Что такое автомобильный карбюратор? Принцип работы карбюратора Каким образом осуществляется управление двухкамерным карбюратор.

Карбюратор двигателя внутреннего сгорания

Стандартный карбюратор имеет воздушный диффузор, который выполнен в виде сужающейся горловины карбюратора. Проходящий через это сужение воздух создает пониженное давление. Отверстие с малым диаметром, через которое подается бензин, специально размещается в этом месте. Давление окружающего воздуха вынуждает бензин из поплавковой камеры выходить в данное отверстие в воздушной горловине, затем топливо отправляется во впускной коллектор и после этого в рабочую область цилиндров.

Поскольку двигатель работает в широком диапазоне оборотов, ему необходима рабочая смесь различного состава, также зимой, при прогреве, холостых оборотах, в сфере средних оборотов и под высокой нагрузкой. Карбюраторы оснащаются различными системами, которые подсобляют ему выполнять свою работу во всевозможных условиях. Вдобавок к узлам, о которых будет написано ниже, есть некоторые составные части, в том числе соленоиды для остановки впрыска горючего и используемые в особых случаях гасители перепадов давления. Эти детали размещены по различным причинам и их демонтаж способен значительно повлиять на нормальное функционирование двигателя.

Устройство простого карбюратора

Простой карбюратор устроен из поплавковой и смесительной камер. Процесс смешивания горючей смеси длится на всем пути движения бензина и воздуха по впускному тракту и до самых цилиндров, хотя наступает с впрыска бензина в смесительную камеру карбюратора.

Поплавковая камера

Один из критериев правильной работы карбюратора - точная регулировка уровня горючего в поплавковой камере. Горючее по каналу топливопровода подается в поплавковую камеру. Уровень горючего в поплавковой камере поддерживается с помощью поплавкового приспособления с игольчатым клапаном. После наполнения камеры поплавок поднимает иглу и прекращает подачу бензина, при этом вытесняемый воздух выводится через предназначенное для этого отверстие. Распылитель и поплавковая камера являют из себя сообщающиеся сосуды. Уровень горючего в поплавковой камере должен быть немного ниже среза распылителя.

Смесительная камера

За распыление горючего в полость карбюратора отвечает распылитель в виде трубки, установленный в смесительной камере. Воздушная заслонка, предназначенная для регулировки состава смеси, помещена в смесительной камере над диффузором. По мере её опускания соотношения топлива в смеси будет расти. Излишнее заслонение воздушного зазора приводит к переобогащению смеси и прекращению цикла сгорания топлива в двигателе. Для управления топливовоздушной смесью в нижней части смесительной камеры со стороны двигателя установлена дроссельная заслонка.

Диффузор

Диффузор - представляет участок сужения смесительной камеры. Поступающий в двигатель воздух наращивает скорость в диффузоре, в результате у распылителя образуется разрежение. Под влиянием этого перепада горючее подается из распылителя и активно перемешивается с воздушным потоком. Бензин из поплавковой камеры через канал поступает в распылитель. В канал вворачивает жиклер - винт со сквозным отверстием строго рассчитанных диаметра и формы. Жиклер отвечает за скорость передачи бензина в распылитель.

Подсос. Ручка управления пусковым устройством карбюратора

Наличие подсоса (или, более правильно, ручки управления пусковым устройством карбюратора) упрощает пуск мотора на холодную в околозимнее время года, когда отрицательная температура приводит к активному конденсированию рабочей смеси на стенках цилиндров и смесительной камеры карбюратора. Предназначение подсоса – обогатить смесь, получив значительно более насыщенную топливом смесь в сравнении с обычными пропорциями топливо/воздух.

Позднее многие изготовители ввели систему автоматического перехода на пусковой режим и обратно, возникли карбюраторы с автоматическим подсосом. В то же время принцип работы ручной системы управления пусковой заслонкой сохраняется более 70-и лет. Прикрывая воздух на входе в карбюратор, она обеспечивает более активное истечение топлива из жиклеров и, в конце концов – тот самый обогащенный режим работы двигателя.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Как застопорить гайку на шпильке? Вибростойкое крепление...
Как зафиксировать резьбовое соединение, застопорить гайку, чтобы она не открутил...

Неисправен двигатель внутреннего сгорания? Троит / двоит. Падение мощн...
Обзор неисправностей автомобильного двигателя. Троит / двоит. Падение мощности. ...

Автоматическая коробка переключения передач. Гидротрансформатор. Робот...
Устройство и принцип действия роботизированной КПП, АКПП и гидротрансформатора в...

Вариатор. Сцепление. Принцип действия. Устройство. Достоинства, недост...
Устройство и принцип действия сцепления и вариатора...

Неисправности, поломки свинцового кислотного автомобильного аккумулято...
Неисправности аккумуляторов. Устранение....

Машинное, моторное масло. Автомасло. Синтетика, полусинтетика, минерал...
Моторное масло. Тонкости выбора и применения...

