Что такое карбюратор и как он работает – схема и устройство
Некоторые автомобилисты могут думать, что информация о том, что такое карбюратор, не особо важна, так как вместо этих устройств сегодня активно используют инжекторы. Но именно карбюраторные двигатели до сих пор используются на многих автомобилях, поэтому мы решили помочь их владельцам понять принцип работы карбюратора и его устройство.
История карбюратора началась ещё в 1876 году, когда итальянец Луиджи де Кристофорис изобрел это устройство. Через несколько лет Карл Бенц начал работать над собственным вариантом карбюратора в ходе создания первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Советуем изучить нашу статью о том, как работает двигатель автомобиля. В конце 1920-х годов появился карбюратор поплавкового типа, который в дальнейшем использовали в качестве основы для выпуска более современных модификаций. Если брать во внимание этимологию, термин «карбюратор» произошёл от французского слова «carbure», которое можно перевести как «карбид». Поскольку слово «carburer» используется для обозначения соединения с углем, в химии его применяют для того, чтобы обозначать увеличение содержания углерода в жидкости и его смешивание с летучими углеводородами. Последнее соединение – компонент сырой нефти, из которой изготавливают дизель и бензин. Пришло время рассказать о том, почему карбюратор был очень важной составляющей большинства двигателей 20-го века. В 1980-х годах в мире произошло немало изменений. В частности, вместо карбюратора, устройство которого посчитали устаревшим, автомобильные компании начала активно использовать технологии впрыска топлива. Хотя карбюраторные двигатели до сих пор эксплуатируются в автомобилях, созданных для гоночных соревнований типа NASCAR, встретить их в современных моделях практически нереально.
Как работает карбюратор
Как вам известно, работа современных ДВС состоит из четырех циклов, поэтому эти двигатели и получили название четырехтактные. Практически все автомобилисты понимают, о каких циклах идет речь: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Давайте подробнее рассмотрим сам принцип работы карбюратора автомобиля. Простыми словами, для того чтобы сжечь бензин карбюратор должен смешать требуемое его количество с соответствующим количеством воздуха. Если в составе полученной смеси будет слишком много топлива, это приведёт к заливке цилиндров и выработке огромного количества выхлопных газов. Наличие слишком малого количества топлива в смеси также не способствует правильной работе двигателя. Устройство карбюратора включает себя дроссельную заслонку. Это регулируемая пластина, которая контролирует количество воздуха, проходящее через карбюратор. Сужение называется диффузором, который используется для создания вакуума. В нём имеется маленькое отверстие, которое получило название жиклер. Через него происходит забор топлива из топливопровода, соединенного с бензобаком. При нажатии на педаль газа происходит открытие клапана, ограничивающего количество воздуха, который поступает в карбюратор. Если выжать педаль максимально, клапан откроется полностью, в результате чего через карбюратор будет проходить большое количество воздуха. В конечном итоге двигатель получит достаточно богатую смесь, что и приведет к увеличению его мощности. Во время работы двигателя на холостом ходу клапан закрыт, однако даже в этом случае жиклер обеспечивает подачу небольшого количества топлива в обход дроссельной заслонки, что обеспечивает стабильное функционирование силового агрегата. Владельцы ВАЗовской «классики», а также иных машин, выпущенных несколько десятилетий назад, хорошо понимают, что такое «подсос». Это рычаг, который расположен на приборной панели автомобиля. По сути, он создан для того, чтобы обеспечивать двигатель более богатой воздушно-топливной смесью во время запуска. Необходимо просто потянуть его на себя, в результате чего двигатель сможет стабильно работать в холодную или дождливую погоду. После нескольких пройденных километров рычаг можно вернуть в исходное положение и позволить карбюратору выполнять свою работу самостоятельно. Информация об устройстве карбюратора может помочь тем, кто хочет почистить его своими руками. Теперь вы знаете, как работает карбюратор и зачем он вообще существует.
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.
- Неправильно отрегулированы зазоры заслонки.
- Заслонка остаётся в закрытом положении после пуска. Проблема решается очисткой или заменой телескопической тяги, диафрагмы.
