Trm-parking.ru

ТРМ Паркинг
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные принципы работы карбюратора

Основные принципы работы карбюратора

Знакомство с мотором проходит обычно несколько стадий. Первая начинается сразу после его покупки. Бегло просмотрев инструкцию, в основном ту ее часть, в которой говорится, как завести мотор, мы подвешиваем его на транец лодки, подключаем шланг бензопровода (смесь бензина и масла 1:15 составлена со всей тщательностью), подкачиваем грушей бензин и с затаенной надеждой дергаем пусковой шнур. Мотор, как правило, никак на это не реагирует. Дергаем второй, третий раз — тот же результат. Возможны варианты — мотор после энной попытки неожиданно начинает работать, окутывая нас клубами сизого дыма. Крутим ручку газа, пытаемся сбросить обороты, но это почему-то сразу не удается. Потом мотор глохнет, а дальше все начинается снова: дергаем шнур раз, второй, третий.

Убедившись в тщетности попыток добиться успеха, так сказать, с ходу, мы вновь раскрываем инструкцию и пытаемся уяснить, в чем дело. Это вторая стадия. Она самая опасная, потому что нередко заканчивается тем, что окончательно разрегулированный мотор приходится нести в ремонтную мастерскую.

Потом будет еще много стадий, прежде чем мотор окончательно покорится своему владельцу и из малопонятного и опасного соседа превратится в надежного спутника и товарища. Однако количество а содержание этих последних стадий во многом определяется тем, как пройдены первые две.

Первое знакомство с мотором, первые навыки в обращении с ним, первый опыт регулировки его систем и устройств — таково содержание статей, которые будут публиковаться в разделе «Что надо знать о моторе», открывающемся в этом номере. Раздел ведет мастер спорта Олег Гаврилов.

Прежде чем воспламениться в цилиндре двигателя, бензин должен быть предварительно превращен в горючую смесь — распылен на мелкие частицы и смешан в соответствующей пропорции с воздухом.

Устройство, в котором происходит образование горючей смеси, называется карбюратором. От работы карбюратора зависит многое, начиная от безотказного пуска и кончая экономичностью и долговечностью мотора.

Ознакомимся с основными принципами работы карбюратора на примере довольно простой конструкции, которая устанавливается на подвесном моторе «Вихрь». Развернутая схема устройства приведена на цветной вклейке.

Бензин из топливного бака подается в поплавковую камеру 3 (см. картинку), где поплавок с помощью игольчатого клапана 2 поддерживает постоянный уровень топлива. Далее бензин поступает в распылитель 5, установленный в диффузоре 4, через который в смесительную камеру карбюратора проходит воздух. Уровень топлива в распылителе сначала такой же, как и в поплавковой камере; бензин немного не доходит до конца трубки.

При работе двигателя воздух засасывается поршнем в цилиндр через диффузор, где за счет сужения потока увеличивается его скорость и, следовательно, падает давление — создается разрежение.

Под действием разрежения из распылителя 5 будет фонтанировать топливо, поступающее из поплавковой камеры через калиброванное отверстие — главный жиклер 6. Чем больше разрежение, тем больше поступление топлива из жиклера.

По выходе из распылителя струя топлива попадает в воздушный поток, протекающий с большой скоростью, в котором капли бензина дробятся и частично испаряются. В смесительной камере карбюратора (сразу за диффузором) происходит интенсивное перемешивание топлива с воздухом — образуется горючая смесь.

Топливный жиклер подбирается так, чтобы бензин и воздух смешивались в строго определенном соотношении. Количество воздуха, проходящего через диффузор, регулируется дроссельной заслонкой 11, которая в конечном счете определяет количество горючей смеси, поступающей в цилиндр двигателя. Дроссельная заслонка является основным регулирующим органом карбюратора.

Рассмотренная система обеспечивает двигателю требуемый экономичный состав горючей смеси только на режимах средних нагрузок, она является составной частью любого карбюратора и получила название главной дозирующей системы.

Но очень часто двигатель работает на режимах, требующих иного состава бензо-воздушной смеси, чем тот, который может подготовить главная система. Так, на режимах полной мощности требуется более «обогащенная» смесь, т. е. в ней должно содержаться повышенное количество бензина. Богатая смесь требуется и на режимах пуска и холостого хода, на режимах разгона. Для обеспечения нормальной работы двигателя на всех режимах в карбюраторе имеется ряд дополнительных систем.

Система холостого хода, которой оборудуются все карбюраторы, работает, когда дроссельная заслонка прикрыта почти полностью, а скоростной поток в диффузоре практически отсутствует. Поэтому распылители системы холостого хода выводятся не в диффузор, как у главной системы, а за кромку дроссельной заслонки, где на этом режиме разрежения очень высоки.

В рассматриваемом карбюраторе «Вихря» система холостого хода состоит из топливного 7 и воздушного 8 жиклеров холостого хода, так что в каналах системы образуется обогащенная бензино-воздушная эмульсия. Через отверстия 10 и 12 при прикрытой дроссельной заслонке эмульсия засасывается в карбюратор. Состав смеси, определяющий минимально устойчивые обороты, на этом режиме регулируется специальным винтом 12, а количество оборотов фиксируется упорным винтом 19, в который обычно упирается рычаг привода дроссельной заслонки.

Для запуска двигателя при низкой температуре воздуха требуется еще более обогащенная рабочая смесь. В карбюраторе «Вихря» эта смесь готовится в отдельной системе, состоящей из топливного жиклера 13, отверстия забора воздуха 14 и клапана 15. В каналах системы образуется эмульсия, которая при открывании клапана 13 и закрытой дроссельной заслонке всасывается в цилиндры двигателя.