Автомобильный дифференциал. Блокировка. Самоблокирующийся. Повышенного...
Устройство и принцип действия дифференциалов, в том числе блокирующихся и самобл...

Какой недорогой багажник поставить на крышу Мицубиси Лансер?...
Доработка дешевого багажника Муравей для установки на крышу Лансера своими рукам...

Современные двигатели используют управляемую электроникой систему, которая называется впрыском топлива (или ), который должен регулировать топливно-воздушную смесь ровно с той минуты, как Вы повернёте ключ и до того времени, когда Вы выключаете двигатель, когда доедете до места назначения. Но пока эти умные гаджеты не были изобретены, практически все двигатели опирались на гениальное устройство по регулированию воздушно-топливной смеси, называемой карбюраторами. Ведь то, сколько именно топлива и воздуха поступает в двигатель, должно изменяться от момента к моменту, в зависимости от того, как быстро Вы едете и множества других факторов. И именно регулированием этого соотношения занимается карбюратор. Давайте поближе взглянем на то, что это такое, как устроен и как работает карбюратор!

Если Вы читали статью о том, как работает двигатель внутреннего сгорания , то Вы знаете, что их работа основана не только на физических механических процессах, но и химических тоже: их работа построена вокруг химической реакции под названием "сгорание", когда Вы сжигаете топливо в окружении воздуха, и, таким образом, превращаете тепловую энергию в механическую, а смесь из топлива и воздуха превращаете не без огромной помощи каталитического нейтрализатора в углекислый газ и воду в качестве выхлопных газов. Но для эффективного сжигания топлива Вы должны использовать много воздуха. Это относится не только к автомобильному двигателю, но и ко всем другим процессам горения: к восковой свече, открытому костру и даже пожару в каком-либо доме.

Так выглядит современный многокомпонентный карбюратор

И да, в случае с костром Вам никогда не придётся беспокоиться о том, что слишком много или слишком мало воздуха поступает в него для его оптимального горения. В случае с пожаром в помещении, напротив, отсутствие воздуха имеет гораздо более важное значение. Кстати, цвет огня покажет Вам, достаточно ли ему кислорода - так, синий цвет огня означает, что он пресыщен кислородом, а красный цвет сигнализирует о его недостатке. Нужно знать, что для двигателя вредно как слишком малое количество воздуха в топливо-воздушной смеси, так и слишком большое его количество.

Что такое карбюратор?

Вот почему бензиновые двигатели спроектированы так, чтобы в цилиндры подавалось всегда нужное количество воздуха, чтобы топливо сгорало должным образом и целиком. Получение правильной топливно-воздушной смеси в каждый нужный определённый момент - это результат работы карбюратора, который представляет собой довольно простую конструкцию: трубку, которая позволяет воздуху и топливу поступать в двигатель через клапаны, смешивая их вместе в различных количествах, чтобы удовлетворить широкий спектр различных дорожных условий. Карбюраторы были придуманы примерно в конце 19-го века, когда они были впервые разработаны автомобильным "пионером" (и учредителем компании Mercedes) Карлом Бенцем (1844-1929). А карбюратор на самом первом мотоцикле Harley Davidson был выполнен из консервной банки - видите, мы не шутим, когда говорим, что карбюратор - это очень простая вещь.

Как карбюратор работает?

Карбюраторы немного отличаются по дизайну и сложности между собой в зависимости от конкретного производителя, применяемости в конкретном автомобиле и, конечно же, развития своего производства (ведь карбюраторы устанавливались на машины в течение почти века).

Простейшим (причём, существующим) карбюратором, по существу, является большая вертикальная трубка с потоком воздуха над цилиндрами двигателя со второй горизонтальной трубкой, соединённой с первой с одной стороны и с каналом подачи топлива на другой стороне - посмотрите на рисунок выше. В то время как воздух проходит вниз по первой трубке, он проходит через участок в этой трубке, который значительно уже всей трубки (примерно посередине этой трубки), что заставляет его ускориться и уменьшает его давление. Такой эффект имеет своё научное название - эффект Вентури. Падение давления воздуха создаёт всасывающее действие, и в камеру теперь всасывается топливо.

Воздушный поток заставляет топливо присоединиться к нему, и это именно то, что нам нужно, не правда ли? Но как мы можем регулировать воздушно-топливную смесь? Карбюратор имеет два поворотных клапана выше и ниже показанной на нашем рисунке трубки Вентури. В верхней части находится клапан под названием дроссель , который регулирует то, сколько воздуха может проникать в трубку. Если дроссель закрыт, то поступает очень мало воздуха вниз по трубке, а за счёт эффекта Вентури засасывается больше топлива, так что двигатель получает обогащённую топливную смесь. Это удобно, когда двигатель холодный при первом его запуске и работает довольно медленно.

Внизу нашей трубки - уже ниже её сужения - есть второй клапан, который называется дроссельная заслонка . Чем более открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха проходит через карбюратор и больше топлива он увлекает за собой непосредственно в цилиндры. А большое количество топлива и воздуха, проходящего в двигатель, даёт больше энергии и больше мощности нашему двигателю, и в конечном итоге наша машина едет быстрее. То есть именно открытие дроссельной заслонки заставляет автомобиль ускориться. Дроссель подключен к педали акселератора в автомобиле (или ручке акселератора на руле мотоцикла).

Между тем, в том месте, где топливо входит в вертикальную трубку, устройство карбюратора немного сложнее, чем мы описали его выше. В качестве дополнения к топливной магистрали есть своего рода мини-топливный бак под названием поплавковая камера (маленький бачок с поплавком и игольчатым клапаном внутри). В то время как топливо из поплавковой камеры поступает в карбюратор, логично, что уровень топлива в камере опускается. Внутри камеры поверх топлива плавает специальный поплавок, который падает вместе с уровнем топлива. Когда поплавок опускается ниже определенного уровня, открывается игольчатый клапан, позволяя камере пополнить запасы топлива. После того, как камера снова заполнится топливом, поплавок поднимается и закрывает клапан, в результате чего подача топлива снова отключается. Если Вы видели, как работает сливной бачок унитаза, то, в общем-то, это тот же принцип работы: когда Вы смываете воду из унитаза, бачок опустошается и поплавок опускается вниз, сгибая рачаг, который открывает поступление воды в бачок; а когда бачок снова наполняется до определённого уровня водой, то поднятый поплавок вновь закрывает доступ воды - таким образом, если кто-то Вас спросит, что общего между двигателем и унитазом, Вы знаете, что ответить!

Давайте теперь представим, как работает простейший карбюратор во всех его компонентах:

Воздух поступает в верхнюю часть карбюратора из воздухозаборника автомобиля, предварительно очищаясь воздушным фильтром автомобиля.
Когда двигатель запускается в первый раз, дроссель (синий) может быть установлен так, что почти блокирует верхнюю часть трубки, чтобы уменьшить количество воздуха, поступающего в неё (что даёт большее содержание топлива в топливо-воздушной смеси, поступающей в цилиндры).
В центре трубки воздух проходит через узкую щель под названием Вентури. Это заставляет его его ускориться и вызывает падение его давления.
Падение давления, в свою очередь, создаёт эффект всасывания на топливопроводе (справа), и топливо (оранжевое) попросту втягивается в трубку.
Дроссельная заслонка (зелёная) умеет поворачиваться, чтобы открыть или закрыть трубку. Когда дроссельная заслонка открыта, большое количество воздуха и топлива поступает в цилиндры, и двигатель производит больше мощности, и машина в результате едет быстрее.
Смесь воздуха и топлива поступает в цилиндры.
Топливо (оранжевое) подаётся из мини-топливного бака под названием поплавковая камера .
Когда уровень топлива падает, поплавок в камере падает вместе в ним и открывает клапан в верхней части.
Когда этот клапан открывается, топливо поступает в поплавковую камеру из основного бензобака. Это вновь заставляет топливо вместе с поплавком подниматься и на определённом уровне поднятия поплавок этот закрывает клапан и перекрывает подачу топлива.

Регулировка карбюратора

На самом деле карбюратор работает "нормально" на полном газу. В этом случае дроссельная заслонка параллельна длине трубки, что позволяет максимальному количеству воздуха проходить через карбюратор. Если дроссель закрыт, то поток воздуха создаёт хороший вакуум в трубке Вентури и этот вакуум втягивает дозированное количество топлива через специальное сопло. Вы можете увидеть пару винтов на карбюраторе на фото ниже. Один из этих винтов (с маркировкой "Hi") контролирует, сколько топлива поступает в трубку Вентури на полном газу.

Когда двигатель работает на холостом ходу, дроссель почти закрыт, и это создаёт почти вакуум в трубке. Такой вакуум отлично втягивает в себя топливо через крошечное отверстие, называемое жиклёром . Другой винт из пары обозначен "L" и регулирует количество топлива, которое протекает через жиклёр.

Оба этих винта представляют собой просто игольчатые клапаны. Поворачивая их, Вы регулируете, сколько топлива будет поступать в камеру карбюратора в тех или иных обстоятельствах. Когда Вы регулируете их, Вы напрямую контролируете, сколько топлива проходит через жиклёры и основную трубку.

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.

Что такое карбюратор?

Карбюратор - это такое устройство, которое смешивает топливо и воздух, подает полученную смесь во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания. Ранние карбюраторы работали, просто позволяя воздуху проходить по поверхности топлива (в конкретном случае - бензина). Но большинство из них позднее распределяли отмеренное количества топлива в воздушный поток. Этот воздух проходит через жиклеры. Для карбюратора состояние этих частей крайне важно.

Карбюратор был основным прибором для смешивания топлива и воздуха в двигателях внутреннего сгорания вплоть до 1980-х годов, когда возникли сомнения по поводу эффективности его использования. При сгорании топлива образуется очень много вредных выбросов. Хотя карбюраторы использовались в Соединенных Штатах, Европе и других развитых странах до середины 1990-х годов, они работали наряду с более сложными системами управления для удовлетворения требований по выбросам углекислого газа.

