впрыскивающий (или мембранный) карбюратор имеет довольно сложную конструкцию состоящий из двух , поделенных первой мембраной, топливных камер высокого и низкого давления соответственно, а также из двух воздушных камер – высокого и низкого давления, разделенными второй мембраной. Под действие разности давлений, эластичная мембрана прогибается и топливо через бензонасос поступает в топливную камеру.
Наибольшее распространение получили поплавковые всасывающие карбюраторы со всасыванием топлива при разрежении, возникающем в суженной части воздушного канала карбюратора – диффузоре вследствие местного повышения скорости потока воздуха.
В корпусе простейшего карбюратора размещены поплавковая камера 6 и смесительная 1 камера. Поплавок 8, действующий на игольчатый клапан7, поддерживает в поплавковой камере постоянный уровень топлива. Отверстие 5 сообщает поплавковую камеру с атмосферой.
Рис. Схема устройства и работы простейшего карбюратора
1 – смесительная камера, 2 – диффузор, 3 – воздушный патрубок, 4 – распылитель, 5 – воздушное отверстие поплавковой камеры, 6 – поплавковая камера, 7 – игольчатый клапан, 8 – поплавок, 9 – жиклер, 10 – дроссель, 11 – впускной трубопровод двигателя. , 12 – рычаг дросселя.
В верхней части смесительной камеры расположен входной воздушный патрубок3, в средней установлен диффузор2, имеющий суженное проходное сечение (горловину), а в нижней части (выходном патрубке) – заслонка 10, называемая дросселем, укрепленная на валике, пропущенном через отверстия в стенках смесительной камеры. При помощи рычага 12 на наружном конце валика дросселя, дроссель можно повернуть в требуемое положение. Выходной патрубок смесительной камеры соединен с впускным трубопроводом 11 двигателя посредством фланца.
Пусковое устройство
Наиболее распространенным устройством для обогащения горючей смеси при запуске двигателя является воздушная заслонка 12, установленная в воздушном патрубке карбюратора.
При запуске двигателя дроссельную заслонку слегка открывают, а воздушную заслонку прикрывают. Вследствие этого при провертывании коленчатого вала двигателя в карбюраторе создается сильное разрежение и бензин вытекает изо всех жиклеров — горючая смесь обогащается.
Воздушная заслонка имеет предохранительный клапан 11, который открывается автоматически, как только двигатель начинает работать.
Управление воздушной заслонкой осуществляется при помощи кнопки, расположенной на щитке приборов и соединенной с заслонкой гибкой тягой.
Рис. Схема ускорительного насоса с механическим приводом: 1 — воздушный патрубок; 2 — воздушный канал; 3 — жиклер ускорительного насоса; 4 — нажимная пластина; 5 — пружина; 6 — стержень; 7 — поршень; 8 — цилиндр; 9 — обратный клапан; 10 — игольчатый клапан; 11 — тяга; 12 — поводок; 13 — рычаг
По мере прогрева двигателя воздушную заслонку постепенно открывают. Работа двигателя с прикрытой воздушной заслонкой должна быть по возможности кратковременной, так как сильное обогащение горючей смеси при работе холодного двигателя вызывает его повышенный износ.
Полная разборка и промывка
Этап первый и самый важный. Старый и повидавший жизнь карбюратор совершенно бесполезно пытаться оживить, не снимая с машины. Вернее, оживить можно, но заставить стабильно работать на долгий срок – никогда! Попытки брызгать в разные дырки аэрозольным очистителем, «карбклинером», – пустая трата времени и денег. Проблемы с нестабильной работой на разных режимах будут регулярно возникать раз за разом, сводя вас с ума. Дело в том, что внутри любого карбюратора – сложный лабиринт каналов и ходов, где за годы работы (или простоя) скапливается разная дрянь: топливные отложения, песчинки, вода и вызванные водой хлопья и труха коррозии корпуса из цинкового сплава. И все эти ходы и тоннели нам нужно промыть и продуть.
