Что такое карбюратор в двигателе автомобиля

Карбюратор или инжектор в автомобиле: что надежнее

Карбюратор, как главный прибор топливной системы, доминировал в мире моторов почти сто лет. Сегодня он сдал позиции, но справедливо ли это?

Чтобы бензин правильно сгорел в камере сгорания и выполнил свою работу, на входе в цилиндр его надо мелко распылить. Для этого сегодня существует два способа: с использованием эффекта эжекции и под давлением.

Карбюратор

Эжекцию использует карбюратор, и это более естественный вариант – бензин засасывается в диффузор (и далее во впускной коллектор) потоком воздуха, который, как насос, качают в цилиндры поршни двигателя.

Принцип действия эжекционного карбюратора несложный. Даже последние, самые совершенные модели используют засасывание бензина разряжением в диффузоре

Чтобы этот процесс при любых условиях выходил таким, как надо двигателю, в карбюраторе создано несколько дополнительных систем: для холостого хода, для максимальной нагрузки, для ускорения, для переходных режимов. Все они представляют собой элементарные устройства, простые и почти всегда бесхитростные – трубки, каналы, камеры. Их суть – в подаче в диффузор в нужный момент дозированной порции бензина или воздуха.

Форму и расположение каналов в корпусе карбюратора бывает непросто рассчитать, но однажды спроектированные и сделанные, они без проблем работают в течение сотен тысяч километров. Проблемы, которые возникают в карбюраторе со временем, такие же элементарные, как и его конструкция – это засорение каналов и износ немногих механических шарниров – на дроссельной и воздушной заслонках, на ускорительном насосе и в их приводах.

Несколько дополнительных систем, которые есть в автомобильном карбюраторе, обеспечивают приспособление подачи топлива и воздуха к различным режимам работы двигателя

Правда, под конец его столетней карьеры карбюратору немного испортили репутацию многочисленные попытки борьбы за чистоту выхлопа. Этот топливный прибор «обогатился» электрическими клапанами, переключателями, дополнительными каналами и тому подобное. Но нынешние диагностики-карбюраторники научились безболезненно избавляться от лишнего обвеса, обеспечивая адекватную работу карбюратора в его чистом, «механическом» виде.

Преимущества и недостатки карбюратора

Плюсы

• Простота конструкции
• Надежность из-за малого количества компонентов топливной системы
• Возможность самостоятельного обслуживания и настройки

Минусы

• Невозможность обеспечить соответствие двигателя экологическим нормам
• Необходимость манипулировать «подсосом» при холодном старте (некоторые модели)

Как устроен «инжектор»

Широко распространенная сегодня система впрыска (в народе – инжектор) имитирует работу карбюратора на современном уровне. Если говорить коротко, она все делает более точно. Бензин распыляется собственно инжекторами – форсунками, причем на каждый цилиндр есть своя, персональная.

Инжекторная топливная система состоит из многих компонентов, что и обуславливает ее большую стоимость по сравнению с карбюраторной, которая имеет только две составляющих

Кроме того, в самой простой инжекторной топливной системе есть электрический насос (расположен в баке), фильтр, комплект датчиков и электронный блок управления (ЭБУ). Насос и особенно ЭБУ – дорогие компоненты, так, стоимость одного только блока управления может превышать стоимость целого карбюратора.

Конечно, с технической точки зрения инжекторная система более совершенна, ведь она позволяет точно дозировать топливо в соответствии с нагрузкой, качеством топлива, природными условиями и тому подобное. Теоретически, инжектор может обеспечивать двигателю большую по сравнению с карбюратором эффективность, но топливные карты – программы управления ЭБУ – пишутся с учетом экологических требований. И из-за этого отдача мотора на многих режимах получается искусственно ограниченной. Отсюда и пошел стереотип о том, что карбюраторная машина более «резкая» по сравнению с инжекторным аналогом.

Инжекторная система впрыскивает бензин под самый впускной клапан, что повышает эффективность сгорания топлива

Преимущества и недостатки инжектора

Плюсы

Минусы

Топливная система с впрыском бензина сегодня однозначно победила карбюратор, миллионные тиражи компонентов «инжектора» сделали их повсеместно доступными, относительно дешевыми и несмотря на сложность, надежными. Но если говорить о подержанных автомобилях с большим пробегом, то карбюраторная система с ее двумя составляющими (карбюратор и бензонасос) оказывается гораздо надежнее «инжектора» с его десятком компонентов, каждый из которых изнашивается и может отказать в пути.

Рекомендация Авто24

Даже сегодня, на третьем десятилетии XXI века, можно найти оправдание покупке авто с карбюраторной топливной системой. Если желанный автомобиль будет очень и очень подержанным, и если предполагается его эксплуатация в отдаленном от качественного автосервиса регионе, берите карбюратор. Впрочем, придется смириться с необходимостью пользоваться ручкой “подсоса” или акселератором с автоматической воздушной заслонкой.

Что такое автомобильный карбюратор?

Для диагностики неисправностей и эффективного ремонта своего автомобиля необходимо знать устройство, назначение, принцип действия его основных деталей и механизмов. Рассмотрим, что такое автомобильный карбюратор и для чего он нужен.

Что такое автомобильный карбюратор?

Карбюратор – это устройство для приготовления и дозирования топливной смеси (бензин + воздух) на которой работает автомобильный двигатель. Карбюратор наряду с бензонасосом, топливным баком, топливными магистралями и другими элементами входит в систему питания двигателя.

Для чего нужен карбюратор?

Чтобы понять для чего нужен автомобильный карбюратор необходимо знать, что для каждого режима работы двигателя (холостой ход, разгон, средние нагрузки, мощностной и пр.) необходимо приготовить топливную смесь определенного состава. Оптимальный состав 14,5-15 / 1 (15 частей воздуха на одну часть бензина). Это так называемый стехиометрический состав топливной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание с выделением максимума энергии. На мощностных режимах нужна более богатая топливная смесь (например, 1 к 13), на малых нагрузках более бедная (например 17/1). То есть, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше должна обогащаться топливная смесь, попадающая в двигатель.

Приготовлением топливной смеси определенного состава для каждого режима работы двигателя как раз и занимается карбюратор. Для этого он и нужен. Плюс дозирование, то есть подача требуемого объема. Конструктивно в карбюраторе объединены несколько систем и механизмов, позволяющие проделывать такую работу.

Например, система пуска – приготавливает богатую топливную смесь для запуска двигателя, главные дозирующие системы – подают топливо в двигатель на всех режимах кроме холостого хода и принудительного холостого хода, ускорительный насос – позволяет моментально обогатить смесь и ускорится при резком нажатии на газ, экономайзер – обогащает смесь при повышенных нагрузках на двигатель и т.д.

За счет чего работает карбюратор?

Автомобильный карбюратор работает за счет разрежения возникающего во впускном коллекторе при движении поршней двигателя. Под действием этого разрежения (области низкого давления) топливо буквально «высасывается» из каналов карбюратора. Чем быстрее движутся поршни, тем выше разрежение. Карбюратор может сам регулировать величину разрежения, открывая и закрывая дроссельные и воздушную заслонки.

Как работает карбюратор?

При прокручивании холодного двигателя стартером на режиме пуска во впускном коллекторе создается разрежение за, счет которого из каналов системы пуска вытягивается определенное количество топлива, необходимое для запуска двигателя.

Далее следует режим прогрева при котором работает главная дозирующая система первой камеры карбюратора.

После прогрева, при полностью открытой воздушной заслонке настает черед режима холостого хода (ХХ) при котором топливо подается в двигатель через каналы системы холостого хода.

При нажатии на педаль газа срабатывает ускорительный насос, впрыскивая дополнительную дозу топлива и повышая обороты двигателя.

Начало движения – работает переходная система первой камеры предотвращает провал.

Далее режим средних нагрузок – работает ГДС первой камеры карбюратора.

Мощностной режим – вступает в работу вторая камера карбюратора и ее ГДС.

Что лучше карбюратор или инжектор?

Ни то не другое, так как у каждой системы имеются свои плюсы и недостатки. Карбюратор более прост и дешев в обслуживании, но приготавливаемая им смесь не стабильна и не поддается точной дозировке, зависит от посторонних факторов, что влияет на расход и работу двигателя. Инжектор дозирует топливную смесь точно, что позволяет снизить расход и оптимизировать ее состав на каждом из режимов, но обслуживать систему впрыска дорого и требует определенных навыков и знаний.

Но, будущее за инжектором, так как экологические требования к выхлопу двигателя автомобиля постоянно растут, а по токсичности выхлопа инжектор превосходит карбюратор.

Примечания и дополнения

Во перечень всех систем и механизмов современного карбюратора.

— Главная дозирующая система первой камеры карбюратора

— Главная дозирующая система второй камеры карбюратора

— Система холостого хода

— Переходная система первой камеры карбюратора

— Переходная система второй камеры карбюратора

Карбюратор: основа классических систем питания бензиновых двигателей

Сегодня, несмотря на распространение инжекторных моторов, все еще широко распространены бензиновые двигатели, в системах питания которых используются специальные агрегаты для приготовления горючей смеси — карбюраторы. Все о карбюраторах, их конструкции, устройстве и работе — читайте в данной статье.

Назначение карбюратора и его роль в силовом агрегате

Карбюратор — основной узел системы питания поршневых бензиновых двигателей внутреннего сгорания; агрегат для контролируемой и регулируемой карбюрации (смешивания) бензина и воздуха с целью получения газообразной горючей смеси (ГС), и ее последующей подачи в цилиндры силового агрегата (СА).

Работа поршневого двигателя построена на преобразовании энергии горючей смеси в кинетическую энергию движения поршней. Для получения наибольшего КПД горючая смесь должна сгорать быстро и с высокой температурой — достичь этого можно только в том случае, если жидкое топливо в смеси разбито на микроскопические капли и частично находится в газообразном состоянии, а количество топлива и воздуха имеет оптимальное процентное соотношение. Эти условия достигаются внедрением в систему питания силового агрегата специального узла — карбюратора.

Карбюратор выполняет несколько функций:

• Приготовление ГС с оптимальным составом;
• Изменение состава ГС (обогащение или обеднение) в зависимости от режима работы СА;
• Контролируемое изменение количества ГС, поступающей в цилиндры СА — этим достигается управление частотой вращения коленвала и изменением мощности СА;
• Обеспечение работы СА на всех режимах — на холостом ходу, на минимальных, средних и максимальных оборотах, при резком изменении нагрузки и оборотов (на переходных режимах), и т.д.;
• Обеспечение уверенного запуска холодного СА;
• Некоторые типы карбюраторов — работа в составе систем экологии.

Сегодня карбюраторные силовые агрегаты все активнее вытесняются инжекторными, однако они практически незаменимы для многих типов транспортных средств (например — в ТС и агрегатах, оборудованных двухтактными моторами) и пользуются спросом в определенных кругах автолюбителей. В будущем карбюраторы вряд ли утратят свою востребованность и актуальность, поэтому имеет смысл знать о конструкции и работе этих устройств.

Типы, конструкция и работа карбюраторов

Более чем за век было создано большое разнообразие устройств, обеспечивающих создание горючей смеси. Однако наиболее широкое распространение получили поплавковые карбюраторы различных модификаций. В общем случае такой агрегат состоит из большого ряда деталей и систем:

Устройство простейшего однокамерного поплавкового карбюратора

Общее устройство однокамерного поплавкового карбюратора

• Поплавковая камера (ПК) с поплавком, запорной иглой и жиклером;
• Смесительная камера (СК) с диффузором, дроссельной заслонкой (ДЗ) и распылителем топлива;
• Система холостого хода;
• Ускорительный насос;
• Экономайзеры (принудительного холостого хода, мощностных режимов);
• Эконостат;
• Пусковое устройство.

Основу карбюратора составляют поплавковая камера и смесительная камера, а изменение характеристик ГС на различных режимах работы СА осуществляется дозирующими системами — холостого хода, экономайзером, эконостатом, пусковым устройством, ускорительным насосом и иными.

Прежде, чем говорить о различных типах и модификациях карбюратора, следует рассмотреть общий принцип работы этих устройств. В простейшем случае карбюратор состоит из ПК, в которой располагается полый металлический поплавок с запорной иглой, и СК с диффузором (сужением), распылителем, дроссельной и воздушной заслонками. В ПК подается бензин, который поступает через трубку, запираемую иглой. Поплавок обеспечивает поддерживание необходимого количества топлива в ПК — при увеличении уровня поплавок поднимается, и в какой-то момент соединенная с ним игла перекрывает топливную трубку. При расходе топлива поплавок опускается и открывает поступление топлива, затем процесс повторяется. В верхней части ПК предусматривается отверстие, за счет которого в ПК поддерживается атмосферное давление.

Топливо из ПК через топливный жиклер (трубку малого сечения) и распылитель (трубку большего сечения) поступает в диффузор СК. Срез распылителя выходит в наиболее узком месте диффузора, расположенном между воздушной (в верхней части СК) и дроссельной (в нижней части СК) заслонками. Нижняя часть СК соединена с впускным коллектором СА, откуда ГС поступает к цилиндрам.

Работает такой карбюратор довольно просто. В момент движения одного из поршней вниз во впускном коллекторе и СК карбюратора возникает разрежение — вследствие перепада давления топливо из ПК через жиклер вытекает в распылитель, а из него попадает в диффузор. За счет сужения в диффузоре создается высокоскоростной воздушный поток — данным потоком топливо дробится на микроскопические капли и частично испаряется, смешивается с воздухом и образует ГС (эмульсию). Данная ГС поступает во впускной коллектор и в цилиндры, где сгорает и совершает работу. Количество поступающей в коллектор ГС регулируется ДЗ, связанной с педалью газа. Заслонка при повороте изменяет сечение СК (от полного закрытия до полного открытия), что приводит к изменению количества поступающего воздуха и, как следствие, ГС. То есть, для разгона автомобиля необходимо открыть ДЗ, нажав на педаль газа — это приведет к поступлению в цилиндры большего количества ГС и увеличению оборотов СА. Для снижения оборотов СА заслонка закрывается, что достигается отпуском педали газа.

Реальные карбюраторы имеют более сложное устройство, так как в них присутствуют различные дополнительные детали и системы. В первую очередь, карбюратор отличаются количеством СК: они бывают одно-, двух- и четырехкамерными. Схема однокамерного карбюратора рассмотрена выше, эти конструкции сегодня применяются довольно редко, так как они не могут эффективно работать на всех режимах и имеют ряд других недостатков. Наиболее широкое применение получили двухкамерные карбюраторы, в которых ДЗ могут открываться одновременно (параллельно) или последовательно.

Двухкамерные карбюраторы с последовательным открытием ДЗ имеют множество преимуществ, вследствие которых они получили широчайшее распространение. В таком устройстве присутствует первичная и вторичная СК одинакового или разного объема, на малых оборотах работает только первичная СК, а при увеличении оборотов в работу вступает вторая СК — это обеспечивает поступление большего количества ГС и в то же время обеспечивает экономию топлива.

Четырехкамерные карбюраторы применяются довольно редко и только на форсированных силовых агрегатов. Также существуют устройства с тремя смесительными камерами, однако они получили незначительное распространение.

В карбюраторах всех типов смесительные камеры могут иметь вертикальную и горизонтальную ориентацию, при этом воздух через них может проходить несколькими способами:

• Сверху вниз — карбюратор с падающими или нисходящим потоком;
• Снизу-вверх — карбюратор с восходящим потоком;
• По горизонтали — карбюратор с горизонтальным потоком;
• Различные комбинации указанных направлений — карбюратор с наклонными или комбинированными потоками.

Сегодня наиболее распространены карбюраторы с нисходящим и горизонтальным потоком, так как они более удобны в монтаже и обеспечивают лучшее качество ГС.

Следует рассмотреть основные дозирующие системы карбюратора.

Главная дозирующая система (ГДС). Обеспечивает подачу топлива в СК. В простейшем случае состоит из топливного жиклера и распылителя. В современных карбюраторах данная система более сложна, она обеспечивает образование первичной эмульсии и ее подачу в СК.

Система холостого хода (СХХ). Обеспечивает стабильное смесеобразование на малых оборотах СА, когда создающегося во впускном коллекторе разрежения недостаточно для нормальной работы ГДС. Данная система состоит из ряда воздушных и топливных каналов и жиклеров, которые обеспечивают отбор первичной эмульсии из ГДС и ее подачу под ДЗ, чем обеспечивается нормальная работа СА при почти полностью закрытой ДЗ.

Экономайзер. Обеспечивает обогащение ГС (увеличение концентрации топлива в ней) на высоких оборотах СА путем подачи топлива в ГДС непосредственно из ПК.

Эконостат. Обеспечивает обогащение ГС на максимальных оборотах СА, он выступает дополнительной системой к экономайзеру.

Экономайзер принудительного холостого хода. Обеспечивает изменение подачи топлива в СХХ на малых оборотах, на больших оборотах при отпущенной педали газа и при остановке СА. Состоит из электромагнитного клапана, который перекрывает подачу топлива на высоких оборотах и при остановке СА, и открывает путь топливу в СХХ при отпуске педали газа и на малых оборотах.

Ускорительный насос. Обеспечивает обогащение ГС на режимах резкого увеличения оборотов СА (на разгоне). Представляет собой насос диафрагменного типа с приводом от оси (рычага) ДЗ, он порционно подает топливо из ПК в СК при нажатии на педаль газа.

Пусковое устройство («подсос»). Обеспечивает обогащение ГС при запуске холодного СА. Основу устройства составляет воздушная заслонка и система ручного управления ею (рукоятка на приборной панели, тяга или тросик). При закрытии заслонки в СК поступает меньше воздуха и одновременно создается большее разрежение — это обеспечивает обогащение ГС и улучшает условия для запуска СА.

В завершение отметим, что типичный карбюратор имеет три основных органа для регулировки характеристик ГС и работы СА:

• Винт качества — регулирует качество ГС путем изменения количества поступающего воздуха;
• Винт количества — регулирует количество ГС, поступающей на холостых оборотах СА;
• Винт токсичности — регулирует состав ГС путем изменения количества воздуха на переходных режимах.

В карбюраторе могут присутствовать другие вспомогательные системы и органы управления, однако принципиально работа таких устройств не отличается от описанной выше.

Вопросы выбора, ремонта и регулировки карбюратора

Карбюратор является основным узлом системы питания силового агрегата, поэтому любая его неисправность, даже незначительная, нарушает работу силового агрегата. Диагностику, ремонт и регулировку карбюратора следует доверять специалистам, либо выполнять эти работы при наличии соответствующей теоретической и практической подготовки.

При самостоятельном выполнении ремонта необходимо соблюдать инструкции к конкретному карбюратору и двигателю, то же относится и к выполнению регулировок. При отсутствии знаний не следует изменять тип и марку карбюратора, который ранее был установлен на автомобиле, и вносить в него какие-либо конструктивные изменения — только так можно добиться более или мене уверенной работы системы питания и всего двигателя.

Устройство системы питания автомобиля

Системы карбюратора

Карбюратор двигателя состоит из 5 основных систем карбюратора:

1) главная дозирующая система карбюратора предназначена для смешивания топлива с воздухом в установленных пропорциях, что обеспечивается с помощью специальных жиклеров с калибром (топливные и воздушные жиклеры).

2) система холостого хода карбюратора предназначена для поддержания работы двигателя на малых оборотах коленчатого вала.

3) система пуска карбюратора предназначена для подачи воздуха в эмульсионные трубки через воздушную заслонку и жиклеры.

4) система экономайзера карбюратора предназначена для обогащения горючей смеси во время продолжительной нагрузки.

5) система ускорительного насоса карбюратора предназначена для кратковременного обогащения горючей смеси во время разгона автомобиля.

Приготовление горючей смеси и работа основных систем карбюратора

Приготовление горючей смеси осуществляется за счет смешивания двух компонентов топлива и воздуха в определенной пропорции. Оба компонента перед попаданием в систему должны быть тщательно очищены от различных видов загрязнений и примесей. Горючая смесь приготавливается в карбюраторе за счет мелкокалиберных жиклеров, и заслонки, с помощью которых топливо дозируется и распыляется на мельчайшие частицы, после чего перемешивается с воздухом.

Горючая смесь имеет свой состав, который приготавливается при определенном соотношением масс топлива к воздуха. Для того, чтобы сгорел 1 кг бензина теоретически необходимо смешать с ним 14,9 кг воздуха (при расчетах принимают 15). Правда идеального не бывает, и количество воздуха, которое расходуется на приготовление горючей смеси, немного больше или меньше по сравнению с теоретическим. В связи с этим состав горючей смеси характеризуется коэффициентом воздуха, который участвует в процессе сгорания топлива, к теоретически обусловленному количеству воздуха.

Для точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси приняли названия следующих смесей:

1) богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха равным 0,70-0,85

2) обогащенная смесь с коэффициентом избытка воздуха 0,85-0,95

3) обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,05-1,15

4) бедная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,15-1,20

Двигатель должен работать в оптимальном режиме. Оптимальный режим работы двигателя обеспечит нормальная горючая смесь. То есть горючая смесь должна быть не переобагащенная, и не переобедненная, так как в этих случаях снижается экономичность и мощность двигателя.