- Причина неисправности, скорее всего, кроется в высоком уровне топлива в камере поплавка. Нужно отрегулировать поплавковый механизм или заменить клапанную иглу.
- 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.
- 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.
- 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.
Что такое автомобильный карбюратор?
Для диагностики неисправностей и эффективного ремонта своего автомобиля необходимо знать устройство, назначение, принцип действия его основных деталей и механизмов. Рассмотрим, что такое автомобильный карбюратор и для чего он нужен.
Что такое автомобильный карбюратор?
Карбюратор – это устройство для приготовления и дозирования топливной смеси (бензин + воздух) на которой работает автомобильный двигатель. Карбюратор наряду с бензонасосом, топливным баком, топливными магистралями и другими элементами входит в систему питания двигателя.
1. Для чего нужен карбюратор?
Чтобы понять для чего нужен автомобильный карбюратор необходимо знать, что для каждого режима работы двигателя (холостой ход, разгон, средние нагрузки, мощностной и пр.) необходимо приготовить топливную смесь определенного состава. Оптимальный состав 14,5-15 / 1 (15 частей воздуха на одну часть бензина). Это так называемый стехиометрический состав топливной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание с выделением максимума энергии. На мощностных режимах нужна более богатая топливная смесь (например, 1 к 13), на малых нагрузках более бедная (например 17/1). То есть, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше должна обогащаться топливная смесь, попадающая в двигатель.
Приготовлением топливной смеси определенного состава для каждого режима работы двигателя как раз и занимается карбюратор. Для этого он и нужен. Плюс дозирование, то есть подача требуемого объема. Конструктивно в карбюраторе объединены несколько систем и механизмов, позволяющие проделывать такую работу.
Например, система пуска – приготавливает богатую топливную смесь для запуска двигателя, главные дозирующие системы – подают топливо в двигатель на всех режимах кроме холостого хода и принудительного холостого хода, ускорительный насос – позволяет моментально обогатить смесь и ускорится при резком нажатии на газ, экономайзер – обогащает смесь при повышенных нагрузках на двигатель и т.д.
2. За счет чего работает карбюратор?
Автомобильный карбюратор работает за счет разрежения возникающего во впускном коллекторе при движении поршней двигателя. Под действием этого разрежения (области низкого давления) топливо буквально «высасывается» из каналов карбюратора. Чем быстрее движутся поршни, тем выше разрежение. Карбюратор может сам регулировать величину разрежения, открывая и закрывая дроссельные и воздушную заслонки.
3. Как работает карбюратор?
При прокручивании холодного двигателя стартером на режиме пуска во впускном коллекторе создается разрежение за, счет которого из каналов системы пуска вытягивается определенное количество топлива, необходимое для запуска двигателя.
Далее следует режим прогрева при котором работает главная дозирующая система первой камеры карбюратора.
После прогрева, при полностью открытой воздушной заслонке настает черед режима холостого хода (ХХ) при котором топливо подается в двигатель через каналы системы холостого хода.
При нажатии на педаль газа срабатывает ускорительный насос, впрыскивая дополнительную дозу топлива и повышая обороты двигателя.
Начало движения – работает переходная система первой камеры предотвращает провал.
Далее режим средних нагрузок – работает ГДС первой камеры карбюратора.
Мощностной режим – вступает в работу вторая камера карбюратора и ее ГДС.
4. Что лучше карбюратор или инжектор?
Ни то не другое, так как у каждой системы имеются свои плюсы и недостатки. Карбюратор более прост и дешев в обслуживании, но приготавливаемая им смесь не стабильна и не поддается точной дозировке, зависит от посторонних факторов, что влияет на расход и работу двигателя. Инжектор дозирует топливную смесь точно, что позволяет снизить расход и оптимизировать ее состав на каждом из режимов, но обслуживать систему впрыска дорого и требует определенных навыков и знаний.
Но, будущее за инжектором, так как экологические требования к выхлопу двигателя автомобиля постоянно растут, а по токсичности выхлопа инжектор превосходит карбюратор.
Что такое карбюратор и для чего он необходим?
По-прежнему пользующийся энтузиастами, карбюратор отвечал за питание двигателей, начиная с первых дней создания автомобилей и до конца прошлого века.
Более 100 лет эксплуатации в двигателях внутреннего сгорания, это механическое оборудование очень своеобразное.
Изобретенный Сэмюэлем Мореем в 1826 году, карбюратор был запатентован Зигфридом Маркусом в 1872 году, а Карл Бенц, Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах были первыми кто установил их на автомобили. Последними автомобилями с карбюратором были фургон Mitsubishi Express 2003 года и модели Lada до 2006 года.
Для чего нужен карбюратор?
Карбюратор — это механическое устройство, устанавливаемое в двухтактных и четырехтактных двигателях. Например, в двигателях с дизельным циклом используется впрыскивающий насос, так как процесс зажигания происходит от сжатия, а не от искры.
Карбюратор служит для подачи топливовоздушной смеси, которая будет направляться в камеру сгорания, где воспламенение происходит из-за искры (через свечу зажигания), вызывая тем самым взрыв во время работы двигателя. В дополнение к топливовоздушной смеси карбюратор отвечает за регулирование этой смеси, чтобы поддерживать надлежащую работу двигателя.
Эта регулировка не может быть выполнена с помощью приборов (кроме так называемого электронного карбюратора), она выполняются вручную опытным механиком.
Карбюратор может иметь один, два или более корпусов, так называются камеры, через которые воздух поступает и смешивается с топливом.
В конструкции карбюратора есть две основные части. Первая, где воздух, отфильтрованный бумажным элементом (в прошлом использовалось масло), всасывается в двигатель.
Другая часть, где топливо поступает. Даже если оно было отфильтровано в подающем канале, выходящем из бака, топливо фильтруется через карбюратор перед подачей в иглу впрыска.
Смешивание с воздухом
Воздух не попадает под давление, поэтому необходимо сужение. В автомобилях обычно использовался дроссельный клапан. Затем ускоренный воздух снова сжимается в диффузоре, где встречается с определенной дозировкой топлива, которое отправлялось из бака в эту часть карбюратора.
Эта смесь, и ее количество регулируется клапаном, называемым «бабочка» у основания устройства. Эта движущаяся часть связана непосредственно с акселератором транспортного средства.
Таким образом, чем больше он открыт во время работы, тем больше ускорение при увеличении вращения до достижения точки максимальной мощности и крутящего момента.
Дроссель также приводит в действие насос для перекачки большего количества топлива из бака в диффузор. Когда двигатель работает на холостом ходу, дроссельная заслонка закрыта. В этом случае есть очень маленькая дозирующая игла, просто для поддержания скорости холостого хода.
Внутри корпуса карбюратора имеются как топливные, так и воздушные диффузоры, регулируемые снаружи, где механик или специалист со знаниями регулирует потребление воздуха и топлива, уравновешивая смесь, чтобы повысить производительность.
Поскольку это механическая система, нет возможности сбалансировать пропорции, и, таким образом, карбюратор работает только с одним типом топлива.
Карбюратор с двумя камерами
Карбюратор с двумя камерами, используемый в автомобилях с более высокими характеристиками. Это создает больший вакуум и, следовательно, большую мощность и крутящий момент.
Но, как правило, этот тип имеет две стадии: первая на низких оборотах, а вторая — на высоких. Что снижает расход топлива. Среди прочих существовали карбюраторы из 3 или 4 камерами.
Электронный карбюратор
Этот тип карбюратора, управляемый электронным блоком, его появление было попыткой снизить более высокие затраты на внедрение электронного впрыска.
Однако технология не пошла вперед, так как вскоре был принят электронный впрыск.
Преимущества и недостатки карбюратора
Из-за его механической работы карбюратор никогда не находит идеальное соответствие между воздушно-топливной смесью. Он также не соответствует стандартам выбросов. Однако у него есть некоторые преимущества.
Поскольку это простое устройство, его легче производить, а затраты на его обслуживание ниже. Кроме того, он имеет компактные размеры и потребляет мало энергии от электрической системы автомобиля. Такие бренды, как Weber, Solex и Brosol стали известными.