принцип работы, устройство и регулировка

Ноя 1 2014

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по впускному коллектору в цилиндры двигателя, приготавливается в специальном приборе — карбюраторе.

Также карбюраторные двигатели разделяются на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.

Карбюратор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода. В настоящее время карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными.

Простейший карбюратор состоит из четырёх основных элементов: поплавковой камеры (10) с поплавком (3), жиклёра (9) с распылителем (7), диффузора (6) и дроссельной заслонки (5).

Топливо по трубке (1) поступает из бака в поплавковую камеру (10). В поплавковой камере плавает пустотелый, обычно латунный поплавок (3), на который опирается запорная игла (2).

Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет необходимой высоты, поплавок всплывёт настолько, что заставит запорную иглу перекрыть трубку (1), прекращая подачу топлива в поплавковую камеру.

По мере расходования топлива его уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается, и запорная игла снова открывает подачу топлива, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива, что очень важно для правильной дозировки подачи топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклёр (9) в распылитель (7). Количество топлива, вытекающего из распылителя (7), зависит при прочих равных условиях от размеров и формы жиклёра.

При движении поршня в такте впуска давление в цилиндре снижается. При этом наружный воздух засасывается в цилиндр через карбюратор и впускной трубопровод, проходя через воздушную трубу (8) карбюратора, в которой находится диффузор (6).

В самой узкой части диффузора помещается конец распылителя. В сужающейся части диффузора скорость потока воздуха увеличивается, а давление воздуха уменьшается.

Благодаря отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя.

Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха.

Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой (5), которая обычно приводится в движение педалью акселератора (или ручным приводом у мотоциклов и некоторых автомобилей).

Управление карбюратором

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства.

Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается.

Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа.

Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур.

В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения.

По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения.

Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев.

Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывавший дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Регулировки карбюратора

Карбюратор — устройство, имеющее минимум регулировок, но требующее исправной работы узлов и механизмов. Работоспособность карбюратора и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя.

Нарушение регулировки карбюратора приводит к ухудшению экономичности, приёмистости двигателя, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

Доступные регулировки самого карбюратора:

«Винт количества» — обороты в режиме холостого хода

«Винт качества» — обогащённость топливо воздушной смеси (и, как следствие, содержание токсичного угарного газа в выхлопных газах) в режиме холостого хода.

В процессе эксплуатации необходимо проверять и восстанавливать работоспособность следующих узлов:

работа клапана (герметичность) экономайзера и системы холостого хода

работа ускорительного насоса (задержка срабатывания, количество и время впрыска топлива, направленность топливного распылителя)

плавность работы, свободный ход, возвращение пружиной и необходимый уровень приоткрытия закрытой ДЗ

работу системы холодного запуска (закрытие воздушной, и приоткрытие дросельной и воздушной заслонок)

работу устройства открытия второй ДЗ (если имеется)

работу поплавкового механизма (уровень топлива в поплавковой камере, герметичность запорного клапана, отсутствие дефектов поплавка, и т.д.)

работу эмульсионных колодцев и распылителей, пропускная способность жиклёров

отсутствие неучтённых подсосов воздуха

Так же на работу карбюратора оказывают своё влияние:

механизмы управления карбюратором

устройство подачи воздуха (воздушный фильтр, система подогрева воздуха в холодное время года)

система подачи топлива (бензонасос, бензофильтры, заборник, топливные магистрали, вентиляция бака)

система вентиляции картера двигателя

сливная трубка избытка топлива, впускного коллектора

герметичность впускного тракта после карбюратора

негерметичность/неисправность клапанного механизма

качество и состав топлива

Похожие записи автомобильной тематики:

webavtocar.ru

Карбюраторный двигатель — принцип работы и общее устройство

Горючая смесь и ее виды.

Горючая смесь представляет собой смесь паров бензина с воздухом. Попадая в цилиндры двигателя, горючая смесь смешивается с остаточными отработавшими газами и образует рабочую смесь.

В двигателях сгорание рабочей смеси происходит за тысячные доли секунды (0,002 — 0,003 с). Такое быстрое сгорание возможно при условии, если топливо будет находиться в парообразном состоянии в виде мельчайших частиц и для сгорания будет достаточное количество воздуха. В зависимости от массового соотношения бензина и воздуха различают следующие виды горючих смесей: нормальная, обогащенная, богатая, обедненная, бедная.

Нормальной называют смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (12 м³). При такой смеси двигатель работает устойчиво и имеет средние показатели мощности и экономичности.

Обогащенная смесь содержит на 1 кг бензина 13 — 15 кг воздуха, скорость сгорания такой смеси возрастает, двигатель развивает большую мощность, но при этом повышается расход топлива.

Богатая смесь содержит на 1 кг бензина менее 13 кг воздуха, она горит медленно, мощность двигателя снижается, происходит большой перерасход топлива.

Обедненная смесь (1 : 15 — 16,5) обеспечивает полное сгорание топлива, мощность двигателя несколько снижается, но достигается наибольшая экономия топлива.

Бедная смесь содержит более 17 частей воздуха на одну часть бензина. Горит очень медленно, двигатель перегревается, расход топлива увеличивается, а мощность значительно падает.

Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор, приготовляющий смесь, — карбюратором.

Работа простейшего карбюратора основана на принципе пульверизации.

Простейший карбюратор состоит из поплавков и смесительной камер. В поплавковой камере помещается латунный поплавок , укрепленный шарнирно на оси , и игольчатый клапан . В смесительной камере расположен диффузор, жиклер с распылителем и дроссельная заслонка. Жиклер представляет собой пропускную способность топлива.

При работе двигателя, когда поршень движется вниз и впускной клапан открыт, в цилиндре, впускном трубопроводе и смесительной камере карбюратора создается разрежение, под действием которого из распылителя вытекает топливо со скоростью от 2 до 6 м/с. Одновременно через смесительную камеру проходит поток воздуха, скорость которого в суженной части диффузора достигает 50—150 м/с.

Вследствие большой скорости воздуха от его ударов капельки топлива постепенно размельчаются, превращаются в пары и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. По мере расхода топлива поплавок опускается, игольчатый клапан открывает отверстие и топливо начинает снова наполнять поплавковую камеру. Таким образом будет поддерживаться постоянный уровень топлива в поплавковой мере и в распылителе, в котором он при неработающем двигателе должен быть на 1—1,5 мм ниже верхнего края распылителя.

Простейший карбюратор не обеспечивает требуемого изменения состава горючей смеси при переходе от одного режима работы двигателя к другому. Так, при переходе от малых нагрузок к средним вместо обеднения он обогащает смесь. Кроме того, у него нет приспособлений, с помощью которых можно обогатить смесь при пуске холодного двигателя, при больших нагрузках, во время разгона автомобиля, а также он не обеспечивает устойчивой работы двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала. Поэтому на двигателях устанавливают более сложные карбюраторы, обеспечивающие приготовление смеси нужного состава на всех режимах. Это достигается наличием в карбюраторе необходимых устройств и систем: главной дозирующей системы, системы пуска, системы холостого хода, экономайзера и ускорительного насоса.

Главная дозирующая система состоит топливного жиклерас распылителем и воздушного жиклера.

При работе карбюраторного двигателя во время такта впуска в смесительной камере над распылителем создается разрежение. Под действием разложения, которое увеличивается по мере увеличения открытия дросселя, топливо поступает через жиклер в распылитель и в смесительную камеру. При увеличении разрежения в диффузоре через воздушный жиклер в распылитель поступает воздух. Чем больше разрежение, тем больше прибавляется воздуха. Таким образом, воздушный жиклер притормаживает истечение топлива из главного жиклера под действием увеличивающегося разрежения и этим обеспечивает получение экономичной смеси постоянного обедненного состава независимо от увеличения разрежения в диффузоре при увеличении открытия дроссельных заслонок. При одновременной работе с другими системами главная дозирующая система приготавливает обогащенную и богатую смеси.

Система холостого хода обеспечивает приготовление обогащенной смеси при работе прогретого двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала. На данном режиме происходит плохая очистка цилиндров от остаточных газов, которые препятствуют распространению пламени в цилиндре. И хотя эффективная мощность в режиме холостого хода равна нулю, смесь обогащают для ускорения горения и обеспечения бесперебойной работы двигателя. При работе двигателя при малой частоте вращения коленчатого вала воздушная заслонка карбюратора открыта, а дроссельная прикрыта, разрежение в диффузоре незначительно и главная дозирующая система не работает. Разрежение создается ниже дроссельной заслонки, и топливо через жиклер главной дозирующей системы поступает к топливному жиклеру холостого хода. Пройдя этот жиклер, смешивается с воздухом, поступающим через первый воздушный жиклер, и образует эмульсию (пенистую смесь топлива с пузырьками воздуха). Полученная эмульсия попадает в эмульсионный канал, затем выходит через нижнее распыливающее отверстиев задроссельное пространство. При открытии на небольшой угол дроссельной заслонки эмульсия будет поступать и через верхнее распиливающее отверстие. Наличие двух выходных отверстий в системе холостого хода обеспечивает плавный переход от холостого хода к средним и большим на грузкам.

Экономайзер с механическим приводом состоит из жиклера и колодца, в котором помещается игольчатый клана. Привод экономайзера осуществляется от дроссельной заслонки при помощи рычага и тяги с планкой и штока. По мере открытия дроссельной заслонки приводной рычаг поворачивается и перемещает тягу, которая через планку опускает шток 3 с иглой вниз. При открытии дроссельной заслонки более чем на 85% шток открывает клапан и из колодца через жиклер начинает поступать дополнительное топливо в распылитель, т. е. к топливу, поступающему через жиклер, добавляется еще топливо, проходящее через открытый клапан экономайзера.

Количество топлива, поступающего в смесительную камеру, ограничивается жиклером экономайзера, пропускная способность которого рассчитана на приготовление обогащенной смеси для получения максимальной мощности.

Насос — ускоритель служит для временного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, что улучшает приемистость автомобиля (ускоряет разгон). Насос — ускоритель часто объединяют с экономайзером. При резком открытии дроссельной заслонки под действием рычага, тяги и планки привода поршень в колодце быстро перемещается вниз. Обратный клапан вследствие возникающего давления топлива закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и порция топлива через распылитель впрыскивается в смесительную камеру, обогащая горючую смесь.

Система пуска служит для обогащения горючей смеси при пуске и прогреве холодного двигателя. При пуске холодного двигателя происходит недостаточное испарение топлива, а бензин в капельном состоянии в горении не участвует. Поэтому на период пуска и прогрева двигателя необходимо обеспечить богатую горючую смесь, что достигается закрытием воздушной заслонки карбюратора путем вытягивания кнопки на щитке приборов. При этом значительное увеличение разрежения в смесительной камере вызывает усиленное истечение топлива из главной дозирующей системы и системы холостого хода. Для предупреждения переобогащения горючей смеси на воздушной заслонке устанавливают автоматический клапан с пружиной, который при закрытой воздушной заслонке под действием разрежения в смесительной камере открывается и пропускает некоторое количество воздуха.

Устройство карбюраторного двигателя

Система питания служит для хранения, запаса, подачи и очистки топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси нужного состава и отвода наружу продуктов сгорания.

В систему питания карбюраторного двигателя входят: топливный бак, топливопроводы, топливные фильтры, топливный насос, воздушный фильтр, карбюратор и впускной трубопровод. К системе питания относят также выпускной трубопровод двигателя и глушитель.

Запас топлива для работы двигателя хранится в топливном баке, из которого топливо подается к карбюратору топливным насосом по топливопроводам. Фильтр-отстойник очищает топливо от механических примесей и отделяет случайно попавшую в него воду. Воздушный фильтр очищает от пыли поступающий в карбюратор атмосферный воздух. Карбюратор приготовляет горючую смесь, которая по впускному трубопроводу поступает в цилиндры. Выпускной трубопровод отводит из цилиндров отработавшие газы. Глушитель снижает температуру отработавших газов и уменьшает шум при выходе в атмосферу.

aboutavtobus.ru

Система питания карбюраторного двигателя: характеристика, устройство

Долгое время для изготовления и доставки горючей смеси в цилиндры ДВС, для выведения отработанных газов применялась система питания карбюраторного двигателя. Она выполняет следующие задачи:

• смешивает воздух и горючее в нужном соотношении;
• готовит однородную смесь;
• транспортирует её к цилиндрам;
• выводит из ДВС отработанные газы.

Производство топливно-воздушной смеси называется карбюрацией. Общее устройство карбюраторного мотора состоит из следующих функциональных узлов:

1. Приборы, в которых хранится бензин и измеряется его объем.
2. Топливные фильтры.
3. Устройства для доставки горючего.
4. Фильтры воздуха.
5. Приборы для изготовления топливно-воздушной смеси.
6. Устройства, которые подают её в цилиндры.
7. Приборы для выведения отработавших газов и снижения шума при их выходе.

Как работает простейший карбюратор

В функционировании системы питания карбюратора можно выделить следующие этапы:

1. Горючее из бака откачивается насосом и течёт по трубопроводу, попадая в карбюратор. При этом уровень топлива в бензобаке контролируется указателем, в электрической цепи которого присутствует датчик.
2. Бензин очищается с помощью фильтра-отстойника и фильтра тонкой очистки.
3. Воздух попадает в карбюратор после воздушного фильтра.
4. Изготовленная топливно-воздушная смесь из карбюратора поступает в цилиндры через впускной трубопровод. В нем она нагревается.
5. Отработанные газы выводятся из двигателя системой выпуска. В неё входит трубопровод, труба и глушитель, снижающий уровень шума при выпуске газов.

Образование топливной струи

Из бензобака горючее поступает в поплавковую камеру. Топливо в ней всегда находится на постоянном уровне. Для этого используются поплавок и топливный клапан. Когда бак наполняется горючим до предельного уровня, то поплавком игла прижимается к седлу. Таким образом, поступление бензина останавливается.

Когда уровень горючего снижается, поплавок начинает опускаться. В результате открывается доступ бензина в камеру. Возрастания расхода бензина вызывает снижение его уровня. Это приводит к увеличению проходного сечения для горючего. Зазор для бензина образовывается между иглой и седлом. К поплавковой камере присоединена труба.

Даже при максимальной наполненности бензин в ней находится ниже, чем края выходного отверстия распылителя. Благодаря этому горючее не вытекает, когда ДВС не работает.

Воздух в карбюратор поступает по главному воздушному каналу. Посередине его сечение уменьшается. За счёт этого создаётся диффузор. Он ускоряет поток воздуха, улучшает испарение бензина и смесеобразования, увеличивает тягу в распылителе. Самая узкая часть диффузора соединена с концом распылителя. За счёт дроссельной заслонки регулируется количество топливно-воздушной смеси, которая поступает в цилиндры.

Заслонка соединена с педалью. При нажатии на неё она меняет своё положение. Чем больше заслонка открывается, тем больший объем топливно-воздушной смеси попадает в цилиндры. В результате растёт мощность, которую вырабатывает мотор. Так регулируется объем горючей смеси, которая поступает в цилиндры.

Распад топливной струи

Из жиклёра горючее поднимается в распылитель, при этом расходуется энергия. Когда разница между скоростями бензина и воздуха достигает 4-6 м/c, топливная струя распадается. Капли в размере достигают 20-120 мкм, оптимальным значением, считается 50 мкм.

Чем больше температура горючего, тем мельче капли. Это объясняется более низким коэффициентом поверхностного натяжения, возрастанием разницы между скоростями бензина и воздуха.

За счет чего движется бензин

Воздушный поток движется в 25 раз быстрее, чем бензин. Карбюратор работает по такому же принципу, что и пульверизатор. Между камерой с поплавком и диффузором имеется перепад давлений. Это приводит к тому, что бензин покидает поплавковую камеру, двигаясь по топливному калиброванному отверстию и распылителю к диффузору.

Затем горючее оказывается в главном воздушном канале. На сегодняшний день давление, при котором начинается транспортировка бензина, составляет 100 Па. Если же значение меньше, то по карбюратору двигается лишь воздушный поток.

Скорость воздушного потока, проходящего через диффузор, растёт. По этой причине давление в распылительной области снижается. Когда мотор не работает, разность давлений между камерой с поплавком и распылительной областью отсутствует.

Во время запуска мотора при всасывании в цилиндре возникает тяга. Т.к. распылительная область сообщается с цилиндром с помощью впускного трубопровода и главноговоздушного калиброванного отверстия, то тяга из цилиндра достигает распылительной зоны.

После этого появляется перепад давлений между камерой с поплавком и диффузором, что приводит к движению бензина из камеры в распылитель. Затем в главном воздушном канале горючее образует смесь с воздухом и движется к цилиндрам.

Движение воздуха и топливно-воздушной смеси

Ускорению воздуха при движении по диффузору способствует образованию тяги в распылительной области. Уменьшение размеров диффузора возможно лишь до определённого значения. В противном случае настанет момент, когда уменьшение диффузора приведёт к увеличению сопротивления для движения воздушного потока.

В результате упадёт мощность двигателя, потому что цилиндры станут меньше наполняться. Часть трубки, которая соединяет горловину диффузора с осью дроссельной заслонки, называется «смесительная камера».

При образовании топливно-воздушной смеси участвует не весь бензин. Это происходит по причине того, что часть бензина не испаряется и не перемешивается с воздушным потоком. Незадействованные капли горючего двигаются вместе с воздухом. Встречая на своём пути стенки смесительной камеры и выпускного трубопровода, остатки топлива откладываются на них.

При этом образуется плёнка, медленно движущаяся. Для её испарения производится нагрев впускного трубопровода во время работы ДВС. Существуют 2 вида подогрева:

• с помощью жидкости, для этого используют систему охлаждения двигателя;
• за счёт тепла выхлопных газов.

Виды карбюраторов

Топливно-воздушная смесь окончательно образовывается во впускном трубопроводе ДВС. Воздушный поток в смесеобразовательном приборе может двигаться в разных направлениях. Поэтому карбюраторы бывают нескольких видов:

1. Устройства, в которых поток смеси падает, т.е. течёт сверху вниз. Они отличаются большой мощностью, экономичностью, удобным для ремонта расположением на моторе.
2. Приборы, в которых поток смеси восходящий, т.е. она двигается снизу вверх. Это устаревшие конструкции.

Как улучшить образование топливно-воздушной смеси

Сложность изготовления топливно-воздушной смеси заключается в том, что данный процесс осуществляется очень быстро. Воздух и смесь проходят через впускной тракт мотора со скоростью 30 — 100 м/c, а время образования смеси не превышает 20 мс. Факторы, которые улучшают смесеобразование и испарение бензина:

• легкоиспаряющаяся жидкость в качестве горючего;
• расширение площади парообразования за счёт распыливания бензина и обдува топливных капель;
• уменьшение давления в той среде, в которую попадает горючее;
• нагревание бензина и воздуха;
• введение эмульсионной жидкости с помощью распылителя.

Усовершенствованные карбюраторные двигатели

Увеличение открытия дроссельной заслонки приводит к возрастанию воздуха, который проходит через карбюратор. В результате он ускоряется и создаёт дополнительную тягу в диффузоре. Это выступает причиной повышения расхода бензина. При этом необходимое соответствие между увеличением количества воздуха и горючего не выполняется.

За счёт этого топливно-воздушная смесь, изготовленная при большом открывании заслонки, является обогащённой Т.к. режимы работы ДВС разные, то смесь, произведённая простым карбюратором, по составу не соответствует требуемой. Во время малых нагрузок тяга в диффузоре такая низкая, что приготовить топливно-воздушную смесь вообще невозможно.

Чтобы убрать указанный недостаток устройство системы питания карбюратора укомплектовывают дополнительными приборами. При их использовании топливно-воздушная смесь, приготовленная во время разных режимов, очень близка к требуемой.

Машины на карбюраторах работают в следующих режимах:

1. Пуск мотора. В этот момент топливо плохо испаряется, поэтому необходимо использовать богатую смесь.
2. Холостой ход и малые нагрузки.
3. Частичные нагрузки.
4. Полные нагрузки.
5. Резкое открывание заслонки. В таком режиме не должно быть смеси с повышенным содержанием воздуха.

Разные режимы функционирования ДВС сопровождаются включением соответствующих систем и устройств:

• прибор для пуска;
• система холостого хода;
• главный дозирующий прибор;
• экономайзер;
• ускоряющий насос.

Опишем подробно каждый:

1. Прибор для пуска уменьшает количество воздуха, который двигается по карбюратору. Одновременно растёт тяга в диффузоре. В результате распылитель основной системы дозировки опустошается, т.к. содержащийся в нем бензин вытекает и создаётся топливно-воздушная смесь. После того как произошла первая вспышка, воздух движется по автоматическому клапану на приборе для пуска. При нагревании мотора пусковое устройство необходимо приоткрывать вручную. Для автоматизации процесса на некоторых ДВС используется автоматика.
2. Система холостого хода производит смесь во время бездействия главной дозирующей системы. Она состоит из распылителя с двумя отверстиями, регулировочного винта, двух каналов, воздушного и топливного калиброванных отверстий.
3. Главный дозирующий прибор от простого карбюратора отличает наличие колодца, воздушного калиброванного отверстия. Последний соединяет колодец с атмосферой.
4. Экономайзер вступает в работу на полных нагрузках. В зависимости от привода он может быть двух видов: механический или пневматический. В состав первого входят клапан, калиброванное отверстие, толкатель и его подвижная стойка. Длина толкателя регулируется. При определённой длине включается экономайзер. Пневматический прибор запускается при определённой частоте вращения коленвала.
5. Ускоряющий насос функционирует при особых условиях движения машины. Например, при обгоне, подъёме

Применение описанных устройств позволяет сделать работу карбюраторного ДВС более эффективной, повысив его мощность и снизить расход топлива.

Сбои в работе карбюратора

Опишем основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя, и способы их устранения:

1. Неисправности в топливном фильтре. При наличии сбоев в работе системы питания карбюраторного двигателя в первую очередь проверяют фильтр топлива. Для его осмотра надо будет открутить колпачок и извлечь фильтр. Далее потребуется промывание с помощью бензина. При обнаружении повреждения фильтра и подводящего патрубка требуется их заменить.
2. В камере с поплавком мало бензина, либо его нет совсем. Одновременно с этим неполадки в сетчатом фильтре отсутствуют. Данный сбой в работе мог произойти вследствие, скопления грязи в игольчатом топливном клапане, связанном с крышкой поплавковой камеры. Грязь создала препятствия для поступления горючего. Для нормального функционирования карбюратора необходимо свободное движение клапана в гнезде и отсутствие зависаний шарика. Для удаления грязи в клапане достаточно его промыть и продуть.
3. Сбился поплавок. О данной неполадке свидетельствует нестабильная работа мотора, наличие рывков, резкое увеличение расхода бензина, отклонения от нормы уровня горючего в камере с поплавком. Для настройки работы иглы в клапане необходимо, чтобы горючее находилось на нужном уровне. Вдобавок к этому требуется сделать небольшой сгиб специально предназначенного язычка и ограничителя хода для поплавка. Если отверстие в последнем небольшое и сейчас нет времени устранять неисправность, то на короткий период поплавок может поработать заклеенным.
4. Трудности при пуске мотора, при этом горючего в камере достаточно. Необходимо проверить калиброванные отверстия и каналы карбюратора на наличие загрязнений. Потребуется частично разобрать карбюратор. Это сведётся к снятию крышки с камеры. Устранить грязь помогает промывка каналов и калиброванных отверстий с помощью бензина, продувание их насосом с использованием сжатого воздуха.
5. Сложно завести ДВС после длительной стоянки. Причиной может служить износ диафрагмы, которая связана с пусковым прибором карбюратора. Если в данный момент нет возможности ликвидировать неполадку, то на короткий период можно предпринять следующие действия. Взять маленький кусочек проволоки из алюминия и один её конец согнуть в виде петли. Далее прикрепить проволоку туда, где карбюратор соединён с воздухоочистителем. При этом её следует так зафиксировать, чтобы гайка была над ней. Затем второй согнутый конец проволоки устанавливается в месте прижатия верхней части воздушного регулятора в первом баллоне. Благодаря этому образуется зазор размером 3 — 4 мм, разделяющий воздушный регулятор и стенку первого баллона. Наличие образованного зазора поможет запустить мотор. Но данный метод пригоден лишь на короткое время, после которого надо будет устранить причину неполадки.
6. Сбои в работе двигателя. Например, он перестаёт функционировать после того, как водитель отпустил педаль газа. Такая неисправность может проявляться из-за загрязнения в системе холостого хода калиброванного отверстия, через которое проходит эмульсия. Для устранения неполадки потребуется извлечь калиброванное отверстие. Для этого надо будет освободить фильтр воздуха от корпуса. При большой загрязнённости калиброванного отверстия оно подлежит очистке с помощью заточенной деревянной палочки, смоченной ацетоном.
7. Нарушена герметичность соединения впускной трубы с карбюратором. Обнаружить проблемный участок можно по следам сажи, по наличию тонкой плёнки горючего.
8. Разрыв в соединениях выпускной трубы с фланцем, корпуса заслонки с впускной трубой. В результате в систему проникает воздух, увеличивая объем потребляемого бензина. При этом работа глушителя может сопровождаться сильными хлопками. Для обнаружения негерметичности можно применяют мыльную пенку. На участках разрыва она будет иметь отверстие.
9. Плавают обороты двигателя на холостом ходу, и ДВС глохнет. О скачущих оборотах свидетельствует прыгающая стрелка тахометра. Причин может быть несколько. Нарушение регулировки состава горючей смеси, неполадки в электромагнитном клапане или в управляющем контуре, загрязнённые каналы и калиброванные отверстия в системе холостого хода, неисправный экономайзер на принудительном холостом ходу (трещина в мембране). Устранить указанные неполадки поможет замена неисправного механизма и восстановление электропроводки.

Для комфортной и безопасной езды необходимо регулярно проводить ТО и использовать качественный бензин. При обнаружении нарушений в работе карбюратора требуется как можно быстрее выявить причину и устранить неполадку.

avtodvigateli.com

Инжекторный и карбюраторный двигатель: в чем разница

Сравнительно недавно под капотом любого автомобильного двигателя, работающего на бензине, можно было найти карбюратор — прибор, отвечающий за наполнение цилиндров топливной смесью. В последнее время ему на смену пришло новое устройство — инжектор.

Однако не каждый знает, в чем состоит отличие между ними. Предлагаемая статья содержит информацию о технических особенностях упомянутых систем.

Исторический экскурс

Первый жидкостный карбюратор, работающий по принципу испарения, был создан в 1872-м, по другим данным — в 1876 году. А через 20 лет (1893) итальянец Донат Банки разработал прибор, в основе которого лежало распыление бензина. Постепенно совершенствуясь и обрастая различными системами, он просуществовал на автомобильных двигателях почти столетие.

Родословная инжектора берет свое начало с тех же времен. Еще начиная с 1902 года, двигатели французского инженера и гонщика Левассера содержали некоторые элементы механического впрыска топлива.

Идею позаимствовали авиационные конструкторы, заинтересованные тем, что работа инжектора не зависит от силы гравитации. К окончанию второй мировой войны инжекторные двигатели появились на некоторых самолетах воюющих сторон, включая и СССР.

Впервые на серийном автомобиле механический принудительный впрыск получил Mercedes-Benz 300SL («Крыло Чайки») в 1954 году. А впрыск топлива с электронным управлением был опробован итальянцами еще до войны.

С 80-х годов минувшего столетия инжекторные бензиновые двигатели получают массовое распространение в связи с появлением доступных электронных компонентов для создания электронных систем управления двигателем. На современных автомобилях карбюраторные двигатели практически не встречаются, кроме некоторых гоночных болидов.

Принцип работы карбюратора

Сarburation, в переводе с английского, — газификация, насыщение воздуха парами, смесеобразование. А карбюратор — это смеситель, то есть устройство для распыления в воздухе мельчайших частиц топлива.

Как схематично устроен этот прибор? Устройство устанавливается на впускном коллекторе и состоит из двух камер: поплавковой и смесительной, которые соединены между собой трубкой распылителя.

Первая сообщается посредством трубопровода с топливным баком. В нее бензонасосом подается горючее. Постоянный уровень бензина поддерживается с помощью игольчатого клапана и поплавка, подобно впускному устройству унитаза.

Вторая (воздушная) камера включает в себя диффузор (трубка Вентури), распылитель и дроссельную заслонку. Полость перед диффузором сообщается через воздушный фильтр с атмосферой, а смесительная камера — через впускной коллектор с цилиндрами двигателя. На дне распылительной трубки со стороны поплавковой камеры имеется калиброванное отверстие (жиклер), которое отмеряет нужное количество топлива для образования горючей смеси.

При движении поршней в смесительной камере создается разрежение, максимум которого приходится на место сужения диффузора, где находится и отверстие распылителя. Происходит всасывание наружного воздуха из атмосферы и бензина через трубку распылителя. Бензин, попадая в движущийся поток воздуха, распыляется и смешивается с воздушным объемом.

Как работает инжектор

Устройство впрыска топлива (Fuel Injection System) на самом деле более примитивно, чем у карбюратора, являющегося средоточием сложнейших систем, подчиняющихся законам истечения жидкости. Фактически здесь один рабочий элемент — это инжектор или форсунка, что одно и то же.

Форсунка имеет всего два состояния: открыто и закрыто. Открывается она с помощью встроенного электромагнита, закрывается пружиной. Количество подаваемого топлива определяется продолжительностью включения. Бензин подается насосом из бака в общую магистраль (топливную рампу), от которой запитаны инжекторные форсунки.

Для поддержания постоянного давления на рампе имеется клапан, сбрасывающий излишки топлива обратно в бак. Существует несколько вариантов подключения форсунок:

• Одноточечный (моновпрыск).
• Многоточечный (распределенный). Разделяется на параллельный (одновременный), попарно-параллельный и фазированный.
• Прямой или непосредственный впрыск.

Управляет работой инжекторов электронный блок управления (ЭБУ). В его памяти «зашита» микропрограмма, выдающая команды различным исполнительным механизмам двигателя, среди которых и электромагниты форсунок.

Величина подачи бензина регулируется согласно многочисленным параметрам: нагрузке, температуре двигателя, составу выхлопных газов и так далее. Момент впрыска задается датчиками: положения коленвала (ДПКВ), распредвала (датчик Холла), дроссельной заслонки (ДПДЗ) и корректируется в соответствии с условиями движения.

Различия между двумя видами двигателей

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного? Два типа бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) отличаются между собой как по способу питания, так и составом входящих компонентов. Инжекторный и карбюраторный двигатель представляют собой «две большие разницы», как говорили в Одессе.

Главное, что характеризует каждую систему — технология смесеобразования и, соответственно, техническое решение. В таблице приводится наиболее важные принципиальные и конструктивные отличия.

Отличия	Тип двигателя
	Инжектор	Карбюратор
Метод приготовления горючего	Впрыск бензина перед впускным клапаном внутри коллектора или непосредственно в цилиндр	Подготовка топливно-воздушной смеси перед впускным коллектором
Подающее устройство	Форсунки	Карбюратор
Место установки	На каждом цилиндре (см. примечание)	На впускном коллекторе
Тип бензонасоса	Электрический	Механический
Система управления	ЭБУ	Отсутствует

Примечание: При моновпрыске одна общая форсунка устанавливается на впускном коллекторе вместо карбюратора, то есть выполняет его функцию. Однако это решение было промежуточным, и сейчас практически не используется.

Сравнение двух систем

 Принудительный впрыск

• Инжектор, в отличие от карбюратора, обеспечивает оптимальный состав рабочей смеси в зависимости от режима работы двигателя, поэтому лучше справляется со своей функцией.
• По динамическим качествам впрысковый мотор превосходит карбюраторный. К примеру, инжекторная Нива ВАЗ-2121 значительно резвее своего карбюраторного аналога.
• Надежность работы системы впрыска выше. Недостатком карбюраторов является большое количество жиклеров, склонных к засорению. Кроме того, они чувствительны к температурным условиям. Летом страдают повышенным испарением топлива из поплавковой камеры, зимой — от образования и замерзания конденсата.
• Инжекторный мотор устойчиво заводится даже при значительных отрицательных температурах благодаря электронному управлению. Водители со стажем помнят, каких трудов стоило запустить карбюраторный движок, несмотря на пресловутый «подсос».
• Карбюраторные двигатели не отвечают современным экологическим требованиям. Электронная система, управляющая инжектором, контролирует содержание вредных выбросов и корректирует состав подаваемой смеси.
• Поскольку на обычных режимах работы инжекторного ДВС в цилиндры подается обедненная смесь, расход топлива сокращается, поэтому инжектор экономичнее карбюратора.
• Благодаря тому, что состав и количество подаваемой смеси регулируется электроникой, мощность впрысковых агрегатов повышается. Прибавка составляет до 10%.

Карбюратор

• Меньшая стоимость устройства. Правда, если сравнивать цены двух новых автомобилей с разными системами подачи топлива, отличаться они будут незначительно.
• В карбюраторе не образуется нагар. Форсунки инжектора более требовательны к топливу, поскольку работают в тяжелых условиях (высокая температура, особенно у прямого впрыска). Сомнительные заправки желательно объезжать стороной.
• Значительно проще в обслуживании, поэтому карбюраторные автомобили до сих пор популярны в глубинке, где далеко до ремонтного сервиса, и водитель в случае поломки вынужден устранять неисправность своими руками.

Преимущества инжекторного впрыска неоспоримы: улучшение динамики, невосприимчивость к наружной температуре, меньший ущерб окружающей среде, топливная экономичность при одновременном повышении снимаемой мощности.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам инжектор на бензиновых ДВС получил широкое распространение. Сегодня все легковые автомобили оснащаются инжекторной системой питания. Карбюраторные двигатели сохранились только на старых машинах, если не считать некоторых гоночных спорткаров.

avtodvigateli.com

Карбюраторные двигатели (стр. 1 из 2)

Министерство народного образования

Республики Саха (Якутия)

Городское управление образования

Средняя школа-гимназия № 26

“ Карбюраторные двигатели “

Реферат ученика 10 “З”класса

Лиханди Дмитрия

г. Якутск 1998г.
План:

1. Схема карбюратора

2. Принцип действия карб. двигателя

а) Четырехтактното двигателя

б) Двухтактного двигателя

3. История создания

4. Использование карбюраторных двигателей (заключение)

5. Спиок использованной литературы

Схема карбюратора

1- Смесительная камера; 2- Диффузор; 3- Воздушная заслонка; 4- Запорная игла; 5- Поплавок; 6- Жиклёр; 7- Распылитель; 8- Дроссельная заслонка.

Принцип действия карбюраторного двигателя

Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя

Рис.1 принцип действия четырехтактного двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

В карбюраторном четырехтактном одноцилиндровом двигателе рабочий цикл (рис.1) происходит следующим образом:

1. Такт впуска (рис.1 a)). По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень 2 перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан 4 открыт, выпускной клапан 3 закрыт. В цилиндре создается разряжение 0.07 — 0.095 МПа, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод 5 в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

2. Такт сжатия (рис.1,b)). После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах 3 и 4. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

3. Такт расширения или рабочий ход (рис.1,c)). В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ.

В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун 1 совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом.

В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200 С.

4. Такт выпуска (рис.1, d)). При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан 3 открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод 6 .

Принцип действия двухтактного двигателя

Двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных тем, что у них наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом осуществляется в начале хода сжатия, а очистка цилиндров от отработавших газов в конце хода расширения, т.е. процессы выпуска и впуска происходят без самостоятельных ходов поршня. Общий процесс для всех типов двухтактных двигателей — продувка, т.е. процесс удаления отработавших газов из цилиндра с помощью потока горючей смеси или воздуха. Поэтому двигатель данного вида имеет компрессор (продувочный насос). Рассмотрим работу двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой.

У этого типа двигателей отсутствуют клапаны, их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Через эти окна цилиндр в определенные моменты сообщается с впускным и выпускным трубопроводами и кривошипной камерой (картер), которая не имеет непосредственного сообщения с атмосферой. Цилиндр в средней части имеет три окна: впускное, выпускное и продувочное, которое сообщается клапаном с кривошипной камерой двигателя.

Рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта:

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности создается разряжение, под действием которого из карбюратора через открытое впускное окно поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно опускающийся поршень закрывает впускное окно и сжимает находящуюся в кривошипной камере горючую смесь. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь перетекает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя отличается от рабочего цикла двухтактного карбюраторного двигателя тем, что у дизеля в цилиндр поступает воздух, а не горючая смесь, и в конце процесса сжатия впрыскивается мелкораспыленное топливо.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на привод продувочного компрессора приводят практически к увеличению мощности только на 60…70%.

История создания карбюраторного двигателя

В 1885 году немецкие инженеры Готлиб Даймлер (1834-1900) и Вильгельм Майбах (1846-1929) изобрели легкий, быстроходный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использовавший качестве топлива бензин. Они установили его на деревянный велосипед и создали первый в мире мотоцикл.

В 1889 году Даймлер и Майбах построили первый четырехколесный автомобиль. На этом автомобиле впервые был установлен двигатель, оснащенный четырехступенчатой коробкой передач и карбюратором. Карбюратор был разработан Даймлером, в нем топливо распыляется, смешивается с воздухом и подается в цилиндр.

Это обстоятельство значительно повышало эффективность работы данного двигателя, впоследствии названного карбюраторным.

Применение карбюраторных двигателей

Карбюраторные двигатели находят широкое применение в современной жизни. Их используют в основном на транспортных средствах (из-за высокой стоимости топлива которые данные виды двигателей используют), к таким транспортным средствам относятся:

Мотоциклы, Автомобили, а также Катера; Моторные лодки и т. п.

Мне бы хотелось сосредоточить ваше внимание на использование карбюраторных двигателей в современном автомобильной промышленности.

Автомобильный транспорт создан в результате развития новой отрасли народного хозяйства — автомобильной промышленности, которая на современном этапе является одним из основных звеньев отечественного машиностроения.

В конце XIX века в ряде стран возникла автомобильная промышленность. В царской России неоднократно делались попытки организовать собственное машиностроение. В 1908 г. производство автомобилей было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. В течение шести лет здесь выпускались автомобили, собранные в основном из импортных частей. Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых автомобилей. В 1913 г. автомобильный парк в России составлял около 9000 автомобилей, из них большая часть — зарубежного производства.

После Великой Октябрьской социалистической революции практически заново пришлось создавать отечественную автомобильную промышленность.

Начало развития российского автомобилестроения относится к 1924 году, когда в Москве на заводе АМО были построены первые грузовые автомобили АМО-Ф-15.

В период 1931-1941 гг. создается крупносерийное и массовое производство автомобилей. В 1931 г. на заводе АМО началось массовое производство грузовых автомобилей. В 1932 г. вошел в строй завод ГАЗ.

В 1940 г. начал производство малолитражных автомобилей Московский завод малолитражных автомобилей. Несколько позже был создан Уральский

автомобильный завод. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй:

Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы.

Начиная с конца 60-х гг., развитие автомобилестроения характеризуется особо быстрыми темпами. В 1971 г. вступил в строй Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР.

За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности.

Список использованной литературы

1. Глобальная сеть INTERNET

2. БЭС. А.M. Прохоров

3. История Открытий. Струан Рейд

mirznanii.com

из чего состоит, система питания карбюраторного двигателя, принцип работы

2306 Просмотров

Раньше все автомобили оснащались карбюраторами, сегодня уже не ставят на автомобили такие системы питания двигателя внутреннего сгорания. Карбюраторные двигатели уже давно сменили инжекторные. Назначение этой системы – снабжать мотор топливной смесью. Дело в том, что на двигателе внутреннего сгорания с карбюраторной системой питания топливо попадает в двигатель путем впрыскивания, из-за чего смесь получается неидеального состава. На инжекторе же смесь регулирует насос высокого давления, который сам подает нужное количество топлива в форсунки двигателя внутреннего сгорания. Из-за того, что специальный насос в автоматическом режиме подает топливо и регулируется электронным блоком, достигается максимальная идеальность топливной смеси.

В данной статье будет представлен обычный двухтактный двигатель. В статье не представлены схемы работы всех устройств, но хорошо описаны основные схемы. Главной из этих систем является пусковое устройство, благодаря которому пусковой механизм приводит в работу весь карбюратор.

Как работает карбюратор

В устройство карбюратора входит несколько дополнительных систем, которые помогают правильно работать ДВС.

• Главной дополнительной системой является пусковой механизм карбюратора, без него он просто не будет работать, а значит, не будет поступать топливо для сгорания.
• Второй системой считается система холостого хода. Эта система обеспечивает работу двигателя внутреннего сгорания в тот момент, когда машина стоит на месте.
• Ну и последняя главная система здесь – насос-ускоритель и система для дозировки состава топлива.
• Существует еще одна система, которая засасывает воздух в систему с помощью специального поршня и отверстия воздуховода. Воздух особо необходим карбюратору для смешивания его с топливом. Но перед тем, как попасть в карбюратор, воздух и топливо проходят через специальный фильтр. Это нужно для того, чтобы не повредить и не засорить все отверстия.

Система фильтрации является одной из главных частей, которой оснащена система питания карбюраторного двигателя. Эта система очень важна для защиты двигателя внутреннего сгорания от засорения, ведь именно в воздухе содержится пыль и прочие мелкие частицы. Существует множество видов фильтров, но принцип и цель у них одна. Весь принцип основан на том, что воздух с различными частицами проходит через сетки, отверстия и прочие преграды очищается, оставляя на преградах весь мусор. По такому же принципу фильтрацию проходит, и бензин, до того, как окажется в баке. В Интернете множество различных схем, которые показывают принципы работы систем.

Смешивание жидкости с воздухом является основным принципом работы карбюратора. Названия карбюратора идет от «car­bu­ra­tion», на французском языке это означает смешивание воздуха и жидкости. В рассматриваемом случае смешиваются бензин и воздух.

Карбюраторный двигатель, как и любой другой, оснащен насосом, который ускоряет подачу топлива устройством дозировки топливной смеси и системой холостого хода. Карбюратор работает так, что перед попаданием в цилиндр воздух проходит через камеру смешивания, где берет с собой частички топлива, после чего отправляется в цилиндр, т.к. поршень опускается и открывает впускной клапан.

Более подробная схема

Подобный пример можно рассмотреть на обычном баллончике. Нажимая на кнопку, запускается пусковой механизм, после чего бензин из бака поступает в смесительную камеру, где происходит процесс смешивания топлива и воздуха, создается давление. Карбюратор крепится на впускном коллекторе, это необходимо, чтобы вовремя подать горючую смесь.

Дроссельная заслонка, которая соединяется с педалью газа, здесь существует, чтобы регулировать скорость автомобиля, а также количество поступаемого топлива в область цилиндров.

Принцип работы основан на том, что при нажатии педали газа, горючая смесь поступает в открытый впускной клапан, поршни начинают работать быстрее и скорость автомобиля увеличивается. Теперь рассмотрим все системы, которыми оснащается карбюраторный двигатель.

Запуск мотора

Важная система, которая запускает карбюраторные двигатели, называется «пусковой», именно эта система помогает карбюратору начать свою работу.

Принцип работы «пускового» основан на том, что топливо из основной камеры попадает в смеситель через жиклеры, где происходит смесеобразование с воздухом, после чего эта смесь отправляется в цилиндры. Для того, чтобы топливо правильно поступало в смесительную камеру, требуются жиклеры, это самая капризная часть карбюратора, из-за того, что там достаточно узкое отверстие, которое забивается от любой маленькой пылинки, проникшей через все фильтры тонкой очистки.

Поэтому, если на автомобиле не установлен хотя бы один фильтр, есть риск засорить жиклеры и привести автомобиль к полному обездвиживанию. Схему пускового устройства карбюратора можно посмотреть в Интернете.

После запуска карбюратора двигатель внутреннего сгорания (двухтактный) делает двухтактный ход поршня. На один оборот коленчатого вала приходится два хода поршня (шатуна). Двухтактные или четырехтактные моторы не отличаются по форме коленвала.

Чтобы топливо постоянно пополнялось, в поплавковой камере установлен специальный клапан, который открывается во время опускания поплавка. Такой поплавок устроен так, что он имеет определенную плотность, опускается и поднимается, когда кончается или восполняется топливо. При открытии этого клапана с топливного насоса попадает топливо в камеру. Подробнее узнать можно, лишь осмотрев схему работы.

Холостой ход

На моторе установлена система, с помощью которой осуществляется правильная работа карбюраторных двигателей, помимо пускового устройства. Она действует так, что во время холостого хода машина стоит на месте, для работы не требуется много топлива.

Во время такого режима не требуется нажимать на педаль газа, происходит это потому, что бензин в камеру смешения распыляется не через жиклер, а через отверстие в корпусе. Схему работы можно найти в Интернете и наглядно посмотреть принцип работы.

Топливная смесь, смешиваясь с воздухом, идет через другое отверстие, минуя дроссельную заслонку, попадает в камеру сгорания и обеспечивает работу двигателю внутреннего сгорания. Когда один из каналов будет забит, режим холостого хода будет работать неправильно, для возобновления работы потребуется прочистить каналы или нажимать на газ. Во время работы мотора на холостых оборотах двухтактный двигатель делает несколько оборотов коленвала за один такт.

Дозировка топлива

В любом двигателе установлена система, которая дозирует правильный состав горючей смеси. Во время движения двигатель потребует большой мощности, а значит потребуется больше смеси. Чтобы обеспечить правильную работу двигателя нужна правильная смесь, за что и отвечает система дозировки смеси.

В этой системе используются как воздушные, так и топливные жиклеры. В Интернете можно найти схему работы дозирующего устройства. Если отверстие одного из жиклеров забивается, то смесь получается уже неравномерной. Поэтому отверстия жиклеров нужно постоянно прочищать.

Ускоритель

Чтобы ускорить машину в системе устанавливается насос, способный быстро обеспечить впрыск топлива. Работает он так, что во время резкого открытия дроссельной заслонки воздух резко попадает в цилиндр без паров бензина, в результате чего ускорения не будет, наоборот автомобиль заглохнет. Поэтому и устанавливается такой насос. Он связывается с заслонкой и располагается в поплавковой камере.

Во время резкого нажатия на педаль газа также резко откроется дроссельная заслонка и привод, который связывает насос и сам дроссель, это придаст ход поршню и отправит топливо на смешивание, где быстрый поток воздуха смешается с бензином и отправится в камеру сгорания. Благодаря этому механизму, во время нажатия педали, машина не заглохнет, а резко ускорится. Схему работы ускорителя можно подробнее рассмотреть в Интернете по соответствующему запросу.

В завершение

В статье подробно описано, как работает карбюратор, и какие основные механизмы там присутствуют. Описание процесса работы двухтактного двигателя практически не отличается от работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Различия этих двигателей внутреннего сгорания лишь в том, что у 4-хтактного мотора присутствует система газораспределения, оборудованная клапанным механизмом.

Также в статье сказано о работе балансировочного поплавка, и из чего состоит поплавочная камера. Еще из текста можно узнать, из чего состоит весь карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Описание жиклеров и о том, как нужно ухаживать за отверстиями жиклеров, также было сказано. Схемы и принципы работы пускового устройства описаны в статье.

portalmashin.ru

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Вот уже около ста лет повсюду в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, тракторах и комбайнах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания. Придя в начале двадцатого века на смену двигателям внешнего сгорания (паровым), он и в веке двадцать первом остаётся наиболее экономически эффективным видом мотора. В данной статье мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы различных видов ДВС и его основных вспомогательных систем.

Определение и общие особенности работы ДВС

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на
• карбюраторные , в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;

• инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
• дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается от температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. В моторах данного типа тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. В данных моторах преображение тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Наиболее надёжными, неприхотливыми, экономичными в плане расходования топлива и необходимости в регулярном техобслуживании, являются поршневые двигатели.

Технику с прочими видами ДВС можно вносить в Красную книгу. В наше время автомобили с роторно-поршневыми двигателями делает только «Mazda». Опытную серию автомашин с газотурбинным двигателем выпускал «Chrysler», но было это в 60-х годах, и более к этому вопросу никто из автопроизводителей не возвращался. В СССР газотурбинными двигателями оснащались танки «Т-80» и десантные корабли «Зубр», но в дальнейшем решено было отказаться от данного типа моторов. В связи с этим, подробно остановимся на «завоевавших мировое господство» поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Корпус двигателя объединяет в единый организм:

• блок цилиндров, внутри камер сгорания которых воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;
• кривошипно-шатунный механизм, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;
• газораспределительный механизм, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов;
• система подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;
• система удаления продуктов горения (выхлопных газов).

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала.

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Определимся в терминологии. Такт — это рабочий процесс, происходящий в двигателе за один ход поршня, точнее, за одно его движение в одном направлении, вверх или вниз. Цикл — это совокупность тактов, повторяющихся в определённой последовательности. По количеству тактов в пределах одного рабочего цикла ДВС подразделяются на двухтактные (цикл осуществляется за один оборот коленвала и два хода поршня) и четырёхтактные (за два оборота коленвала и четыре ходя поршня). При этом, как в тех, так и в других двигателях, рабочий процесс идёт по следующему плану: впуск; сжатие; сгорание; расширение и выпуск.

Принципы работы ДВС

— Принцип работы двухтактного двигателя

Когда происходит запуск двигателя, поршень, увлекаемый поворотом коленчатого вала, приходит в движение. Как только он достигает своей нижней мёртвой точки (НМТ) и переходит к движению вверх, в камеру сгорания цилиндра подаётся топливно-воздушную смесь.

В своём движении вверх поршень сжимает её. В момент достижения поршнем его верхней мёртвой точки (ВМТ) искра от свечи электронного зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Моментально расширяясь, пары горящего топлива стремительно толкают поршень обратно к нижней мёртвой точке.

В это время открывается выпускной клапан, через который раскалённые выхлопные газы удаляются из камеры сгорания. Снова пройдя НМТ, поршень возобновляет своё движение к ВМТ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.

При новом движении поршня опять открывается канал впуска топливно-воздушной смеси, которая замещает весь объём вышедших отработанных газов, и весь процесс повторяется заново. Ввиду того, что работа поршня в подобных моторах ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются.

В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем,  газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности.

Сферами практического применения двухтактных двигателей внутреннего сгорания стали мопеды и мотороллеры; лодочные моторы, газонокосилки, бензопилы и т.п. маломощная техника.

— Принцип работы четырёхтактного двигателя

Данных недостатков лишены четырёхтактные ДВС, которые, в различных вариантах, и устанавливаются на практически все современные автомобили, трактора и прочую технику. В них впуск/ выпуск горючей смеси/выхлопных газов осуществляются в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещены со сжатием и расширением, как в двухтактных. При помощи газораспределительного механизма обеспечивается механическая синхронность работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. В четырёхтактном двигателе впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления отработанных газов и закрытия выпускных клапанов.

Процесс работы двигателя внутреннего сгорания

Каждый такт работы составляет один ход поршня в пределах от верхней до нижней мёртвых точек.  При этом двигатель проходит через следующие фазы работы:

• Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия.
• Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия.
• Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.
• Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.

Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

— Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

• Источник питания. Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея, а во время его работы — генератор.
• Включатель, или замок зажигания. Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.
• Накопитель энергии. Катушка, или автотрансформатор — узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.
• Распределитель зажигания (трамблёр). Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам каждого из цилиндров.

Система зажигания ДВС

— Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра. И всё. В состав впускной системы современных автомобилей, тракторов и прочей техники входят:

• Воздухозаборник. Представляет собою патрубок удобной для каждого конкретного двигателя формы. Через него атмосферный воздух всасывается внутрь двигателя, посредством разницы в показателях давления в атмосфере и в двигателе, где при движении поршней возникает разрежение.
• Воздушный фильтр. Это расходный материал, предназначенный для очистки поступающего в мотор воздуха от пыли и твёрдых частиц, их задержки на фильтре.
• Дроссельная заслонка. Воздушный клапан, предназначенный для регулирования подачи нужного количества воздуха. Механически она активируется нажатием на педаль газа, а в современной технике — при помощи электроники.
• Впускной коллектор. Распределяет поток воздуха по цилиндрам мотора. Для придания воздушному потоку нужного распределения используются специальные впускные заслонки и вакуумный усилитель.

— Топливная система

Топливная система, или система питания ДВС, «отвечает» за бесперебойную подачу горючего для образования топливно-воздушной смеси. В состав топливной системы входят:

• Топливный бак — ёмкость для хранения бензина или дизтоплива, с устройством для забора горючего (насосом).
• Топливопроводы — комплекс трубок и шлангов, по которым к двигателю поступает его «пища».
• Устройство смесеобразования, то есть карбюратор или инжектор — специальный механизм для приготовления топливно-воздушной смеси и её впрыска в ДВС.
• Электронный блок управления (ЭБУ) смесеобразованием и впрыском — в инжекторных двигателях это устройство «отвечает» за синхронную и эффективную работу по образованию и подаче горючей смеси в мотор.
• Топливный насос — электрическое устройство для нагнетания бензина или солярки в топливопровод.
• Топливный фильтр — расходный материал для дополнительной очистки топлива в процессе его транспортировки от бака к мотору.

Схема топливной системы ДВС

— Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС — уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии. Система смазки ДВС включает в себя:

• Поддон картера — резервуар для хранения моторного масла. Уровень масла в поддоне контролируется не только специальным щупом, но и датчиком.
• Масляный насос — качает масло из поддона и подаёт его к нужным деталям двигателя через специальные просверленные каналы-«магистрали». Под действием силы тяжести масло стекает со смазанных деталей вниз, обратно в поддон картера, накапливается там, и цикл смазки повторяется снова.
• Масляный фильтр задерживает и удаляет из моторного масла твёрдые частицы, образующиеся из нагара и продуктов износа деталей. Фильтрующий элемент всегда меняется на новый вместе с каждой заменой моторного масла.
• Масляный радиатор предназначен для охлаждения моторного масла, с помощью жидкости из системы охлаждения двигателя.

— Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора. В современной технике выхлопная система состоит из следующих деталей (по порядку выхода отработанных газов из мотора):

• Выпускной коллектор. Это система труб из жаропрочного чугуна, которая принимает раскалённые отработанные газы, гасит их первичный колебательный процесс и отправляет далее, в приёмную трубу.
• Приёмная труба — изогнутый газоотвод из огнестойкого металла, в народе именуемый «штанами».
• Резонатор, или, говоря народным языком, «банка» глушителя — ёмкость, в которой происходит разделение выхлопных газов и снижение их скорости.
• Катализатор — устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов и их нейтрадизации.
• Глушитель — ёмкость с комплексом специальных перегородок, предназначенных для многократного изменения направления движения потока газов и, соответственно, их шумности.

Выхлопная система ДВС

— Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя — встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для забирания излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

• Радиатор системы охлаждения служит для отдачи избыточного тепла в окружающую среду. Он состоит из большого количества изогнутых аллюминиевых трубок, с рёбрами для дополнительной теплоотдачи.
• Вентилятор предназначен для усиления охлаждающего эффекта на радиатор от встречного потока воздуха.
• Водяной насос (помпа) — «гоняет» охлаждающую жидкость по «малому» и «большому» кругам, обеспечивая её циркуляцию через двигатель и радиатор.
• Термостат — специальный клапан, обеспечивающий оптимальную температуру охлаждающей жидкости путём запуска её по «малому кругу», минуя радиатор (при холодном двигателе) и по «большому кругу», через радиатор — при прогретом двигателе.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

В заключение необходимо отметить, что в обозримом будущем не предвидится появления достойных конкурентов двигателю внутреннего сгорания. Есть все основания утверждать, что в своём современном, усовершенствованном виде, он ещё несколько десятилетий останется господствующим видом мотора во всех отраслях мировой экономики.

tractorreview.ru