Как работает карбюратор? Принцип работы карбюратора Как работает простейший карбюратор.

Для диагностики неисправностей и эффективного ремонта своего автомобиля необходимо знать устройство, назначение, принцип действия его основных деталей и механизмов. Рассмотрим, что такое автомобильный карбюратор и для чего он нужен.

Карбюратор – это устройство для приготовления и дозирования топливной смеси (бензин + воздух) на которой работает автомобильный двигатель. Карбюратор наряду с бензонасосом, топливным баком, топливными магистралями и другими элементами входит в систему питания двигателя.

Для чего нужен карбюратор?

Чтобы понять для чего нужен автомобильный карбюратор необходимо знать, что для каждого режима работы двигателя (холостой ход, разгон, средние нагрузки, мощностной и пр.) необходимо приготовить топливную смесь определенного состава. Оптимальный состав 14,5-15 / 1 (15 частей воздуха на одну часть бензина). Это так называемый стехиометрический состав топливной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание с выделением максимума энергии. На мощностных режимах нужна более богатая топливная смесь (например, 1 к 13), на малых нагрузках более бедная (например 17/1). То есть, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше должна обогащаться топливная смесь, попадающая в двигатель.

Приготовлением топливной смеси определенного состава для каждого режима работы двигателя как раз и занимается карбюратор. Для этого он и нужен. Плюс дозирование, то есть подача требуемого объема. Конструктивно в карбюраторе объединены несколько систем и механизмов, позволяющие проделывать такую работу.

Например, система пуска – приготавливает богатую топливную смесь для запуска двигателя, главные дозирующие системы – подают топливо в двигатель на всех режимах кроме холостого хода и принудительного холостого хода, ускорительный насос – позволяет моментально обогатить смесь и ускорится при резком нажатии на газ, экономайзер – обогащает смесь при повышенных нагрузках на двигатель и т.д.

За счет чего работает карбюратор?

Автомобильный карбюратор работает за счет разрежения возникающего во впускном коллекторе при движении поршней двигателя. Под действием этого разрежения (области низкого давления) топливо буквально «высасывается» из каналов карбюратора. Чем быстрее движутся поршни, тем выше разрежение. Карбюратор может сам регулировать величину разрежения, открывая и закрывая дроссельные и воздушную заслонки.

Как работает карбюратор?

При прокручивании холодного двигателя стартером на режиме пуска во впускном коллекторе создается разрежение за, счет которого из каналов системы пуска вытягивается определенное количество топлива, необходимое для запуска двигателя.

После прогрева, при полностью открытой воздушной заслонке настает черед режима холостого хода (ХХ) при котором топливо подается в двигатель через каналы системы холостого хода.

При нажатии на педаль газа срабатывает ускорительный насос, впрыскивая дополнительную дозу топлива и повышая обороты двигателя.

Начало движения – работает переходная система первой камеры предотвращает провал.

Мощностной режим – вступает в работу вторая камера карбюратора и ее ГДС.

Что лучше карбюратор или инжектор?

Ни то не другое, так как у каждой системы имеются свои плюсы и недостатки. Карбюратор более прост и дешев в обслуживании, но приготавливаемая им смесь не стабильна и не поддается точной дозировке, зависит от посторонних факторов, что влияет на расход и работу двигателя. Инжектор дозирует топливную смесь точно, что позволяет снизить расход и оптимизировать ее состав на каждом из режимов, но обслуживать систему впрыска дорого и требует определенных навыков и знаний.

Но, будущее за инжектором, так как экологические требования к выхлопу двигателя автомобиля постоянно растут, а по токсичности выхлопа инжектор превосходит карбюратор.

Примечания и дополнения

Во перечень всех систем и механизмов современного карбюратора.

— Пусковое устройство

— Главная дозирующая система первой камеры карбюратора

— Главная дозирующая система второй камеры карбюратора

— Система холостого хода

— Переходная система первой камеры карбюратора

— Переходная система второй камеры карбюратора

— Ускорительный насос

— Экономайзер мощностных режимов

Еще статьи по устройству и назначению систем и механизмов автомобиля

— Что такое бензонасос и как он работает?

— Что такое автомобильный трамблер и как он работает?

Система питания бензиновых двигателей, в том числе мотоциклетных, доставляет обычно немало хлопот в процессе эксплуатации машины. Нередко из-за нее ухудшается пуск и снижается мощность двигателя, появляются провалы на разных режимах его работы, увеличивается расход топлива.

Наиболее сложный прибор здесь — карбюратор. Именно он становится камнем преткновения для многих мотоциклистов, особенно начинающих, когда возникает необходимость устранить какую-либо неисправность. Немало в редакционной почте и вопросов о взаимозаменяемости карбюраторов.

«Чтобы быстро распознавать и грамотно ликвидировать неполадки в карбюраторе, необходимо знать его устройство и принципы работы основных узлов, — пишут мотолюбители А. Санников, Н. Грачевский и другие из Ярославской области. — К сожалению, литературу по ним найти очень трудно, поэтому мы просим рассказать в журнале о мотоциклетных карбюраторах».

Редакция обратилась с этой просьбой к опытному специалисту по топливной аппаратуре инженеру А. ТЮФЯКОВУ.

Отечественная промышленность выпускает карбюраторы нескольких моделей для мотоциклов, мопедов и мотовелосипедов. Хотя в основе их конструкции лежат одни и те же принципы, карбюраторы разных моделей имеют свои характерные особенности, определяющие приемы разборки и сборки, устранения неисправностей, регулировки.

На двигателях мотоциклов массового производства устанавливают карбюраторы с переменным сечением главного воздушного тракта 1 (рис. 1). Диффузор, то есть местное сужение тракта, создающее разрежение для подсасывания топлива, как самостоятельный конструктивный элемент отсутствует. Но фактически ок образуется в зазоре между нижней поверхностью главноговоздушного тракта и подвижным золотником, выполняющим одновременно функции дросселя.

Рис. 1. Основные элементы карбюратора : 1 — главный воздушный тракт; 2 — дроссельный золотник; 3 — дозирующая игла; 4 — воздушный насадок; 5 — распылитель; 6 — воздушный канал; 7 — колодец; 8 — главный топливный жиклер; 9 — поплавковая камера (центрального расположения).

Выбор такой схемы обусловлен в основном возможностью создания наиболее компактной и дешевой конструкции, а также достигаемым ростом разрежения у распылителя 5 при малой нагрузке двигателя. У одно- и двухцилиндровых, особенно двухтактных, двигателей при «автомобильной» конструкции карбюратора с неизменяемым сечением диффузора разрежение падает до недопустимо низкого уровня, и в результате не обеспечивается требуемое качество смесеобразования и нарушается закон дозирования топлива.

В карбюраторах мотоциклетного типа чаще всего делают две топливодози-рующие системы — главную и холостого хода. Первая предназначена для приготовления горючей смеси на режимах средних и полных нагрузок, вторая — на холостом ходу и при малых нагрузках.

Иногда эти карбюраторы оснащают дополнительной пусковой системой, по существу представляющей собой пусковой карбюратор, встроенный в основной. Однако чаще всего для обогащения состава смеси при пуске холодного двигателя применяют утолитель поплавка, нажимая на который водитель вызывает значительное повышение уровня топлива в поплавковой камере вплоть до его вытекания непосредственно во впускной патрубок цилиндра.

В некоторых конструкциях используют корректоры состава смеси, позволяющие при движении мотоцикла несколько изменять (обычно в сторону обогащения) регулировку карбюратора. Существует два принципиально различающихся типа корректоров — топливный и воздушный.

Топливный корректор (рис. 2) представляет собой отдельное или встроенное в главную дозирующую систему устройство, позволяющее увеличивать подачу топлива в проходящий черезкарбюратор поток воздуха. Воздушный корректор — это расположенный перед дросселем золотник, частично перекрывающий главный воздушный тракт. Он обогащает состав смеси в результате повышения разрежения у распылителя при дополнительном дросселировании потока воздуха на впуске, что, к сожалению, приводит к уменьшению наполнения двигателя. Топливный корректор свободен от этого недостатка и поэтому предпочтительнее.

Рис. 2. Топливный корректор : 1 — входной воздушный канал; 2 — золотник; 3 — игла золотника; 4 — топливный жиклер; 5 — распылитель; 6 — выходной эмульсионный канал; 7 — возвратная пружина золотника; 4 — трос управления корректором.

Главная дозирующая система карбюратора мотоциклетного типа размещена в вертикальном колодце, в верхней части которого расположен выходящий в главный воздушный тракт 1 (см. рис. 1) распылитель 5, а в нижней — главный топливный жиклер 8. Закрепленная на дроссельном золотнике 2 дозирующая игла 3 входит в отверстие распылителя. Дозирующая игла имеет специально подобранный профиль и совместно с распылителем образует кольцевое отверстие, сечение которого меняется от минимального в нижнем положении золотника до максимального в верхнем.

С целью улучшить качество распы-ливания топлива и оптимальное его дозирование при изменении частоты вращения коленчатого вала и постоянном положении дросселя верхний срез распылителя помещают в воздушный насадок 4, представляющий собой цилиндрическую втулку. В образованную насадком и распылителем кольцевую щель из входного патрубка карбюратора по каналу.6 подводят воздух, который дополнительно отсасывает отделившиеся от распылителя капли топлива и отбрасывает их вверх, в основной поток.

