Карбюратор: конструкция и принцип работы

Немного истории. Прежние типы карбюраторов

Как только изобретатели второй половины XIX века начали пытаться оснастить технику двигателями, работающими на бензине и керосине, им пришлось учитывать, что воспламеняется это топливо только при участии воздуха. Более того, для эффективной работы двигателя надо ещё и смешать воздух с горючим в определённой пропорции.

Первый карбюратор изобрёл в 1876 году итальянец Луиджи Христофорис. В его устройстве топливо разогревалось, испарялось, и его пары смешивались с воздухом. Через год Даймлер и Майбах нашли более рациональное решение, применив принцип распыления топлива. Этот простой и эффективный принцип и лёг в основу всех последующих разработок.

Готлиб Даймлер на машине с личным шофёром.

До повсеместного распространения карбюраторов поплавкового типа применялось ещё два вида данных устройств: барботажные и мембранно-игольчатые карбюраторы.

Барботажные карбюраторы представляли собой бензобаки, внутри которых на небольшом расстоянии от поверхности топлива имелась глухая доска и два широких патрубка – один подаёт из атмосферы, и второй – отбирает топливно-воздушную смесь в двигатель. Воздух проходит под доской, над поверхностью горючего, насыщается его парами, и получается горючая смесь.

Это примитивная, но действенная конструкция. Дроссельная заслонка располагалась на моторе отдельно. Работа двигателя с барботажным карбюратором зависела от погоды на улице: степень испаряемости топлива изменялась, в зависимости от температуры окружающей среды. Часть топливно-воздушной смеси могла конденсироваться. Вся конструкция была довольно взрывоопасной и сложной в регулировании.

Мембранно-игольчатый карбюратор – это уже отдельное от бензобака законченное устройство. Оно состоит из нескольких камер, которые разделены мембранами и жёстко связаны между собой штоком.На этом штоке закреплена игла, запирающая седло клапана подачи топлива. Камеры соединены каналами со смесительной полостью, с одной стороны, и с топливным каналом – с другой.

Характеристики такого карбюратора определяются тарированными пружинами, на которые опираются мембраны. Это уже не примитивная, но достаточно простая конструкция, достоинством которой, кроме её простоты, является способность безотказно работать в любом положении и любых условиях. Такие карбюраторы стояли в первой половине ХХ века не только на автомобилях и мотоциклах, но и на самолётах с поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Третий тип карбюраторов, который и стал в итоге основным во всём мировом автомобилестроении – это поплавковый карбюратор с жиклёрами. Поплавковый карбюратор, конструкция которого регулярно подвергалась усовершенствованиям, завоевал в итоге всеобщую популярность во всём мире. Он являлся очень универсальными устройством и мог быть установлен при помощи переходника на самые разнообразные модели автомобилей и мотоциклов.Его устройство и будет рассмотрено в следующих разделах этой публикации.

Последними этапами эволюции устройств карбюраторного впрыска стали поплавковые карбюраторы с электромагнитными клапанами, работающие под контролем электроники. В таких устройствах работало несколько электромагнитных клапанов, работу которых контролировало специальное устройство управления. К примеру,в японских карбюраторах «Хитачи» имелось пять электромагнитных клапанов, и заслонки управлялись электроникой.

Эти карбюраторы, последнего поколения данных устройств, ставились на автомобили «Ниссан» на рубеже 80-х и 90-х годов. Их сложность заключается в большом количестве вспомогательных устройств, отвечающих за стабилизацию работы карбюратора в различных режимах (резкий сброс газа, режим холостого хода в процессе простоя на автомобиле с автоматической КПП, выравнивание и стабилизацию оборотов мотора при запуске климатической установки, и т.п.). Соответственно, такой, «доведённый до совершенства» карбюратор был дополнен многочисленными вспомогательными устройствами: клапанами, биметаллическими пружинами, обогревателями и т.д.

Принцип работы карбюратора

Карбюраторы отличаются по модификации, производителю, а также ступени эволюции, но в целом функционируют по тому же принципу. Чтобы понять, как устроен механизм, рассмотрим пример простейшего поплавкового устройства, не обременённого множеством дополнительных элементов. Основные составляющие карбюратора – это поплавковая и смесительная камеры. Разберём, из чего ещё состоит карбюратор:

• поплавок, его запорная игла;
• жиклёр;
• распылитель, трубка Вентури;
• дроссельная заслонка.

Задача поплавковой камеры в том, чтобы дозировать горючее и поддерживать его уровень в системе, обеспечивая стабильную топливоподачу при различных, в т. ч. и экстремальных нагрузках. Внутри узла есть полость, куда помещён поплавок, связанный с игольчатым клапаном. Когда топливо расходуется поплавок, а также клапан опускаются, что открывает канал для поступления топлива, но как только нужный объём поступил в камеру, поплавок с клапаном поднимаются, перекрывая путь потоку жидкости. Так поддерживается стабильный уровень горючего.

Смесительная камера, что следует из наименования, занимается смешиванием топлива и воздуха, быстро поступающего через диффузор, суженный участок узла.

Между камерами связующим звеном является распылитель. Один конец снабжён жиклёром, имеющим сквозное отверстие и обеспечивающим поступление горючего в определённых дозировках, второй конец выведен в диффузор.

Как работает карбюратор:

• через топливную магистраль, идущую от бензобака к поплавковой камере, в неё поступает бензин, затем дозируемый жиклёром, расположенным в нижней части камеры, и попадающий к распылителю;
• топливо распыляется в смесительной камере посредством распылителя, выведенного в диффузор;
• через фильтр воздухозаборника потоки воздушных масс попадают также в смесительную камеру. Воздух, ускоряясь в диффузоре, порождает разрежение в участке распылителя, за счёт чего жидкость всасывается из поплавковой камеры и происходит смешивание воздушной массы с топливом;
• смесь формируется на каждом этапе, от забора воздуха до поступления в камеру;
• готовая смесь подаётся в цилиндры мотора, где и воспламеняется при помощи свечей.

Конечно, это не всё, из чего состоит карбюратор. Модели последнего поколения, кроме основных элементов, имели множество вспомогательных устройств и работали под управлением электроники. Сейчас карбюраторный впрыск используется на двигателях для спецтехники, поскольку оснащение инжекторами в данном случае нецелесообразно ввиду их неприспособленности к тяжёлым эксплуатационным условиям. Если механический карбюратор неприхотлив на этот счёт, его легко почистить при надобности, то электронные системы впрыска достаточно капризны и сильно подвержены негативному влиянию влаги и грязи, к тому же форсунки инжектора привередливы к качеству используемого топлива.

Системы из которых состоит карбюратор

• Сбалансированная поплавковая камера.Предназначена для точного поддержания заданного уровня топлива, что обеспечивает постоянство давления бензина, поступающего через калиброванные отверстия (жиклеры) в дозирующие системы. Ее пространство выше уровня топлива соединяется с горловиной, в которую поступает воздушный поток. Это выравнивает давление воздуха, поступающего в карбюратор, и в поплавковой камере для уменьшения влияния загрязнения воздушного фильтра на обогащение смеси. Устройство поддержания постоянного уровня топлива состоит из поплавков и клапана.
• Система холостого хода и переходных режимов.Работает при закрытых или немного приоткрытых дроссельных заслонках на малых оборотах двигателя то есть тогда когда главная дозирующая система работать из-за малого разрежения не может.
• Ускорительный насос.Впрыскивает топливо при резком открытии дроссельной заслонки для переобогащенная смеси с целью более плавного перехода на режим резкого увеличения нагрузки. Устройство имеет механический привод от дроссельной заслонки.
• Система пуска. Пуск двигателя происходит при небольшой частоте вращения коленвала и невысокой температуре поэтому чтобы запуск был стабильным нужна переобогащенная смесь. Для ее приготовления закрывается воздушная заслонка и приоткрывается дроссельная. После того как двигатель запустился частота вращения коленвала увеличивается; теперь чтобы двигатель не заглох от переобогащения смеси нужно приоткрыть воздушную заслонку это делается посредством тяги за счет усилия диафрагмы под воздействием разряжения в главной дозирующей системе.
• Экономайзер мощностных режимов.Устройство обогащает смесь в режиме полной нагрузки для развития двигателем максимальной мощности. На «солексе» имеет пневматический привод. При не полностью открытой дроссельной заслонке разряжение под ней через канал воздействует на диафрагму и та, сжимая пружину, отводит толкатель от шарика клапана. При полностью открытой заслонке разряжение падает и перестает удерживать пружину сжатой и она через толкатель открывает шариковый клапан, который добавляет топливо в смесительную камеру, минуя главную дозирующую систему.
• Эконостат.Берет горючее через жиклер из поплавковой камеры и подает в выходное отверстие распылителя, расположенное в зоне низкого разряжения, поэтому он работает только на больших оборотах при полностью открытой дроссельной заслонке когда двигателю требуется обогащение смеси для достижения максимальной мощности.

Устройство карбюратора

До сегодняшних дней к нам добрались в основном поплавковые модели – самые последние и максимально усовершенствованные. Так что на большинстве автомобилей можно встретить именно их.

Устройство поплавкового карбюратора: 1 — регулировочный винт пускового устройства; 2 — штифт рычага 24, входящий в паз рычага 3; 3 — рычаг управления воздушной заслонкой; 4 — винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 5 — регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 6 — рычаг дроссельной заслонки первой камеры; 7 — ось дроссельной заслонки первой камеры; 8 — рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 9 — регулировочный винт количества смеси холостого хода; 10 — ось дроссельной заслонки второй камеры; 11 — рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 12 — патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 13 — дроссельная заслонка второй камеры; 14 — выходные отверстия переходной системы второй камеры; 15 — корпус дроссельных заслонок; 16 — распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 17 — малый диффузор; 18 — корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 19 — распылитель ускорительного насоса; 20 — патрубок подачи топлива в карбюратор; 21 — распылитель эконостата; 22 — воздушная заслонка; 23 — шток пускового устройства; 24 — рычаг воздушной заслонки; 25 — крышка пускового устройства; 26 — штифт рычага 24, действующий от штока 23 пускового устройства; 27 — ось воздушной заслонки; 28 — крышка карбюратора; 29 — трубка с топливным жиклером эконостата; 30 — топливный фильтр; 31 — игольчатый клапан; 32 — эмульсионная трубка второй камеры; 33 — поплавок; 34 — главный топливный жиклер второй камеры; 35 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 — рычаг привода дроссельных заслонок; 37 — рычаг привода ускорительного насоса; 38 — диафрагма ускорительного насоса; 39 — регулировочный винт качества (состава) смеси холостого хода; 40 — патрубок забора разрежения вакуумного регулятора опережения зажигания. 41 — корпус карбюраторов. 42 — электромагнитный запорный клапан; 43 — регулировочный винт добавочного воздуха заводской подрегулировки системы холостого хода; 44 — диафрагма пускового устройства.

Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов.

1. Поплавковая камера, которая отвечает за поддержание определенного уровня топлива.
2. Поплавок с запорной иглой, предназначенный для автоматического дозирования уровня топлива в поплавковой камере.
3. Смесительная камера, в которой происходит основное смешивание распыленного (мелкодисперсного) топлива и воздуха
4. Диффузор – суженный участок, проходя через который воздушный поток ускоряет свое движение.
5. Распылитель с жиклером, соединяющий поплавковую и смесительную камеры, через который проходит топливо прямо к диффузору.
6. Дроссельная заслонка – регулирует поток смеси, поступающий в цилиндры.
7. Воздушная заслонка – регулирует поток воздуха, поступающий в карбюратор. Благодаря ей можно сделать смесь «бедной», нормальной или «обогащенной».

   Схема зависимости мощности от количества воздуха в топливной смеси Из схемы видно, что нормальная смесь — это когда воздуха в примерно в 15 раз больше чем топлива. При таких условиях будет полное сгорание бензина и максимальная мощность.

8. Система холостого хода – подает топливо в обход смесительной камеры, когда дроссельная заслонка полностью закрыта. По специальным каналам бензин и воздух проходят в задроссельное пространство.
9. Экономайзеры и эконостаты – устройства для дополнительной подачи топлива, когда двигатель работает на максимальных нагрузках. При этом экономайзеры имеют принудительное управление, а эконостаты работают от разрежения воздуха.
10. Подсос топлива – система принудительного обогащения топливной смеси. Потянув за рычаг, водитель приоткрывал дроссельную заслонку, в результате чего воздух интенсивней проходил через смесительную камеру и забирал большее количество топлива. Получается обогащенная смесь, удобная для запуска холодного двигателя.

Ремонт карбюратора бензопилы Макита. Регулировка карбюратора бензопилы Makita

Регулировка карбюратора бензопилы Макита влияет на производительность устройства, качество работы

Для правильной настройки рабочего узла оборудования, важно: понимать принцип его работы, иметь необходимые инструменты, бережно относиться к крепежным деталям, а также близко расположенным элементам, отвечающим за функционирование бензопилы

Особенности настройки карбюратора Макита

Карбюратор бензопилы Макита работает по такому же принципу, как и карбюраторы выпущенные другими производителями. Эта важная деталь отвечает за смешивание горючего с воздухом. Для того чтобы с эксплуатацией устройства не возникало проблем проводится регулировка бензопилы Макита. Это поможет защитить мотор оборудования.

За счет регулировки можно:

• исключить риск создания карбюратором «бедной» смеси;
• минимизировать риски создания перенасыщенной смеси, которая негативно сказывается на работе мотора, провоцируя быстрый износ.

Если вам нужен новый карбюратор на бензопилу Макита ( вы будете настраивать, ориентируясь на стандартную инструкцию), выбирайте тот, который по строению идентичен оригиналу.

1. Основа основ – трубка для пропуска воздуха, которая соединена с заслонкой (посредине). Расположение этой детали влияет на количество воздуха, который поступает к двигателю при работе.
2. Диффузор. Идентифицировать его не сложно, при тщательном рассмотрении составляющих карбюратора. Выглядит эта деталь, как узкая трубка, главная функция которой – регулировка скорости подачи воздушных потоков.
3. Канал, подающий топливо из поплавковой камеры (соединен с жиклером).
4. Отдельная конструкция, выделяющаяся на фоне других – поплавковая камера, которая выглядит, как стандартный резервуар для топливных жидкостей.

Винты для регулировки

Регулировка карбюратора бензопилы Макита проводится с набором регулировочных винтов, которые находятся в корпусе этой конструкции:

• винт с маркировкой L – корректирует низкие обороты;
• винт с маркировкой H, за счет него проводится настройка высоких оборотов;
• винт T для настройки работы карбюратора на холостом ходу.

Подготовка к регулировке:

1. Двигатель оставляют прогреваться (запустите бензопилу на 10 мин).
2. Проверка воздушного фильтра и очищение этой детали.
3. Остановка цепи поворотом винта с маркировкой Т (повернуть до упора).

Проводите последующую настройку:

• положите бензопилу на ровную поверхность;
• сняв цепь, отложите в сторону.

Для диагностики проблем работы карбюратора используют тахометр.

Важно! Мастера советуют прислушаться к звуку, который издают винты при обороте. «Визжащий» звук может указывать на перенасыщение смеси

Алгоритм действий для настройки

Проводят настройку карбюратора бензопилы в два этапа:

• базовый этап (двигатель включен);
• этап второй – выполнять, когда двигатель прогрет.

Важно ! Некоторые шаги по настройке нужно корректировать, в зависимости от модели бензопилы Макита. Для того чтобы сделать все правильно, ознакомьтесь с инструкцией. Стандартный алгоритм действий

Стандартный алгоритм действий.

1. Винты для регулировки высоких и низких оборотов проворачиваем до упора (провернуть по часовой стрелке).
2. В момент встречи сопротивления, сделать полтора оборота назад.

Винт с маркировкой Т, перемещают по направлению часовой стрелки. Отпускайте его лишь тогда, когда двигатель начнет работать стабильно. При этом учитывайте, что цепь на данном этапе двигаться не должна.

Что делать если во время настройки на холостом ходу двигатель выключается? В таком случае важно, быстро провернуть винт до упора (проворачивать по часовой стрелке). Если манипуляция приводит к движению цепи, регулировочный винт вращают медленно в прежнее положение

Как проверить, правильно ли настроен карбюратор?

Для этого нужно ускорить работу бензопилы. Запустите двигатель на максимальных оборотах, чтобы объективно оценить его работу. Когда вы нажмете на акселератор, скорость вращения должна достичь примерно 15 тысяч оборотов в минуту. Этот показатель указывает на то, что настройка карбюратор прошла успешно.

Если такого показателя на больших оборотах вы добиться не можете, а ускорение проходит медленно, нужно снова отрегулировать карбюратор, работая только с винтом, на котором есть маркировка L. Вращайте его против часовой стрелки. При этом вращать винт нужно медленно, чтобы поворот не превысил 1/8 полного вращения.

Если возникает проблема противоположная и максимальные показатели вращения нужно снизить до 15 тысяч, вращать нужно винт, отмеченный буквой H. Вращайте его постепенно, неспешно в направлении противоположном движению часовой стрелки.

Снижение показателя оборотов до оптимального значения позволит снизить риск работы двигателя на износ.

Как починить карбюратор

Сетчатый фильтр

Данный фильтр либо засоряется, либо повреждается. И чтобы узнать точно, что с ним, понадобится его вынимать. При сильном загрязнении достаточно хорошо промыть аккуратно в бензине, при видимых повреждения меняется на новый.

Пусковое устройство

Пусковое устройство, как и сетчатый фильтр, подвержен загрязнению и также нуждается в промывке и продувке сжатым воздухом.

Соединение в карбюраторе

Разгерметизация соединения, происходит во впускном или выпускном трубопроводах, также на корпусе ДЗ и других местах соединения карбюратора. Определить где подсасывает воздух поможет обычная мыльная пена или специальный дымо-генератор. На возникновения проблем с впускным трубопроводом могут еще указывать и следы копоти или пленка с топлива на месте неплотного соединения.

Когда сбои в работе происходят по причине не герметичного прилегания в месте соединения нижнего фланца карбюратора и впускного патрубка достаточно просто подтянуть гайки. Старайтесь подтягивать аккуратно и равномерно, чтобы не перекосился фланец карбюратора. Если подтяжка болтов проблему не решила, тогда стоит почистить место подсоса и поменять прокладку.

Ускорительный насос

Когда перестал работать ускорительный насос, тогда нужна его замена. Его детали ремонту не подлежать. В качестве профилактики насос моют и продувают. Еще желательно проверить ход перемещения рычагов и деталей диафрагмы

Отдельное внимание приделите шарику в распылителе — свободе его движения ничего мешать не должно

Диафрагма экономайзера

В моделях карбюраторов, оснащенных экономайзером, проследите чтобы на диафрагме не было повреждений. А если стала короткая длина толкателя, то замените его вместе с диафрагмой.

Устранение неполадок в карбюраторной системе

Когда протекает бензин, а давление соответствует норме, тогда необходимо искать неполадку в поплавковой камере. В основном, ее заменяют на новую.

При наличии запаха и нагара на свечах, рекомендуется обратить внимание на поплавок. Это возникает при не отрегулированном поплавке, чрезмерном давлении бензина либо присутствует неполадка в поплавковой камере. Когда на холостом ходу мотор автомобиля работает нестабильно, то чтобы найти поломку, необходимо проверить, нет ли в карбюраторе коррозийных изменений либо загрязнений

В последнем случае его необходимо тщательно почистить

Когда на холостом ходу мотор автомобиля работает нестабильно, то чтобы найти поломку, необходимо проверить, нет ли в карбюраторе коррозийных изменений либо загрязнений. В последнем случае его необходимо тщательно почистить.

Ремонт, тюнинг и установка карбюратора

Системы впрыска бензиновых двигателей

В зависимости от способа образования топливно-воздушной смеси различают следующие системы впрыска бензиновых двигателей:

• система центрального впрыска;
• система распределенного впрыска;
• система непосредственного впрыска.

Системы центрального и распределенного впрыска являются системами предварительного впрыска, т.е. впрыск в них производится не доходя до камеры сгорания — во впускном коллекторе.

Центральный впрыск (моновпрыск

) осуществляется одной форсункой, устанавливаемой во впускном коллекторе. По сути это карбюратор с форсункой. В настоящее время системы центрального впрыска не производятся, но все еще встречаются на легковых автомобилях. Преимуществами данной системы являются простота и надежность, а недостатками — повышенный расход топлива, низкие экологические показатели.

Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска

) предполагает подачу топлива на каждый цилиндр отдельной форсункой. Образование топливно-воздушной смеси происходит во впускном коллекторе. Является самой распространенной системой впрыска бензиновых двигателей. Ее отличает умеренное потребление топлива, низкий уровень вредных выбросов, невысокие требования к качеству топлива.

Перспективной является система непосредственного впрыска. Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Система позволяет создавать оптимальный состав топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, повысить степень сжатия, тем самым обеспечивает полное сгорание смеси, экономию топлива, повышение мощности двигателя, снижение вредных выбросов. С другой стороны ее отличает сложность конструкции, высокие эксплуатационные требования (очень чувствительна к качеству топлива, особенно к содержанию в нем серы).

Системы впрыска бензиновых двигателей могут иметь механическое или электронное управление. Наиболее совершенным является электронное управление впрыском, обеспечивающее значительную экономию топлива и сокращение вредных выбросов.

Впрыск топлива в системе может осуществляться непрерывно или импульсно (дискретно

). Перспективным с точки зрения экономичности является импульсный впрыск топлива, который используют все современные системы.

В двигателе система впрыска обычно объединена с системой зажигания и образует объединенную систему впрыска и зажигания (например, системы Motronic, Fenix). Согласованную работу систем обеспечивает система управления двигателем.