Виды карбюраторов – Общее устройство карбюратора, схема и принцип работы карбюратора автомобиля

Содержание

Виды карбюраторов | AUTO-GL.ru

Карбюраторный двигатель по причине своих отличных эксплуатационных характеристик пользуется популярностью на протяжении длительного времени. Такие моторы сочетают простоту конструкции, надежность и ремонтопригодность. Особенностью силовых агрегатов данного типа является внешнее смесеобразование. Топливо смешивается с кислородом в карбюраторе и в последующем подается в камеру сгорания.

Виды карбюраторов

Фактически, карбюратор представляет собой устройство, где происходит приготовление топливной смеси за счёт смешивания жидкого топлива с воздухом.

Содержание статьи

Виды карбюраторов

  • В зависимости от способа образования смеси карбюраторы принято разделять на пульверизационные и испарительные. Первоначально популярностью пользовались испарительные модификации, однако впоследствии наибольшее распространение получили пульверизационные, которые обеспечивают максимально качественное разбрызгивание смеси в камере сгорания.
  • В зависимости от числа используемых смесительных камер принято выделять одно, двух и четырехкамерные модификации.
  • Также карбюраторы различаются в зависимости от способа и порядка открытия дроссельных заслонок. Так, заслонки в карбюраторах могут открываться принудительно и автоматически. При этом открытие заслонок на вторичной камере может проходить последовательно или параллельно. Всё это непосредственно влияет на конструкцию агрегата, обеспечивая приготовление качественной воздушно-топливной смеси и ее последующее полное сгорание в двигателе.
  • Наибольшей популярностью сегодня пользуются карбюраторы с нисходящим потоком и соответствующим направлением главного воздушного клапана.
  • Также существуют модификации карбюраторов с горизонтальным и восходящим воздушным потоком. Однако подобные разновидности по причине сложной конструкции не получили сегодня должного распространения и встречаются крайне редко.
  • В зависимости от типа камеры принято разделять барботажные, мембранно-игольчатые, поплавковые. На сегодняшний день барботажные карбюраторы уже не используются, а вот мембранно-игольчатые и поплавковые все еще распространены. Мембранные разновидности состоят из нескольких камер, которые соединяются игольчатым клапаном. Именно открытие и закрытие клапанов позволяет регулировать объем поступающей топливной смеси. Поплавковые разновидности имеют одну камеру сгорания с установленным внутри поплавком. Именно такой поплавок и регулирует работу запорного клапана, позволяя поддерживать постоянный уровень топлива в камере.

Устройство карбюратора

Несомненным преимуществом карбюратора является его простота конструкции, он состоит из двух элементов: поплавковой камеры 10 и смесительной камеры 8.

Топливо под давлением по трубке 1 подается в поплавковую камеру 10, где находится поплавок 3 и запорная игла 2. Такая игла фактически является простейшим клапаном, который регулирует уровень топлива в камере. Наличие такого клапана позволяет обеспечить постоянный уровень топлива в поплавковой камере в процессе работы двигателя, а, следственно, подача бензина в цилиндры осуществляется равномерно. А благодаря балансировочному отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление.

Затем топливо поступает через жиклёр 9 в распылитель 7. При этом количество топлива, которое выходит из распылителя, зависит от степени вакуума, образовавшегося в диффузоре и диаметре проходящего отверстия в жиклере.

При впуске давление в цилиндрах уменьшается. Воздух из окружающей среды поступает в цилиндр через смесительную камеру 8, где расположен диффузор 6 (трубка Вентури), и впускной трубопровод, который распределяет готовую смесь по цилиндрам.

Распылитель находится в самой узкой части диффузора, где, по закону Бернулли, скорость потока достигает мах значения, а давление падает до мin значения. Выход топлива из распылителя осуществляется за счёт разности давлений.

Управление карбюратором и дроссельной заслонкой 5 может выполняться исключительно механически через связь с педалью газа, так и различными автоматическими системами, которые устанавливались на поздних модификациях в карбюраторных двигателях. Наибольшее распространение получила система управления карбюратором с металлическим тросом, которая отличается простотой конструкции и надежностью.

Подача воздуха происходит путем открытия и закрытия воздушной заслонки. Такая заслонка на большинстве двигателей имеет полуавтоматических ход. В процессе эксплуатации работа используемой воздушной заслонки может нарушаться, что приводит к переобогащению смеси или ее обеднению. Именно поэтому в ходе эксплуатации такого карбюраторного двигателя необходимо регулярно производить осмотр и соответствующую регулировку воздушной заслонки и всего карбюратора.

Одной из разновидностей карбюраторов являются эмульсионные варианты, в которых в распылитель поступает уже не жидкое топливо, а эмульсия, полученная из воздуха и топлива. Считается, что эмульсионные карбюраторы обеспечивают максимальный коэффициент полезного действия, что достигается за счёт улучшенного распыления бензина в воздушной смеси.

Регулировка карбюратора

Карбюраторный двигатель отличается простотой конструкции, однако подобная система впрыска топлива неизменно требует исправной работы всех механизмов и узлов. Нарушение настройки карбюратора, а подобные проблемы неизменно возникают в процессе эксплуатации этого механизма, приводят к ухудшению приемлемости, экономичности, при этом отмечается увеличение показателей токсичности отработанных газов. Именно поэтому нужно пристально следить за состоянием работы карбюратора и при необходимости вносить соответствующие корректировки.