В других карбюраторах для этого используется дополнительная воздушная заслонка, расположенная в воздушном патрубке. При запуске эта заслонка прикрывается, в районе распылителя главней системы образуется разрежение, под действием которого топливо интенсивно фонтанирует, и во всасывающую трубу двигателя поступает большее количество смеси.

Карбюраторы автомобильных двигателей, устанавливаемых на катерах, имеют еще ряд дополнительных устройств и систем, обеспечивающих другие режимы работы двигателя.

Система экономайзера работает только на режимах полной мощности, когда дроссельная заслонка полностью открыта, и служит для обогащения смеси в главной системе при переходе на режим полной нагрузки. Особенно широко этот режим используется в двигателях спортивных судов, в обычных условиях он нецелесообразен из-за повышенного расхода бензина и перегрузки деталей двигателя.

Экономайзерные устройства обычно представляют собой клапан в топливной системе, который открывается принудительно в момент, когда дроссельная заслонка открыта почти полностью. Через жиклер экономайзера в поток смеси поступает дополнительное количество топлива, и смесь обогащается.

Ускорительные насосы служат для кратковременного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки в режиме ускорения. Они позволяют получить при экономичной регулировке карбюратора хорошую приемистость двигателя. У нас широко распространены поршневые ускорительные насосы, механический привод которых объединяется с приводом экономайзера. Ускорительный насос может быть применен и для обогащения горючей смеси при пуске холодного двигателя. В отличие от экономайзера, который обогащает смесь в течение всего времени работы двигателя с полностью открытой дроссельной заслонкой, ускорительный насос работает только очень короткий промежуток времени при резком открытии заслонки.

В различных конструкциях, в зависимости от назначения, может отсутствовать та или иная вспомогательная система. Например, у большинства карбюраторов мотоциклетных и стационарных двигателей отсутствует ускорительный насос, а некоторые карбюраторы не имеют экономайзерного устройства.

Конструктивно карбюраторы выполняются по-разному. Бывают горизонтальные карбюраторы, когда ось воздушного потока расположена горизонтально — к этому типу относятся большинство мотоциклетных карбюраторов, а также карбюраторы подвесных лодочных моторов и стационарных двигателей; вертикальные карбюраторы, которые в свою очередь бывают с восходящим и падающим потоками смеси. Последние имеют ряд существенных преимуществ: обеспечивают лучшее наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, более равномерное распределение смеси по цилиндрам и более удобно размещаются на двигателе, облегчая монтаж и обслуживание. Такие карбюраторы получили сейчас наибольшее распространение на автомобильных двигателях.

Описания схем и конкретных конструкций карбюраторов приводятся в инструкциях по обслуживанию двигателей, где обязательно есть раздел, посвященный топливной аппаратуре. Дополнительные сведения можно прочитать, например, в книге В. И. Грибанова и В. А. Орлова «Карбюраторы двигателей внутреннего сгорания».

Корпуса карбюраторов делают, как правило, из цинковых и алюминиевых сплавов методом литья под давлением. В процессе эксплуатации под действием изменений температуры материалы отливок подвергаются некоторой деформации и усадке. В результате этого, а также вследствие вибраций двигателя, с течением времени ослабляются резьбовые соединения отдельных узлов и деталей карбюратора, поэтому при подготовке двигателя к сезону, а также перед дальней дорогой необходимо произвести подтяжку всех винтов и креплений.

В работе карбюратора важную роль играют поплавковые механизмы, которые поддерживают постоянный уровень топлива в поплавковой камере. Если уровень слишком высок, то через распылитель будет поступать излишнее количество топлива, а карбюратор будет очень чувствителен к качке и вибрациям. В результате двигатель может заглохнуть из-за сильного переобогащения горючей смеси, существенно увеличится расход топлива.

Если же уровень топлива понижен, то происходит обеднение горючей смеси, что приводит к значительным перегревам двигателя. Кроме того, при сильной качке топливо будет поступать к жиклерам с перерывами, в работе двигателя возникнут перебои и он может заглохнуть.

Форма и конструкция поплавка выбирается с таким расчетом, чтобы при минимальных габаритах получить достаточную подъемную силу, обеспечивающую запирание игольчатого топливного клапана. -В основном поплавки штампуют из латунной фольги. Применяются также пробка, пенопласт и пластмасса. Пробковые и пенопластовые поплавки покрывают равномерным слоем бензостойкого лака, предохраняющего материал от воздействия бензина и разбухания. При выходе из строя латунного поплавка его запаивают припоем с помощью обычного паяльника.

При нарушении герметичности поплавкового клапана его необходимо заменить, так как ремонт клапана или седла изменяет их геометрические размеры и нарушает взаимодействие клапана и поплавка. В последнее время получили распространение топливные клапаны с эластичными запорными элементами — они надежны в работе и в несколько раз долговечнее металлических. При любом ремонте поплавкового механизма, а также при подготовке к сезону рекомендуется производить проверку уровня топлива в поплавковой камере и проверить на герметичность клапан.

Жиклеры, применяемые в карбюраторах, обычно унифицированы по размерам, различие между ними состоит лишь в сечении калиброванной части, т. е. в их пропускной способности, которая определяется на специальном приборе и в строго определенных условиях. Полученная таким образом величина пропускной способности (диаметр) кернится на наружной поверхности жиклера.

