Опишите устройство и принцип работы простейшего карбюратора

6 августа 2019 0 Автор

Простейший карбюратор состоит из двух основных частей: смесеобразующего устройства и поплавковой камеры. В смесеобразующем устройстве происходит приготовление горючей смеси, а поплавковая камера является резервуаром, откуда топливо подается для смешения с воздухом.

Смесеобразующее устройство карбюратора имеет входной воздушный патрубок, диффузор, смесительную камеру, дроссельную заслонку, выходной патрубок. Выходной патрубок обычно заканчивается фланцем, которым карбюратор крепится к впускному трубопроводу двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

На входном патрубке устанавливают шланг для подвода воздуха или непосредственно воздушный фильтр. Диффузор является местным уменьшением сечения смесеобразующего устройства. Благодаря диффузору улучшаются условия распыливания топлива, так как при работе двигателя в самом узком сечении диффузора создается максимальная скорость воздушного потока. В этом месте устанавливают распылитель, представляющий собой трубку, выведенную в диффузор. Через распылитель происходит истечение и распыление топлива.

Поплавковая камера содержит поплавковый механизм, состоящий из поплавка и игольчатого клапана. Поплавок закреплен шарнирно на стенке поплавковой камеры. На рычаг поплавка опирается запорная игла игольчатого клапана.

При подаче топлива через штуцер в поплавковую камеру поплавок всплывает и своим рычагом поднимает запорную иглу, закрывая игольчатый клапан. Как только уровень топлива в поплавковой камере достигнет заданного предела, игольчатый клапан закроется полностью и поступление топлива в камеру прекратится. При расходовании топлива из поплавковой камеры поплавок опускается и приоткрывает игольчатый клапан. В поплавковую камеру вновь начинает поступать топливо до момента достижения заданного уровня. Таким образом, поплавковая камера с помощью поплавкового механизма обеспечивает поддержание заданного уровня топлива при всех режимах работы двигателя.

В нижней части поплавковой камеры располагают главный жиклер. Его основное назначение состоит в дозировании топлива для получения горючей смеси нужного состава. Жиклер представляет собой пробку с центральным калиброванным отверстием. Диаметр калиброванного отверстия жиклера выбирается в зависимости от требуемого расхода топлива. Большое значение для образования горючих смесей имеет также длина калиброванного отверстия жиклера, углы входных и выходных фасок, диаметры каналов в теле жиклера. Главный жиклер может быть установлен в нижней или верхней части распылителя.

При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска и при открытой дроссельной заслонке через смесительную камеру карбюратора проходит воздух. Внутри диффузора скорость потока воздуха значительно возрастает, и на выходе рыспылителя создается разрежение. При этом в поплавковой камере вследствие наличия отверстия давление остается равным атмосферному. Из-за разности давлений в поплавковой камере и в распылителе топливо начинает перетекать через главный жиклер и распылитель в виде фонтанчика, попадая в горловину диффузора. Здесь струя поступающего воздуха дробит вытекающее топливо на мелкие капельки, которые перемешиваются с воздухом, испаряются и образуют горючую смесь.

Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объеме. Часть топлива в виде капелек не успевает испариться и перемешаться с воздухом. Неиспарив-шиеся капельки топлива движутся в потоке воздуха и оседают на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода. Топливо, осевшее на стенки, образует пленку, которая движется с малой скоростью. Чтобы испарить пленку топлива, впускной трубопровод при работе двигателя подогревается. Чаще всего используется жидкостный подогрев (от системы охлаждения двигателя) или подогрев теплом отработавших газов. Таким образом, можно считать, что образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя.

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.

Немного истории

Ранние разработки на заре эпохи двигателестроения использовали в качестве горючего светильный газ. Карбюратор таким двигателям на раннем этапе был попросту не нужен. Светильный газ поступал в цилиндры благодаря разрежению, которое образовывалось в процессе работы двигателя. Главной проблемой такого горючего являлась его высокая стоимость и ряд сложностей в процессе использования.

Вторая половина XIX века стала тем периодом, когда изобретатели, инженеры и механики во всем мире старались заменить дорогой светильный газ более экономичным, дешевым и доступным видом горючего для двигателя внутреннего сгорания. Лучшим решением стало использование привычного для нас сегодня жидкого топлива. Стоит учесть, что такое топливо не может воспламениться без участия воздуха.

