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.
Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы
Моновпрыском называется одна из разновидностей электронной системы впрыска топлива в двигатель. Можно сказать, что моновпрысковые системы являются своего рода переходной моделью от карбюратора к инжектору.
Впервые моновпрыск был разработан и установлен для самолётов как более современная модификация карбюраторного агрегата, которая исключала «провалы» в подачи топлива во время исполнения фигур в воздухе.
Существенной разницей между моновпрыском и карбюраторной системой можно считать наличие у моновпрыскового устройства компьютерного блока контроля подачи и расхода горючего, а также бензинового насоса и одной форсунки, работающей от электричества. Тип работу моновпрыска аналогичен карбюратору, только с использованием более современных компонентов.
Главным достоинством системы моновпрыска является бесперебойная работа мотора, так как в агрегате постоянно поддерживается минимальное давление в 1 бар. То есть транспортные средства с моновпрыском могут бесперебойной работать при резком обгоне или торможении, когда как карбюраторные механизмы не всегда могут гарантировать стабильность мотора в этих режимах.
К тому же моновпрыск гарантирует повышение мощности силового агрегата засчёт отсутствия провалов в питании.
Однако карбюраторы и по сей день считаются более экономичными устройствами, так как впрыск топлива осуществляется не в одной точке, а по всей камере, что позволяет использовать весь поступающий объём горючего. По этой причине двигатели с карбюраторами легче заводятся в зимнее время.
Таким образом, карбюраторные устройства обладают хорошими характеристиками в плане экономного потребления горючего и возможности запуска в любых климатических условиях. Моновпрыск обеспечивает более стабильную работу мотора и высокие качества мощности автомобиля.
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.
Плюсы минусы карбюратора
Основным плюсом принято считать доступную цену ремонта. Следующий положительный момент заключается в том, что карбюратор не боится загрязнений и попадания воды.
Однако не все так гладко, ведь данный механизм нужно достаточно часто очищать и подстраивать. В холодное время года в корпусе аппарата может скапливаться и замерзать конденсат. В жару механизм может легко перегреться, что приведет к интенсивному испарению топлива и падению мощности ДВС. Заключительным доводом против карбюратора считается высокая токсичность выхлопа, что и повергло к отказу его применения в нынешних автомобилях.
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.
Основные проблемы с карбюратором
Среди наиболее частых неисправностей в работе карбюратора отмечаются такие:
- протечка топлива
- нагар и запах на свечах зажигания
- нестабильный холостой ход
- нарушение регулировки карбюратора, загрязнение жиклеров
Протечка топлива
Для начала необходимо проверить давление бензина – оно соответствует отметке от 4 до 7 пси.
Наличие нагара и запаха на свечах зажигания
Данная неполадка указывает на то, что топливо подается в чрезмерных количествах из-за неправильного уровня бензина либо прогоревшего клапана.
Неровный холостой ход
В основном, проблемы данного характера возникают в проводке между педалью акселератора и карбюратором, то есть, не сугубо в карбюраторе.
Нарушение регулировки карбюратора, загрязнение жиклеров и каналов
Основную роль в приготовлении топливовоздушной смеси играют жиклеры – их загрязнение или повреждение ведет к нарушению работы
всего узла.
При таких неисправностях двигатель не в состоянии получать горючее в необходимой концентрации и объеме. Признаками этого являются:
- излишний расход топлива;
- снижение мощности автомобильного двигателя;
- из глушителя наблюдается выхлоп черного дыма и слышны хлопки;
- двигатель начинает перегреваться;
- снижается вязкость автомобильного масла.
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.
Что такое карбюратор, назначение
Карбюратор – это один из сложнейших частей топливной концепции любого бензинового аппарата. Его предназначение заключается в изготовлении топливно-воздушной смеси (ТВС) способом насыщения бензина кислородом в необходимых количествах с последующей подачей уже готовой массы в цилиндры. Перемешивание всех компонентов осуществляется в нужной консистенции, соответствующей режимам работы двигателя.