Автовладельцу при эксплуатации автомобиля с карбюраторным агрегатом доступно две регулировки путем изменения положения винта количества и винта качества. Винт количества отвечает за показатель оборотов на холостом ходу. Тогда как изменение положения винта качества позволяет регулировать степень обогащения топливно-воздушной смеси.

В редких случаях могут отмечаться серьезные поломки, в особенности при появлении неучтенного подсоса воздуха или же нарушении герметичности клапана и системы холостого хода. Всё это приводит к необходимости диагностики и ремонта карбюратора силами специалистов сервисного центра.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  • Если говорить о преимуществах карбюратора, то можем отметить простоту конструкции и надежность. В такой системе питания используются простые механизмы, которые управляются механически и практически не имеют подвижных частей. Фактически, ломаться в карбюраторе нечему, поэтому подобный узел отличается надежностью и долговечностью.
  • Если сравнивать карбюраторный мотор с инжекторным, то из преимуществ можно отметить лучшую работу при низких температурах и устойчивый запуск в жару и холод. Регулировка карбюратора не представляет сложности. Имеется два винта, изменение положения которых позволит внести необходимые корректировки в работу силового агрегата.

Однако и недостатки у двигателей данного типа всё же имеются:

  • В первую очередь это зависимость работы силового агрегата от качества топлива. При наличии в бензине липучих посторонних примесей, может забиваться распылитель, что приводит к неровной работе силового агрегата.
  • Следует сказать, что в сравнении с инжектором карбюраторные моторы существенно проигрывают в вопросах мощности. Карбюратор не способен обеспечить качественное разбрызгивание топлива в камере сгорания, соответственно в сравнении с инжектором такой мотор будет иметь увеличенный расход топлива, а также меньшие показатели мощности с одинакового объема.
  • В простоте карбюраторных двигателей кроются как преимущества, так и недостатки. Если в инжекторе можно внести программой какие-либо изменения в работу силового агрегата, то у карбюратора какая-либо регулировка работы системы питания двигателя существенно затруднена.

На сегодняшний день карбюраторные двигатели практически полностью вытеснены инжекторными агрегатами, которые отличаются улучшенными динамическими и топливно-экономическими показателями работы. Впрочем, многие автовладельцы по достоинству оценили простоту и надежность карбюраторных двигателей и с удовольствием используют машины с таким типом силовых агрегатов и по сей день.

Разновидности карбюраторов

За более чем столетнюю историю существования карбюратора появилось множество вариантов этого устройства. Они отличаются друг от друга конструкцией, принципом работы и размерами. Столь богатая гамма связана, в первую очередь, с желанием инженеров оптимизировать работу карбюратора, сделать его подходящим для разных типов двигателей автомобилей и мотоциклов.

Основные виды карбюраторов

Прежде всего, карбюраторы делятся на следующие типы: барботажный, мембранно-игольчатый и поплавковый.

Барботажный карбюратор – самый несовершенный тип, уже не использующийся на современных автомобилях. Суть устройства заключалась в следующем: в верхней части бензобака, выше максимального уровня топлива, была расположена доска с двумя патрубками. По одному из них в бак поступал наружный воздух, другой же делал забор этого воздуха, смешанного с парами топлива. Таким образом и получалась топливная смесь. Дроссельная заслонка была расположена отдельно от двигателя. Этот тип карбюраторов был крайне требователен к фракционному составу топлива. Другими его недостатками были взрывоопасность, относительно большой размер конструкции, и отсутствие возможности регулировок.

Самое же широкое распространение получил поплавковый карбюратор, который отличается надежностью, легкостью регулировок и качеством получаемой топливной смеси

Со временем устройство эволюционировало практически до неузнаваемости. Новый тип карбюраторов назывался мембранно-игольчатым. Прежде всего, его отличие в том, что такой карбюратор — отдельный самостоятельный узел. В его конструкции – несколько камер, которые разделены мембранами. Через них насквозь проходит поршень или шток с иглой на конце, которая открывает и закрывает доступ топлива в камеры, воздействуя на клапан. Главное преимущество подобного устройства – его простота. Кроме того, он ценится за способность работать буквально в любом положении, независимо от направления действия силы тяжести. При этом к основным недостаткам мембранно-игольчатого карбюратора относятся сложность в регулировке, чувствительность к ускорениям, направленным перпендикулярно мембранам, не слишком широкий диапазон объемов смеси на выходе, а также медленные переходы между режимами.  Такие карбюраторы практически не использовались в автомобилестроении, но создали почву для появления другого типа конструкции.

Самое же широкое распространение получил поплавковый карбюратор. Этот тип устройств отличается от всех других надежностью, легкостью регулировок и качеством получаемой топливной смеси. Он состоит из двух частей: поплавковой камеры, которая нужна для стабильного притока топлива, и смесительной камеры, в которой топливо соединяется с кислородом. Кроме того, такой карбюратор оснащен различными дозирующими устройствами: жиклером, топливными и воздушными клапанами. Во многом за счет этого поплавковые карбюраторы и стали самой удачной конструкцией, на основе которой разрабатывались бесчисленные модификации.

Классификация по способу поддержания давления в поплавковой камере

Поддержание давления в поплавковой камере может осуществляться двумя способами.

В одном случае, воздух поступает в поплавковую камеру через патрубок камеры смесительной, благодаря чему давление в обеих камерах одинаковое. Таким образом исключается влияние воздушного фильтра карбюратора на состав топливной смеси. Карбюраторы с таким устройством называются балансированными.

Поток топливной смеси в карбюраторе может двигаться сверху вниз, снизу вверх или же горизонтально

В другом случае, воздух поступает в поплавковую камеру по отдельному каналу. Это приводит к тому, что, засоряясь, воздушный фильтр обогащает топливную смесь. Происходит это по той причине, что засоренный фильтр хуже пропускает воздух, что, в свою очередь, приводит к разности давлений в камерах. У балансированных карбюраторов, в отличие от небалансированных, в таких ситуациях разность давлений в камерах остается прежней, поэтому состав смеси не меняется.

Классификация по направлению движения топливной смеси

Карбюраторы различаются и по такому признаку, как направление движения топливной смеси. Поток смеси может двигаться сверху вниз, снизу вверх или же горизонтально. Они так и называются: карбюратор с нисходящим, восходящим или горизонтальным потоком. Карбюраторы с нисходящим потоком считаются наиболее эффективными, благодаря лучшим мощностным показателям. Кроме того, они удобнее расположены в двигателе, что важно при регулировании настроек и обслуживании.

Классификация по количеству смесительных камер

С совершенствованием двигателей внутреннего сгорания развивалось и устройство карбюраторов. Так, для многоцилиндровых двигателей стали использовать двухкамерные карбюраторы. Принцип его работы остался таким же, а вот устройство изменилось. Такой карбюратор имеет одну поплавковую и две смесительные камеры и, соответственно, две дроссельные заслонки, связанные общей осью и открывающиеся одновременно. Такая система нужна для более эффективного распределения смеси по цилиндрам.

Существует и разновидность такого карбюратора, где заслонки открываются последовательно.

Устройство у него примерно такое же. Основная разница —  в приводе дроссельных заслонок и конструкции выпускного патрубка (он является общим для двух смесительных камер). Сначала происходит открывание дроссельной заслонки первой камеры (основной), а когда она открывается на 70—80%, начинает открываться дроссельная заслонка второй камеры (дополнительной). Параллельно подключается к работе дополнительная смесительная камера, которая обеспечивает поступление в цилиндры большого количества горючей смеси.

Очевидно, что двухкамерные карбюраторы гораздо эффективнее, потому что они эффективнее наполняют цилиндры горючей смесью, уменьшая потери напора смеси во впускных трубопроводах. Смесь в таком карбюраторе движется в одном направлении. Самые лучшие показатели у таких карбюраторов в V-образных двигателях, там одна камера снабжает смесью один ряд цилиндров. Многокамерные карбюраторы служат для увеличения мощности двигателя, а также снижения расхода топлива и токсичности выхлопных газов. Наилучшими характеристиками среди многокамерных карбюраторов обладают устройства с последовательным открытием дроссельных заслонок.

Устройство карбюратора и его разновидности

В разное время на автомобили устанавливались разные виды силовых агрегатов.
Современные двигатели оснащаются системами впрыска топлива, и рабочая смесь образуется либо во впускном коллекторе, либо непосредственно в камере сгорания цилиндра, если речь идет о непосредственном впрыске. В более старых бензиновых двигателях приготовление топливно-воздушной смеси и подачу ее в цилиндры силового агрегата осуществляется при помощи карбюраторов. Устройство карбюратора призвано обеспечить непрерывное образование рабочей смеси различного качества, соответственно режиму работы мотора.
карбюратор автомобиля

карбюратор автомобиля

Как он устроен

В простейшем случае данное устройство состоит из следующих основных элементов:

  • поплавковой камеры;
  • поплавка с игольчатым клапаном;
  • дроссельной и воздушной заслонок;
  • смесительной камеры с диффузором;
  • распылителя;
  • воздушных и топливных каналов с жиклерами.

Как он работает

Строение поплавковой камеры карбюраторов сходно со строением бачка унитаза. Через игольчатый клапан топливо поступает в нее до тех пор, пока поплавок не поднимется до максимального уровня и не перекроет подачу бензина. При снижении уровня поплавок опускается, открывается клапан, и горючее вновь поступает в камеру. Такое устройство позволяет поддерживать постоянный уровень топлива.
поплавок карбюратора

поплавок карбюратора
Через распылитель бензин попадает в смесительную камеру, где смешивается с потоком воздуха. Для лучшего смешивания смесительная камера снабжена диффузором, благодаря которому воздушный поток ускоряется, завихряется, и смесь получается более качественной. Чтобы подавать бензин дозировано, в распылитель вкручен жиклер, который представляет собой пробку, имеющую калиброванное отверстие. Также следует отметить, что распылитель расположен таким образом, что его выходное отверстие в смесительной камеры находится выше входного. Благодаря этому топливо не переливается в смесительную камеру даже когда автомобиль стоит под наклоном.

Приток атмосферного воздуха обеспечивается под действием разрежения, создаваемого в цилиндрах двигателя во время первого такта (поршень движется в нижнее крайнее положение, впускной клапан открыт, в цилиндре создается разрежение, которое стремится заполнить воздух).
дроссельная заслонка карбюратора

дроссельная заслонка карбюратора
Дроссельная заслонка необходима для изменения сечения проходного отверстия за смесительной камерой, с ее помощью регулируется количество топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Она непосредственно связана с педалью газа. Водитель, нажимая на педаль, открывает заслонку, и чем больше угол открытия, тем большее количество рабочей смеси поступает в цилиндры.

На деле устройство карбюратора оказывается несколько сложнее, поскольку простейший карбюратор, описанный выше, не способен обеспечить двигатель оптимальной по составу рабочей смесью на всех режимах работы. Водитель, помимо количества топливно-воздушной смеси, должен иметь возможность управлять ее качеством. Сделать это он может при помощи рукоятки «подсоса», связанной с воздушной заслонкой.

