Что такое карбюратор в автомобиле

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. Давайте разберёмся, что такое карбюратор, какие изменения он претерпел за век использования и почему отдал своё место инжекторам.

Что такое карбюратор

Необходимость разработки автоматического прибора, регулирующего создание воздушно-топливной смеси возникла в конце XIX века. Распространённые ранее автомобили работали на светильном газе, который легко воспламеняется. Однако такое топливо было слишком дорогим и неудобным, поэтому конструкторы решили перейти к жидким аналогам.

Однако для его воспламенения необходимо смешивание с воздухом в специальных пропорциях. Так лучшие инженерные умы взялись за разработку карбюратора. Первая модель была представлена Луиджи Де Христофорисом. Она не получила распространение, но стала основой для дальнейших разработок.

За десятилетия дальнейшего совершенствования были разработаны три базовых разновидности карбюраторов: мембранно-игольчатые, барботажные и поплавковые. Правда, во второй половине XX века почти везде стали использоваться последние. В частности, именно они устанавливались на отечественные автомобили до 1990-х годов.

Для чего нужен карбюратор

Карбюратор необходим для формирования воздушно-топливной смеси. В автомобилях используется бензин – жидкое топливо, которое не воспламеняется должным образом от искрового зажигания. Если система подачи топлива оснащена карбюратором (а в современных моделях – инжектором), в цилиндры мотора попадает мелкодисперсная топливно-воздушная смесь, которая легко воспламеняется от искры.

Появление карбюраторов в конце XIX века позволило использовать жидкое топливо в автомобилях, мотоциклах и другой транспортной технике. Отчасти это определило дальнейшее развитие автомобильной отрасли и идеи «машина в каждый дом». Спустя век карбюраторы были вытеснены более надёжными и удобными инжекторными системами.

Принцип работы карбюратора

Как устроен карбюратор на примере ВАЗ 2105: 1. Эмульсионный жиклер эконостата; 2. Эмульсионный канал эконостата; 3. Воздушный жиклер главной дозирующей системы; 4. Воздушный жиклер эконостата; 5. Топливный жиклер эконостата; 6. Игольчатый клапан; 7. Ось поплавка; 8. Шарик запорной иглы; 9 – поплавок; 10. Поплавковая камера; 11. Главный топливный жиклер; 12. Эмульсионный колодец; 13. Эмульсионная трубка; 14. Ось дроссельной заслонки первой камеры; 15. Канавка золотника; 16. Золотник; 17. Большой диффузор; 18. Малый диффузор; 19. Распылитель;

Карбюратор готовит горючую смесь из воздуха и топлива и в необходимых пропорциях подаёт её в двигатель. Конструкцию простейшего карбюратора составляют поплавковая и смесительная камеры, соединённые между собой. Постоянный уровень топлива в первой регулируется поплавком. Топливо передаётся в смесительную камеру через жиклёр. При прохождении через распылитель оно разбивается струёй воздуха и распыляется, смешиваясь с ним. В результате образуется легко воспламеняемая воздушно-топливная смесь.

Конструкция поплавкового карбюратора включает:

• поплавок и его запорную иглу (расположены в поплавочной камере);
• жиклёр;
• распылитель и трубку Вентури (находятся в смесительной камере);
• дроссельную заслонку.

Топливо поступает из бака в поплавочную камеру через топливную магистраль. При наполнении камеры поплавок поднимается наверх и прикрывает подачу иглой. Жиклёр находится в нижней части камеры и дозирует передачу горючего на смешивание.

В смесительной камере находится диффузор, разрежающий воздух в районе распылителя. Благодаря этому жидкость засасывается в камеру и распыляется.

Читайте также: В чем разница между инжектором и карбюратором и что лучше.

Для чего нужен подсос на карбюраторе

Конструкция карбюраторной системы питания дополняется дроссельной заслонкой, которая регулирует подачу воздуха в смесительную камеру. От её положения напрямую зависит количество воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Поэтому она конструктивно имеет прямую связь с педалью газа – при нажатии подаётся больше воздуха и топлива для активного сгорания и генерации мощности.

