Карбюратор в автомобиле

это что? Принцип работы, применение

В этой статье вы узнаете о системах впрыска топлива. Карбюратор – это самый первый механизм, который позволял соединять в нужной пропорции бензин с воздухом для приготовления топливовоздушной смеси и подачи ее в камеры сгорания двигателя. Эти устройства активно применяются и по сей день – на мотоциклах, бензопилах, мотокосах и так далее. Вот только из автомобильной индустрии они были давно вытеснены инжекторными системами впрыска, более продвинутыми и совершенными.

Что такое карбюратор?

Карбюратор – это такое устройство, которое смешивает топливо и воздух, подает полученную смесь во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания. Ранние карбюраторы работали, просто позволяя воздуху проходить по поверхности топлива (в конкретном случае – бензина). Но большинство из них позднее распределяли отмеренное количества топлива в воздушный поток. Этот воздух проходит через жиклеры. Для карбюратора состояние этих частей крайне важно.

Карбюратор был основным прибором для смешивания топлива и воздуха в двигателях внутреннего сгорания вплоть до 1980-х годов, когда возникли сомнения по поводу эффективности его использования. При сгорании топлива образуется очень много вредных выбросов. Хотя карбюраторы использовались в Соединенных Штатах, Европе и других развитых странах до середины 1990-х годов, они работали наряду с более сложными системами управления для удовлетворения требований по выбросам углекислого газа.

История развития

Различные типы карбюраторов были разработаны рядом пионеров в автомобилестроении, в том числе немецким инженером Карлом Бенцем, австрийским изобретателем Зигфридом Маркусом, английским эрудитом Фредериком У. Ланчестером и другими. Поскольку очень много различных методов смешивания воздуха и топлива были применены в первые годы существования и развития автомобилей (а первоначально стационарные бензиновые двигатели также использовали карбюраторы), то довольно трудно точно определить, кто является изобретателем этого сложного устройства.

Виды карбюраторов

Ранние конструкции отличались между собой по основному методу работы. Также они отличаются и от более современных, которые доминировали на протяжении большей части двадцатого века. Современный карбюратор для бензопилы распыляющего типа, аналогичные используются и на современных автомобилях. Самые первые, исторические, так сказать, конструкции можно разбить на два основных типа:

Поверхностного типа карбюраторы.
Спрей-карбюраторы.

Рассмотрим им подробно далее.

Поверхностные карбюраторы

Все ранние конструкции карбюраторов были поверхностные, хотя имелось большое разнообразие и в этой категории. Например, Зигфрид Маркус представил нечто под названием "вращающаяся щетка-карбюратор" в 1888 году. А Фредерик Ланчестер разработал свой фитиль карбюраторного типа в 1897-м.

Первый карбюраторный поплавок был разработан в 1885 году Вильгельмом Майбахом и Готлибом Даймлером. Карл Бенц запатентовал также карбюратор поплавкового типа примерно в то же время. Тем не менее эти ранние конструкции были поверхностными карбюраторами, которые работали за счет прохождения воздуха над поверхностью топлива для того, чтобы смешать их. Но зачем нужен карбюратор двигателю? А без него никак не получалось подать топливную смесь в камеры сгорания (инжектор в девятнадцатом веке еще не был известен).

Большинство поверхностных устройств функционировали на основе простого выпаривания. Но существовали и иные карбюраторы, они были известны как устройства, работающие за счет «пузырения» (их еще называют фильтрующими карбюраторами). Они работают, заставляя двигаться воздух вверх через нижнюю часть камеры с топливом. В результате этого образуется смесь воздуха и топлива над основным объемом бензина. И эта смесь впоследствии засасывается во впускной коллектор.

Спрей-карбюраторы

Хотя различные поверхностные карбюраторы были доминирующими на протяжении первых десятилетий существования автомобиля, спрей-карбюраторы начали занимать существенную нишу на рубеже 19-20-го веков. Вместо того чтобы полагаться на испарение, эти карбюраторы фактически распыляли отмеренное количество топлива в воздух, который был засосан воздухозаборником. Эти карбюраторы используют поплавок (как Maybach и более ранние конструкций Benz). Но они действовали на основе принципа Бернулли, а также эффекта Вентури, как и современные устройства, например карбюратор К-68.

Одним из подтипов аэрозольных карбюраторов является так называемый карбюратор давления. Он впервые появился в 1940-х годах. Хотя карбюраторы давления напоминают аэрозольные только внешне, они на самом деле были самыми ранними примерами устройств принудительного впрыска топлива (инжекторов). Вместо того чтобы полагаться на эффект Вентури, чтобы сосать топливо из камеры, карбюраторы давления распыляли топливо из клапанов почти таким же образом, как современные инжекторы. Карбюраторы становились все более сложными в течение 1980-х и 1990-х годов.

Что означает "карбюратор"?

"Карбюратор" – это английское слово, которое является производным от термина carbure, в переводе с французского - «карбида». По-французски carburer означает просто «объединить (что-то) с углеродом». Точно так же английское слово «карбюратор» технически означает «увеличение содержания углерода».

Аналогично работает карбюратор К-68, который использовался на мотороллерах типа «Тула» (позднее «Муравей»), мотоциклах «Урал» и «Днепр».

Компоненты

Все типы карбюраторов имеют различные компоненты. Но современные приборы имеют ряд общих характеристик, в том числе:

Воздушный канал (трубка Вентури).
Дроссельный клапан.
Электроклапан холостого хода.
Ускорительный насос.
Камеры карбюратора (первичная, поплавковая и так далее).
Поплавковый механизм.
Мембрана карбюратора для перекачки топлива.
Регулировочные винты.

Как работает карбюратор?

Все типы карбюраторов работают с помощью различных механизмов. Например, карбюраторы фитильного типа работают, заставляя воздух проходить по поверхности пропитанных газом фитилей. Это вызывает испарение бензина в воздух. Тем не менее приборы фитильного типа (и другие поверхностные) устарели более ста лет назад.

Большинство карбюраторов, которые используются транспортными средствами на сегодняшний день, используют механизм распыления. Все они работают аналогичным образом. Современные карбюраторы функционируют за счет эффекта Вентури, чтобы вытягивать топливо из камеры.

Основные принципы работы карбюраторов

Карбюраторы, работа которых основана на принципе Бернулли, имеют некоторые особенности. Изменения давления воздуха предсказуемы и напрямую зависят от того, насколько быстро он движется. Это важно, потому что воздушный проход через карбюратор содержит узкую, сжатую трубку Вентури. Она необходима для ускорения воздуха, когда он проходит сквозь нее.

Поток воздуха (не поток смеси) через карбюратор управляется педалью акселератора. Она связана с дроссельным клапаном, расположенным в карбюраторе, при помощи тросика. Этот клапан закрывает трубку Вентури, когда педаль акселератора не используется, и он же открывает, когда эта педаль нажата. Это позволяет воздуху проходить через трубку Вентури. Следовательно, засасывается больше топлива из камеры для смешивания. На таких принципах и основана работа карбюратора.

Большинство карбюраторов имеют дополнительный клапан над трубкой Вентури (называется он дросселем, который выступает в качестве вторичной дроссельной заслонки). Дроссель остается частично закрытым, когда двигатель холодный, что уменьшает количество воздуха, которое может пройти в карбюратор. Это приводит к более богатой смеси воздух/топливо, поэтому дроссель должен открыться (автоматически или вручную), как только двигатель прогреется и больше не будет нуждаться в богатой смеси.

Другие компоненты карбюраторных систем также предназначены для воздействия на воздушно-топливную смесь во время различных условий эксплуатации. Например, мощностной клапан или дозирующий стержень может увеличить количество топлива под открытым дросселем, либо это происходит в ответ на низкое давление в вакуумной системе (или же фактическое положение дроссельной заслонки). Карбюратор – это непростой элемент, и физические основы его функционирования достаточно сложны.

Проблемы

Некоторые проблемы карбюраторов могут быть решены путем регулировки воздушной заслонки, смеси или холостого хода, а другие требуют ремонта или замены. Зачастую изнашивается мембрана карбюратора, перестает качать бензин в камеры.

Когда карбюратор выходит из строя, двигатель будет работать плохо в определенных условиях. Некоторые проблемы карбюраторных систем приводят к поломке двигателя, он не может нормально работать на холостом ходу без посторонней помощи (например, вытягивания подсоса или постоянной подгазовки). Наиболее распространенные проблемы проявляются в холодное время года, когда двигателю работать наиболее сложно. А карбюратор, который работает плохо на холодном двигателе, может функционировать нормально, когда тепло (это происходит из-за проблем с закоксовыванием каналов).

Стоит заметить, что карбюратор для мотоблока по своему составу такой же, как и автомобильный. Отличие в количестве элементов и их размерах. В некоторых случаях проблемы с карбюратором могут быть решены путем ручной регулировки смеси или частоты холостого хода. С этой целью смесь, как правило, регулируется путем поворота одного или нескольких винтов. На них закреплены игольчатые клапаны. Эти винты позволяют физически изменить положение игольчатых клапанов, а это приводит к тому, что количество топлива может быть уменьшено (бедная смесь) или увеличено (происходит обогащение смеси) в зависимости от конкретной ситуации.

Ремонт карбюратора

Многие проблемы карбюраторных систем могут быть решены путем внесения изменений или выполнения других исправлений без снятия устройства с двигателя. Чтобы отрегулировать карбюратор для мотоблока, нет необходимости его снимать. Но некоторые проблемы могут быть решены только с удалением устройства и его полным или частичным восстановлением. Операция восстановления карбюратора, как правило, включает в себя удаление блока, разборку его на части и очистку при помощи растворителя, разработанного специально для этой цели.

Ряд внутренних компонентов, уплотнений и других частей затем надо обязательно заменять перед монтажом. Только после тщательной обработки необходимо собрать карбюратор и установить на место. Чтобы провести качественное обслуживание, вам потребуется ремкомплект для карбюратора. Он включает в себя все самые важные элементы конструкции.

Итак, мы выяснили, что карбюратор – это буквально устройство, которое добавляет бензин (топливо) в воздух и подает эту смесь в камеры сгорания двигателя.

fb.ru

что это такое, как работает, из чего состоит и как устроен, для чего он нужен, описание составляющих (жиклер, диффузор, экономайзер и другие)

Современные модели транспортных средств оснащаются как карбюраторными, так и инжекторными двигателями. В отличие от инжекторов карбюраторы, появившиеся значительно раньше, за годы своего существования претерпели различные изменения и доработки, обретя неоспоримые достоинства. Несмотря на довольно сложную конструкцию карбюраторные моторы являются одними из самых простых в обслуживании.

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.

Что такое карбюратор

ДВС автомобиля работает на топливно-воздушной смеси, образование которой осуществляется в карбюраторе — одном из наиболее важных узлов топливной системы транспортного средства. Смесь представляет собой смешение горючего и воздуха в строго определённых пропорциях.

На сегодняшний день карбюраторные двигатели считаются одними из самых распространённых. На заре автомобилестроения использовались барботажные карбюраторные моторы, которые со временем были заменены более производительными и совершенными с технической точки зрения мембранно-игольчатыми и поплавковыми аналогами.

Мембраны карбюратора мембранно-игольчатого типа разделяют камеры и объединятся штоком, один конец которого выполнен в форме иглы. Последняя, двигаясь вверх-вниз во время работы карбюратора, открывает и закрывает клапан, подающий в топливную систему горючее. Узлы такой конструкции считаются самыми простыми и устанавливаются в основном в грузовые автомобили и различную технику.

Принцип работы разных модификаций поплавкового карбюратора одинаков. Конструкция узла автомобиля очень проста: поплавок и поплавковая камера, в которой и формируется топливно-воздушная смесь. Карбюраторы такого типа отличаются неплохой тягой, динамичностью и способны поддерживать бесперебойную работу мотора авто, благодаря чему их чаще всего используют в автомобилестроении.

Схема строения простейшей модели автомобильного карбюратора

Моновпрыск и карбюраторная система: отличия и сравнительный анализ

Моновпрыск — разновидность электронно контролируемой системы впрыска горючего в ДВС. В подобных системах объединены преимущества инжекторов и карбюраторов, поскольку они являются своеобразным промежуточным звеном между ними.

Моновпрыск первоначально использовался в авиастроительстве. Особенности такого узла позволяли поддерживать постоянный приток горючего в двигатель самолётов во время полётов. Моновпрыск, по сути, является модифицированной версией классической карбюраторной системы за одним исключением — управляется она компьютеризированным электронным блоком, контролирующим поступление бензина и работу топливонасоса и форсунок. Преимуществом моновпрыска являются его компактные габариты и сохранение неизменными основных функций карбюратора.

Моновпрыск, в отличие от карбюраторов, обладает более компактными размерами

Система моновпрыска способна поддерживать в двигателе на регулярной основе минимальное давление в 1 бар, которого достаточно для обеспечения бесперебойной работы силового агрегата. Проще говоря транспортные средства, оснащённые подобной системой, во время резкого торможения или обгона работают без перебоев, в то время как электронные системы зачастую не способны поддерживать стабильную работу двигателя внутреннего сгорания в подобных условиях. Отсутствие провалов подачи топлива гарантирует также высокую мощность мотора.

Несмотря на то, что система моновпрыска обладает определёнными преимуществами перед карбюраторами, именно последние на сегодняшний день являются наиболее экономичными механизмами, поскольку во время их работы впрыск топлива происходит по всей камере, благодаря чему используется весь поступающий объем. Именно благодаря этой особенности в холодное время года проще завести автомобиль с карбюраторным двигателем.

Жиклёр карбюратора

Современные карбюраторы состоят из множества деталей, одной из которых являются жиклёры — маленькие детали с отверстиями, расположенными в определённом порядке. Жиклёры делятся на два основных типа: воздушные и топливные. Существуют и другие виды жиклёров — компенсационные, главные, холостого хода и прочие.

Установленная на заводе производительность двигателя достигается за счёт пропускной способности жиклёра. Работоспособность данной детали определяется калибровкой отверстий, в связи с чем жиклёр регулярно очищается от нагара и грязи, причём процедура выполняется очень осторожно и аккуратно, дабы размер отверстий не был изменён.

Жиклёры карбюратора -небольшие перфорированные детали, отвечающие за производительность двигателя

Экономайзеры и их разновидности

С целью экономии горючего карбюраторы оснащаются экономайзерами, классифицирующимися на два основных типа:

ЭПХХ — экономайзер принудительного холостого хода. Более широко известен под названием электромагнитного клапана.
ЭМР — экономайзер мощностных режимов.

Электромагнитный клапан, или ЭПХХ, устанавливается рядом с воздушным фильтром и состоит из жиклёра холостого хода, пластикового привода и соленоида. Предназначается экономайзер для перекрытия подачи топлива в смесительную камеру. Прекращение подачи горючего через каналы холостого хода возможно при соблюдении нескольких условий: коленвал должен вращаться со скоростью боле 2 тысяч оборотов в минуту, педаль газа должна быть свободна. Активацией и дезактивацией ЭПХХ занимается блок управления, к которому подключаются микровыключатель и система зажигания. Экономайзер позволяет снизить потребление двигателем горючего во время движения автомобиля по горной местности. На подобных трассах осуществляется торможение двигателем, во время которого ЭПХХ прекращает подачу топлива по системе холостого хода. Подобное решение повышает управляемость машины и безопасность движения.

Электромагнитный клапа , или ЭПХХ, располагается пд воздушным фильтром карбюратора

Состоящий из клапана и расположенной под пружиной мембраны экономайзер мощностных режимов размещается под ЭПХХ. Он отвечает за обогащение топливной смеси. Принцип его работы заключается в подаче топлива к распылителям смесительной камеры и увеличении крутящего момента мотора. Клапан ЭМР прикрыт шариком, упираемым с одной стороны пружиной. Под воздействием давления, нарастающего при работающем двигателе ниже заслонки дросселя, пружина клапан смещает шарик, который закрывает топливный канал, прекращая тем самым ток горючего. Топливо будет поступать в смесительную камеру только при условии снижения давления и газования педалью акселератора.

Экономайзер мощностных режимов, отвечающий за обогащение топливной смеси

Прокладка карбюратора

Основное назначение прокладок, используемых при установке карбюраторов — уплотнение соединений между впускным коллектором и самим карбюратором. Нередко для обеспечения более надёжного и герметичного соединения используют сразу несколько прокладок: они предотвращают подсос воздуха в двигатель со стороны.

При монтаже карбюраторов используются три основных вида прокладок:

Теплоизоляционная. Предотвращает перегрев карбюратора, позволяя понизить его температуру;
Армированная. Прочность соединений между теплоизоляционной частью карбюратора и его фланцем увеличивается за счёт таких прокладок;
Паронитовая. Высокая температура, излучаемая впускным коллектором, изолируется паронитовой прокладкой.

Самостоятельное изготовление прокладок для карбюратора подразумевает использование паронита либо тонкого металлического листа. Новая прокладка изготавливается аналогично той, которая была установлена на заводе-изготовителе.

Специалисты не советуют устанавливать паронитовые прокладки под карбюраторы, поскольку при попадании на них бензина паронит сильно разбухает и начинает сыпаться, что в итоге может привести к попаданию в карбюратор частиц материала и засорению жиклёров.

Для уплотнения стыков между карбюратором и впускным коллектором используются специальные прокладки

Диффузор

Выполненная в виде суженой горловины металлическая часть карбюратора — диффузор — отвечает за подачу воздуха в двигатель машины для образования топливно-воздушной смеси. Топливо в диффузор поступает из поплавковой камеры карбюратора под воздействием высокого давления. Поток воздуха, проходящий через горловину диффузора, смешивается с горючим и под давлением подаётся во впускной коллектор силового агрегата.

За подачу топливно-воздушной смеси в двигатель автомобиля отвечает диффузор карбюратора

ЭПХХ карбюратора автомобиля

Карбюратор транспортного средства оснащается электронным блоком управления, активирующим ЭМК, который контролирует расход топлива при включении режима принудительного холостого хода. Переключение на данный режим работы осуществляется при торможении двигателем. Давление, нарастающее под дроссельной заслонкой, подаёт по каналам топливо в силовой агрегат.

При спуске машины с возвышенности эффективность режима торможения двигателем снижается в разы. В связи с этим повышается потребление бензина, что провоцирует активацию ЭПХХ, который автоматически прекращает подачу топлива.

Основная функция экономайзера принудительного холостого хода — экономия топлива

ЭПХХ срабатывает при получении от датчика сигнала о закрытой заслонке и увеличении количества оборотов коленчатого вала. В рабочем режиме электромагнитный клапан пребывает до тех пор, пока:

При опущенной заслонке дросселя не понизится скорость движения;
Не будет выжата педаль газа и набрана скорость движения, что приведёт к отключению экономайзера;
Не включится стандартный режим холостого хода и не отключится передача.

Функционирование экономайзера позволяет повысить эффективность режима торможения мотором, обогатить топливную смесь и сэкономить бензин.

Дозирующая система

ГДС карбюратора поддерживает работу ДВС автомобиля во всех режимах за исключением режима с низкой частотой вращения коленвала. Основная задача данной системы — подача порции бензина для образования горючей смеси. По мере открытия заслонки дросселя обогащение топливной смеси происходит очень быстро, поскольку бензин поступает в большем объёме, чем воздух через диффузор. Компенсировать состав смеси горючего можно за счёт предотвращения её обогащения, что делает дозирующая система карбюратора.

Дозаторы

В камеру сгорания мотора бензин подаётся порциями определённого объёма из дозатора карбюратора.

Дозатор определяет количество топлива, необходимое для подачи в двигатель автомобиля

Ускорительный насос

Эта механическая система принудительно подаёт бензин в карбюратор при открытых заслонках дросселя. Работоспособность данного узла карбюратора не зависит от потока воздуха, подаваемого диффузором. Обеднение топливно-воздушной смеси происходит при резком разгоне транспортного средства ввиду поступления недостаточного объёма бензина к цилиндрам ДВС. Встраивание ускорительного насоса компенсирует подобные воздействия. Концентрация воздуха и бензина в топливно-воздушной смеси поддерживается насосом, благодаря чему сокращается время разгона и улучшаются динамические характеристики авто.

Ускорительный насос — система, подающая топливо в карбюраторе

Электромагнитный клапан

Неотъемлемой частью карбюраторов современных автомобилей является экономайзер. Такие устройства классифицируются на два основных типа, одним из которых является ЭПХХ, или электромагнитный клапан. Разработано такое устройство было в 80-х годах прошлого века с целью снижения потребления горючего карбюраторными двигателями, значительно уступавшими в этом аспекте инжекторным аналогам.

Внедрение электронных элементов стало единственным способом понижения расхода бензина. Разработка ЭМК и некоторых других устройств позволила сэкономить горючее и повысить эффективность карбюратора.

Стабильность холостого хода двигателя обеспечивается ЭПХХ, который приводится в действие электрическим током. Осуществляется это посредством перекрытия каналов, по которым поступает бензин, в режимах работы мотора, которые не требуют потребления топлива. В таких режимах функционируют только клапана силового агрегата и жиклёры, в то время как другие узлы и детали бездействуют.

Экономайзер принудительного холостого хода карбюратора управляется при помощи специального электронного блока

Электромагнитный клапан позволяет:

При функционировании силового агрегата в режиме принудительного холостого хода сэкономить топливо;
Поддерживать стабильный холостой ход автомобиля;
Усиление подачи горючего позволяет нормализовать прогрев двигателя авто при запуске;
Снизить износ дроссельной заслонки и других узлов двигателя;
Продлить срок эксплуатации силового агрегата за счёт оптимизации его работы.

Завихритель

Принцип работы карбюратора строится на вихревом смешении воздушного потока и горючего при помощи завихрителя — небольшой выполненной в форме пластинки детали, оснащённой каналами. Завихритель не является частью внутренней конструкции карбюратора, поскольку устанавливается под него.

Создаваемые деталью воздушные завихрения создают мелкие капли горючего, благодаря чему создаётся топливно-воздушная смесь. Специалисты рекомендуют оснащать подобным устройством все карбюраторы, поскольку оно уменьшает расход горючего.

Завихритель смешивает воздушный поток и горючее, создавая топливно-воздушную смесь

Игольчатый клапан

Несмотря на небольшие габариты, игольчатый клапан является одной из основных деталей карбюратора. Работоспособность и исправность клапана влияют на функционирование карбюратора, уровень расхода горючего и качество образуемой топливной смеси.

Конструкция клапана проста и состоит из иглы и цилиндрического корпуса. Данный узел очень хрупкий и деликатный, часто выходит из строя. Все его неполадки разделяют на две группы:

Недостаточная герметизация корпуса;
«Залипание» иглы.

Причиной первой неисправности становится сильный износ седла клапана и иглы, из-за чего количество поступающего в диффузор топлива ничем не ограничивается, что приводит к повышению расхода бензина, не оказывая при этом никакого влияния на работоспособность силового агрегата автомобиля.Полностью противоположная ситуация с «залипанием» иглы, которое сопровождается недостатком горючего для исправного функционирования мотора.

Одна из основных деталей карбюратора, отвечающая за его нормальное функционирование

Обогащённая топливно-воздушная смесь

Состав топливной смеси зависит от концентрации воздуха и бензина, которые поступают к цилиндрам ДВС. Интенсивное поступление воздуха и, соответственно, насыщение им жидкого топлива происходит при повышении скорости транспортного средства. В результате концентрация и пропорции воздуха и топлива в составе топливно-воздушной смеси изменяются, что приводит к формированию бедной или богатой смеси.

Подготовка топливной смеси осуществляется в карбюраторе. Если в смеси концентрация горючего выше, чем концентрация воздуха, то её называют богатой или высококалорийной. Скорость сгорания такой смеси очень низкая, из-за чего определённый её объем догорает в глушителе машины.

Нормальной топливная смесь считается при условии, что она состоит из 14 кг воздуха и 1 кг жидкого горючего. При превышении части воздуха топливную смесь считают бедной, части бензина — богатой.

Карбюратор — неотъемлемая часть топливной системы автомобиля, каждая деталь которого заточена под выполнение конкретных функций. Исправная работа всей конструкции обеспечивает нормальное функционирование двигателя транспортного средства и безопасность движения.

Автор: Михаил Рассветный

autoclub.su

Карбюратор – устройство основные неисправности, ремонт и доработка карбюратора автомобиля — Словарь автомеханика

Карбюратор, часто называемый «карб» – часть системы питания автомобильного двигателя, где образуются определенные соединения при смешивании воздуха и топлива. В дальнейшем эта топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания. Данный элемент в совокупности с дроссельной заслонкой – является регулировщиком топлива, благодаря чему полученная смесь может быть обогащенной либо обедненной. Стехиометрическое состояние данного топливного компонента достигается при соотношении 1 г. бензина на 14,7 г. воздуха, а для запуска холодного двигателя требуется соотношение 10 к 1.

Всего существует три вида карбюраторов:

Барботажный (уже не используется).
Мембранно-игольчатый – узел состоит из нескольких камер, разделённых мембранами и связанных штоком на конце которого находится игла закрывающая/открывающая подачу топлива.
Поплавковый – существует в многих модификациях современных карбюраторов и имеет широкое применение.

Составляющие карбюраторной системы автомобиля

Устройство карбюратора в тривиальном варианте:

Устройство карбюратора

поплавковая и смесительная камеры
поплавок с запирающим клапаном игольчатого типа
распылительная и диффузная системы
бензиновые и воздушные каналы с жиклерами
аэро- и дроссельные заслонки

Поплавковая камера необходима для поддержки постоянного уровня бензина. Воздушной заслонкой заводится холостой двигатель автомобиля, обогащая топливовоздушную систему. Системой холостого хода обеспечивается подача бензина, когда не функционирует основная дозирующая система. Специальными винтами регулируется соотношение в карбюраторе топливо/воздух.

Ускорительный насос подает дополнительное количества топлива – резко открываются дроссельные заслонки, чтобы можно было предупредить остановку мотора и избежать сбоев в эксплуатации мотора во время разгона автомобиля.

Переходная система отвечает за переходный режим между основной дозирующей системой и автомобильным холостым ходом.

Система холостого хода обеспечивает подачу нужного количества топлива в цилиндры двигателя при работе без нагрузки (на холостом ходу).

Главная дозирующая система обеспечивает увеличения мощности двигателя за счет большей подачи топливно-воздушной смеси во время движения автомобиля.

Устройство карбюратора

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.

Устранение неполадок в карбюраторной системе

Когда протекает бензин, а давление соответствует норме, тогда необходимо искать неполадку в поплавковой камере. В основном, ее заменяют на новую.

При наличии запаха и нагара на свечах, рекомендуется обратить внимание на поплавок. Это возникает при не отрегулированном поплавке, чрезмерном давлении бензина либо присутствует неполадка в поплавковой камере.

Когда на холостом ходу мотор автомобиля работает нестабильно, то чтобы найти поломку, необходимо проверить, нет ли в карбюраторе коррозийных изменений либо загрязнений. В последнем случае его необходимо тщательно почистить.

Ремонт, тюнинг и установка карбюратора

Как починить карбюратор

Сетчатый фильтр

Данный фильтр либо засоряется, либо повреждается. И чтобы узнать точно, что с ним, понадобится его вынимать. При сильном загрязнении достаточно хорошо промыть аккуратно в бензине, при видимых повреждения меняется на новый.

Пусковое устройство

Пусковое устройство, как и сетчатый фильтр, подвержен загрязнению и также нуждается в промывке и продувке сжатым воздухом.

Соединение в карбюраторе

Разгерметизация соединения, происходит во впускном или выпускном трубопроводах, также на корпусе ДЗ и других местах соединения карбюратора. Определить где подсасывает воздух поможет обычная мыльная пена или специальный дымо-генератор. На возникновения проблем с впускным трубопроводом могут еще указывать и следы копоти или пленка с топлива на месте неплотного соединения.

Когда сбои в работе происходят по причине не герметичного прилегания в месте соединения нижнего фланца карбюратора и впускного патрубка достаточно просто подтянуть гайки. Старайтесь подтягивать аккуратно и равномерно, чтобы не перекосился фланец карбюратора. Если подтяжка болтов проблему не решила, тогда стоит почистить место подсоса и поменять прокладку.

Ускорительный насос

Когда перестал работать ускорительный насос, тогда нужна его замена. Его детали ремонту не подлежать. В качестве профилактики насос моют и продувают. Еще желательно проверить ход перемещения рычагов и деталей диафрагмы. Отдельное внимание приделите шарику в распылителе — свободе его движения ничего мешать не должно.

Диафрагма экономайзера

В моделях карбюраторов, оснащенных экономайзером, проследите чтобы на диафрагме не было повреждений. А если стала короткая длина толкателя, то замените его вместе с диафрагмой.

Регулировка карбюратора

Карбюратор регулируют только на прогретом двигателе.

Нет смысла настраивать данную автомобильную систему на холостом двигателе. Также с дроссельной заслонки необходимо снять тягу педали газа, а затем отсоединить трубку, которая отвечает за вентиляцию картера, чтобы удостовериться, нет ли вакуумной пробки в трубке регулятора опережения.

Затем нужно закрутить по одному винты качества строго по часовой стрелке, пока не станет работа мотора достаточно жесткой. Когда двигатель начнет лихорадить, отвернуть необходимо на оборот назад каждый винт, чтобы двигатель начал работать плавно. Как регулировать карбюратор лучше смотреть на конкретном примере наглядно.

Тюнинг карбюратора

Доработка или другими словами тюнинг карбюратора производится дабы достичь максимальной мощности. На впуске, карбюратор автомобиля, должен иметь минимальное сопротивление, поскольку по-другому сложно добиться приемлемого качества смеси и наполнения цилиндров при средних и высоких оборотах двигателя. Выжимать максимум мощности на больших оборотах дает расточка второй камеры и подъем впускных клапанов выше 10,25 мм (актуально для двигателей 1.5 л с высокими распредвалами).

Доработанный карбюратор с диаметром диффузоров 24/24 дает прибавку при установке даже тюнинговый мотор. Но стоит отметить, что на малых оборотах и частичных нагрузках двигателя, обычное увеличение диаметра диффузоров приведет к ухудшению его работы, поскольку снижается разряжение в области диффузора и ухудшается распыление бензина и гомогенизации смеси.

Доводка карбюратора – это не только замена всех топливных жиклеров на другие, большего сечения, а изменение всех тарировочных данных карба и его начинки. Также в конструкцию карбюратора вводятся дополнительные дозирующие системы. С этой целью в корпусе карбюратора сверлятся дополнительные дозирующие каналы.

etlib.ru

Что такое карбюратор и как он работает – схема и устройство

Некоторые автомобилисты могут думать, что информация о том, что такое карбюратор, не особо важна, так как вместо этих устройств сегодня активно используют инжекторы. Но именно карбюраторные двигатели до сих пор используются на многих автомобилях, поэтому мы решили помочь их владельцам понять принцип работы карбюратора и его устройство.

Исторические сведения

История карбюратора началась ещё в 1876 году, когда итальянец Луиджи де Кристофорис изобрел это устройство. Через несколько лет Карл Бенц начал работать над собственным вариантом карбюратора в ходе создания первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.

Советуем изучить нашу статью о том, как работает двигатель автомобиля.

В конце 1920-х годов появился карбюратор поплавкового типа, который в дальнейшем использовали в качестве основы для выпуска более современных модификаций.

Если брать во внимание этимологию, термин «карбюратор» произошёл от французского слова «carbure», которое можно перевести как «карбид». Поскольку слово «carburer» используется для обозначения соединения с углем, в химии его применяют для того, чтобы обозначать увеличение содержания углерода в жидкости и его смешивание с летучими углеводородами. Последнее соединение – компонент сырой нефти, из которой изготавливают дизель и бензин. Пришло время рассказать о том, почему карбюратор был очень важной составляющей большинства двигателей 20-го века.

В 1980-х годах в мире произошло немало изменений. В частности, вместо карбюратора, устройство которого посчитали устаревшим, автомобильные компании начала активно использовать технологии впрыска топлива. Хотя карбюраторные двигатели до сих пор эксплуатируются в автомобилях, созданных для гоночных соревнований типа NASCAR, встретить их в современных моделях практически нереально.

Схема карбюратора

Как работает карбюратор

Как вам известно, работа современных ДВС состоит из четырех циклов, поэтому эти двигатели и получили название четырехтактные. Практически все автомобилисты понимают, о каких циклах идет речь: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Давайте подробнее рассмотрим сам принцип работы карбюратора автомобиля.

Простыми словами, для того чтобы сжечь бензин карбюратор должен смешать требуемое его количество с соответствующим количеством воздуха. Если в составе полученной смеси будет слишком много топлива, это приведёт к заливке цилиндров и выработке огромного количества выхлопных газов. Наличие слишком малого количества топлива в смеси также не способствует правильной работе двигателя.

Устройство карбюратора включает себя дроссельную заслонку. Это регулируемая пластина, которая контролирует количество воздуха, проходящее через карбюратор. Сужение называется диффузором, который используется для создания вакуума. В нём имеется маленькое отверстие, которое получило название жиклер. Через него происходит забор топлива из топливопровода, соединенного с бензобаком.

При нажатии на педаль газа происходит открытие клапана, ограничивающего количество воздуха, который поступает в карбюратор. Если выжать педаль максимально, клапан откроется полностью, в результате чего через карбюратор будет проходить большое количество воздуха. В конечном итоге двигатель получит достаточно богатую смесь, что и приведет к увеличению его мощности.

Во время работы двигателя на холостом ходу клапан закрыт, однако даже в этом случае жиклер обеспечивает подачу небольшого количества топлива в обход дроссельной заслонки, что обеспечивает стабильное функционирование силового агрегата. Владельцы ВАЗовской «классики», а также иных машин, выпущенных несколько десятилетий назад, хорошо понимают, что такое «подсос». Это рычаг, который расположен на приборной панели автомобиля. По сути, он создан для того, чтобы обеспечивать двигатель более богатой воздушно-топливной смесью во время запуска. Необходимо просто потянуть его на себя, в результате чего двигатель сможет стабильно работать в холодную или дождливую погоду. После нескольких пройденных километров рычаг можно вернуть в исходное положение и позволить карбюратору выполнять свою работу самостоятельно.

Информация об устройстве карбюратора может помочь тем, кто хочет почистить его своими руками. Теперь вы знаете, как работает карбюратор и зачем он вообще существует.

avtopub.com

Устройство и принцип работы карбюратора

До середины 80-х бензиновые двигатели внутреннего сгорания на легковых и легких грузовых автомобилях массово оснащались карбюраторами. Такие двигатели работают по принципу сгорания заранее приготовленной внешним устройством топливно-воздушной смеси в цилиндрах мотора. Указанная рабочая смесь состоит из капель горючего и воздуха. Карбюратор отвечает за процесс, подразумевающий образование смеси из этих компонентов в нужной пропорции для максимальной эффективности работы ДВС. Простейший карбюратор представляет собой механическое дозирующее устройство.

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. Для получения качественной топливно-воздушной смеси горючее в первом устройстве нагревалось, а его пары смешивались с воздухом. По ряду причин этот способ образования рабочей смеси не получил широкого распространения.

Разработки в данной области продолжились, а уже через год талантливые инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах создали конструкцию двигателя внутреннего сгорания, который имел карбюратор, работающий по принципу распыления топлива. Это устройство легло в основу для всех последующих разработок.

Модернизация

Главным направлением дальнейшей работы инженеров стала максимальная автоматизация всех процессов смесеобразования. Над совершенствованием конструкции карбюратора трудились лучшие умы многих компаний по производству автомобилей и сопутствующего оборудования. По этой причине можно встретить великое множество простых и сложных моделей карбюраторов от многочисленных мировых производителей.

Дальнейшее развитие

Карбюраторы стали активно вытесняться инжекторными системами только в конце XX века. До этого времени конструкцию карбюратора усиленно совершенствовали. Последними витками эволюции карбюраторного впрыска стали карбюраторы под контролем электроники. В таких карбюраторах имелось несколько электромагнитных клапанов, работу которых контролировало специальное устройство управления. Для примера можно упомянуть марку карбюратора Hitachi. В конструкции насчитывалось без малого 5 клапанов, а заслонки управлялись электронным способом.

Последнее поколение конструктивно сложных карбюраторов отлично демонстрирует уже упомянутая модель карбюратора Hitachi. Этот карбюратор устанавливался на автомобили марки Nissan в самом конце 80-х и в начале 90-х годов. Сложность этого поколения карбюраторов заключается в большом количестве вспомогательных устройств, особенно если сравнивать продукт Hitachi с примитивным «Солекс», который ставился на ВАЗ.

Вспомогательные устройства отвечали за стабилизацию работы карбюратора в различных режимах. К таким режимам и особенностям эксплуатации можно отнести резкий сброс газа, режим холостого хода в процессе простоя на автомобиле с автоматической КПП, выравнивание и стабилизацию оборотов силового агрегата после включении климатической установки, а также многие другие.

Доведенный до совершенства карбюратор последних поколений базово состоял из многочисленных устройств. Мы назовем только некоторые из них для ознакомления:

Система регулирования температуры наружного воздуха;.
Обогреватель впускного коллектора;
Клапан прекращения подачи топлива;
Клапан устройства обогащения смеси;
Биметаллическая пружина воздушной заслонки в устройстве механизма открытия дросселя;
Система быстрого холостого хода и т.д;

Такие устройства относятся к последним «электронным» карбюраторам. Дополнительные элементы в этих моделях были выполнены в виде отдельных аналоговых устройств. Устройства управлялись простейшей электроникой или работали по принципу саморегулирования (биметаллическая пружина).

Примечательно то, что простые механические карбюраторы являются очень универсальными устройствами и могут быть установлены при помощи переходника на разные модели автомобилей. Отличным примером является все тот же прекрасно известный отечественным автомобилистам карбюратор «Солекс».

Карбюратор и инжектор

Далее в истории систем топливоподачи и смесеобразования сначала появился моновпрыск (моноинжектор), а полностью электронный впрыск и производительные топливные форсунки окончательно вытеснили морально устаревшие карбюраторы.

Главным преимуществом инжектора является намного более точное и своевременное дозирование топлива для получения нужных пропорций топливно-воздушной смеси. Появление и внедрение в автоиндустрию доступных по цене микропроцессоров в итоге привело к тому, что необходимость в сложном карбюраторе и дополнительных устройствах в его конструкции попросту исчезла. Все функции отдельных элементов карбюратора взял на себя один единственный блок управления (ЭБУ), а в конструкции инжектора установили простые устройства исполнения.

Ошибочно полагать, что инжектор является более экономичным решением сравнительно с карбюратором. Хорошо отстроенный карбюратор демонстрирует схожие показатели по расходу топлива. Популярность распределенного впрыска обусловлена тем, что именно такой механизм топливоподачи способен соответствовать всем жестким современным нормам и требованиям по экологичности ДВС. Карбюратор удовлетворить такие требования не может, что обусловлено его конструктивными особенностями и производительностью жиклеров.

Сегодня карбюраторный впрыск встречается только на тех двигателях, основным назначением которых является целевая установка на спецтехнику. Причиной такого решения стала уязвимость электронных инжекторных систем во время тяжелых условий эксплуатации. Электронные узлы и модули инжектора страдают от повышенной влажности и загрязненности, а форсунки чувствительны к качеству топлива. Для примера стоит сказать, что однозначно лучше установить на транспортное спецсредство при использовании такового на болотах именно механический карбюратор, который не перегорит. Такой карбюратор всегда можно с легкостью обслужить, почистить и просушить при необходимости.

Виды карбюраторов

Как мы уже говорили, процесс модернизации карбюраторов породил большое количество видов данного устройства от разных производителей. Все это многообразие карбюраторов условно можно разделить на три группы:

барботажный;
мембранно-игольчатый;
поплавковый;

Два первых типа карбюраторов уже давно практически не встречаются, так что останавливаться на этих конструкциях мы не будем. Целесообразнее рассмотреть поплавковый карбюратор, который еще можно увидеть в различных модификациях на гражданских автомобилях эпохи 90-х в наши дни.

Устройство поплавкового карбюратора

Главной задачей карбюратора является смешение топлива и воздуха. Разные модели карбюраторов осуществляют этот процесс по схожему принципу. Поплавковый карбюратор состоит из следующих элементов:

поплавковая камера;
поплавок;
запорная игла поплавка,
жиклер;
смесительная камера;
распылитель;
трубка Вентури;
дроссельная заслонка;

Поплавковый карбюратор устроен так, что к его поплавковой камере подведена специальная магистраль. По этой магистрали из топливного бака в карбюратор подается топливо. Регулирование количества топлива в камере осуществляется посредством двух элементов, которые взаимосвязаны. Речь идет о поплавке и игле. Падение уровня топлива в поплавковой камере означает, что и поплавок опустится вместе с иглой. Таким образом получится, что опустившаяся игла откроет доступ для проникновения в камеру следующей порции горючего. При заполнении камеры бензином поплавок поднимется, а игла при этом параллельно перекроет горючему доступ.

В нижней части поплавковой камеры находится следующий элемент под названием жиклер. Жиклер выполняет функцию калибратора и обеспечивает дозирование подачи горючего. Через жиклер топливо попадает в распылитель. Так происходит перемещение нужного количества горючего из поплавковой камеры в смесительную камеру. В смесительной камере происходит процесс приготовления рабочей топливно-воздушной смеси.

Конструктивно смесительная камера имеет диффузор. Указанный элемент создан для того, чтобы увеличивать скорость воздушного потока. Диффузор отвечает за создание разрежения воздуха в непосредственной близости от распылителя. Это помогает вытягивать топливо из поплавковой камеры, а также способствует лучшему его распылению в смесительной камере. Таково базовое устройство простого поплавкового карбюратора.

Дроссельная заслонка : холодный пуск и холостой ход

То количество рабочей топливно-воздушной смеси, которое поступит в цилиндры двигателя, будет зависеть от положения дроссельной заслонки. Заслонка имеет прямую связь с педалью газа. Но это еще не все.

Некоторые автомобили с карбюратором имели дополнительное устройство для управления дроссельной заслонкой. Этот элемент хорошо знаком любителям старой «классики» от ВАЗ. В народе это устройство автомобилисты прозвали «подсос», а само устройство создано для холодного запуска. Элемент выполнен в виде специального рычага, который находится в нижней части торпедо со стороны водителя.

Рычаг позволяет дополнительно управлять дроссельной заслонкой. Если вытянуть «подсос» на себя, в таком случае заслонка прикрывается. Это позволяет ограничить доступ воздуха и увеличить уровень разрежения в смесительной камере карбюратора.

Бензин из поплавковой камеры при повышенном разрежении вытягивается в смесительную камеру намного интенсивнее, а недостаточное количество поступившего воздуха заставляет карбюратор готовить для двигателя обогащенную рабочую смесь. Именно такая смесь лучше всего подходит для уверенного запуска холодного мотора.

Стоит отметить, что первым во всей конструкции подвергся последующей модернизации именно холодный пуск, уже знакомый нам под названием «подсос». К простейшим же карбюраторам заслуженно относится некогда распространенный и популярный карбюратор «Солекс», которому многим обязана линейка классических автомобилей ВАЗ.

Работа карбюраторного двигателя в режиме холостого хода осуществляется следующим образом:

карбюратор оборудован специальными дополнительными воздушными жиклерами. Эти жиклеры отвечают за подачу строго дозированного количества воздуха;
воздух проходит под дроссельной заслонкой и далее по рабочему алгоритму смешивается с бензином. При этом весь процесс происходит тогда, когда педаль газа не выжата и отпущена;

Вот так и выглядит базовое устройство и принцип работы карбюратора поплавкового типа.

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.

К главным минусам карбюратора можно отнести необходимость его регулярной чистки и подстройки. Карбюратор может преподнести сюрпризы в процессе эксплуатации, так как наблюдается зависимость от внешних погодных условий. В зимний период в корпусе карбюратора может накапливаться и затем замерзать конденсат. В жару карбюратор склонен к перегреву, что ведет к интенсивному испарению горючего и падению мощности ДВС.

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.

Как работает карбюратор?

Современные двигатели используют управляемую электроникой систему, которая называется впрыском топлива (или инжектором), который должен регулировать топливно-воздушную смесь ровно с той минуты, как Вы повернёте ключ и до того времени, когда Вы выключаете двигатель, когда доедете до места назначения. Но пока эти умные гаджеты не были изобретены, практически все двигатели опирались на гениальное устройство по регулированию воздушно-топливной смеси, называемой карбюраторами. Ведь то, сколько именно топлива и воздуха поступает в двигатель, должно изменяться от момента к моменту, в зависимости от того, как быстро Вы едете и множества других факторов. И именно регулированием этого соотношения занимается карбюратор. Давайте поближе взглянем на то, что это такое, как устроен и как работает карбюратор!

Если Вы читали статью о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, то Вы знаете, что их работа основана не только на физических механических процессах, но и химических тоже: их работа построена вокруг химической реакции под названием "сгорание", когда Вы сжигаете топливо в окружении воздуха, и, таким образом, превращаете тепловую энергию в механическую, а смесь из топлива и воздуха превращаете не без огромной помощи каталитического нейтрализатора в углекислый газ и воду в качестве выхлопных газов. Но для эффективного сжигания топлива Вы должны использовать много воздуха. Это относится не только к автомобильному двигателю, но и ко всем другим процессам горения: к восковой свече, открытому костру и даже пожару в каком-либо доме.

Так выглядит современный многокомпонентный карбюратор

И да, в случае с костром Вам никогда не придётся беспокоиться о том, что слишком много или слишком мало воздуха поступает в него для его оптимального горения. В случае с пожаром в помещении, напротив, отсутствие воздуха имеет гораздо более важное значение. Кстати, цвет огня покажет Вам, достаточно ли ему кислорода - так, синий цвет огня означает, что он пресыщен кислородом, а красный цвет сигнализирует о его недостатке. Нужно знать, что для двигателя вредно как слишком малое количество воздуха в топливо-воздушной смеси, так и слишком большое его количество.

Что такое карбюратор?

Вот почему бензиновые двигатели спроектированы так, чтобы в цилиндры подавалось всегда нужное количество воздуха, чтобы топливо сгорало должным образом и целиком. Получение правильной топливно-воздушной смеси в каждый нужный определённый момент - это результат работы карбюратора, который представляет собой довольно простую конструкцию: трубку, которая позволяет воздуху и топливу поступать в двигатель через клапаны, смешивая их вместе в различных количествах, чтобы удовлетворить широкий спектр различных дорожных условий. Карбюраторы были придуманы примерно в конце 19-го века, когда они были впервые разработаны автомобильным "пионером" (и учредителем компании Mercedes) Карлом Бенцем (1844-1929). А карбюратор на самом первом мотоцикле Harley Davidson был выполнен из консервной банки - видите, мы не шутим, когда говорим, что карбюратор - это очень простая вещь.

Тем не менее, сегодня карбюраторные автомобили почти не производят, так как в наши времена он попросту стал пережитком прошлого - ему на смену пришли очень умные, управляемые бортовым компьютером чипсеты, называемые инжекторами или системами (независимого) впрыска топливо-воздушной смеси в цилиндры. Однако, с тем, что не забывать о том, что когда-то существовало такое гениальное творение человечества, как карбюратор, и пишется данная статья. Кроме того, есть также возможность переделать карбюраторную систему питания на инжекторную.

Как карбюратор работает?

Карбюраторы немного отличаются по дизайну и сложности между собой в зависимости от конкретного производителя, применяемости в конкретном автомобиле и, конечно же, развития своего производства (ведь карбюраторы устанавливались на машины в течение почти века).

Простейшим (причём, существующим) карбюратором, по существу, является большая вертикальная трубка с потоком воздуха над цилиндрами двигателя со второй горизонтальной трубкой, соединённой с первой с одной стороны и с каналом подачи топлива на другой стороне - посмотрите на рисунок выше. В то время как воздух проходит вниз по первой трубке, он проходит через участок в этой трубке, который значительно уже всей трубки (примерно посередине этой трубки), что заставляет его ускориться и уменьшает его давление. Такой эффект имеет своё научное название - эффект Вентури. Падение давления воздуха создаёт всасывающее действие, и в камеру теперь всасывается топливо.

Воздушный поток заставляет топливо присоединиться к нему, и это именно то, что нам нужно, не правда ли? Но как мы можем регулировать воздушно-топливную смесь? Карбюратор имеет два поворотных клапана выше и ниже показанной на нашем рисунке трубки Вентури. В верхней части находится клапан под названием дроссель, который регулирует то, сколько воздуха может проникать в трубку. Если дроссель закрыт, то поступает очень мало воздуха вниз по трубке, а за счёт эффекта Вентури засасывается больше топлива, так что двигатель получает обогащённую топливную смесь. Это удобно, когда двигатель холодный при первом его запуске и работает довольно медленно.

Внизу нашей трубки - уже ниже её сужения - есть второй клапан, который называется дроссельная заслонка. Чем более открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха проходит через карбюратор и больше топлива он увлекает за собой непосредственно в цилиндры. А большое количество топлива и воздуха, проходящего в двигатель, даёт больше энергии и больше мощности нашему двигателю, и в конечном итоге наша машина едет быстрее. То есть именно открытие дроссельной заслонки заставляет автомобиль ускориться. Дроссель подключен к педали акселератора в автомобиле (или ручке акселератора на руле мотоцикла).

Между тем, в том месте, где топливо входит в вертикальную трубку, устройство карбюратора немного сложнее, чем мы описали его выше. В качестве дополнения к топливной магистрали есть своего рода мини-топливный бак под названием поплавковая камера (маленький бачок с поплавком и игольчатым клапаном внутри). В то время как топливо из поплавковой камеры поступает в карбюратор, логично, что уровень топлива в камере опускается. Внутри камеры поверх топлива плавает специальный поплавок, который падает вместе с уровнем топлива. Когда поплавок опускается ниже определенного уровня, открывается игольчатый клапан, позволяя камере пополнить запасы топлива. После того, как камера снова заполнится топливом, поплавок поднимается и закрывает клапан, в результате чего подача топлива снова отключается. Если Вы видели, как работает сливной бачок унитаза, то, в общем-то, это тот же принцип работы: когда Вы смываете воду из унитаза, бачок опустошается и поплавок опускается вниз, сгибая рачаг, который открывает поступление воды в бачок; а когда бачок снова наполняется до определённого уровня водой, то поднятый поплавок вновь закрывает доступ воды - таким образом, если кто-то Вас спросит, что общего между двигателем и унитазом, Вы знаете, что ответить!

Давайте теперь представим, как работает простейший карбюратор во всех его компонентах:

Воздух поступает в верхнюю часть карбюратора из воздухозаборника автомобиля, предварительно очищаясь воздушным фильтром автомобиля.
Когда двигатель запускается в первый раз, дроссель (синий) может быть установлен так, что почти блокирует верхнюю часть трубки, чтобы уменьшить количество воздуха, поступающего в неё (что даёт большее содержание топлива в топливо-воздушной смеси, поступающей в цилиндры).
В центре трубки воздух проходит через узкую щель под названием Вентури. Это заставляет его его ускориться и вызывает падение его давления.
Падение давления, в свою очередь, создаёт эффект всасывания на топливопроводе (справа), и топливо (оранжевое) попросту втягивается в трубку.
Дроссельная заслонка (зелёная) умеет поворачиваться, чтобы открыть или закрыть трубку. Когда дроссельная заслонка открыта, большое количество воздуха и топлива поступает в цилиндры, и двигатель производит больше мощности, и машина в результате едет быстрее.
Смесь воздуха и топлива поступает в цилиндры.
Топливо (оранжевое) подаётся из мини-топливного бака под названием поплавковая камера.
Когда уровень топлива падает, поплавок в камере падает вместе в ним и открывает клапан в верхней части.
Когда этот клапан открывается, топливо поступает в поплавковую камеру из основного бензобака. Это вновь заставляет топливо вместе с поплавком подниматься и на определённом уровне поднятия поплавок этот закрывает клапан и перекрывает подачу топлива.

Регулировка карбюратора

На самом деле карбюратор работает "нормально" на полном газу. В этом случае дроссельная заслонка параллельна длине трубки, что позволяет максимальному количеству воздуха проходить через карбюратор. Если дроссель закрыт, то поток воздуха создаёт хороший вакуум в трубке Вентури и этот вакуум втягивает дозированное количество топлива через специальное сопло. Вы можете увидеть пару винтов на карбюраторе на фото ниже. Один из этих винтов (с маркировкой "Hi") контролирует, сколько топлива поступает в трубку Вентури на полном газу.

Когда двигатель работает на холостом ходу, дроссель почти закрыт, и это создаёт почти вакуум в трубке. Такой вакуум отлично втягивает в себя топливо через крошечное отверстие, называемое жиклёром. Другой винт из пары обозначен "L" и регулирует количество топлива, которое протекает через жиклёр.

Оба этих винта представляют собой просто игольчатые клапаны. Поворачивая их, Вы регулируете, сколько топлива будет поступать в камеру карбюратора в тех или иных обстоятельствах. Когда Вы регулируете их, Вы напрямую контролируете, сколько топлива проходит через жиклёры и основную трубку.

howcarworks.ru

Карбюратор: что это такое

Приветствуем Вас, уважаемые и дорогие наши автолюбители! Наверное, Вы все интересуетесь тем фактом, что же дальше происходит с автомобильным двигателем после того, как его завели. Как вообще двигатель осознаёт, что нужно максимально ускорить обороты, когда Вы нажимаете до упора педаль газа?

И как вообще происходит потребление бензина? В этой статье мы Вам поведаем о классическом методе питания мотора – карбюраторном типе топливного впрыска. Давайте постепенно рассмотрим то, как он работает.

История карбюраторов

Первым автомобилям карбюратор был попросту не нужен, так как они потребляли светильный газ, а не топливо, подобное современному. Газ напрямую попадал в камеру сгорания в разряженном виде. Аналогичный принцип действия применялся для создания газобаллонного оборудования для автомобилей в первом поколении. Светильный газ был не многим по карману в то время.

Водители автомобилей столетней давности, для поступления топлива в двигатель, вручную открывали игольчатый клапан карбюратора. Но тут нужна спортивная подготовка, чтобы сразу после запуска двигателя автомобиля, вовремя выскочить из него. В связи с этими имеющимися проблемами, ближе к концу 19 века, учёные уже начали «чесать лбы», обдумывая варианты замены дорогого автомобильного топлива более дешёвым и экономичным.

Выход нашёлся – это оказалось жидкое топливо. Но снова автоинженеры столкнулись с новой трудностью, топливо не могло воспламеняться без кислородного вмешательства. Это и привело к появлению устройства, которое способно смешивать оба компонента, пропорционально его дозируя. Изобретено оно было в Италии Луиджи Де Христофорисом в 1876-ом году и получило название «карбюратор». Конструктивно да и по принципу своего действия он отличался от карбюраторов современности. Для того, чтобы получалась необходимая смесь, топливо нагревалось и уже потом смешивалось с воздухом.

Исследования в этой области успешно продолжались и успехом были увенчаны два известных ныне имени Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер. В 1877-ом году был изобретён первый двигатель внутреннего сгорания, который был оснащён карбюратором распылительного типа. Он то и явился прообразом устройств современности. Для того, чтобы максимально увеличить мощность двигателей спортивных автомобилей, в них встраивали карбюраторы по количественному соотношению равные числу цилиндров в автомобиле.

А вот под конец 20-го века карбюраторы стали полностью контролироваться электроникой. Из-за наличия в них большого количества электромагнитных клапанов, карбюраторам требовалось устройство управления. Например, карбюраторы Hitachi, которые использовались в автомобиле Nissan Sunny, имели не менее 5 клапанов и заслонки, управляемые электроникой. Вскоре карбюраторы сменились системой моновпрыска. Преимущества его заключались в способности смешивать топливо и воздух в наиболее точных пропорциях. Крайней ступенью развития впрысковых систем стал инжектор.

Карбюратор стал очень универсальным устройством. Так например карбюратор времён СССР даже в наше время можно успешно установить на любой двигатель иностранного образца, достаточно только найти или в крайнем случае выточить необходимый переходник.

Сегодня карбюраторы применяются лишь на специальной технике. Электроника же тоже имеет свои недостатки. Например, она боится воды, поэтому на вездеходах, предназначенных для форсирования болот, актуальнее использовать карбюратор, который является механическим устройством. Ведь его можно высушить, если даже и попадёт на него вода.

Какие бывают карбюраторы?

Карбюраторы можно подразделить на три следующих типа: барботажный, мембранно-игольчатый и поплавковый.

Барботажный карбюратор является самым несовершенным типом, который уже не используется на современных машинах. Принцип его работы заключался в следующем: в бензобаке, на уровне чуть выше максимальной топливной отметки располагалась доска с двумя патрубками. Один проводил наружный воздух топливный бак, другой забирал этот воздух, но уже смешанный с топливными парами. Появлялась топливная смесь. Заслонка дросселя была расположена в отдельности от мотора.

Эти карбюраторы были очень требовательны к топливному составу. Другие опасные недостатки такого типа карбюратора заключались в большой конструкции и отсутствием возможных регулировок, что приводило к повышенной взрывоопасности.

Поплавковый карбюратор получил широчайшее распространение за свою надёжность , лёгкость регулировок и качество смеси топлива, что получалась на выходе.Прошло время и этот тип устройства поменялся просто до неузнаваемости.

Новый карбюраторный тип получил название мембранно-игольчатого. Первое и основное его отличие заключалось в индивидуализации карбюратора, превращении его в самостоятельный обособленный узел. Его конструкция вмещала в себя несколько, разделённых мембранами, камер. Через эти камеры проходил поршень, увенчанный иглой, она закрывает и открывает топливный доступ в камеры, воздействуя тем самым на клапан. Главным преимуществом такого типа карбюраторов является простота. Кроме того, он имеет большую ценность за то, что он может работать в абсолютно разных положениях, независимо от того как и куда направлена сила тяжести.

Хотя он имеет и недостатки. Это сложность его регулировки, чувствительность к ускорениям, которые перпендикулярно направлены к мембранам, диапазон смесей на выходе не достаточно широк и переходы между режимами происходят медленно. Этот тип карбюраторов практически не был использован именно в автомобилях, но он стал основополагающим переходным звеном к появлению самого успешного конструктивного типа.

Им стал поплавковый карбюратор. Он отличается от всех других типов своей надёжностью, простотой регулировок и смесью, которая была высочайшего качества. Конструкция его состоит из поплавковой и смесительной камеры. Так же он оснащается разнообразными устройствами дозирования: воздушными и топливными клапанами, а так же жиклером. Эти качества поплавковых карбюраторов и сделали их самыми удачными конструктивно используемыми, на основе которых и были разработаны множественные модификации.

Карбюраторы классифицируются также и по способу поддержания давления в поплавковой камере. Оно может осуществляться двумя способами. В первом случае воздух из смесительной камеры поступает в поплавковую через патрубок, благодаря этому выравнивается давление в обоих камерах. Таким образом топливная смесь остается высококачественной. Устройство таких карбюраторов называется балансированным. Топливные смеси могут двигаться как горизонтально, так и вертикально.

Во втором случае воздух поступает по отдельному каналу в поплавковую камеру. Это приводит к засорению топливного фильтра, обогащая топливную смесь. Разность давлений в камерах получается из-за засоренности фильтра. Балансированные карбюраторы отличаются от небалансированных тем, что разность давлений в камерах остаётся неизменной, из-за чего не меняется состав смеси.

Классификация по направлению движения топливной смеси

Смесевой поток может двигаться как вертикально вниз, так и вертикально вверх, а так же и горизонтально. Соответственно и названия отсюда: карбюратор с нисходящим потоком, с восходящим и горизонтальным потоками. Первый – наиболее эффективный за счёт лучших мощностных показателей. Так же их расположение наиболее удобное, что положительно влияет на обслуживание и регулирование настроек.

Классификация по количеству смесительных камер

По мере совершенствования ДВС, развивались и карбюраторы. Так для двигателей, которые превышали два цилиндра, использовались двухкамерные карбюраторы. Принцип остался неизменным, но изменилось устройство. Такая система необходима для наиболее эффективного распределения смеси между цилиндрами.

Существует и разновидность такого карбюратора, где заслонки открываются последовательно. Его устройство примерно аналогичное. Разница лишь в приводах заслонок дросселей и конструкции выпускных патрубков. Двухкамерные карбюраторы выполняют работу более эффективно. Самым лучшим образом данные карбюраторы справлялись V-образных двигателях. Многокамерные карбюраторы призваны увеличивать мощность двигателя и снижать топливный расход, а следовательно и выбросы вредных веществ в атмосферу. Лучшие характеристики показывают многокамерные карбюраторы с последовательным открытием дроссельных заслонок.

Принцип работы

Основная задача карбюратора заключается в смешении воздуха и топлива. Различные модификации смешивают воздух и топливо по одинаковому принципу. Как мы уже узнали, поплавковый тип карбюратора – самый популярный. Его конструкция такова: поплавковая камера, поплавок, запорная игла поплавка, жиклер, смесительная камера, распылитель, трубка Вентури, дроссельная заслонка.

Поплавковая камера и бак соединены трубкой, через которую движется топливо. Топливо, находящееся внутри камеры, регулируется двум деталями, что взаимосвязаны между собой – это игла и поплавок. Когда в камере падает топливный уровень, поплавок и игла опускаются вместе. В данном случае игла открывает доступ к новой порции топлива. Следовательно в момент заполнения камеры поплавок подымается вместе с иглой, тем самым перекрывая доступ.

В нижней части камеры располагается жиклер – калиброванное устройство, дозирующее подачу топлива. Через него топливо попадает в распылитель. Следующим этапом действие из поплавковой камеры переносится в смесительную. Там и происходит подготовка горючей смеси.

Карбюраторные автомобили расходуют не больше топлива чем машины с распределительным впрыском. Всё зависит от производительности жиклёров или форсунок. Они бывают как экономичными или не достаточно. В смесительной камере находится, увеличивающий скорость воздушного потока, диффузор. Диффузор создаёт возле распылителя разреженный воздух. Этот воздух помогает высасыванию топлива из поплавковой камеры и распылению его в смесительной.

Преимущества и недостатки карбюраторов

+ Прекрасная ремонтопригодность. К карбюратору можно приобрести ремонтный комплект, позволяющий заменить его даже в условиях далёких от сервиса.

Но актуальность этого достоинства давно уже утратила своё значение. Ведь развитие компьютерных технологий, а следовательно и диагностики, создало все условия для простоты ремонта инжектора. Диагностическую программу можно установить, как приложение на планшет или смартфон, а считывание ошибок можно будет совершать при помощи определённого кабеля-переходника.

- Тонкий и сложный механизм. Он требует некоторой периодической регулировки и чистки.

- Корректная работа зависит от условий погоды. Зимой конденсат в нём замерзает, летом же наоборот, топливо может испаряться от перегрева.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today