При вытягивании рукоятки заслонка закрывается, в смесительную камеру попадает меньше воздуха, а разрежение заполняется бензином, который высасывается из поплавковой камеры более интенсивно. Таким образом, смесь обогащается. Данное обстоятельство особенно важно для пуска мотора в мороз, когда необходима богатая смесь, способная воспламениться при отрицательных температурах.

Не все карбюраторы одинаковы

Существуют различные типы карбюраторов, различающиеся по направлению воздушного потока:

  1. с нисходящим потоком;
  2. с восходящим потоком;
  3. с горизонтальным.

Для карбюраторов с нисходящим воздушным потоком характерны следующие особенности: лучшая наполняемость цилиндров рабочей смесью благодаря меньшему сопротивлению потоку смеси. Как следствие, немного возрастает мощность двигателя (на 3-4%). Второе преимущество таких карбюраторов заключается в более удобном обслуживании, поскольку они располагаются выше. Эти преимущества обуславливают более широкое их применение в автомобилях, чем других.

Наиболее существенный недостаток карбюраторов с нисходящим потоком является то, что при возникновении неисправностей, неправильной эксплуатации или плохом испарении бензина горючее в чистом виде стекает во впускной трубопровод, а из него в цилиндры двигателя, смывая смазку с зеркала, после чего попадает в картер и разжижает масло.

Главное достоинство карбюраторов с горизонтальным потоком – лучшая форма впускного трубопровода (он имеет меньшее число изгибов).

Карбюраторы с восходящим потоком применялись на ранних этапах автомобилестроения, на современные машины они не устанавливаются.
карбюратор с горизонтальным потоком

карбюратор с горизонтальным потоком
В зависимости от количества цилиндров двигателя устройство карбюраторов может усложняться. Так, в восьми — и двенадцатицилиндровых моторах форма и размеры впускного коллектора не позволяют обеспечить равное наполнение топливно-воздушной смесью всех цилиндров. Для устранения этой проблемы необходимо применение сдвоенных карбюраторов. Соответственно, устанавливается и два впускных коллектора.

Сдвоенный карбюратор, несмотря на более сложное устройство, обеспечивает большую топливную экономичность двигателя и мощность. В отличие от обычного, одинарного, он имеет две смесительных камеры, две дроссельных заслонки, расположенных на одной оси, два главных дозирующих устройства и устройства холостого хода. В остальном эти разные виды имеют одинаковое строение.

Типы карбюраторов

Карбюраторы были изобретены в конце XIX века. С тех пор, технология карбюратора развивалась, и вариации оригинального дизайна использовались, чтобы произвести двигатели с увеличенной мощностью и эффективностью. Сегодня существует несколько различных типов карбюраторов. Различаясь по функциональности, сложности и эффективности, каждый подходит для определенных автомобильных приложений.

Функция карбюратора

Функция всех карбюраторов состоит в том, чтобы смешивать топливо и воздух в надлежащем соотношении для сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Карбюраторы работают по принципу статического и динамического давления воздуха. Известный как принцип Бернулли, это означает, что при более быстром всасывании воздуха в двигатель его динамическое давление будет увеличиваться. Карбюратор измеряет это давление и позволяет соответствующему количеству топлива смешиваться с воздухом. В карбюраторах Sidedraft и Downdraft по-разному размещены воздухозаборники, хотя они достигают одной и той же цели. Эти различия в конструкции могут быть связаны с расположением карбюратора рядом с двигателем или с возможностью укладки нескольких карбюраторов друг на друга, когда они естественным образом закрывают одну поверхность следующего карбюратора на одной линии. Размещение тяги полезно только для обеспечения чистоты впуска.

Исправлено против переменной

Большинство карбюраторов попадают в одну из двух больших позиций: фиксированная или переменная. Карбюраторы с фиксированным дросселем являются наиболее распространенным типом, особенно для американских легковых и грузовых автомобилей. Обычно это карбюраторы с нисходящим потоком. Карбюраторы нисходящего потока с фиксированным дросселем используют давление воздушного потока, чтобы регулировать потребление топлива, по существу заполняя пространство, через которое топливо могло бы течь иначе. Переменные карбюраторы, также известные как карбюраторы с «постоянным разрежением», отличаются тем, что они обычно являются карбюраторами с боковым отводом. Они используют давление воздушного потока, чтобы косвенно регулировать потребление топлива. Вместо заполнения пространства, как в карбюраторе с фиксированным дросселем, давление воздушного потока в переменном карбюраторе активирует соединительный штифт, который, в свою очередь, сужает или расширяет струю топлива. В обоих случаях в результате получается одинаковая смесь топлива и воздуха. Давление воздушного потока, определяемое работающим двигателем, будет зависеть от многих факторов, включая температуру двигателя, температуру и вязкость топлива, а также качество самого воздуха.

Многоствольные карбюраторы

Самые простые карбюраторы содержат один ствол, через который воздух поступает в камеры сгорания двигателя. Многоствольные карбюраторы могут содержать два из четырех таких стволов. Это позволяет большему количеству воздуха проходить через карбюратор и особенно полезно для двигателей с большим рабочим объемом, поскольку в любой момент времени в двигателе требуется больше воздуха. Большинство многоствольных карбюраторов используют первичный ствол, который активируется дросселем, и вторичный ствол (или серию вторичных стволов), которые будут использоваться только тогда, когда требуется больше воздуха и первичный ствол уже заполнен (полностью открыт). В некоторых высокопроизводительных конфигурациях двигателей многоствольные карбюраторы позволяют открывать все стволы одновременно, минуя градуированное отверстие, что более полезно и эффективно для большинства автомобилей в повседневной езде. В других случаях многоствольные карбюраторы могут использоваться для подачи воздуха к двум рядам цилиндров, как в V-образной конфигурации двигателя. В этих случаях бочки будут идентичны и не будет никаких «первичных» или «вторичных» обозначений.

Карбюраторы с катализаторами

Каталитические карбюраторы используют химическую реакцию, чтобы изменить качество топлива, когда оно смешивается с воздухом. Поскольку одной из важных задач карбюратора является равномерное смешивание топлива и воздуха, чтобы конечный продукт для сгорания был однородным, примеси и изменения в топливе создают проблему для эффективного карбюратора. Каталитические карбюраторы содержат каталитический металл, такой как платина или никель, для расщепления топлива на его элементарные компоненты, чтобы оно смешивалось более равномерно. Хотя карбюраторы в значительной степени устарели в современных автомобилях, технология каталитического карбюратора живет в каталитическом нейтрализаторе, который использует металлы для расщепления выхлопных газов двигателя до менее вредных газов, прежде чем они будут вытеснены из автомобиля.

Ручная операция

Некоторые карбюраторы для специальных применений позволяют водителям вручную контролировать большую часть работы карбюратора. Самая большая группа из них — карбюраторы, используемые в авиационных двигателях, где колебания давления воздуха, возникающие в результате изменения высоты, могут не полностью компенсироваться механической конструкцией карбюратора. Управляемый пилотом дроссель допускает переопределение в тех случаях, когда требуется большая мощность двигателя. Другой вариант карбюраторов с ручным управлением был распространен на некоторых ранних мотоциклах с широким боковым расположением.Он включал в себя использование кнопки, известной как «щекотка», которая нажимала бы поплавок внутри карбюратора и позволяла топливу заполнять пространство внутри. Это облегчало запуск холодного двигателя, но создавало риск затопления карбюратора и проливания топлива на другие части двигателя, где это могло стать пожароопасным. Другие карбюраторы включили другие формы ручного управления для холодных запусков.

Карбюраторный двигатель: устройство, принцип работы, характеристики

Карбюраторный двигатель — это отдельный вид двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с наружным формированием смеси. В карбюраторном двигателе внутреннего сгорания горючая смесь по коллектору проходит в цилиндры двигателя и вырабатывается в карбюраторе.

Карбюратор — конструкция в системе питания двигателей внутреннего сгорания, которая служит для перемешивания бензина с воздухом, образовывает горючую смесь и корректирует ее потребление. На сегодняшний день карбюраторные системы заменяются инжекторными.

Смесь представляет собой пары бензина смешанные с воздухом. Когда она проходит в цилиндры двигателя происходит перемешивание с отработанными газами и образование рабочей смеси, которая в конкретный момент поджигается системой зажигания. Поджигание смеси производится благодаря тому, что бензин поступает в газообразном виде и имеется достаточное количество воздуха для горения.

Карбюраторные двигатели подразделяются на четырехтактные и двухтактные. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя складывается из четырех тактов, они состоят из четырех полуоборотов коленчатого вала; двухтактные же состоят из двух полуоборотов коленчатого вала. Двухтактные двигатели наиболее легкие и получили свое применение в мотоциклах, мотокультиваторах, бензопилах и в других аппаратах.

Двигатели этого типа делятся на два подтипа:

  • Атмосферные, где рабочая смесь проходит благодаря разреживанию в цилиндре при вбирающем движении поршня;
  • Двигатели с наддувом. В них запуск горючей смеси в цилиндр осуществляется под воздействием давления, которое производится компрессором для расширения мощности двигателя. В различные времена использовались спирт, газ, керосин, бензин, но наиболее используемыми остались бензиновые и газовые двигатели.

Устройство карбюраторного двигателя

Общее устройство наиболее простого карбюратора заключает в себе поплавковую камеру с поплавком, жиклёр с распылителем, диффузор и дроссельную заслонку.

Если рассмотреть строение двигателя Л-12/4, то в блоке имеется четыре цилиндра. Вращение коленвала происходит на трех подшипниках. Центральный подшипник прикреплен к валу втулкой. На передней части вала прикрепляется маховик, который приводит в действие детали механизма и скапливает кинетическую энергию, она нужна для движения коленвала в период подготовительных тактов.

Смазка деталей происходит благодаря разбрызгиванию, шестеренчатый насос помогает началу движения распредвала и подает масло, которое разбрызгивается черпаками, происходит зажигание. Радиатор оснащен вентилятором, который служит для охлаждения воды.

На картере установлен сапун, который снижает давление благодаря выпуску газов.

Также имеется глушитель, который уменьшает шум от выхода отработанных газов. Количество оборотов коленчатого вала в автоматическом режиме устанавливает регулятор.

У двигателей ГАЗ-МК верхний отдел картера сделан из чугуна вместе с устройством цилиндров, которые охвачены водяной рубашкой и перекрыты головкой из чугуна, где и расположены камеры сгорания. Также имеются разъемы для свечей зажигания.

Водяная рубашка подсоединена к системе охлаждения. Низ двигателя затянут стальным поддоном, который выполняет функцию емкости для масла. Также там закреплен масляный насос, который приводит в движение распредвал.

Вращение коленчатого вала происходит также на трех подшипниках. Их вкладыши заполнены баббитом, где имеются смазочные канавки.

Чугунные крышки подшипников прикрепляются к блоку двумя болтами.

