Карбуратор: принцип на проектиране и експлоатация

До средата на 80-те години бензиновите двигатели с вътрешно горене на леки и лекотоварни автомобили бяха масово оборудвани с карбуратори. Такива двигатели работят на принципа на горене външно устройство предварително подготвени на сместа гориво-въздух в цилиндрите на двигателя. Тази работна смес се състои от капчици гориво и въздух. На карбуратора е отговорен за процес, включващ образуване на смес от тези компоненти в правилните пропорции за максимална ефективност на двигателя с вътрешно горене. Най-простият карбуратор е механично дозиращо устройство.

Малко история

Ранното развитие в зората на ерата на двигателя е била използвана като горим въглища на газ. Карбураторът на такива двигатели на ранен етап просто не е бил необходим. Газ от каменни въглища влиза в цилиндъра през подналягане, което формира по време на работа на двигателя. Основният проблем на такова гориво е високата си цена и с редица трудности в процеса на употреба.

През втората половина на XIX век е периодът, когато изобретателите, механиката и инженерите са се опитали да замести скъпи въглища газ в световен мащаб по-икономичен, евтин и достъпен вид гориво, за двигател с вътрешно горене.Най-доброто решение беше да използваме течното гориво, което е обичайно за нас днес.

Струва си да се има предвид, че такова гориво не може да се възпламени без участието на въздуха. За да се подготви сместа от въздух и гориво, е необходимо допълнително устройство. Нещо повече, но беше необходимо да се смеси въздухът и горивото в правилните пропорции.

За да се реши този проблем, първият карбуратор е измислен. Устройството е освободено през 1876 година. Изобретателят на модела на ранния карбуратор е италианският изобретател Луиджи Де Кристофорис. По своя дизайн и принцип на действие, първият карбуратор има редица значителни разлики от по-модерните аналози. За да се получи висококачествена смес гориво-въздух, горивото в първото устройство се нагрява и неговите пари се смесват с въздуха. Поради редица причини, този метод за образуване на работна смес не е широко използван.

Развитие на изкуството са продължили, а година по-късно талантливи инженери Gottlieb Wilhelm Daimler и Maibach създаде структура на двигател с вътрешно горене, който има карбуратор, работещ на принципа на спрей гориво. Това устройство формира основата за всички последващи разработки.

модернизация

Основната посока на бъдещата работа на инженерите беше максималната автоматизация на всички процеси на образуване на смеси. Най-добрите умове на много компании, произвеждащи автомобили и свързаното с тях оборудване, работят за подобряване на дизайна на карбуратора. Поради тази причина можете да срещнете много прости и сложни модели карбуратори от много световни производители.

По-нататъшно развитие

Карбураторите бяха активно заменени от инжекционни системи едва в края на 20-ти век. До този момент, дизайна на карбуратора е засилен. Най-новите завои в еволюцията на карбураторното инжектиране са карбураторите, контролирани от електрониката. В такива карбуратори имаше няколко магнитни клапана, чиято работа беше контролирана от специално устройство за управление. Например, можете да споменете марката карбуратор Hitachi. В проекта имаше почти 5 клапана, а амортисьорите бяха електронно управлявани.

Последното поколение структурно сложни карбуратори е добре демонстрирано от вече споменатия карбураторен модел Hitachi. Този карбуратор е инсталиран на автомобили от Nissan в края на 80-те и началото на 90-те.Сложността на това поколение карбуратори е голям брой спомагателни устройства, особено когато се сравнява продуктът Hitachi с примитивния "Solex", който е поставен на VAZ.

Спомагателните устройства са отговорни за стабилизирането на действието на карбуратора в различни режими. Тези режими и експлоатационни характеристики включват рязко отделяне на газ, режим на празен ход в неактивния режим на автомобила с автоматична скоростна кутия, подравняване и стабилизиране на скоростта на двигателя след активирането на климатика, както и много други.

Перфектният карбуратор от последните поколения се състои от много устройства. Ще посочим само няколко от тях за справка:

  1. Система за контрол на температурата на външния въздух;
  2. Нагревателят на входния колектор;
  3. Клапанът за прекратяване подаването на гориво;
  4. Клапанът на устройството за обогатяване на смес;
  5. Биметална пружина на въздушния амортисьор в механизма за отваряне на дроселната клапа;
  6. Система за бързо натоварване на празен ход и др .;

Такива устройства принадлежат към най-новите "електронни" карбуратори. Допълнителните елементи в тези модели са направени под формата на отделни аналогови устройства.Устройствата са били контролирани от най-простата електроника или са работили на принципа на саморегулиране (биметална пружина).

Трябва да се отбележи, че простите механични карбуратори са много гъвкави устройства и могат да бъдат инсталирани чрез адаптер към различни модели автомобили. Отличен пример е същият, познат на местния автомобилен карбуратор "Солекс".

Карбуратор и инжектор

Освен това в историята на системите за снабдяване с гориво и образуването на смеси първо се появи моноинжектор (моноинжектор), а напълно електронните инжектиращи и продуктивни горивни инжектори накрая замениха остарелите карбуратори.

Основното предимство на инжектора е много по-точно и своевременно дозиране на горивото, за да се получат правилните съотношения на сместа гориво-въздух. Появата и въвеждането на достъпни микропроцесори в автомобилната индустрия в крайна сметка доведе до факта, че необходимостта от сложен карбуратор и допълнителни устройства в дизайна просто изчезна. Всички функции на отделните компоненти на карбуратора се поемат от единична управляваща единица (ECU), а при проектирането на инжектора са монтирани прости устройства за изпълнение.

Грешката е, че инжекторът е по-икономично решение в сравнение с карбуратора. Добре изграден карбуратор демонстрира подобно представяне при консумацията на гориво. Популярността на разпределената инжекция се дължи на факта, че този механизъм за доставка на гориво е в състояние да изпълни всички строги съвременни стандарти и изисквания за екологична съвместимост на ICE. Карбураторът не може да отговори на тези изисквания, което се дължи на неговите конструктивни особености и ефективността на джетове.

Днес инжекцията на карбуратора се намира само на тези двигатели, чиято основна цел е целевата инсталация за специално оборудване. Причината за това решение е уязвимостта на електронните инжекционни системи при тежки експлоатационни условия. Електронните компоненти и модули на инжектора страдат от висока влажност и замърсяване, а инжекторите са чувствителни към качеството на горивото. Например, трябва да се каже, че определено е по-добре да се инсталира специален карбуратор на специално превозно средство, когато се използва такова превозно средство в блатата, което няма да изгори.Такъв карбуратор винаги може лесно да се обслужва, почиства и изсушава, ако е необходимо.

Видове карбуратори

Както вече казахме, процесът на модернизация на карбуратора генерира голям брой видове устройства от различни производители. Всичко това разнообразие от карбуратори може условно да бъде разделено на три групи:

  • мехур;
  • Мембранна игла;
  • плава;

Първите два вида карбуратори отдавна са практически невидими, така че няма да се занимаваме с тези дизайни. По-целесъобразно е да се разгледа плавателният карбуратор, който все още може да се види в различни модификации на цивилни автомобили от 90-те години.

Разположение на плавателния карбуратор

Основната задача на карбуратора е да смесва горивото и въздуха. Различните модели на карбураторите извършват този процес съгласно сходен принцип. Плавателният карбуратор се състои от следните елементи:

  • плаваща камера;
  • плава;
  • заключваща игла за флоат,
  • струя;
  • смесителна камера;
  • пулверизатор;
  • Вентури тръба;
  • дроселова клапа;

Плавателният карбуратор е конструиран по такъв начин, че към неговата камера за поплавък е свързан специален тръбопровод.Горивото се доставя от резервоара за гориво до карбуратора по тази линия. Регулиране на количеството на горивото в камерата се извършва с помощта на два елемента, които са свързани помежду си. Става дума за поплавъка и иглата. Намаляването на нивото на горивото в камерата на поплавъка означава, че поплавъкът също ще падне с иглата. Така се получава, че отива открит достъп иглата да проникне в камерата от следващата част на гориво. При пълнене на камерата с бензин, поплавъкът се покачва и иглата едновременно блокира достъпа до гориво.

В дъното на поплавъчната камера е следващият елемент, наречен струя. Джетът действа като калибратор и осигурява измерване на подаването на гориво. Чрез реактивното гориво влиза в пулверизатора. По този начин необходимото количество гориво се премества от камерата на поплавъка в смесителната камера. В смесителната камера се извършва процесът на подготовка на работната смес на гориво-въздух.

Структурно, смесителната камера има дифузьор. Този елемент е предназначен да увеличи скоростта на въздушния поток. Дифузьорът е отговорен за създаването на вакуум в непосредствена близост до пулверизатора.Това спомага за изтеглянето на гориво от камерата на поплавъка и също така помага за по-доброто му пръскане в смесителната камера. Това е основното устройство на обикновен плаващ карбуратор.

Двигател: студен старт и празен ход

Количеството смес от гориво-въздух, което ще се влее в цилиндрите на двигателя, ще зависи от позицията на дросела. Амортисьорът има директна връзка към педала на газта. Но това не е всичко.

Някои автомобили с карбуратор имаха допълнително устройство за управление на дроселната клапа. Този елемент е добре известен на любителите на старите "класики" от VAZ. В хората това устройство шофьори прякор "засмукване", и самата устройство е създаден за студен старт. Елементът е направен под формата на специален лост, който се намира в долната част на торпедото от страната на водача.

Лостът ви позволява допълнително да контролирате дросела. Ако издърпате "засмукването" върху себе си, в този случай амортисьорът е покрит. Това ви позволява да ограничите достъпа до въздуха и да увеличите нивото на разреждане в камерата за смесване на карбуратора.

Бензинът от поплавъчната камера при увеличен вакуум се вкарва в смесителната камера много по-интензивно,и недостатъчното количество входящ въздух кара карбуратора да подготви обогатена работна смес за двигателя. Тази смес е най-подходяща за сигурен старт на студен двигател.

Струва си да се отбележи, че първият в целия проект беше подложен на последваща модернизация е студеният старт, който вече ни е познат под името "засмукване". Най-простият карбуратор заслужено се позовава на популярния и популярен карбуратор "Солекс", който дължи много на линията на класическите автомобили VAZ.

Работата на карбураторния двигател в режим на готовност се извършва, както следва:

  • Карбураторът е оборудван със специални допълнителни въздушни струи. Тези дюзи са отговорни за доставянето на стриктно дозирано количество въздух;
  • Въздухът преминава под клапана на газта и след това, според работния алгоритъм, се смесва с бензин. В същото време целият процес се осъществява, когато педалът на газта не се изстиска и освободи;

Така изглежда основното устройство и принципът на типа на карбуратора.

Силни и слаби страни на устройството

Основното предимство на карбуратора е неговата достъпна функционалност.В свободния пазар и до днес, има специални комплекти за ремонт, които ви позволяват да се върне на карбуратора в експлоатация бързо. За ремонт на карбуратора не изисква арсенал от някакво специално оборудване, както и ремонт на устройството, когато определени умения по силата почти всеки шофьор.

Механично не карбуратор толкова много се страхува от прах и вода, тъй като те не могат да бъдат напълно удари го забраните. Това едновременно обхваща както силната, така и слабата страна на устройството. Карбуратор трябва да се коригира често и не забравяйте да почистите сравнение с инжектирането на гориво инжектор, но е-устойчив електронни решения в случай на редица условия, които са тежки или дори екстремни условия на експлоатация.

Допълнителни предимства са карбуратора по-ниска чувствителност по отношение на некачествено гориво, както и процеса на почистване, не е сложно. Въпреки че карбуратора и е относително сложно устройство, но при отстраняването и поддържа определено по-лесно в сравнение с запушени или неизправна система инжектор.

Основните недостатъци на карбуратора включват необходимостта от редовно почистване и регулиране.Карбураторът може да предложи изненади в процеса на работа, тъй като зависи от външните атмосферни условия. През зимата кондензатът може да се натрупва в тялото на карбуратора и след това да замръзне. В топлината, карбураторът е склонен да прегрява, което води до интензивно изпаряване на горивото и спад в силата на ICE.

Последният аргумент срещу карбуратора е повишената токсичност на отработените газове, което доведе до изоставянето на използването му на модерни автомобили по целия свят. Днес карбураторът е оправдано считан за безнадеждно остаряло "класическо" решение.