Работу двигателя с прикрытым дросселем, когда разрежение возле распылителя главной дозирующей системы становится недостаточным для подсасывания топлива из поплавковой камеры, обеспечивает система холостого хода (рис. 3). Она у большей части мотоциклетных карбюраторов выполнена полностью независимой от других топливовоздушных систем, имеет свой топливный жиклер и выходные отверстия 3 и 4 в нижней части главного воздушного тракта карбюратора по обеим сторонам от задней кромки дроссельного золотника.

Рис. 3. Система холостого хода с регулировкой количества : а — воздуха; б — топлива; в — эмульсии; г — работа системы с приподнятым золотником; 1 — дроссельный золотник; 2 — упорный винт; 3 и 4 — выходные отверстия канала холостого хода; 5 — поплавковая камера; 6 — топливный жиклер системы холостого хода; 7 — винт качества; 8 — воздушный жиклер.

Отверстие 3 системы холостого хода перед кромкой золотника называют переходным. Оно служит для обеспечения плавного перехода режима работы двигателя от минимальных оборотов холостого хода к средним нагрузкам.

Обороты холостого хода регулируют упорным винтом 2, ограничивающим закрытие дроссельного золотника, а состав смеси — винтом качества 7. Он в разных конструкциях карбюраторов изменяет сечение либо воздушного (рис. 3, а), либо топливного (рис. 3, б), либо эмульсионного (рис. 3, в) канала системы холостого хода. Регулировочный винт обычно размещают в каналах системы таким образом, чтобы он оказывал влияние на состав смеси не только при минимальных оборотах коленчатого вала, но и на переходном режиме при небольшом подъеме дросселя. Кроме того, питание топливного жиклера, как правило, осуществляют непосредственно из поплавковой камеры, а не из главной дозирующей системы, как это делается на всех современных автомобильных карбюраторах..

Большое влияние на работу дозирующих систем карбюратора оказывает конструкция дроссельного золотника, который может быть цилиндрическим, плоским и П-образным. В последнем случае его изготавливают не литьем из цинкового или алюминиевого сплава, а сгибают из листа латуни. Важнейший параметр золотника — высота среза его.передней части, определяющая характер зависимости разрежения у распылителя от подъема дросселя. Как правило, оптимальная высота среза для разных карбюраторов составляет около 1/3 диаметра отверстия главного воздушного тракта.

Наибольшее распространение получили цилиндрические золотники, что объясняется возможностью точно обработать сопрягаемые поверхности на корпусе карбюратора и на самом золотнике. Это сводит к минимуму подсасывание воздуха через зазор между ними, а также исключает перекосы золотника.

В конструкциях карбюраторов наряду с цилиндрическими широко применяются П-образные золотники, отличающиеся дешевизной изготовления. Но они работают несколько хуже цилиндрических, а наличие полости между передней и задней пластинами золотника уменьшает разрежение у распылителя и снижает качество смесеобразования.

Плоские монолитные дроссельные золотники в настоящее время применяют редко, главным образом в карбюраторах для двигателей мотовелосипедов и мопедов.

В отечественных карбюраторах для тяжелых мотоциклов с четырехтактными двухцилиндровыми двигателями применяют плоские золотники, состоящие из двух деталей, разжимаемых специальной пружиной. Такая конструкция позволяет в известной степени уменьшить отрицательное влияние износа направляющих пазов в колодце дросселя и самого золотника.

В конструкции карбюраторов мотоциклетного типа возможны два варианта расположения поплавковой камеры относительно главного воздушного тракта: боковое и центральное. Центральное имеет ряд преимуществ — уровень топлива в такой камере относительно жиклера главной дозирующей системы практически не зависит от крена мотоцикла или от инерционных сил, возникающих на повороте (для мотоциклов с коляской). Поэтому, несмотря на более сложную конструкцию карбюратора, такая схема расположения поплавковой камеры в настоящее время получила практически всеобщее распространение.

Одновременно изменилась конструкция поплавкового механизма — вместо центрального, с запорной иглой непосредственно на оси поплавка стали применять более надежные, аналогичные автомобильным рычажные механизмы, иногда и с демпфирующей пружиной на игле.

Неуклонно сокращается производство металлических (латунных) поплавков — они повсеместно заменяются пустотелыми или пористыми из пластмассы.

В отличие от автомобильных, у карбюраторов мотоциклетного типа полость поплавковой камеры над уровнем топлива сообщается не с входным патрубком, а непосредственно с атмосферой. Это вызвано стремлением максимально увеличить перепад разрежений в диффузоре и поплавковой камере, который у мотоциклетных карбюраторов намного меньше. Однако карбюраторы с несбалансированной, то есть сообщающейся с атмосферой, поплавковой камерой весьма чувствительны к изменению сопротивления воздушного фильтра — даже относительно небольшое повышение его сопротивления от естественного в эксплуатации загрязнения вызывает заметное обогащение состава смеси и приводит к росту расхода топлива.

Работают дозирующие системы мотоциклетного карбюратора описанной здесь схемы следующим образом.

На холостом ходу дроссельный золотник 1 (см. рис. 3) опущен вниз до упора в винт 2. По причине незначительного количества воздуха, проходящего через карбюратор, практически у распылителя нет разрежения и топливо из него не истекает. В то же время выходное отверстие 4 системы холостого хода за задней кромкой дроссельного золотника находится в зоне высокого разрежения, вызывающего подсасывание топлива через систему холостого хода.

По мере подъема дроссельного золотника его задняя кромка открывает выходное отверстие 3, которое также оказывается в зоне повышенного разрежения и обеспечивает рост подачи топлива в соответствии с увеличением количества воздуха. Одновременно усиливается разрежение у распылителя 5 (см. рис. 1), отчего в определенный момент топливо, поднимаясь по колодцу 7, достигает верхнего среза распылителя и начинает подхватываться потоком воздуха. При дальнейшем открытии золотника разрежение у распылителя быстро растет, но состав смеси чрезмерно не обогащается, поскольку дозирующая игла 3 находится еще глубоко в отверстии распылителя.

Когда дроссель поднимается намного, проходное сечение воздушного канала увеличивается, а разрежение у распылителя падает. Однако состав смеси не обедняется, так как подача необходимого количества топлива обеспечивается через увеличенное сечение распылителя, образуемое вокруг тонкой части поднятой вместе с дросселем дозирующей иглы. При полностью поднятом дросселе дозирующая игла уже не закрывает отверстие в распылителе, и смесь обогащается, обеспечивая достижение двигателем максимальной мощности.

Здесь были рассмотрены основные конструктивные особенности и принципы работы отдельных систем мотоциклетных карбюраторов. Специальную статью мы намечаем посвятить конкретным карбюраторам, их отдельным характеристикам и регулировкам.

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:

1. Поверхностного типа карбюраторы.
2. Спрей-карбюраторы.

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 и 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:

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 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 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.

Из мелко распыленного топлива и воздуха, происходящий вне цилиндров , называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит приготовление горючей смеси определенного состава в зависимости от режима работы двигателя , называется карбюратором .
Простейший карбюратор состоит из воздушного патрубка, поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном, смесительной камеры, диффузора, главного дозирующего устройства — распылителя и топливного жиклера, дроссельной заслонки.
Поплавковая камера служит для поддержания постоянного уровня топлива у распылителя (1,5—2 мм).
В смесительной камере происходит смешивание паров топлива с воздухом, образуется топливовоздушная смесь.
Распылитель (тонкая трубка) служит для подачи топлива в центр смесительной камеры.
Жиклер (калиброванное отверстие) дозирует количество топлива, проходящего к распылителю.

Впускная система карбюраторного двигателя

1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель; 5 — дроссельная заслонка; 6 — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — игольчатый клапан.

Диффузор (короткий патрубок, суженный внутри) увеличивает скорость воздушного потока в центре смесительной камеры, чем достигается увеличение разряжения у носика распылителя.

Дроссельная заслонка регулирует количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, уменьшая или увеличивая проходное сечение смесительной камеры.

Работает следующим образом. При такте впуска, из-за создаваемого поршнем разрежения, воздух через воздушный патрубок поступает в диффузор. В диффузоре скорость воздуха, а следовательно, и разряжение увеличиваются. Под действием перепада давлений между поплавковой камерой и диффузором топливо через жиклер распылителя поступает в диффузор, подхватывается потоком воздуха, распыляется и испаряется, образуя топливовоздушную смесь. Из смесительной камеры горючая смесь по впускному трубопроводу поступает в цилиндры двигателя . По мере открытия дроссельной заслонки скорость потока воздуха и разряжение в диффузоре возрастают, что увеличивает расход топлива. Однако необходимого повышения расхода топлива не происходит, горючая смесь обогащается. При работе двигателя на различных режимах простейший карбюратор не может обеспечить горючую смесь постоянного состава.

Дорогие друзья, в данном мануале мы попытаемся на пальцах объяснить основные принципы работы любого карбюратора, о его устройстве, с иллюстрациями и достаточно подробными комметариями. Особенно полезной будет эта статья для новичков, которые хотят разобраться в теме. В статье мы рассмотрим следующие моменты:

Режимы работы двигателя и состав горючей смеси, систему холостого хода и переходную систему, устройство поплавковой камеры и принципы ее работы, главную дозирующую систему карбюратора, систему пуска, принцип работы эконостата и многое другое. Ведь от правильной работы всех этих узлов напрямую зависит аппетит вашего авто. Он может быть как выше так и ниже того, который указан в технических характеристиках вашей машины. К примеру расходы Ваз - 2114, 2110, 2112 можете узнать пройдя по ссылке, паспортные расходы семерки ВАЗ-2107 можете глянуть , и т.д. В общем запаситесь терпением, попкорном и приготовьтесь к интересному чтиву.

Режимы работы двигателя и состав горючей смеси

СОСТАВ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ Для работы двигателя внутреннего сгорания необходима смесь топлива с воздухом. В карбюраторных двигателях топливо (бензин) смешивается с воздухом в определенной пропорции вне цилиндров и, частично испарившись, образует горючую смесь. Этот процесс называется карбюрацией, а прибор, приготавливающий такую смесь, - карбюратором. Смесь, пройдя по впускному трубопроводу, попадает в цилиндры двигателя, где смешивается с остатками горячих отработавших газов, образуя рабочую смесь. Частички распыленного топлива при этом испаряются. Для пуска двигателя и его работы на разных режимах, необходим различный состав горючей смеси. Поэтому карбюратор устроен так, что позволяет изменять количественное соотношение распыленного топлива и воздуха в смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо около 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 смеси переобедненной, 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. ПУСК ДВИГАТЕЛЯ При пуске холодного двигателя часть распыляемого топлива оседает на стенках впускного трубопровода, а часть испарившегося топлива, попав в цилиндры, конденсируется на стенках. К тому же при низкой температуре воздуха смесеобразование ухудшается, т. к. замедляется испарение бензина. Поэтому для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы карбюратор приготовил переобогащенную топливовоздушную смесь. РАБОТА НА ХОЛОСТОМ ХОДУ На холостом ходу частота вращения коленчатого вала двигателя невелика, а дроссельные заслонки карбюратора почти полностью закрыты. Из-за этого вентиляция цилиндров не столь эффективна, по сравнению с работой на средней и высокой частотах вращения коленчатого вала и мало количество горючей смеси, поступающей в двигатель. В рабочей смеси содержится большое количество отработавших (остаточных) газов. Поэтому для устойчивой работы двигателя на холостом ходу необходима обогащенная смесь. РЕЖИМ ЧАСТИЧНЫХ НАГРУЗОК На режиме частичных нагрузок от двигателя не требуется полная мощность. Дроссельные заслонки открыты не полностью, но вентиляция цилиндров хорошая. Поэтому на этом режиме достаточно обедненной горючей смеси. Соотношение развиваемой двигателем мощности к количеству потребляемого топлива позволяет считать режим частичных нагрузок самым экономичным. РЕЖИМ ПОЛНОЙ НАГРУЗКИ На режиме полной нагрузки от двигателя требуется максимальная или близкая к максимальной мощность. Двигатель при этом работает на высоких оборотах, а дроссельные заслонки полностью (или почти полностью) открыты. Для этого режима требуется обогащенная смесь, обладающая повышенной скоростью сгорания. РЕЖИМ РЕЗКОГО УВЕЛИЧЕНИЯ НАГРУЗКИ При работе двигателя в режиме резкого увеличения нагрузки, например при разгоне автомобиля, необходима обогащенная смесь. Но поскольку процесс смесеобразования обладает некоторой инертностью, чтобы предотвратить возникновение «провала» при наборе скорости, требуется дополнительное кратковременное обогащение горючей смеси. Для этого дополнительное топливо впрыскивается непосредственно в смесительную камеру карбюратора.

ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ КАРБЮРАТОРА

Современные карбюраторы оснащены десятком различных систем и устройств, которые имеют разветвленную сеть каналов, многочисленные калиброванные отверстия, сложные рычажные передачи и пневматические камеры. Сразу разобраться в этом хитросплетении непросто. Поэтому полезно рассмотреть все основные системы по отдельности на примере упрощенных схем. И начать следует с принципа работы и устройства простейшего карбюратора.

Для работы бензинового двигателя необходимо во всасываемый воздух добавлять топливо, которое затем сгорает в цилиндре при рабочем ходе поршня. Чтобы топливо надежно воспламенялось и полностью сгорало, необходимо тщательно перемешивать его с воздухом и при этом выдерживать оптимальный со-став горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Эти функции выполняет карбюратор, соединенный впускным трубо-проводом с цилиндрами двигателя. Простейший карбюратор состоит из двух камер: поплавковой и смесительной. Процесс приготовления горючей смеси продолжается на всем пути движения топлива и воздуха по впускному тракту, вплоть до цилиндров, но начинается с распы-ления топлива в смесительной ка-мере карбюратора. Для этого в смесительной камере установлен распылитель в виде трубки. Срез трубки выведен в центр диффузора камеры. Диффузор - это участок сужения смесительной камеры. Скорость воздушного потока в диффузоре возрастает, и у распылителя возникает разрежение. Под действием этого разрежения топливо вытекает из распылителя и интенсивно перемешивается с воздухом. В распылитель топливо поступает из поплавковой камеры, с которой он связан каналом. В канале установлен жиклер - пробка со сквозным отверстием определенных размеров и формы. Жиклер ограничивает поступление топлива в рас-пылитель. Одно из условий нормальной работы карбюратора - правильная установка уровня топлива в поплавковой камере. Поддерживается уровень топлива в камере при помощи поплавкового механизма с игольчатым клапаном. Топливо подается в поплавковую камеру по топливо-проводу. По мере заполнения камеры поплавок поднимается, а игла запирает отверстие клапана, при этом вытесняемый топливом воздух выводится наружу через специальное отверстие. Поплавковая камера и распылитель представляют собой сообщающиеся сосуды. Уровень топлива в поплавковой камере устанавливается так, чтобы он находился чуть ниже среза распылителя. При повышенном уровне топливо будет выходить из распылителя, переобогащая смесь, при пониженном - поступление топлива в распылитель недостаточно, в результате чего образуется сильно обедненная горючая смесь. Для того чтобы изменять состав смеси, в смесительной камере над диффузором установлена воздушная заслонка. По мере закрывания воздушной заслонки смесь будет обогащаться. Чрезмерное прикрывание заслонки приведет к переобогащению смеси и остановке двигателя. Для регулировки количества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры, в нижней части смесительной камеры установлена дроссельная заслонка. Когда воздушная и дроссельная заслонки полностью открыты, сопротивление потоку воздуха минимально. Простейший карбюратор готовит горючую смесь оптимального состава только в определенном диапазоне частот вращения коленчатого вала. Диапазон зависит от пропускной способности жиклера, сечения диффузора, уровня топлива и положения дроссельной заслонки. Автомобильный двигатель должен работать в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала и при постоянно изменяющейся нагрузке. Для приготовления смеси оптимального состава на всех возможных режимах работы автомобильные карбюраторы оборудованы дополнительными системами.

Главная дозирующая система карбюратора предназначена для подачи основного количества топлива на всех режимах работы двигателя, кроме режима холостого хода. При этом на средних нагрузках она должна обеспечивать приготовление требуемого количества обедненной смеси приблизительно постоянного состава. В простейшем карбюраторе по мере открытия дроссельной заслонки увеличение расхода воздуха, проходящего через диффузор, про-водит медленнее, чем увеличение расхода топлива, вытекающего из распылителя. Горючая смесь становится богатой. Чтобы исключить переобогащение смеси, необходимо компенсировать ее состав воздухом в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки. В карбюраторе такое возмещение осуществляет главная дозирующая система. В карбюраторах «Солекс» компенсация осуществляется пневматическим торможением: топливо в распылитель поступает не непосредственно из поплавковой камеры, а через эмульсионный колодец - вертикальный канал, в котором установлена эмульсионная трубка. Стенки трубки имеют отверстия для выхода воздуха, поступающего в нее сверху через воздушный жиклер. Поступление топлива в эмульсионный колодец определяется топливным жиклером. В эмульсионном колодце топливо смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионной трубки. В результате в распылитель попадает топливная эмульсия, а не чистое топливо. По мере открытия дроссельной заслонки в диффузоре увеличивается разрежение и возрастает истечение эмульсии из распылителя. Одновременно растет поступление воздуха в эмульсионный колодец через воздушный жиклер, из за чего уменьшается поступление топлива из поплавковой камеры через топливный жиклер. Количество топлива, проходящего через жиклер, соответствует поступающему в диффузор количеству воздуха, что и обеспечивает компенсацию состава смеси. Требуемый состав горючей смеси задается подбором проходных сечений топливного и воздушного жиклеров, а также типом эмульсионной трубки.

СБАЛАНСИРОВАННАЯ ПОПЛАВКОВАЯ КАМЕРА

В простейшем карбюраторе поплавковая камера связана с атмосферой через отверстие в крышке. В процессе эксплуатации по мере загрязнения воздушного фильтра в диффузоре такого карбюратора будет возрастать разрежение и, следовательно, смесь начнет обогащаться. Чтобы исключить влияние загрязнения воздушного фильтра на состав горючей смеси, внутренняя полость поплавковой камеры соединена ка-налом с горловиной карбюратора.

Для. работы двигателя на холостом ходу с минимальной частотой вращения коленчатого вала требуется малое количество горючей смеси. Следовательно, дроссельная заслонка должна быть почти полностью закрыта. При этом разрежение в диффузоре недостаточно для вступления в работу главной дозирующей системы. Поэтому карбюратор дополнительно оборудован системой холостого хода, которая готовит топливовоздушную смесь в количестве, обеспечивающем устойчивую работу двигателя при закрытой дроссельной заслонке. Каналы системы холостого хода связывают задроссельное пространство (полость впускного трубопровода) с эмульсионным ней частью смесительной камеры. При работе двигателя на холостом ходу под дроссельной заслонкой об-разуется высокое разрежение. Под действием разрежения топливо из эмульсионного колодца проходит в топливный канал холостого хода, где смешивается с воздухом, поступающим по воздушному каналу из верхней части смесительной камеры. Соотношение топлива и воздуха в эмульсии определяется пропускной способностью топливного и воздушного жиклеров, которые установлены в каналах холостого хода. Далееэмульсия поступает в задроссельное пространство, где смешивается с воздухом, проходящим через зазор между стенкой камеры и заслонкой. Зазор регулируется упорным винтом «количества»(SOLEX). Количество топливной эмульсии, проходящее по каналу в задросельное пространство, регулируется винтом с конусообразным наконечником (винтом «качества»). При заворачивании винта проходное сечение канала уменьшается. И наоборот. При плавном открытии дроссельной заслонки расход воздуха через смесительную камеру увеличивается, а количество поступающей эмульсии остается на прежнем уровне. Разрежение в диффузоре при этом еще недостаточно для вступления в работу главной дозирующей системы. В результате смесь обедняется и в работе двигателя наблюдается «провал». Для обеспечения плавного перехода от холостого хода к режиму средней нагрузки служит переходная система, которая объединена с системой холостого хода. Канал переходной системы соединяет эмульсионный канал системы холостого хода снаддроссельным пространством смесительной камеры. Выходное отверстие канала расположено таким образом, что, после приоткрытия дроссельной заслонки, оно оказывается в зоне разрежения; через него поступает дополнительное количество эмульсии в смесительную камеру, сглаживая переход от одного режима работы двигателя к другому. На холостом ходу, когда дроссельная заслонка закрыта, часть воздуха через канал переходной системы подмешивается к топливной эмульсии. Изменение состава смеси компенсируется подбором жиклеров. При заворачивании винта «количества» дроссельная заслонка приоткрывается. В результате расход воздуха через канал переход ной системы уменьшается, а через зазор между стенками смесительной камеры и заслонкой увеличивается. Количество горючей смеси, поступающей в двигатель, увеличивается, и частота вращения коленчатого вала возрастает. При отворачивании винта заслонка закрывается и частота вращения коленчатого вала снижается.

Главная дозирующая система обеспечивает бесперебойную работу двигателя только при очень плавном открытии дроссельной заслонки. При резком открытии заслонки (например, для интенсивного разгона автомобиля) в первый момент процесс смесеобразования нарушается. Чтобы исключить «провал» в работе двигателя на этом режиме, карбюратор оснащен специальным устройством - ускорительным насосом. Он предназначен для кратковременного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки. На карбюраторах широко применяется ускорительный насос диафрагменного типа с приводом от оси дроссельной заслонки. При открытии заслонки кулачок, механически связанный с ее осью, поворачивается и нажимает толкатель диафрагмы. Когда дроссельная заслонка закрывается, кулачок перестает воздействовать на толкатель. Диафрагма под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение, создавая разрежение в полости насоса. Шарик нагнетательного клапана при этом закрывает отверстие в колодце под распылителем, шарик всасывающего клапана пропускает топливо в насос. Бензин из поплавковой камеры проходит через всасывающий клапан, заполняя полость насоса. При резком нажатии педали «газа», кулачок давит на телескопический толкатель, сжимая его пружину. При этом шарик нагнетательного клапана под давлением топлива приподнимается, открывая путь топливу из полости насоса в распылитель. Резкого перемещения диафрагмы не происходит, т.к. топливо не может быстро пройти через малое выходное отверстие распылителя. Поскольку пружина толкателя жестче возвратной пружины диафрагмы, первая, преодолевая сопротивление последней, перемещает диафрагму, вытесняя порцию топлива через нагнетательный клапан и распылитель в смесительную камеру карбюратора. Процесс впрыскивания получается растянутым по времени до нескольких секунд. Этим обеспечивается устойчивая работа двигателя при ускорении автомобиля, и, кроме того, диафрагма предохраняется от разрыва под действием давления топлива.

При пуске двигателя частота вращения коленчатого вала невелика, разрежение во впускной системе мало, и бензин плохо испаряется. К тому же, как уже было отмечено ранее, на холодном двигателе, особенно при низкой температуре окружающего воздуха, большая часть образовавшихся паров топлива конденсируется во впускном тракте. Поэтому для стабильного пуска двигателя необходимо приготовить в карбюраторе заведомо переобогащенную топливовоздушную смесь. Для этого следует закрыть воздушную заслонку и приоткрыть дроссельную. Тогда в диффузоре создается разрежение, достаточное для вытекания необходимого количества топлива из распылителя даже при медленном вращении коленчатого вала. Образуется рабочая смесь, пригодная для пуска двигателя. Но как только в цилиндрах появятся первые вспышки, чтобы двигатель не заглох от пере-обогащения, необходимо приоткрыть воздушную заслонку, открывая путь воздуху в диффузор. Для выполнения этих операций карбюратор дополнен специальным пусковым устройством. На карбюраторах двигателей отечественных автомобилей широко применяется пусковое устройство с ручным управлением. Оно состоит из воздушной заслонки, автоматического устройства ее приоткрывания и элементов привода. Воздушную заслонку водитель закрывает из салона автомобиля при помощи рукоятки, которая связана тягой с приводом заслонки. Привод обеспечивает заслонке возможность слегка приоткрываться, а возвратная пружина стремится удержать ее в закрытом положении. На карбюраторе установлено устройство, автоматически приоткрывающее воздушную заслонку на необходимую величину, что предотвращает переобогащение горючей смеси сразу после пуска. Устройство состоит из камеры с диафрагмой, пружины и тяги. Камера каналом связана с задроссельным пространством карбюратора. С началом устойчивой работы двигателя за дроссельной заслонкой происходит резкое увеличение разрежения, откуда по каналу оно передается в камеру. Диафрагма, преодолевая сопротивление пружины, перемещается и через тягу приоткрывает воздушную заслонку, обедняя смесь. Благодаря тому что заслонка закреплена на оси несимметрично, под действием разрежения, в смесительной камере она стремится открыться, «помогая» пусковому устройству. Воздушная заслонка связана с дроссельной заслонкой механизмом, обеспечивающим приоткрывание дроссельной заслонки при полном закрытии воздушной. Величина приоткрывания дроссельной заслонки должна обеспечить стабильную работу холодного двигателя при прогреве. По мере прогрева двигателя водитель вручную открывает воздушную заслонку и прикрывает дроссельную, снижая частоту вращения коленчатого вала до минимально устойчивой.

Для получения от двигателя максимальной мощности необходима обогащенная горючая смесь. Для ее приготовления карбюратор оборудован специальной системой, называемой экономайзером мощностных режимов. Система обеспечивает поступление дополнительного топлива в распылитель, минуя главный топливный жиклер. Для включения экономайзера мощностных режимов применяется пневматический или механический привод. Пневматическийпривод срабатывает при падении разрежения в смесительной камере, а не по мере открывания дроссельной заслонки. Это дает возможность в нужной степени обогащать смесь при разгоне автомобиля, обеспечивая хорошую приемистость, и сохранять обедненную смесь при равномерном движении, обеспечивая экономичность. При прикрытой дроссельной заслонке разрежение из задроссельного пространства поступает по каналу к диафрагме экономайзера. При этом диафрагма сжимает возвратную пружину, а ее толкатель не касается шарика клапана экономайзера, и клапан закрыт. При открытии дроссельной заслонки разрежение под ней (соответственно и у диафрагмы) уменьшается. Под действием пружины диафрагма смещается, и ее толкатель, утапливая шарик клапана, открывает канал экономайзера. Дополнительное топливо из поплавковой камеры поступает в распылитель главной дозирующей системы, обогащая смесь.

Эконостат предназначен для дополнительного обогащения горючей смеси на режимах максимальных нагрузок при высокой частоте вращения коленчатого вала. Эконостат - это распылитель, установленный в самой верхней части смесительной камеры, над диффузором. Топливо в него подается непосредственно из поплавковой камеры по каналу, в котором установлен топливный жиклер, предотвращающий переобогащение горючей смеси. Иногда, для более тонкой настройки экономайзера, в верхнюю часть канала дополнительно устанавливается воздушный жиклер. Через него подводится воздух, который смешивается в канале с топливом. Поскольку выходное отверстие распылителя расположено в зоне низкого разрежения, экономайзер вступает в работу только при полном открывании дроссельной заслонки. При этом частота вращения коленчатого вала должна быть достаточно высокой, чтобы в зоне выходного отверстия распылителя возникло разрежение, достаточное для подъема топлива в канале до уровня распылителя. Поступающее через распылитель топливо смешивается с потоком топливо-воздушной смеси, дополнительно обогащая ее.

Двухкамерный карбюратор

Для улучшения смесеобразования и распределения горючей смеси по цилиндрам необходимо обеспечить низкое сопротивление движению воздуха через диффузор карбюратора при больших нагрузках и поддерживать достаточное разрежение в нем при малых нагрузках. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет конструкция двухкамерного карбюратора с последовательным включением камер. Первая камера - основная - обеспечивает работу двигателя на режимах холостого хода, а также при малых и средних нагрузках. Вторая - дополнительная - включается в работу при больших нагрузках. Привод дроссельной заслонки второй камеры может быть механическим или пневматическим. В первом случае начало открывания заслонки второй камеры происходит при определенном угле открытия дроссельной заслонки первой камеры. Во втором случае момент открывания зависит от величины разрежения в смесительных камерах.