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.
Содержание
- Как он устроен
- Как он работает
- Не все карбюраторы одинаковы
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.
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 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:
- с нисходящим потоком;
- с восходящим потоком;
- 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.
Элементарный карбюратор | Устройство автомобиля
Что называется карбюрацией и карбюратором?
Процесс приготовления горючей смеси вне цилиндров двигателя называется карбюрацией, а прибор, в котором она приготавливается – карбюратором.
Как устроен и работает элементарный карбюратор?
Элементарный (простейший) карбюратор (рис.48) состоит из поплавковой камеры 1 с поплавком 2 и запорной иглой 3, смесительной камеры 6 с диффузором 7 и дроссельной заслонкой 8. Поплавковая и смесительная камеры сообщаются между собой каналом, в котором установлен жиклер 5 с распылителем 4. Распылитель выведен в горловину диффузора так, что топливо будет находиться в нем ниже верхнего края на 2-3 мм, что предотвращает его вытекание при неработающем двигателе. Поплавковая камера каналом А сообщается с атмосферой. Бензин из топливного бака поступает в поплавковую камеру через открытую запорную иглу, опирающуюся на рычажок пустотелого поплавка. Когда бензин достигнет заданного уровня, поплавок всплывает и своим рычажком воздействует на запорную иглу, прекращая поступление бензина в поплавковую камеру. Смесительная камера верхней частью сообщается с атмосферой, нижней – с цилиндром 10 через клапан 9.
Рис.
Работает карбюратор так. При вращении коленчатого вала поршень 11 движется от ВМТ к НМТ, над ним создается разрежение, которое через открытый впускной клапан 9 и дроссельную заслонку 8 передается в смесительную камеру. Следовательно, в смесительной камере давление ниже атмосферного (0,075-0,090 МПа), а в поплавковой – атмосферное давление (0,1 МПа). Из-за разности давлений бензин начинает вытекать из распылителя в мелко распыленном виде в смесительную камеру, туда же устремляется и воздух. В суженной части диффузора скорость движения воздуха увеличивается, он подхватывает распыленный бензин. При этом бензин испаряется и, смешавшись с воздухом, образует горючую смесь, которая через открытую дроссельную заслонку и впускной клапан поступает в цилиндр, наполняя его. Совершается такт впуска.
С увеличением открытия дроссельной заслонки увеличивается количество истекаемого бензина, то есть скорость его истечения обгоняет истечение воздуха. Горючая смесь обогащается.
На графике (рис. 49) показаны кривые, характеризующие работу элементарного карбюратора (кривая 1) и требуемого состава горючей смеси (кривая 2) в зависимости от режима работы двигателя. Из графика видно, что элементарный карбюратор нуждается в ряде дополнительных устройств для обогащения горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Карбюраторы, устанавливаемые на современных двигателях, имеют такие устройства.
Рис.49. Характеристики элементарного (1) и идеального (2) карбюратора.
Как подразделяются карбюраторы в зависимости от направления потока горючей смеси?
Карбюраторы в зависимости от направления потока горючей смеси подразделяются на карбюраторы о восходящим, падающим и горизонтальным потоками. Наибольшее распространение получили карбюраторы с падающим потоком, так как у них лучшие условия смесеобразования и наполнения цилиндров.
Как устроено и работает пусковое устройство карбюратора?
Пусковое устройство карбюратора (рис.50) представляет собой воздушную заслонку 2 с автоматическим клапаном 3, установленную в верхней части карбюратора, управляют которой с места водителя. Во время пуска холодного двигателя заслонку прикрывают или закрывают полностью, что и вызывает обогащение горючей смеси. При полностью закрытой заслонке воздух проходит только через автоматический клапан 3, нагруженный слабой пружиной 4, что предотвращает переобогащение горючей смеси. Бензин проходит через жиклер 6, выбрызгивается через распылитель 1, смешивается с воздухом и образует горючую смесь. Часть бензина проходит через жиклер холостого хода 5 и в канале смешивается с воздухом, образует горючую смесь, которая через отверстие 7 поступает в цилиндры.
Рис.50. Пусковое устройство карбюратора.
Как устроена и работает система холостого хода карбюратора?
Система холостого хода (рис.
51) состоит из топливного 7 и воздушного 6 жиклеров, канала 5, в котором бензин смешивается с воздухом и образуется эмульсия, отверстия 3 для плавного перехода работы двигателя с малой частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу на среднюю. При закрытой дроссельной заслонке через это отверстие подсасывается воздух, предотвращая переобогащение горючей смеси. Через выходное отверстие 1 горючая смесь поступает в цилиндры. Сечение этого отверстия можно изменять регулировочным винтом 2, регулируя работу двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу.
Рис. 51.Система холостого хода карбюратора.