В связи с непрерывным ростом мощностей двигателей все большее распространение получают многокамерные карбюраторы. Это относится в первую очередь к автомобильным двигателям, которые конвертируются в судовые установки для катеров. Установка таких карбюраторов вместо однокамерных позволяет получить от двигателя дополнительно до 10% прироста мощности. Например, на двигателе «Москвич-407» удалось получить около 52 лошадиных сил вместо 45.

Что представляет собой многокамерный карбюратор? Это фактически несколько (два или четыре) однокамерных карбюраторов, имеющих общую поплавковую камеру, ускорительный насос, экономайзер, систему холостого хода и пусковое устройство.

Многокамерными являются карбюраторы двигателей «ЗИЛ-130» (КВ8А), «ГАЗ-13» (К114), «Москвич-408» (К-126) и т. п. Стоит такой карбюратор дешевле нескольких однокамерных.

В связи с насосными потерями повышение мощности двигателя требует увеличения проходного сечения диффузоров и смесительных камер. В то же время для лучшей приемистости и экономичности на средних и переходных режимах необходимы высокие скорости у распылителя, а получить их можно, только уменьшив проходное сечение диффузоров.

Эти две, казалось бы, взаимоисключающие задачи конструкторы решили, использовав многокамерный карбюратор с последовательным открытием дроссельных заслонок. В нем площадь проходного сечения обеих камер гораздо больше, чем в однокамерном карбюраторе.

В таком карбюраторе на средних и переходных нагрузках работает одна камера (основная или первичная), а при переходе на режимы, близкие к полной мощности, в работу вступает и вторая камера (дополнительная или вторичная). Таким образом обеспечивается высокая экономичность двигателя и высокая максимальная мощность.

Сечения жиклеров, диффузоров, а также диаметры распылителя и смесительной камеры подбираются отдельно Для каждого двигателя — в зависимости от его литража, максимальной мощности и крутящего момента, а также числа оборотов, соответствующего этой мощности и моменту. От тщательности этой регулировки зависят мощностные и экономические характеристики каждого двигателя; регулировка производится на специальном оборудовании на карбюраторных заводах.

Карбюратор: основа классических систем питания бензиновых двигателей

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

Назначение карбюратора и его роль в силовом агрегате

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

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

Карбюратор выполняет несколько функций:

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

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

Типы, конструкция и работа карбюраторов

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


Устройство простейшего однокамерного поплавкового карбюратора


Общее устройство однокамерного поплавкового карбюратора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Следует рассмотреть основные дозирующие системы карбюратора.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вопросы выбора, ремонта и регулировки карбюратора

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

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

Работа карбюратора на всех режимах

Различают следующие основные рабочие режимы двигателя: пуск, холостой ход, средние нагрузки, полная нагрузка, быстрый переход со средней нагрузки на полную. Для обеспечения наиболее эффективной работы двигателя на этих режимах в его цилиндры необходимо подавать не только различное количество горючей смеси, но и смесь различного состава.

При пуске двигателя в его цилиндры должно поступать возможно большее количество наиболее легко испаряющихся даже при низкой температуре легких фракций топлива. Это достигается сильным обогащением смеси путем усиленной подачи в смесительную камеру карбюратора и на стенки впускного трубопровода топлива, из которого легкие фракции испаряются в достаточном для пуска двигателя количестве.

В простейшем карбюраторе прй пуске двигателя вследствие медленного проворачивания коленчатого вала разрежение в диффузоре недостаточно для высасывания топлива из распылителя. Поэтому карбюратор должен иметь специальное пусковое устройство, создающее такое разрежение около конца распылителя, которое обеспечивает поступление топлива из распылителя в количестве, достаточном для пуска двигателя. Для этой цели обычно используют воздушную заслонку.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При холостом ходе в цилиндры двигателя следует подавать незначительное количество горючей смеси, но она должна быть обогащенной для того, чтобы работа двигателя была устойчивой.

В простейшем карбюраторе, рассчитанном на нормальную работу при среднем открытии дроссельной заслонки, при прикрытии ее для работы двигателя с малым числом оборотов холостого хода разрежение в диффузоре значительно снижается. При этом топливо из распылителя перестанет поступать совсем. Поэтому для обеспечения работы двигателя при прикрытой дроссельной заслонке карбюратора в него включают специальное устройство, называемое системой холостого хода.

При средних нагрузках, начиная от самых малых и до 85% полной нагрузки двигателя, в его цилиндры необходимо подавать разное количество горючей смеси, но состав ее должен все время оставаться примерно постоянным и слегка обедненным для получения наиболее экономичной работы.

В простейшем карбюраторе путем подбора жиклера с отверстием соответствующего диаметра и сечения диффузора можно получать смеси требуемого состава только при некотором постоянном, например, среднем положении дроссельной заслонки.

При увеличении открытия заслонки смесь, приготовляемая таким карбюратором, начинает обогащаться. Объясняется это тем, что в этом случае разрежение в диффузоре возрастает, вследствие чего сопротивление истечению топлива из жиклера становится меньше, чем при малом разрежении в диффузоре. Поэтому количество топлива, поступающего через жиклер в смесительную камеру, увеличивается, но не пропорционально увеличению количества проходящего воздуха, а в большей степени чем это необходимо, что и приводит к обогащению смеси. Обогащению смеси также способствует большее торможение потока воздуха в диффузоре при увеличении разрежения в нем. При прикрытии дроссельной заслонки (относительно среднего положения) смесь начинает, наоборот, обедняться, вследствие значительного падения разрежения у конца распылителя и замедления истечения из него топлива.

Для поддержания примерно постоянного наивыгоднейшего состава смеси при различном открытии дроссельной заслонки на средних нагрузках, т. е. для компенсации смеси, в карбюраторе должно быть специальное устройство, по способу действия которого в основном и различаются различные модели карбюраторов.

