Работа карбюратора на всех режимах


Работа карбюратора при различных режимах работы двигателя


Строительные машины и оборудование, справочник

Работа карбюратора при различных режимах работы двигателя

Автотракторный карбюраторный двигатель работает на следующих основных режимах:
1) пуск; 2) холостой ход и малые нагрузки; 3) средние нагрузки; 4) полная нагрузка. Для получения наиболее эффективной работы двигателя на данном режиме очень важно, чтобы горючая смесь к моменту ее воспламенения электрической искрой была по составу наивыгоднейшей. Горючая смесь должна быть однородной, а топливо в ней должно находиться в парообразном состоянии.

График изменения состава горючей смеси, подаваемой в цилиндр двигателя, в зависимости от нагрузки двигателя (Ne, %) называется характеристикой карбюратора. Чтобы обеспечить наиболее эффективную работу двигателя, карбюратор должен иметь характеристику, представленную кривой 1 на рисунке 1.

При пуске холодного двигателя смесеобразование затруднено вследствие недостаточной величины разрежения в диффузоре, незначительной скорости воздуха и низкой температуры деталей двигателя. Поэтому при пуске в цилиндры двигателя должна подаваться богатая горючая смесь (а = 0,5—0,6), чтобы для воспламенения в ней было достаточное количество легких, быстро испаряющихся фракций топлива.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

При работе на холостом ходу и с малыми нагрузкам и дроссельная заслонка прикрыта, так как в двигатель нужно подавать небольшое количество горючей смеси. Разрежение и скорость воздушного потока в диффузоре незначительны. Условия для распыливания и испарения неблагоприятны. Поэтому карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь с коэффициентом избытка воздуха а ==0,6—0,8.

Рис. 1. Характеристики карбюраторов:
1 — характеристика карбюратора, требуемая в зависимости от различных режимов работы двигателя; 2 — характеристика простейшего карбюратора.

По мере увеличения нагрузки (участок б —в) дроссельная заслонка открывается, скорость воздуха и разрежение увеличиваются, температура впускного трубопровода повышается и, следовательно, улучшается смесеобразование. Поэтому горючая смесь должна постепенно обедняться, а коэффициент избытка воздуха постепенно увеличиваться до а=1,1.

При средних нагрузках (участок в — г), примерно от 40 до 90% полной нагрузки двигателя, в его цилиндры нужно подавать разные количества горючей смеси, но состав ее все время должен оставаться постоянным и слегка обедненным (а= 1,10—1,15) для получения наиболее экономичной работы.

При полных нагрузках двигателя (дроссельная заслонка полностью открыта, участок г — д) для получения от двигателя максимальной мощности горючая смесь должна быть обогащенной (а== 0,85—0,90),

В простейшем карбюраторе (кривая 2) при пуске двигателя, работе на холостом ходу и с малыми нагрузками из-за недостаточного разрежения в диффузоре из распылителя поступает мало топлива, и горючая смесь получается бедной или обедненной.

При средних нагрузках в связи с увеличением разрежения количество топлива, поступающего в смесительную камеру, возрастает, но не пропорционально увеличению количества поступающего воздуха, а в большей . степени. Поэтому горючая смесь обогащается. При переходе к полной нагрузке простейший карбюратор не дает необходимого посте: пенного обогащения смеси.

Таким образом, простейший карбюратор при этих режимах дает изменение состава смеси, обратное тому, которое требуется.

При резком открытии дроссельной заслонки нужно в цилиндры подавать обогащенную смесь, чтобы двигатель быстро повысил число оборотов, увеличивая свою мощность, то есть имел хорошую приемистость. В простейшем карбюраторе при резком открытии дроссельной заслонки горючая смесь обедняется.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройства карбюратора для получения горючей смеси требуемого состава

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум




Устройство и работа карбюратора

Устройство и работа карбюратора

В основу описания устройства карбюраторов положены их принципиальные схемы, показывающие пути движения воздуха и топлива.

Типичными конструкциями карбюраторов автомобильных двигателей являются карбюратор К-88А, устанавливаемый на двигателях, выпускаемых Московским автомобильным заводом им. Лихачева, и карбюратор К-89А, устанавливаемый на двигателях автомбилей «Урал-375», «Урал-377» и автобусов ЛАЗ-696, ЛАЗ-698.

Карбюратор К-89А отличается от карбюратора К-88А в основном размерами жиклеров и диффузоров.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Карбюраторы К-88А и К-89А — двухкамерные, с падающим потоком смеси, с балансированной поплавковой камерой и компенсацией горючей смеси путем понижения разрежения у топливного жиклера. Обе камеры работают одновременно на всех режимах, что улучшает наполнение цилиндров горючей смесью. Поплавковая камера, входной патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и насос-ускоритель являются общими для обеих смесительных камер.

В верхней части размещены сетчатый фильтр, игольчатый клапан воздушная заслонка с клапаном и балансировочный канал.

Рис. 1. Схема карбюраторов К-88А и К-89А

В средней части находятся ускорительный насос с поршнем и клапанами, клапан экономайзера, поплавковая камера с поплавком и пружиной и две смесительные камеры. В каждой камере имеются большой и малый с перемычкой диффузоры, главный и воздушный жиклеры, жиклер холостого хода и жиклер полной мощности.

В нижней части на одной оси установлены две дроссельные заслонки, ввернуты два винта холостого хода и имеются два канала с выходными отверстиями. При помощи рычага и соединительного звена ось дроссельных заслонок соединена с ускорительным насосом.

При пуске и прогреве двигателя воздушная заслонка закрывается, одновременно через систему рычагов и тяг открываются на небольшую величину дроссельные заслонки. В смесительных камерах создается большое разрежение, в результате чего в обе камеры будет поступать топливо из кольцевых щелей малых диффузоров и из отверстий 32 и 33 системы холостого хода, что обеспечивает приготовление богатой горючей смеси. Дополнительное обогащение смеси перед пуском осуществляется ускорительным насосом. Для этого нужно 1—2 раза резко нажать на педаль управления дроссельными заслонками. Переобогащение смеси в случае несвоевременного открытия воздушной заслонки после пуска предотвращается предохранительным клапаном и отверстием в воздушной заслонке.

При работе двигателя на холостом ходу воздушная заслонка полностью открыта, а дроссельные заслонки прикрыты. При этом скорость воздуха и разрежение в диффузорах незначительны и топливо не будет вытекать из кольцевых щелей малых диффузоров. В задроссельном же пространстве создается большое разрежение которое передается через отверстия и каналы холостого хода, заставляя топливо, проходящее через главные жиклеры, подняться к топливным (боковым) Жиклерам холостого хода и вместе с воздухом, поступающим через воздушный жиклер холостого хода (верхнее отверстие) образовать эмульсию. Фонтанирующая эмульсия через отверстия смешивается с основным потоком воздуха, образует горючую смесь, состав которой регулируется винтами. Два отверстия повышают устойчивость работы двигателя на холостом ходу и обеспечивают плавный переход на режим работы под нагрузкой.

При режиме частичных нагрузок разрежение в малых диффузорах достигает такой величины, при которой включается в работу главное дозирующее устройство, Топливо поступает через главные жиклеры, а затем через жиклеры полной мощности, по пути смешиваясь с воздухом, поступающим через воздушный жиклер, ив виде эмульсии выходит через кольцевые щели малого диффузора Воздух, поступающий в распылители через воздушные жиклеры, снижает разрежение у жиклера полной мощности, поддерживая требуемый состав смеси при изменении нагрузки или частоты вращения коленчатого вала двигателя

При режиме полных нагрузок топливо подается в смесительную камеру главной дозирующей системой и экономайзером. который включается в зависимости от степени открытия дроссельных заслонок. Как только дроссельные заслонки будут открыты с просветом от стенок смесительных камер на мм (К-88Л) или 10,5 мм (К-89А), шток с пружиной нажмет на толкатель и откроет шариковый клапан экономайзера, что увеличит приток топлива (помимо главных жиклеров) к жиклерам полной мощности Смесь максимально обогатится и двигатель разовьет полную мощность.

При резком открытии дроссельных заслонок обогащение смеси происходит при помощи ускорительного насоса, привод которого объединен с механическим приводом клапана экономайзера. Резкое открытие дроссельных заслонок сопровождается быстрым перемещением, вниз тяги с планкой, которая через пружину быстро опускает шток с поршнем. Вследствие образовавшегося под поршнем давления впускной клапан 26 закрывается, а нагнетательный клапан И открывается и топливо впрыскивается через полый винт и распылитель в полость вокруг внутренних диффузоров, кратковременно обогащая горючую смесь.

Работа карбюратора К-126Б, установленного на двигателях автомобилей ГАЗ-53А и ГАЗ-66, аналогична работе карбюраторов К-88Аи К-89А, но конструкции их различны.

Карбюратор К-16А устанавливается на двухтактных пусковых двигателях ПД-10М и ПД-10М2 тракторов ДТ-75М, MT3-80 и др. Карбюратор К-16А однодиффузорный, с горизонтальной смесительной камерой и с компенсацией состава смеси понижением разрежения у жиклера.

При работе карбюратора из трубопровода через сетчатый фильтр топливо поступает в поплавковую камеру. Необходимый уровень в поплавковой камере поддерживает поплавок с запорной иглой. На крышке поплавковой камеры находится утолитель поплавка.

Из поплавковой камеры топливо по каналу через колодец и главный жиклер поступает в распылитель. Из колодца, закрываемого пробкой, топливо попадает и в канал холостого хода. При неработающем двигателе топливо в поплавковой камере, канале и распылителе устанавливается па одном уровне.

Рис. 2. Схема карбюратора К-16А

При пуске двигателя воз душную заслонку закрывают, а дроссельную заслонку приоткрывают. Большое разрежение в смесительной камере и за дроссельной заслонкой передается в каналы, и холостого хода и вызывает истечение топлива. Одновременно под действием этого разрежения топливо из канала через жиклер холостого хода поступает в канал. в котором оно смешивается с воздухом, поступающим по каналу из патрубка, и образует эмульсию. В патрубок воздух поступает через отверстие в воздушной заслонке. Образовавшаяся эмульсия через отверстие поступает за дроссельную заслонку. где она перемешивается с воздухом, проходящим через щели между дроссельной заслонкой и стенкой смесительной камеры. После того как двигатель начнет работать, воздушную заслонку полностью открывают.

При работе двигателя на холостом ходу воздушную заслонку открывают полностью, а дроссельную заслонку — на небольшую величину. При этом разрежение за дроссельной заслонкой по-прежнему остается достаточно высоким и передается в каналы 7.8 и 18. что обеспечивает истечение топлива через жиклер. Поступление топлива из-главного жиклера прекращается, так как разрежение в диффузоре будет незначительным. Минимальная частота вращения коленчатого вала при холостом ходе регулируется винтом-ограничителем закрытия дроссельной заслонки, а качество смеси — винтом. При его завинчивании горючая смесь обедняется, а при вывинчивании обогащается.

При работе двигателя под нагрузкой дроссельная и воздушная заслонки открыты, поэтому разрежение в диффузоре возрастает и вступает в работу главное дозирующее устройство. Воздух, проходящий через диффузор, смешивается с топливом. поступающим из распылителя главного жиклера, и образует горючую смесь.

Компенсация состава смеси достигается тем, что разрежение, создающееся у распылителя, не передается на главный жиклер, так как через канал и жиклер холостого хода в канал поступает воздух, который эмульгирует топливо в распылителе и тормозит истечение его из жиклера.

На современных двигателях преимущественно устанавливаются многокамерные карбюраторы с падающим потоком. В качестве примера рассмотрим карбюратор К-88А, устанавливаемый на двигателях Московского автомобильного завода им. И. А. Лихачева. Карбюратор — двухкамерный, обе смесительные камеры работают параллельно и каждая из них обеспечивает питание определенных -цилиндров секций блока, на всех режимах работы двигателя. Карбюратор имеет главную дозирующую систему с пневматическим торможением топлива, регулируемую систему холостого хода, экономайзеры с пневматическим и механическим приводом и пневмо-центробежный ограничитель частоты вращения. Поплавковая ка мера, патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и ускорительный насос — общие для обеих смесительных камер, а системы холостого хода и главные дозирующие системы — отдельные.

Карбюратор состоит из трех основных разъемных частей: верхняя часть А состоит из воздушного патрубка и крышки поплавковой камеры, средняя часть Б включает в себя поплавковую и две смесительные камеры, которые являются корпусом карбюратора. Нижняя часть В, включающая смесительные патрубки с дроссельными заслонками, отлита из чугуна и присоединена к корпусу карбюратора на толстой теплоизоляционной прокладке, препятствующей проходу тепла от впускного трубопровода.

В верхней части карбюратора размещены воздушная заслонка, общая для обеих смесительных камер, на которой установлен автоматический клапан, сетчатый топливный фильтр, игольчатый клапан подачи топлива и балансировочный канал поплавковой камеры, обеспечивающий неизменность состава горючей смеси при засорении воздухоочистителя.

В средней части карбюратора находятся поплавок, воздушный жиклер, поршень, пружина и шток ускорительного насоса, клапан и жиклер экономайзера, двойные диффузоры, топливные жиклеры: главные, холостого хода, полной мощности. Нижняя часть карбюратора состоит из двух смесительных патрубков. В каждом установлены дроссельная заслонка и винт регулировки системы холостого хода. Заслонки расположены на одной оси, которая посредством рычага и тяги связана с ускорительным насосом.

Работа карбюратора на различных режимах работы происходит следующим образом.

При пуске холодного двигателя и его прогревании воздушная заслонка прикрывается, а дроссельные заслонки через систему рычагов и тяг приоткрываются. В смесительных камерах создается большое разряжение, и при проворачивании коленчатого вала топливо через жиклеры — главные и холостого хода поступает в канал и далее через жиклер полной мощности в малые диффузоры. Там топливо эмульсируется воздухом, поступающим через жиклеры. Обогащенная смесь из смесительных камер поступает в задроссельное пространство. Сюда же поступает эмульсия из каналов 21 через регулируемые отверстия системы холостого хода, что обеспечивает приготовление богатой горючей смеси. Дополнительно смесь перед пуском двигателя обогащается с помощью ускорительного насоса путем резкого нажатия (один-два раза) на педаль управления дроссельными заслонками. Переобогащение смеси после запуска двигателя предотвращается клапаном на воздушной заслонке.

Рис. 2. Схема работы карбюратора при пуске двигателя

При работе двигателя на холостом ходу воздушная заслонка открыта полностью, а дроссельные лишь приоткрыты. При этом скорость движения воздуха и разрежение в диффузорах незначительны для истечения топлива из кольцевых щелей малых диффузоров и питание двигателя происходит от системы холостого хода. Под действием разрежения в задроссельном пространстве, которое передается через отверстия в каналы, топливо из поплавковой камеры подается в главные жиклеры и жиклеры холостого хода и далее в каналы, где перемешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер холостого хода. Образующая эмульсия через отверстия поступаем в смесительные камеры, где смешивается с основным потоком воздуха, проходящим в зазоры между стенками смесительных камер и кромками дроссельных заслонок, и образует горючую смесь, состав которой регулируется винтом.

Наличие двух отверстий обеспечивает устойчивую работу двигателя на холостом ходу и плавный переход на режим работы под нагрузкой.

При работе двигателя на малых и средних нагрузках дроссельные заслонки открываются, разрежение у отверстий падает. Возрастает скорость движения воздуха в большом и малом диффузорах. Разрежение в малых диффузорах становится достаточным для начала работы главной дозирующей системы. Топливо начинает поступать через главные жиклеры, а затем и жиклеры полной мощности, по пути смешиваясь с воздухом, поступающим через воздушные жиклеры. Образовавшаяся эмульсия поступает через кольцевые щели в малых диффузорах в смесительную камеру. По мере увеличения открытия дроссельных заслонок и расхода топлива воздух начинает поступать в распылитель перед жиклером через воздушные жиклеры во все большем количестве и снижает разрежение у жиклера полной мощности. Этим достигается торможение истечения топлива, а следовательно, поддерживается требуемый состав горючей смеси при изменении нагрузки или частоты вращения коленчатого вала.

При работе двигателя на полных нагрузках, когда Дроссельные заслонки открыты полностью или почти полностью, топливо в смесительную камеру подается главной дозирующей системой и экономайзером. При этом в цилиндры двигателя подается обогащенная горючая смесь. Экономайзер включается в работу

при отходе дроссельных заслонок от стенок смесительных камер не менее чем на 9 мм.

Рычаг через тягу, планку и шток перемещает толкатель по направляющей. При этом клапан отходит от седла, и дополнительное количество топлива через отверстие, жиклер экономайзера и топливный канал поступает к жиклерам полной мощности. Смесь максимально обогатится, и двигатель разовьет полную мощность. Проходные сечения жиклеров подобраны с учетом получения от двигателя максимальной мощности.

При резком открытии дроссельных заслонок горючая смесь обогащается с помощью ускорительного насоса, привод которого объединен с механическим приводом клапана экономайзера. В этом случае движение рычага, тяги и планки заставит сжиматься пружину ускорительного насоса и опускаться шток и поршень. Вследствие образовавшегося под поршнем давления шариковый клапан закрывается, а игольчатый клапан открывается, и топливо, двигаясь по каналу, впрыскивается через полый винт и распылитель в смесительную камеру, кратковременно обогащая горючую смесь. Пружина способствует плавному опусканию поршня в колодце. Этим достигается затяжной впрыск топлива и устраняется чрезмерное и резкое давление поршня на топливо и, следовательно, торможение при открытии дроссельной заслонки.

При малых нагрузках и чрезмерной подаче топлива частота вращения коленчатого вала может оказаться выше допустимой, что приведет к значительной перегрузке деталей кривошипно-ша-тунного механизма и их повышенному износу. Ограничение частоты вращения коленчатого вала двигателя достигается путем автоматического прикрытия дроссельных заслонок с помощью специального устройства — ограничителя максимальной частоты вращения вала. Ограничители бывают двух типов — пневматические и пневмоцентробежные. Наиболее распространены пневмоцентро-бежные ограничители, позволяющие ограничивать частоту вращения вала в более узких пределах.

Пневмоцентробежный ограничитель состоит из центробежного датчика, укрепленного на крышке картера распределительных шестерен двигателя, и диафрагменного исполнительного механизма, связанного приводом с дроссельной заслонкой. Датчик состоит из корпуса и ротора с клапаном. Ротор приводится во вращение валиком от распределительного вала двигателя. Клапан расположен против отверстия (седла клапана) и соединен с помощью пружины 5 с регулировочным винтом, ввернутым в ротор. Внутри валика имеется канал, который трубкой соединен с полостью А над диафрагмой, а через отверстие трубкой соединен с воздушным патрубком карбюратора.

Диафрагменный исполнительный механизм состоит из корпуса, диафрагмы и крышек. Диафрагма через шток, рычаг и валик соединена с рычагом 26 привода дроссельных заслонок.

Рис 55. Схема пневмоцентробежного ограничителя максимальной частоты к вращения коленчатого вала двигателя

Полости соединены с воздушным патрубком карбюратора каналом и отверстием. С патрубком посредством трубки и отверстия сообщается полость корпуса датчика.

При допустимой частоте вращения коленчатого вала (не более 3200 об/мин) ротор датчика не развивает достаточной центробежной силы, и клапан, удерживаемый пружиной, не закрывает отверстия. Полость А сообщена с воздушным патрубком карбюратора и одновременно через канал и жиклеры — со смесительной камерой. Поскольку полость Б также сообщается каналом с патрубком карбюратора, то давление по обе стороны диафрагмы одинаково, и механизм не оказывает влияние на положение дроссельных заслонок ими управляют рычагом, связанным с педалью в кабине водителя.

Когда частота вращения коленчатого вала достигнет предельно допустимой величины, клапан вращающегося ротора под действием центробежной силы преодолеет натяжение пружины и закроет отверстие в седле; поступление воздуха из патрубка в полость А прекратится, создавая в ней разрежение. Давление воздуха, поступающего по каналу в полость Б, прогнет диафрагму вверх, преодолевая сопротивление пружины, и прикроет дроссельные заслонки. Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, при этом уменьшится, и частота вращения коленчатого вала снизится. Частота вращения вала, при которой начинает действовать ограничитель, зависит от силы натяжения пружины и регулируется винтом.

Как работает карбюратор?

Как работает карбюратор? - Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Инжиниринг > Карбюраторы

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Топливо плюс воздух равно движению — это основная наука, стоящая за большинством транспортных средств. которые путешествуют по земле, по морю или по небу. Автомобили, грузовики и автобусы превращают топливо в энергию, смешивая его с воздухом и сжигая в металлические цилиндры внутри их двигателей. Точно сколько топлива и воздуха потребности двигателя меняются от момента к моменту, в зависимости от того, как долго он работает, как быстро вы едете и множество других факторы. В современных двигателях используется система с электронным управлением. позвонил впрыск топлива для регулирования топливно-воздушной смеси так что это ровно с минуты поворота ключа до момента переключения двигатель снова выключается, когда вы достигаете пункта назначения. Но пока эти были изобретены умные устройства, практически все двигатели полагались на изобретательные устройства для смешивания топлива и воздуха, называемые карбюраторами (пишется «карбюратор» в некоторых странах и часто сокращается до «карбюратора»). Что они собой представляют и как они работают? Давайте посмотрим поближе!

Работа: Коротко о карбюраторах: они добавляют топливо (красный) в воздух (синий), чтобы получилась смесь, подходящая для сгорания в цилиндрах. Цилиндры современных автомобилей более эффективно питаются системами впрыска топлива, которые потребляют меньше топлива и меньше загрязняют окружающую среду. Но вы по-прежнему найдете карбюраторы в двигателях старых автомобилей и мотоциклов, а также в компактных двигателях газонокосилок и бензопил.

Содержание

  1. Как двигатели сжигают топливо
  2. Что такое карбюратор?
  3. Кто изобрел карбюратор?
  4. Как работает карбюратор?
  5. Узнать больше

Как двигатели сжигают топливо

Двигатели — это механические вещи, но они тоже химические вещества: они разработан вокруг химической реакции, называемой сгоранием : когда вы сжигаете топливо в воздухе, вы выделяете тепловую энергию и производите углерод диоксид и вода как продукты жизнедеятельности. Для эффективного сжигания топлива вам должны использовать много воздуха. Это в равной степени относится и к автомобильному двигателю. что касается свечи, костра на открытом воздухе, угля или дрова в чьем-то доме.

С костром вам никогда не придется беспокойтесь о том, что у вас слишком много или слишком мало воздуха. При пожарах в помещении не хватает воздуха и гораздо важнее. Слишком мало кислорода вызовет пожар в помещении (или даже устройство для сжигания топлива, такое как газовая печь центрального отопления (котел), чтобы производят опасные загрязнения воздуха, в том числе токсичные угарный газ.

Рекламные ссылки

Работа: Теоретически двигателю автомобиля требуется в 14,7 раз больше воздуха, чем топлива, чтобы топливовоздушная смесь сгорала должным образом. Это называется стехиометрической смесью и получается 94 процента воздуха и 6 процентов топлива. На практике соотношение может быть другим.

С автомобильным двигателем все немного сложнее. Если у вас есть достаточно атомов кислорода, чтобы сжечь все ваши атомы топлива, это называется стехиометрическая смесь . (Стехиометрия является частью химии, химический эквивалент проверки того, что у вас достаточно каждого ингредиента прежде чем приступить к приготовлению пищи по рецепту. ) В случае автомобильного двигателя, соотношение обычно составляет около 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива (хотя это зависит от того, из чего именно состоит топливо). Слишком много воздуха и недостаточно топлива означает, что двигатель горит «бедный», когда слишком много топлива и недостаточно воздуха называется сжигание «богатых». Немного избыточное количество воздуха (слегка обедненная смесь) даст лучшую экономию топлива, а небольшое количество воздуха (слегка богатая смесь) даст лучшую производительность. Иметь слишком много воздуха так же плохо, как и слишком маленький; оба вредны для двигателя по-разному.

"Карбюратор называют "Сердцем" автомобиля, и нельзя ожидать, что двигатель будет работать правильно, выдавать необходимую мощность или работать плавно, если его "сердце" не выполняет свои функции должным образом."

Эдвард Кэмерон, The New York Times, 1910

Что такое карбюратор?

Бензиновые двигатели рассчитаны на всасывание точно необходимого количества воздуха, поэтому топливо сгорает правильно, независимо от того, запускается ли двигатель холодным или греется на максимальной скорости. Правильный подбор топливно-воздушной смеси работа умного механического устройства под названием карбюратор : а трубка, которая пропускает воздух и топливо в двигатель через клапаны, смешивая их вместе в разных количествах, чтобы удовлетворить широкий спектр различных условия вождения.

Вы можете подумать, что слово "карбюратор" довольно странное, но оно происходит от глагола "карбюратор". Это химический термин, означающий обогащение газа путем соединения его с углеродом. или углеводороды. Итак, технически карбюратор — это устройство, которое насыщает воздух (газ) топливом. (углеводород).

Фото: Регулировка ручного карбюратора "дроссель" (клапан впуска воздуха) в двигателе DeSoto Firedome 1956 года выпуска. Фото Лори Пирсон предоставлено Корпусом морской пехоты США и DVIDS.

Кто изобрел карбюратор?

Карбюраторы существуют с конца 19 века. века, когда они были впервые разработаны пионером автомобилестроения (и основатель Mercedes) Карл Бенц (1844–1929). Раньше были попытки «карбюрации» другими способами. Например, французский пионер двигателей Жозеф Этьен Ленуар (1822–1819 гг.).00) изначально использовал вращающийся цилиндр с прикрепленными губками, которые погружались в топливо при повороте, вынимая его из контейнера и перемешивая с воздухом. [1]

На приведенной ниже диаграмме, которую я раскрасил для облегчения понимания, показан исходный Карбюратор Benz 1888 года выпуска; основной принцип работы (объясненный в рамке ниже) остается прежним и по сей день.

Иллюстрация: очень упрощенная схема оригинального карбюратора Карла Бенца из его патент 1888 г. Топливо из бака (синий, D) поступает в то, что он назвал генератором (зеленый, A). внизу, где он испаряется. Пары топлива проходят вверх по серой трубе и встречаются с поступающим воздухом. вниз по той же трубе, которая входит из атмосферы через перфорацию вверху. Воздух и топливо смешиваются в красной камере (F), затем проходят через клапан (бирюзовый, G) в цилиндр H, где они сжечь, чтобы сделать власть. Работа из патента США 382 585: Карбюратор Карла Бенца. 8 мая 1888 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как работает карбюратор?

Фото: Типичный карбюратор не на что смотреть! Фото Дэвида Хоффмана предоставлено ВМС США и Викисклад.

Карбюраторы сильно различаются по конструкции и сложности. Самый простой из возможных по сути большая вертикальная воздушная труба над цилиндрами двигателя с горизонтальная топливная труба, соединенная с одной стороны. Когда воздух течет вниз трубы, он должен проходить через узкий изгиб посередине, который заставляет его ускоряться и заставляет его давление падать. Это перегнулось раздел называется Вентури . Падение давления воздуха создает эффект всасывания, который всасывает воздух через топливную трубку в сторона.

Рисунок: Эффект Вентури: когда жидкость течет в более узкое пространство, ее скорость увеличивается, но давление падает. Это объясняет, почему ветер свистит между зданиями и почему лодки, плывущие параллельно друг другу, часто сталкиваются друг с другом. Это пример закона сохранения энергии: если бы давление не падало, жидкость получала бы дополнительную энергию, втекая в узкое сечение, что нарушало бы один из самых основных законов физики.

Воздушный поток втягивает топливо, чтобы присоединиться к нему, что нам и нужно, но как можно ли отрегулировать топливовоздушную смесь? Карбюратор имеет два поворотных клапаны выше и ниже трубки Вентури. Вверху есть клапан, называемый дросселем , который регулирует количество воздуха, которое может проходить дюйм. Если дроссель закрыт, меньше воздуха проходит через трубу и Вентури всасывает больше топлива, поэтому двигатель получает богатую топливом смесь. Это удобно, когда двигатель холодный, при первом запуске и работает довольно медленно. Под трубкой Вентури есть второй клапан. называется дроссельная заслонка . Чем больше дроссельная заслонка открыта, тем больше воздух проходит через карбюратор и чем больше топлива он всасывает из труба в сторону. Чем больше топлива и воздуха поступает в двигатель, тем высвобождает больше энергии и производит больше мощности, и машина едет быстрее. Вот почему открытие дроссельной заслонки заставляет автомобиль ускоряться: это эквивалентно дуновению костра, чтобы получить больше кислорода и сделать его сгореть быстрее. Дроссель соединен с педалью акселератора в машине или дроссель на руле мотоцикла.

Подача топлива в карбюратор немного сложнее, чем мы описывали до сих пор. К топливной трубе прикреплен своего рода мини-топливный бак, называемый поплавково-питательная камера (небольшой бачок с поплавком и клапаном внутри). Когда камера подает топливо в карбюратор, уровень топлива падает, а вместе с ним падает и поплавок. Когда поплавок опускается ниже определенного уровня, он открывает клапан, пропуская топливо. в камеру, чтобы заправить ее из основного бензобака. Как только камера заполняется, поплавок поднимается, закрывает клапан, и подача топлива снова отключается. ( поплавковая камера работает как туалет, с поплавком эффективно выполняет ту же работу, что и шаровой кран — клапан, который помогает наполнять туалет. с нужным количеством воды после промывки. Что общего у автомобильных двигателей и туалетов? Больше, чем вы могли подумать!)

В общем, вот как это все работает:

  1. Воздух поступает в верхнюю часть карбюратора из воздухозаборника автомобиля, проходя через фильтр, очищающий его от мусора.
  2. При первом запуске двигателя воздушную заслонку (синюю) можно настроить так, чтобы она почти перекрывала верхнюю часть трубы, чтобы уменьшить количество поступающего воздуха (увеличивая содержание топлива в смеси, поступающей в цилиндры).
  3. В центре трубы воздух нагнетается через узкий изгиб, называемый трубкой Вентури. Это ускоряет и приводит к падению его давления.
  4. Падение давления воздуха создает всасывание в топливной трубе (справа), всасывая топливо (оранжевый).
  5. Дроссель (зеленый) — это клапан, который поворачивается для открытия или закрытия трубы. Когда дроссельная заслонка открыта, в цилиндры поступает больше воздуха и топлива, поэтому двигатель производит больше мощности, и автомобиль едет быстрее.
  6. Смесь воздуха и топлива стекает в цилиндры.
  7. Топливо (оранжевое) подается из мини-топливного бака, называемого поплавковой камерой.
  8. Когда уровень топлива падает, поплавок в камере опускается и открывает верхний клапан.
  9. Когда клапан открывается, в камеру поступает больше топлива из основного бензобака. Это заставляет поплавок подниматься и снова закрывать клапан.

Узнать больше

На этом сайте

  • Тормоза
  • Автомобильные бензиновые двигатели
  • Шестерни
  • Дизельные двигатели
  • Колеса и оси

Книги

Для читателей постарше
  • Карбюраторы Holley: Как восстановить Майк Мавигран. КарТех, 2016.
  • Руководство по карбюратору Rochester
  • Майка Стаблфилда. Хейнс, 1994.
  • Карбюраторы Weber от Пэта Брейдена. Книги HP, 1988.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. От материалов, из которых они сделаны, до того, как они рассекают воздух, эта книга объясняет науку, которая заставляет автомобили двигаться (9–12 лет).

Видеоролики

  • Карбюраторы — объяснение: Это видео от Engineering Explained охватывает почти ту же тему, что и моя статья, но рассказывает нам о том, что происходит. Он также распространяется на карбюраторы со второй трубкой Вентури.
  • Карбюраторы поплавкового типа, объяснение Pimpinpenz. Хороший наглядный обзор поплавкового карбюратора с игольчатым клапаном.

Статьи

  • Попрощавшись с карбюраторами, Nascar готовит переход на систему впрыска топлива Пол Стенквист. The New York Times, 20 июля 2011 г. Как Nascar наконец отказалась от карбюраторов в гоночном сезоне 2012 г. и почему это заняло так много времени.
  • Технология; «Прощай, карбюраторы» Джона Холуса. Нью-Йорк Таймс, 22 октября 19 г.81. Статья из архива The Times предвещает появление впрыска топлива в начале 1980-х годов.
  • Новый карбюратор Форда с регулируемой скоростью Вентури от EF Lindsley. Popular Science, август 1976 г. В этой старой статье из архива Pop Sci есть несколько отличных иллюстраций в разрезе различных типов карбюраторов Вентури.

Патенты

Для получения более подробной технической информации см.:

  • Патент США 382,585: Карбюратор Карла Бенца. 8 мая 1888 г. Оригинальное устройство смешения топлива с воздухом, изобретенное в конце 19 в.19 века пионером автомобилестроения Карлом Бенцем.
  • Патент США 1,520,261: Карбюратор Джорджа Ф. Риттера и др., Tillotson Manufacturing. 23 декабря 1924 года. Типичный карбюратор начала 20 века.
  • Патент США 1 938 497: Карбюратор Чарльза Н. Пога. 5 декабря 1933 г. Эта конструкция направлена ​​​​на то, чтобы испарить больше топлива и обеспечить большую мощность двигателя.
  • Патент США 4 501 709: Карбюратор Вентури с регулируемой скоростью работы Тадахиро Ямамото и Тадаки Оота, Nissan. 26 февраля 1985 г. В карбюраторе этого более современного типа размер трубки Вентури автоматически изменяется для поддержания постоянного уровня всасывания.

Каталожные номера

  1. ↑   Газовые и нефтяные двигатели: Практический трактат о внутреннем сгорании Двигатель Уильяма Робинсона. Э. и Ф.Н. Спон, 1890, стр. 175.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Карбюраторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-carburetors-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте...

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда

  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и приборы
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Карбюратор - Энциклопедия Нового Света

Bendix-Technico (Stromberg) 1-цилиндровый карбюратор с нисходящим потоком, модель BXUV-3, с номенклатурой.

Карбюратор (североамериканское написание) или карбюратор (написание Содружества) представляет собой устройство, которое смешивает воздух и топливо (обычно бензин) для двигателя внутреннего сгорания. Карбюратор должен обеспечивать правильную топливно-воздушную смесь для широкого диапазона условий работы двигателя, температур, атмосферного давления и центробежных сил, сохраняя при этом низкий уровень выбросов выхлопных газов. Для правильной работы во всех этих условиях большинство карбюраторов содержат сложный набор механизмов, поддерживающих несколько различных режимов работы, называемых 9.0068 цепей .

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 История и развитие
  • 3 Принципы работы
    • 3.1 Основы
    • 3.2 Цепь холостого хода
    • 3.3 Главный контур открытой дроссельной заслонки
    • 3.4 Силовой клапан
    • 3.5 Ускорительный насос
    • Дроссель 3,6
    • 3.7 Прочие элементы
  • 4 Подача топлива
    • 4. 1 Поплавковая камера
  • 5 Несколько цилиндров карбюратора
  • 6 Регулировка карбюратора
  • 7 Каталитические карбюраторы
  • 8 См. также
  • 9 Примечания
  • 10 Каталожные номера
  • 11 Внешние ссылки
  • 12 кредитов

Карбюратор в просторечии называется carb (в Северной Америке и Великобритании) или carby (в основном в Австралии).

Этимология

Слово carburetor происходит от французского carbure , означающего «карбид». [1] "Карбюратор" означает комбинирование с углеродом. В химии топлива этот термин конкретно означает объединение (газа) с летучими углеводородами для увеличения доступной энергии топлива.

История и развитие

Карбюратор был изобретен Карлом Бенцем в 1885 году [2] и запатентован в 1886 году. Очевидно, он также был изобретен венгерскими инженерами Яношем Чонкой и Донатом Банки в 1893 году. Фредерик Уильям Ланчестер из Бирмингема, Англия раньше экспериментировал с фитильным карбюратором в автомобилях. В 1896, Фредерик и его брат построили первый автомобиль с бензиновым двигателем в Англии, с одноцилиндровым двигателем внутреннего сгорания мощностью 5 л.с. (4 кВт) с цепным приводом. Недовольные характеристиками и мощностью, в следующем году они переделали двигатель в двухцилиндровую горизонтально-оппозитную версию, используя его новую конструкцию карбюратора с фитилем. Эта версия преодолела 1000 миль (1600 км) в 1900 году, успешно включив карбюратор как важный шаг вперед в автомобильной технике.

Карбюраторы были обычным способом подачи топлива почти для всех бензиновых двигателей вплоть до конца 1980-х годов, когда впрыск топлива стал предпочтительным методом подачи топлива в автомобилях. На рынке США последними автомобилями, проданными широкой публике с карбюратором, были Oldsmobile Custom Cruiser 1990 года и Buick Estate Wagon. До 1991 года полицейский перехватчик Ford Crown Victoria, оснащенный двигателем объемом 351 дюйм³ (5,8 л), имел четырехкамерный карбюратор Autolite. Внедорожник Jeep Grand Wagoneer с двигателем 360ci (5,9L) Двигатель AMC поставлялся с двух- или четырехкамерным карбюратором. Последним легким грузовиком с карбюратором был Isuzu 1994 года выпуска. В других странах автомобили Lada, построенные в Самарской области Российской Федерации, использовали карбюраторы до 1996 года.

В большинстве мотоциклов по-прежнему используются карбюраторы из-за более низкой стоимости и проблем с откликом дроссельной заслонки при раннем впрыске. Однако с 2005 года многие новые модели были представлены с впрыском топлива. Карбюраторы по-прежнему используются в небольших двигателях, а также в старых или специализированных автомобилях, например, предназначенных для гонок серийных автомобилей.

Принцип работы

Карбюратор работает по принципу Бернулли: Чем быстрее движется воздух, тем ниже его статическое давление и выше динамическое давление. Рычаг дроссельной заслонки (акселератора) напрямую не управляет потоком жидкого топлива. Вместо этого он приводит в действие карбюраторные механизмы, которые измеряют поток воздуха, поступающего в двигатель. Скорость этого потока и, следовательно, его давление определяют количество топлива, всасываемого в воздушный поток.

Когда карбюраторы используются в самолетах с поршневыми двигателями, необходимы специальные конструкции и функции для предотвращения нехватки топлива во время перевернутого полета. В более поздних двигателях использовалась ранняя форма впрыска топлива, известная как карбюратор высокого давления.

Большинство двигателей с карбюратором (в отличие от инжекторных) имеют один карбюратор, хотя в некоторых двигателях используется несколько карбюраторов. В старых двигателях использовались карбюраторы с восходящим потоком воздуха, когда воздух входит снизу карбюратора и выходит через верхнюю часть. Это имело то преимущество, что никогда не «затопляло» двигатель, поскольку любые капли жидкого топлива выпадали из карбюратора, а не во впускной коллектор; он также позволял использовать воздухоочиститель с масляной ванной, где масляная лужа под сетчатым элементом под карбюратором всасывается в сетку, а воздух всасывается через покрытую маслом сетку; это была эффективная система во времена, когда не существовало бумажных воздушных фильтров.

Начиная с конца 1930-х годов, карбюраторы с нисходящим потоком воздуха были самым популярным типом для использования в автомобилях в Соединенных Штатах. В Европе карбюраторы с боковой тягой заменили нисходящие, поскольку свободное пространство в моторном отсеке уменьшилось, а использование карбюратора типа SU (и аналогичных агрегатов других производителей) увеличилось. В некоторых небольших винтовых авиационных двигателях по-прежнему используется конструкция карбюратора с восходящим потоком, но во многих используются более современные конструкции, такие как карбюратор Bing (TM) с постоянной скоростью (CV).

Основы

Карбюратор в основном состоит из открытой трубы, «горла» или «бочки», через которую воздух проходит во впускной коллектор двигателя. Труба имеет форму Вентури: она сужается в сечении, а затем снова расширяется, заставляя воздушный поток увеличивать скорость в самой узкой части. Ниже трубки Вентури находится дроссельная заслонка, называемая дроссельной заслонкой, — вращающийся диск, который можно повернуть торцом к воздушному потоку, чтобы почти не ограничивать поток, или можно повернуть так, чтобы он (почти) полностью перекрыл поток. воздуха. Этот клапан регулирует поток воздуха через горловину карбюратора и, таким образом, количество воздушно-топливной смеси, которую система подает, тем самым регулируя мощность и скорость двигателя. Дроссельная заслонка связана, как правило, через трос или механическую связь стержней и шарниров (или, реже, с помощью пневматической связи) с педалью акселератора на автомобиле или эквивалентным органом управления на других транспортных средствах или оборудовании.

Топливо подается в воздушный поток через маленькие отверстия в самой узкой части трубки Вентури. Поток топлива в ответ на определенное падение давления в трубке Вентури регулируется с помощью точно откалиброванных отверстий, называемых форсунками, в топливном тракте.

Трубка Вентури может быть фиксированной или регулируемой:

  • Карбюратор с фиксированной трубкой Вентури : Изменение скорости воздуха в трубке Вентури изменяет поток топлива. Эта архитектура используется в большинстве карбюраторов с нисходящим потоком на американских и некоторых японских автомобилях.
  • Карбюратор Variable-Venturi : Отверстие топливной форсунки регулируется золотником (что одновременно изменяет поток воздуха). В карбюраторах с «постоянной депрессией» это делается поршнем с вакуумным приводом, соединенным с конической иглой, которая скользит внутри топливного жиклера. Существует более простая версия, чаще всего встречающаяся на небольших мотоциклах и мотоциклах для бездорожья, где ползун и игла напрямую контролируются положением дроссельной заслонки. Эти типы карбюраторов обычно оснащены ускорительными насосами, чтобы компенсировать определенный недостаток этой конструкции.

Цепь холостого хода

Когда дроссельная заслонка немного приоткрывается из полностью закрытого положения, дроссельная заслонка открывает дополнительные отверстия для подачи топлива за дроссельной заслонкой, где имеется область низкого давления, создаваемая дроссельной заслонкой, блокирующей поток воздуха; они позволяют протекать большему количеству топлива, а также компенсируют снижение вакуума, возникающего при открытии дроссельной заслонки, тем самым сглаживая переход к измерению расхода топлива через обычно открытый контур дроссельной заслонки.

Главный контур открытой дроссельной заслонки

По мере того, как дроссельная заслонка постепенно открывается, разрежение в коллекторе уменьшается, поскольку меньше ограничивается воздушный поток, уменьшая поток через контуры холостого хода и холостого хода. Именно здесь вступает в игру форма Вентури горловины карбюратора из-за принципа Бернулли. Вентури увеличивает скорость воздуха, и эта высокая скорость и, следовательно, низкое давление всасывают топливо в воздушный поток через сопло или сопла, расположенные в центре трубки Вентури. Иногда один или несколько дополнительных 9Ускорительные трубки Вентури 0027 размещены соосно с первичной трубкой Вентури для усиления эффекта.

Когда дроссельная заслонка закрыта, поток воздуха через трубку Вентури падает до тех пор, пока пониженное давление не станет недостаточным для поддержания этого расхода топлива, и контур холостого хода снова включится, как описано выше.

Принцип Бернулли, который обусловлен импульсом жидкости, является доминирующим эффектом для больших отверстий и больших скоростей потока, но поскольку поток жидкости в малых масштабах и с низкими скоростями (низкое число Рейнольдса) определяется вязкостью, принцип Бернулли неэффективен на холостом ходу или медленной работе, а также в очень маленьких карбюраторах двигателей самых маленьких моделей. Двигатели небольших моделей имеют ограничения потока перед форсунками, чтобы уменьшить давление, достаточное для всасывания топлива в воздушный поток. Точно так же холостые и медленно работающие форсунки больших карбюраторов расположены после дроссельной заслонки, где давление частично снижается за счет вязкого сопротивления, а не по принципу Бернулли. Самым распространенным устройством обогащения смеси для запуска холодных двигателей был дроссель, работающий по тому же принципу.

Силовой клапан

При работе с открытой дроссельной заслонкой более богатая смесь обеспечивает большую мощность, предотвращает детонацию и охлаждает двигатель. Обычно это решается с помощью подпружиненного «силового клапана», который закрывается за счет вакуума двигателя. Когда дроссельная заслонка открывается, разрежение уменьшается, и пружина открывает клапан, пропуская больше топлива в основной контур. В двухтактных двигателях работа силового клапана обратна нормальной: он обычно «включен», а при заданных оборотах «выключен». Он активируется на высоких оборотах, чтобы расширить диапазон оборотов двигателя, извлекая выгоду из тенденции двухтактного двигателя к моментальному увеличению оборотов, когда смесь обеднена.

В качестве альтернативы силовому клапану в карбюраторе может использоваться дозирующий стержень или повышающий стержень для обогащения топливной смеси в условиях высокой нагрузки. Такие системы были созданы компанией Carter Carburetor в 1950-х годах для первых двух трубок Вентури своих четырехцилиндровых карбюраторов, а повышающие стержни широко использовались в большинстве 1-, 2- и 4-цилиндровых карбюраторов Carter вплоть до окончания производства в 1950-х годах. 1980-е годы. Повышающие стержни сужены на нижнем конце, который переходит в главные дозирующие форсунки. Верхушки штоков соединены с вакуумным поршнем и/или механическим приводом, который поднимает штоки из основных жиклеров при открытии дроссельной заслонки (механический привод) и/или при падении вакуума в коллекторе (вакуумный поршень). Когда повышающий шток опускается в главный жиклер, он ограничивает подачу топлива. Когда повышающий стержень поднимается из жиклера, через него может пройти больше топлива. Таким образом, количество подаваемого топлива согласуется с переходными потребностями двигателя. В некоторых 4-камерных карбюраторах дозирующие стержни используются только на двух первичных трубках Вентури, но некоторые используют их как на первичном, так и на вторичном контурах, как в Rochester Quadrajet.

Ускорительный насос

Большая инерция жидкого бензина по сравнению с воздухом означает, что если резко открыть дроссельную заслонку, поток воздуха будет увеличиваться быстрее, чем поток топлива, вызывая временное состояние обедненной смеси, которое заставляет двигатель « спотыкаться» при ускорении (противоположное тому, что обычно предполагается при открытии дроссельной заслонки). Это устраняется использованием небольшого механического насоса, обычно плунжерного или диафрагменного типа, приводимого в действие дроссельной заслонкой, который проталкивает небольшое количество бензина через жиклер, откуда он впрыскивается в горловину карбюратора. Эта дополнительная порция топлива противодействует переходному режиму обеднения при открытии дроссельной заслонки. Большинство ускорительных насосов тем или иным образом регулируются по объему и/или продолжительности. Со временем уплотнения вокруг движущихся частей насоса изнашиваются, что приводит к снижению производительности насоса; это уменьшение выстрела ускорительного насоса вызывает спотыкание при ускорении до тех пор, пока не будут заменены уплотнения на насосе.

Ускорительный насос также используется для заправки двигателя топливом перед холодным пуском. Чрезмерная заливка, например, неправильно отрегулированный дроссель, может вызвать затопление . Это когда слишком много топлива и недостаточно воздуха для поддержания горения. По этой причине некоторые карбюраторы оснащены механизмом разгрузчика : педаль акселератора удерживается при полностью открытой дроссельной заслонке, пока двигатель прокручивается, разгрузчик держит дроссель открытым и впускает лишний воздух, и, в конечном итоге, лишнее топливо удаляется, и двигатель запускается.

Дроссель

Когда двигатель холодный, топливо испаряется с меньшей готовностью и имеет тенденцию конденсироваться на стенках впускного коллектора, что приводит к нехватке топлива в цилиндрах и затрудняет запуск двигателя; таким образом, более богатая смесь (больше топлива в воздухе) требуется для запуска и работы двигателя, пока он не прогреется. Более богатая смесь легче воспламеняется.

Для подачи дополнительного топлива обычно используется дроссель ; это устройство, ограничивающее поток воздуха на входе в карбюратор, перед трубкой Вентури. При наличии этого ограничения в цилиндре карбюратора создается дополнительный вакуум, который подает дополнительное топливо через основную дозирующую систему в дополнение к топливу, поступающему из контуров холостого хода и без холостого хода. Это обеспечивает обогащение смеси, необходимое для поддержания работы двигателя при низких температурах.

Кроме того, воздушная заслонка соединена с кулачком (кулачок быстрого холостого хода ) или другим подобным устройством, которое предотвращает полное закрытие дроссельной заслонки во время работы воздушной заслонки. Это заставляет двигатель работать на холостом ходу на более высоких оборотах. Быстрый холостой ход помогает двигателю быстро прогреться и обеспечивает более стабильный холостой ход в холодном состоянии за счет увеличения потока воздуха во впускной системе, что помогает лучше распылять холодное топливо.

В старых автомобилях с карбюратором воздушная заслонка управлялась тросом, подсоединенным к ручке на приборной панели, управляемой водителем. В большинстве карбюраторных автомобилей выпуска с середины 19Начиная с 60-х годов (середина 1950-х годов в США) он обычно автоматически управляется термостатом с биметаллической пружиной, которая подвергается воздействию тепла двигателя. Это тепло может передаваться термостату воздушной заслонки посредством простой конвекции, через охлаждающую жидкость двигателя или через воздух, нагретый выхлопными газами. Более поздние конструкции используют тепло двигателя только косвенно: датчик определяет тепло двигателя и изменяет электрический ток на небольшой нагревательный элемент, который воздействует на биметаллическую пружину, контролируя ее натяжение, тем самым контролируя воздушную заслонку. А 9Разгрузчик воздушной заслонки 0027 представляет собой рычажное устройство, которое заставляет воздушную заслонку открываться против ее пружины, когда акселератор транспортного средства перемещается до конца его хода. Это положение позволяет очистить «залитый» двигатель, чтобы он запустился.

Некоторые карбюраторы не имеют воздушной заслонки, вместо нее используется контур обогащения смеси или обогатитель . Обычно используемые на небольших двигателях, особенно мотоциклах, обогатители работают, открывая вторичный топливный контур под дроссельными клапанами. Эта схема работает точно так же, как схема холостого хода, и когда она включена, она просто подает дополнительное топливо, когда дроссельная заслонка закрыта.

Классические британские мотоциклы с карбюраторами с боковой тягой и дроссельной заслонкой использовали другой тип «устройства холодного пуска», называемый «щекотателем». Это просто подпружиненный стержень, который при нажатии вручную толкает поплавок вниз и позволяет лишнему топливу заполнить поплавковую камеру и затопить впускной тракт. Если «щекотку» удерживали слишком долго, она также заливала карбюратор снаружи и картер под ним и, следовательно, представляла опасность возгорания.

Другие элементы

На взаимодействие между каждым контуром также могут влиять различные механические соединения или соединения с давлением воздуха, а также чувствительные к температуре и электрические компоненты. Они вводятся по таким причинам, как реакция, топливная экономичность или контроль автомобильных выбросов. Различные воздухозаборники (часто выбираемые из точно откалиброванного диапазона, аналогично форсункам) позволяют воздуху поступать в различные части топливных каналов для улучшения подачи и испарения топлива. В комбинацию карбюратора и коллектора могут быть включены дополнительные усовершенствования, такие как некоторая форма нагрева для облегчения испарения топлива, например, ранний испаритель топлива.

Подача топлива

Поплавковая камера

Карбюраторы Holley "Visi-Flo" модели № 1904 1950-х годов, заводские установки с прозрачными стеклянными колбами.

Для обеспечения готовности смеси карбюратор имеет «поплавковую камеру» (или «чашу»), которая содержит количество топлива при давлении, близком к атмосферному, готовое к использованию. Этот резервуар постоянно пополняется топливом, подаваемым топливным насосом. Правильный уровень топлива в баке поддерживается с помощью поплавка, управляющего впускным клапаном, очень похоже на то, что используется в туалетных бачках. По мере израсходования топлива поплавок опускается, открывая впускной клапан и пропуская топливо. По мере повышения уровня топлива поплавок поднимается и закрывает впускной клапан. Уровень топлива, поддерживаемый в поплавковой камере, обычно можно отрегулировать либо с помощью установочного винта, либо с помощью чего-то грубого, например, согнув рычаг, к которому подключен поплавок. Обычно это критическая регулировка, и правильная регулировка указывается линиями, вписанными в окно на поплавковой камере, или измерением того, насколько далеко поплавок висит ниже верхней части карбюратора в разобранном виде, или аналогичным образом. Поплавки могут быть изготовлены из разных материалов, например, из листовой латуни, запаянной в полую форму, или из пластика; полые поплавки могут создавать небольшие утечки, а пластиковые поплавки могут со временем стать пористыми и потерять плавучесть; в любом случае поплавок не будет плавать, уровень топлива будет слишком высоким, и двигатель не будет нормально работать, пока поплавок не будет заменен. Сам клапан изнашивается по бокам из-за его движения в своем «сидении» и в конечном итоге попытается закрыться под углом и, таким образом, не сможет полностью перекрыть подачу топлива; опять же, это вызовет чрезмерный расход топлива и плохую работу двигателя. И наоборот, когда топливо испаряется из поплавковой камеры, оно оставляет после себя осадок, осадок и лаки, которые забивают каналы и могут мешать работе поплавка. Это особенно проблема для автомобилей, которые эксплуатируются только часть года и оставляются с заполненными поплавковыми камерами в течение нескольких месяцев; доступны коммерческие присадки стабилизатора топлива, которые уменьшают эту проблему.

Обычно специальные вентиляционные трубки позволяют воздуху выходить из камеры по мере ее заполнения или поступать по мере ее опорожнения, поддерживая атмосферное давление в поплавковой камере; они обычно доходят до горловины карбюратора. Размещение этих вентиляционных трубок может иметь решающее значение для предотвращения выплескивания топлива из них в карбюратор, и иногда они модифицируются с помощью более длинных трубок. Обратите внимание, что это оставляет топливо при атмосферном давлении, и поэтому оно не может попасть в горловину, которая находится под давлением нагнетателя, установленного выше по потоку; в таких случаях для работы весь карбюратор должен находиться в герметичной герметичной коробке. Это не обязательно в установках, где карбюратор установлен перед нагнетателем, который по этой причине является более частой системой. Однако это приводит к тому, что нагнетатель заполняется сжатой топливно-воздушной смесью с сильной тенденцией к взрыву в случае обратного запуска двигателя; этот тип взрыва часто наблюдается в дрэг-рейсинге, который по соображениям безопасности теперь включает выпускные пластины для сброса давления на впускном коллекторе, отрывные болты, крепящие нагнетатель к коллектору, и улавливающие осколки баллистические нейлоновые одеяла, окружающие нагнетатели.

Если двигатель должен работать в любом положении (например, цепная пила), поплавковая камера не работает. Вместо этого используется диафрагменная камера. Гибкая диафрагма образует одну сторону топливной камеры и устроена таким образом, что по мере того, как топливо всасывается в двигатель, диафрагма вдавливается внутрь под давлением окружающего воздуха. Мембрана соединена с игольчатым клапаном, и при движении внутрь она открывает игольчатый клапан, пропуская больше топлива, тем самым пополняя топливо по мере его расходования. По мере пополнения топлива диафрагма выдвигается за счет давления топлива и небольшой пружины, закрывая игольчатый клапан. Достигнуто сбалансированное состояние, при котором уровень топлива в резервуаре остается постоянным при любом положении.

Несколько цилиндров карбюратора

Holley модель #2280 2-цилиндровый карбюратор

Colombo Type 125 Двигатель "Testa Rossa" в Ferrari 250TR Spyder 1961 года с шестью двухцилиндровыми карбюраторами Weber, впускающими воздух через 12 воздушных рожков; один индивидуально регулируемый ствол для каждого цилиндра.

В то время как базовые карбюраторы имеют только одну трубку Вентури, многие карбюраторы имеют более одной трубки Вентури или «ствола». Конфигурации с двумя и четырьмя стволами обычно используются для обеспечения более высокого расхода воздуха при большом объеме двигателя. Многоствольные карбюраторы могут иметь неидентичные первичный и вторичный цилиндры разных размеров и откалиброваны для подачи разных воздушно-топливных смесей; они могут приводиться в действие рычажным механизмом или вакуумом двигателя «прогрессивным» образом, так что вторичные стволы не начинают открываться до тех пор, пока первичные не откроются почти полностью. Это желательная характеристика, которая максимизирует поток воздуха через первичный ствол (стволы) на большинстве скоростей двигателя, тем самым максимизируя «сигнал» давления от трубки Вентури, но уменьшает ограничение воздушного потока на высоких скоростях за счет увеличения площади поперечного сечения для большего воздушного потока. Эти преимущества могут быть не важны в высокопроизводительных приложениях, где работа с частичной дроссельной заслонкой не имеет значения, а первичные и вторичные первичные и вторичные дроссели могут открываться одновременно для простоты и надежности; кроме того, двигатели V-образной конфигурации с двумя рядами цилиндров, питаемыми от одного карбюратора, могут быть оснащены двумя идентичными цилиндрами, каждый из которых питает один ряд цилиндров. В широко распространенной комбинации V8 и 4-цилиндрового карбюратора часто есть два основных и два дополнительных цилиндра.

Несколько карбюраторов могут быть установлены на одном двигателе, часто с последовательной связью; четыре двухкамерных карбюратора часто можно было увидеть на высокопроизводительных американских двигателях V8, а несколько четырехкамерных карбюраторов теперь часто можно увидеть на двигателях с очень высокими характеристиками. Также использовалось большое количество небольших карбюраторов (см. Фото), хотя такая конфигурация может ограничивать максимальный поток воздуха через двигатель из-за отсутствия общего воздухозаборника; с отдельными впускными трактами не все цилиндры одновременно всасывают воздух при вращении коленчатого вала двигателя. [3]

Регулировка карбюратора

Слишком много топлива в топливно-воздушной смеси называется слишком богатой, и недостаточное количество топлива - слишком бедной . Смесь обычно регулируется одним или несколькими игольчатыми клапанами на автомобильном карбюраторе или управляемым пилотом рычагом на поршневых самолетах (поскольку смесь зависит от плотности воздуха (высоты). Соотношение воздуха и бензина (стехиометрическое) составляет 14,7:1, что означает, что на каждую единицу веса бензина будет израсходовано 14,7 единиц воздуха. Стехиометрическая смесь различна для различных видов топлива, кроме бензина.

Способы проверки регулировки смеси карбюратора включают: измерение содержания оксида углерода, углеводородов и кислорода в выхлопных газах с помощью газоанализатора или непосредственное наблюдение за цветом пламени в камере сгорания через специальную свечу зажигания со стеклянным корпусом (продается под названием «Colortune») для этой цели. Цвет пламени при стехиометрическом горении описывается как «бунзеново-синий», переходящий в желтый, если смесь богатая, и беловато-голубой, если смесь слишком бедная.

О составе смеси можно также судить после запуска двигателя по состоянию и цвету свечей зажигания: черные, сухие, покрытые сажей свечи указывают на слишком богатую смесь, налеты от белого до светло-серого цвета на свечах указывают на обедненную смесь. Правильный цвет должен быть коричневато-серым.

В начале 1980-х многие автомобили американского рынка использовали специальные карбюраторы с «обратной связью», которые могли изменять базовую смесь в ответ на сигналы датчика кислорода в выхлопных газах. В основном они использовались для экономии затрат (поскольку они работали достаточно хорошо, чтобы соответствовать требованиям по выбросам 1980-х годов, и были основаны на существующих конструкциях карбюраторов), но в конечном итоге исчезли, поскольку падение цен на оборудование и ужесточение стандартов выбросов сделали впрыск топлива стандартным элементом.

Каталитические карбюраторы

Каталитический карбюратор смешивает пары топлива с водой и воздухом в присутствии нагретых катализаторов, таких как никель или платина. Это разлагает топливо на метан, спирты и другие более легкие виды топлива. Оригинальный каталитический карбюратор был введен, чтобы фермеры могли использовать модифицированный и обогащенный керосин для тракторов. Армия США также с большим успехом использовала каталитические карбюраторы во время Второй мировой войны, в кампании в пустыне Северной Африки.

Хотя каталитические карбюраторы поступили в продажу в начале 1930-х годов два основных фактора ограничивали их широкое использование в общественных местах. Во-первых, добавление присадок в товарный бензин делало его непригодным для использования в двигателях с каталитическими карбюраторами. Тетраэтилсвинец был введен в 1932 году для повышения устойчивости бензина к детонации двигателя, что позволило использовать более высокие степени сжатия. Во-вторых, экономическое преимущество использования керосина перед бензином исчезло в 1930-х годах, устранив основное преимущество каталитического карбюратора.

См. также

  • Топливо
  • Бензин
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Карл Бенц

Примечания

  1. ↑ Answers.com, карбюратор.
  2. Энциклопедия мировой биографии (Томсон Гейл, 2005).
  3. ↑ Джефф Хиббард и Рон Сешнс, Baja Bugs & Buggies (Тусон, Аризона: HP Books, 1982, ISBN 0895861860).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Aird, Forbes и Malcolm Elston. 1997. Производительность карбюратора : как настроить и изменить. Мотобуки серии PowerTech. Оцеола, Висконсин: Издательство Motorbooks International. ISBN 0760304211.
  • Legg, AK 1995. Руководство по карбюратору Haynes Weber. Серия руководств по ремонту автомобилей Haynes . Sparkford Nr Yeovil, Сомерсет, Великобритания: паб Haynes. Группа. ISBN 156392157X.
  • Ньютон, Том. 1999. Как работают автомобили. Вальехо, Калифорния: Black Apple Press. ISBN 0966862309.
  • Popular Mechanics Полное руководство по уходу за автомобилем. 2005. Нью-Йорк: Hearst Books. ISBN 978-1588164391.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 10 января 2017 г.

Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)