Работает система холостого хода так. При закрытой дроссельной заслонке бензин из распылителя 4 истекать не будет, так как над заслонкой отсутствует разрежение. За счет разрежения под дроссельной заслонкой бензин через топливный жиклер 7 поступает в канал 5, где, смешиваясь с воздухом, проходящим через воздушный жиклер 6, образует эмульсию, которая опускается вниз.
Через отверстие 3 к эмульсии подмешивается воздух, образуя горючую смесь, которая и поступает в цилиндры двигателя. При открывании дроссельной заслонки эмульсия будет выходить одновременно из обоих отверстий, что способствует плавному переходу от малой частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу к средней.
Как устроена и работает главная дозирующая система карбюратора?
Главная дозирующая система карбюратора обеспечивает работу двигателя на средних нагрузках, когда от него не требуется получения полной мощности и карбюратор должен приготавливать обедненную (экономичную) горючую смесь. В современных карбюраторах торможение истечения бензина осуществляется путем пневматического торможения (рис.52). Бензин из поплавковой камеры поступает в эмульсионный колодец 9 через главный топливный жиклер 10. В этот колодец опущена эмульсионная трубка 8 с отверстиями. В верхней части трубки установлен воздушный жиклер 7, через который в эмульсионный колодец поступает воздух.
По этой схеме работает карбюратор К-126.Рис.52. Главная дозирующая система с эмульсионным колодцем.
Воздух с целью торможения истечения топлива можно подводить и непосредственно в канал распылителя (рис.53). При этом топливо, проходящее через жиклер 4, и воздух, проходящий через жиклер 3, смешиваются в канале, и образуется эмульсия. Через распылитель 2 она поступает в кольцевую щель 1 горловины малого диффузора, откуда захватывается воздухом, смешивается с ним, образует горючую смесь и поступает в цилиндры. В этом случае воздух также тормозит истечение топлива, предотвращая переобогащение горючей смеси. По этой схеме работает карбюратор К-88.
Рис.53. Главная дозирующая система с подводом воздуха непосредственно в канал распылителя.
Какое назначение экономайзера в карбюраторе, как он устроен и работает?
Экономайзер в карбюраторе служит для обогащения горючей смеси, когда дроссельная заслонка открывается на 85% и более с тем, чтобы двигатель развивал наибольшую мощность.
На большинстве отечественных карбюраторов устанавливают экономайзеры с механическим приводом. Состоит он (рис.54) из клапана 4, нагруженного пружиной 5, стремящейся удерживать его в закрытом положении, штока 2, тяги 3, рычага 8, дроссельной заслонки 9, жиклера 6 экономайзера, главного топливного жиклера 7 с распылителем 1.
Рис.54. Экономайзер с механическим приводом.
Работает экономайзер так. При открытии дроссельной заслонки на 85 % и более шток опускается и воздействует на клапан. Он открывается, и бензин через жиклер экономайзера (помимо главного топливного жиклера) из поплавковой камеры проходит в распылитель и далее в смесительную камеру. Это вызывает обогащение горючей смеси до мощностной, и двигатель развивает наибольшую мощность. С уменьшением нагрузки, когда дроссельная заслонка прикрывается, шток отходит от клапана экономайзера и пружина закрывает клапан. Дополнительная подача топлива прекращается, горючая смесь обедняется (становится экономичной).
Какое назначение ускорительного насоса в карбюраторе?
Ускорительный насос подает порцию топлива в смесительную камеру карбюратора при резком открытии дроссельной заслонки с тем, чтобы предотвратить обеднение горючей смеси, так как в это время истечение топлива отстает от поступления воздуха в смесительную камеру карбюратора.
Как устроен и работает ускорительный насос?
Ускорительный насос (рис.55) состоит из колодца 1, в котором установлен поршень 8, жестко соединенный со штоком 2. На шток надета пружина 4. Шток планкой 3, тягой 6 и рычагом 7 соединен с дроссельной заслонкой 9. Колодец сообщается с поплавковой камерой через обратный шариковый клапан 5, а со смесительной камерой – через нагнетательный клапан 10 и жиклер-распылитель 11. Когда дроссельная заслонка закрыта, поршень находится в верхнем положении, и топливо через открытый шариковый клапан поступает в колодец, заполняя его подпоршневое пространство. Нагнетательный клапан в это время опущен вниз. При резком открытии дроссельной заслонки усилие через рычаг 7, тягу 6, планку 3 и пружину 4 передается на поршень 8, который, опускаясь, давит на топливо. Под давлением топлива шариковый обратный клапан закрывается, а нагнетательный 10 – открывается и топливо через жиклер-распылитель 11 подается воздухом в смесительную камеру, где, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндры двигателя.
Рис.55. Ускорительный насос.
Если дроссельную заслонку удерживать в этом положении, то топливо ускорительным насосом подаваться не будет, но будет работать главная дозирующая система. Чтобы ускорительный насос подал очередную порцию топлива, необходимо отпустить педаль газа, дроссельная заслонка закроется, шариковый клапан опустится, и топливо заполнит подпоршневое пространство в колодце. Теперь при резком нажатии на педаль газа ускорительный насос подаст порцию топлива в смесительную камеру.
Для чего применяется балансировка карбюратора?
Балансировка карбюратора необходима для предотвращения обогащения горючей смеси в случае засорения воздушного фильтра и таким образом снижения расхода топлива. В несбалансированном карбюраторе поплавковая камера непосредственно сообщается с атмосферой. В таком карбюраторе в случае засорения воздушного фильтра в смесительной камере увеличивается разрежение, а в поплавковой остается неизменным, что ведет к увеличению истечения топлива из распылителя и к повышенному его расходу.
В сбалансированном карбюраторе воздух в поплавковую и смесительную камеры поступает после воздушного фильтра, и его засорение не вызывает разности давлений в поплавковой и смесительной камерах. Следовательно, не будет и избыточного истечения топлива из распылителя. Для поступления воздуха в поплавковую камеру в сбалансированном карбюраторе в верхней части над воздушной заслонкой устанавливается заборная трубка или выполняется канал, сообщающий камеры. Карбюраторы современных автомобилей отечественного производства сбалансированы.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания карбюраторных двигателей»
бензин, воздух, горючий, дроссельный, жиклер, заслонка, камера, карбюратор, смесь, топливо
Смотрите также:
Как изготавливают карбюраторы
Мы можем быть свидетелями заката двигателей внутреннего сгорания, но старинные маслкары и другие старинные автомобили никуда не денутся в ближайшее время. Слишком много «души» и ностальгии связано с мощными автомобилями прошлого.
Энтузиасты не могут отпустить их, да и не должны.
Сердцем каждого винтажного маслкара является карбюратор. До эпохи впрыска топлива, управляемого компьютером, карбюраторы контролировали соотношение воздуха и топлива в автомобиле. По сравнению с впрыском топлива люди склонны смотреть на карбюраторы как на нечто упрощенное. На самом деле, это очень сложное и тонкое устройство.
Дестин с YouTube-канала Smarter Every Day заинтересовался тем, как работает карбюратор, и создал видео, упрощающее процесс. Однако он получил много негативных отзывов от своей аудитории и подвергся критике за, возможно, чрезмерное упрощение. Итак, Дестин решил посетить фабрику Holley Performance, чтобы узнать больше о том, как они производятся и что делает их такими впечатляющими.
Карбюраторы имеют «мозг»
Измерительная пластина карбюратора | Holley Performance Традиционно карбюраторы не управляются компьютерами. Однако это не означает, что у них нет мозга. Основная функция заключается в смешивании воздуха и отправке этой смеси в двигатель для детонации.
В автомобиле, оснащенном системой впрыска топлива, управление форсунками осуществляется с помощью программного обеспечения, которое рассчитывает точное соотношение воздух/топливо для достижения оптимальной производительности.
В карбюраторах используется нечто, называемое «измерительным блоком», которое выполняет тот же процесс. Часто называемый «мозгом» карбюратора, измерительный блок имеет точно обработанные пути, называемые «контурами». Блоки дозирования имеют три контура: контур холостого хода, переходный контур и контур полностью открытой дроссельной заслонки, используемый при наборе водителем максимальной скорости. Эти схемы обрабатываются с точными допусками, чтобы обеспечить их правильную работу, поэтому они вырезаются на станке с ЧПУ, чтобы гарантировать точность.
Сверхсекретная машина используется для тестирования
Секретная тестовая машина Holley Performance в работе | SmarterEveryDay YouTube Самое удивительное в карбюраторах то, что для правильного выполнения своих функций они полагаются исключительно на точную обработку.
Каждая канавка, канал и канал карбюратора служат определенной цели и связаны с чем-то еще. Как мы уже упоминали ранее, карбюраторы довольно сложны.
Естественно, поскольку в основной функции карбюратора нет программного обеспечения, тесты необходимо проводить вручную. Дестин узнал, что у Holley Performance есть специальная машина для проверки карбюраторов, но ему пришлось замазать ее на видео, потому что машина работает по собственной инициативе. Несмотря на то, что Дестин не смог показать это на камеру, он узнал, что машина может полностью имитировать карбюратор, прикрепленный к работающему двигателю.
Посмотрите, как изготавливаются карбюраторы от начала до конца
Как изготавливаются карбюраторы | SmarterEveryDay YouTubeСвязанный
Мы представили лишь несколько основных моментов всего пути производства карбюраторов.
Мы настоятельно рекомендуем просмотреть полное видео, чтобы увидеть и узнать больше. Конечно, это около 30 минут, так что это не короткие часы.