При полной нагрузке двигателя смесь, подаваемая в его цилиндры, должна быть обогащенной, что необходимо для получения от двигателя наибольшей мощности. Простейший карбюратор не обеспечивает такого обогащения. Для выполнения этого требования в карбюратор вводят специальное устройство, называемое экономайзером.

При быстром открытии дроссельной заслонки необходимо подавать в цилиндры обогащенную смесь для того, чтобы двигатель быстро увеличивал число оборотов вала, повышая мощность, т. е. имел хорошую приемистость.

При быстром открытии дроссельной заслонки в простейшем карбюраторе в первый момент получается сильное обеднение смеси, в результате чего приемистость двигателя ухудшается. Объясняется это тем, что воздух, имеющий меньшую плотность, и обладающий хорошей подвижностью, при открытии заслонки сразу устремляется в смесительную камеру в значительном количестве. Топливо вследствие большей плотности менее подвижно и не успевает в первый момент быстро пройти через жиклер в необходимом количестве, и смесь обедняется. Для повышения приемистости двигателя в карбюратор вводят специальное устройство, называемое ускорительным насосом.

Таким образом, простейший карбюратор при различных режимах работы двигателя не обеспечивает питание его горючей смесью надлежащего состава и должен быть дополнен устройствами для компенсации смеси, легкого пуска двигателя, для работы двигателя на холостом ходу, для обогагценрш смеси при полной нагрузке и для улучшения приемистости двигателя.

Работа карбюратора на всех режимах

3. Принцип работы карбюратора, режимы работы двигателя, характеристики простейшего и идеального карбюратора

Процесс приготовления горючей смеси определенного состава из мелко распыленного топлива и воздуха вне цилиндров двигателя называют карбюрацией, а прибор, в котором этот процесс происходит карбюратором. Простейший карбюратор, рис 2, состоит из поплавковой камеры 1 с поплавком 2 и запорным клапаном 7, распылителя 4 с жиклером 3, смесительной камеры с диффузором 5 и дроссельной заслонкой 6. Поплавковая камера через «балансировочное» отверстие сообщается с атмосферой. Распылитель (выходной конец) устанавливают в самом узком месте диффузора — горловине. При наполнении топливом поплавковой камеры поплавок 2 всплывает и игольчатый клапан 7 перекрывает подающий трубопровод. Поступление топлива в поплавковую камеру прекращается.

Разряжение, создаваемое в цилиндре, передается в смесительную камеру карбюратора. Разряжение зависит от положения дроссельной заслонки карбюратора и скорости воздушного потока (частоты вращения коленчатого вала двигателя). Наибольшее разряжение в смесительной камере создается при открытой дроссельной заслонке. Пока двигатель не работает, в поплавковой камере и распылителе топливо находится на одном уровне, ниже уровня конца распылителя на величину Δ h . Во время работы воздух проходит через диффузор, скорость воздуха максимальна в горловине диффузора, там и создается наибольшее разряжение. Вследствие перепада давлений воздуха в поплавковой камере и горловине диффузора топливо начинает фонтанировать из распылителя, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает через впускной трубопровод (коллектор) в цилиндры двигателя. Топливо продолжает испаряться и перемешиваться во впускном коллекторе и щелевом зазоре впускного клапана. Заканчивается процесс смесеобразования в цилиндре в конце такта сжатия.

Изменение положения дроссельной заслонки простейшего карбюратора значительно изменяет состав горючей смеси, рис. 3, кривая 1. По мере открытия дроссельной заслонки, определяемой площадью проходного сечения, выраженной в процентах от максимального значения площади проходного сечения, горючая смесь обогащается все в большей степени. Это не соответствует теоретическим представлениям о необходимом составе горючей смеси при различных режимах работы двигателя. Основные режимы работы двигателя: запуск «холодного» двигателя; холостой ход и малые нагрузки; средние нагрузки; полная нагрузка; резкие переходы с малой нагрузки на большую.

Во время пуска холодного двигателя необходима очень богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 0,2. 0,6, позволяющая компенсировать плохие условия смесеобразования в этом режиме. Частота вращения коленчатого вала во время пуска и скорость воздушного потока в диффузоре карбюратора имеют небольшие значения, топливо плохо перемешивается с воздухом и плохо испаряется. При этом значительная часть топлива конденсируется во впускном трубопроводе и на стенках цилиндра.

При работе двигателя в режиме холостого хода и малых нагрузок горючая смесь загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси до значения коэффициента избытка воздуха α = 0,7…0,8 улучшает воспламеняемость, способствует устойчивой работе двигателя.

В режиме средних нагрузок двигатель автомобиля работает большую часть времени, поэтому для этого режима целесообразно использование обедненной смеси с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономичная смесь), обеспечивающей устойчивое воспламенение и экономичность.

В режиме полной нагрузки двигатель работает при разгоне, преодолении крутых и тяжелых участков дороги. В этом случае, для получения максимальной мощности необходима обогащенная смесь, α = 0,85…0,95.

Переходный режим наступает при резком (быстром) открытие дроссельной заслонки и характеризуется обеднением горючей смеси из-за более быстрого, по сравнению с топливом, увеличения количества поступающего воздуха. Карбюратор должен иметь устройство, предотвращающее обеднение смеси в этом случае.

Характеристика карбюратора наилучшим способом отвечающая возможным условиям работы двигателя («идеального» карбюратора) показана на рис. 3, кривая 2. Только для двух положений дроссельной заслонки, т.т. «в» и «б» кривая изменения состава горючей смеси простейшего карбюратора совпадает с кривой изменения состава горючей смеси «идеального» карбюратора. Таким образом, простейший карбюратор не может приготовить горючую смесь нужного состава для всех режимов работы двигателя.

