Топливная система автомобиля состоит из различных узлов и деталей, которые могут выполнять схожие функции. Для работы двигателя нужна система подачи топлива, и решение подобных задач состоит в установке карбюратора или инжектора. Хотя эти устройства имеют принципиальные отличия в конструкции, их задача состоит в подготовке горючей смеси. В зависимости от модели автомобиля устанавливается одна из таких систем, и выяснить чем отличается инжектор от карбюратора достаточно просто.
Карбюратор – представляет собой простейший вид устройства для подачи и распыления бензина. Процесс смешивания топлива с воздухом выполняется механически, а регулировка подачи смеси требует тщательной настройки. Карбюраторная система благодаря использованию простых механизмов легка в обслуживании. Опытный автомобилист может выполнить подобный ремонт самостоятельно, что даёт определённые преимущества в эксплуатации. Для таких операций нетрудно приобрести ремкомплект, а все работы проводятся штатным инструментом, имеющимся в машине.
Находится карбюратор на впускном коллекторе, а его конструкция состоит из поплавковой и смесительной камер. Для подачи топлива служит трубка распылителя, соединяющая камеры между собой. В поплавковую камеру с помощью бензонасоса подаётся топливо, а стабильную подачу бензина обеспечивает игольчатый фильтр и поплавок. Смесительная камера называется ещё воздушной и состоит из диффузора, распылителя и дроссельной заслонки. При движении поршней создаётся разрежение, обеспечивающее всасывание атмосферного воздуха и бензина. Такое смешение и обеспечивает стабильную работу двигателя.
Экономайзер
Также крайне необходимая часть карбюратора, причем как однокамерный карбюратор, так и двухкамерный немыслимы без нее. Задача экономайзера в том, чтобы обеспечивать двигатель еще более богатым на кислород горючим. Такая потребность возникает при возрастании нагрузок, например для развития скорости, свыше 110 км/ч. В момент резкого набирания такой скорости, дроссельные заслонки открываются максимально, и подача топливовоздушной смеси возрастает максимально. Чтобы ускорить этот процесс и дать двигателю необходимый разгон, профессионалы прибегают к помощи такого девайса, как ускорительный насос карбюратора. Он позволяет довести процедуру до максимальных показателей, вследствие чего, двигатель получит обогащенное топливо в считанные миллисекунды.
Немного истории
Ранние разработки на заре эпохи двигателестроения использовали в качестве горючего светильный газ. Карбюратор таким двигателям на раннем этапе был попросту не нужен. Светильный газ поступал в цилиндры благодаря разрежению, которое образовывалось в процессе работы двигателя. Главной проблемой такого горючего являлась его высокая стоимость и ряд сложностей в процессе использования.
Рекомендуем: Можно ли мешать «Тосол» и антифриз?
Вторая половина XIX века стала тем периодом, когда изобретатели, инженеры и механики во всем мире старались заменить дорогой светильный газ более экономичным, дешевым и доступным видом горючего для двигателя внутреннего сгорания. Лучшим решением стало использование привычного для нас сегодня жидкого топлива. Стоит учесть, что такое топливо не может воспламениться без участия воздуха.
Для приготовления смеси из воздуха и топлива потребовалось дополнительное устройство. Мало того, но смешивать воздух с горючим необходимо было еще и в нужных пропорциях. Для решения этой задачи изобрели первый карбюратор. Устройство увидело свет в 1876 году. Создателем ранней модели карбюратора стал итальянский изобретатель Луиджи Де Христофорис. По своей конструкции и принципу работы первый карбюратор имел ряд существенных отличий от более современных аналогов.
Для получения качественной топливно-воздушной смеси горючее в первом устройстве нагревалось, а его пары смешивались с воздухом. По ряду причин этот способ образования рабочей смеси не получил широкого распространения. Разработки в данной области продолжились, а уже через год талантливые инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах создали конструкцию двигателя внутреннего сгорания, который имел карбюратор, работающий по принципу распыления топлива. Это устройство легло в основу для всех последующих разработок.
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.
Рекомендуем: Как провести замену масла в акпп поло седан
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.
Управление карбюратором
Как правило, действиями карбюратора руководит водитель автомобиля. На отдельных моделях карбюраторов применялись вспомогательные системы, которые немного автоматизировали управление карбюратором.
Для того чтобы управлять дроссельной заслонкой наиболее часто пользуются педалью газа, которая обуславливает ее подвижность при содействии системы тяг либо тросового привода. Тяга, как правило, лучше, однако механизм привода куда сложнее и сдерживает способность механизма по компоновке подкапотной площади. Привод тягами был популярен до 1970 года, потом стали чаще использоваться тросики из металла.
На старых машинах чаще предполагалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: вручную рычагом либо от ноги, при помощи педали. Если надавливать на педаль, то рычаг не двигается, а если перемещать рычаг, то педаль опускается.
Последующее открытие дросселя можно совершать педалью. Когда педаль опускается — дроссель остается в таком же положении, в котором зафиксировался при управлении рукой. К примеру, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов был размещен рычаг для управления рукой, при его движении можно достичь постоянного функционирования холодного двигателя без действия воздушной заслонки либо применять «постоянный газ». На грузовиках «постоянный газ» применялся для облегчения передвижения задним ходом.
Рекомендуем: Топливный фильтр для дизельного двигателя
Воздушная заслонка может быть оснащена механическим либо автоматическим приводом. Если привод механический, то водитель закрывает ее при участии рычага. Автоматический привод очень популярен в других странах, а в России не «прижился» из-за своей ненадежности и недолгим сроком службы.
Преимущества карбюратора
Карбюраторная система подачи топлива прошла десятки лет испытаний и в праве рассчитывать на внимание водителей. Её главное преимущество заключается в возможности починки практически в любой непредвиденной ситуации вдали от сервисного центра. Преимущества и различия подобной технологии несложно увидеть из таких показателей:
- Меньшая стоимость устройства и его эксплуатационные расходы;
- Отсутствие нагара и относительная нетребовательность к топливу;
- Простота в ремонте и незначительная стоимость услуг;
- Использование работы двигателя для всасывания топлива.
Это интересно: Для понимания процесса рассмотрим принцип действия механизма
Карбюратор чувствителен к температурным условиям. Сильная жара или отрицательные температуры способны усложнить запуск двигателя. Стоит отметить, что карбюратор считается устаревшей технологией и не отвечает требованиям ЕВРО 3.
Главная дозирующая система
Эта система позволяет четко разделять и дозировать количество топлива приходящего в двигатель в момент езды на средней скорости. В нее входят такие элементы, как:
- Топливные жиклеры;
- Главный распределитель;
- Диффузор.
При этом главный жиклер подачи топлива расположен в специально просверленном канале между поплавковой камерой и главным распылителем для воздуха, состоящим из небольшой трубки с отверстиями для подачи воздуха. Главный жиклер отвечает за то, какое соотношение будет у топлива при смешении с воздухом.
Детали карбюратора автомобиля
При этом устройство карбюратора таково, что для его калибровки можно устанавливать жиклеры с разным сечением при настройке всевозможных режимов работы карбюратора.
Устройство простого карбюратора
Основной задачей карбюратора является смешивание внутри воздушного потока с бензином в определенных пропорциях. Затем все это подается в камеру сгорания в блоке цилиндров, где во время рабочего хода поршня состав сгорает. Высвобождаемая энергия толкает поршень, закрепленный на коленвале, и таким образом энергия взрыва топлива преобразуется в механическую энергию вращения.
Для осуществления процесса карбюратор соединен с топливным насосом, воздухоподающей системой и впускными патрубками блока цилиндров. В простейшем устройстве есть только две камеры: смесительная и поплавковая. Формирование смеси происходит на всем промежутке от всасывания воздуха до впрыска в камеру.
Сначала бензин распыляется в смесительной камере. Это осуществляется с помощью трубки-распылителя, выведенной в диффузор (сужающийся канал). Скорость подачи в нем растет, формируя разряжение. За счет такого вакуума всасывается бензин из диффузора, перемешиваясь с воздухом.
Через канал, связанный с поплавковой камерой, поступает топливо. Внутри канала зафиксирован ограничивающий жиклер (цилиндр с небольшим отверстием вдоль оси), который дозирует подачу бензина из поплавковой камеры.
Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы
Моновпрыском называется одна из разновидностей электронной системы впрыска топлива в двигатель. Можно сказать, что моновпрысковые системы являются своего рода переходной моделью от карбюратора к инжектору.
Впервые моновпрыск был разработан и установлен для самолётов как более современная модификация карбюраторного агрегата, которая исключала «провалы» в подачи топлива во время исполнения фигур в воздухе.
Рекомендуем: Что такое фаркоп — назначение, виды, электрика, производство
Существенной разницей между моновпрыском и карбюраторной системой можно считать наличие у моновпрыскового устройства компьютерного блока контроля подачи и расхода горючего, а также бензинового насоса и одной форсунки, работающей от электричества. Тип работу моновпрыска аналогичен карбюратору, только с использованием более современных компонентов.
Главным достоинством системы моновпрыска является бесперебойная работа мотора, так как в агрегате постоянно поддерживается минимальное давление в 1 бар. То есть транспортные средства с моновпрыском могут бесперебойной работать при резком обгоне или торможении, когда как карбюраторные механизмы не всегда могут гарантировать стабильность мотора в этих режимах.
К тому же моновпрыск гарантирует повышение мощности силового агрегата засчёт отсутствия провалов в питании.
Однако карбюраторы и по сей день считаются более экономичными устройствами, так как впрыск топлива осуществляется не в одной точке, а по всей камере, что позволяет использовать весь поступающий объём горючего. По этой причине двигатели с карбюраторами легче заводятся в зимнее время.
Таким образом, карбюраторные устройства обладают хорошими характеристиками в плане экономного потребления горючего и возможности запуска в любых климатических условиях. Моновпрыск обеспечивает более стабильную работу мотора и высокие качества мощности автомобиля.
Карбюратор и инжектор
Далее в истории систем топливоподачи и смесеобразования сначала появился моновпрыск (моноинжектор), а полностью электронный впрыск и производительные топливные форсунки окончательно вытеснили морально устаревшие карбюраторы.
Главным преимуществом инжектора является намного более точное и своевременное дозирование топлива для получения нужных пропорций топливно-воздушной смеси. Появление и внедрение в автоиндустрию доступных по цене микропроцессоров в итоге привело к тому, что необходимость в сложном карбюраторе и дополнительных устройствах в его конструкции попросту исчезла. Все функции отдельных элементов карбюратора взял на себя один единственный блок управления (ЭБУ), а в конструкции инжектора установили простые устройства исполнения.
Ошибочно полагать, что инжектор является более экономичным решением сравнительно с карбюратором. Хорошо отстроенный карбюратор демонстрирует схожие показатели по расходу топлива. Популярность распределенного впрыска обусловлена тем, что именно такой механизм топливоподачи способен соответствовать всем жестким современным нормам и требованиям по экологичности ДВС. Карбюратор удовлетворить такие требования не может, что обусловлено его конструктивными особенностями и производительностью жиклеров.
Сегодня карбюраторный впрыск встречается только на тех двигателях, основным назначением которых является целевая установка на спецтехнику. Причиной такого решения стала уязвимость электронных инжекторных систем во время тяжелых условий эксплуатации. Электронные узлы и модули инжектора страдают от повышенной влажности и загрязненности, а форсунки чувствительны к качеству топлива. Для примера стоит сказать, что однозначно лучше установить на транспортное спецсредство при использовании такового на болотах именно механический карбюратор, который не перегорит. Такой карбюратор всегда можно с легкостью обслужить, почистить и просушить при необходимости.
Виды карбюраторов
Как мы уже говорили, процесс модернизации карбюраторов породил большое количество видов данного устройства от разных производителей. Все это многообразие карбюраторов условно можно разделить на три группы:
- барботажный;
- мембранно-игольчатый;
- поплавковый;
Два первых типа карбюраторов уже давно практически не встречаются, так что останавливаться на этих конструкциях мы не будем. Целесообразнее рассмотреть поплавковый карбюратор, который еще можно увидеть в различных модификациях на гражданских автомобилях эпохи 90-х в наши дни.
Устройство поплавкового карбюратора
Главной задачей карбюратора является смешение топлива и воздуха. Разные модели карбюраторов осуществляют этот процесс по схожему принципу. Поплавковый карбюратор состоит из следующих элементов:
- поплавковая камера;
- поплавок;
- запорная игла поплавка,
- жиклер;
- смесительная камера;
- распылитель;
- трубка Вентури;
- дроссельная заслонка;
Поплавковый карбюратор устроен так, что к его поплавковой камере подведена специальная магистраль. По этой магистрали из топливного бака в карбюратор подается топливо. Регулирование количества топлива в камере осуществляется посредством двух элементов, которые взаимосвязаны. Речь идет о поплавке и игле. Падение уровня топлива в поплавковой камере означает, что и поплавок опустится вместе с иглой. Таким образом получится, что опустившаяся игла откроет доступ для проникновения в камеру следующей порции горючего. При заполнении камеры бензином поплавок поднимется, а игла при этом параллельно перекроет горючему доступ.
В нижней части поплавковой камеры находится следующий элемент под названием жиклер. Жиклер выполняет функцию калибратора и обеспечивает дозирование подачи горючего. Через жиклер топливо 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.
Конструктивно смесительная камера имеет диффузор. Указанный элемент создан для того, чтобы увеличивать скорость воздушного потока. Диффузор отвечает за создание разрежения воздуха в непосредственной близости от распылителя. Это помогает вытягивать топливо из поплавковой камеры, а также способствует лучшему его распылению в смесительной камере. Таково базовое устройство простого поплавкового карбюратора.
Дроссельная заслонка : холодный пуск и холостой ход
То количество рабочей топливно-воздушной смеси, которое поступит в цилиндры двигателя, будет зависеть от положения дроссельной заслонки. Заслонка имеет прямую связь с педалью газа. Но это еще не все.
Некоторые автомобили с карбюратором имели дополнительное устройство для управления дроссельной заслонкой. Этот элемент хорошо знаком любителям старой «классики» от ВАЗ. В народе это устройство автомобилисты прозвали «подсос», а само устройство создано для холодного запуска. Элемент выполнен в виде специального рычага, который находится в нижней части торпедо со стороны водителя.
Рычаг позволяет дополнительно управлять дроссельной заслонкой. Если вытянуть «подсос» на себя, в таком случае заслонка прикрывается. Это позволяет ограничить доступ воздуха и увеличить уровень разрежения в смесительной камере карбюратора.
Бензин из поплавковой камеры при повышенном разрежении вытягивается в смесительную камеру намного интенсивнее, а недостаточное количество поступившего воздуха заставляет карбюратор готовить для двигателя обогащенную рабочую смесь. Именно такая смесь лучше всего подходит для уверенного запуска холодного мотора.
Стоит отметить, что первым во всей конструкции подвергся последующей модернизации именно холодный пуск, уже знакомый нам под названием «подсос». К простейшим же карбюраторам заслуженно относится некогда распространенный и популярный карбюратор «Солекс», которому многим обязана линейка классических автомобилей ВАЗ.
Работа карбюраторного двигателя в режиме холостого хода осуществляется следующим образом:
- карбюратор оборудован специальными дополнительными воздушными жиклерами. Эти жиклеры отвечают за подачу строго дозированного количества воздуха;
- воздух проходит под дроссельной заслонкой и далее по рабочему алгоритму смешивается с бензином. При этом весь процесс происходит тогда, когда педаль газа не выжата и отпущена;
Вот так и выглядит базовое устройство и принцип работы карбюратора поплавкового типа.