Некоторые карбюраторные автомобили оснащались рычагом управления заслонкой, выведенным на приборную панель водителя, который облегчал запуск автомобиля «вхолодную». В русскоязычном сообществе его прозвали подсосом. В целом, слово довольно хорошо отображает функциональную роль рычага. При вытягивании подсоса происходит прикрытие дроссельной заслонки и ограничивается поступление воздуха в смесительную камеру. Соответственно, среда в ней становится более разреженной, и бензин затягивается в большем объёме. В результате образуется обогащённая смесь с повышенным содержанием топлива, отлично подходящая для запуска двигателя.

После запуска и прогревания двигателя до достаточной температуры подсос возвращается в нормальное положение, и заслонка снова управляется прежним образом.

Типичные неисправности карбюраторов и их причины

• Трудный запуск двигателя вхолодную:
  • Дроссельная заслонка не закрывается полностью при вытянутом до упора подсосе. Необходимо отрегулировать привод заслонки.
  • Пусковые зазоры заслонки неправильно отрегулированы.
• Холодный двигатель сразу после запуска глохнет при полностью вытянутом подсосе:
  • Неправильно отрегулированы зазоры заслонки.
  • Заслонка остаётся в закрытом положении после пуска. Проблема решается очисткой или заменой телескопической тяги, диафрагмы.
• Трудно запускается прогретый двигатель:
  • Причина неисправности, скорее всего, кроется в высоком уровне топлива в камере поплавка. Нужно отрегулировать поплавковый механизм или заменить клапанную иглу.
• Двигатель неустойчиво работает вхолостую:
  • Неправильно отрегулирована система холостого хода.
  • Засорились жиклёры.
  • Нарушена работа блока управления ЭПХХ или оборван провод.
  • Вакуумный запорный клапан ЭПХХ не срабатывает в нужный момент.
  • Через фланец или подходящие к карбюратору шланги подсасывается лишний воздух.
  • Смесь переобогащается из-за плохой регулировки поплавка или нарушения герметичности иглы.
• «Провал» при открытии дроссельной заслонки:
  • Смесь плохо обогащается из-за того, что распылитель ускорительного насоса закреплён негерметично.
  • Смесь слишком сильно обогащается или обедняется из-за засорения жиклёров, распылителя или топливных каналов.
• Ухудшилась динамика разгона:
  • Смесь слишком обеднённая из-за малого количества топлива в поплавковой камере, засорения жиклёров, топливных каналов.
  • Вторичная камера не включается из-за неисправности пневмопривода.

Читайте также: Что такое моновпрыск и чем он отличается он карбюратора.

Плюсы и минусы карбюратора

По сравнению с инжекторными системами, карбюратор имеет технически более простую конструкцию, и этим обусловлено главное его преимущество – низкая стоимость ремонта. Многие опытные водители без проблем чинят прибор самостоятельно, используя комплекты и детали, которые до сих пор встречаются в свободной продаже. Тем более что для ремонта не нужны особые инструменты и навыки. По хорошей инструкции быстро разберётся и новичок.

Механические карбюраторы сохраняют работоспособность при контакте с грязью и водой (в умеренных количествах, конечно). Их проникновение внутрь не приводит к отказу или остановке. Впрочем, отсюда вытекает и недостаток – устройство приходится регулярно чистить и регулировать. Тем не менее, повышенная устойчивость к тяжёлым условиям эксплуатации по сравнению с электронными карбюраторами или инжекторами – это факт.

Ещё один ценный плюс карбюратора – неприхотливость к качеству топлива.

Помимо необходимости настройки и чистки, карбюратор имеет минус в виде потенциальных сложностей эксплуатации в определённых погодных условиях. В частности, при минусовой температуре на его корпусе намерзает конденсат. При сильной же жаре прибор перегревается, и мощность двигателя падает из-за испарения топлива. Вытеснение карбюраторов в конце XX века было обусловлено тем, что они не осуществляют распределённый впрыск, как инжекторные системы.