Для начала карбюратор нужно снять с двигателя и почистить снаружи от грязи и масла с помощью зубной щетки и спринцовки из поллитровой ПЭТ-бутылки бензина – с пробкой, в которой иглой проколота дырочка…
Читайте также: Крестовые походы в 8 пунктах • Arzamas
…а затем на чистом и пустом столе ПОЛНОСТЬЮ разобрать до последнего винтика! На подобное сложно решиться с непривычки, но на самом деле перед нами не брегет с боем 19 века от Фаберже. Карб прекрасно разбирается с промежуточной зарисовкой вида карбюратора на листе бумаги и раскладыванием извлеченных деталей (жиклеров, эмульсионных трубок, винтиков) на листке в соответствии с условной схемой. Дополнительно можно фотографировать процесс на телефон.
Из инструментов же для разборки любого карбюратора, как правило, на 95% достаточно плоской и крестовой отвертки. Для некоторых элементов может потребоваться гаечный ключ, но это, скорее, исключение.
В принципе, для полной реанимации карбюратора даже не обязательно понимать, как называется та или иная выкрученная деталь (что это, к примеру – главный топливный жиклер первичной камеры, а вот это – эмульсионная трубка вторичной камеры…). Главное – строго зафиксировать, что куда было вкручено, и при сборке вкрутить, как было!
Разобрали – складываем все крупные части в ведро и заливаем ацетоном. Понадобится литра три на сумму около 300 рублей. Можно частично в смеси с бензином или уайт-спиритом. Пошевелите и покрутите детали в жидкости, чтобы заполнились каналы и отверстия, и оставьте на сутки отмокать. Через сутки извлекаем, стряхиваем остатки промывочной жидкости и тщательно продуваем сжатым воздухом ВСЕ-ВСЕ отверстия, которые видим. В идеале – компрессором для пневмоинструмента; если его нет – компрессором для шин с тоненькой насадкой-носиком, или даже ножным насосом. Можно заехать на шиномонтаж и попросить воздушный пистолет для продувки – скорее всего вам не откажут и денег не попросят.
Ограничитель максимального числа оборотов
Работа двигателя с числом оборотов коленчатого вала свыше максимально допустимых приводит к перерасходу горючего и усиленному износу трущихся деталей двигателя. Во избежание этого двигатели автомобилей часто снабжаются пневматическими ограничителями числа оборотов.
Дроссельная заслонка 4 имеет фигурную форму со скошенной плоскостью левой половины, а ее ось на 1,5—2 мм смещена относительно оси смесительной камеры.
К заслонке присоединена пружина 9, которая стремится удерживать заслонку в открытом положении.
При работе двигателя воздушный поток действует на дроссельную заслонку и, так как верхняя плоскость ее левой половины скошена, а ось смещена вправо, стремится прикрыть заслонку.
Когда число оборотов коленчатого вала становится больше допустимого, давление воздушного потока на левую часть заслонки настолько возрастает, что заслонка, преодолевая сопротивление пружины, прикрывается, в цилиндры подается меньшее количество горючей смеси и обороты коленчатого вала двигателя уменьшаются.
Рис. Ограничитель максимальных оборотов коленчатого вала двигателя: 1 — футорка; 2 — гайка; 3 — штуцер; 4 — дроссельная заслонка; 5 — стержень; 6 — игольчатый подшипник; 7 — ось дроссельной заслонки; 8 — серьга; 9 — пружина; 10 — прокладка; 11 — колпак; 12 — шпилька
Ограничитель числа оборотов действует независимо от педали управления дроссельной заслонкой. При отпущенной педали дроссельная заслонка прикрыта под действием возвратной пружины педали, которая значительно сильнее пружины ограничителя числа оборотов.
При нажатии на педаль дроссельная заслонка освобождается от действия возвратной пружины педали и открывается вследствие натяжения своей пружины.
Изменяя натяжение пружины 9 вращением регулировочной гайки 2, можно отрегулировать максимальное число оборотов вала двигателя.
Рассмотрим устройство и работу карбюраторов, установленных на двигателях некоторых отечественных автомобилей.
История создания карбюраторов
Первый карбюратор был создан в 1895 году. Основателем идеи, а также сборщиком и испытателем работы карбюратора считается немец Вильгельм Мэйбах. Примечательно, что он нигде не учился, а является самоучкой-техником.
