Для того чтобы работать, автомобильному мотору необходимо питание. В отличие от электрооборудования, которое питается от электросети, машинному двигателю нужно топливо, поэтому в автомобилях существует специальная система питания. Входят в нее топливный бак, топливный насос, топливопроводы, карбюратор, воздушный фильтр, впускной и выпускной трубопроводы и глушитель. Одна из важнейших деталей системы питания - это карбюратор. В нем из топлива формируется горючая смесь.

Как устроен карбюратор?

Состоит карбюратор из двух камер - поплавковой и смесительной . Топливо сначала попадает в поплавковую камеру. Когда она наполнится топливом до нужного уровня, всплывает поплавок и закрывает клапан, через который поступает топливо. Как только его уровень понизится, поплавок опускается и в камеру начинает снова поступать горючее. Таким образом, при помощи поплавка в карбюраторе постоянно поддерживается необходимый уровень топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает в смесительную, где и происходит образование горючей смеси. Сверху в эту камеру поступает воздух, смешивающийся с топливом. В смесительной камере находятся трубка-распылитель с жиклером, диффузор и дроссель. Жиклер представляет собой пробку, ограничивающую выход топлива из поплавковой камеры. Дроссель - это заслонка, которая связана с педалью. Если надавить на нее ногой, дроссель открывается и в цилиндр поступает горючая смесь. При этом скорость автомобиля увеличивается. Распылительная трубка находится в диффузоре, самом узком месте смесительной камеры.

Принцип работы карбюратора

Во время пуска двигателя автомобиля в смесительной камере создается разрежение, в результате чего из распылителя брызгает топливо. При этом возникает поток воздуха, который, смешиваясь с топливом, уносит его в цилиндр.

Карбюраторы современных автомобилей помимо поплавковой и смесительной камер имеют еще пусковое устройство, систему холостого хода, дозирующую систему, ускорительный насос и экономайзер. Карбюраторы старых моделей автомобилей не в состоянии хорошо обеспечить работу двигателя, потому что в зависимости от его состояния (холодный он или теплый) состав горючей смеси должен быть разным. Например, при пуске холодного двигателя после того, как машина долго стояла, необходима горючая смесь, богатая топливом. А если двигатель наоборот, слишком горяч после длительной работы, необходима смесь с небольшим содержанием топлива. Если водитель хочет увеличить скорость или едет в сильно груженой машине, то горючая смесь необходима с большим содержанием топлива, то же самое требуется и на холостом ходу (на малых оборотах). Конечно, простой карбюратор не справится с таким режимом работы.

Насос-ускоритель также необходим для того, чтобы обогащать горючую смесь топливом. Когда водитель резко жмет на педаль, то вместе с топливом прорывается и поток воздуха, скорость движения которого, как известно больше. Поэтому некоторое время в горючей смеси не хватает топлива. Насос-ускоритель помогает решить эту проблему, и двигатель начинает работать быстрее и мощнее.

Система холостого хода необходима для того, чтобы двигатель мог работать на малых оборотах. В этом режиме двигатель работает на обогащенной смеси, но одна дозирующая система приготовить ее не может, поскольку дроссель открыт на холостом ходу не полностью. Но система холостого хода современных карбюраторов устроена таким образом, чтобы горючая смесь образовывалась около дросселя, т.к. в этом месте, даже при неполном его открытии создается разрежение необходимое для горючей смеси.

Чтобы запустить двигатель, нужна смесь, хорошо обогащенная топливом. Для этого в смесительной камере установлена специальная заслонка с клапаном для пропуска воздуха. На приборной панели имеется специальная ручка, с помощью которой этим клапаном можно управлять. Если водитель вытянет ручку, то клапан приоткроется, и количество поступающего в смесительную камеру воздуха уменьшится. Содержание топлива от этого в горючей смеси увеличивается. Поэтому даже самые первые порции горючей смеси насыщены топливом и двигатель заводится, как говорят, с пол-оборота. С пусковым устройством двигатель будет работать даже при очень низкой температуре.

Дозирующая система, которой снабжены карбюраторы всех современных автомобилей, позволяет приготавливать горючую смесь для различных режимов работы двигателя. Эта система позволяет автоматически регулировать состав горючей смеси при работе двигателя на малой или средней нагрузке. Когда двигатель работает в таком режиме, топливо для приготовления горючей смеси поступает через дозирующую систему, но даже при полном открытии дросселя подачи топлива иногда не достаточно. Поэтому, когда дроссель открыт почти полностью, рычаг, связанный с ним, действует на тягу привода экономайзера, который и открывает дополнительный проход для топлива из поплавковой камеры. В результате двигатель может работать с большей мощностью.

Как видите, карбюратор очень важен для пуска двигателя. Малейшая его неисправность может не только вывести двигатель из строя, но и вообще не позволит ему завестись. Но карбюратор - это еще не вся система питания. Горючее к нему подается из топливного бака, который в легковом автомобиле располагается чаще всего в задней части под полом багажника или спереди. Отверстие, в которое вы заливаете бензин, находится снаружи и закрывается пробкой. Только саму пробку вряд ли кто изучил всерьез, а зря! Потому что система питания начинается уже с нее. На пробке наливной горловины топливного бака имеются паровой и воздушный клапаны. Первый необходим, чтобы в жару, когда топливо испаряется, в баке не создавалось повышенное давление. А воздушный клапан нужен, чтобы в баке не появлялось разрежение, иначе подача топлива нарушится.

Устройство системы питания автомобиля

Из бака топливо само по себе никак не попадет в карбюратор, поэтому необходим топливный насос. Устройство его таково, что топливо, проходя через него, очищается в фильтре и только после этого проходит дальше, в карбюратор. Если двигатель не работает, а в карбюратор необходимо накачать топливо, то используют рычаг ручной подкачки.