Процедура подачи горючего совершается исключительно благодаря карбюратору, в котором есть такой механизм, как диффузор. Он рассчитан для сужения воздушного горла механизма. Иными словами, в период прохождения атмосферы через данное сужение, наступает спад давления. Затем в ход идет небольшой проем, для подачи топлива. Под большим давлением горючее выжимается из камеры в горловину карбюратора, откуда смесь направляется в выходной канал и затем поступает в цилиндры мотора.
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.
Достоинства и недостатки карбюратора
Основное достоинство карбюратора заключается в его ремонтопригодности. К этому устройству можно приобрести ремкомплект, который можно заменить, в случае необходимости, даже на улице. Однако это достоинство давно уже утратило практический смысл: развитие компьютерной диагностики сделало ремонт инжектора, практически равноценным по простоте занятием. Программу диагностики можно установить даже на iPhone, и успешно считывать ошибки при помощи кабеля-переходника.
Недостатки карбюратора связаны с тем, что он представляет собой достаточно тонкое и сложное механическое устройство. Его необходимо время от времени регулировать, чистить и беречь от засоров. Кроме того, его работа зависит от погодных условий: зимой в нем может замерзнуть конденсат, летом он перегревается, и топливо начинает интенсивно испаряться. В общем и целом можно сказать, что это устройство морально устарело.
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.
Немного истории
Ранние разработки на заре эпохи двигателестроения использовали в качестве горючего светильный газ. Карбюратор таким двигателям на раннем этапе был попросту не нужен. Светильный газ поступал в цилиндры благодаря разрежению, которое образовывалось в процессе работы двигателя. Главной проблемой такого горючего являлась его высокая стоимость и ряд сложностей в процессе использования.
Вторая половина XIX века стала тем периодом, когда изобретатели, инженеры и механики во всем мире старались заменить дорогой светильный газ более экономичным, дешевым и доступным видом горючего для двигателя внутреннего сгорания. Лучшим решением стало использование привычного для нас сегодня жидкого топлива. Стоит учесть, что такое топливо не может воспламениться без участия воздуха.
Для приготовления смеси из воздуха и топлива потребовалось дополнительное устройство. Мало того, но смешивать воздух с горючим необходимо было еще и в нужных пропорциях. Для решения этой задачи изобрели первый карбюратор. Устройство увидело свет в 1876 году. Создателем ранней модели карбюратора стал итальянский изобретатель Луиджи Де Христофорис. По своей конструкции и принципу работы первый карбюратор имел ряд существенных отличий от более современных аналогов.
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.
Принцип работы
Простой карбюратор не способен обеспечить мотор подходящей, согласно составу, смесью на всех этапах работы. Автолюбитель кроме количества ТВС, обязан распоряжаться ее качеством благодаря рукояти «подсоса», связанной с атмосферной заслонкой.
При вытягивании ручки, створка закрывается и в смесительную камеру воздух поступает в меньшем количестве, а разрежение заполняется топливом наиболее усилено. Этот факт немаловажен, особенно при запуске двигателя в холоде, когда необходима богатая смесь, которая может загореться при отрицательных температурах.
Создание сбалансированной топливной смеси в камере механизма совершается не полностью. Часть горючего не может улетучиться и смешаться с атмосферой. Капли горючего, которые не успели испариться, перемещаются и оседают на стенах камеры и выпускных патрубков.
Горючее, которое оседает на стенах, формирует некую пленку, которая перемещается с небольшой скоростью. Для того чтобы улетучить пленку бензина, впускные патрубки при функционировании мотора подвергается подогреву. Большее распространение имеет жидкостный подогрев либо нагрев газами. Можно смело заявить, что генерация горючей смеси завершается в конце впускного трубопровода мотора.
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.
Сильные и слабые стороны устройства
Главным достоинством карбюратора является его доступная по цене ремонтопригодность. В свободной продаже по сей день существуют специальные ремонтные комплекты, которые позволяют вернуть карбюратор в строй достаточно быстро. Для ремонта карбюратора не требуется арсенал какого-либо специального оборудования, а отремонтировать устройство при наличии определенных умений и навыков под силу практически любому автомобилисту.