С тех пор карбюраторные двигатели претерпели значительные изменения, однако суть их работы осталась прежней. Главным же отличием современных карбюраторов от первых моделей является способ образования топливовоздушной смеси — в старых образцах бензин просто испарялся, а сейчас имеет место распыление топлива в воздухе.
В 1925 году немецкая компания Bosch первой в мире запускает массовое производство карбюраторных двигателей. Они уже оснащены топливным насосом высокого давления и системой впрыска бензина засчёт использования форсунок. Благодаря новому принципу оснащения транспортных средств удалось стабилизировать работу машин и сделать их более безопасными.
Внедрение ТНВД и форсуночной системы впрыска в силовые агрегаты послужило толчком к разработке нового типа моторов, которые могли бы потреблять дизельное топливо. Уже в 1935 году с конвейера вышел первый легковой автомобиль с дизельным силовым агрегатом.
После выпуска дизельных автомобилей удалось разработать новые типы карбюраторов, которые увеличивали мощность бензиновых моторов. Эти новые модели оборудовались впускным коллектором. Дальнейшие разработки в области прибавления мощностных характеристик карбюраторам позволили создать двигатель с непосредственным впрыском топлива, который обладал высоким крутящим моментом. Автомобили с таким типом карбюратора массово начали выпускаться в середине 1940 годов.
В 1965 году компания Bosch снова покоряет мировой автопром благодаря проектированию новых карбюраторов с системой распределённого впрыска. Эта система удешевила стоимость всей конструкции, так как вместо массивного и дорогого ТНВД можно было использовать обычный электронасос.
В 1994 году другая компания — Mitsubishi Motors — начинает внедрять в производство карбюраторных автомобилей систему непосредственного впрыска. Новые силовые агрегаты заметно сокращают количество потребляемого топлива, к тому же при одинаковом объёме камер сгорания такие моторы обеспечивают максимальный крутящий момент. Карбюраторы с непосредственным впрыском выделяют меньше испарений в окружающую среду.
Сегодня разные производители используют карбюраторы как с непосредственным, так и распределённым впрыском. Однако развитие карбюраторных силовых агрегатов продолжается.
Карбюратор К-22Д
Карбюратор К-22Д, устанавливаемый на двигателе автомобиля ГАЗ-69, является трехдиффузорным карбюратором.
Главная дозирующая система карбюратора работает по принципу регулирования разрежения в диффузоре. Она состоит из главного жиклера 27, распылитель которого выходит в малый диффузор 10, дополнительного жиклера 25, распылитель которого выходит в горловину большого диффузора 14, и автоматического перепускного воздушного клапана, состоящего из четырех упругих пластин 5.
Количество бензина, проходящее через главный жиклер, может регулироваться в зависимости от условий работы двигателя игольчатым клапаном 26.
Рис. Карбюратор К-22Д: 1 — фланец; 2 — винт регулировки качества смеси на холостом ходу; 3 — отверстие для выхода эмульсин при переходе с оборотов холостого хода к средним оборотам коленчатого вала двигателя; 4 — отверстие для вакуум-регулятора; 5 — упругая пластина; 6 — жиклер холостого хода; 7 — средний диффузор; 8 — эмульсионный жиклер холостого хода; 9 — воздушные жиклеры холостого хода; 10 — малый дтффузор; 11 — предохранительный клапан воздушной заслонки; 12 — воздушная заслонка; 13 — трубка; 14 — большой диффузор; 15 — жиклер ускорительного насоса; 16 — распылители; 17 — нагнетательный клапан ускорительного насоса; 18— поршень ускорительного насоса; 19 — обратный клапан; 20 — поплавок; 21 — запорная игла; 22 — корпус поплавковой камеры; 23 — шток привода поршня ускорительного насоса; 24 — клапан экономайзера; 25 — дополнительный жиклер; 26 — игольчатый клапан главного жиклера; 27 — главный жиклер; 28 — жиклер экономайзера; 29 — дроссельная заслонка
Система холостого хода состоит из жиклера 6 холостого хода, двух воздушных жиклеров 9 и эмульсионного жиклера 5.
Экономайзер и ускорительный насос объединены в одну систему, состоящую из ускорительного насоса с поршнем 18, нагнетательного клапана 17 насоса, жиклера 15, обратного клапана 19, жиклера 28 и клапана 24 экономайзера. Привод ускорительного насоса механический, от дроссельной заслонки.