Современные карбюраторы обеспечивают изменение состава горючей смеси по закону близкому к кривой 2 за счет использования дополнительных дозирующих устройств и систем. Эти же системы и устройства обеспечивают минимальную токсичность отработавших газов.

Теория работы карбюратора автомобиля

Какие основные детали

Поплавковая камера

Поддерживает постоянным уровень топлива в поплавковой камере карбюратора. Работает следующим образом. Когда уровень топлива понижается, поплавок опускается, открывает игольчатый клапан и позволяет топливу поступать в поплавковую камеру. Путем поддержания уровня топлива в определенных рамках соотношение воздух/топливо в смеси поддерживается более точно.

Воздушная заслонка

Позволяет заводить холодный двигатель путем обогащения топливовоздушной смеси. Воздушная заслонка перекрывает подачу воздуха в карбюратор и, соответственно, в двигатель поступает больше топлива, при этом обороты холостого хода уменьшаются. Поэтому к системе привода дроссельной заслонки добавляется система увеличения оборотов холостого хода для их повышения при прогреве мотора.

Система холостого хода

Обеспечивает подачу топлива, необходимого для работы двигателя на низких оборотах, когда главная дозирующая система не работает. Регулировочные винты позволяют изменять соотношение воздух/топливо в режиме холостого хода. Многие механики считают, что эта регулировка изменяет состав смеси во всем диапазоне оборотов, но это не так.

Ускорительный насос

Обеспечивает впрыск дополнительного топлива при резком открывании дроссельной заслонки для предотвращения остановки двигателя и перебоев в его работе при разгоне автомобиля. Если посмотреть внутрь горловины карбюратора и быстро передвинуть тяги привода дроссельной заслонки, топливо должно брызнуть из выходных отверстий ускорительного насоса.

Переходная система

Обеспечивает переходный режим между холостым ходом и работой главной дозирующей системы. Многие карбюраторы имеют каналы или отверстия переходной системы рядом с пластинами дроссельных заслонок, которые подают топливо при их открывании во время открывания дроссельных заслонок.

Главная дозирующая система

Дозирует подачу топлива к двигателю при движении автомобиля со средними скоростями. Состоит из главных топливных жиклеров, главного распределителя и диффузора. Главный топливный жиклер расположен в канале между поплавковой камерой карбюратора и главным распылителем. Главный распылитель обычно состоит из трубки с маленькими отверстиями для воздуха. Воздух здесь смешивается с топливом для образования распыленного топливовоздушного «тумана».

Главный топливный жиклер определяет, сколько топлива будет смешано с заданным количеством воздуха.

Что такое экономайзер

Обеспечивает подачу дополнительного топлива, когда машина работает под нагрузкой и при полном открывании дроссельной заслонки. Наиболее распространенными являются экономайзеры диафрагменного типа. Когда вакуум во впускном коллекторе достигает определенного значения, клапан открывается, позволяя дополнительному топливу поступать к двигателю.

Клапаны экономайзера подбираются в соответствии с величиной давления открывания, измеряемой в миллиметрах рт. ст. Двигатели с низким вакуумом должны оснащаться экономайзерами, которые открываются при малых значениях вакуума. Дозирующие стержни движутся внутрь и наружу в калиброванных отверстиях в соответствии с вакуумом впускного коллектора. Когда двигатель находится под нагрузкой, и вакуум снижается, то стержни выдвигаются из главных топливных жиклеров для увеличения подачи топлива.

Холостой ход можно регулировать только при полностью прогретом двигателе и при совершенно исправной системе зажигания.

Особое внимание должно быть обращено на исправность свечей и правильность зазора между их электродами.

Следует учитывать, что карбюратор двухкамерный, и состав смеси в каждой камере регулируют независимо от состава смеси другой камеры соответствующим винтом 41; кроме того, надо помнить, что при завертывании винтов 41 смесь обедняется, а при их отвертывании обогащается.

Начиная регулировку, надо завернуть винты 41 до отказа, однако не слишком туго, а затем отвернуть каждый на три оборота.

После этого нужно пустить двигатель и установить упорным винтом такое наименьшее открытие дроссельной заслонки, при котором двигатель работает вполне устойчиво.

Затем надо обеднять смесь с помощью одного из винтов 41, завертывая этот винт при каждой пробе на ¼ оборота до тех пор, пока двигатель не начнет работать с явными перебоями из-за излишнего обеднения смеси в цилиндрах.

Затем следует обогатить смесь, вывернув винт 41 на ½ оборота.

После окончания регулировки состава смеси в одной камере надо произвести такие же операции со вторым винтом 41.

Отрегулировав состав смеси, следует попытаться уменьшить число оборотов холостого хода, отвертывая понемногу упорный винт дроссельной заслонки, после чего надо снова попытаться обеднить смесь с помощью винтов 41, как указано выше.

Обычно после двух-трех попыток удается найти правильное положение для всех трех регулировочных винтов.

Не следует устанавливать слишком малое число оборотов холостого хода, для проверки регулировки холостого хода надо нажать на педаль привода дроссельной заслонки и сразу резко отпустить ее. Если двигатель перестанет работать, то число оборотов холостого хода надо увеличить.

Правильно отрегулированный карбюратор должен обеспечивать устойчивую работу исправного двигателя на холостом ходу при 400—500 об/мин.