Механический карбюратор не так сильно боится загрязнений и воды, так как их попадание не может окончательно вывести его из строя. В этом одновременно кроется как сильная, так и слабая сторона устройства. Карбюратор нужно достаточно часто подстраивать и обязательно чистить по сравнению с инжекторным впрыском, но он выносливее электронных решений при возникновении ряда таких условий, которые относятся к тяжелым или даже экстремальным условиям эксплуатации.
К дополнительным плюсам карбюратора относят его меньшую чувствительность к топливу низкого качества, а процесс чистки не представляется сложным. Хотя карбюратор и является относительно сложным устройством, но диагностировать неисправности и обслуживать его определенно проще сравнительно с забитой или неисправной инжекторной системой.
Последним аргументом против карбюратора является повышенная токсичность выхлопа, что и привело к отказу от его использования на современных авто по всему миру. Сегодня карбюратор оправданно считается безнадежно устаревшим «классическим» решением.
Особенности регулировки карбюратора Солекс. Как выставить уровень топлива в поплавковой камере, настроить холостой ход, подобрать жиклеры, убрать провалы.
Чистка карбюратора: когда необходимо чистить дозирующее устройство, признаки и симптомы. Доступные способы очистки карбюратора без разбора и снятия с авто.
Доработка и модернизация карбюратора. Основные недостатки системы карбюраторного впрыска и способы их устранения, настройка. Тюнинг впускного коллектора.
Главная дозирующая система, переходная система во вторичной камере, разновидности систем холостого хода. Ускорительный насос, экономайзер и холодный пуск.
Основные причины, кторые приводят к обеднению рабочей смеси. Бедная смесь на карбюраторных и инжекторных ДВС, а также на моторах с ГБО. Диагностика, ремонт.
Различные виды доступных средств и составов для прочистки карбюратора, преимущества и недостатки. Как правильно чистить карбюратор, какой очиститель лучше.
Для того чтобы работать, автомобильному мотору необходимо питание. В отличие от электрооборудования, которое питается от электросети, машинному двигателю нужно топливо, поэтому в автомобилях существует специальная система питания. Входят в нее топливный бак, топливный насос, топливопроводы, карбюратор, воздушный фильтр, впускной и выпускной трубопроводы и глушитель. Одна из важнейших деталей системы питания — это карбюратор. В нем из топлива формируется горючая смесь.
Разработка и производство
В истории автомобилестроения кабюратор был сконструирован и собран в 1895 году техником-самоучкой немецкого происхождения Вильгельмом Мэйбахом. Карбюраторные двигатели, как и сами карбюраторы, за прошедшие годы не раз изменялись, однако принцип их работы сохранился неизменным. Технология испарения топлива, использовавшаяся в первых версиях карбюраторов для образования топливно-воздушной смеси, в современных моделях была заменена на технологию распыления горючего, что стало основным отличием и преимуществом данного узла автомобиля.
Карбюраторы новой конструкции начали производиться массово в 1925 году всемирно известным концерном Bosch. Надежность и безопасность транспортных средств удалось повысить за счёт внесения в конструкцию карбюраторов изменений, связанных с интеграцией топливного насоса и системы впрыска топлива. Конструктивные изменения карбюратора позволили приступить к созданию инновационных силовых агрегатов, работающих на дизельном топливе. Спустя десять лет с конвейера завода Mercedes сошёл первый автомобиль, оснащённый дизельным двигателем.
Налаженный выпуск инжекторных двигателей начал требовать повышения мощности бензиновых моторов. Достичь этого удалось за счёт внедрения впускного коллектора, что спровоцировало начало производства в середине 40-х годов двигателей с системой непосредственного впрыска топлива и карбюратором большей мощности.
Концерн Bosch в 1965 году выпустил на автомобильный рынок новую версию карбюратора с системой распределённого впрыска топлива. Конструкция карбюратора была значительно изменена и обзавелась электронасосом, который заменил ТНВД, что в результате позволило снизить стоимость и габариты всего узла.
Первый карбюратор с системой распределённого впрыска топлива был выпущен компанией Bosch
Автоконцерн Mitsubishi Motors в 1994 году внедрил в карбюраторные двигатели систему непосредственного впрыска топлива. Подобное конструктивное решение имело свои преимущества: экономия топлива вкупе с достижением максимального крутящего момента.