Передний сальник коленвала сделан из двух частей и представляет сердечник, который окружен платиной асбеста. Поршни сделаны из алюминия и скреплены шатуном полым стальным пальцем. Маховик прикреплен к коленвалу. Распредвал вращается на трех подшипниках и приводится в движение двумя шестернями.

Клапаны двигателя находятся справа. Система питания включает в себя бензобак, бензопроводы, отстойник, карбюратор и воздушный фильтр.

Бензобак находится выше карбюратора, поэтому топливо поступает самотеком.

Уровень масла в картере определяется специальным щупом. Охлаждение двигателя водяное. Радиатор размещен с задней стороны двигателя, водяной насос — с передней стороны. Вода, которая двигается по трубкам радиатора, остывает при помощи воздушного потока от вентилятора.

Принцип работы карбюраторного двигателя

Принцип действия карбюраторного двигателя относительно простой и складывается из четырех тактов, которые совпадают с движением вверх и вниз в последовательности один за одним:

  • Первый такт — впуск; клапан впуска отворяется и в цилиндр доставляется новая смесь от системы питания.
  • Второй такт — сжатие; поршень сдавливает горючую смесь в камере сгорания. Все клапаны прикрыты.
  • Третий такт — расширение; происходит возгорание сдавленной горючей смеси от свечи зажигания. Смесь сжигается достаточно быстро при неизменном объеме, который соответствует объему самой камеры сжатия. Это основная характерность работы карбюраторного двигателя. При перегорании формируются газы, которые двигают поршень книзу и передают движение коленвалу.
  • Четвертый такт — впрыск; коленвал вращается и выбрасывает из цилиндра отработанные газы через приоткрытый клапан выпуска.

На этом один рабочий цикл карбюраторного двигателя заканчивается.

При первом такте клапан впуска уже в открытом виде при подходе поршня и благодаря высокой скорости движения поршня рабочая смесь продвигается к цилиндру и еще какое-то время при поднятии поршня во втором такте.

Искра поджигает рабочую смесь до того, как в цилиндре образуется высокое давление. В четвертом такте клапан выпускает отработанные испарения, чем очищает цилиндр еще до подхода поршня. Однако выход газов не прекращается даже после подхода поршня. Затем происходит запуск новой порции рабочей смеси, которая опять проходит в цилиндр.

Отсюда следует, что в работе между первым и четвертым тактом единовременно открываются клапаны впуска и выпуска, то есть происходит перекрытие клапанов. За момент перекрытия цилиндр очищается и в нем происходит разрежение, которое помогает выгоднее заполнить цилиндр горючей смесью при первом такте.

В таком двигателе происходит наружное образование рабочей смеси с ее сжатием и вынужденным поджиганием. На сегодняшний день как топливо чаще используется бензин, но они могут отлично выполнять свою работу и на газу.

Также популярны дизельные двигатели, где поджигание происходит от сжатия, их принцип работы зависит от нагревания газа при сжатии. Когда сжатие повышается, температура также поднимается. В это время в камеру сгорания через форсунку происходит впрыск топлива, которое поджигается и от полученных газов поршень передвигается. Сгорание топлива происходит после начала движения поршня.

Выше указан принцип работы одноцилиндрового двигателя, но он не способен создать условия непрерывного вращения с одинаковой скоростью. Расширенные газы оказывают действие на коленвал для его 1/4 части оборота, оставшиеся ¾ оборота движения поршня происходят по инерции.

Для ликвидации такой недоработки двигатели делают многоцилиндровыми, что способствует наиболее равномерному вращению и неизменному крутящему моменту.

Характеристики карбюраторного двигателя

Работа двигателя определяется его мощностью, действенным давлением, крутящим моментом, скоростью и частотой вращения коленчатого вала и потребление топлива.

Мощность карбюраторного двигателя, а также его крутящий момент подчиняются скорости вращения коленвала и высоты давления.

Скоростная характеристика карбюраторного двигателя устанавливается наивысшей мощностью, которую реально получить от давления при разной частоте вращения коленвала.

При небольшой скорости движения коленчатого вала давление в цилиндрах невысокое и мощность двигателя, соответственно, тоже небольшая. При ускорении вращения коленвала и давление поднимается, так как горючая смесь сгорает быстрее.

Потребление топлива увеличивается при небольшой частоте вращения коленчатого вала, так как процесс сгорания проходит медленнее, теплоотдача большая, а при увеличении частоты вращения механические и тепловые затраты увеличиваются.

Скоростная характеристика дизельного двигателя определяется при недвижимой рейке топливного насоса, который дает высокую подачу топлива на конкретном режиме скорости и бездымной эксплуатации.

При заведенном двигателе автомобиля количество вращений коленвала меняется. Если беспричинно увеличивается потребление топлива, то происходит это благодаря ухудшению рабочего процесса двигателя.

Управление карбюратором

Как правило, действиями карбюратора руководит водитель автомобиля. На отдельных моделях карбюраторов применялись вспомогательные системы, которые немного автоматизировали управление карбюратором.

Для того чтобы управлять дроссельной заслонкой наиболее часто пользуются педалью газа, которая обуславливает ее подвижность при содействии системы тяг либо тросового привода. Тяга, как правило, лучше, однако механизм привода куда сложнее и сдерживает способность механизма по компоновке подкапотной площади. Привод тягами был популярен до 1970 года, потом стали чаще использоваться тросики из металла.

На старых машинах чаще предполагалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: вручную рычагом либо от ноги, при помощи педали. Если надавливать на педаль, то рычаг не двигается, а если перемещать рычаг, то педаль опускается.

Последующее открытие дросселя можно совершать педалью. Когда педаль опускается — дроссель остается в таком же положении, в котором зафиксировался при управлении рукой. К примеру, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов был размещен рычаг для управления рукой, при его движении можно достичь постоянного функционирования холодного двигателя без действия воздушной заслонки либо применять «постоянный газ». На грузовиках «постоянный газ» применялся для облегчения передвижения задним ходом.

Воздушная заслонка может быть оснащена механическим либо автоматическим приводом. Если привод механический, то водитель закрывает ее при участии рычага. Автоматический привод очень популярен в других странах, а в России не «прижился» из-за своей ненадежности и недолгим сроком службы.

Регулировки карбюратора

Карбюратор — устройство, которое имеет наименьшее количество регулировок, но нуждается в хорошо отлаженной системе. Неорганизованная эксплуатация карбюратора сильно действует на функциональность двигателя в целом. При плохой регулировке карбюратора снижается экономичность двигателя и повышается токсичность отработанного газа.

Подходящие виды регулирования карбюратора:

  • «Винт количества» — функционирование на холостом ходу;
  • «Винт качества» — насыщенность рабочей смеси (как результат, повышение токсичности выхлопных газов) на холостом ходу.

В период использования нужно прослеживать дееспособность нижеуказанных узлов:

  1. Действие клапана и схема холостого хода.
  2. Работа насоса (запаздывание действия, объем и время впрыска бензина).
  3. Размеренность работы, беспрепятственное движение, возврат пружиной и нужная степень открытия дроссельной заслонки.
  4. Действие холодного запуска (закрывание воздушной и степень открывания дроссельной и воздушной заслонок)
  5. Деятельность поплавковой конструкции (необходимое количество топлива в поплавковой камере, непроницаемость клапана).
  6. Пропускная возможность жиклеров.

На работоспособность карбюратора воздействуют:

  • Система регулирования карбюратора.
  • Установка пропуска воздуха (воздушный фильтр, обогрев воздуха).
  • Система подачи топлива (бензонасос, фильтры, заборники).
  • Трубка для слива излишков бензина.
  • Непроницаемость впускного канала, который расположен за карбюратором.
  • Нарушение клапанного устройства.
  • Качество топлива.

Элементарный карбюратор | Теория

Для чего служит карбюратор?

Карбюратор нужен для приготовления горючей смеси из жидкого топлива и воздуха для питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Топливо в карбюраторе распыливается и перемешивается с воздухом, после чего подаётся в цилиндры.

Устройство и работа элементарного карбюратора

Принципиальная схема элементарного карбюратора показана на рисунке ниже.

Основными элементами карбюратора являются поплавковая камера 8 с поплавком 2 и запорным клапаном 1, топливный жиклер 7, дроссельная заслонка б, распылитель 4 и диффузор 5. Свободный от топлива объем поплавковой камеры сообщается, как показано на рисунке. с началом воздушного канала. В этом случае поплавковую камеру называют сбалансированной.

С помощью поплавка 2 и игольчатого клапана 1 в поплавковой камере 8 поддерживается примерно постоянный уровень топлива. Для предотвращения вытекания топлива через распылитель устье распылителя располагают выше уровня топлива в поплавковой камере на 2—8 мм.

Принципиальная схема простейшего карбюратора

Рис. Принципиальная схема простейшего карбюратора: 1 — запорный клапан; 2 — поплавок; 3 — балансировочный канал; 4 — распылитель; 5 — диффузор; 6 — дроссельная заслонка; 7 — жиклер; 8— поплавковая камера

Топливный жиклер 7 дозирует топливо, поступающее через распылитель 4 в воздушный канал карбюратора. Дроссельной заслонкой регулируется количество горючей смеси, подаваемой из карбюратора во впускной тракт и цилиндры двигателя.

На тракте впуска между окружающей средой и цилиндром создается перепад давлений, в результате которого воздух из окружающей среды поступает в воздушный канал карбюратора и движется по этому каналу. В диффузоре 5 сечение воздушного потока уменьшается, в результате чего повышается его скорость и создается местное разряжение. Максимального значения разряжение достигает в наиболее узкой части диффузора, где обычно устанавливается сопло распылителя 4. Под действием разряжения в диффузоре топливо из распылителя фонтанирует в воздушный канал. При выходе из сопла распылителя топливо подхватывается воздушным потоком и, перемещаясь по воздушному каналу со значительно меньшей скоростью, чем воздух, мелко распыляется. Затем в смесительной камере, которая находится в зоне дроссельной заслонки, распыленное топливо частично испаряется, образуя горючую смесь.

В зависимости от направления потока горючей смеси различают карбюраторы с восходящим, падающим и горизонтальным потоками. Наибольшее распространение получили карбюраторы с падающим потоком, так как они обеспечивают более равномерное распределение горючей смеси по цилиндрам, что улучшает мощностные и экономические показатели двигателя.

В зависимости от количества смесительных камер различают однокамерные и двухкамерные карбюраторы. Применение двух и более камер также позволяет улучшить смесеобразование, т.е. обеспечить более качественное перемешивание топлива с воздухом и равномерное распределение смеси по цилиндрам в многоцилиндровом двигателе.

Кто изобрел первый карбюратор?

Первый в мире карбюратор был изобретен совместно венгерским инженером и изобретателем Яношем Чонка и венгерским физиком Донатом Банки в 1893 году.