Режим частичных нагрузок

С увеличением открытия дроссельных заслонок количество воздуха, проходящего через главный воздушный канал, увеличивается, в результате чего разрежение в малом диффузоре 10 оказывается достаточным для вступления в работу главной дозирующей системы карбюратора.

При этом топливо из поплавковой камеры поступает через жиклеры 8 и 47 к кольцевой щели 11 малого диффузора.

При движении топлива к нему подмешивается небольшое количество воздуха, проходящего через воздушный жиклер 9.

Вследствие этого образуется эмульсия и в то же время снижается разрежение около жиклеров 8 и 47; этим достигается необходимая компенсация смеси.

При малых и средних нагрузках двигателя клапан экономайзера с механическим приводом закрыт, и карбюратор подает смесь экономичного состава.

Режим полных нагрузок

Клапан 33 экономайзера с механическим приводом закрыт с помощью пружины 34, которая прижимает шариковый клапан 31 к седлу 30.

Клапан открывается, когда дроссельная заслонка находится в положении, близком к ее полному открытию, вследствие кинематической связи заслонки с рычагом 37, тягой 32, штоком 21 и планкой 20.

При этом планка 20, закрепленная на штоке 21, через толкатель 17 входит в соприкосновение с промежуточным толкателем 28 и перемещает его вниз.

Промежуточный толкатель нажимает на клапан 31, и он отходит от седла.

Топливо проходит через отверстие 27 и поступает в главный топливный канал 35.

Дозировка топлива осуществляется жиклером клапана экономайзера, а затем поступает к жиклеру полной мощности, проходное сечение которого рассчитано на приготовление смеси, обеспечивающей получение полной мощности двигателя.

Режим ускорения

Обогащение смеси, необходимое при резком открытии дроссельной заслонки, происходит с помощью ускорительного насоса, привод которого объединен с механическим приводом клапана экономайзера.

Когда заслонка прикрыта, поршень ускорительного насоса, состоящий из втулки 26 штока, пружины 25 и манжеты 24, находится в верхнем положении, и полость под ним заполнена топливом, поступившим из поплавковой камеры через шариковый впускной клапан 29.

При резком открытии дроссельных заслонок рычаг 37 поворачивается и опускает привод поршня вместе с планкой 20. В планке имеется отверстие, в которое свободно входит шток 19 поршня насоса.

Планка, опускаясь, сжимает пружину 18, заставляющую поршень насоса двигаться внизу впускной шариковый клапан 29 при этом прижимается к седлу в корпусе поплавковой камеры, и топливо по каналу поступает к отверстиям в полом винте 14, открывая по пути игольчатый клапан 40.

Затем топливо выходит в виде тонких струй из форсунки 12, ударяется о стенки диффузоров, разбивается на мельчайшие частицы и, смешиваясь с воздухом, направляется во впускной газопровод двигателя.

В результате упругой связи поршня ускорительного насоса с дроссельной заслонкой с помощью пружины 18 получается затяжной впрыск топлива и, кроме того, исключается действие насоса, тормозящее открытие заслонки.

Привод ускорительного насоса выполнен так, что насос работает в первой половине открытия дроссельной заслонки.

I4гольчатый клапан 40 и воздушная полость 13 в корпусе форсунки 12 предотвращают поступление топлива через систему ускорительного насоса во время работы двигателя при большом числе оборотов с неизменным положением дроссельных заслонок.

Пуск холодного двигателя

Пуск осуществляется с помощью воздушной заслонки 15 и ускорительного насоса. Управление воздушной заслонкой производится из кабины водителя.

Для улучшения пусковых качеств двигателя в конструкции карбюратора предусмотрена связь с воздушной и дроссельными заслонками, вследствие чего при полном закрытии воздушной заслонки дроссельные заслонки открываются на небольшую величину.

Уход за карбюратором и его регулировка

Промывать карбюратор необходимо в чистом бензине или ацетоне с последующей продувкой сжатым воздухом.

В карбюраторе может быть установлен клапан подачи топлива и клапан экономайзера с эластичным запорным элементом (из специальной резины), поэтому промывку ацетоном или растворителями на его основе нужно проводить только после вывертывания этих узлов из корпусных деталей карбюратора.

Стук по клапану и обжатие седла клапаном не допускаются.

При разборке карбюратора, снимая верхний корпус, необходимо отвернуть полый винт 14. При этом нужно учитывать, что нагнетательный игольчатый клапан 40 не закреплен и может выпасть из корпуса.

Категорически запрещается применять проволоку или какие-либо металлические предметы для прочистки жиклеров, форсунок, каналов и отверстий.

Запрещается продувать сжатым воздухом собранный карбюратор через топливоподводящее отверстие и балансировочную трубку, так как это приводит к повреждению поплавка.

При длительном хранении карбюраторов должны быть приняты меры для защиты их от коррозии, загрязнения и повреждения.

Пневмоцентробежный ограничитель максимального числа оборотов

Ограничение максимального числа оборотов коленчатого вала двигателя производится пневмоцентробежным ограничителем, состоящим из двух механизмов: центробежного датчика, вращающегося от распределительного вала двигателя, и диафрагменного исполнительного механизма, который воздействует на дроссельные заслонки карбюратора.

Датчик состоит из трех основных частей: корпуса 25, крышки 19 и ротора 22.

Крышка с корпусом соединены винтами; для уплотнения, между ними установлена прокладка.

В крышке находится уплотняющий сальник 18.

В корпусе датчика запрессована металлокерамическая пористая втулка 24, для смазки которой предусмотрен фитиль 23, пропитанный маслом.

В роторе датчика установлены клапан 27, седло 28 клапана, регулировочный винт 20 и пружина 14.

Для доступа к регулировочному винту в корпусе датчика предусмотрено отверстие, закрываемое пробкой 21.

Смазку датчика нужно производить в соответствии с картой смазки.

При работе двигателя из смесительной камеры через жиклеры 2 и 4 в полость « Б» передается разрежение, под действием которого из воздушной горловины карбюратора через отверстие 10 начинает поступать воздух.

Воздух проходит из воздушной горловины в полость « Б» через отверстие 10, трубку 13, соединяющую воздушную горловину карбюратора с боковым отверстием корпуса датчика, отверстие в седле 28 клапана, канал 26 в оси ротора, трубку 12, соединяющую центральное отверстие корпуса датчика с крышкой диафрагменного механизма.

Создаваемое при этом разрежение в полости « Б» над диафрагмой имеет небольшую величину, и валик дроссельных заслонок свободно поворачивается в сторону их открытия под действием пружины 5.

В случае превышения определенного числа оборотов, на которое отрегулирован центробежный датчик, клапан 27 под действием центробежной силы преодолевает натяжение пружины 14 и частично перекрывает отверстие в седле 28 клапана, изменяя тем самым поток воздуха из воздушной горловины в полость « Б» над диафрагмой.

Разрежение из смесительной камеры через жиклеры 2 и 4 полностью передается в пространство над диафрагмой, вследствие чего диафрагма перемещается вверх, преодолевая натяжение пружины 5 и закрывая дроссельную заслонку.

Полость « А» связана через отверстие 9 с воздушной горловиной карбюратора.

При прикрытии дроссельных заслонок уменьшается поступление горючей смеси в цилиндры двигателя, в результате чего двигатель не превышает заданных оборотов.

Ограничитель числа оборотов регулируют на заводе-изготовителе на заданное максимальное число оборотов, и изменять его регулировку в эксплуатации не разрешается.

Принцип работы и устройство карбюратора

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

Принцип работы и устройство простейшего карбюратора

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

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

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

Устройство карбюратора наших дней

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

Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов:

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

Принцип работы карбюратора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Классификация карбюраторов

Все карбюраторы можно различать по следующим признакам:

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

Устройство автомобилей

Главная дозирующая система карбюратора

Примитивная конструкция простейшего карбюратора не способна обеспечить достаточную управляемость работой двигателя, и уж тем более – его экономичную работу. При средних нагрузках, начиная от самых малых и до 85% полной загрузки двигателя в его цилиндры нужно подавать разное количество горючей смеси примерно постоянного состава, но слегка обедненной, что необходимо для минимального расхода топлива во время работы двигателя.

Для поддержания примерно постоянного и наиболее выгодного с экономической точки зрения состава горючей смеси при разном открытии дроссельной заслонки на средних нагрузках (т. е. для компенсации состава смеси), в карбюраторе должны быть предусмотрены специальные устройства, чутко реагирующие на постоянно изменяющиеся потребности двигателя в количестве горючей смеси — компенсационные устройства. По способу действия этих устройств в основном и различаются карбюраторы разных моделей.
Общее название таких устройств, обеспечивающих приготовление горючей смеси в широком диапазоне средних нагрузок – главная дозирующая система (ГДС) карбюратора.

В большинстве моделей современных карбюраторов преимущественное применение получила компенсация состава смеси пневматическим торможением, принцип которого рассмотрен ниже. Эта система проста по конструкции и достаточно надежна в работе. В карбюраторах некоторых типов дополнительная корректировка состава горючей смеси при данном способе компенсации осуществляется системой холостого хода, питаемой из главной дозирующей системы и работающей при средних положениях дроссельной заслонки.

Под главной дозирующей системой понимается та часть топливной системы карбюратора, через которую подается основное количество топлива при работе двигателя на всех режимах, кроме холостого хода.
На Рис. 1 приведены две графические характеристики – простейшего и идеального карбюраторов.

В простейшем карбюраторе по мере увеличения открытия дроссельной заслонки и увеличения разрежения ∆Рд в диффузоре коэффициент избытка воздуха α уменьшается, т. е. горючая смесь непрерывно обогащается. Задача главной дозирующей системы – обеспечение состава смеси, соответствующего условиям идеального карбюратора (кривая 2 на Рис. 1).

Достигается это путем корректирования характеристики простейшего карбюратора в соответствии с нагрузочным режимом, при этом используется метод пневматического торможения топлива (регулирование разрежения у жиклера). На остальных режимах работы двигателя для поддержания требуемого состава горючей смеси используются вспомогательные системы и устройства:

  • Система пуска – при пуске холодного двигателя;
  • Система холостого хода – при работе двигателя без нагрузки (на холостом ходу);
  • Система компенсации смеси – включается, как дополнение к главной дозирующей системе при работе двигателя в режиме средних нагрузок;
  • Экономайзер – дополняет главную дозирующую систему в режиме максимальных нагрузок (максимальной мощности двигателя);
  • Ускорительный насос – дополняет главную дозирующую систему в кратковременных режимах экстремальных нагрузок (например, при необходимости резкого разгона автомобиля или трогании с места).



Принципиальная схема главной дозирующей системы карбюраторов (Рис. 2) отличается от рассмотренной в предыдущей статье схемы простейшего карбюратора тем, что между главным топливным жиклером 5 и распылителем устанавливается воздушный жиклер 2, расположенный в верхней части колодца 3 воздушного жиклера.
При неработающем двигателе уровни топлива в поплавковой камере, колодце воздушного жиклера и распылителе одинаковые. При работе двигателя на средних нагрузках топливо из колодца 3 быстро высасывается и через воздушный жиклер 2 и колодец в канал распылителя подается воздух, который, смешиваясь с топливом, образует эмульсию (смесь пузырьков воздуха с топливом), поступающую в диффузор 7.

