Системы карбюратора и принцип их работы

Принцип работы и устройство карбюратора

Карбюратор – это обязательный узел питания двигателя внутреннего сгорания автомобилей и мотоциклов. До конца XX века карбюраторы устанавливались на большинство автомобилей, но в наши дни их прочно вытеснили более удобные и функциональные инжекторные системы. Сейчас они часто встречаются в автомобилях возрастом 20 и более лет.

Принцип работы и устройство простейшего карбюратора

В первом устройстве, изобретенном Л. Христофорисом в 1876 году, топливо нагревалось, испарялось, образовавшиеся пары и потоки воздуха смешивались. Спустя год решение усовершенствовали, использовав принцип топливного распыления, который стал основой для следующих проектов.

До широкого распространения привычных нам устройств были барботажные модели и мембранно-игольчатые. Первые — в виде бензинового бака, в котором близко от поверхности располагалась доска и пара патрубков для подачи из атмосферы и забора смеси топлива и воздуха в мотор. Воздух перемещался под доской, непосредственно над топливом, обогащался парами и становился горючей смесью. Это была простая, но рабочая система. Дроссельная заслонка находилась отдельно. На функционирование мотора с барботажным узлом влияли природные условия — испаряемость зависела от температуры. Такую систему было сложно регулировать, она была взрывоопасна.
Схема барботажного карбюратора.

Мембранно-игольчатое устройство размещается отдельно от бензобака. В нем было нескольких камер, жестко связанных с помощью штока. Седло клапана, через который подавалось топливо, запиралось иглой на штоке. Камеры были соединены топливным каналом и смесительной зоной. Параметры устройства определяли пружины, на которые надавливали мембраны. Такой карбюратор работал независимо от условий на улице и местоположения, был популярен в начале 19 века, когда его устанавливали на автомобилях и мототехнике, в самолетах с поршневыми моторами внутреннего сгорания.
Схема мембранно-игольчатого карбюратора.

Устройство карбюратора наших дней

Сегодня используются поплавковые модели, которые являются самыми усовершенствованными. Их можно увидеть на большинстве машин.
Устройство и работа карбюратора: 1 — регулировочный винт пускового устройства; 2 — штифт рычага 24, входящий в паз рычага 3; 3 — рычаг управления воздушной заслонкой; 4 — винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 5 — регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 6 — рычаг дроссельной заслонки первой камеры; 7 — ось дроссельной заслонки первой камеры; 8 — рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 9 — регулировочный винт количества смеси холостого хода; 10 — ось дроссельной заслонки второй камеры; 11 — рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 12 — патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 13 — дроссельная заслонка второй камеры; 14 — выходные отверстия переходной системы второй камеры; 15 — корпус дроссельных заслонок; 16 — распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 17 — малый диффузор; 18 — корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 19 — распылитель ускорительного насоса; 20 — патрубок подачи топлива в карбюратор; 21 — распылитель эконостата; 22 — воздушная заслонка; 23 — шток пускового устройства; 24 — рычаг воздушной заслонки; 25 — крышка пускового устройства; 26 — штифт рычага 24, действующий от штока 23 пускового устройства; 27 — ось воздушной заслонки; 28 — крышка карбюратора; 29 — трубка с топливным жиклером эконостата; 30 — топливный фильтр; 31 — игольчатый клапан; 32 — эмульсионная трубка второй камеры; 33 — поплавок; 34 — главный топливный жиклер второй камеры; 35 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 — рычаг привода дроссельных заслонок; 37 — рычаг привода ускорительного насоса; 38 — диафрагма ускорительного насоса; 39 — регулировочный винт качества (состава) смеси холостого хода; 40 — патрубок забора разрежения вакуумного регулятора опережения зажигания. 41 — корпус карбюраторов. 42 — электромагнитный запорный клапан; 43 — регулировочный винт добавочного воздуха заводской подрегулировки системы холостого хода; 44 — диафрагма пускового устройства.

Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов:

• Поплавковая камера для сохранения горючего на заданном уровне.
• Поплавок, оснащенный специальной иглой, который используется для дозирования уровня бензина.
• Смесительная камера ― для смешения топлива в мелкодисперсном виде с воздухом.
• Диффузор — зауженное место для увеличения скорости воздуха.
• Распылитель, оснащенный жиклером, который соединяет камеры, подает смесь в диффузор.
• Заслонка дросселя — для регулировки потока рабочей жидкости.
• Воздушная заслонка — для регулировки потока воздуха, поступающего в карбюратор. С помощью элемента создают смесь «обогащенную», «нормальную» или «бедную».
• Система холостого хода — подает горючее мимо смесительной камеры по спецканалам в задроссельное пространство.
• Эконостаты и экономайзеры — обеспечивают дополнительную подачу топлива при существенных нагрузках. Эконостаты работают от разрежения воздуха, экономайзерами управляют принудительно.
• Подсос горючего — для принудительного обогащения топливной смеси. С помощью рычага водитель приоткрывает дроссельную заслонку, воздух проходит сквозь смесительную камеру и забирает больше горючего. В результате смесь становится обогащенной, помогает запустить холодный двигатель.

Принцип работы карбюратора

Сначала горючее направляется в поплавковую камеру. В момент достижения необходимого уровня поплавок поднимается и перекрывает клапан, через который подается топливо. Когда поплавок опускается, подача топлива возобновляется.

Далее топливо идет в смесительную камеру, где создается горючая смесь. Сверху подается воздух, который соединяется с горючим. В камере находится распылительная трубка с жиклером, а также дроссель и диффузор. Жиклер — это пробка, которая не допускает вытекание топлива из поплавковой камеры. Заслонка, соединенная с педалью, называется дросселем. При надавливании ногой, она открывается, и горючая смесь попадает в цилиндр. В результате машина набирает скорость. В диффузоре находится распределительная трубка.

В момент запуска в смесительной камере формируется разрежение, из распылителя разбрызгивается топливо. Поднимается поток воздуха, который при смешении с топливом, переносит горючее в цилиндр.