Принципиальная схема простейшего карбюратора

Янош Чонка

Принципиальная схема простейшего карбюратора

Донат Банки

Изобретение Банки и Чонкой карбюратора внесло большой вклад в развитие автомобильной промышленности, т.к. до этого момента не было придумано более эффективного способа правильно смешивать топливо и воздух для двигателя. Ходят слухи, что идею для создания карбюратора Банки позаимствовал у цветочницы, когда случайно обратил внимание на то, как она опрыскивает свои цветы водой изо рта.

Карбюратор постоянного разрежения | Мото вики

Карбюратор постоянного разрежения (также называемый карбюратором с постоянной скоростью потока или CV-карбюратором) тоже обладает переменным сечением диффузора, и его многое объединяет с карбюратором шиберного типа, описанным выше.

Его основное отличие заключается в том, что дроссель заменен сходным по форме поршнем, но, в отличие от дросселя, срез у него отсутствует, а его положение в диффузоре определяется не поворотом «ручки газа», а разностью давлений воздуха в диффузоре и в атмосфере. Управление суммарным расходом воздуха через карбюратор, а следовательно, и частотой вращения двигателя, осуществляется при помощи дроссельной заслонки, аналогичной применяемым на карбюраторах с постоянным сечением диффузора. Заслонка устанавливается после поршня карбюратора и при помощи троса соединяется с ручкой газа.

Принцип действияПравить

Приниип действия вакуумного привода дроссельного золотника

Основным элементом карбюратора является поршень. Работает он следующим образом: представьте жестяной стакан, установленный плотно в трубе, закрытой с одного конца. Между верхней частью стакана и закрытой стороной цилиндра расположена пружина. К трубе над стаканом подводится воздушный трубопровод. При создании разрежения в воздушном трубопроводе воздух потечет из трубы наружу, и давление над стаканом понизится. Так как воздух под стаканом находится при нормальном атмосферном давлении, стакан начнет двигаться вверх по трубе, преодолевая сопротивление пружины. При снятии разрежения стакан под давлением пружины опустится, всасывая воздух в полость над собой.

Если этот принцип применить в отношении карбюратора, в котором закрытая камера над поршнем связана узким воздушным каналом или отверстием в поршне с диффузором, а воздух под поршнем поддерживается при атмосферном давлении, тогда перемещение поршня будет пропорционально изменению давления в области низкого давления в диффузоре, а следовательно, и в камере, и соответствует изменению прилагаемой к двигателю нагрузки. По существу, поршень поднимается при наличии разрежения в диффузоре.

Карбюратор постоянного разрежения легко обходит проблему, свойственную карбюраторам шиберного типа, даже при резком полном открытии дроссельной заслонки. Сам диффузор все еще остается прикрытым поршнем, поднимающимся по мере достижения частотой вращения двигателя уровня, достаточного для значительного увеличения расхода воздуха, способного снизить давление в диффузоре. Следовательно, подъем поршня находится в прямой зависимости от расхода, при котором снижается давление, поэтому не происходит внезапного обеднения смеси. В целом, это означает, что дозирование топлива по отношению к воздуху происходит намного точнее, чем в карбюраторе шиберного типа.

КонструкцияПравить

Детали карбюратора постоянного разрежения Stromberg

Ранний опыт использования карбюраторов постоянного разрежения был получен на ряде мотоциклов, но в основном на автомобилях, и заключался в применении поршня, в верхней части которого был закрытый, тщательно обработанный кольцевой выступ, располагающийся в камере над диффузором. Такой карбюратор получил название SU. Воздух при низком давлении попадает в камеру над поршнем через воздушное отверстие или канал, в то время как область под кольцевым выступом поршня (но над диффузором) находится при атмосферном давлении, благодаря воздушному каналу в корпусе карбюратора.

Данная конструкция была усовершенствована, когда передовые синтетические материалы позволили использовать для разделения полостей низкого и атмосферного давления диафрагму из эластомера (синтетического каучука). Такой карбюратор носит название карбюратора типа Стромберг (Stromberg). Край диафрагмы располагается в пазу, в верхней части корпуса карбюратора, а камера низкого давления образуется верхней крышкой, устанавливаемой на край диафрагмы, удерживающей ее на месте. Легкий пластмассовый поршень закрепляется при помощи отверстия в центре диафрагмы.

Частичный разрез карбюратора постоннного разрежения, демонстрирующий принцип действия системы холостого хода

Частичный разрез карбюратора постоянного разрежения, демонстрирующий принцип действия главной системы

Если в диффузоре образуется высокое разрежение, то давление над диафрагмой понижается, выгибая ее вверх. Диафрагма, в свою очередь, сдвигает поршень вверх до тех пор, пока давление пружины не сравняется с величиной разрежения, и не будет достигнуто равновесие. Уровень поршня, при котором будет достигнуто равновесие, зависит от разрежения в диффузоре. Выбор усилия пружины и веса поршня производятся с учетом всех остальных деталей (жиклеров, дозирующей иглы, уровня топлива и т.д.) так, чтобы поршень всегда находился в соответствующем требованиям двигателя положении. При понижении разрежения давление над диафрагмой возрастает, и поршень снова перемещается вниз. Следовательно, карбюратор постоянного разрежения управляет составом смеси в зависимости от требований двигателя. Мотоциклист только задает положением дроссельной заслонки требуемое изменение частоты вращения двигателя. Состав смеси всегда остается максимально приближенным к оптимальным пропорциям, а работа двигателя остается эффективной независимо от чрезмерного энтузиазма мотоциклиста в управлении ручкой газа.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о