На деталях мотора постоянно оседает пыль, которая поступает из попадающего на них воздуха, а также металлические частички, образующиеся в результате трения деталей. Если бы в автомобилях не было продумано устройство очищения мотора от пыли, то все детали очень быстро изнашивались бы. Автомобильные двигатели имеют своего рода самозащиту от пыли, т.е. воздушный фильтр, благодаря которому очищается воздух. К карбюратору должны поступать только очищенные потоки воздуха, иначе двигатель быстро выйдет из строя. Воздушный фильтр необходимо периодически прочищать. Для этого его разбирают, промывают корпус керосином и заливают в фильтр свежее масло, которое и будет поглощать все автомобильные «нечистоты».

Проследим топливный путь дальше. Из карбюратора выходит уже необходимая для двигателя горючая смесь, которая проходит в цилиндр по впускному трубопроводу. По выпускным трубопроводам выходят отработанные топливные газы. К выпускной трубе крепится еще одна тонкостенная труба, которая выводит газы к глушителю. Название его говорит само за себя. Ведь если бы не было глушителя, то отработанные газы выходили бы с большим шумом. Действие глушителя основано на том, что газы, переходя из одной трубы в другую, постепенно расширяются и теряют скорость движения. Из глушителя они выходят уже ровной струей и не вызывают шума. В нем же гасятся искры, которые образуются при догорании частичек топлива. В системе питания тоже могут возникать сбои и неисправности. Например, нередко нарушается процесс образования горючей смеси необходимого для работы двигателя состава. Иногда подтекает топливо, отказывает указатель уровня топлива или перестает функционировать карбюраторное устройство. Все эти неисправности необходимо вовремя ликвидировать, чтобы незначительные поломки не привели к серьезным последствиям.

По ряду признаков водитель и сам сможет найти, в чем причина плохой работы мотора и устранить неполадку. Например, двигатель плохо заводится, если смесь в цилиндре содержит мало топливных частичек. Значит нужно проверить исправность топливного насоса. Возможно, засорился фильтр, жиклер или нарушена герметичность соединения деталей. При снятии и установке карбюратора необходимо использовать специальные автомобильные ключи, а какие подобные инструменты необходимы в автомобиле вы сможете почитать .

Двигателю очень вредно работать на обедненной топливом горючей смеси. От этого он быстро перегревается, в воздушном фильтре слышатся хлопки. Если смесь перенасыщена топливом, то, скорее всего воздушные заслонки закрыты не полностью и вместе с потоком воздуха попадает и топливо. Могут быть изношены жиклеры или повышен уровень содержания топлива в поплавочной камере карбюратора. Словом, причин для того, чтобы двигатель вдруг забарахлил, может быть немало. Главное, своевременно устранять неполадки и не доводить до капитального ремонта.

Весьма наглядным и полезным видео по устройству и принципу работы карбюратора является ролик, снятый еще в СССР, но актуальный и в наше время.

Еще статьи про ""

Заметили опечатку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Сейчас все современные бензиновые двигатели комплектуются инжекторной системой питания. За счет того, что инжектор является более совершенным, то он практически вытеснил карбюратор на автотранспорте. Но по дорогам колесит еще большое количество автомобилей, двигатель которых оборудован карбюраторной системой.

Карбюратор — это основной узел такой системы, и главная его задача – приготовление топливовоздушной смеси в необходимой пропорции для последующей её подачи в камеры сгорания двигателя.

Всего имеется три вида карбюраторных систем, одна из которых – барботажная вовсе не используется, а две другие, включающие в конструкцию игольчато-мембранный и поплавковый карбюраторы вполне еще применимы и встретить их можно на самой разнообразной технике.

Из двух последних, на автотранспорте использовался только карбюратор поплавкового типа. Игольчато-мембранный же тип можно встретить на бензопилах, мотокосах и даже на авиатехнике.

Устройство и принцип работы карбюратора

Карбюратор поплавкового типа представляет собой единый узел, включенный в систему питания. За время использования такой системы на автомобилях было разработано большое количество карбюраторов, имеющие разные особенности по конструкции, но все они функционируют используя один принцип.

Что такое карбюратор? Простейший поплавковый карбюратор состоит из двух камер:

1. поплавковой камеры;
2. и смесительной.

В задачу первой входит дозирование топлива и поддержание его на определенном уровне. Благодаря этой камере обеспечивается стабильная подача бензина при разных условиях работы мотора.

Конструктивно она очень проста. Внутри устройства имеется поплавковая камера с помещенным в нее поплавком, связанным с клапаном игольчатого типа, который размещен в канале подачи бензина от бензонасоса. По мере расхода топлива поплавок опускается, а с ним и клапан, в результате канал открывается и бензин закачивается в полость. При закачке необходимого уровня поплавок вместе клапаном поднимается вверх и полностью перекрывает канал.

Видео: Устройство карбюратора (Специально для АВТОмладенцев)

Вторая камера обеспечивает смешивание топлива в проходящий воздушный поток. Для этого в ней установлен диффузор – специально суженый участок камеры. Благодаря этому диффузору, воздух, проходящий через него, значительно ускоряется.

Две эти камеры соединены между собой распылителем. Та его сторона которая установлена в поплавковой камере дополнительно оснащена топливным жиклером – специальной вставкой со сквозным отверстием определенного диаметра. Его задача – обеспечивать подачу строго определенного количества бензина. Второй конец распылителя выведен в диффузор.

Работает все так: на такте впуска в цилиндре двигателя поршень движется вниз, создавая разрежения. Из-за этого происходит всасывание воздуха через воздухозаборник с установленным в него фильтром. Этот заборник располагается на карбюраторе, поэтому поток проходит через смесительную камеру.

Движение воздуха при ускорении в диффузоре, обеспечивает образование разрежения в распылительной трубке, из-за чего топливо начинает из него вытекать и подмешиваться в проходящий поток.

Регулировка подаваемой смеси в цилиндры обеспечивается дроссельной заслонкой, которая установлена за диффузором. Путем перекрывания канала, по которому движется топливовоздушная смесь, регулируется скорость движения воздуха. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на акселератор.

Устройство карбюратора подразумевает еще одну заслонку – воздушную. Если дросселем регулируется подаваемое количество уже готовой смеси, то вторая заслонка перекрывает подачу воздуха. А поскольку в цилиндрах разрежение при работающем моторе все же создается, то смесь получается обогащенной, которая характеризуется повышенным содержанием топлива.

Что еще входит в конструкцию?

Но это упрощенная схема карбюратора. На деле же выясняется, что карбюратор состоит из большого числа деталей и все значительно сложнее, ведь двигатель во время эксплуатации работает в разных режимах, при этом для каждого из них необходима смесь соответствующего состава.

Поэтому современный карбюратор поплавкового типа имеет сложное устройство со значительным количеством каналов, вспомогательных систем и дополнительного оборудования. Все это позволяет карбюратору обеспечивать смесеобразование на любых режимах работы.

Поэтому в конструкции карбюратора, помимо двух камер, имеется:

• система пуска;
• главная дозирующая система;
• система холостого хода;
• насос ускорительный;
• экономайзер;
• эконостат;

Каждая из этих составляющих имеет свое назначение в устройстве карбюратора и обеспечивают подачу оптимальной по количеству и качеству смеси на любых режимах функционирования силового агрегата.

1. Система пуска

Система пуска обеспечивает подачу обогащенной смеси в цилиндры двигателя во время запуска мотора. Основным элементом этой системы является воздушная заслонка. В отечественных карбюраторах она имеет ручное управление (рукоятка подсоса, выведенная в салон). В зарубежных аналогах часто встречается автоматическая система пуска, которая самостоятельно регулирует степень открытия воздушной заслонки.

При этом система пуска конструктивно сделана так, чтобы предотвратить подачу переобогащенной смеси в цилиндры сразу после пуска мотора. Для этого привод заслонки сделан так, чтобы она имела возможность самостоятельно приоткрываться, обеспечивая обеднение смеси. К тому же она связана посредством системы тяг с дроссельной заслонкой, что позволяет карбюратору во время запуска и прогрева регулировать степень открытия этих заслонок.

2. Главная дозирующая система

Главная система дозировки обеспечивает основную подачу смеси в цилиндр при всех режимах работы мотора. Единственное, она не задействуется при работе двигателя в режиме холостого хода. Основная ее задача – подача необходимого количества смеси (несколько обедненной) в цилиндры двигателя. Для того, чтобы исключить переобогащение смеси в переходных режимах эта система осуществляет компенсацию недостающего количества воздуха путем подачи из распылителя не чистого бензина, а эмульсии, в которую уже подмешана часть воздуха. Для этого на большинстве карбюраторов топливо, перед попаданием в распылитель, проходит через специально проделанные эмульсионные колодца, где и осуществляется предварительное смешивание.

3. Система ХХ

Система холостого хода обеспечивает устойчивую работу силовой установки на малых оборотах, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. Представляет она собой систему каналов по которым подается воздух и топливо под дроссельную заслонку. То есть, смесительная камера при таком режиме не задействуется, поскольку система ХХ изготавливает необходимое количество смеси и подает во впускной коллектор в обход ее. Дополнительно эта система включает в себя еще один канал – переходной, в задачу которого входит обеспечение поддержания стабильной работы мотора во время смены режима от ХХ до средних оборотов.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Карбюратор ОЗОН. Диагностика и Ремонт

4. Ускорительный насос

Ускорительный насос обеспечивает подачу необходимого количества смеси при резком ускорении, когда главная дозирующая система не успевает обеспечить это, поскольку она обеспечивает нормальную подачу только при плавном открытии дроссельной заслонки. В задачу этого насоса входит кратковременное обогащение смеси, что позволяет избежать «провала» при ускорении. Для этого имеется специальный канал, перекрытый шариковыми клапанами и оснащенный мембраной, привод которой осуществляется от дросселя. При резком нажатии на акселератор, шарики приоткрывают канал, а мембрана выдавливает порцию эмульсии в специальный распылитель, установленный перед диффузором.

Экономайзер и эконостат

Экономайзер обеспечивает максимальный выход мощности от мотора, когда это необходимо. Достигается это подачей обогащенной смеси за счет подачи дополнительной порции эмульсии в основной распылитель в обход главной системы дозировки.

Эконостат позволяет двигателю выдавать максимальную мощность при высоких оборотах. Для этого данный элемент обеспечивает подачу и бензина непосредственно из поплавковой полости и распыление его перед диффузором.

Это основные элементы и системы карбюратора. Также в его конструкции используется поплавковая камера сбалансированного типа. Чтобы бензин в ней поддерживался на заданном уровне, в камере не должно образовываться разрежение и для этого ее соединяют с атмосферой. Сбалансированная же камера подразумевает объединение ее с горловиной карбюратора, что предотвращает попадание в нее загрязняющих веществ вместе с воздухом.

Обслуживание карбюратора

При своей сложной конструкции регулировок у карбюратора не так уж и много, и касаются они только системы холостого хода и уровня топлива в камере с поплавком.

Чтобы установить стабильную работу мотора на ХХ, имеются два специальных винта – количества (воздушный) и качества (топливный). Первый представляет собой упорный элемент, которым регулируется степень открытия дроссельной заслонки для поступления через зазор между ним и стенкой воздуха для создания смеси.

Второй винт – игольчатый, установлен в канал, по которому эмульсия попадает в задроссельный канал. Путем вкручивания и выкручивания изменяется сечение этого канала, и как следствие – количества подаваемой эмульсии.

Недостатком карбюратора является то, что у него имеется большое количество каналов и жиклеров небольшого сечения. Поэтому в процессе эксплуатации загрязняющие элементы, попадающие вместе с воздухом и бензином, оседают в них и закупоривают каналы и жиклеры.

Поэтому важно периодически проводить чистку узла. Сделать это можно вручную, с полной разборкой узла, промывкой и продувкой каналов.

Но последнее время появились специальные чистящие средства. Такие очистители представляют собой особую смесь, которая попадая в каналы обеспечивает отслоение и растворение отложение и смол в каналах, после чего они попадают в цилиндры вместе с топливом и сгорают. Но стоит отметить, что таким средством удается удалить только небольшие засорения. В случае большого количества отложений удалить их можно только вручную.

Через карбюратор в цилиндры подаётся смесь воздуха с горючим. Отсюда можно заключить, что карбюратор расположен между бензонасосом и блоком цилиндров. Где именно - зависит от марки автомобиля. Например, в ВАЗ-2106 карбюратор находится под воздушным фильтром справа от блока цилиндров, если смотреть по ходу движения автомобиля. В более новых моделях, как правило, вместо карбюратора используют инжектор.

Где находится карбюратор в моторе

Двигатель внутреннего сгорания получает энергию при сжигании строго отмеренных доз топлива в цилиндрах. В четырёхтактном двигателе в четырёх цилиндрах по очереди происходит воспламенение горючего. Для горения необходим кислород, поэтому в цилиндры поступает не чистое горючее, а его смесь с воздухом, которая образуется в карбюраторе.

В блоке цилиндров воспламенение каждой порции смеси должно происходить через равные промежутки времени, причём в тот момент, когда поршень в цилиндрах находится в своём нижнем положении. Если эти условия не соблюдаются:

• мощность мотора падает,
• двигатель начинает работать неровно,
• машина глохнет или ревёт,
• увеличивается количество углекислого газа в выхлопе.

Момент воспламенения смеси зависит от соотношения горючего и воздуха в цилиндре, которое образуется в карбюраторе. Регулировкой карбюратора добиваются нужного соотношения экспериментальным путём. Конечно, карбюратор регулируют ещё на заводе, но время воспламенения зависит ещё и от состояния атмосферы: температуры, влажности, высоты над уровнем моря. Поэтому время от времени регулировкой приходится заниматься всем, для чего необходимо понимать принцип работы карбюратора.

Как работает карбюратор

Поток воздуха в карбюратор поступает через воздушный фильтр, количество воздуха регулируется педалью газа. Каждый раз, когда вы нажимаете на газ, в карбюратор попадает больше воздуха.

Топливо в карбюратор поступает через одно, два или, максимум, три специальных гнезда. Каждое гнездо отвечает за свою мощность: малые обороты (холостой ход), большие обороты и, в редких случаях, средние.

В гнёзда вставлены иглы, имеющие вид маленьких винтиков с заострёнными концами. Иглы вставляются в гнёзда неплотно: между стенками гнезда и иглой есть зазор, через который и поступает в карбюратор топливо. Чем дальше в гнездо вставлена игла, тем меньше остаётся зазор и меньше топлива поступает внутрь. Регулировка карбюратора заключается в подборе правильного зазора на соответствующих оборотах.

Внутри кожуха карбюратора находится игла высоких оборотов. Она регулирует поступление воздуха на всех оборотах, от неё зависит общая производительность двигателя, хотя в основном от её положения зависит топливная смесь для высоких оборотов.

Дальше в дело вступает игла низких оборотов или холостого хода. Её обычно располагают внутри карбюратора, и она регулирует количество топлива, поступающего после первой иглы. Без неё на низких оборотах топлива в смеси будет слишком много. При повышении оборотов игла вынимается из гнезда, и в цилиндры поступает столько топлива, сколько отмерила первая игла.

На автомобилях конца ХХ — начала ХХI веков на смену карбюраторам пришли инжекторные системы подачи топлива. Эти системы впрыска с микропроцессорным управлением способны в течении сотен тысяч километров пробега обеспечивать более точную, в сравнении с карбюратором, дозировку топлива во всех режимах работы мотора. А также сохранять параметры выхлопа двигателя в рамках актуальных экологических требований. Однако карбюраторы продолжают использоваться на мототехнике; различных вспомогательных, стационарных, генераторных, лодочных двигателях; на бензоинструменте (бензопила, газонокосилка и т.п.) Всё об устройстве, видах, принципе работы карбюраторов – в данной публикации.

Слово «карбюратор» имеет французское происхождение и произошло от слова carburation – смешивание. В этом и состоит предназначение данного ключевого узла системы питания двигателя внутреннего сгорания – в смешивании бензина с воздухом и подаче определённого количества данной смеси в рабочие полости цилиндров. Карбюратор – это механическое смешивающее и дозирующее устройство для ДВС. На смеси мельчайших капель горючего с воздухом, которую он образует и впрыскивает в цилиндры, и работает мотор.

Как только изобретатели второй половины XIX века начали пытаться оснастить технику двигателями, работающими на бензине и керосине, им пришлось учитывать, что воспламеняется это топливо только при участии воздуха. Более того, для эффективной работы двигателя надо ещё и смешать воздух с горючим в определённой пропорции.

Первый карбюратор изобрёл в 1876 году итальянец Луиджи Христофорис. В его устройстве топливо разогревалось, испарялось, и его пары смешивались с воздухом. Через год Даймлер и Майбах нашли более рациональное решение, применив принцип распыления топлива. Этот простой и эффективный принцип и лёг в основу всех последующих разработок.

Готлиб Даймлер на машине с личным шофёром.

До повсеместного распространения карбюраторов поплавкового типа применялось ещё два вида данных устройств: барботажные и мембранно-игольчатые карбюраторы.

Барботажные карбюраторы представляли собой бензобаки, внутри которых на небольшом расстоянии от поверхности топлива имелась глухая доска и два широких патрубка – один подаёт из атмосферы, и второй – отбирает топливно-воздушную смесь в двигатель. Воздух проходит под доской, над поверхностью горючего, насыщается его парами, и получается горючая смесь.

Это примитивная, но действенная конструкция. Дроссельная заслонка располагалась на моторе отдельно. Работа двигателя с барботажным карбюратором зависела от погоды на улице: степень испаряемости топлива изменялась, в зависимости от температуры окружающей среды. Часть топливно-воздушной смеси могла конденсироваться. Вся конструкция была довольно взрывоопасной и сложной в регулировании.

Мембранно-игольчатый карбюратор – это уже отдельное от бензобака законченное устройство. Оно состоит из нескольких камер, которые разделены мембранами и жёстко связаны между собой штоком.На этом штоке закреплена игла, запирающая седло клапана подачи топлива. Камеры соединены каналами со смесительной полостью, с одной стороны, и с топливным каналом – с другой.

Характеристики такого карбюратора определяются тарированными пружинами, на которые опираются мембраны. Это уже не примитивная, но достаточно простая конструкция, достоинством которой, кроме её простоты, является способность безотказно работать в любом положении и любых условиях. Такие карбюраторы стояли в первой половине ХХ века не только на автомобилях и мотоциклах, но и на самолётах с поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Третий тип карбюраторов, который и стал в итоге основным во всём мировом автомобилестроении – это поплавковый карбюратор с жиклёрами. Поплавковый карбюратор, конструкция которого регулярно подвергалась усовершенствованиям, завоевал в итоге всеобщую популярность во всём мире. Он являлся очень универсальными устройством и мог быть установлен при помощи переходника на самые разнообразные модели автомобилей и мотоциклов.Его устройство и будет рассмотрено в следующих разделах этой публикации.

Последними этапами эволюции устройств карбюраторного впрыска стали поплавковые карбюраторы с электромагнитными клапанами, работающие под контролем электроники. В таких устройствах работало несколько электромагнитных клапанов, работу которых контролировало специальное устройство управления. К примеру,в японских карбюраторах «Хитачи» имелось пять электромагнитных клапанов, и заслонки управлялись электроникой.

Эти карбюраторы, последнего поколения данных устройств, ставились на автомобили «Ниссан» на рубеже 80-х и 90-х годов. Их сложность заключается в большом количестве вспомогательных устройств, отвечающих за стабилизацию работы карбюратора в различных режимах (резкий сброс газа, режим холостого хода в процессе простоя на автомобиле с автоматической КПП, выравнивание и стабилизацию оборотов мотора при запуске климатической установки, и т.п.). Соответственно, такой, «доведённый до совершенства» карбюратор был дополнен многочисленными вспомогательными устройствами: клапанами, биметаллическими пружинами, обогревателями и т.д.

Инжекторные системы впрыска были изобретены уже давно, но вначале они стоили дорого для массового автопроизводства. А вот появление и повсеместное внедрение в автоиндустрии доступных по цене микропроцессоров в итоге привело к тому, что необходимость в карбюраторе, даже в самом сложном, с электромагнитными клапанами и дополнительными устройствами, попросту исчезла. Все функции отдельных элементов карбюратора стал выполнять один-единственный электронный блок управления (ЭБУ), а в конструкции инжектора были найдены простые устройства исполнения.

Поплавковый карбюратор обеспечивает наиболее стабильные параметры топливно-воздушной смеси на выходе и обладает самыми высокими эксплуатационными качествами, по сравнению с предыдущими типами этих устройств. Кстати, ошибочным является утверждение о том, что инжектор однозначно экономичнее карбюратора. Хорошо настроенный поплавковый карбюратор обеспечивает схожие с инжектором показатели расхода горючего, однако, разумеется, он не настолько стабилен в работе.

Состоит поплавковый карбюратор из следующих основных элементов: поплавковая камера; поплавок; запорная игла поплавка, жиклёр; смесительная камера; распылитель; смесительная камера с диффузором – трубкой Вентури; дроссельная заслонка. В поплавковую камеру по специальной магистрали из бензобака подаётся топливо. Регулирование количества этого поданного бензина производится в камере при помощи двух взаимосвязанных элементов. Это поплавок и игла.

Принцип работы поплавкового карбюратора

Когда уровень горючего, по мере его расходования, в поплавковой камере снижается, то и поплавок опускается вместе с иглой. Эта опустившаяся игла открывает доступ для подачи в камеру следующей порции топлива. Когда же камера заполняется бензином на должный уровень, поплавок поднимается, а игла при этом одновременно перекрывает горючему доступ. Так этот поплавковый клапан поддерживает постоянный уровень бензина в рабочей полости.

В поплавковой камере карбюратора имеется специальное балансировочное отверстие. Благодаря ему в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление. Практически во всех серийно выпускаемых карбюраторах, работающих с воздушными фильтрами, вместо роль данного отверстия выполняет балансировочный канал поплавковой камеры, который ведёт не в атмосферу, а в полость воздушного фильтра,либо в верхнюю часть смесительной камеры. При таком решении дросселирующее влияние фильтра отражается равномерно на всей газодинамике карбюратора, который становится балансированным.

Следующий ключевой элемент карбюратора – жиклёр – располагается внизу поплавковой камеры. Жиклёр работает в качестве калибратора, обеспечивая дозированную подачу топлива. Сквозь жиклёр горючее 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.

В смесительной камере расположены диффузор – трубка Вентури и впускной трубопровод, который распределит приготовленную топливную смесь по цилиндрам. Распылитель находится в самой узкой части диффузора, где скорость потока достигает максимума, а давление уменьшается до минимума. Под воздействием разности давлений бензин выбрасывается из распылителя, дробится и распыляется в струе воздуха, и, при перемешивании с ним, образует горючую топливно-воздушную смесь.

В последующем вместо одиночного диффузора в карбюраторах был использован двойной. Этот дополнительный диффузор имеет малые размеры и располагается концентрически в главном диффузоре. Вместо жидкого топлива в карбюраторах современной конструкции в распылитель подаётся не гомогенное жидкое топливо, а эмульсия из бензина и воздуха. При такой конструкции достигается более качественное распыление горючего.

Количество топливно-воздушной смеси, которая поступает для сгорания в цилиндры двигателя, регулируется дроссельной заслонкой.У горизонтальный карбюраторов вместо поворотной заслонки применён шибер – золотник.

Одним из важнейших факторов эффективной работы карбюратора является уровень топлива в поплавковой камере. От правильного уровня горючего зависит устойчивая работа двигателя на холостом ходу и на малых оборотах. Поскольку регулировка системы холостого хода фактически определяет правильную компенсацию состава ГДС, то от стабильности уровня топлива косвенно зависит работа и на всех прочих режимах.

Значение уровня бензина в камере заложена таким образом, чтобы при любых отклонениях устройства от вертикального положения не происходило бы самопроизвольного изливания горючего из распылителей в смесительную камеру. Для дополнительной компенсации приливно-отливных явлений, в более совершенных карбюраторах были предусмотрены дополнительные экономайзеры, а также спараллеленные поплавковые камеры, выполненные по бокам карбюратора и соединённые между собой поперечным каналом или специальной сообщающейся полостью. Поплавки в разных карбюраторах делали спаянными из штампованных латунных половинок, либо изготовленными из пластмассы.

Смесительная камера обеспечивает смешивание мельчайших капель бензина, этого «тумана», в проходящий воздушный поток. Эту функцию выполняет диффузор – специально суженый участок камеры. Благодаря данному диффузору воздух, проходящий сквозь него, значительно ускоряется.Движение воздуха при ускорении в диффузоре обеспечивает образование разрежения в распылительной трубке. Из-за этого бензин постоянно добавляется и подмешивается в проходящий поток.

Двигатель в ходе эксплуатации работает в различных режимах. Поэтому и топливно-воздушные смеси требуются разного состава, в том числе и с резким изменением содержания фракций бензиновых паров. Для приготовления смеси разных концентраций, оптимальных при разном режиме работы мотора, «продвинутые» карбюраторы снабжены дозирующими устройствами. Они вступают в работу, либо отключаются в разное время, либо работают одновременно, обеспечивая наиболее оптимальный для получения наилучшего сочетания мощности и экономичности состав смеси на всех режимах двигателя. Эти дозирующие системы основаны на пневматической компенсации состава топливно-воздушной смеси.

Экономайзеры и эконостаты являются дополнительными параллельными системами подачи топлива в смесительную камеру. Они обогащают топливно-воздушную смесь только при высоких уровнях вакуума (т.е. при близких к максимальным нагрузках), когда экономично сформированная смесь не может обеспечить потребностей двигателя. Экономайзеры снабжены принудительным управлением, пневматического или механического вида.

Эконостаты представляют собою просто трубки определённого сечения, в некоторых случаях – с эмульсионными каналами, выведенные в пространство смесительной камеры выше диффузора – в зону появления вакуума при максимальных нагрузках.

Система холостого хода

Система холостого хода, которой снабжались карбюраторы последних поколений, призвана обеспечивать устойчивую работу мотора на малых оборотах, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. Это отдельные каналы, по которым воздух и бензин подаются под дроссельную заслонку. Смесительная камера в этом случае вовсе не задействуется, так как система холостого хода подаёт необходимое количество топливно-воздушной смеси во впускной коллектор в обход её.

Не насыщенность, а просто количество рабочей топливно-воздушной смеси, которое поступает в цилиндры двигателя, зависит от положения дроссельной заслонки. Эта заслонка напрямую связана с педалью газа в кабине. Знатокам старой ВАЗовской «классики» знакомо также ещё одно устройство для управления дроссельной заслонкой. Это «подсос» для холодного запуска мотора – рычаг механического «подсоса» топлива, в нижней части приборной панели. Если вытянуть «подсос» на себя, то заслонка прикрывается.

Тем самым ограничивается доступ воздуха и увеличивается уровень разрежения в смесительной камере карбюратора. Бензин из поплавковой камеры при повышенном разрежении вытягивается в смесительную камеру гораздо интенсивнее, а недостаточное количество поступившего воздуха делает возможным приготовление для мотора обогащенной рабочей смеси, более подходящей для запуска холодного двигателя.

Карбюраторы классифицируют:

• По направлению потока топливно-воздушной смеси – на вертикальные и горизонтальные.
• По способу регулировки сечения распылителя и образования разрежения – с постоянным разрежением (наиболее новые и прогрессивные карбюраторы европейского и японского производства); с постоянным сечением распылителя – все серийные карбюраторы до последних поколений этих устройств, в том числе и все массово выпускаемые в СССР; с золотниковым дросселированием – по большей части, горизонтальные карбюраторы для мотоциклов, в которых вместо дроссельной заслонки количество подаваемой смеси регулирует шибер-золотник.
• По количеству смесительных камер – на однокамерные и многокамерные. «Сдвоенные» карбюраторы есть смысл использовать, например, на моторах, где цилиндры достаточно далеко расположены друг от друга. Тогда каждая половина впрыскивает топливно-воздушную смесь только в «свои» цилиндры. Кроме «спараллеленных» двух- и четырёхкамерных карбюраторов, существовали также серийные трёхкамерные карбюраторы (например, «К-156» для 3102-й «Волги»). Параллельно работающими здесь были 1-я и 3-я смесительные камеры, они подавали смесь в 2-ю – «форкамеру».

К достоинствам карбюраторов следует отнести высокую гомогенность смеси на выходе; низкую стоимость и технологическую доступность при производстве;сравнительную простоту при обслуживании и ремонте, ремонтопригодность без необходимости специального оборудования. В отличие от инжектора, который требует электрического питания, работа карбюратора происходит исключительно за счёт энергии потока воздуха, всасываемого двигателем.

Эти плюсы относятся, разумеется, только к «классическим» карбюраторам. Устройства последнего поколения были уже очень сложными узлами с элементами электроники. Их производство требовало очень большой точности, а настройка – высокой технической подготовки и использования специального оборудования (пневмогидравлического стенда).

Карбюратор выносливее и эффективнее инжектора, если речь идёт об особо тяжёлых или даже экстремальных условиях работы. Он менее чувствителен к качеству топлива. Однако карбюратор более зависит от погодных условий и способен, в отличие от инжектора, преподнести неприятный сюрприз в условиях низких температур. В морозы в корпусе карбюратора может скопиться и замёрзнуть конденсат. А в сильную жару он перегревается, что приводит к интенсивному испарению топлива и падению мощности двигателя.

Основной же причиной вытеснения карбюратора из автомобильной системы питания стала невозможность обеспечить топливно-воздушную смесь индивидуального состава для каждой из вспышек. А инжекторная система с распределённым впрыском действует именно таким образом, стабильно обеспечивая экономичность и экологичность работы двигателя.

Сегодня на автодорогах преобладают автомобили, двигатели которых оснащены инжекторной системой питания. При этом благодаря высокому уровню надёжности машин производства 80х-90х годов ещё можно встретить немало старожилов, что оборудованы карбюратором. Им то и комплектовались все моторы, поскольку сам силовой агрегат не приспособлен создавать топливовоздушную смесь, сгорающую в камере. Карбюраторы сыграли важнейшую роль в развитии автомобилестроения и претерпели множество преобразований, совершенствуясь на протяжении века их использования, но в результате им пришлось потесниться в пользу более функциональных инжекторных систем подачи топлива в ДВС, получивших массовое распространение на рубеже XX – XXI веков. Несмотря на то, что сейчас механизмы мало популярны, они не преданы забвению и продолжают использоваться на двигателях мототехники, стационарных, генераторных, лодочных и прочих агрегатах технических устройств.

Что такое карбюратор

Не каждый новоиспечённый автовладелец знает, как выглядит карбюратор, да и вообще, что это такое и в чём его предназначение, а ведь в прошлом изобретение позволило продвинуться далеко вперёд в области автомобилестроения, и увеличив производительность ДВС.

Карбюратор является узлом системы питания ДВС, приготавливающим методом смешивания (карбюрации) топлива с кислородом горючую смесь и дозирующим её поступление в цилиндры мотора, где далее и происходит воспламенение.

Простыми словами, для процесса сжигания необходимо создание топливовоздушной смеси в определённых пропорциях, а карбюратор дозирует необходимое количество поступающего воздуха и жидкости. «Передозировка» горючего либо напротив, чересчур бедная смесь спровоцируют неполадки в устройстве силового агрегата.

Благодаря созданию простейшего механизма карбюратора проблема приготовления правильной смеси была решена. Как правило, навесное оборудование находится сверху двигателя и широко применяется на различных типах моторов.

Эволюция от громоздкой плохо регулируемой конструкции к более совершенному устройству позволила массово применять механизм на серийных автомобилях. Последним витком развития карбюраторного впрыска стали механизмы, работающие под контролем электроники. Они включают несколько электромагнитных клапанов, функционирующих с помощью электронного устройства управления.

Существует три основных разновидности карбюраторов:

• барботражные (уже не применяются ввиду несовершенности механизма);
• мембранно-игольчатые (простой тип, коим оснащаются газонокосилки, бензорезы, поршневые самолёты и пр.);
• поплавковые (массово устанавливаемые на авто второй половины XX века).

Мембранно-игольчатый механизм включает несколько камер, отделяющихся мембранами, которые крепко фиксируются штоком, один из его концов являет собой иглу, при функционировании устройства запирающую клапан топливоподачи.

Поплавковый карбюратор многолик в своём исполнении, основу устройства представляет поплавковая камера, отвечающая за приток горючего и смесительная камера, формирующая смесь для воспламенения. Механизм включает множество дозирующих систем, в которых присутствуют соответствующие элементы для нормирования, топливные и воздушные каналы. Этот вид устройств завоевал всеобщую любовь, и наибольшее распространение ввиду лучших показателей образовывающейся смеси и обеспечения .

Для чего нужен карбюратор

Ответ на вопрос, зачем нужен карбюратор, уже заключён в определении механизма. Его задача состоит в создании топливовоздушной смеси. Рассмотрим подробнее, что делает карбюратор, коим комплектуется ДВС на автомобилях. Горючее, заливаемое в двигатель авто, не воспламеняется от искры, для реакции обязательно наличие кислорода. Так, оснащение карбюратором (на актуальных автомобильных моторах инжектором) позволяет подавать в цилиндры мелкодисперсную топливовоздушную смесь, легко воспламеняющуюся от искры.

Смешивание обязательно должно происходить в определённых пропорциях, отличающихся в зависимости от режима работы мотора. Снижение объёма воздуха, т.е. обогащение состава, приводит к потере способности заряда к возгоранию, и неисправности цилиндров, уже при соотношении 1:5 чрезмерно обогащённая смесь уже не возгорается от искры. В обратной ситуации, где наблюдается переизбыток кислорода, говорят об обеднении заряда. Функционирование на обеднённой смеси снижает производительность мотора, и последствия регулярного её применения достаточно серьёзны, при чрезмерном обеднении, когда соотношение доходит до значений 1:21 воспламенения не происходит. Нередко наблюдаются белый налёт на свечах, пропуски зажигания, прогар клапанов, деформация поршней и прочие неприятности. Найти баланс пропорций на разных режимах работы мотора очень важно, так от нагрузок на агрегат будет зависеть и соотношения горючего к воздуху.

С конца XIX века карбюраторы служат для создания правильной смеси, они претерпели множество изменений на протяжении XX столетия, но прогресс не стоит на месте и сегодня на смену карбюраторных механизмов пришли более совершенные и надёжные инжекторы. Чипсеты или системы независимого впрыска топливовоздушной смеси находятся под управлением бортового компьютера. Они обуславливают более чёткую, чем карбюратор дозировку горючего в разных режимах функционирования двигателя, а кроме того показатели выхлопа соответствуют требованиям экологических стандартов.

Принцип работы карбюратора

Карбюраторы отличаются по модификации, производителю, а также ступени эволюции, но в целом функционируют по тому же принципу. Чтобы понять, как устроен механизм, рассмотрим пример простейшего поплавкового устройства, не обременённого множеством дополнительных элементов. Основные составляющие карбюратора – это поплавковая и смесительная камеры. Разберём, из чего ещё состоит карбюратор:

• поплавок, его запорная игла;
• жиклёр;
• распылитель, трубка Вентури;
• дроссельная заслонка.

Задача поплавковой камеры в том, чтобы дозировать горючее и поддерживать его уровень в системе, обеспечивая стабильную топливоподачу при различных, в т. ч. и экстремальных нагрузках. Внутри узла есть полость, куда помещён поплавок, связанный с игольчатым клапаном. Когда топливо расходуется поплавок, а также клапан опускаются, что открывает канал для поступления топлива, но как только нужный объём поступил в камеру, поплавок с клапаном поднимаются, перекрывая путь потоку жидкости. Так поддерживается стабильный уровень горючего.

Смесительная камера, что следует из наименования, занимается смешиванием топлива и воздуха, быстро поступающего через диффузор, суженный участок узла.

Между камерами связующим звеном является распылитель. Один конец снабжён жиклёром, имеющим сквозное отверстие и обеспечивающим поступление горючего в определённых дозировках, второй конец выведен в диффузор.

Как работает карбюратор:

• через топливную магистраль, идущую от бензобака к поплавковой камере, в неё поступает бензин, затем дозируемый жиклёром, расположенным в нижней части камеры, и попадающий к распылителю;
• топливо распыляется в смесительной камере посредством распылителя, выведенного в диффузор;
• через фильтр воздухозаборника потоки воздушных масс попадают также в смесительную камеру. Воздух, ускоряясь в диффузоре, порождает разрежение в участке распылителя, за счёт чего жидкость всасывается из поплавковой камеры и происходит смешивание воздушной массы с топливом;
• смесь формируется на каждом этапе, от забора воздуха до поступления в камеру;
• готовая смесь подаётся в цилиндры мотора, где и воспламеняется при помощи свечей.

Конечно, это не всё, из чего . Модели последнего поколения, кроме основных элементов, имели множество вспомогательных устройств и работали под управлением электроники. Сейчас карбюраторный впрыск используется на двигателях для спецтехники, поскольку оснащение инжекторами в данном случае нецелесообразно ввиду их неприспособленности к тяжёлым эксплуатационным условиям. Если механический карбюратор неприхотлив на этот счёт, его легко почистить при надобности, то электронные системы впрыска достаточно капризны и сильно подвержены негативному влиянию влаги и грязи, к тому же форсунки инжектора привередливы к качеству используемого топлива.

Для чего нужен подсос на карбюраторе

Механизм карбюраторной системы включает дроссельную заслонку, регулирующую поступление воздуха. От того, в каком положении она находится и зависит объём смеси, поставляемой в цилиндры, потому характером конструкции предусмотрена связь с педалью газа, чтобы при нажатии подавалось больше воздуха и топлива.

Для запуска силового агрегата на холодную требуется обогащённая смесь, для получения которой требуется большего объёма горючего, чем в стандартном режиме. Раньше часть автомобилей снабжались ручкой управления заслонкой на приборной панели (в народе «подсос»), облегчающей задачу водителю. При вытягивании рычага заслонка прикрывается, ограничивая подачу воздуха в смесительную камеру, что создаёт разрежение, топлива затягивается больше, в результате чего и образуется обогащённая смесь, что и требуется для пуска двигателя при минусовых температурах за бортом. Ручку управления пусковым устройством карбюратора после запуска и прогрева мотора возвращают в прежнее положение, а заслонка управляется стандартно.

У большей части машин с карбюраторной системой подачи топлива данный элемент для создания более насыщенной топливовоздушной смеси отсутствует. Многие производители автоматизировали процесс, что избавило от необходимости тянуть на себя ручку управления для холодного пуска мотора.

Плюсы и минусы карбюратора

Механические карбюраторы имеют немало достоинств, и тот факт, что их перестали применять на современных автомобилях, оправдан не столько экономией, ведь хорошо отрегулированный механизм не менее экономичен, чем инжектор, сколько низким уровнем экологичности, которой в последнее время уделяют максимум внимания при разработках. Карбюраторы неспособны обеспечить индивидуальную смесь для каждой вспышки, тогда как инжекторные системы выполняющие распределённый впрыск, функционируют именно так. При этом положительные стороны карбюратора являются слабыми местами инжектора, так что совершенствовать конструкции ещё предстоит.

Преимущества карбюраторов:

• распыление по всей камере обеспечивает использование всего объёма горючего, вследствие чего и его экономию, а также лёгкий пуск в разных климатических условиях;
• простота конструкции, лёгкость в обслуживании;
• ремонтопригодность, низкая стоимость работ и возможность самостоятельно справиться с ремонтом при наличии соответствующих инструментов;
• неприхотливость к качеству горючего;
• сохранение работоспособности в тяжёлых условиях, при контакте с водой или грязью;
• отсутствие зависимости от электрического питания.

Карбюраторы имеют и недостатки:

• необходимость настройки устройства;
• зависимость от климатических условий (образование конденсата, замерзающего на корпусе при низких температурах, перегрев на сильной жаре и падение производительности мотора из-за испарения топлива);
• необходимость периодической чистки карбюратора;
• , не соответствующая современным стандартам экологии.

Несмотря на активное вытеснение карбюраторов с рынка, многие старые автомобили, оснащённые карбюраторной системой ещё вполне себе живы и продолжают колесить по отечественным дорогам. К тому же для огромного числа устройств ещё долго будут актуальны двигатели с карбюраторным впрыском.