В новейших устройствах помимо смесительной и поплавковой камер, находится также пусковое и дозирующее устройство, конструкция холостого хода, экономайзер, ускорительный насос. Устаревшие модели не обеспечивают полноценную работу мотора, поскольку в зависимости от того, холодный или горячий двигатель, смесь должна быть разной. Если запускают холодный двигатель, требуется горючая смесь, обогащенная топливом. В случае, когда мотор долго работал, необходима смесь с небольшим включением топлива.

Для увеличения скорости или езды в нагруженной машине, нужна смесь, сильно обогащенная топливом. Аналогичная ситуация при движении на холостом ходу, на малых оборотах. Такие условия простой карбюратор обеспечить не в силах.

С целью обогащения смеси топливом применяют насос-ускоритель. Когда резко выжимают педаль, проходит воздух, который движется быстрее топлива. С этим связана нехватка топлива в горючей жидкости. При наличии насоса силовой агрегат работает мощнее.

Система холостого хода идеальна для малых оборотов. При таком режиме силовой агрегат функционирует на обогащенной смеси. Однако, одной дозирующей системы недостаточно, ведь на холостом ходу дроссель открывается лишь частично. В новейших карбюраторах горючая смесь формируется около дросселя, поскольку в этом месте, даже если дроссель открыт не полностью, создается необходимое разрежение.

Для запуска мотора требуется смесь, которая обогащена топливом. С этой целью в смесительной камере предусмотрена заслонка с клапаном, через который проходит воздух. На приборной панели автомобиля есть ручка для управления клапаном. При вытягивании ручки клапан приоткрывается, и объем воздуха в смесительной камере сокращается. А количество горючего в смеси возрастает. В результате даже первые порции смеси достаточно насыщены, и мотор быстро заводится. При наличии спускового устройства двигатель работает даже при пониженных температурах.

Возможности дозирующего устройства позволяют создавать смесь, подходящую для работы двигателя в разных режимах. С помощью системы автоматически регулируется состав смеси при работе мотора с малой и средней нагрузкой. В таком режиме топливо подается через дозирующую систему. Однако, даже при полном открытии дросселя горючего часто недостаточно. По этой причине, когда дроссель практически полностью открыт, рычаг, соединенный с ним, воздействует на тягу привода экономайзера — так открывается дополнительный проход из поплавковой камеры. В итоге двигатель функционирует более мощно.

Классификация карбюраторов

Все карбюраторы можно различать по следующим признакам:

• По направлению движения потока различают горизонтальные и вертикальные модели.
• По регулировке отверстия распылителя и формированию разрежения разделяют: системы с постоянным разрежением; с постоянным сечением (серийные устройства); с золотниковым дросселированием — модели для мототехники, в них вместо дроссельной заслонки объем поступающей смеси регулирует шибер-золотник.
• По числу смесительных камер выпускают одно- и многокамерные модели. «Сдвоенные» устройства используются в моторах с цилиндрами, которые находятся далеко друг от друга. В результате каждая половина осуществляет впрыск в свои цилиндры.

Конструкция и принцип работы карбюратора

Сейчас все современные бензиновые двигатели комплектуются инжекторной системой питания. За счет того, что инжектор является более совершенным, то он практически вытеснил карбюратор на автотранспорте. Но по дорогам колесит еще большое количество автомобилей, двигатель которых оборудован карбюраторной системой.

Карбюратор — это основной узел такой системы, и главная его задача – приготовление топливовоздушной смеси в необходимой пропорции для последующей её подачи в камеры сгорания двигателя.

Всего имеется три вида карбюраторных систем, одна из которых – барботажная вовсе не используется, а две другие, включающие в конструкцию игольчато-мембранный и поплавковый карбюраторы вполне еще применимы и встретить их можно на самой разнообразной технике.

Из двух последних, на автотранспорте использовался только карбюратор поплавкового типа. Игольчато-мембранный же тип можно встретить на бензопилах, мотокосах и даже на авиатехнике.

Устройство и принцип работы карбюратора

Карбюратор поплавкового типа представляет собой единый узел, включенный в систему питания. За время использования такой системы на автомобилях было разработано большое количество карбюраторов, имеющие разные особенности по конструкции, но все они функционируют используя один принцип.

Что такое карбюратор? Простейший поплавковый карбюратор состоит из двух камер:

1. поплавковой камеры;
2. и смесительной.

В задачу первой входит дозирование топлива и поддержание его на определенном уровне. Благодаря этой камере обеспечивается стабильная подача бензина при разных условиях работы мотора.

Конструктивно она очень проста. Внутри устройства имеется поплавковая камера с помещенным в нее поплавком, связанным с клапаном игольчатого типа, который размещен в канале подачи бензина от бензонасоса. По мере расхода топлива поплавок опускается, а с ним и клапан, в результате канал открывается и бензин закачивается в полость. При закачке необходимого уровня поплавок вместе клапаном поднимается вверх и полностью перекрывает канал.

Видео: Устройство карбюратора (Специально для АВТОмладенцев)

Вторая камера обеспечивает смешивание топлива в проходящий воздушный поток. Для этого в ней установлен диффузор – специально суженый участок камеры. Благодаря этому диффузору, воздух, проходящий через него, значительно ускоряется.

Две эти камеры соединены между собой распылителем. Та его сторона которая установлена в поплавковой камере дополнительно оснащена топливным жиклером – специальной вставкой со сквозным отверстием определенного диаметра. Его задача – обеспечивать подачу строго определенного количества бензина. Второй конец распылителя выведен в диффузор.

Работает все так: на такте впуска в цилиндре двигателя поршень движется вниз, создавая разрежения. Из-за этого происходит всасывание воздуха через воздухозаборник с установленным в него фильтром. Этот заборник располагается на карбюраторе, поэтому поток проходит через смесительную камеру.

Движение воздуха при ускорении в диффузоре, обеспечивает образование разрежения в распылительной трубке, из-за чего топливо начинает из него вытекать и подмешиваться в проходящий поток.

Регулировка подаваемой смеси в цилиндры обеспечивается дроссельной заслонкой, которая установлена за диффузором. Путем перекрывания канала, по которому движется топливовоздушная смесь, регулируется скорость движения воздуха. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на акселератор.

Устройство карбюратора подразумевает еще одну заслонку – воздушную. Если дросселем регулируется подаваемое количество уже готовой смеси, то вторая заслонка перекрывает подачу воздуха. А поскольку в цилиндрах разрежение при работающем моторе все же создается, то смесь получается обогащенной, которая характеризуется повышенным содержанием топлива.

Что еще входит в конструкцию?

Но это упрощенная схема карбюратора. На деле же выясняется, что карбюратор состоит из большого числа деталей и все значительно сложнее, ведь двигатель во время эксплуатации работает в разных режимах, при этом для каждого из них необходима смесь соответствующего состава.

Поэтому современный карбюратор поплавкового типа имеет сложное устройство со значительным количеством каналов, вспомогательных систем и дополнительного оборудования. Все это позволяет карбюратору обеспечивать смесеобразование на любых режимах работы.

Поэтому в конструкции карбюратора, помимо двух камер, имеется:

• система пуска;
• главная дозирующая система;
• система холостого хода;
• насос ускорительный;
• экономайзер;
• эконостат;

Каждая из этих составляющих имеет свое назначение в устройстве карбюратора и обеспечивают подачу оптимальной по количеству и качеству смеси на любых режимах функционирования силового агрегата.

1. Система пуска

Система пуска обеспечивает подачу обогащенной смеси в цилиндры двигателя во время запуска мотора. Основным элементом этой системы является воздушная заслонка. В отечественных карбюраторах она имеет ручное управление (рукоятка подсоса, выведенная в салон). В зарубежных аналогах часто встречается автоматическая система пуска, которая самостоятельно регулирует степень открытия воздушной заслонки.

При этом система пуска конструктивно сделана так, чтобы предотвратить подачу переобогащенной смеси в цилиндры сразу после пуска мотора. Для этого привод заслонки сделан так, чтобы она имела возможность самостоятельно приоткрываться, обеспечивая обеднение смеси. К тому же она связана посредством системы тяг с дроссельной заслонкой, что позволяет карбюратору во время запуска и прогрева регулировать степень открытия этих заслонок.

2. Главная дозирующая система

Главная система дозировки обеспечивает основную подачу смеси в цилиндр при всех режимах работы мотора. Единственное, она не задействуется при работе двигателя в режиме холостого хода. Основная ее задача – подача необходимого количества смеси (несколько обедненной) в цилиндры двигателя. Для того, чтобы исключить переобогащение смеси в переходных режимах эта система осуществляет компенсацию недостающего количества воздуха путем подачи из распылителя не чистого бензина, а эмульсии, в которую уже подмешана часть воздуха. Для этого на большинстве карбюраторов топливо, перед попаданием в распылитель, проходит через специально проделанные эмульсионные колодца, где и осуществляется предварительное смешивание.

3. Система ХХ

Система холостого хода обеспечивает устойчивую работу силовой установки на малых оборотах, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. Представляет она собой систему каналов по которым подается воздух и топливо под дроссельную заслонку. То есть, смесительная камера при таком режиме не задействуется, поскольку система ХХ изготавливает необходимое количество смеси и подает во впускной коллектор в обход ее. Дополнительно эта система включает в себя еще один канал – переходной, в задачу которого входит обеспечение поддержания стабильной работы мотора во время смены режима от ХХ до средних оборотов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Карбюратор ОЗОН. Диагностика и Ремонт

4. Ускорительный насос

Ускорительный насос обеспечивает подачу необходимого количества смеси при резком ускорении, когда главная дозирующая система не успевает обеспечить это, поскольку она обеспечивает нормальную подачу только при плавном открытии дроссельной заслонки. В задачу этого насоса входит кратковременное обогащение смеси, что позволяет избежать «провала» при ускорении. Для этого имеется специальный канал, перекрытый шариковыми клапанами и оснащенный мембраной, привод которой осуществляется от дросселя. При резком нажатии на акселератор, шарики приоткрывают канал, а мембрана выдавливает порцию эмульсии в специальный распылитель, установленный перед диффузором.

Экономайзер и эконостат

Экономайзер обеспечивает максимальный выход мощности от мотора, когда это необходимо. Достигается это подачей обогащенной смеси за счет подачи дополнительной порции эмульсии в основной распылитель в обход главной системы дозировки.

Эконостат позволяет двигателю выдавать максимальную мощность при высоких оборотах. Для этого данный элемент обеспечивает подачу и бензина непосредственно из поплавковой полости и распыление его перед диффузором.

Это основные элементы и системы карбюратора. Также в его конструкции используется поплавковая камера сбалансированного типа. Чтобы бензин в ней поддерживался на заданном уровне, в камере не должно образовываться разрежение и для этого ее соединяют с атмосферой. Сбалансированная же камера подразумевает объединение ее с горловиной карбюратора, что предотвращает попадание в нее загрязняющих веществ вместе с воздухом.

Обслуживание карбюратора

При своей сложной конструкции регулировок у карбюратора не так уж и много, и касаются они только системы холостого хода и уровня топлива в камере с поплавком.

Чтобы установить стабильную работу мотора на ХХ, имеются два специальных винта – количества (воздушный) и качества (топливный). Первый представляет собой упорный элемент, которым регулируется степень открытия дроссельной заслонки для поступления через зазор между ним и стенкой воздуха для создания смеси.

Второй винт – игольчатый, установлен в канал, по которому эмульсия попадает в задроссельный канал. Путем вкручивания и выкручивания изменяется сечение этого канала, и как следствие – количества подаваемой эмульсии.

Недостатком карбюратора является то, что у него имеется большое количество каналов и жиклеров небольшого сечения. Поэтому в процессе эксплуатации загрязняющие элементы, попадающие вместе с воздухом и бензином, оседают в них и закупоривают каналы и жиклеры.

Поэтому важно периодически проводить чистку узла. Сделать это можно вручную, с полной разборкой узла, промывкой и продувкой каналов.

Но последнее время появились специальные чистящие средства. Такие очистители представляют собой особую смесь, которая попадая в каналы обеспечивает отслоение и растворение отложение и смол в каналах, после чего они попадают в цилиндры вместе с топливом и сгорают. Но стоит отметить, что таким средством удается удалить только небольшие засорения. В случае большого количества отложений удалить их можно только вручную.

Карбюратор: основа классических систем питания бензиновых двигателей

Сегодня, несмотря на распространение инжекторных моторов, все еще широко распространены бензиновые двигатели, в системах питания которых используются специальные агрегаты для приготовления горючей смеси — карбюраторы. Все о карбюраторах, их конструкции, устройстве и работе — читайте в данной статье.

Назначение карбюратора и его роль в силовом агрегате

Карбюратор — основной узел системы питания поршневых бензиновых двигателей внутреннего сгорания; агрегат для контролируемой и регулируемой карбюрации (смешивания) бензина и воздуха с целью получения газообразной горючей смеси (ГС), и ее последующей подачи в цилиндры силового агрегата (СА).

Работа поршневого двигателя построена на преобразовании энергии горючей смеси в кинетическую энергию движения поршней. Для получения наибольшего КПД горючая смесь должна сгорать быстро и с высокой температурой — достичь этого можно только в том случае, если жидкое топливо в смеси разбито на микроскопические капли и частично находится в газообразном состоянии, а количество топлива и воздуха имеет оптимальное процентное соотношение. Эти условия достигаются внедрением в систему питания силового агрегата специального узла — карбюратора.

Карбюратор выполняет несколько функций:

• Приготовление ГС с оптимальным составом;
• Изменение состава ГС (обогащение или обеднение) в зависимости от режима работы СА;
• Контролируемое изменение количества ГС, поступающей в цилиндры СА — этим достигается управление частотой вращения коленвала и изменением мощности СА;
• Обеспечение работы СА на всех режимах — на холостом ходу, на минимальных, средних и максимальных оборотах, при резком изменении нагрузки и оборотов (на переходных режимах), и т.д.;
• Обеспечение уверенного запуска холодного СА;
• Некоторые типы карбюраторов — работа в составе систем экологии.

Сегодня карбюраторные силовые агрегаты все активнее вытесняются инжекторными, однако они практически незаменимы для многих типов транспортных средств (например — в ТС и агрегатах, оборудованных двухтактными моторами) и пользуются спросом в определенных кругах автолюбителей. В будущем карбюраторы вряд ли утратят свою востребованность и актуальность, поэтому имеет смысл знать о конструкции и работе этих устройств.

Типы, конструкция и работа карбюраторов

Более чем за век было создано большое разнообразие устройств, обеспечивающих создание горючей смеси. Однако наиболее широкое распространение получили поплавковые карбюраторы различных модификаций. В общем случае такой агрегат состоит из большого ряда деталей и систем:

Устройство простейшего однокамерного поплавкового карбюратора

Общее устройство однокамерного поплавкового карбюратора

• Поплавковая камера (ПК) с поплавком, запорной иглой и жиклером;
• Смесительная камера (СК) с диффузором, дроссельной заслонкой (ДЗ) и распылителем топлива;
• Система холостого хода;
• Ускорительный насос;
• Экономайзеры (принудительного холостого хода, мощностных режимов);
• Эконостат;
• Пусковое устройство.

Основу карбюратора составляют поплавковая камера и смесительная камера, а изменение характеристик ГС на различных режимах работы СА осуществляется дозирующими системами — холостого хода, экономайзером, эконостатом, пусковым устройством, ускорительным насосом и иными.

Прежде, чем говорить о различных типах и модификациях карбюратора, следует рассмотреть общий принцип работы этих устройств. В простейшем случае карбюратор состоит из ПК, в которой располагается полый металлический поплавок с запорной иглой, и СК с диффузором (сужением), распылителем, дроссельной и воздушной заслонками. В ПК подается бензин, который поступает через трубку, запираемую иглой. Поплавок обеспечивает поддерживание необходимого количества топлива в ПК — при увеличении уровня поплавок поднимается, и в какой-то момент соединенная с ним игла перекрывает топливную трубку. При расходе топлива поплавок опускается и открывает поступление топлива, затем процесс повторяется. В верхней части ПК предусматривается отверстие, за счет которого в ПК поддерживается атмосферное давление.

Топливо из ПК через топливный жиклер (трубку малого сечения) и распылитель (трубку большего сечения) поступает в диффузор СК. Срез распылителя выходит в наиболее узком месте диффузора, расположенном между воздушной (в верхней части СК) и дроссельной (в нижней части СК) заслонками. Нижняя часть СК соединена с впускным коллектором СА, откуда ГС поступает к цилиндрам.

Работает такой карбюратор довольно просто. В момент движения одного из поршней вниз во впускном коллекторе и СК карбюратора возникает разрежение — вследствие перепада давления топливо из ПК через жиклер вытекает в распылитель, а из него попадает в диффузор. За счет сужения в диффузоре создается высокоскоростной воздушный поток — данным потоком топливо дробится на микроскопические капли и частично испаряется, смешивается с воздухом и образует ГС (эмульсию). Данная ГС поступает во впускной коллектор и в цилиндры, где сгорает и совершает работу. Количество поступающей в коллектор ГС регулируется ДЗ, связанной с педалью газа. Заслонка при повороте изменяет сечение СК (от полного закрытия до полного открытия), что приводит к изменению количества поступающего воздуха и, как следствие, ГС. То есть, для разгона автомобиля необходимо открыть ДЗ, нажав на педаль газа — это приведет к поступлению в цилиндры большего количества ГС и увеличению оборотов СА. Для снижения оборотов СА заслонка закрывается, что достигается отпуском педали газа.

Реальные карбюраторы имеют более сложное устройство, так как в них присутствуют различные дополнительные детали и системы. В первую очередь, карбюратор отличаются количеством СК: они бывают одно-, двух- и четырехкамерными. Схема однокамерного карбюратора рассмотрена выше, эти конструкции сегодня применяются довольно редко, так как они не могут эффективно работать на всех режимах и имеют ряд других недостатков. Наиболее широкое применение получили двухкамерные карбюраторы, в которых ДЗ могут открываться одновременно (параллельно) или последовательно.

Двухкамерные карбюраторы с последовательным открытием ДЗ имеют множество преимуществ, вследствие которых они получили широчайшее распространение. В таком устройстве присутствует первичная и вторичная СК одинакового или разного объема, на малых оборотах работает только первичная СК, а при увеличении оборотов в работу вступает вторая СК — это обеспечивает поступление большего количества ГС и в то же время обеспечивает экономию топлива.

Четырехкамерные карбюраторы применяются довольно редко и только на форсированных силовых агрегатов. Также существуют устройства с тремя смесительными камерами, однако они получили незначительное распространение.

В карбюраторах всех типов смесительные камеры могут иметь вертикальную и горизонтальную ориентацию, при этом воздух через них может проходить несколькими способами:

• Сверху вниз — карбюратор с падающими или нисходящим потоком;
• Снизу-вверх — карбюратор с восходящим потоком;
• По горизонтали — карбюратор с горизонтальным потоком;
• Различные комбинации указанных направлений — карбюратор с наклонными или комбинированными потоками.

Сегодня наиболее распространены карбюраторы с нисходящим и горизонтальным потоком, так как они более удобны в монтаже и обеспечивают лучшее качество ГС.

Следует рассмотреть основные дозирующие системы карбюратора.

Главная дозирующая система (ГДС). Обеспечивает подачу топлива в СК. В простейшем случае состоит из топливного жиклера и распылителя. В современных карбюраторах данная система более сложна, она обеспечивает образование первичной эмульсии и ее подачу в СК.

Система холостого хода (СХХ). Обеспечивает стабильное смесеобразование на малых оборотах СА, когда создающегося во впускном коллекторе разрежения недостаточно для нормальной работы ГДС. Данная система состоит из ряда воздушных и топливных каналов и жиклеров, которые обеспечивают отбор первичной эмульсии из ГДС и ее подачу под ДЗ, чем обеспечивается нормальная работа СА при почти полностью закрытой ДЗ.

Экономайзер. Обеспечивает обогащение ГС (увеличение концентрации топлива в ней) на высоких оборотах СА путем подачи топлива в ГДС непосредственно из ПК.

Эконостат. Обеспечивает обогащение ГС на максимальных оборотах СА, он выступает дополнительной системой к экономайзеру.

Экономайзер принудительного холостого хода. Обеспечивает изменение подачи топлива в СХХ на малых оборотах, на больших оборотах при отпущенной педали газа и при остановке СА. Состоит из электромагнитного клапана, который перекрывает подачу топлива на высоких оборотах и при остановке СА, и открывает путь топливу в СХХ при отпуске педали газа и на малых оборотах.

Ускорительный насос. Обеспечивает обогащение ГС на режимах резкого увеличения оборотов СА (на разгоне). Представляет собой насос диафрагменного типа с приводом от оси (рычага) ДЗ, он порционно подает топливо из ПК в СК при нажатии на педаль газа.

Пусковое устройство («подсос»). Обеспечивает обогащение ГС при запуске холодного СА. Основу устройства составляет воздушная заслонка и система ручного управления ею (рукоятка на приборной панели, тяга или тросик). При закрытии заслонки в СК поступает меньше воздуха и одновременно создается большее разрежение — это обеспечивает обогащение ГС и улучшает условия для запуска СА.

В завершение отметим, что типичный карбюратор имеет три основных органа для регулировки характеристик ГС и работы СА:

• Винт качества — регулирует качество ГС путем изменения количества поступающего воздуха;
• Винт количества — регулирует количество ГС, поступающей на холостых оборотах СА;
• Винт токсичности — регулирует состав ГС путем изменения количества воздуха на переходных режимах.

В карбюраторе могут присутствовать другие вспомогательные системы и органы управления, однако принципиально работа таких устройств не отличается от описанной выше.

Вопросы выбора, ремонта и регулировки карбюратора

Карбюратор является основным узлом системы питания силового агрегата, поэтому любая его неисправность, даже незначительная, нарушает работу силового агрегата. Диагностику, ремонт и регулировку карбюратора следует доверять специалистам, либо выполнять эти работы при наличии соответствующей теоретической и практической подготовки.

При самостоятельном выполнении ремонта необходимо соблюдать инструкции к конкретному карбюратору и двигателю, то же относится и к выполнению регулировок. При отсутствии знаний не следует изменять тип и марку карбюратора, который ранее был установлен на автомобиле, и вносить в него какие-либо конструктивные изменения — только так можно добиться более или мене уверенной работы системы питания и всего двигателя.

Карбюратор: устройство и принцип действия

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.

Как устроен карбюратор?

Принцип работы карбюратора

Во время пуска двигателя автомобиля в смесительной камере создается разрежение, в результате чего из распылителя брызгает топливо. При этом возникает поток воздуха, который, смешиваясь с топливом, уносит его в цилиндр.

Карбюраторы современных автомобилей помимо поплавковой и смесительной камер имеют еще пусковое устройство, систему холостого хода, дозирующую систему, ускорительный насос и экономайзер. Карбюраторы старых моделей автомобилей не в состоянии хорошо обеспечить работу двигателя, потому что в зависимости от его состояния (холодный он или теплый) состав горючей смеси должен быть разным. Например, при пуске холодного двигателя после того, как машина долго стояла, необходима горючая смесь, богатая топливом. А если двигатель наоборот, слишком горяч после длительной работы, необходима смесь с небольшим содержанием топлива. Если водитель хочет увеличить скорость или едет в сильно груженой машине, то горючая смесь необходима с большим содержанием топлива, то же самое требуется и на холостом ходу (на малых оборотах). Конечно, простой карбюратор не справится с таким режимом работы.

Насос-ускоритель также необходим для того, чтобы обогащать горючую смесь топливом. Когда водитель резко жмет на педаль, то вместе с топливом прорывается и поток воздуха, скорость движения которого, как известно больше. Поэтому некоторое время в горючей смеси не хватает топлива. Насос-ускоритель помогает решить эту проблему, и двигатель начинает работать быстрее и мощнее.

Система холостого хода необходима для того, чтобы двигатель мог работать на малых оборотах. В этом режиме двигатель работает на обогащенной смеси, но одна дозирующая система приготовить ее не может, поскольку дроссель открыт на холостом ходу не полностью. Но система холостого хода современных карбюраторов устроена таким образом, чтобы горючая смесь образовывалась около дросселя, т.к. в этом месте, даже при неполном его открытии создается разрежение необходимое для горючей смеси.

Чтобы запустить двигатель, нужна смесь, хорошо обогащенная топливом. Для этого в смесительной камере установлена специальная заслонка с клапаном для пропуска воздуха. На приборной панели имеется специальная ручка, с помощью которой этим клапаном можно управлять. Если водитель вытянет ручку, то клапан приоткроется, и количество поступающего в смесительную камеру воздуха уменьшится. Содержание топлива от этого в горючей смеси увеличивается. Поэтому даже самые первые порции горючей смеси насыщены топливом и двигатель заводится, как говорят, с пол-оборота. С пусковым устройством двигатель будет работать даже при очень низкой температуре.

Дозирующая система, которой снабжены карбюраторы всех современных автомобилей, позволяет приготавливать горючую смесь для различных режимов работы двигателя. Эта система позволяет автоматически регулировать состав горючей смеси при работе двигателя на малой или средней нагрузке. Когда двигатель работает в таком режиме, топливо для приготовления горючей смеси поступает через дозирующую систему, но даже при полном открытии дросселя подачи топлива иногда не достаточно. Поэтому, когда дроссель открыт почти полностью, рычаг, связанный с ним, действует на тягу привода экономайзера, который и открывает дополнительный проход для топлива из поплавковой камеры. В результате двигатель может работать с большей мощностью.

Как видите, карбюратор очень важен для пуска двигателя. Малейшая его неисправность может не только вывести двигатель из строя, но и вообще не позволит ему завестись. Но карбюратор — это еще не вся система питания. Горючее к нему подается из топливного бака, который в легковом автомобиле располагается чаще всего в задней части под полом багажника или спереди. Отверстие, в которое вы заливаете бензин, находится снаружи и закрывается пробкой. Только саму пробку вряд ли кто изучил всерьез, а зря! Потому что система питания начинается уже с нее. На пробке наливной горловины топливного бака имеются паровой и воздушный клапаны. Первый необходим, чтобы в жару, когда топливо испаряется, в баке не создавалось повышенное давление. А воздушный клапан нужен, чтобы в баке не появлялось разрежение, иначе подача топлива нарушится.

Устройство системы питания автомобиля

На деталях мотора постоянно оседает пыль, которая поступает из попадающего на них воздуха, а также металлические частички, образующиеся в результате трения деталей. Если бы в автомобилях не было продумано устройство очищения мотора от пыли, то все детали очень быстро изнашивались бы. Автомобильные двигатели имеют своего рода самозащиту от пыли, т.е. воздушный фильтр, благодаря которому очищается воздух. К карбюратору должны поступать только очищенные потоки воздуха, иначе двигатель быстро выйдет из строя. Воздушный фильтр необходимо периодически прочищать. Для этого его разбирают, промывают корпус керосином и заливают в фильтр свежее масло, которое и будет поглощать все автомобильные «нечистоты».

Проследим топливный путь дальше. Из карбюратора выходит уже необходимая для двигателя горючая смесь, которая проходит в цилиндр по впускному трубопроводу. По выпускным трубопроводам выходят отработанные топливные газы. К выпускной трубе крепится еще одна тонкостенная труба, которая выводит газы к глушителю. Название его говорит само за себя. Ведь если бы не было глушителя, то отработанные газы выходили бы с большим шумом. Действие глушителя основано на том, что газы, переходя из одной трубы в другую, постепенно расширяются и теряют скорость движения. Из глушителя они выходят уже ровной струей и не вызывают шума. В нем же гасятся искры, которые образуются при догорании частичек топлива. В системе питания тоже могут возникать сбои и неисправности. Например, нередко нарушается процесс образования горючей смеси необходимого для работы двигателя состава. Иногда подтекает топливо, отказывает указатель уровня топлива или перестает функционировать карбюраторное устройство. Все эти неисправности необходимо вовремя ликвидировать, чтобы незначительные поломки не привели к серьезным последствиям.

По ряду признаков водитель и сам сможет найти, в чем причина плохой работы мотора и устранить неполадку. Например, двигатель плохо заводится, если смесь в цилиндре содержит мало топливных частичек. Значит нужно проверить исправность топливного насоса. Возможно, засорился фильтр, жиклер или нарушена герметичность соединения деталей. При снятии и установке карбюратора необходимо использовать специальные автомобильные ключи, а какие подобные инструменты необходимы в автомобиле вы сможете почитать здесь.

Двигателю очень вредно работать на обедненной топливом горючей смеси. От этого он быстро перегревается, в воздушном фильтре слышатся хлопки. Если смесь перенасыщена топливом, то, скорее всего воздушные заслонки закрыты не полностью и вместе с потоком воздуха попадает и топливо. Могут быть изношены жиклеры или повышен уровень содержания топлива в поплавочной камере карбюратора. Словом, причин для того, чтобы двигатель вдруг забарахлил, может быть немало. Главное, своевременно устранять неполадки и не доводить до капитального ремонта.

Карбюратор: устройство и принцип работы

Жидкое топливо в бензиновых двигателях не может обеспечить работу поршневой группы. Для создания крутящего момента на коленчатом валу необходима серия циклических микровзрывов в цилиндрах, в то время, как жидкий бензин просто горит. Когда топливо смешивается с воздухом (содержащим большое количество кислорода), создается смесь, способная образовывать вспышку, обладающую большой кинетической энергией.

Автомобильные карбюраторы – история развития

На заре двигателестроения применение газа стало невыгодным. Возникла необходимость создания устройства, которое могло с высокой степенью надежности и безопасности обеспечить формирование из бензина и воздуха качественной смеси. Принцип работы карбюратора первой серии основывался на испарении паров топлива. Камера нагревалась от внешнего источника тепла, бензиновые пары смешивались с воздухом за счет конвекции.

Характеристики такого карбюратора не позволяли развивать большую мощность, поэтому эта конструкция не прижилась в моторостроении. Для первых экземпляров автомобилей было достаточно того, что они просто ехали, в дальнейшем потребности клиентов росли, стал развиваться автоспорт. Возникла необходимость создать карбюратор, не имеющий ограничений по мощности мотора.

Следующее поколение, изобретенное немецкими инженерами Даймлером и Майбахом, работало по принципу распыления топлива. Размеры агрегата уменьшились (не было необходимости встраивать объемную испарительную камеру с емкостью для нагрева), а производительность, напротив, выросла в разы. Фактически был создан вакуумный карбюратор, конструкция которого используется в современных моделях. Главный технический прорыв – переход топлива в газообразное состояние происходил принудительно, что давало простор для экспериментов с производительностью. Разумеется, устройство карбюратора Даймлера – Майбаха было не похоже на современные конструкции высокопроизводительных вакуумных моделей со специальным ресивером и контролем за разряжением воздуха.

Однако принцип работы был таким же, как на любом современном образце.

Устройство карбюратора (типовое описание для всех модификаций)

На схеме изображено взаимное расположение основных узлов:

1. Трубка подачи бензина от топливного насоса;
2. Поплавок с игольчатым клапаном, перекрывающим топливопровод;
3. Жиклер приема топлива из поплавковой камеры;
4. Форсунка распылителя жидкого топлива;
5. Камера смесителя, в которой образовывается топливная смесь;
6. Воздушная заслонка, регулирующая объем входящего потока чистого воздуха из фильтра;
7. Диффузор, формирующий направление потока воздуха;
8. Заслонка дросселя, регулирующая подачу смеси во впускной тракт двигателя.

Как работает карбюратор?

Рассмотрим работу каждого узла.

1. Бензин под небольшим давлением (не путать с высокопроизводительными форсунками инжекторных систем) поступает в поплавковую камеру. Важно поддерживать уровень топлива в карбюраторе, не превышающий расположение жиклера. Иначе в смесительной камере не будет происходить аэрозольное распыление. Для каждой модели установлен верхний предел заполнения камеры, за которым механически «следит» поплавок с игольчатым клапаном. Такая конструкция выбрана потому, что небольшим усилием можно удерживать давление входящего топливопровода. При достижении предела – клапан запирает входное отверстие, при падении уровня – заполняет камеру бензином;
2. Недостаток конструкции (к сожалению, безальтернативной) – высокая зависимость от загрязнения. Игольчатый клапан может «зависнуть» в закрытом состоянии, и работа мотора будет остановлена;
3. Далее бензин поступает в жиклер. Диаметр этого элемента строго регламентирован, не допускаются отклонения даже в сотые доли миллиметра. В противном случае, на входе в смесительную камеру не будет происходить аэрозольное распыление, и топливовоздушная смесь не сформируется, а на жидком бензине, как уже говорилось, ДВС не работает;
4. Из диффузора выходит аэрозоль из мельчайших капелек бензина, готовая для смешивания с воздухом;
5. Камера смесителя (фактически – корпус карбюратора) предназначена для формирования газообразной смеси, состоящей из паров бензина и кислорода, содержащегося в воздухе. Бензин, равно как и воздух, попадает в камеру не под напором, а наоборот, за счет разряжения. При движении цилиндра вниз, возникает разница в давлении, своеобразный вакуум. За счет специально рассчитанной формы корпуса, потоки топлива и воздуха смешиваются равномерно, образуя качественную смесь;
6. Заслонки (дроссельная и воздушная) управляемые педалью газа, дозируют интенсивность потока воздуха и скорость всасывания топлива из жиклера. Мотор работает интенсивнее, скорость вращения коленвала меняется вместе с мощностью и крутящим моментом.

Все системы карбюратора должны работать слаженно: если один из каналов (жиклеров) будет засорен, или неверно настроить положение заслонок, формирование смеси будет нарушено. Возрастет расход бензина, потеряется мощность, силовой агрегат будет работать неустойчиво, поэтому все узлы должны быть чистыми, их размер соответствовать заводским расчетам, произведена настройка регулировочных параметров. На карбюраторе есть ряд подстроечных винтов, правильные технические характеристики устанавливаются с их помощью. На иллюстрации показан пример карбюратора «Озон».

Хорошо настроенный карбюратор «выжимает» из мотора максимум возможностей при наименьших затратах на топливо. Разные модели карбюраторов могут иметь свои способы регулировки, но общий принцип единый.

У каждого карбюратора есть инструкция по выставлению параметров. Регулировка может производиться самостоятельно, или на профильном сервисе. При смене условий эксплуатации (количество кислорода в воздухе, регулярная нагрузка на автомобиль, включение кондиционера в летний период и пр.), следует произвести повторную настройку.

Чем отличаются карбюратор классической конструкции и устройство с электронным управлением?

Выше по тексту были описаны принципы работы механического карбюратора. Все настройки устанавливаются с помощью винтов, и не могут быть изменены динамически, в ходе работы. Схема карбюратора постоянно совершенствуется, и в новых моделях (некоторые выпускаются по сей день) достаточно много электроники. Например, электромагнитным клапаном оснащены практически все механические модели.

На этом устройстве остановимся подробнее:

Дело в том, что при полностью отпущенной педали газа, дроссельная заслонка перекрыта, и мотор по идее должен заглохнуть. Для работы ДВС без нагрузки (просто чтобы не заводить его каждый раз после остановки), внедрена система холостого хода. С ее помощью, даже при перекрытых заслонках, в корпус поступает минимальный объем бензина и воздуха. Формируемой топливной смеси достаточно для поддержания работоспособности силового агрегата без нагрузки на коленвал.

Этот параметр требует точной регулировки: если обороты холостого хода завышены, вырастет расход бензина, а если занижены – мотор будет глохнуть при остановках. При изменении условий работы (температура, наличие климатической установки с кондиционером, дополнительное оборудование, дающее нагрузку на генератор), режим холостого хода меняется, поэтому был установлен клапан холостого хода (электрический), который управляет процессом линейно, в зависимости от нагрузки.

Никакой программы управления нет, в клапан заходит лишь провод питания. В зависимости от некоторых условий работы, положение клапана меняется.

Это далеко не все электронные системы, которые могут быть внедрены в механику процесса. Например, все регулировки заводятся на блок управления, типа ЭБУ для инжекторных моторов. Такой микрокомпьютер постоянно отслеживает параметры нагрузки на силовой агрегат, и в реальном времени может менять настройки карбюратора. Задавая себе вопрос: «какой карбюратор лучше поставить?», можно рассматривать внедрение в машину современной конструкции. В отличие от карбюраторов традиционного исполнения, электронные системы не нуждаются в периодической настройке, но имеют более высокую стоимость, и сложнее в обслуживании и ремонте. Для обеспечения электроники исходными данными, на двигатель устанавливаются различные датчики, которые следят за параметрами мотора. На основе получаемой информации, исполнительные механизмы карбюратора приводятся в действие.

Виды карбюраторов по производителям – какой выбрать?

У всех на слуху различие т.н. китайской продукции, и карбюраторов именитых брендов (в список которых входят и ДААЗ, и Солекс, и Озон…). На самом деле, это не более, чем предрассудки. Изделие, выпущенное на заводе, с соблюдением технологии, имеющее сертификат качества, будет хорошо работать вне зависимости от географии производства. Низким качеством отличаются лишь так называемые товары «no-name», собранные крестьянами из Поднебесной буквально напильником на коленке, поэтому при подборе нового карбюратора, прежде всего ориентируйтесь на известность производителя и наличие сопроводительной документации. Разумеется, и гарантийные обязательства должны быть обеспечены сервисными центрами в пределах доступности. То есть, если вы живете в Калининграде, а ближайший сервисный центр производителя в Димитровграде – есть смысл подыскать другой экземпляр.

Не следует бояться этого на первый взгляд сложного устройства. Схема работы простая и надежная, залог нормального функционирования – чистота всех внутренних элементов и правильная настройка.

Audi 100 Inspired ACE 2.0 16V › Бортжурнал › Устройство карбюратора простыми словами (на прим. Солекс)

Осторожно, длиннопост 🙂 Много букф и много картинок.

Это преамбула ко второй части рассказа о том, как с карбюраторной системой на Audi 100 2.3 можно добиться практически схожих динамических характеристик родной системы впрыска.

Наверное, проще чем карбюратор, системы подачи топлива в природе просто нет, и учитывая это, наверняка найдутся люди, которым он еще кажется темной лошадкой. И прежде чем приступить к публикации моей второй части, хотелось бы рассказать максимально простым языком как работают все основные системы.

Аналогичным образом устроены и работают практически все карбюраторы, есть только небольшие различия в конструкциях. В этом посте я расскажу на примере карб. солекс, обладающим наиболее простой конструкцией.

Солекс — семейство карбюраторов имеющих практически одинаковую конструкцию всех систем, но отличающихся параметрами дозирующих элементов, а также некоторыми конструктивными особенностями.

Солексы в основном ставились на ВАЗ2108/09/099, ВАЗ-классику, Нивы-Тайги и некоторые другие.

Как и абсолютное большинство карбюраторов, он имеет 2 камеры, принцип работы которых установлен в соотношении 70 на 30. Грубо говоря, 70 процентов нажатия педали — двигатель работает только на первой камере, и при нажатии педали более чем на 70% — открывается вторая камера. У карба есть несколько систем, отвечающих за работу на разных режимах работы двигателя.

ОСНОВА НОМЕР ОДИН! Главный принцип. Бедная и богатая смесь.

Для полного сгорания 1 кг топлива требуется 15 кг воздуха.
Топливовоздушная смесь в такой пропорции называется нормальной. Режим работы двигателя на этой смеси имеет удовлетворительные показатели по экономичности и развиваемой мощности.

Незначительное увеличение количества воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с его нормальным содержанием (но не более 17 кг) приводит к обеднению смеси. На обедненной смеси двигатель работает в наиболее экономичном режиме, т.е. расход топлива на единицу развиваемой мощности минимален. Полную мощность на такой смеси двигатель не разовьет.

При избытке воздуха (17 кг и более) образуется бедная смесь. Двигатель на такой смеси работает неустойчиво, при этом расход топлива на единицу вырабатываемой мощности возрастает. На переобедненной смеси, содержащей более 19 кг воздуха на 1 кг топлива, работа двигателя невозможна, так как смесь не воспламеняется от искры.

Небольшой недостаток воздуха в топливовоздушной смеси по сравнению с нормальным (от 15 до 13 кг) способствует образованию обогащенной смеси. Такая смесь позволяет двигателю развивать максимальную мощность при несколько повышенном расходе топлива.

Если воздуха в смеси меньше 13 кг на 1 кг топлива, смесь богатая. Из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель на богатой смеси работает в неэкономичном режиме, с перебоями и при этом не развивает полной мощности. Переобогащенная смесь, содержащая менее 5 кг воздуха на 1 кг топлива, не воспламеняется — работа двигателя на ней невозможна.

Теперь перейдем к системам:

ПОПЛАВКОВАЯ КАМЕРА
Все просто.
Принцип унитазного бачка и думаю рассказывать о том, как работает бачок унитаза нет смысла. Главная цель — поддерживать заданный уровень топлива. Исполнительные механизмы — поплавки и затыкающая игла.

СИСТЕМА ХОЛОСТОГО ХОДА (ХХ) / ЭКОНОМАЙЗЕР ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ХОЛОСТОГО ХОДА (ЭПХХ)
И на солексе система ХХ осложнена наличием электромагнитного клапана. Электромагнитный клапан иглой затыкает подачу топлива через жиклер ХХ в двух случаях:
1. Если выключено зажигание.
2. Если педаль газа отпущена, а на тахометре больше 1900 об/мин. Экономим бензин при спуске с горы, например.

Но на практике проблем от этой фигни больше, чем пользы. Поэтому если пропал холостой ход на солексе — 90% вероятность, что дело именно в этом. Жиклер ХХ имеет привычку забиваться какой-нибудь хренью, холостой ход при этом, естественно, пропадает. Но вся проблема решается за пару минут.

Можно просто откусить иглу кусачками, и тогда система ХХ превращается в принудительную. Кроме незначительно увеличившегося расхода топлива больше последствий не будет.

ГЛАВНАЯ ДОЗИРУЮЩАЯ СИСТЕМА (ГДС)
Она же самая сложная для быстрого понимания. Задача главной дозирующей системы — приготовить рабочую смесь для нормальной работы двигателя на основном режиме работы.

Главная дозирующая система состоит из топливных жиклеров первичной и вторичной камер карбюратора, воздушных жиклеров и эмульсионных трубок, трубок “вентури”, предназначенных для смешивания топлива с воздухом и приготовления рабочей смеси для нормальной работы двигателя.

Готовая смесь распыляется в СМЕСИТЕЛЬНОЙ камере.