История развития

Различные типы карбюраторов были разработаны рядом пионеров в автомобилестроении, в том числе немецким инженером Карлом Бенцем, австрийским изобретателем Зигфридом Маркусом, английским эрудитом Фредериком У. Ланчестером и другими. Поскольку очень много различных методов смешивания воздуха и топлива были применены в первые годы существования и развития автомобилей (а первоначально стационарные бензиновые двигатели также использовали карбюраторы), то довольно трудно точно определить, кто является изобретателем этого сложного устройства.

Виды карбюраторов

Ранние конструкции отличались между собой по основному методу работы. Также они отличаются и от более современных, которые доминировали на протяжении большей части двадцатого века. Современный карбюратор для бензопилы распыляющего типа, аналогичные используются и на современных автомобилях. Самые первые, исторические, так сказать, конструкции можно разбить на два основных типа:

Поверхностного типа карбюраторы.
Спрей-карбюраторы.

Поверхностные карбюраторы

Все ранние конструкции карбюраторов были поверхностные, хотя имелось большое разнообразие и в этой категории. Например, Зигфрид Маркус представил нечто под названием "вращающаяся щетка-карбюратор" в 1888 году. А Фредерик Ланчестер разработал свой фитиль карбюраторного типа в 1897-м.

Первый карбюраторный поплавок был разработан в 1885 году и запатентовал также карбюратор поплавкового типа примерно в то же время. Тем не менее эти ранние конструкции были поверхностными карбюраторами, которые работали за счет прохождения воздуха над поверхностью топлива для того, чтобы смешать их. Но зачем нужен карбюратор двигателю? А без него никак не получалось подать топливную смесь в камеры сгорания (инжектор в девятнадцатом веке еще не был известен).

Большинство поверхностных устройств функционировали на основе простого выпаривания. Но существовали и иные карбюраторы, они были известны как устройства, работающие за счет «пузырения» (их еще называют фильтрующими карбюраторами). Они работают, заставляя двигаться воздух вверх через нижнюю часть камеры с топливом. В результате этого образуется смесь воздуха и топлива над основным объемом бензина. И эта смесь впоследствии засасывается во впускной коллектор.

Спрей-карбюраторы

Хотя различные поверхностные карбюраторы были доминирующими на протяжении первых десятилетий существования автомобиля, спрей-карбюраторы начали занимать существенную нишу на рубеже 19-20-го веков. Вместо того чтобы полагаться на испарение, эти карбюраторы фактически распыляли отмеренное количество топлива в воздух, который был засосан воздухозаборником. Эти карбюраторы используют поплавок (как Maybach и более ранние конструкций Benz). Но они действовали на основе принципа Бернулли, а также эффекта Вентури, как и современные устройства, например карбюратор К-68.

Одним из подтипов аэрозольных карбюраторов является так называемый карбюратор давления. Он впервые появился в 1940-х годах. Хотя карбюраторы давления напоминают аэрозольные только внешне, они на самом деле были самыми ранними примерами устройств принудительного впрыска топлива (инжекторов). Вместо того чтобы полагаться на эффект Вентури, чтобы сосать топливо из камеры, карбюраторы давления распыляли топливо из клапанов почти таким же образом, как современные инжекторы. Карбюраторы становились все более сложными в течение 1980-х и 1990-х годов.

Что означает "карбюратор"?

"Карбюратор" - это английское слово, которое является производным от термина carbure, в переводе с французского - «карбида». По-французски carburer означает просто «объединить (что-то) с углеродом». Точно так же английское слово «карбюратор» технически означает «увеличение содержания углерода».

Аналогично работает карбюратор К-68, который использовался на мотороллерах типа «Тула» (позднее «Муравей»), мотоциклах «Урал» и «Днепр».

Компоненты

Все типы карбюраторов имеют различные компоненты. Но современные приборы имеют ряд общих характеристик, в том числе:

Как работает карбюратор?

Все типы карбюраторов работают с помощью различных механизмов. Например, карбюраторы фитильного типа работают, заставляя воздух проходить по поверхности пропитанных газом фитилей. Это вызывает испарение бензина в воздух. Тем не менее приборы фитильного типа (и другие поверхностные) устарели более ста лет назад.

Большинство карбюраторов, которые используются транспортными средствами на сегодняшний день, используют механизм распыления. Все они работают аналогичным образом. Современные карбюраторы функционируют за счет эффекта Вентури, чтобы вытягивать топливо из камеры.

Основные принципы работы карбюраторов

Карбюраторы, работа которых основана на принципе Бернулли, имеют некоторые особенности. Изменения давления воздуха предсказуемы и напрямую зависят от того, насколько быстро он движется. Это важно, потому что воздушный проход через карбюратор содержит узкую, сжатую трубку Вентури. Она необходима для ускорения воздуха, когда он проходит сквозь нее.

Поток воздуха (не поток смеси) через карбюратор управляется педалью акселератора. Она связана с дроссельным клапаном, расположенным в карбюраторе, при помощи тросика. Этот клапан закрывает трубку Вентури, когда педаль акселератора не используется, и он же открывает, когда эта педаль нажата. Это позволяет воздуху проходить через трубку Вентури. Следовательно, засасывается больше топлива из камеры для смешивания. На таких принципах и основана работа карбюратора.

Большинство карбюраторов имеют дополнительный клапан над трубкой Вентури (называется он дросселем, который выступает в качестве вторичной дроссельной заслонки). Дроссель остается частично закрытым, когда двигатель холодный, что уменьшает количество воздуха, которое может пройти в карбюратор. Это приводит к более воздух/топливо, поэтому дроссель должен открыться (автоматически или вручную), как только двигатель прогреется и больше не будет нуждаться в богатой смеси.

Другие компоненты карбюраторных систем также предназначены для воздействия на воздушно-топливную смесь во время различных условий эксплуатации. Например, мощностной клапан или дозирующий стержень может увеличить количество топлива под открытым дросселем, либо это происходит в ответ на низкое давление в вакуумной системе (или же фактическое положение дроссельной заслонки). Карбюратор - это непростой элемент, и физические основы его функционирования достаточно сложны.

Проблемы

Некоторые проблемы карбюраторов могут быть решены путем регулировки воздушной заслонки, смеси или холостого хода, а другие требуют ремонта или замены. Зачастую изнашивается мембрана карбюратора, перестает качать бензин в камеры.

Когда карбюратор выходит из строя, двигатель будет работать плохо в определенных условиях. Некоторые проблемы карбюраторных систем приводят к поломке двигателя, он не может нормально работать на холостом ходу без посторонней помощи (например, вытягивания подсоса или постоянной подгазовки). Наиболее распространенные проблемы проявляются в холодное время года, когда двигателю работать наиболее сложно. А карбюратор, который работает плохо на холодном двигателе, может функционировать нормально, когда тепло (это происходит из-за проблем с закоксовыванием каналов).

Стоит заметить, что карбюратор для мотоблока по своему составу такой же, как и автомобильный. Отличие в количестве элементов и их размерах. В некоторых случаях проблемы с карбюратором могут быть решены путем ручной регулировки смеси или частоты холостого хода. С этой целью смесь, как правило, регулируется путем поворота одного или нескольких винтов. На них закреплены игольчатые клапаны. Эти винты позволяют физически изменить положение игольчатых клапанов, а это приводит к тому, что количество топлива может быть уменьшено или увеличено (происходит обогащение смеси) в зависимости от конкретной ситуации.

Ремонт карбюратора

Многие проблемы карбюраторных систем могут быть решены путем внесения изменений или выполнения других исправлений без снятия устройства с двигателя. Чтобы отрегулировать карбюратор для мотоблока, нет необходимости его снимать. Но некоторые проблемы могут быть решены только с удалением устройства и его полным или частичным восстановлением. Операция восстановления карбюратора, как правило, включает в себя удаление блока, разборку его на части и очистку при помощи растворителя, разработанного специально для этой цели.

Ряд внутренних компонентов, уплотнений и других частей затем надо обязательно заменять перед монтажом. Только после тщательной обработки необходимо собрать карбюратор и установить на место. Чтобы провести качественное обслуживание, вам потребуется ремкомплект для карбюратора. Он включает в себя все самые важные элементы конструкции.

Итак, мы выяснили, что карбюратор - это буквально устройство, которое добавляет бензин (топливо) в воздух и подает эту смесь в камеры сгорания двигателя.

До середины 80-х бензиновые двигатели внутреннего сгорания на легковых и легких грузовых автомобилях массово оснащались карбюраторами. Такие двигатели работают по принципу сгорания заранее приготовленной внешним устройством топливно-воздушной смеси в цилиндрах мотора. Указанная рабочая смесь состоит из капель горючего и воздуха. Карбюратор отвечает за процесс, подразумевающий образование смеси из этих компонентов в нужной пропорции для максимальной эффективности работы . Простейший карбюратор представляет собой механическое дозирующее устройство.

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. 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.

Модернизация

Главным направлением дальнейшей работы инженеров стала максимальная автоматизация всех процессов смесеобразования. Над совершенствованием конструкции карбюратора трудились лучшие умы многих компаний по производству автомобилей и сопутствующего оборудования. По этой причине можно встретить великое множество простых и сложных моделей карбюраторов от многочисленных мировых производителей.

Дальнейшее развитие

Карбюраторы стали активно вытесняться инжекторными системами только в конце XX века. До этого времени конструкцию карбюратора усиленно совершенствовали. Последними витками эволюции карбюраторного впрыска стали карбюраторы под контролем электроники. В таких карбюраторах имелось несколько электромагнитных клапанов, работу которых контролировало специальное устройство управления. Для примера можно упомянуть марку карбюратора Hitachi. В конструкции насчитывалось без малого 5 клапанов, а заслонки управлялись электронным способом.

Последнее поколение конструктивно сложных карбюраторов отлично демонстрирует уже упомянутая модель карбюратора Hitachi. Этот карбюратор устанавливался на автомобили марки Nissan в самом конце 80-х и в начале 90-х годов. Сложность этого поколения карбюраторов заключается в большом количестве вспомогательных устройств, особенно если сравнивать продукт Hitachi с примитивным «Солекс», который ставился на ВАЗ.

Вспомогательные устройства отвечали за стабилизацию работы карбюратора в различных режимах. К таким режимам и особенностям эксплуатации можно отнести резкий сброс газа, режим холостого хода в процессе простоя на автомобиле с автоматической КПП, выравнивание и стабилизацию оборотов силового агрегата после включении климатической установки, а также многие другие.

Доведенный до совершенства карбюратор последних поколений базово состоял из многочисленных устройств. Мы назовем только некоторые из них для ознакомления:

Система регулирования температуры наружного воздуха;.
Обогреватель впускного коллектора;
Клапан прекращения подачи топлива;
Клапан устройства обогащения смеси;
Биметаллическая пружина воздушной заслонки в устройстве механизма открытия дросселя;
Система быстрого холостого хода и т.д;

Такие устройства относятся к последним «электронным» карбюраторам. Дополнительные элементы в этих моделях были выполнены в виде отдельных аналоговых устройств. Устройства управлялись простейшей электроникой или работали по принципу саморегулирования (биметаллическая пружина).

Примечательно то, что простые механические карбюраторы являются очень универсальными устройствами и могут быть установлены при помощи переходника на разные модели автомобилей. Отличным примером является все тот же прекрасно известный отечественным автомобилистам карбюратор «Солекс».

Карбюратор и инжектор

Далее в истории систем топливоподачи и смесеобразования сначала появился моновпрыск (моноинжектор), а полностью электронный впрыск и производительные топливные форсунки окончательно вытеснили морально устаревшие карбюраторы.

Главным преимуществом инжектора является намного более точное и своевременное дозирование топлива для получения нужных пропорций топливно-воздушной смеси. Появление и внедрение в автоиндустрию доступных по цене микропроцессоров в итоге привело к тому, что необходимость в сложном карбюраторе и дополнительных устройствах в его конструкции попросту исчезла. Все функции отдельных элементов карбюратора взял на себя один единственный блок управления (ЭБУ), а в конструкции инжектора установили простые устройства исполнения.

Ошибочно полагать, что инжектор является более экономичным решением сравнительно с карбюратором. Хорошо отстроенный карбюратор демонстрирует схожие показатели по расходу топлива. Популярность распределенного впрыска обусловлена тем, что именно такой механизм топливоподачи способен соответствовать всем жестким современным нормам и требованиям по экологичности ДВС. Карбюратор удовлетворить такие требования не может, что обусловлено его конструктивными особенностями и производительностью жиклеров.

Сегодня карбюраторный впрыск встречается только на тех двигателях, основным назначением которых является целевая установка на спецтехнику. Причиной такого решения стала уязвимость электронных инжекторных систем во время тяжелых условий эксплуатации. Электронные узлы и модули инжектора страдают от повышенной влажности и загрязненности, а форсунки чувствительны к качеству топлива. Для примера стоит сказать, что однозначно лучше установить на транспортное спецсредство при использовании такового на болотах именно механический карбюратор, который не перегорит. Такой карбюратор всегда можно с легкостью обслужить, почистить и просушить при необходимости.

Виды карбюраторов

Как мы уже говорили, процесс модернизации карбюраторов породил большое количество видов данного устройства от разных производителей. Все это многообразие карбюраторов условно можно разделить на три группы:

барботажный;
мембранно-игольчатый;
поплавковый;

Два первых типа карбюраторов уже давно практически не встречаются, так что останавливаться на этих конструкциях мы не будем. Целесообразнее рассмотреть поплавковый карбюратор, который еще можно увидеть в различных модификациях на гражданских автомобилях эпохи 90-х в наши дни.

Устройство поплавкового карбюратора

Главной задачей карбюратора является смешение топлива и воздуха. Разные модели карбюраторов осуществляют этот процесс по схожему принципу. Поплавковый карбюратор состоит из следующих элементов:

поплавковая камера;
поплавок;
запорная игла поплавка,
жиклер;
смесительная камера;
распылитель;
трубка Вентури;
дроссельная заслонка;

Поплавковый карбюратор устроен так, что к его поплавковой камере подведена специальная магистраль. По этой магистрали из топливного бака в карбюратор подается топливо. Регулирование количества топлива в камере осуществляется посредством двух элементов, которые взаимосвязаны. Речь идет о поплавке и игле. Падение уровня топлива в поплавковой камере означает, что и поплавок опустится вместе с иглой. Таким образом получится, что опустившаяся игла откроет доступ для проникновения в камеру следующей порции горючего. При заполнении камеры бензином поплавок поднимется, а игла при этом параллельно перекроет горючему доступ.

В нижней части поплавковой камеры находится следующий элемент под названием жиклер. Жиклер выполняет функцию калибратора и обеспечивает дозирование подачи горючего. Через жиклер топливо попадает в распылитель. Так происходит перемещение нужного количества горючего из поплавковой камеры в смесительную камеру. В смесительной камере происходит процесс приготовления рабочей топливно-воздушной смеси.

Конструктивно смесительная камера имеет диффузор. Указанный элемент создан для того, чтобы увеличивать скорость воздушного потока. Диффузор отвечает за создание разрежения воздуха в непосредственной близости от распылителя. Это помогает вытягивать топливо из поплавковой камеры, а также способствует лучшему его распылению в смесительной камере. Таково базовое устройство простого поплавкового карбюратора.

Дроссельная заслонка: холодный пуск и холостой ход

То количество рабочей топливно-воздушной смеси, которое поступит в цилиндры двигателя, будет зависеть от положения дроссельной заслонки. Заслонка имеет прямую связь с педалью газа. Но это еще не все.

Некоторые автомобили с карбюратором имели дополнительное устройство для управления дроссельной заслонкой. Этот элемент хорошо знаком любителям старой «классики» от ВАЗ. В народе это устройство автомобилисты прозвали «подсос», а само устройство создано для холодного запуска. Элемент выполнен в виде специального рычага, который находится в нижней части торпедо со стороны водителя.

Рычаг позволяет дополнительно управлять дроссельной заслонкой. Если вытянуть «подсос» на себя, в таком случае заслонка прикрывается. Это позволяет ограничить доступ воздуха и увеличить уровень разрежения в смесительной камере карбюратора.

Бензин из поплавковой камеры при повышенном разрежении вытягивается в смесительную камеру намного интенсивнее, а недостаточное количество поступившего воздуха заставляет карбюратор готовить для двигателя обогащенную рабочую смесь. Именно такая смесь лучше всего подходит для уверенного запуска холодного мотора.

Стоит отметить, что первым во всей конструкции подвергся последующей модернизации именно холодный пуск, уже знакомый нам под названием «подсос». К простейшим же карбюраторам заслуженно относится некогда распространенный и популярный карбюратор «Солекс», которому многим обязана линейка классических автомобилей ВАЗ.

Работа карбюраторного двигателя в режиме холостого хода осуществляется следующим образом:

карбюратор оборудован специальными дополнительными воздушными жиклерами. Эти жиклеры отвечают за подачу строго дозированного количества воздуха;
воздух проходит под дроссельной заслонкой и далее по рабочему алгоритму смешивается с бензином. При этом весь процесс происходит тогда, когда педаль газа не выжата и отпущена;

Вот так и выглядит базовое устройство и принцип работы карбюратора поплавкового типа.

Сильные и слабые стороны устройства

Главным достоинством карбюратора является его доступная по цене ремонтопригодность. В свободной продаже по сей день существуют специальные ремонтные комплекты, которые позволяют вернуть карбюратор в строй достаточно быстро. Для ремонта карбюратора не требуется арсенал какого-либо специального оборудования, а отремонтировать устройство при наличии определенных умений и навыков под силу практически любому автомобилисту.

Механический карбюратор не так сильно боится загрязнений и воды, так как их попадание не может окончательно вывести его из строя. В этом одновременно кроется как сильная, так и слабая сторона устройства. Карбюратор нужно достаточно часто подстраивать и обязательно чистить по сравнению с инжекторным впрыском, но он выносливее электронных решений при возникновении ряда таких условий, которые относятся к тяжелым или даже экстремальным условиям эксплуатации.

К дополнительным плюсам карбюратора относят его меньшую чувствительность к топливу низкого качества, а процесс чистки не представляется сложным. Хотя карбюратор и является относительно сложным устройством, но диагностировать неисправности и обслуживать его определенно проще сравнительно с забитой или неисправной инжекторной системой.

К главным минусам карбюратора можно отнести необходимость его регулярной чистки и подстройки. Карбюратор может преподнести сюрпризы в процессе эксплуатации, так как наблюдается зависимость от внешних погодных условий. В зимний период в корпусе карбюратора может накапливаться и затем замерзать конденсат. В жару карбюратор склонен к перегреву, что ведет к интенсивному испарению горючего и падению мощности ДВС.

Последним аргументом против карбюратора является повышенная токсичность выхлопа, что и привело к отказу от его использования на современных авто по всему миру. Сегодня карбюратор оправданно считается безнадежно устаревшим «классическим» решением.

Предназначение карбюратора

Принцип работы карбюратора заключается в том, чтобы обогащать горючее воздухом, впоследствии это горючее попадает в цилиндры двигателя и происходит движение автомобиля.

Но не все так просто, есть ошибочное мнение, что двигатель сам всасывает топливо, конечно, это не так. Операция подачи топлива происходит как раз благодаря карбюратору, в котором есть механизм называемый диффузор карбюратора. Он предназначен для сужения воздушного горла карбюратора. Т.е. в момент прохождения воздуха сквозь это сужение, возникает разряжение (спад давления). Далее в действие вступает маленькое отверстие, для подачи горючего, установленное в этом месте. Сквозь него, под большим давлением топливо выдавливается из поплавковой камеры в горловину карбюратора, откуда обогащенный бензин попадает в выпускной коллектор и далее в цилиндры двигателя.

Также работа карбюратора предполагает распознавание разных режимов, таких как:

Холостой ход двигателя (нейтральная передача);
Средние обороты;
Работа автомобиля после полного охлаждения (например, нахождение в течении целой ночи на морозе).

Все эти режимы отличаются тем, что заведя двигатель, карбюратор должен реагировать по-разному. По-разному обогащать топливо кислородом, дозировать количество впрыскиваемого топлива и т.к. Для этого каждая часть механизма должны работать исправно и быть четко откалиброванным.

Внутреннее устройство карбюратора

Начнем с такого элемента, как поплавковая камера. Работает она следующим образом. В момент потребления топлива, камера постепенно опустошается, и поплавок начинает уходить вниз, открывая игольчатый клапан. Тогда при помощи бензонасоса топливо начинает снова поступать в поплавковую камеру, а игольчатый клапан закрываться. Таким образом, в камере поддерживается постоянный объем топливовоздушной смеси. Еще можно поставить электробензонасос на карбюратор, это значительно повысит мощность двигателя и позволит быстро набирать большое количество оборотов.

Теперь стоит одарить вниманием такую часть, как воздушная заслонка карбюратора. Она позволяет завести двигатель после полного охлаждения, происходит это благодаря обогащению топливовоздушной смеси. Т.е. заслонка перекрывает потоки воздуха приходящие в карбюратор и позволяет впрыскивать больше обогащенного горючего из поплавковой камеры в цилиндры двигателя. Таким образом, остывшая машина получает больше топлива и легче заводится. Если же в дополнение установить автозапуск на карбюратор, то вам не придется каждое утро сидеть в холодной машине и прогревать двигатель «вручную». Также стоит упомянуть, что при установке автозапуска, нелишним будет поставить и автоподсос на карбюратор, тогда все действия по прогреву будут выполнять полностью автоматически.

После прогрева двигателя было бы логично сказать о системе холостого хода, она нужна для подачи топлива на низких оборотах. Ведь на низких оборотах горючего требуется меньше, и главная дозирующая система в таком режиме не функционирует. Регулируется работа карбюратора, в таком режиме весьма проста, нужно затянуть или отпустить регулировочные винты, тогда либо сократится подача воздуха, либо подача топлива, соответственно оно будет больше обогащаться.

Далее поговорим об ускорительном насосе, этот элемент системы необходим для резкого увеличения нагрузок на двигатель и для того чтобы машина не глохла. В момент его активации, открывается дроссельная заслонка и идет резкий впрыск топлива. Это явление обязательно, как в случае если у вас стоит однокамерный карбюратор, так и двухкамерный.

Существует также переходная система, этот элемент необходим для перехода из холостого режима во включение главной дозирующей системе при повышенных нагрузках.

Главная дозирующая система

Эта система позволяет четко разделять и дозировать количество топлива приходящего в двигатель в момент езды на средней скорости. В нее входят такие элементы, как:

Топливные жиклеры;
Главный распределитель;
Диффузор.

При этом главный жиклер подачи топлива расположен в специально просверленном канале между поплавковой камерой и главным распылителем для воздуха, состоящим из небольшой трубки с отверстиями для подачи воздуха. Главный жиклер отвечает за то, какое соотношение будет у топлива при смешении с воздухом.

При этом устройство карбюратора таково, что для его калибровки можно устанавливать жиклеры с разным сечением при настройке всевозможных режимов работы карбюратора.

Экономайзер

Также крайне необходимая часть карбюратора, причем как однокамерный карбюратор, так и двухкамерный немыслимы без нее. Задача экономайзера в том, чтобы обеспечивать двигатель еще более богатым на кислород горючим. Такая потребность возникает при возрастании нагрузок, например для развития скорости, свыше 110 км/ч. В момент резкого набирания такой скорости, дроссельные заслонки открываются максимально, и подача топливовоздушной смеси возрастает максимально. Чтобы ускорить этот процесс и дать двигателю необходимый разгон, профессионалы прибегают к помощи такого девайса, как ускорительный насос карбюратора. Он позволяет довести процедуру до максимальных показателей, вследствие чего, двигатель получит обогащенное топливо в считанные миллисекунды.

Выводы

Изучив принципы того, как работает карбюратор, каждый владелец машины сможет понять несколько основополагающих двигателя и обращения с автомобилем.

А именно: механизм обеспечения топлива кислородом, момент, когда нужно переключать передачи, как правильно прогревать двигатель зимой, что служит основной силой при разгоне машины и т.д. Зная все эти вещи ваш уровень вождения и чувство своего «стального коня» только возрастут.

Да и в случае какой-то сопутствующей поломки, вы сможете определить, что вышло из строя и принять соответствующие меры.