Карбюраторный двигатель: описание,характеристики,фото,видео,принцип работы

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по впускному коллектору в цилиндры двигателя, приготавливается в специальном приборе — карбюраторе. Также карбюраторные двигатели разделяются на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.

Карбюратор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода. В настоящее время карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными.

Простейший карбюратор состоит из четырёх основных элементов: поплавковой камеры (10) с поплавком (3), жиклёра (9) с распылителем (7), диффузора (6) и дроссельной заслонки (5).

Топливо по трубке (1) поступает из бака в поплавковую камеру (10). В поплавковой камере плавает пустотелый, обычно латунный поплавок (3), на который опирается запорная игла (2). Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет необходимой высоты, поплавок всплывёт настолько, что заставит запорную иглу перекрыть трубку (1), прекращая подачу топлива в поплавковую камеру. По мере расходования топлива его уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается, и запорная игла снова открывает подачу топлива, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива, что очень важно для правильной дозировки подачи топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклёр (9) в распылитель (7). Количество топлива, вытекающего из распылителя (7), зависит при прочих равных условиях от размеров и формы жиклёра.

При движении поршня в такте впуска давление в цилиндре снижается. При этом наружный воздух засасывается в цилиндр через карбюратор и впускной трубопровод, проходя через воздушную трубу (8) карбюратора, в которой находится диффузор (6). В самой узкой части диффузора помещается конец распылителя. В сужающейся части диффузора скорость потока воздуха увеличивается, а давление воздуха уменьшается.

Благодаря отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя. Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха. Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой (5), которая обычно приводится в движение педалью акселератора (или ручным приводом у мотоциклов и некоторых автомобилей).

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.

Регулировки

Карбюратор — устройство, имеющее минимум регулировок, но требующее исправной работы узлов и механизмов. Работоспособность карбюратора и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя. Нарушение регулировки карбюратора приводит к ухудшению экономичности, приёмистости двигателя, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

Доступные регулировки самого карбюратора:

1. «Винт количества» — обороты в режиме холостого хода
2. «Винт качества» — обогащённость топливо воздушной смеси (и, как следствие, содержание токсичного угарного газа в выхлопных газах) в режиме холостого хода.

В процессе эксплуатации необходимо проверять и восстанавливать работоспособность следующих узлов:

1. работа клапана (герметичность) экономайзера и системы холостого хода
2. работа ускорительного насоса (задержка срабатывания, количество и время впрыска топлива, направленность топливного распылителя)
3. плавность работы, свободный ход, возвращение пружиной и необходимый уровень приоткрытия закрытой ДЗ
4. работу системы холодного запуска (закрытие воздушной, и приоткрытие дросельной и воздушной заслонок)
5. работу устройства открытия второй ДЗ (если имеется)
6. работу поплавкового механизма (уровень топлива в поплавковой камере, герметичность запорного клапана, отсутствие дефектов поплавка, и т.д.)
7. работу эмульсионных колодцев и распылителей, пропускная способность жиклёров
8. отсутствие неучтённых подсосов воздуха

Так же на работу карбюратора оказывают своё влияние:

1. механизмы управления карбюратором
2. устройство подачи воздуха (воздушный фильтр, система подогрева воздуха в холодное время года)
3. система подачи топлива (бензонасос, бензофильтры, заборник, топливные магистрали, вентиляция бака)
4. система вентиляции картера двигателя
5. сливная трубка избытка топлива, впускного коллектора
6. герметичность впускного тракта после карбюратора
7. негерметичность/неисправность клапанного механизма
8. качество и состав топлива

Характеристики

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

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства. Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается. Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа. Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур. В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения. По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения. Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев. Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывавший дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Очиститель карбюратора: описание,виды,чистка,фото,видео.

Жиклер карбюратора: описание,виды,замена,ремонт,фото,видео.

Как правильно разобрать и собрать карбюратор?

Система питания карбюраторных двигателей