Раннее публикацией проспекта «Z-машин» о четырёхтактном бензиновом двигателе рассматривался процесс воспламенения топливовоздушной смеси. Но там не затрагивался момент, как топливовоздушная смесь создаётся и закачивается внутрь камеры сгорания автомобильного мотора? Для решения задачи конструкторам потребовалось сконструировать сложнейшее устройство — карбюратор. Рассмотрим далее систему (принцип действия) такого устройства. Относительно простые карбюраторные системы использовались на моторах до середины девяностых годов. Но чем дальше, тем большей модификации подвергались конструкции. Сегодня уже крайне сложно охватить одной публикацией все существующие модификации автомобильных карбюраторов.
СТРУКТУРА СТАТЬИ :
Карбюратор двигателя автомобиля стратегия совершенства
Каждый производитель карбюраторов в мире естественным образом стремится доминировать на рынке машин. Это одна из главных причин, заставляющая производителей делать карбюраторы двигателя современного автомобиля совершеннее. Основная масса эксплуатируемых в мире автомобилей, как показывает практика, оснащена карбюраторами торговых марок:
- «Вебер» (Weber),
- «Солекс» (Solex),
- «Деллорто» (Dellorto),
- «Зенит» (Zenith),
- «Стромберг» (Stromberg),
- «СУ» (SU),
- «Пирбург» (Pirburg),
- «Картер» (Carter).
Двигатели машин, при этом, комплектуются одной из двух видов карбюраторных систем:
- Механическая.
- Вакуумная.
Вакуумные карбюраторы двигателей машин, в свою очередь, разделяются на системы диафрагменные и поршневые. На картинке ниже показан типичный простой карбюратор двигателя, дополненный ручным дросселем. Здесь – на картинке, отмечены основные механические элементы управления и регуляторы самой простой конструкции:
Опираясь на графическое представление такого устройства, логично вырисовывается принцип работы карбюратора. Топливо забирается насосом из общего топливного бака автомобиля и подаётся через шланг в бачок карбюратора. Здесь имеется поплавок, механически связанный с иглой клапана. Игла свободно скользит в области седла, закрывает и открывает подачу топлива.
Тандем (поплавок / игла) призван обеспечить постоянный уровень топлива внутреннего резервуара карбюратора. Количество топлива, пропускаемое через трубку, определяется размером отверстия форсунки.
Через диффузор выполняется смешивание определённого количества воздуха с топливом в режиме забора (всасывания). Следует отметить: основной задачей карбюратора двигателя автомобиля видится обеспечение надлежащим объёмом топливовоздушной смеси в процессе такта всасывания.
Карбюратор двигателя автомобиля сложность системы
Налицо действительно механически сложное устройство – карбюратор двигателя автомобиля. Производитель системы должен точно рассчитать уровень топлива и размеры главных отверстий — топливного и воздушного. Уровню топлива внутри карбюратора придаётся большое значение. Обычно этот уровень рассчитан под границу немного ниже трубки отсоса.
Если уровень топлива поднимется несколько выше, появляется риск «залива» системы карбюратора. Напротив, если уровень ниже установленной границы, создаваемого разрежения не хватит для всасывания топлива. Другими словами, здесь всегда существует необходимость точного определения уровня с целью исключения перелива или недолива.
Через центральную часть карбюратора двигателя автомобиля воздух забирается за счёт эффекта разрежения, вызванного тактами всасывания. Центральная часть карбюратора – так называемая трубка Вентури (9). Конструктивно представляет область сужения прохода. Такого вида форма сделана с целью максимального ускорения потока воздуха.
Благодаря эффекту ускорения всасывания воздуха, топливо непрерывно забирается (всасывается) даже при работе двигателя машины на минимально возможных оборотах. В любом другом варианте конструкции центральной части системы карбюратора, достичь такого эффекта невозможно.
Дроссельная заслонка карбюратора автомобиля
Итак, воздух проходит через область (трубка Вентури), создавая давление разрежения. Соответственно, топливо забирается (всасывается) из бачка карбюратора. Чем быстрее поток воздуха, тем больше доля всасываемого топлива, и наоборот. Для управления массовой долей воздуха и топлива установлена дроссельная заслонка (8).
Непосредственно дроссельная заслонка через шток соединяется механически с педалью акселератора. Водитель машины через педаль контролирует прохождение рабочего потока через трубку Вентури. Главное отверстие разрежения (10), как видно из схемы, не залито жидкостью. Но существует риск неконтролируемого подсоса жидкости с последующим переливом.
Для предотвращения такой ситуации на отверстии разрежения установлена дополнительная насадка. Встроенное сопло имеет отверстие для атмосферного воздуха и ряд точно рассчитанных отверстий, через которые воздух смешивается с жидкостью.
Таким образом, создаётся момент смешивания жидкость-воздух, с последующим распылением рабочей струи в области трубки Вентури. Казалось бы, работа карбюратора вполне понятна при движении автомобиля. Но что произойдёт, если остановить автомобиль и отпустить педаль акселератора? Ведь в этом случае дроссельная заслонка карбюратора закрывается практически на все 100%.
Произойдёт сброс давления и кардинальное снижение эффекта «подсоса». Чтобы избежать такой ситуации, в корпусе трубки Вентури просверлен специальный канал подачи воздушно-топливной смеси на холостом ходу (7). Этот проход рассчитан точно под действие в закрытом положении дроссельной заслонки.
Карбюратор двигателя + предотвращение мёртвых зон
Ещё одной, не менее значимой функцией устройства является функционал предотвращения мёртвых зон в условиях быстрого ускорения оборотов двигателя. При таких условиях дроссельная заслонка открывается мгновенно. Давление внутри трубки Вентури резко снижается. Ход топлива останавливается внутри подающей трубки.
Учитывая, что в этот момент фактически осуществляется только подсос воздуха, двигатель на доли секунды перестаёт функционировать. Как результат – пассажиры машины могут ощущать нестабильность движения (толчки) автомобиля до момента, пока не создано разрежение, способное обеспечить подсос топлива.
Конструктивно проблема «мёртвых» зон решается установкой инжектора (ТНВД – топливный насос высокого давления). Насос механически связан с валом дроссельной заслонки. Резкий жим на педаль акселератора сопровождается включением ТНВД, внутрь трубки Вентури впрыскивается дополнительное количество топлива.
Мультикарбюраторы конструкций двигателей автомобилей
Кроме вариантов оснащения мотора одним карбюратором, существуют варианты систем с двойным дросселем или несколькими карбюраторами. Оснащаемый двумя дроссельными заслонками карбюратор, соответственно имеет две трубки Вентури.
Такого рода прибор работает аналогично одинарному устройству, с тем дополнением, когда второй дроссель начинает функционировать после набора двигателем 3000 об/мин. Мультикарбюраторы — системы, фактически предназначенные питать топливно-воздушной смесью отдельно каждый цилиндр двигателя машины.
Конструктивно такого типа автомобильные системы не всегда выступают отдельными устройствами. Скорее речь идёт о парных или даже четвертных устройствах одного двигателя, как правило, V-класса. Картинка конструкции «два в одном» представлена выше. Здесь, по сути, пара устройств в одном корпусе, дроссельные заслонки которых связаны механически.
Автомобильный карбюратор «четыре в одном» даже внешне выглядит очень сложным устройством. Очевидно, если учесть наличие четырёх одиночных систем, расположенных в одном корпусе. Такая концепция преследует практичную причину: замена четырёх отдельных прибора и связанной механики. Этому способствует объединение четырёх трубок Вентури с одним топливным бачком.
Вакуумные (мембранные) карбюраторы машинных моторов
Вакуумные конструкции условно делятся на два типа приборов:
- Диафрагменные.
- Поршневые.
Принцип работы аппаратов напоминает ранее описанный механический аппарат. Однако считается, что вакуумные карбюраторы демонстрируют большую эффективность по сравнению с механическими устройствами. Классический мембранный карбюратор, чаще всего, представляют конструкцией «Stromberg», где используется диафрагма диаметром 175 мм.
При рассмотрении схемы устройства, здесь также наблюдается трубка Вентури, фактически идентичная форме, рассмотренной ранее. Однако в данном случае отсос осуществляется несколько иначе. Внутри трубки, погруженной в топливный бачок, опускается и поднимается коническая игла.
Игла конической формы определяет количество топлива, пропускаемого сквозь трубку Вентури. Игла находится в контакте с поршнем, который поднимается и опускается при открытии / закрытии дроссельной заслонки.
Момент активации педали акселератора активирует открывание дроссельной заслонки. Проходкой поршня создаётся разрежение внутри камеры. Поскольку корпус прибора и верхняя часть поршня контактируют с диафрагмой, поршень поднимается пропорционально создаваемому давлению.
Когда давление в системе падает при закрытии дроссельной заслонки, пружина толкает поршень вниз. Чтобы избежать колебаний поршня под давлением, используется масляный амортизатор.
Когда дроссельная заслонка открывается, вакуумом или давлением осуществляется подъём поршня. Также поднимается коническая игла, обеспечивая всасывание топлива из резервуара. Коническая игла и подъём поршня точно определены конструкцией системы, что даёт правильный объём топлива при любом положении дроссельной заслонки.
Автомобильные приборы этого типа, как правило, не имеют насоса, подобного конструкции механической системы. Здесь попросту исключён фактор внезапного поступления воздуха в рабочий канал. Следовательно, не проявляется эффект «мёртвой» зоны двигателя машины.
При помощи информации: AutoEvolution