Для приготовления смеси из воздуха и топлива потребовалось дополнительное устройство. Мало того, но смешивать воздух с горючим необходимо было еще и в нужных пропорциях. Для решения этой задачи изобрели первый карбюратор. Устройство увидело свет в 1876 году. Создателем ранней модели карбюратора стал итальянский изобретатель Луиджи Де Христофорис. По своей конструкции и принципу работы первый карбюратор имел ряд существенных отличий от более современных аналогов.

Читайте также:  Замена рулевых наконечников ваз 2114 цена

Для получения качественной топливно-воздушной смеси горючее в первом устройстве нагревалось, а его пары смешивались с воздухом. По ряду причин этот способ образования рабочей смеси не получил широкого распространения. Разработки в данной области продолжились, а уже через год талантливые инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах создали конструкцию двигателя внутреннего сгорания, который имел карбюратор, работающий по принципу распыления топлива. Это устройство легло в основу для всех последующих разработок.

Что такое карбюратор

Карбюратором называют важнейший узел среди всех систем автомобиля. Он относится к устройству двигателя внутреннего сгорания и предназначен для образования топливовоздушной смеси. Карбюрация (то есть создание) смеси осуществляется путём смешения жидкого горючего и воздуха, при этом важное значение имеет пропорциональность частей.

Сегодня карбюраторы используются на самых разных двигателях для обеспечения работы разнообразных технических устройств. Первые типы карбюраторов (барботажные) ныне уже не используются, так как их вытеснили более производительные мембранно-игольчатые и поплавковые.

Мембранно-игольчатый карбюратор состоит из камер, которые разделены специальными мембранами. Между собой мембраны довольно жёстко фиксируются штоком, один из концов которого представляет собой иголку. Игла во время работы карбюратора движется вверх-вниз и то открывает клапан подачи горючего, то закрывает его. Это самый простой на сегодняшний день тип карбюраторных механизмов, который используют на газонокосилках, самолётах и некоторых видах грузовых автомобилей (например, на ЗИЛ-138).

Поплавковый карбюратор представлен сегодня в нескольких модификациях, однако все они имеют схожий принцип работы. В качестве основного элемента такого устройства выступает поплавок и поплавковая камера. Именно камера отвечает за своевременную подачу горючего и воздуха, в ней формируется топливовоздушная смесь и подаётся в камеру сгорания. Поплавковый карбюратор гарантирует бесперебойную работу мотора и обеспечивают хорошую динамику и тягу. Поэтому такой карбюраторный вид устройств получил в современном автомобилестроении особенную популярность.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРА

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

Простейший поплавковый карбюратор состоит из двух камер:

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

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

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

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

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

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

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

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

Роль дроссельной заслонки в работе карбюратора

Количество топливной смеси, которое поступает в цилиндры, зависти от положения дроссельной заслонки, которая, в свою очередь, связана с педалью газа.

Кроме того, в салоне некоторых карбюраторных автомобилей на приборной панели есть специальный рычаг, которым также можно управлять заслонкой. Обычно его называют «подсос», хотя технически это «устройство холодного пуска». Вытягивая его ручку на себя, водитель прикрывает воздушную заслонку, ограничивая доступ воздуха и увеличивая разрежение в смесительной камере карбюратора. В результате бензин из поплавковой камеры высасывается более интенсивно и при недостатке воздуха готовит для мотора обогащенную горючую смесь, которая и необходима для пуска холодного двигателя.

Для того чтобы двигатель работал на холостом ходу, в карбюраторе есть специальные дополнительные калиброванные воздушные жиклеры, через которые строго определенное количество воздуха попадает под дроссельную заслонку и смешивается с топливом, даже если убрать ногу с педали газа.

Читайте также:  Куда поставить колонки в газель

Достоинства и недостатки карбюратора

Основное достоинство карбюратора заключается в его ремонтопригодности. К этому устройству можно приобрести ремкомплект, который можно заменить, в случае необходимости, даже на улице. Однако это достоинство давно уже утратило практический смысл: развитие компьютерной диагностики сделало ремонт инжектора, практически равноценным по простоте занятием. Программу диагностики можно установить даже на iPhone, и успешно считывать ошибки при помощи кабеля-переходника.

Недостатки карбюратора связаны с тем, что он представляет собой достаточно тонкое и сложное механическое устройство. Его необходимо время от времени регулировать, чистить и беречь от засоров. Кроме того, его работа зависит от погодных условий: зимой в нем может замерзнуть конденсат, летом он перегревается, и топливо начинает интенсивно испаряться. В общем и целом можно сказать, что это устройство морально устарело.

Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы

Моновпрыском называется одна из разновидностей электронной системы впрыска топлива в двигатель. Можно сказать, что моновпрысковые системы являются своего рода переходной моделью от карбюратора к инжектору.

Впервые моновпрыск был разработан и установлен для самолётов как более современная модификация карбюраторного агрегата, которая исключала «провалы» в подачи топлива во время исполнения фигур в воздухе.

Существенной разницей между моновпрыском и карбюраторной системой можно считать наличие у моновпрыскового устройства компьютерного блока контроля подачи и расхода горючего, а также бензинового насоса и одной форсунки, работающей от электричества. Тип работу моновпрыска аналогичен карбюратору, только с использованием более современных компонентов.

Главным достоинством системы моновпрыска является бесперебойная работа мотора, так как в агрегате постоянно поддерживается минимальное давление в 1 бар. То есть транспортные средства с моновпрыском могут бесперебойной работать при резком обгоне или торможении, когда как карбюраторные механизмы не всегда могут гарантировать стабильность мотора в этих режимах.

К тому же моновпрыск гарантирует повышение мощности силового агрегата засчёт отсутствия провалов в питании.

Однако карбюраторы и по сей день считаются более экономичными устройствами, так как впрыск топлива осуществляется не в одной точке, а по всей камере, что позволяет использовать весь поступающий объём горючего. По этой причине двигатели с карбюраторами легче заводятся в зимнее время.

Таким образом, карбюраторные устройства обладают хорошими характеристиками в плане экономного потребления горючего и возможности запуска в любых климатических условиях. Моновпрыск обеспечивает более стабильную работу мотора и высокие качества мощности автомобиля.

РЕГУЛИРОВКА И ОБСЛУЖИВАНИЕ КАРБЮРАТОРА

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

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

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

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

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

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

На сегодняшний день большое количество автомобилей функционирует благодаря смеси бензина и воздуха. Подобные моторы общепринято называть ДВС, и именно в строении бензинового мотора есть такое спецоборудование, как карбюратор. В данной статье мы рассмотрим основные принципы работы и подробно проанализируем его конструкцию.

Что такое карбюратор, назначение

Карбюратор – это один из сложнейших частей топливной концепции любого бензинового аппарата. Его предназначение заключается в изготовлении топливно-воздушной смеси (ТВС) способом насыщения бензина кислородом в необходимых количествах с последующей подачей уже готовой массы в цилиндры. Перемешивание всех компонентов осуществляется в нужной консистенции, соответствующей режимам работы двигателя.

Процедура подачи горючего совершается исключительно благодаря карбюратору, в котором есть такой механизм, как диффузор. Он рассчитан для сужения воздушного горла механизма. Иными словами, в период прохождения атмосферы через данное сужение, наступает спад давления. Затем в ход идет небольшой проем, для подачи топлива. Под большим давлением горючее выжимается из камеры в горловину карбюратора, откуда смесь направляется в выходной канал и затем поступает в цилиндры мотора.

Читайте также:  Как самому поменять сайлентблоки

Виды карбюраторов

Процесс улучшения карбюратора повлек за собой создание огромного количества видов этого устройства различными изготовителями.

По времени открытия заслонок смесительных камер карбюратор делится:

  • с поочередным открытием клапанных заслонок второстепенных камер;
  • с синхронным открытием клапанных заслонок.

На сегодняшний день виды карбюраторов можно поделить на три основные группы:

  1. Поплавковый – это самый оптимальный и распространенный вид карбюраторов. На фоне других он выделяется особой надежностью, незамысловатой настройкой. Состоит он из поплавковой и смесительной камер.
  2. Мембранно-игольчатый – вмещает несколько, разделенных перегородками, камер. В последних находится поршень с иглой, которая заслоняет и открывает топливный канал, влияя этим на клапан. Основным преимуществом подобного вида считается простота.
  3. Барботажный – такого рода карбюратор предполагает собой обогреваемый внешне стальной цилиндр. Коксовое топливо поступает в сосуд, под названием барботер (находящийся в нижней части агрегата) и протекает через слой разогретого материала. Вследствие соприкосновения коксового газа с сырьем происходит самоиспарение углеводородов, после чего газ насыщается их парами. Часть сырья, которое не подверглось испарению, время от времени устраняют из механизма.

По количеству смесительных камер делятся на: однокамерные, двухкамерные и четырехкамерные.

Внутреннее устройство

Несмотря на то что инжектор считается более подходящим и совершенным, на дорогах все еще остается огромное число машин, мотор которых снабжен карбюратором.

Как говорилось ранее, практически в каждой машине стоит карбюратор поплавкового типа. Простой агрегат состоит из двух главных камер: смесительной и поплавковой. Роль поплавковой заключается в дозировке и сохранности горючего; поддерживается неизменная подача топлива при различных условиях эксплуатации двигателя.

Внутри узла есть углубление со встроенным поплавком, связанным с клапаном игольчатого вида, который расположен в канале бензонасоса. В момент расхода поплавок опускается, в следствие канал открывается, и топливо закачивается в углубление.

Вторая камера гарантирует перемешивание горючего. Для такого действия существует диффузор – специально суженый участок; он помогает придать ускорение проходящему потоку воздуха.

Чтобы иметь полное представление о том, как выглядит внутреннее устройство агрегата, рекомендуем просмотреть видеоролик:

Принцип работы

Простой карбюратор не способен обеспечить мотор подходящей, согласно составу, смесью на всех этапах работы. Автолюбитель кроме количества ТВС, обязан распоряжаться ее качеством благодаря рукояти «подсоса», связанной с атмосферной заслонкой.

При вытягивании ручки, створка закрывается и в смесительную камеру воздух поступает в меньшем количестве, а разрежение заполняется топливом наиболее усилено. Этот факт немаловажен, особенно при запуске двигателя в холоде, когда необходима богатая смесь, которая может загореться при отрицательных температурах.

Создание сбалансированной топливной смеси в камере механизма совершается не полностью. Часть горючего не может улетучиться и смешаться с атмосферой. Капли горючего, которые не успели испариться, перемещаются и оседают на стенах камеры и выпускных патрубков.

Горючее, которое оседает на стенах, формирует некую пленку, которая перемещается с небольшой скоростью. Для того чтобы улетучить пленку бензина, впускные патрубки при функционировании мотора подвергается подогреву. Большее распространение имеет жидкостный подогрев либо нагрев газами. Можно смело заявить, что генерация горючей смеси завершается в конце впускного трубопровода мотора.

Плюсы минусы карбюратора

Основным плюсом принято считать доступную цену ремонта. Следующий положительный момент заключается в том, что карбюратор не боится загрязнений и попадания воды.

Однако не все так гладко, ведь данный механизм нужно достаточно часто очищать и подстраивать. В холодное время года в корпусе аппарата может скапливаться и замерзать конденсат. В жару механизм может легко перегреться, что приведет к интенсивному испарению топлива и падению мощности ДВС. Заключительным доводом против карбюратора считается высокая токсичность выхлопа, что и повергло к отказу его применения в нынешних автомобилях.

Возможные проблемы карбюратора

Сейчас мы перечислим возможные проблемы при работе с карбюратором, чтобы вы могли обойти их стороной:

  • В случае если мотор не запускается либо глохнет после пуска, это явный признак отсутствия топлива в поплавковой камере или нарушение состава горючей смеси;
  • Если мотор на холостом ходу функционирует нестабильно или постоянно глохнет, то возможны:
  1. загрязнение каналов либо жиклеров холостого хода;
  2. проблемы в работе электромагнитного клапана;
  3. поломки в функционировании элементов ЭПХХ и БУ;
  4. сбой и деформация резинного уплотнительного кольца.
  • В связи с концепцией первой камеры, при отсутствии должных оборотов не исключается возможность полной остановки пуска машины. Чтобы устранить эту неполадку нужно как следует промыть или продуть каналы, а также заменить поврежденные детали.

Принцип функционирования карбюратора – это самое первое, что вы должны понимать. Карбюратор – это одна из самых важных механизмов каждого мотора, без которого ни один автомобиль не будет работать как механические часы. И, если вы научитесь самостоятельного его чистить и подстраивать, то вам не придется долго искать хорошего мастера для воплощения индивидуальных желаемых настроек мощности и расхода своего ТС.