Тем не менее, мы думаем, что из экскурсии Дестина по фабрике Holley Performance можно многому научиться. Дестин также любит задавать вопросы, поэтому в видео редко бывает момент, когда зрители что-то не узнают.
Мы были очень удивлены, узнав, что то, что большинство людей считает простым, на самом деле является одним из величайших инженерных достижений и продолжает развиваться по сей день.
Как изготавливается четырехцилиндровый карбюратор Holley
Техническое обслуживание и техническое обслуживание
Брэндан Гиллогли
17 сентября 2018 г.
Делиться
Если вы водили автомобиль с карбюратором Holley, скорее всего, карбюратор был изготовлен на заводе Holley’s Bowling Green, штат Кентукки. Это потому, что Holley производит карбюраторы на одном и том же предприятии уже более 50 лет.
От крошечных двухствольных двигателей до монстров, Dominator с большими блоками питания и корпусов дроссельной заслонки EFI, которые питают двигатели NASCAR V-8, этот единственный завод делает все это.
Мы зашли на экскурсию по сборке вакуумно-вторичного карбюратора типа 4160, чтобы увидеть закулисье производства лошадиных сил.
Brandan GilloglyМногие машины и приспособления находятся в компании Holley на протяжении десятилетий. И это касается и сотрудников.
Brandan GilloglyНекоторые металлические отливки изготавливаются в Holley собственными силами, другие закупаются у мировых поставщиков. Многие детали, которые Холли изготавливает самостоятельно, проходят через тумблер, в котором используется гладкая стальная среда, немного напоминающая летающую тарелку, чтобы придать деталям полированную отделку, как у этих основных корпусов. Мы вернемся к ним позже.
Brandan Gillogly Четыре параллельные сборочные линии сливаются в одну основную линию, которая проходит перпендикулярно остальным.
На одной из линий сборки фидеров изготавливаются блоки дроссельной и вакуумной вторичной диафрагмы. Вакуумный цилиндр этого дросселя закрывается машиной, которая запрессовывает колпачок на место. Машины на удивление тихие, так как сквозь низкий грохот машин можно разговаривать. Это не хуже, чем в оживленном ресторане.
Брэндан ГиллоглиЭтот тонкий узел представляет собой дроссельный поршень и его кривошип. Вакуум во впускном коллекторе прижимает поршень к пружине воздушной заслонки, пропуская достаточное количество воздуха, чтобы двигатель мог работать на холостом ходу.
Brandan GilloglyВот вид поршня в его цилиндре без крышки, показанной ранее.
Brandan GilloglyВал запрессован на место, фиксируя красный пластиковый кулачок быстрого холостого хода.
Brandan Gillogly На другой из параллельных сборочных линий дозирующий блок обретает форму. Здесь приспособление удерживает четыре заглушки, используемые для блокировки проходов, которые были проточены в дозирующем блоке.
Когда голый измерительный блок вдавливается в приспособление, колпачки фиксируются на месте.
Brandan GilloglyКрепление удерживает силовой клапан, так как дозирующий блок получает прокладки.
Brandan GilloglyГлавные форсунки устанавливаются в дозатор, крепление помогает удерживать форсунки и запускать их.
Brandan GilloglyЕще одна короткая сборочная линия используется для топливных баков. Эти спеченные топливные фильтры готовы к использованию в системе подачи топлива.
Brandan GilloglyГоловка на этом приспособлении затягивает топливный фильтр на место.
Brandan GilloglyДиафрагмы, пружины и корпуса ускорительного насоса добавляются к поплавковой камере.
Brandan GilloglyПоплавки топливного бака идут дальше. Это приспособление проверяет поплавки, чтобы убедиться, что они надежно герметизируют иглу и посадку.
Brandan Gillogly Топливный бак от каждого карбюратора, построенного на линии, находится под рукой, чтобы служить эталоном для испытаний.
На последней сборочной линии корпуса дроссельных заслонок очищаются перед тем, как их различные вакуумные порты запрессовываются на место.
Brandan GilloglyВалы дроссельных заслонок обрабатываются рычажными соединениями, затем вставляются в корпус дроссельной заслонки, а пластины дроссельной заслонки помещаются в их отверстия.
Brandan GilloglyЭта машина вставляет винты дроссельной заслонки в отвертку, которая запускает их все.
Brandan GilloglyОни затянуты до окончательной спецификации с помощью пневматической отвертки.
Brandan GilloglyКаждый корпус дроссельной заслонки затем проверяется на герметичность.
Brandan GilloglyОсновная сборка карбюратора начинается с бустеров.
Brandan GilloglyПосле размещения в канале ствола ускорители крепятся к основному корпусу.
Брэндан ГиллоглиЗатем к основному корпусу прикручиваются узлы вакуума и дросселя.
Brandan Gillogly Все четыре болта топливного бака затянуты одновременно, зажав дозирующий блок.