Поплавковая камера трубкой 18 сообщается с воздушным патрубком, а не с атмосферой, вследствие чего устраняется влияние сопротивления воздушного фильтра на работу карбюратора.
При работе двигателя на малых оборотах холостого хода дроссельная заслонка прикрыта. Вследствие большой скорости движения воздуха через узкую щель между заслонкой и стенками смесительной камеры в зоне дроссельной заслонки образуется разрежение.
Так как в этой зоне расположено выходное отверстие системы холостого хода, разрежение передается в систему и она работает как самостоятельный карбюратор.
Бензин из поплавковой камеры поступает к жиклеру 6 холостого хода через дополнительный жиклер 25 по каналам карбюратора. Пройдя жиклер холостого хода, бензин поднимается и, встречаясь с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 9, перемешивается с ним и в виде эмульсии проходит через эмульсионный, жиклер 8.
Выходя из эмульсионного жиклера, бензин вновь встречается с потоком воздуха, проходящим через втброй воздушный жиклер, и перемешивается с ним. Эмульсия выходит через отверстие холостого хода за дроссельной заслонкой.
Расход эмульсии и, следовательно, качество горючей смеси на холостом ходу регулируется винтом 2.
При работе двигателя и а средних нагрузках (дроссельная заслонка открыта примерно наполовину) разрежение в диффузорах настолько возрастает, что основное количество бензина выходит из распылителей главного 27 и дополнительного 25 жиклеров.
По мере увеличения воздушного потока, проходящего через диффузор, пластины 5 перепускного воздушного клапана расходятся и воздушный поток проходит мимо малого 10 и среднего 7 диффузоров, автоматически регулируя разрежение в малом диффузоре и, следовательно, состав горючей смеси в зависимости от величины открытия дроссельной заслонки.
При работе двигателя с полной нагрузкой дроссельная заслонка полностью открыта. При этом поршень 18 ускорительного насоса находится в нижнем положении и, нажимая на клапан 24 экономайзера, открывает доступ дополнительному количеству бензина, который из поплавковой камеры проходит через жиклер 28 экономайзера к распылителю дополнительного жиклера.
При резком открытии дроссельной заслонки поршень ускорительного насоса резко опускается и выжимает бензин из цилиндра. Обратный клапан 19 закрывается, а клапан 17 ускорительного насоса открывается, и бензин через жиклер 15 струйкой выбрасывается в горловину большого диффузора 14 — горючая смесь обогащается.
Горючая смесь при запуске двигателя обогащается прикрытием воздушной заслонки 12, имеющей предохранительный клапан 11.
По схеме карбюратора К-22Д выполнен и карбюратор К-22Г, который устанавливается на двигатели автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А.
Преимущества и недостатки карбюраторов
Про ужасы вечного ремонта карбюратора не слышал только глухой. А что на самом деле? Какие же плюсы у этого устройства и есть ли смысл вообще с ним иметь дело? Как ни странно прозвучит это в наш технологичный век, но карбюратор имеет несколько серьезных преимуществ.
- Простота конструкции. Нет, речь не о том, что это очень уж простой механизм. Но по сравнению с электронной начинкой сегодняшних автомобилей, карбюратор на порядок проще для ремонта, обслуживания и даже эксплуатации. В большинстве карбюраторов нет никакой электроники, только механические устройства, а значит, человек с «прямыми руками» может и сам заниматься его ремонтом и обслуживанием. Об этом хорошо помнит «старая гвардия» — наши родители, привыкшие копаться в своих «ненаглядных» Жигулях и Запорожцах.
- Ремонтопригодность. Всё, что ломается в карбюраторе, можно починить без «лишней крови». Необходимые запчасти можно купить (есть производители, до сих пор выпускающие ремкомплекты. А почему бы и нет?).
- При работе с некачественным топливом карбюратор оказывается гораздо живучей и стабильней, чем инжектор. И вообще, он не слишком требователен к чистоте, а если и засоряется, то подлежит простой чистке в домашних («гаражных») условиях.
- Небольшое количество воды, попавшее в карбюратор, не причинит ему вреда, в отличие от инжектора. Правда, со временем он потребует чистки и калибровки.
- И, наконец, карбюратор не требует подключения к электросети, датчикам, процессору и прочим «радостям» цивилизации. Он работает исключительно от энергии всасываемого двигателем воздуха, а значит, был оптимальным вариантом для установки на старые автомобили, где вообще не было электроники.
Но есть и недостатки иза которых карбюраторные автомобили в конце концов сошли с мировой арены автомобилестроения.
- Технологии требовали систему подачи топлива с гибкой подстройкой, а не с постоянными параметрами, чтобы минимизировать потребление топлива (которое раньше никто особо не считал). Поэтому на смену карбюратору пришла инжекторная система, которая до сих пор развивается и совершенствуется.
- Второй значительный минус – зависимость карбюратора от погодных условий. В холодное время года внутри собирается конденсат, мешающий работе, в зимний период есть риск обледенения внутренней части. При этом летняя жара тоже не дает ему работать стабильно из-за активного испарения – начинаются сбои в подаче смеси.
- Ну и третий недостаток — это значительно ниже экологические показатели, по сравнению с инжектором. В современной борьбе за экологию карбюраторные автомобили просто не выдерживают никакой критики, так как вредные выбросы у них значительно выше.
Карбюратор типа К-82
Рис. Карбюратор типа К-82: 1 — фланец; 2— эмульсионный канал; 3 — прокладка; 4 — канал ускорительного насоса; 5 — клапан ускорительного насоса; 6 — жиклер ускорительного насоса; 7 — малый диффузор; 8 — кольцевая щель; 9 — корпус воздушного патрубка; 10 — воздушная заслонка; 11 — предохранительный клапан; 12 — жиклер холостого хода; 13 — седло клапана экономайзера с пневматическим приводом; 14 — игла клапана экономайзера; 15 — отверстие, через которое поплавковая камера соединяется с воздушным патрубком; 16 — винт регулировки качества смеси на холостом ходу; 17 — поршень пневматического привода экономайзера; 18 — нажимная пластина; 19 — толкатель клапана экономайзера с механическим приводом; 20 — шток поршня ускорительного насоса; 21 — пружина; 22 — пробка фильтра; 23 — сетчатый фильтр; 24 — запорная игла; 25 — прокладка; 26 — корпус поплавковой камеры; 27 — поплавок: 28 — поршень ускорительного насоса; 29 — обратный клапан; 30 — шток привода поршня ускорительного насоса; 31 — поводок штока; 32— шарик клапана экономайзера; 33 — рычаг привода ускорительного насоса; 34 — пружина клапана экономайзера; 35 — гнездо клапана экономайзера; 36 — уплотнительное кольцо; 37 — пружина поршня экономайзера; 38 — главный жиклер; 39 — канал; 40 — пробка; 41 — жиклер полной мощности; 42 — дроссельная заслонка; 43 — эмульсионная трубка; 44 — воздушный жиклер; 45 — выходное отверстие
Карбюратор типа К-82 является двухдиффузорным карбюратором. Он устанавливается на двигателях автомобилей ЗИЛ-164А и ЗИЛ-164.
Главное дозирующее устройство, работающее по принципу эмульсирования горючего в распылителе, состоит из двух топливных жиклеров 38 и 41, воздушного жиклера 44 и распылителя в виде кольцевой щели 8 в малом диффузоре. В колодце главного дозирующего устройства помещена эмульсионная трубка 43 с отверстиями.
Система холостого хода состоит из жиклера 12 холостого хода, канала 2 и выходного отверстия 45 в виде щели. Качество горючей смеси на холостом ходу регулируется винтом 16, а ее количество — открытием дроссельной заслонки.
Ускорительный насос поршневого типа с механическим приводом от дроссельной заслонки подает горючее по каналу 4 к жиклеру 6.
В карбюраторе имеются два клапана экономайзера. Клапан с механическим приводом состоит из гнезда 35, шарика 32 и пружины 34, которая прижимает шарик к гнезду. Клапан с пневматическим приводом состоит из седла 13 и иглы 14, которая связана с поршнем 17 пневматического привода. Поршень при помощи пружины 37 при неработающем двигателе занимает верхнее положение. Пространство под поршнем соединено каналом 39 со смесительной камерой за дроссельной заслонкой.
При работе двигателя на холостом ходу дроссельная заслонка прикрыта. Разрежение за дроссельной заслонкой распространяется через выходное отверстие 45 по каналу 2 до жиклера 12 холостого хода. Вследствие этого бензин из колодца главного дозирующего устройства поступает к жиклеру холостого хода. Одновременно к жиклеру поступает воздух. Смесь бензина с воздухом, пройдя через жиклер холостого хода, поступает к выходному отверстию.
Работа двигателя на средних оборотах. С увеличением открытия дроссельной заслонки возрастает воздушный поток, проходящий через малый диффузор, в результате чего разрежение в диффузоре оказывается достаточным для того, чтобы в работу вступила главная дозирующая система.
Бензин из поплавковой камеры поступает через жиклеры 38 и 41 в колодец. Сюда же поступает воздух через жиклер 44 и отверстия в эмульсионной трубке 43. Смесь бензина с воздухом выходит через кольцевую щель 8 в малом диффузоре.
Сечения топливного и воздушного жиклеров подобраны так, чтобы приготавливалась смесь обедненного состава при небольших и средних величинах открытия дроссельной заслонки. В этих случаях оба клапана экономайзера закрыты. Клапан экономайзера с механическим приводом закрыт под действием пружины 34. Клапан с пневматическим приводом закрыт вследствие разрежения в цилиндре под поршнем 17. Под действием разрежения, которое передается из смесительной камеры, поршень занимает нижнее положение, сжимая пружину 37. Вместе с поршнем в нижнем положении находится игла 14, которая своим нижним концом прижимается к седлу 13 и закрывает топливный канал.
Чтобы разрежение не передавалось в поплавковую камеру, поршень 17 в иижием положении садится на уплотнительное кольцо 36.
С увеличением открытия дроссельной заслонки разрежение под поршнем пневматического экономайзера уменьшается и поршень под действием пружины 37 поднимается. Когда разрежение за дроссельной заслонкой уменьшится до определенной величины (125 мм рт. ст.), поршень и вместе с ним игла 14 поднимутся настолько, что игла откроет входное отверстие жиклера и дополнительное количество бензина из поплавковой камеры начнет поступать к жиклеру 41 полной мощности. Горючая смесь несколько обогащается, что необходимо при неустановившемся движении автомобиля (например, при разгоне, при движении автомобиля по грунтовым дорогам и местности).
Клапан экономайзера с механическим приводом открывается, когда дроссельная заслонка почти полностью открыта.
При открытии дроссельной заслонки шток 30 опускается; когда заслонка почти полностью открыта, пластина 18 на штоке 30 нажимает на толкатель 19, который, опускаясь, откроет шариковый клапан. Бензии из поплавковой камеры дополнительно поступает к жиклеру 41 полной мощности, сечение которого рассчитано на приготовление обогащенной смеси.
При резком открытии дроссельной заслонки обогащение смеси осуществляется ускорительным насосом. В этом случае поршень резко опускается и бензин выжимается из-под поршня. Обратный клапан 29 прижимается к седлу и перекрывает канал, ведущий, в поплавковую камеру. Бензин по каналу 4 подается к жиклеру 6 и вытекает из него тонкой струйкой, обогащая горючую смесь. Обогащение горючей смеси при запуске холодного двигателя осуществляется прикрытием воздушной заслонки. Воздушная и дроссельная заслонки связаны между собой приводными тягами так, что при полном закрытии воздушной заслонки дроссельная заслонка немного открыта. Это достаточно обогащает смесь и обеспечивает надежный запуск двигателя.
Как починить карбюратор
Сетчатый фильтр
Данный фильтр либо засоряется, либо повреждается. И чтобы узнать точно, что с ним, понадобится его вынимать. При сильном загрязнении достаточно хорошо промыть аккуратно в бензине, при видимых повреждения меняется на новый.
Пусковое устройство
Пусковое устройство, как и сетчатый фильтр, подвержен загрязнению и также нуждается в промывке и продувке сжатым воздухом.
Соединение в карбюраторе
Разгерметизация соединения, происходит во впускном или выпускном трубопроводах, также на корпусе ДЗ и других местах соединения карбюратора. Определить где подсасывает воздух поможет обычная мыльная пена или специальный дымо-генератор. На возникновения проблем с впускным трубопроводом могут еще указывать и следы копоти или пленка с топлива на месте неплотного соединения.
Когда сбои в работе происходят по причине не герметичного прилегания в месте соединения нижнего фланца карбюратора и впускного патрубка достаточно просто подтянуть гайки. Старайтесь подтягивать аккуратно и равномерно, чтобы не перекосился фланец карбюратора. Если подтяжка болтов проблему не решила, тогда стоит почистить место подсоса и поменять прокладку.
Ускорительный насос
Когда перестал работать ускорительный насос, тогда нужна его замена. Его детали ремонту не подлежать. В качестве профилактики насос моют и продувают. Еще желательно проверить ход перемещения рычагов и деталей диафрагмы. Отдельное внимание приделите шарику в распылителе — свободе его движения ничего мешать не должно.
Диафрагма экономайзера
В моделях карбюраторов, оснащенных экономайзером, проследите чтобы на диафрагме не было повреждений. А если стала короткая длина толкателя, то замените его вместе с диафрагмой.
Технология синхронизации
- Подготовка. Перед выполнением синхронизации необходимо выполнить регулировку приводов дроссельных заслонок. С мотоцикла снимается бензобак, если предусмотрено конструкцией этой модели, то демонтируется и воздушный фильтр. Для некоторых модификаций, возможно, придётся снимать блок карбюраторов. Подключения измерительных трубопроводов на ВПД производится через специальные вакуумные порты, которые легко найти по заглушкам.
- Настройка. После подключения трубопроводов необходимо прогреть двигатель и отрегулировать клапаны вакуумметров на минимальные колебания. Если отпускать клапан, прибор будет больше реагировать на смену разряжений, при затягивании, наоборот, колебания стрелок станут меньшими.
Синхронизация карбюраторов должна производиться на оборотах ХХ, величина которых устанавливается производителем. Поэтому следует предварительно уточнить этот параметр в руководстве по эксплуатации. Ниже рассмотрим типовой порядок синхронизации карбюраторов. Однако в зависимости от конкретной модели двигателя, могут быть некоторые нюансы.
На двухцилиндровых двигателях синхронизация выполняется с помощью базового винта, которым управляется положение ДЗ 1 и 2 цилиндров. Как правило, он расположен между карбюраторами.
Для четырёхцилиндровых агрегатов, кроме базового винта дополнительно задействуют два регулировочных штуцера. Один винт для управления ДЗ в парах 1-2 и 3-4 цилиндров. Третий штуцер предназначен для управления ДЗ, соответственно, в 3 и 4 цилиндрах.
- Синхронизация. Для синхронизации карбюраторов необходимо установить равные величины разряжения в ВПД путём вращения винтов. Сначала необходимо отрегулировать первый штуцер, затем третий винт, и в завершение – второй (центральный).
Синхронизация карбюраторов считается выполненной, если после резкого увеличения оборотов двигателя и сброса их до режима ХХ, стрелки всех вакуумметром показывают одинаковую величину разряжения.
Для чего нужен подсос на карбюраторе
Конструкция карбюраторной системы питания дополняется дроссельной заслонкой, которая регулирует подачу воздуха в смесительную камеру. От её положения напрямую зависит количество воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Поэтому она конструктивно имеет прямую связь с педалью газа – при нажатии подаётся больше воздуха и топлива для активного сгорания и генерации мощности.
Некоторые карбюраторные автомобили оснащались рычагом управления заслонкой, выведенным на приборную панель водителя, который облегчал запуск автомобиля «вхолодную». В русскоязычном сообществе его прозвали подсосом. В целом, слово довольно хорошо отображает функциональную роль рычага. При вытягивании подсоса происходит прикрытие дроссельной заслонки и ограничивается поступление воздуха в смесительную камеру. Соответственно, среда в ней становится более разреженной, и бензин затягивается в большем объёме. В результате образуется обогащённая смесь с повышенным содержанием топлива, отлично подходящая для запуска двигателя.
После запуска и прогревания двигателя до достаточной температуры подсос возвращается в нормальное положение, и заслонка снова управляется прежним образом.
