Ещё проще

-A A +A

Современные двигатели используют управляемую электроникой систему, которая называется впрыском топлива (или инжектором), который должен регулировать топливно-воздушную смесь ровно с той минуты, как Вы повернёте ключ и до того времени, когда Вы выключаете двигатель, когда доедете до места назначения. Но пока эти умные гаджеты не были изобретены, практически все двигатели опирались на гениальное устройство по регулированию воздушно-топливной смеси, называемой карбюраторами. Ведь то, сколько именно топлива и воздуха поступает в двигатель, должно изменяться от момента к моменту, в зависимости от того, как быстро Вы едете и множества других факторов. И именно регулированием этого соотношения занимается карбюратор. Давайте поближе взглянем на то, что это такое, как устроен и как работает карбюратор!

Если Вы читали статью о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, то Вы знаете, что их работа основана не только на физических механических процессах, но и химических тоже: их работа построена вокруг химической реакции под названием "сгорание", когда Вы сжигаете топливо в окружении воздуха, и, таким образом, превращаете тепловую энергию в механическую, а смесь из топлива и воздуха превращаете не без огромной помощи каталитического нейтрализатора в углекислый газ и воду в качестве выхлопных газов. Но для эффективного сжигания топлива Вы должны использовать много воздуха. Это относится не только к автомобильному двигателю, но и ко всем другим процессам горения: к восковой свече, открытому костру и даже пожару в каком-либо доме.

Так выглядит современный многокомпонентный карбюратор

И да, в случае с костром Вам никогда не придётся беспокоиться о том, что слишком много или слишком мало воздуха поступает в него для его оптимального горения. В случае с пожаром в помещении, напротив, отсутствие воздуха имеет гораздо более важное значение. Кстати, цвет огня покажет Вам, достаточно ли ему кислорода - так, синий цвет огня означает, что он пресыщен кислородом, а красный цвет сигнализирует о его недостатке. Нужно знать, что для двигателя вредно как слишком малое количество воздуха в топливо-воздушной смеси, так и слишком большое его количество.

Что такое карбюратор?

Вот почему бензиновые двигатели спроектированы так, чтобы в цилиндры подавалось всегда нужное количество воздуха, чтобы топливо сгорало должным образом и целиком. Получение правильной топливно-воздушной смеси в каждый нужный определённый момент - это результат работы карбюратора, который представляет собой довольно простую конструкцию: трубку, которая позволяет воздуху и топливу поступать в двигатель через клапаны, смешивая их вместе в различных количествах, чтобы удовлетворить широкий спектр различных дорожных условий. Карбюраторы были придуманы примерно в конце 19-го века, когда они были впервые разработаны автомобильным "пионером" (и учредителем компании Mercedes) Карлом Бенцем (1844-1929). А карбюратор на самом первом мотоцикле Harley Davidson был выполнен из консервной банки - видите, мы не шутим, когда говорим, что карбюратор - это очень простая вещь.

Тем не менее, сегодня карбюраторные автомобили почти не производят, так как в наши времена он попросту стал пережитком прошлого - ему на смену пришли очень умные, управляемые бортовым компьютером чипсеты, называемые инжекторами или системами (независимого) впрыска топливо-воздушной смеси в цилиндры. Однако, с тем, что не забывать о том, что когда-то существовало такое гениальное творение человечества, как карбюратор, и пишется данная статья. Кроме того, есть также возможность переделать карбюраторную систему питания на инжекторную.

Как карбюратор работает?

Карбюраторы немного отличаются по дизайну и сложности между собой в зависимости от конкретного производителя, применяемости в конкретном автомобиле и, конечно же, развития своего производства (ведь карбюраторы устанавливались на машины в течение почти века).

Простейшим (причём, существующим) карбюратором, по существу, является большая вертикальная трубка с потоком воздуха над цилиндрами двигателя со второй горизонтальной трубкой, соединённой с первой с одной стороны и с каналом подачи топлива на другой стороне - посмотрите на рисунок выше. В то время как воздух проходит вниз по первой трубке, он проходит через участок в этой трубке, который значительно уже всей трубки (примерно посередине этой трубки), что заставляет его ускориться и уменьшает его давление. Такой эффект имеет своё научное название - эффект Вентури. Падение давления воздуха создаёт всасывающее действие, и в камеру теперь всасывается топливо.

Воздушный поток заставляет топливо присоединиться к нему, и это именно то, что нам нужно, не правда ли? Но как мы можем регулировать воздушно-топливную смесь? Карбюратор имеет два поворотных клапана выше и ниже показанной на нашем рисунке трубки Вентури. В верхней части находится клапан под названием дроссель, который регулирует то, сколько воздуха может проникать в трубку. Если дроссель закрыт, то поступает очень мало воздуха вниз по трубке, а за счёт эффекта Вентури засасывается больше топлива, так что двигатель получает обогащённую топливную смесь. Это удобно, когда двигатель холодный при первом его запуске и работает довольно медленно.

Внизу нашей трубки - уже ниже её сужения - есть второй клапан, который называется дроссельная заслонка. Чем более открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха проходит через карбюратор и больше топлива он увлекает за собой непосредственно в цилиндры. А большое количество топлива и воздуха, проходящего в двигатель, даёт больше энергии и больше мощности нашему двигателю, и в конечном итоге наша машина едет быстрее. То есть именно открытие дроссельной заслонки заставляет автомобиль ускориться. Дроссель подключен к педали акселератора в автомобиле (или ручке акселератора на руле мотоцикла).

Между тем, в том месте, где топливо входит в вертикальную трубку, устройство карбюратора немного сложнее, чем мы описали его выше. В качестве дополнения к топливной магистрали есть своего рода мини-топливный бак под названием поплавковая камера (маленький бачок с поплавком и игольчатым клапаном внутри). В то время как топливо из поплавковой камеры поступает в карбюратор, логично, что уровень топлива в камере опускается. Внутри камеры поверх топлива плавает специальный поплавок, который падает вместе с уровнем топлива. Когда поплавок опускается ниже определенного уровня, открывается игольчатый клапан, позволяя камере пополнить запасы топлива. После того, как камера снова заполнится топливом, поплавок поднимается и закрывает клапан, в результате чего подача топлива снова отключается. Если Вы видели, как работает сливной бачок унитаза, то, в общем-то, это тот же принцип работы: когда Вы смываете воду из унитаза, бачок опустошается и поплавок опускается вниз, сгибая рачаг, который открывает поступление воды в бачок; а когда бачок снова наполняется до определённого уровня водой, то поднятый поплавок вновь закрывает доступ воды - таким образом, если кто-то Вас спросит, что общего между двигателем и унитазом, Вы знаете, что ответить!

Давайте теперь представим, как работает простейший карбюратор во всех его компонентах:

  1. Воздух поступает в верхнюю часть карбюратора из воздухозаборника автомобиля, предварительно очищаясь воздушным фильтром автомобиля.
  2. Когда двигатель запускается в первый раз, дроссель (синий) может быть установлен так, что почти блокирует верхнюю часть трубки, чтобы уменьшить количество воздуха, поступающего в неё (что даёт большее содержание топлива в топливо-воздушной смеси, поступающей в цилиндры).
  3. В центре трубки воздух проходит через узкую щель под названием Вентури. Это заставляет его его ускориться и вызывает падение его давления.
  4. Падение давления, в свою очередь, создаёт эффект всасывания на топливопроводе (справа), и топливо (оранжевое) попросту втягивается в трубку.
  5. Дроссельная заслонка (зелёная) умеет поворачиваться, чтобы открыть или закрыть трубку. Когда дроссельная заслонка открыта, большое количество воздуха и топлива поступает в цилиндры, и двигатель производит больше мощности, и машина в результате едет быстрее.
  6. Смесь воздуха и топлива поступает в цилиндры.
  7. Топливо (оранжевое) подаётся из мини-топливного бака под названием поплавковая камера.
  8. Когда уровень топлива падает, поплавок в камере падает вместе в ним и открывает клапан в верхней части.
  9. Когда этот клапан открывается, топливо поступает в поплавковую камеру из основного бензобака. Это вновь заставляет топливо вместе с поплавком подниматься и на определённом уровне поднятия поплавок этот закрывает клапан и перекрывает подачу топлива.

Регулировка карбюратора

На самом деле карбюратор работает "нормально" на полном газу. В этом случае дроссельная заслонка параллельна длине трубки, что позволяет максимальному количеству воздуха проходить через карбюратор. Если дроссель закрыт, то поток воздуха создаёт хороший вакуум в трубке Вентури и этот вакуум втягивает дозированное количество топлива через специальное сопло. Вы можете увидеть пару винтов на карбюраторе на фото ниже. Один из этих винтов (с маркировкой "Hi") контролирует, сколько топлива поступает в трубку Вентури на полном газу.

Когда двигатель работает на холостом ходу, дроссель почти закрыт, и это создаёт почти вакуум в трубке. Такой вакуум отлично втягивает в себя топливо через крошечное отверстие, называемое жиклёром. Другой винт из пары обозначен "L" и регулирует количество топлива, которое протекает через жиклёр.

Оба этих винта представляют собой просто игольчатые клапаны. Поворачивая их, Вы регулируете, сколько топлива будет поступать в камеру карбюратора в тех или иных обстоятельствах. Когда Вы регулируете их, Вы напрямую контролируете, сколько топлива проходит через жиклёры и основную трубку.


Как работает карбюратор? Видео 

Добавить комментарий

Вы выделили текст, содержащий ошибки:
Пожалуйста, напишите, как нам необходимо исправить выделенный Вами текст. Затем просто нажмите кнопку "Автор - двоечник".