Эмульсия быстро испаряется в смесительной камере карбюратора. Воздух, находящийся в эмульсии, никакого влияния на состав смеси не оказывает, так как его количество по сравнению с воздухом, проходящим через диффузор 7, ничтожно мало. Но под его действием снижается разрежение у топливного жиклера 5, в результате чего уменьшается расход топлива и соответственно обедняется приготовляемая карбюратором горючая смесь по сравнению с горючей смесью, получаемой при тех же условиях в простейшем карбюраторе.

Необходимое изменение состава смеси в соответствии с режимами работы двигателя обеспечивается путем подбора сечений топливного и воздушного жиклера.

На рисунке 3 приведена принципиальная схема главной дозирующей системы с системами пуска и холостого хода, где используется эмульсионная трубка 15 с отверстиями.

При работе двигателя уровень топлива в воздушном колодце опускается, и как только он опустится до верхнего радиального отверстия в трубке 15, в распылитель вместе с топливом из колодца начинает поступать воздух, который, перемешиваясь с топливом, образует эмульсию.
При дальнейшем увеличении открытия дроссельной заслонки 1 увеличивается расход топливной эмульсии через распылитель, и уровень топлива в колодце и эмульсионной трубке 15 понижается еще больше, что приводит к открытию новых отверстий.
Требуемую степень обеднения смеси получают подбором сечений жиклеров 14 и 16 и высоты уровня топлива в поплавковой камере карбюратора.

Балансировка карбюратора

Балансировка карбюратора необходима для предотвращения обогащения горючей смеси в случае засорения воздушного фильтра, в результате чего в цилиндры не сможет поступать горючая смесь нужного состава и количества.
В несбалансированном карбюраторе (Рис. 3) поплавковая камера непосредственно сообщается с атмосферой посредством специального отверстия в верхней части камеры. В таком карбюраторе в случае засорения воздушного фильтра в смесительной камере увеличивается разрежение, а в поплавковой давление остается неизменным (равным атмосферному), что ведет к увеличению истечения топлива из распылителя и к повышенному его расходу.

В сбалансированном карбюраторе (Рис. 2) воздух в поплавковую и смесительную камеры поступает через специальный канал, подведенный к верхней части воздушного патрубка карбюратора (под воздушным фильтром), и его засорение не вызывает разности давлений в поплавковой и смесительной камерах. Поскольку разность давлений отсутствует, засорение фильтра не влияет на качественный состав горючей смеси, т. е. не будет иметь место чрезмерное истечение топлива из распылителя.
Чаще всего для выравнивания давления в поплавковой и смесительной камерах в сбалансированном карбюраторе над воздушной заслонкой устанавливается заборная трубка или выполняется специальный канал в корпусе карбюратора, сообщающий эти камеры.
Карбюраторы современных автомобилей выполняются сбалансированными.

Режимы работы карбюраторов 2108, 21081, 21083 Солекс, 2105, 2107 Озон

В целях повышения эффективности диагностики неисправностей карбюраторного двигателя необходимо хотя бы в общих чертах знать основные режимы его работы и соответствующие им режимы работы карбюратора.

Режимы работы карбюраторов 2108, 21081, 21083 Солекс, 2105, 2107 Озон

Они в общем аналогичны. На каждом из режимов работы двигателя автомобиля вступают в работу те или иные системы и механизмы карбюратора. Таким образом, зная на каком режиме у нас возникают проблемы, можно установить из-за неисправности каких систем карбюратора это происходит.

Пуск двигателя

Работает пусковое устройство, главная дозирующая система 1-й камеры карбюратора.

Схема пусковое устройство карбюратора Солекс 21083

Холостой ход

Работает система холостого хода карбюратора.

Топливная смесь обогащенная.

Схема системы холостого хода схх карбюратора 2105-1107010-10, 2107-1107010-20 Озон

Частичная нагрузка

Главная дозирующая система 1-й камеры, переходная система 1-й камеры.

Топливная смесь обедненная.

ГДС 21073 Солекс

Полная нагрузка

Главные дозирующие системы обеих камер, переходные системы обеих камер, экономайзер мощностных режимов, эконостат.

Топливная смесь обогащенная.

Схема «Устройство эконостата карбюратора Озон 2105, 2107»

Разгон

Ускорительный насос, главные дозирующие системы обеих камер.

Топливная смесь обогащенная, плюс дополнительное обогащение за счет работы ускорительного насоса.

Ускорительный насос карбюратора Солекс, схема

Карбюратор на каждом из режимов приготавливает для работы двигателя оптимальную на данный момент топливную смесь. От того насколько правильно он это делает, зависит, насколько хорошо будет работать двигатель. Этот процесс называется карбюрацией.

Он происходит в любых карбюраторах, а не только автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099, 2105, 2107 и т. д.

Топливная (горючая) смесь состоит из воздуха и топлива, смешанных в карбюраторе, в определённой пропорции. Нарушение смесеобразования по причине неисправности каких-либо систем карбюратора опять же приводит к проблемам в работе двигателя. Например, если на холостом ходу, вместо обогащенной смеси, карбюратор будет готовить обеднённую, ваш двигатель будет трясти.

Вот основные виды топливной смеси приготавливаемой карбюратором:

Нормальная – 1 кг топлива/15 кг воздуха

Обеднённая – 1 кг/ 17 кг

Переобеднённая – 1кг/19 кг

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector