Простейший карбюратор устройство и принцип работы - Motokomo.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Простейший карбюратор устройство и принцип работы

Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора

Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора

Процесс приготовления горючей смеси из топлива и воздуха вне цилиндра двигателя называется карбюрацией. Прибор, осуществляющий этот процесс, называется карбюратором.

Карбюраторы могут быть трех типов: испарительный, впрыскивающий и поплавковый всасывающий. Испарительные карбюраторы предназначены для работы на легкоиспаряющемся топливе. Воздух, проходя над поверхностью топлива, насыщается его парами и образует горючую смесь.

Впрыскивающий (или мембранный) карбюратор имеет довольно сложную конструкцию состоящий из двух , поделенных первой мембраной, топливных камер высокого и низкого давления соответственно, а также из двух воздушных камер – высокого и низкого давления, разделенными второй мембраной. Под действие разности давлений, эластичная мембрана прогибается и топливо через бензонасос поступает в топливную камеру.

Наибольшее распространение получили поплавковые всасывающие карбюраторы со всасыванием топлива при разрежении, возникающем в суженной части воздушного канала карбюратора – диффузоре вследствие местного повышения скорости потока воздуха.

В корпусе простейшего карбюратора размещены поплавковая камера 6 и смесительная 1 камера. Поплавок 8, действующий на игольчатый клапан7, поддерживает в поплавковой камере постоянный уровень топлива. Отверстие 5 сообщает поплавковую камеру с атмосферой.

Рис. Схема устройства и работы простейшего карбюратора

1 – смесительная камера, 2 – диффузор, 3 – воздушный патрубок, 4 – распылитель, 5 – воздушное отверстие поплавковой камеры, 6 – поплавковая камера, 7 – игольчатый клапан, 8 – поплавок, 9 – жиклер, 10 – дроссель, 11 – впускной трубопровод двигателя. , 12 – рычаг дросселя.

В верхней части смесительной камеры расположен входной воздушный патрубок3, в средней установлен диффузор2, имеющий суженное проходное сечение (горловину), а в нижней части (выходном патрубке) – заслонка 10, называемая дросселем, укрепленная на валике, пропущенном через отверстия в стенках смесительной камеры. При помощи рычага 12 на наружном конце валика дросселя, дроссель можно повернуть в требуемое положение. Выходной патрубок смесительной камеры соединен с впускным трубопроводом 11 двигателя посредством фланца.

Полость поплавковой камеры сообщена с распылителем 4, выведенным в горловину диффузора, жиклером 9, имеющим калиброванное отверстие. Между поплавковой камерой и диффузором создается перепад давлений (атмосферное и ниже атмосферного), благодаря чему топливо поднимается по распылителю, выходит из него, распыливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает в цилиндры двигателя через выпускной клапан. Верхний срез распылителя расположен выше уровня топлива в поплавковой камере.

Дроссельная заслонка 10 служит для регулирования количества смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощности, развиваемой двигателем. Простейший карбюратор может обеспечивать приготовление смеси необходимого состава только при одном установившемся режиме, т.е. при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя и открытой дроссельной заслонке. Во время работы двигателя атмосферный воздух, поступающий в цилиндры при тактах впуска, проходит через смесительную камеру, в которой, как и в цилиндрах, образуется разрежение (равное разности давлений атмосферного и в смесительной камере). Известно, что при движении в суженном участке снижается, а скорость повышается. Поэтому наибольшее разрежение, следовательно, и максимальная скорость потока воздуха создаются в горловине диффузора. Процесс приготовления горючей смеси, начавшийся в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе, а также в цилиндрах двигателя во время тактов впуска и сжатия.

Состав приготовляемой карбюратором горючей смеси зависит от величины проходного сечения калиброванного отверстия жиклера 9. Чем больше отверстие, тем больше жиклер пропускает топлива к распылителю и богаче образуется смесь. Количество поступающей в цилиндры смеси регулируют дросселем 10. Разрежение в диффузоре должно возрастать по мере увеличения открытия дросселя и числа оборотов вала двигателя. Площадь сечения отверстия подбирают таким образом, чтобы:

– При неполном открытии дроссельной заслонки и на малых оборотах коленчатого вала скорости воздуха были не ниже 50 мс. Чтобы было достаточное распыление топлива и не было увеличения расхода топлива,

– На больших числах оборотов и при полном открытии дроссельной заслонки, скорость не превышала 120 м/с, так как при больших скоростях заметно понижается мощность двигателя.

До сих пор не получилось совместить эти два требования вместе, поэтому площадь сечения отверстия горловины диффузора подбирают так, чтобы разрежения в ней на больших числах оборотов не превосходили 9.81 КПа.

Когда двигатель работает на холостом ходу и малых оборотах коленчатого вала, в двигатель поступает наименьшее количество горючей смеси. Разрежений в диффузоре практически нет, а разрежение за дроссельной заслонкой достигает наибольших значений, численно равных 49.05 КПа. На малых оборотах холостого хода такой карбюратор приготовляет слишком бедную смесь, вследствие того, что дроссель почти полностью закрыт и, хотя и в цилиндрах образуется сильное разрежение, величина его в диффузоре недостаточна для получения требующейся для работы на этом режиме обогащенной смеси.

Читайте также:  Прицеп на пружинах своими руками

По мере открытия дросселя и перехода от малых оборотов холостого хода к работе под нагрузкой, простейший карбюратор обогащает смесь, потому что при увеличении разрежения в смесительной камере количество протекающего через жиклер топлива возрастает быстрее, чем количество проходящего через диффузор воздуха, в связи с различием физических свойств топлива и воздуха. Хотя при неполной нагрузке двигателя, желательно, некоторое обеднение смеси. Только при полной нагрузке двигателя требуется обогащенная смесь.

Простейший карбюратор не может обеспечить хорошую мощность у двигателя и быстрое увеличение числа оборотов, т.к. во время резкого открытия дроссельной заслонки, горючая смесь, приготовленная простейшим карбюратором, обедняется, т. к. уменьшается разрежение на впускном трубопроводе, часть паров топлива осаживается на стенках трубопровода в виде конденсата и не попадает в цилиндры.

В условиях эксплуатации двигатели работают с переменным режимом. Поэтому на них устанавливают более сложные карбюраторы, дополненные устройствами и приспособлениями, обеспечивающими приготовление горючей смеси необходимого состава на разных режимах работы. Например, при пуске они готовят богатую смесь для получения наибольшей мощности двигателя, при полной его загрузке и при холостом ходе образуется обогащенная смесь, а при средних нагрузках – обедненная. Чтобы получить на всех режимах работы двигателя горючую смесь требуемого состава, в карбюраторах, устанавливаемых на современных автомобильных двигателях, предусматривают пусковое устройство, систему холостого хода, главную дозирующую систему, ускорительный насос и экономайзер. Кроме того, карбюратор должен обеспечивать минимальную токсичность отработавших газов.

Автомобильный карбюратор. Устройство достаточно сложное, так как двигатель автомобиля работает в меняющихся условиях, соответственно меняются и режимы его работы.

На автомобилях устанавливаются двухкамерные карбюраторы с падающим потоком.

Рис. Автомобильный карбюратор.

1 – клапан, 2 и 15 воздушная и две дроссельные заслонки, 3 и 4 – малый и большой диффузоры, 5 – винт регулировки количества смеси, 6 – крышка поплавковой камеры, 7 – сетчатый фильтр, 8 – игольчатый клапан, 9 – ось поплавка, 10 – рычажок поплавка, 11 – поплавок, 12 – пробка, 13 – ось дроссельных заслонок, 14 – корпус смесительных камер, 16 – корпус поплавковой камеры, 17 – мембрана.

Рассмотрим работу автомобильного карбюратора , на примере карбюратора К – 135МУ.

В таком карбюраторе, корпус поплавковой камеры 16, корпус смесительных камер 14, который конструктивно соединен с корпусом пневмоцентробежного ограничителя, соединены между собой винтами. Уплотнительные картонные прокладки установлены между крышкой поплавковой камеры, ее корпусом и корпусом смесительной камеры.

В корпусе смесительной камеры расположены два больших 4 и три малых диффузора 3, воздушные и топливные жиклеры. Все каналы жиклеров снабжены пробками 12 для обеспечения доступа к ним без сборки – разборки карбюратора. В корпусе поплавковой камеры находятся поплавок 11, закрепленный на оси 9, игольчатый клапан 8 для подачи топлива.

При нерабочем двигателе игольчатый клапан и поплавок поддерживают нужный уровень топлива в топливной камере. В поплавковой камере имеется окно, через которое можно контролировать уровень топлива и состояние механизма.

Воздушная заслонка 2 находится в крышке поплавковой камеры. Дроссельные заслонки 15, находящиеся на одной оси, находятся в корпусе смесительных камер.

В таком карбюраторе большим преимуществом является свободный доступ ко всем жиклерам, их можно прочистить без разборки карбюратора.

Обе камеры карбюратора работают параллельно, но независимо друг от друга. Каждая из камер подает горючую смесь в свой ряд цилиндров и имеет свою дозирующую систему, экономайзер и систему холостого хода. Общими для двух камер являются – ускорительный насос, поплавковая камера и воздушная заслонка.

Необходимый состав топлива, в разных режимах работы, и при разных нагрузках, обеспечивается главной дозирующей системой.

Главная дозирующая система обеспечивает экономичную работу двигателя под нагрузкой, приготавливает обедненную смесь.

Пусковое устройство (воздушная заслонка, в воздушном патрубке) обеспечивает образование в карбюраторе богатой смеси, необходимой для беспроблемного пуска холодного двигателя. При пуске двигателя дроссельную заслонку немного открывают, а воздушную закрывают. В следствии этого в карбюраторе, при повороте коленчатого вала, создается большое разряжение, и топливо начинает вытекать из жиклеров главной дозирующей системы и системы холостого хода.

Читайте также:  Устройство и принцип работы самоходных автомобильных подъемников

Как только двигатель начинает работать, в воздушной заслонке автоматически открываются клапаны. Воздушной заслонкой управляют из кабины автомобиля специальной рукояткой. На всех режимах работы воздушная заслонка открыта.

Дроссельной заслонкой можно управлять двояко: рукояткой – при прогреве двигателя и ножной педалью, которая сразу же возвращается в исходное положение пружиной.

Система холостого хода обеспечивает получение обогащенной смеси, необходимой для песперебойной работы двигателя на малой частотой вращения коленчатого вала.

Ускорительный насос во время резкого открытия дроссельной заслонки, кратковременно обогащает горючую смесь.

Экомайзер обогащает горючую смесь при полной нагрузке с целью получения от двигателя максимальной мощности. Это автоматическое устройство, обеспечивает сочетание экономичной работы двигателя при неполных нагрузках и реализацию максимальной мощности при полных нагрузках. Экономайзеры выполняются с механическим или пневматическим приводом. Экономайзер с механическим приводом включается в действие в зависимости от положения дросселя, а экономайзер с пневматическим приводом – в зависимости от разрежения в карбюраторе.

Ускорительный насос предназначен для кратковременного обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки путем принудительной подачи дополнительной порции топлива.

В карбюраторах устанавливают электронный блок управления (карбюратор К-90), в который поступают сигналы от датчика углового положения дроссельных заслонок, которые входят в систему автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода (САУ ЭПХХ). Сама система состоит из электронного блока управления и датчиков вращения коленчатого вала, датчиков температуры охлаждающей жидкости и углового положения дроссельных заслонок. В соответствии с поступающими сигналами электронный блок управления выдает команду на включения электромагнитных клапанов.

Датчик углового положения дроссельных заслонок подает электрический сигнал в блок управления при закрытом положении дроссельных заслонок, когда контакты замкнуты. Датчик углового положения представляет собой контактный электрический выключатель. Только при прогреве двигателя до температуры 60 градусов и выше, система включается в работу. Контролируется все датчиком температуры.

Система управления экономайзером работает только в режиме принудительного холостого хода, когда педаль управления дроссельными заслонками отпущена, т.е. заслонки карбюратора полностью закрыты, частота вращения коленчатого вала более 1300об/мин, а температура охлаждающей жидкости свыше 60 градусов по Цельсию. В таком режиме блок управления включает электромагнитные клапана, которые закрывают каналы системы холостого хода карбюратора и подача питания полностью прекращается.

Система рециркуляции отработавших газов служит для снижения выбросов токсичных веществ с отработавшими газами путем их частичной подачи из выхлопной трубы во впускной тракт через специальную подставку под карбюратором.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Устройство и работа простейшего карбюратора

Устройство и работа простейшего карбюратора. Для грамотной эксплуатации карбюратора необходимо изучить прежде всего конструктивные его особенности и понять принципы работы систем на различных режимах, знать возможные неисправности и разрегулировки, причины возникновения, а также методы их обнаружения и устранения.

Рис. 2. Принципиальная схема простейшего карбюратора:
1 — поплавковая камера; 2 – рычаг; 3 – поплавок; 4 – игла; 5 — топливный клапан; 6 — топливный канал; 7 — распылитель; 8 — главный воздушный канал; 9 – диффузор; 10 — дроссельная заслонка; 11 — топливный жиклер.

В поплавковой камере за счет поплавка с иглой и топливного клапана поддерживается постоянный уровень топлива h, поступающего из бензинового бака.

Главный воздушный канал обеспечивает подачу воздуха в карбюратор. В средней части он сужается, образуя диффузор, предназначенный для увеличения скорости воздушного потока и обеспечивающий улучшение условий испарения топлива и смесеобразования.

Дроссельная заслонка 10 предназначена для изменения количества горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя в соответствии с требуемой мощностью.

Истечение из жиклера топлива сопровождается затратой энергии на его поднятие к распылителю 7. Распад струи топлива начинается при разности скоростей движения топлива и воздушного потока равной 4—6 м/с. В современном карбюраторе размер капель составляет 20—120 мкм.

Оптимальной является величина капель равная 50 мкм. При этом мелкость распыливания (дробления) топлива уменьшается с повышением температуры топлива за счет снижения коэффициента поверхностного натяжения и увеличения разности относительной скорости топлива и воздушного потока. Скорость истечения топлива в 25 раз меньше скорости воздушного потока.

Работа карбюратора осуществляется в соответствии с эжекционным (пульверизационным) принципом. Под действием разрежения, представляющим разность между давлением в поплавковой камере и в диффузоре карбюратора, топливо из поплавковой камеры через топливный жиклер и распылитель поступает в диффузор, а затем в главный воздушный канал.

Читайте также:  Прицеп laker smart trailer 300

В современных карбюраторах истечение топлива начинается при достижении разрежения 100 Па (10 мм вод. ст.). При меньших значениях через карбюратор поступает только чистый воздух. Уменьшение давления в зоне распылителя обусловлено ростом скорости воздушного потока в диффузоре и местного сопротивления.

При неработающем двигателе давление в поплавковой камере и в зоне распылителя в диффузоре одинаковое. При пуске двигателя разрежение, возникающее в цилиндре при ходе всасывания, передается через впускной трубопровод и главный воздушный жиклер в зону распылителя. В результате за счет возникшей разности давления в поплавковой камере и диффузоре топливо поступает из поплавковой камеры к распылителю и вытекает из него в главный воздушный канал, смешивается с воздухом и поступает в цилиндры.

Повышение скорости потока воздуха при его прохождении через диффузор приводит к дальнейшему снижению давления в зоне распылителя. Уменьшать сечение диффузора можно только до определенного предела, так как в дальнейшем это вызывает повышенное сопротивление для прохода воздуха, что сопровождается снижением мощности двигателя из-за уменьшения коэффициента наполнения цилиндров.

Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объеме. Часть топлива в виде капелек не успевает испариться и перемешаться с воздухом. Не испарившиеся капельки топлива движутся в потоке воздуха и оседают на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода. Топливо, осевшее на стенки, образует пленку, которая движется с малой скоростью.

Чтобы испарить пленку топлива, впускной трубопровод при работе двигателя подогревается. Чаще всего используется жидкостный подогрев (от системы охлаждения двигателя) или подогрев теплом отработавших газов. Таким образом, можно считать, что образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя.

В зависимости от направления потока воздуха в смесеобразующем устройстве, карбюраторы подразделяются на несколько типов. Наиболее широко применяют карбюраторы, в которых горючая смесь движется сверху вниз (рис. 2). Такие карбюраторы называют карбюраторами с падающим потоком смеси. Они обеспечивают высокие мощностные и экономические показатели и удобное для обслуживания расположение на двигателе. Карбюраторы с движением горючей смеси вверх называют карбюраторами с восходящим потоком. Они относятся к устаревшим конструкциям, и поэтому нами рассматриваться не будут.

Для современных многоцилиндровых двигателей стали применять двухкамерные карбюраторы с параллельным и последовательным открытием дроссельных заслонок. Название «двухкамерные» карбюраторы получили по числу имеющихся в них смесительных устройств, или смесительных камер. Двухкамерный карбюратор (рис. 3) с параллельным открытием дроссельных заслонок имеет две смесительные камеры 2, одну поплавковую камеру 1 и две дроссельные заслонки 3, закрепленные на одной оси. При повороте оси дроссельные заслонки будут открывать сечение выпускных патрубков 4 карбюратора синхронно, обеспечивая параллельное действие смесительных камер. Каждая смесительная камера карбюратора отдельным трубопроводом соединяется с группой цилиндров и питает их горючей смесью.

Двухкамерный карбюратор с последовательным открытием дроссельных заслонок имеет примерно такое же устройство. Разница заключается лишь в приводе дроссельных заслонок и конструкции выпускного патрубка, который делается общим для обеих смесительных камер. При работе этого карбюратора вначале открывается дроссельная заслонка одной камеры (основной). Как только первая заслонка откроется на 70—80% от полного открытия, начинает открываться дроссельная заслонка второй камеры (дополнительной). При этом вступает в работу дополнительная смесительная камера, обеспечивая поступление в цилиндры большого количества горючей смеси.

Рис. 3. Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок: 1— поплавковая камера; 2 — смесительные камеры; 3 — дроссельные заслонки; 4 — выпускные патрубки карбюратора.

Число камер в карбюраторах не ограничивается двумя, но определяется числом и расположением цилиндров двигателя. Так на двигателе БМВ 740 установлен карбюратор, имеющий 4 камеры, причем работающий как два двухкамерных карбюратора с последовательным открытием дроссельных заслонок. Использование многокамерных (двухкамерных) карбюраторов позволяет улучшить наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как уменьшаются потери напора смеси во впускных трубопроводах. Это объясняется тем, что смесь движется постоянно в одном направлении. Особенно хорошие результаты дают такие карбюраторы в V-образных двигателях, где каждая камера карбюратора снабжает горючей смесью один ряд цилиндров.

Применение многокамерных карбюраторов обеспечивает увеличение мощности двигателя, снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов. Это преимущество многокамерных карбюраторов наиболее полно проявляется у карбюраторов с последовательным открытием дроссельных заслонок.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector