Карбюратор

Карбюратор

Карбюратор – прибор, в котором происходит смешение воздуха и жидкого топлива с образованием горючей смеси, необходимой для функционирования карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Научно-технический прогресс, господствовавший в странах Европы в XVIII—XIX вв., предъявлял свои требования, игнорирование которых означало приостановление развития одной из ведущих отраслей промышленности – машиностроения. Одним из таких требований стало изобретение карбюратора. Оно приписывается немецким конструкторам В. Майбаху и Г. Даймлеру в 1892 г. Кстати, за несколько лет до этого вышеупомянутые исследователи установили на велосипед двигатель, так был создан первый в мире мотоцикл. Им же приписывается создание первого четырехколесного автомобиля, имеющего карбюратор и коробку передач с четырьмя ступенями.

В карбюраторе топливо через запорный игольчатый клапан поступает в поплавковую камеру, а оттуда – в эмульсионные колодцы, где смешивается с воздухом. Полученная смесь направляется в диффузоры смесительных камер, а затем после открытия дроссельной заслонки – в цилиндр карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Карбюратор установлен сверху двигателя на впускном трубопроводе. Поступающий для приготовления горючей смеси в карбюратор воздух проходит предварительную очистку от пыли в воздушном фильтре. Воздушный фильтр соединен с карбюратором патрубком. Приборы подачи топлива соединены между собой металлическими трубками – топливопроводами. Вся топливопроводная система крепится к раме или кузову автомобиля. При помощи впускного трубопровода карбюратор соединен с впускными каналами головки цилиндров двигателя, а выпускные клапаны соединены с выпускным трубопроводом, последний при помощи трубы соединен с глушителем.

Карбюратор состоит из воздушного патрубка с крышкой поплавковой камеры, корпуса и двух нижних патрубков. В воздушном патрубке размещена воздушная заслонка с автоматическим клапаном, а в крышке поплавковой камеры – сетчатый фильтр и запорный клапан. Внутри корпуса карбюратора находятся поплавковая камера и две смесительные камеры с диффузорами, экономайзер с механическим приводом, ускорительный насос и жиклеры. На общей оси в нижних патрубках размещены две дроссельные заслонки, связанные с ограничителем частоты вращения коленчатого вала.

Главная дозирующая система состоит из топливного и воздушного жиклера и диффузора постоянного сечения.

Система холостого хода состоит из топливного жиклера холостого хода, воздушного жиклера, каналов и регулировочного винта.

Пусковое устройство состоит из воздушной заслонки и автоматического клапана с пружиной.

Экономайзер состоит из седла, в котором размещен клапан с пружиной, жиклера экономайзера и деталей привода: рычага, серьги, тяги, планки и истока.

Ускорительный насос состоит из колодца, поршня с пружиной, истока, планки, тяги, рычага и двух клапанов: обратного и нагнетательного. Полость под поршнем заполнена топливом, поступающим через открытый обратный клапан.

Когда поршень движется вниз и впускной клапан открыт, во впускном трубопроводе и смесительной камере создается разрежение. Из-за разности давлений в поплавковой и смесительной камерах из распылителя вытекает бензин. Одновременно через смесительную камеру проходит поток воздуха, скорость которого в суженной части диффузора (там, куда выходит конец распылителя) достигает 50—150 м/с. Бензин мелко распыляется в струе воздуха и, постепенно испаряясь, образует горючую смесь, которая по впускному трубопроводу поступает в цилиндр. Качество горючей смеси зависит от соотношения бензина и воздуха. Горючая смесь может быть нормальной (на 1 кг бензина расходуется 15 кг воздуха), бедной (на 1 кг бензина приходится более 17 кг воздуха) и богатой (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха).

Запуск холодного двигателя обусловливается плохим смесеобразованием. Только при богатой горючей смеси может быть обеспечен надежный пуск холодного двигателя. Получение такой смеси обеспечивается прикрытием воздушной заслонки; дроссельные заслонки в это время будут приоткрыты. Создающееся большое разрежение в смесительных камерах и под дроссельными заслонками вызывает обильное истечение топлива из жиклеров главной дозирующей системы и системы холостого хода, тем самым создавая богатую смесь, необходимую и достаточную для пуска двигателя.

Работа карбюратора на холостом ходу при малой частоте вращения коленчатого вала

Дроссельные заслонки прикрываются, разрежение, создаваемое под ними, передается через отверстия в стенках смесительных камер в каналы системы холостого хода. Из поплавковой камеры через главные жиклеры топливо поступает к жиклерам холостого хода. По пути к топливу через воздушные жиклеры, потом через отверстия над дроссельными заслонками подмешивается воздух. Полученная эмульсия поступает через регулируемые отверстия под дроссельные заслонки, где, смешиваясь с основным потоком воздуха, образует обогащенную смесь.

На полных нагрузках двигателя обогащенный состав смеси получается за счет дополнительной подачи топлива экономайзером к жиклерам полной мощности. При других нагрузках клапан экономайзера закрыт.

В качестве датчика частоты вращения коленчатого вала используется прерыватель-распределитель системы зажигания. Блок управления соединяется проводом с выводом карбюратора добавочного резистора. Электрические импульсы поступают в блок управления с частотой, кратной частоте вращения коленчатого вала. Система работает следующим образом. В блок управления постоянно поступают сигналы от датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика частоты вращения коленчатого вала. При работе двигателя блок управления срабатывает в режиме принудительного холостого хода (торможение двигателя, когда педаль управления дроссельными заслонками отпущена и дроссельные заслонки карбюратора полностью закрыты, температура охлаждающей жидкости более 600 °C, а частота вращения коленчатого вала более 1000 мин^-1). При этих условиях блок управления включает электромагнитные клапаны, которые закрывают каналы системы холостого хода. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала до минимальной или при увеличении частоты вращения после нажатия на педаль управления дроссельными заслонками блок управления включает электромагнитные клапаны, и двигатель начинает работать в нормальном режиме.

Количество и качество горючей смеси (а следовательно, мощность и число оборотов двигателя) регулируются дроссельной заслонкой и рядом специальных приспособлений, которые предусматриваются в сложных многожиклерных карбюраторах.