Что такое карбюратор в автомобиле

Карбюратор – это обязательный узел питания двигателя внутреннего сгорания автомобилей и мотоциклов. До конца XX века карбюраторы устанавливались на большинство автомобилей, но в наши дни их прочно вытеснили более удобные и функциональные инжекторные системы. Сейчас они часто встречаются в автомобилях возрастом 20 и более лет. Давайте разберёмся, что такое карбюратор, какие изменения он претерпел за век использования и почему отдал своё место инжекторам.

Что такое карбюратор

Необходимость разработки автоматического прибора, регулирующего создание воздушно-топливной смеси возникла в конце XIX века. Распространённые ранее автомобили работали на светильном газе, который легко воспламеняется. Однако такое топливо было слишком дорогим и неудобным, поэтому конструкторы решили перейти к жидким аналогам.

Однако для его воспламенения необходимо смешивание с воздухом в специальных пропорциях. Так лучшие инженерные умы взялись за разработку карбюратора. Первая модель была представлена Луиджи Де Христофорисом. Она не получила распространение, но стала основой для дальнейших разработок.

За десятилетия дальнейшего совершенствования были разработаны три базовых разновидности карбюраторов: мембранно-игольчатые, барботажные и поплавковые. Правда, во второй половине XX века почти везде стали использоваться последние. В частности, именно они устанавливались на отечественные автомобили до 1990-х годов.

Для чего нужен карбюратор

Карбюратор необходим для формирования воздушно-топливной смеси. В автомобилях используется бензин – жидкое топливо, которое не воспламеняется должным образом от искрового зажигания. Если система подачи топлива оснащена карбюратором (а в современных моделях – инжектором), в цилиндры мотора попадает мелкодисперсная топливно-воздушная смесь, которая легко воспламеняется от искры.

Появление карбюраторов в конце XIX века позволило использовать жидкое топливо в автомобилях, мотоциклах и другой транспортной технике. Отчасти это определило дальнейшее развитие автомобильной отрасли и идеи «машина в каждый дом». Спустя век карбюраторы были вытеснены более надёжными и удобными инжекторными системами.

Принцип работы карбюратора

Как устроен карбюратор на примере ВАЗ 2105: 1. Эмульсионный жиклер эконостата; 2. Эмульсионный канал эконостата; 3. Воздушный жиклер главной дозирующей системы; 4. Воздушный жиклер эконостата; 5. Топливный жиклер эконостата; 6. Игольчатый клапан; 7. Ось поплавка; 8. Шарик запорной иглы; 9 – поплавок; 10. Поплавковая камера; 11. Главный топливный жиклер; 12. Эмульсионный колодец; 13. Эмульсионная трубка; 14. Ось дроссельной заслонки первой камеры; 15. Канавка золотника; 16. Золотник; 17. Большой диффузор; 18. Малый диффузор; 19. Распылитель;

Карбюратор готовит горючую смесь из воздуха и топлива и в необходимых пропорциях подаёт её в двигатель. Конструкцию простейшего карбюратора составляют поплавковая и смесительная камеры, соединённые между собой. Постоянный уровень топлива в первой регулируется поплавком. Топливо передаётся в смесительную камеру через жиклёр. При прохождении через распылитель оно разбивается струёй воздуха и распыляется, смешиваясь с ним. В результате образуется легко воспламеняемая воздушно-топливная смесь.

Конструкция поплавкового карбюратора включает:

• поплавок и его запорную иглу (расположены в поплавочной камере);
• жиклёр;
• распылитель и трубку Вентури (находятся в смесительной камере);
• дроссельную заслонку.

Топливо поступает из бака в поплавочную камеру через топливную магистраль. При наполнении камеры поплавок поднимается наверх и прикрывает подачу иглой. Жиклёр находится в нижней части камеры и дозирует передачу горючего на смешивание.

В смесительной камере находится диффузор, разрежающий воздух в районе распылителя. Благодаря этому жидкость засасывается в камеру и распыляется.

Читайте также: В чем разница между инжектором и карбюратором и что лучше.

Для чего нужен подсос на карбюраторе

Конструкция карбюраторной системы питания дополняется дроссельной заслонкой, которая регулирует подачу воздуха в смесительную камеру. От её положения напрямую зависит количество воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Поэтому она конструктивно имеет прямую связь с педалью газа – при нажатии подаётся больше воздуха и топлива для активного сгорания и генерации мощности.

Некоторые карбюраторные автомобили оснащались рычагом управления заслонкой, выведенным на приборную панель водителя, который облегчал запуск автомобиля «вхолодную». В русскоязычном сообществе его прозвали подсосом. В целом, слово довольно хорошо отображает функциональную роль рычага. При вытягивании подсоса происходит прикрытие дроссельной заслонки и ограничивается поступление воздуха в смесительную камеру. Соответственно, среда в ней становится более разреженной, и бензин затягивается в большем объёме. В результате образуется обогащённая смесь с повышенным содержанием топлива, отлично подходящая для запуска двигателя.

После запуска и прогревания двигателя до достаточной температуры подсос возвращается в нормальное положение, и заслонка снова управляется прежним образом.

Типичные неисправности карбюраторов и их причины

• Трудный запуск двигателя вхолодную:
  • Дроссельная заслонка не закрывается полностью при вытянутом до упора подсосе. Необходимо отрегулировать привод заслонки.
  • Пусковые зазоры заслонки неправильно отрегулированы.
• Холодный двигатель сразу после запуска глохнет при полностью вытянутом подсосе:
  • Неправильно отрегулированы зазоры заслонки.
  • Заслонка остаётся в закрытом положении после пуска. Проблема решается очисткой или заменой телескопической тяги, диафрагмы.
• Трудно запускается прогретый двигатель:
  • Причина неисправности, скорее всего, кроется в высоком уровне топлива в камере поплавка. Нужно отрегулировать поплавковый механизм или заменить клапанную иглу.
• Двигатель неустойчиво работает вхолостую:
  • Неправильно отрегулирована система холостого хода.
  • Засорились жиклёры.
  • Нарушена работа блока управления ЭПХХ или оборван провод.
  • Вакуумный запорный клапан ЭПХХ не срабатывает в нужный момент.
  • Через фланец или подходящие к карбюратору шланги подсасывается лишний воздух.
  • Смесь переобогащается из-за плохой регулировки поплавка или нарушения герметичности иглы.
• «Провал» при открытии дроссельной заслонки:
  • Смесь плохо обогащается из-за того, что распылитель ускорительного насоса закреплён негерметично.
  • Смесь слишком сильно обогащается или обедняется из-за засорения жиклёров, распылителя или топливных каналов.
• Ухудшилась динамика разгона:
  • Смесь слишком обеднённая из-за малого количества топлива в поплавковой камере, засорения жиклёров, топливных каналов.
  • Вторичная камера не включается из-за неисправности пневмопривода.

Читайте также: Что такое моновпрыск и чем он отличается он карбюратора.

Плюсы и минусы карбюратора

По сравнению с инжекторными системами, карбюратор имеет технически более простую конструкцию, и этим обусловлено главное его преимущество – низкая стоимость ремонта. Многие опытные водители без проблем чинят прибор самостоятельно, используя комплекты и детали, которые до сих пор встречаются в свободной продаже. Тем более что для ремонта не нужны особые инструменты и навыки. По хорошей инструкции быстро разберётся и новичок.

Механические карбюраторы сохраняют работоспособность при контакте с грязью и водой (в умеренных количествах, конечно). Их проникновение внутрь не приводит к отказу или остановке. Впрочем, отсюда вытекает и недостаток – устройство приходится регулярно чистить и регулировать. Тем не менее, повышенная устойчивость к тяжёлым условиям эксплуатации по сравнению с электронными карбюраторами или инжекторами – это факт.

Ещё один ценный плюс карбюратора – неприхотливость к качеству топлива.

Помимо необходимости настройки и чистки, карбюратор имеет минус в виде потенциальных сложностей эксплуатации в определённых погодных условиях. В частности, при минусовой температуре на его корпусе намерзает конденсат. При сильной же жаре прибор перегревается, и мощность двигателя падает из-за испарения топлива. Вытеснение карбюраторов в конце XX века было обусловлено тем, что они не осуществляют распределённый впрыск, как инжекторные системы.

Принцип работы и устройство карбюратора

Карбюратор – это обязательный узел питания двигателя внутреннего сгорания автомобилей и мотоциклов. До конца XX века карбюраторы устанавливались на большинство автомобилей, но в наши дни их прочно вытеснили более удобные и функциональные инжекторные системы. Сейчас они часто встречаются в автомобилях возрастом 20 и более лет.

Принцип работы и устройство простейшего карбюратора

В первом устройстве, изобретенном Л. Христофорисом в 1876 году, топливо нагревалось, испарялось, образовавшиеся пары и потоки воздуха смешивались. Спустя год решение усовершенствовали, использовав принцип топливного распыления, который стал основой для следующих проектов.

До широкого распространения привычных нам устройств были барботажные модели и мембранно-игольчатые. Первые — в виде бензинового бака, в котором близко от поверхности располагалась доска и пара патрубков для подачи из атмосферы и забора смеси топлива и воздуха в мотор. Воздух перемещался под доской, непосредственно над топливом, обогащался парами и становился горючей смесью. Это была простая, но рабочая система. Дроссельная заслонка находилась отдельно. На функционирование мотора с барботажным узлом влияли природные условия — испаряемость зависела от температуры. Такую систему было сложно регулировать, она была взрывоопасна.
Схема барботажного карбюратора.

Мембранно-игольчатое устройство размещается отдельно от бензобака. В нем было нескольких камер, жестко связанных с помощью штока. Седло клапана, через который подавалось топливо, запиралось иглой на штоке. Камеры были соединены топливным каналом и смесительной зоной. Параметры устройства определяли пружины, на которые надавливали мембраны. Такой карбюратор работал независимо от условий на улице и местоположения, был популярен в начале 19 века, когда его устанавливали на автомобилях и мототехнике, в самолетах с поршневыми моторами внутреннего сгорания.
Схема мембранно-игольчатого карбюратора.

Устройство карбюратора наших дней

Сегодня используются поплавковые модели, которые являются самыми усовершенствованными. Их можно увидеть на большинстве машин.
Устройство и работа карбюратора: 1 — регулировочный винт пускового устройства; 2 — штифт рычага 24, входящий в паз рычага 3; 3 — рычаг управления воздушной заслонкой; 4 — винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 5 — регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 6 — рычаг дроссельной заслонки первой камеры; 7 — ось дроссельной заслонки первой камеры; 8 — рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 9 — регулировочный винт количества смеси холостого хода; 10 — ось дроссельной заслонки второй камеры; 11 — рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 12 — патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 13 — дроссельная заслонка второй камеры; 14 — выходные отверстия переходной системы второй камеры; 15 — корпус дроссельных заслонок; 16 — распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 17 — малый диффузор; 18 — корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 19 — распылитель ускорительного насоса; 20 — патрубок подачи топлива в карбюратор; 21 — распылитель эконостата; 22 — воздушная заслонка; 23 — шток пускового устройства; 24 — рычаг воздушной заслонки; 25 — крышка пускового устройства; 26 — штифт рычага 24, действующий от штока 23 пускового устройства; 27 — ось воздушной заслонки; 28 — крышка карбюратора; 29 — трубка с топливным жиклером эконостата; 30 — топливный фильтр; 31 — игольчатый клапан; 32 — эмульсионная трубка второй камеры; 33 — поплавок; 34 — главный топливный жиклер второй камеры; 35 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 — рычаг привода дроссельных заслонок; 37 — рычаг привода ускорительного насоса; 38 — диафрагма ускорительного насоса; 39 — регулировочный винт качества (состава) смеси холостого хода; 40 — патрубок забора разрежения вакуумного регулятора опережения зажигания. 41 — корпус карбюраторов. 42 — электромагнитный запорный клапан; 43 — регулировочный винт добавочного воздуха заводской подрегулировки системы холостого хода; 44 — диафрагма пускового устройства.

Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов:

• Поплавковая камера для сохранения горючего на заданном уровне.
• Поплавок, оснащенный специальной иглой, который используется для дозирования уровня бензина.
• Смесительная камера ― для смешения топлива в мелкодисперсном виде с воздухом.
• Диффузор — зауженное место для увеличения скорости воздуха.
• Распылитель, оснащенный жиклером, который соединяет камеры, подает смесь в диффузор.
• Заслонка дросселя — для регулировки потока рабочей жидкости.
• Воздушная заслонка — для регулировки потока воздуха, поступающего в карбюратор. С помощью элемента создают смесь «обогащенную», «нормальную» или «бедную».
• Система холостого хода — подает горючее мимо смесительной камеры по спецканалам в задроссельное пространство.
• Эконостаты и экономайзеры — обеспечивают дополнительную подачу топлива при существенных нагрузках. Эконостаты работают от разрежения воздуха, экономайзерами управляют принудительно.
• Подсос горючего — для принудительного обогащения топливной смеси. С помощью рычага водитель приоткрывает дроссельную заслонку, воздух проходит сквозь смесительную камеру и забирает больше горючего. В результате смесь становится обогащенной, помогает запустить холодный двигатель.

Принцип работы карбюратора

Сначала горючее направляется в поплавковую камеру. В момент достижения необходимого уровня поплавок поднимается и перекрывает клапан, через который подается топливо. Когда поплавок опускается, подача топлива возобновляется.

Далее топливо идет в смесительную камеру, где создается горючая смесь. Сверху подается воздух, который соединяется с горючим. В камере находится распылительная трубка с жиклером, а также дроссель и диффузор. Жиклер — это пробка, которая не допускает вытекание топлива из поплавковой камеры. Заслонка, соединенная с педалью, называется дросселем. При надавливании ногой, она открывается, и горючая смесь попадает в цилиндр. В результате машина набирает скорость. В диффузоре находится распределительная трубка.

В момент запуска в смесительной камере формируется разрежение, из распылителя разбрызгивается топливо. Поднимается поток воздуха, который при смешении с топливом, переносит горючее в цилиндр.

В новейших устройствах помимо смесительной и поплавковой камер, находится также пусковое и дозирующее устройство, конструкция холостого хода, экономайзер, ускорительный насос. Устаревшие модели не обеспечивают полноценную работу мотора, поскольку в зависимости от того, холодный или горячий двигатель, смесь должна быть разной. Если запускают холодный двигатель, требуется горючая смесь, обогащенная топливом. В случае, когда мотор долго работал, необходима смесь с небольшим включением топлива.

Для увеличения скорости или езды в нагруженной машине, нужна смесь, сильно обогащенная топливом. Аналогичная ситуация при движении на холостом ходу, на малых оборотах. Такие условия простой карбюратор обеспечить не в силах.

С целью обогащения смеси топливом применяют насос-ускоритель. Когда резко выжимают педаль, проходит воздух, который движется быстрее топлива. С этим связана нехватка топлива в горючей жидкости. При наличии насоса силовой агрегат работает мощнее.

Система холостого хода идеальна для малых оборотов. При таком режиме силовой агрегат функционирует на обогащенной смеси. Однако, одной дозирующей системы недостаточно, ведь на холостом ходу дроссель открывается лишь частично. В новейших карбюраторах горючая смесь формируется около дросселя, поскольку в этом месте, даже если дроссель открыт не полностью, создается необходимое разрежение.

Для запуска мотора требуется смесь, которая обогащена топливом. С этой целью в смесительной камере предусмотрена заслонка с клапаном, через который проходит воздух. На приборной панели автомобиля есть ручка для управления клапаном. При вытягивании ручки клапан приоткрывается, и объем воздуха в смесительной камере сокращается. А количество горючего в смеси возрастает. В результате даже первые порции смеси достаточно насыщены, и мотор быстро заводится. При наличии спускового устройства двигатель работает даже при пониженных температурах.

Возможности дозирующего устройства позволяют создавать смесь, подходящую для работы двигателя в разных режимах. С помощью системы автоматически регулируется состав смеси при работе мотора с малой и средней нагрузкой. В таком режиме топливо подается через дозирующую систему. Однако, даже при полном открытии дросселя горючего часто недостаточно. По этой причине, когда дроссель практически полностью открыт, рычаг, соединенный с ним, воздействует на тягу привода экономайзера — так открывается дополнительный проход из поплавковой камеры. В итоге двигатель функционирует более мощно.

Классификация карбюраторов

Все карбюраторы можно различать по следующим признакам:

• По направлению движения потока различают горизонтальные и вертикальные модели.
• По регулировке отверстия распылителя и формированию разрежения разделяют: системы с постоянным разрежением; с постоянным сечением (серийные устройства); с золотниковым дросселированием — модели для мототехники, в них вместо дроссельной заслонки объем поступающей смеси регулирует шибер-золотник.
• По числу смесительных камер выпускают одно- и многокамерные модели. «Сдвоенные» устройства используются в моторах с цилиндрами, которые находятся далеко друг от друга. В результате каждая половина осуществляет впрыск в свои цилиндры.