Для чего служит карбюратор в автомобиле: назначение, типы, как работает, из чего состоит, как выглядит, где находится

описание, устройство, принцип работы, регулировка, обслуживание

Топливная система автомобиля состоит из различных узлов и деталей, которые могут выполнять схожие функции. Для работы двигателя нужна система подачи топлива, и решение подобных задач состоит в установке карбюратора или инжектора. Хотя эти устройства имеют принципиальные отличия в конструкции, их задача состоит в подготовке горючей смеси. В зависимости от модели автомобиля устанавливается одна из таких систем, и выяснить чем отличается инжектор от карбюратора достаточно просто.

Карбюратор – представляет собой простейший вид устройства для подачи и распыления бензина. Процесс смешивания топлива с воздухом выполняется механически, а регулировка подачи смеси требует тщательной настройки. Карбюраторная система благодаря использованию простых механизмов легка в обслуживании. Опытный автомобилист может выполнить подобный ремонт самостоятельно, что даёт определённые преимущества в эксплуатации. Для таких операций нетрудно приобрести ремкомплект, а все работы проводятся штатным инструментом, имеющимся в машине.

Находится карбюратор на впускном коллекторе, а его конструкция состоит из поплавковой и смесительной камер. Для подачи топлива служит трубка распылителя, соединяющая камеры между собой. В поплавковую камеру с помощью бензонасоса подаётся топливо, а стабильную подачу бензина обеспечивает игольчатый фильтр и поплавок. Смесительная камера называется ещё воздушной и состоит из диффузора, распылителя и дроссельной заслонки. При движении поршней создаётся разрежение, обеспечивающее всасывание атмосферного воздуха и бензина. Такое смешение и обеспечивает стабильную работу двигателя.

Содержание

• 1 Экономайзер
• 2 Немного истории
• 3 Управление карбюратором
• 4 Преимущества карбюратора
• 5 Главная дозирующая система
• 6 Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы
• 7 Регулировки карбюратора

Экономайзер

Также крайне необходимая часть карбюратора, причем как однокамерный карбюратор, так и двухкамерный немыслимы без нее. Задача экономайзера в том, чтобы обеспечивать двигатель еще более богатым на кислород горючим. Такая потребность возникает при возрастании нагрузок, например для развития скорости, свыше 110 км/ч. В момент резкого набирания такой скорости, дроссельные заслонки открываются максимально, и подача топливовоздушной смеси возрастает максимально. Чтобы ускорить этот процесс и дать двигателю необходимый разгон, профессионалы прибегают к помощи такого девайса, как ускорительный насос карбюратора. Он позволяет довести процедуру до максимальных показателей, вследствие чего, двигатель получит обогащенное топливо в считанные миллисекунды.

Немного истории

Ранние разработки  на заре эпохи двигателестроения использовали в качестве горючего светильный газ. Карбюратор таким двигателям на раннем этапе был попросту не нужен. Светильный газ поступал в цилиндры благодаря разрежению, которое образовывалось в процессе работы двигателя. Главной проблемой такого горючего являлась его высокая стоимость и ряд сложностей в процессе использования.  

Вторая половина XIX века стала тем периодом, когда изобретатели, инженеры и механики во всем мире старались заменить дорогой светильный газ более экономичным,  дешевым и доступным видом горючего для двигателя внутреннего сгорания. Лучшим решением стало использование  привычного для нас сегодня жидкого топлива. Стоит учесть, что такое топливо не может воспламениться без участия воздуха.

Для приготовления смеси из воздуха и топлива потребовалось дополнительное устройство. Мало того, но смешивать воздух с горючим необходимо было еще и в нужных пропорциях. Для решения этой задачи изобрели первый карбюратор. Устройство увидело свет в 1876 году. Создателем ранней модели карбюратора стал итальянский изобретатель Луиджи Де Христофорис. По своей конструкции и принципу работы первый карбюратор имел ряд существенных отличий от более современных аналогов.

 Для получения качественной топливно-воздушной смеси  горючее в первом устройстве нагревалось, а его  пары смешивались с воздухом. По ряду причин этот способ образования рабочей смеси не получил широкого распространения. Разработки в данной области продолжились, а уже через год  талантливые инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах создали конструкцию двигателя внутреннего сгорания, который имел карбюратор, работающий по принципу распыления топлива. Это устройство легло в основу для всех последующих разработок.

Управление карбюратором

Как правило, действиями карбюратора руководит водитель автомобиля. На отдельных моделях карбюраторов применялись вспомогательные системы, которые немного автоматизировали управление карбюратором.

Для того чтобы управлять дроссельной заслонкой наиболее часто пользуются педалью газа, которая обуславливает ее подвижность при содействии системы тяг либо тросового привода. Тяга, как правило, лучше, однако механизм привода куда сложнее и сдерживает способность механизма по компоновке подкапотной площади. Привод тягами был популярен до 1970 года, потом стали чаще использоваться тросики из металла.

На старых машинах чаще предполагалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: вручную рычагом либо от ноги, при помощи педали. Если надавливать на педаль, то рычаг не двигается, а если перемещать рычаг, то педаль опускается.

Последующее открытие дросселя можно совершать педалью. Когда педаль опускается — дроссель остается в таком же положении, в котором зафиксировался при управлении рукой. К примеру, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов был размещен рычаг для управления рукой, при его движении можно достичь постоянного функционирования холодного двигателя без действия воздушной заслонки либо применять «постоянный газ». На грузовиках «постоянный газ» применялся для облегчения передвижения задним ходом.

Воздушная заслонка может быть оснащена механическим либо автоматическим приводом. Если привод механический, то водитель закрывает ее при участии рычага. Автоматический привод очень популярен в других странах, а в России не «прижился» из-за своей ненадежности и недолгим сроком службы.

Преимущества карбюратора

Карбюраторная система подачи топлива прошла десятки лет испытаний и в праве рассчитывать на внимание водителей. Её главное преимущество заключается в возможности починки практически в любой непредвиденной ситуации вдали от сервисного центра. Преимущества и различия подобной технологии несложно увидеть из таких показателей:

• Меньшая стоимость устройства и его эксплуатационные расходы;
• Отсутствие нагара и относительная нетребовательность к топливу;
• Простота в ремонте и незначительная стоимость услуг;
• Использование работы двигателя для всасывания топлива.

Это интересно:  Для понимания процесса рассмотрим принцип действия механизма

Карбюратор чувствителен к температурным условиям. Сильная жара или отрицательные температуры способны усложнить запуск двигателя. Стоит отметить, что карбюратор считается устаревшей технологией и не отвечает требованиям ЕВРО 3.

Главная дозирующая система

Эта система позволяет четко разделять и дозировать количество топлива приходящего в двигатель в момент езды на средней скорости. В нее входят такие элементы, как:

• Топливные жиклеры;
• Главный распределитель;
• Диффузор.

При этом главный жиклер подачи топлива расположен в специально просверленном канале между поплавковой камерой и главным распылителем для воздуха, состоящим из небольшой трубки с отверстиями для подачи воздуха. Главный жиклер отвечает за то, какое соотношение будет у топлива при смешении с воздухом.

Детали карбюратора автомобиля

При этом устройство карбюратора таково, что для его калибровки можно устанавливать жиклеры с разным сечением при настройке всевозможных режимов работы карбюратора.

Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы

Моновпрыском называется одна из разновидностей электронной системы впрыска топлива в двигатель. Можно сказать, что моновпрысковые системы являются своего рода переходной моделью от карбюратора к инжектору.

Впервые моновпрыск был разработан и установлен для самолётов как более современная модификация карбюраторного агрегата, которая исключала «провалы» в подачи топлива во время исполнения фигур в воздухе.

Существенной разницей между моновпрыском и карбюраторной системой можно считать наличие у моновпрыскового устройства компьютерного блока контроля подачи и расхода горючего, а также бензинового насоса и одной форсунки, работающей от электричества. Тип работу моновпрыска аналогичен карбюратору, только с использованием более современных компонентов.

Главным достоинством системы моновпрыска является бесперебойная работа мотора, так как в агрегате постоянно поддерживается минимальное давление в 1 бар. То есть транспортные средства с моновпрыском могут бесперебойной работать при резком обгоне или торможении, когда как карбюраторные механизмы не всегда могут гарантировать стабильность мотора в этих режимах.

К тому же моновпрыск гарантирует повышение мощности силового агрегата засчёт отсутствия провалов в питании.

Однако карбюраторы и по сей день считаются более экономичными устройствами, так как впрыск топлива осуществляется не в одной точке, а по всей камере, что позволяет использовать весь поступающий объём горючего. По этой причине двигатели с карбюраторами легче заводятся в зимнее время.

Таким образом, карбюраторные устройства обладают хорошими характеристиками в плане экономного потребления горючего и возможности запуска в любых климатических условиях. Моновпрыск обеспечивает более стабильную работу мотора и высокие качества мощности автомобиля.

Регулировки карбюратора

Карбюратор — устройство, которое имеет наименьшее количество регулировок, но нуждается в хорошо отлаженной системе. Неорганизованная эксплуатация карбюратора сильно действует на функциональность двигателя в целом. При плохой регулировке карбюратора снижается экономичность двигателя и повышается токсичность отработанного газа.

Подходящие виды регулирования карбюратора:

• «Винт количества» — функционирование на холостом ходу;
• «Винт качества» — насыщенность рабочей смеси (как результат, повышение токсичности выхлопных газов) на холостом ходу.

В период использования нужно прослеживать дееспособность нижеуказанных узлов:

1. Действие клапана и схема холостого хода.
2. Работа насоса (запаздывание действия, объем и время впрыска бензина).
3. Размеренность работы, беспрепятственное движение, возврат пружиной и нужная степень открытия дроссельной заслонки.
4. Действие холодного запуска (закрывание воздушной и степень открывания дроссельной и воздушной заслонок)
5. Деятельность поплавковой конструкции (необходимое количество топлива в поплавковой камере, непроницаемость клапана).
6. Пропускная возможность жиклеров.

На работоспособность карбюратора воздействуют:

• Система регулирования карбюратора.
• Установка пропуска воздуха (воздушный фильтр, обогрев воздуха).
• Система подачи топлива (бензонасос, фильтры, заборники).
• Трубка для слива излишков бензина.
• Непроницаемость впускного канала, который расположен за карбюратором.
• Нарушение клапанного устройства.
• Качество топлива.

Как отрегулировать карбюратор ВАЗ?

Главная

»  

Информация

»  

Статьи

»  

ЗАПЧАСТИ

»  

Карбюратор

»  
Как отрегулировать карбюратор ВАЗ?

• 4537 просмотров

Посмотреть карбюратор в каталоге «Интерком»

 Жигули пятой модели стали производиться с 1980 и по 1995 г. г. В свое время они были очень популярными. Главным силовым агрегатом, который устанавливался на авто этой модели, был 4-ех цилиндровый, 4-ех тактный мотор внутреннего сгорания, рабочим объёмом 1,29л, 1,45л и 1,57л. Как отрегулировать карбюратор ВАЗ пятой модели самостоятельно мы рассмотрим данной статье.

 Карбюратор служит для того, чтобы смешивать в нужной пропорции воздуха и бензина, подачи получившейся смеси в цилиндры мотора и обеспечивающим правильную работу двигателя на разных режимах. По мнению многих работников автосервиса это  точная и непростая деталь в автомобиле. По этой причине грамотное выполнение им своих функций зависит от правильного поддержания установок в процессе его изготовления и настройки.

Главные механизмы и системы

Карбюратор имеет нескольких систем:

Система поддержания нужного уровня бензина;

Система запуска и прогрева холодного мотора;

Система холостого хода;

Главная дозирующая система;

Ускорительный насос;

Система эконостата.

 Настраивать нужно первые три системы. Отрегулировать карбюратор в «пятерке» можно не снимая его с машины. Так как детали и узлы автомобилей моделей 2105 и 2107 по своему строению одинаковы и различны только диаметрами отверстий топливных и воздушных жиклёров, то «семерку» можно отрегулировать также.

 Поддержание нужного уровня топлива в таком аппарате обеспечивает поплавковый механизм. Несколько слов о его настройке. 

Заведите машину, и дайте ей поработать несколько минут;

Снимите крышку карбюратора;

В поплавковой камере обратите внимание на уровень топлива. Он должен соответствовать размеру около 30 мм.;

Проверьте наибольший ход иглы клапана. Он должен состовлять около 10 мм. Для проверки замерьте расстояние между прокладкой крышки и наибольшим отведённым поплавком. Оно должно быть около 15 мм. Если показатели больше или меньше, то с помощью кронштейна можно его отрегулировать;

Визуально проверьте перпендикулярность язычка оси игольчатого клапана и параллельность поплавка нижней плоскости крышки. При несоответствиях выровните.;

 Если всеми сказанными действиями у вас не получается настроить нужный уровень топлива (28 мм) в поплавковой камере, то проведите замену игольчатого клапана.

 Регулировка пускового устройства карбюратора ВАЗ 2105

Используя рукоятку тяги, который находится в салоне, закрыть воздушную заслонку;

Проверить, чтобы хвостовик тяги был в конце паза штока пускового устройства карбюратора. При несоответствиях устранить, подгибая тягу;

Снять крышку и отмерить зазор между кромкой воздушной заслонки и стенкой камеры при утопленном штоке пускового устройства (шток утапливаем при помощи отвёртки, когда тяга отсоединена). Он должен соответствовать 5 мм. Настраиваем вращением регулировочного винта пускового устройства.

Настройка холостого хода

Перед работой прогрейте автомобиль.

Винтом количества смеси вывести мотор на 850 об/мин;

Винтом качества вывести обороты на максимальный уровень;

Винтом количества снизить обороты до 850;

Винтом качества опять довести до максимальной работы;

 Добившись, таким образом, 850 об/мин завернуть винт качества до момента, когда потряхивает двигатель;

Отворачивая винт качества добиться спокойной работы мотора.

При грамотной регулировке карбюратора ВАЗ 2105 расход топлива летом не должен быть больше:

на трассе при скорости 90 км/час – около 7 л на 100 км;

в городских условиях – 8 – 9 л.

 Если у вас есть вопросы, то их можно задать специалистам нашего автосервиса на Пономарева, 25. К нам можно записаться на работы заранее по нашим телефонам. Детали для карбюратора и сам карбюратор можно заказать на нашем сайте через интернет-магазин, или обратиться к сети наших магазинов.

+7 (351) 240-85-85
Многоканальный

+7 (351) 220-18-88
Интернет-магазин

Техническое введение в авиационный карбюратор

Карбюратор является частью системы впуска двигателя и отвечает за сбор и смешивание воздуха и топлива. Затем эта смесь направляется в каждый цилиндр, где она воспламеняется как часть цикла четырехтактного двигателя.

Карбюратор по-прежнему является наиболее часто используемым устройством в легких самолетах для распыления и смешивания топлива и воздуха, необходимых для сгорания. Альтернативой является система впрыска топлива. В двигателях с впрыском топлива используется насос и система распределения топлива для впрыска топлива непосредственно в систему впуска через набор топливных форсунок. Впрыск топлива в значительной степени заменил карбюрацию в автомобильной промышленности, но не в двигателях легких поршневых самолетов.

Карбюратор

Карбюратор (или карбюратор) представляет собой механическое устройство, использующее принцип трубки Вентури для распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом в правильном соотношении для оптимального сгорания. Эта смесь затем направляется во впускной коллектор двигателя, где она сгорает.

Физика трубки Вентури

Трубка Вентури — это простое устройство, в котором используются два физических принципа: закон сохранения массы и уравнение Бернулли для определения соотношения между скорость, давление, и площадь через сужающуюся и расширяющуюся трубку, по которой проходит воздух.

Рисунок 1: Вентури — устройство управления потоком

Закон сохранения массы утверждает, что масса не может быть создана или уничтожена, а это означает, что масса в замкнутой системе должна оставаться постоянной. Это можно записать между любыми двумя точками трубки Вентури следующим образом:

$$ \rho_{1}A_{1}V_{1} = \rho_{2}A_{2}V_{2} $$

Предположим, что воздух несжимаем (это правильное предположение при скоростях ниже 0,3 Маха), плотность воздуха остается постоянной через трубку Вентури, поэтому член плотности можно исключить из обеих частей уравнения.

$$ A_{1}V_{1} = A_{2}V_{2} $$

Таким образом, скорость в горловине трубки Вентури является функцией отношения площадей. Поскольку \( A_{1} > A_{2} \), это означает, что скорость в горловине трубки Вентури больше, чем на входе.

$$ V_{2} = \frac{A_{1}}{A_{2}} $$

Уравнение Бернулли справедливо для потока несжимаемой жидкости между любыми двумя точками вдоль трубки Вентури и позволяет нам связать разницу давлений между на входе и горловине до полученной разности скоростей. Уравнение непрерывности показывает нам, что \(V_{2} > V_{1} \), и теперь мы можем изменить уравнение Бернулли и показать, что давление в горловине падает по мере увеличения скорости в горловине.

Рис. 2: Давление снижается, а скорость увеличивается в горловине Вентури

Из анализа Вентури можно сделать следующие выводы:

• Скорость в горловине увеличивается по сравнению с входным отверстием.
• Давление на горловине уменьшается по сравнению с входом.

Карбюратор использует это увеличение скорости и соответствующий перепад давления в горловине Вентури для всасывания топлива в воздушный поток, где оно смешивается с всасываемым воздухом.

Устройство карбюратора и работа

Наиболее распространенным типом карбюратора, используемым в легких самолетах, является поплавковый карбюратор , названный в честь поплавка, используемого в топливной камере для регулирования уровня топлива. Схема типичного поплавкового карбюратора показана ниже.

Рисунок 3: Схема поплавкового карбюратора

Поплавковая камера

Карбюратор разделен на две отдельные области: топливная камера и камера Вентури . Топливо поступает в топливную камеру через топливную систему, где поплавок регулирует уровень в камере. Этот поплавок работает так же, как поплавок в обычном бачке унитаза. Плавучая часть поплавка всегда будет плавать на поверхности жидкого топлива. Поплавок соединен с рычажной системой, которая заканчивается игольчатым клапаном. Когда уровень топлива в поплавковой камере поднимается или падает, поплавок перемещается вместе с уровнем топлива, открывая или закрывая клапан. Это регулирует общее количество топлива, находящегося в камере, и поддерживает почти постоянный уровень топлива во время работы двигателя. Поплавок предназначен для поддержания уровня топлива в камере ниже уровня топливораздаточной форсунки. Уровень топлива должен оставаться ниже форсунки, чтобы топливо не вытекало из карбюратора, когда двигатель не работает.

Нагнетательная форсунка

Проходы между поплавковой камерой и секцией Вентури карбюратора обеспечивают проход для всасывания жидкого топлива из камеры в нагнетательную форсунку, поскольку всасываемый воздух ускоряется действием трубки Вентури. Камера вентилируется и поэтому всегда остается при окружающем атмосферном давлении. Скорость воздуха, поступающего во входное отверстие трубки Вентури, увеличивается с соответствующим падением давления в горловине Вентури. Нагнетательный патрубок расположен в горловине, где давление самое низкое. Это создает градиент давления между поплавковой камерой (атмосферное давление) и нагнетательным соплом (давление ниже атмосферного), в результате чего топливо всасывается из камеры через дозирующий жиклер в поток Вентури у нагнетательного сопла.

Дозирующий жиклер

Дозирующий жиклер представляет собой отверстие (резьбовой клапан с отверстием посередине), диаметр которого определяет максимальный расход топлива из поплавковой камеры в нагнетательный патрубок. Работа двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке без дозирующего жиклера приведет к слишком большому расходу топлива, который двигатель не сможет эффективно потреблять. Отверстие ограничивает это до максимального желаемого расхода топлива.

Увеличение скорости в горловине Вентури в сочетании с геометрией диффузора приводит к мгновенному распылению топлива (распаду жидкости на капли). Затем распыленное топливо смешивается с поступающим воздухом, направляется через впускной коллектор двигателя в камеры сгорания, где воспламеняется.

Выпуск воздуха

Перепад давления между поплавковой камерой и горловиной Вентури называется дозирующей силой . Измерительное усилие увеличивается при открытии дроссельной заслонки из-за увеличения массового расхода (скорости воздушного потока) через трубку Вентури. При более низких настройках дроссельной заслонки дозирующее усилие уменьшается и может быть не в состоянии обеспечить двигатель достаточным количеством топлива. Это требует включения воздухоотводчика в сопло диффузора, чтобы способствовать испарению топлива и обеспечивать более равномерный выброс топлива во всем диапазоне настроек дроссельной заслонки.

Рисунок 4: Отбираемый воздух поступает в диффузор карбюратора, чтобы помочь распылить топливо диффузор с помощью трубки Вентури. Добавление воздуха в сопло диффузора снижает плотность топлива и разрушает поверхностное натяжение молекул жидкого топлива. Это снижает вероятность того, что топливо прилипнет к боковой части сопла, и с большей вероятностью смешается с воздухом и испарится, особенно при более низких настройках дроссельной заслонки.

Дроссель двигателя

Объем топливно-воздушной смеси, поступающей во впускной коллектор, и соотношение воздуха и топлива в этой смеси регулируются рычагами дроссельной заслонки и смеси соответственно.

Рис. 5: Рычаг дроссельной заслонки и смеси легкого самолета

Рычаги управления дроссельной заслонкой и смесью расположены в кабине и дают пилоту прямой контроль над выходной мощностью (дроссель) и соотношением воздух-топливо (смесь).

Рычаг дроссельной заслонки управляет дроссельной заслонкой, расположенной в трубке Вентури карбюратора. При открытии дроссельной заслонки открывается клапан, который позволяет большему объему воздушно-топливной смеси поступать в камеры сгорания двигателя. В самолете с винтом фиксированного шага открытие дроссельной заслонки приводит к увеличению оборотов винта и соответствующему увеличению тяги. Если скорость гребного винта регулируется (винтовой винт с постоянной скоростью), то открытие дроссельной заслонки приведет к увеличению давления в коллекторе, в то время как скорость гребного винта останется неизменной.

Закрытие дроссельной заслонки приводит к закрытию дроссельной заслонки, которая ограничивает объем топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда дроссельная заслонка находится в полностью закрытом (холостом) положении, скорость потока через трубку Вентури может быть настолько низкой, что двигатель не может работать на холостом ходу без вмешательства. Низкий расход воздуха через трубку Вентури ограничивает перепад давления в горловине, что, в свою очередь, ограничивает всасывание топлива из поплавковой камеры в нагнетательный патрубок.

Простой проход

В карбюратор встроен канал холостого хода, позволяющий двигателю работать на холостом ходу. Это проход, который обходит трубку Вентури и обеспечивает путь для потока топлива непосредственно из поплавковой камеры к стороне низкого давления дроссельной заслонки. Закрытие дроссельного клапана создает область высокого давления на стороне Вентури клапана. Давление со стороны двигателя дроссельной заслонки ниже из-за всасывающего действия поршней. Это низкое давление всасывает топливо через байпас холостого хода в двигатель. В систему холостого хода встроен канал для отвода воздуха, позволяющий воздуху и топливу распыляться и смешиваться перед поступлением во впускной коллектор двигателя.

Когда дроссельная заслонка открыта, перепад давления в диффузорном сопле снова становится достаточно сильным, чтобы всасывать топливо через главный диффузор. Это восстанавливает нормальную работу карбюратора, и топливо не проходит через систему холостого хода.

Рисунок 6: Канал холостого хода в карбюраторе

Регулятор смеси

Соотношение топлива и воздуха, поступающего в коллектор двигателя, называется смесью и регулируется рычагом в кабине. Рычаги смеси почти всегда окрашены в красный цвет и обычно располагаются справа от рычага дроссельной заслонки.

Перемещение рычага смеси вперед позволяет большему количеству топлива поступать в нагнетательный патрубок карбюратора Вентури, увеличивая соотношение топлива и воздуха. Это называется обогащением смеси . Потянув рычаг управления смесью назад, вы позволите меньшему количеству топлива попасть в трубку Вентури, уменьшая или обедняя смесь . Вытягивание рычага смеси до упора назад (или наружу на рычагах смеси плунжерного типа) приводит к ситуации, когда топливо не поступает в трубку Вентури. Без поступления топлива в двигатель зажигание невозможно, двигатель останавливается, и говорят, что смесь находится на уровне 9. 0009 отключение холостого хода .

Рисунок 7: Рычаг смеси регулирует соотношение топливно-воздушной смеси

Системы контроля смеси

Рычаг смеси в кабине соединен с карбюратором и регулирует количество топлива, проходящего через дозирующий жиклер. Есть две системы управления смесью в карбюраторе, которые в основном используются в легких самолетах: управление игольчатым типом и управление обратным всасыванием.

Игольчатый тип

Регулятор смеси игольчатого типа состоит из игольчатого клапана, расположенного на дозирующем жиклере, который соединен с рычагом смеси в кабине. По мере обогащения смеси (рычаг перемещается вперед) игольчатый клапан отходит от отверстия дозирующего жиклера, позволяя большему количеству топлива пройти к соплу диффузора. И наоборот, обеднение смеси приводит к тому, что игольчатый клапан располагается ближе к жиклеру, что уменьшает подачу топлива в трубку Вентури. Если рычаг смесителя закрыт на отключение холостого хода (ICO), клапан полностью входит в отверстие, перекрывая подачу топлива в двигатель.

Рисунок 8: Регулятор смеси игольчатого типа

Регулятор обратного всасывания

Регулятор обратного всасывания — еще один широко используемый метод регулирования скорости потока топлива в трубку Вентури. Управление потоком достигается путем изменения перепада давления между трубкой Вентури и поплавковой камерой с помощью регулирующего клапана и линии обратного всасывания, которая соединяет поплавковую камеру с трубкой Вентури.

Когда рычаг управления смесью находится в положении «полная богатая смесь», клапан соединяет поплавковую камеру с линией, открытой в атмосферу. Это обеспечивает максимальный перепад давления между камерой и трубкой Вентури и приводит к наибольшему потоку топлива в диффузор.

По мере постепенного обеднения смеси атмосферный клапан закрывается, и давление в поплавковой камере падает в результате всасывания воздуха через канал между камерой и трубкой Вентури. Падение давления в камере приводит к меньшему перепаду давления между камерой и трубкой Вентури, что ограничивает скорость потока топлива, тем самым обедняя смесь.

Когда рычаг управления смесью полностью возвращен в положение отсечки холостого хода, регулирующий клапан полностью закрыт для атмосферы и скорее открыт для канала отсечки холостого хода, который соединяет поплавковую камеру со стороной низкого давления двигатель. Это вызывает перепад давления в камере больше, чем перепад на трубке Вентури, эффективно герметизируя топливо в камере и перекрывая подачу к двигателю.

Рис. 9: Схема управления смесью с обратным всасыванием

Ускорительная система

Быстрое открытие дроссельной заслонки с более низкой мощности на высокую приводит к быстрому попаданию большого объема воздуха в трубку Вентури при открытии дроссельной заслонки. Система дозирования топлива в карбюраторе реагирует на изменение положения дроссельной заслонки медленнее, чем воздух через впуск, что приводит к кратковременному снижению соотношения топливо-воздух. Это временно обедняет смесь и может привести к тому, что двигатель будет медленно реагировать на изменение положения дроссельной заслонки или даже «заикаться» из-за недостатка топлива в смеси. Одним из способов преодоления этого является использование небольшого поршневого насоса в карбюраторе, который впрыскивает дополнительное топливо в трубку Вентури. Это временно обогащает смесь до тех пор, пока дозирующая система не сможет наверстать упущенное.

Экономайзер

Экономайзер представляет собой игольчатый клапан, который открывается при более высоких настройках мощности, позволяя дополнительному топливу проходить в обход основного дозирующего жиклера и поступать непосредственно в нагнетательный патрубок. Это приводит к обогащению смеси, что необходимо при высоких настройках мощности, чтобы помочь в охлаждении цилиндров и помочь избежать детонации.

Влияние высоты на настройки смеси

Соотношения смеси указаны в терминах отношения массы топлива к массе воздуха , а не по объему. Энергия, выделяемая при воспламенении оптимальной смеси топлива и воздуха, называется теплотворной способностью топлива и обычно определяется как функция массы топлива.

Удельная энергия топлива – это количество энергии, выделяемой топливом на единицу массы топлива. Это предполагает, что топливо полностью сгорает на воздухе и после сгорания ничего не остается. Типичные значения удельной энергии Avgas 100LL, Jet-A и Jet-A1 приведены в таблице ниже.

Указанные выше значения удельной энергии достигаются только в том случае, если топливно-воздушная смесь, поступающая в камеру сгорания, такова, что после сгорания не остается несгоревшего топлива. Это произойдет при оптимальном соотношении компонентов смеси.

Тест показал, что это соотношение составляет около 1:15. То есть 1 часть топлива на 15 частей воздуха (по массе).

Воздух становится менее плотным при повышении температуры и на больших высотах. Это напрямую влияет на массу воздуха, поступающего на впуск двигателя. Таким образом, чтобы поддерживать оптимальное соотношение смеси, пилот должен постепенно обеднять смесь по мере набора высоты самолета и обогащать смесь по мере снижения самолета, чтобы компенсировать изменение массы воздуха, поступающего в двигатель.

Лучшая мощность

Лучшая смесь мощности — это просто настройка смеси, которая позволяет двигателю развивать максимальную мощность. Настройки этой смеси находятся где-то между 1:11,5 и 1:15.

Наилучшая экономия

Настройка наилучшей экономичной смеси максимизирует отношение вырабатываемой мощности к сожженному топливу.

$$ \frac{Мощность \ Произведено}{Топливо \ Расход} = Максимум $$

Это происходит при настройке смеси между 1:15,5 и 1:18. Эти настройки смеси беднее, чем наилучшие настройки мощности (меньше топлива на массу воздуха), и поэтому не производят столько мощности, сколько более богатые настройки мощности; однако это компенсируется улучшенным расходом топлива.

Обеднение смеси

Оптимальную настройку смеси можно выполнить, сверяясь с указателем температуры выхлопных газов (EGT) в кабине. Температура, при которой выхлопные газы покидают двигатель, дает хорошее представление об эффективности сгорания. Более богатые смеси дают более низкую температуру выхлопных газов, поскольку несгоревшее топливо способствует охлаждению двигателя.

По мере обеднения смеси температура отработавших газов поднимается до максимума, прежде чем становится заметным ее падение. Пик EGT (соответствующий наиболее эффективной точке) всегда наблюдается при одном и том же соотношении топливо-воздух (настройка смеси), но будет происходить при другом положении рычага смеси, поскольку плотность воздуха меняется в зависимости от температуры и высоты.

Метод установки оптимальной смеси включает обеднение смеси до тех пор, пока EGT не достигнет максимального значения, а затем небольшое обогащение для снижения температуры в соответствии с руководством по летной эксплуатации. Обратитесь к руководству по летной эксплуатации вашего самолета для получения подробной информации о том, как именно обеднять смесь для достижения наилучшей мощности или наилучшей экономичности.

Загрязнение свечей зажигания

Работа двигателя на слишком богатой смеси может привести к чрезмерному нагарообразованию на свечах зажигания. Это нарушает нормальную работу свечи зажигания, перенаправляя высокое напряжение от наконечника, что может привести к тому, что свеча зажигания будет работать с перерывами или вообще не загорится. Это называется загрязнением свечи зажигания и проявляется в виде неравномерной работы двигателя и перепада магнето, превышающего максимальное значение, указанное производителем во время испытаний на разгон.

Если подозревается загрязнение свечей зажигания во время запуска двигателя, то одним из возможных решений является обеднение смеси для увеличения выхлопной трубы и запуск двигателя на высоких оборотах в течение короткого периода времени. Это приводит к сжиганию остаточного углерода на свечах зажигания, что приводит к более плавной работе двигателя. Затем можно повторить тест разгона, чтобы проверить, не уменьшилось ли падение оборотов между магнето. Обратитесь к руководству по летной эксплуатации вашего самолета для получения конкретных рекомендаций и продолжайте полет только в том случае, если падение магнето находится в пределах спецификации производителя.

Обледенение карбюратора

Одним из самых больших недостатков использования карбюратора является склонность к скоплению льда в трубке Вентури. Любое скопление льда будет ограничивать подачу смеси к двигателю, что может привести к потере мощности двигателя, а в крайних случаях — к отказу двигателя.

Ледяное образование

Сокращение Вентури вызывает увеличение скорости и соответствующее падение давления в горловине. Это падение давления также приводит к падению температуры в горловине в соответствии с законом идеального газа.

$$ PV = nRT $$

Где:

\( P: \) Давление

\( V: \) Объем

\(n: \) Количество вещества

\( R : \) Постоянная идеального газа

\( T: \) Температура

Испарение топлива Обледенение

Сопло диффузора конструктивно расположено в горловине. Именно здесь распыленное жидкое топливо вводится в воздушный поток и мгновенно испаряется. Для изменения состояния топлива из жидкого в газообразное требуется энергия. Это ничем не отличается от того, как чайник требует энергии в виде нагревательного элемента для кипячения воды и называется 9.0009 скрытая теплота испарения . Энергия, необходимая для испарения топлива, извлекается из воздуха, проходящего через горловину, что приводит к еще большему снижению температуры в горловине .

Сочетание падения температуры из-за геометрии трубки Вентури и падения из-за скрытой теплоты, необходимой для испарения топлива, может довольно легко привести к ситуации, когда температура в горловине опустится ниже точки замерзания . Если это произойдет, любая влага в воздухе, поступающем в трубку Вентури, может замерзнуть и прилипнуть к стенкам трубки Вентури.

Этот тип обледенения называется обледенение в результате испарения топлива и может происходить при температуре окружающей среды до 100 °F (38 °C) при надлежащих условиях влажности. Обледенение наиболее вероятно при температуре 70°F (21°C) или ниже, а относительная влажность выше 80 %.

Приведенная ниже диаграмма вероятности обледенения показывает, что обледенение карбюратора может происходить в очень широком диапазоне температур и влажности и всегда должно быть в центре внимания пилота, особенно на критических этапах полета, таких как взлет и посадка. Обледенение карбюратора можно уменьшить с помощью подогрева карбюратора, который будет более подробно рассмотрен ниже.

Рисунок 10: График вероятности обледенения карбюратора

Обледенение дроссельной заслонки

Обледенение дроссельной заслонки — еще одна форма обледенения, проявляющаяся из-за конструкции карбюратора. Здесь лед образуется на задней стороне дроссельной заслонки, обычно когда дроссельная заслонка находится в частично закрытом положении. За дроссельной заслонкой образуется область низкого давления из-за возникающего воздушного потока, что приводит к резкому падению давления на клапане. Падение давления снижает температуру ниже точки замерзания, и любая влага в воздухе замерзает и оседает на клапане.

Обледенение дроссельной заслонки ограничивает поступление воздуха к двигателю почти так же, как испаряющееся обледенение, за исключением того, что для заметной потери мощности требуется лишь небольшой объем льда. Это связано с уже относительно ограниченным проходом, который диктует настройка низкого дросселя.

Рис. 11. Обледенение карбюратора может произойти в горловине или на дроссельной заслонке

Обледенение от ударов

Это третий тип обледенения, которое может образоваться на карбюраторе или вокруг него. Ударный лед может скапливаться на металлических компонентах в холодные дни, когда температура поверхности падает ниже точки замерзания. Обычно ударный лед проявляется при полете по снегу, мокрому снегу или ледяному дождю; те же условия, когда высок риск обледенения конструкции планера.

Выявление и предотвращение

Обледенение карбюратора ограничивает выходную мощность двигателя и, таким образом, проявляется в виде потери оборотов в самолетах с винтом фиксированного шага и потери давления во впускном коллекторе в самолетах с винтом постоянной скорости. Неровная работа двигателя является еще одним явным признаком того, что обледенение может быть проблемой.

Обогрев карбюратора

Обледенение карбюратора предотвращается или удаляется за счет использования обогревателя карбюратора . Это система защиты от обледенения, которая направляет горячий воздух в трубку Вентури, чтобы карбюратор не замерзал. Его можно использовать для растапливания уже скопившегося льда, но лучше всего использовать его превентивно в качестве профилактической меры.

Обогрев карбюратора осуществляется через рычаг в кабине. При активации горячий воздух, поступающий в трубку Вентури, будет иметь меньшую плотность, чем окружающий воздух. Следовательно, первоначальное применение приведет к падению оборотов двигателя (или падению давления в коллекторе) и обогащению смеси из-за введения менее плотного воздуха. При использовании для удаления уже образовавшегося льда применение тепла карбюратора сначала приведет к падению оборотов двигателя, прежде чем они снова начнут расти по мере таяния льда и восстановления нормальной работы карбюратора. Смесь, возможно, потребуется обеднить во время нанесения, чтобы восстановить полную мощность.

Атмосферные условия следует контролировать на протяжении всего полета и при подозрении на обледенение включить полный обогрев карбюратора. Обогрев должен оставаться включенным даже после таяния льда и выключаться только тогда, когда пилот уверен, что окружающая среда больше не способствует обледенению. Обогрев карбюратора следует использовать только в полностью включенном положении и никогда в частичном режиме, поскольку это может привести к тому, что температура карбюратора переместится в диапазон температур обледенения. Некоторые самолеты оснащены датчиком температуры карбюратора, который может быть полезен для предотвращения и диагностики обледенения карбюратора.

Это подводит нас к концу этого урока по карбюратору. Спасибо за прочтение и, пожалуйста, не забудьте поделиться этим ресурсом с друзьями, коллегами или однокурсниками-пилотами, если он оказался вам полезен.

Объяснение: карбюратор VS впрыск топлива

Инжекторные мотоциклы быстро вытесняют карбюраторные , которые до начала нового тысячелетия правили насестом. Не было до 1980, что система впрыска топлива использовалась на уличном велосипеде. На сегодняшний день почти каждый мотоцикл премиум-класса оснащен системой FI . Таким образом, в то время как старые добрые смазочные обезьяны все еще клянутся надежностью, возможностью настройки и удобством обслуживания карбюраторов, новые гонщики считают, что впрыск топлива лучше во всех отношениях. Так как именно работают эти две системы? Чем именно они отличаются и каковы их соответствующие добродетели и пороки? Давай выясним!

Карбюратор

Карбюратор является основной и до недавнего времени наиболее распространенной системой заправки двухколесных транспортных средств, особенно в Индии. Чтобы объяснить основную работу карбюратора , представьте его как трубку, которая подает топливно-воздушную смесь в цилиндр с одного конца, с воздушным фильтром, прикрепленным к другому. Теперь где-то в середине этой трубы площадь прохода воздуха ограничена, чтобы увеличить скорость проходящего через нее воздуха. Эта небольшая область или часть системы карбюратора известна как 9.0009 Вентури . За счет увеличения скорости воздуха через узкую область создается карман низкого давления, который, в свою очередь, облегчает всасывание топлива из форсунки, расположенной рядом с трубкой Вентури. Это явление соответствует принципу Бернаулли, согласно которому скорость жидкости (или воздуха), проходящей через трубу, обратно пропорциональна создаваемому ею давлению.

Количество воздуха, всасываемого в карбюратор, определяется клапаном на конце трубки, соединенной с цилиндром. Этот клапан называется дроссельной заслонкой, он соединен с рукояткой акселератора вашего двухколесного транспортного средства и регулирует поток воздуха и топлива через входы дроссельной заслонки, предоставляемые водителем. Когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, дроссельная заслонка открывается, позволяя обильному потоку воздуха проходить через карбюратор. И наоборот, он закрыт, когда дроссельная заслонка на руле полностью отведена назад.

Топливный жиклер, расположенный рядом с трубкой Вентури, всасывает топливо непосредственно из топливного бака через поплавковую камеру, представляющую собой небольшой резервуар для топлива, с поплавковым клапаном, который прекращает подачу топлива, когда он заполнен, и возобновляет его, когда жиклер забор топлива из него. Образовавшаяся воздушно-топливная смесь затем подается в цилиндр, где происходит сгорание.

Это очень простое объяснение того, как работает карбюратор, хотя современные карбюраторы, включая карбюраторы с постоянной скоростью или карбюраторы CV, обычно имеют более сложную конструкцию. В этих карбюраторах используются такие компоненты, как диафрагма, игольчатый клапан и пилотный жиклер для управления воздушно-топливной смесью. Однако здесь важно отметить, что вся эта установка довольно проста и полностью механическая, без участия электроники или датчиков.

Впрыск топлива

В отличие от карбюраторов, Система впрыска топлива состоит из сложного набора электроники и датчиков. В карбюраторных системах топливо всасывается из бака, тогда как в системе с впрыском топлива это зависит от топливного насоса, установленного внутри бака для точного управления потоком топлива. Форсунка впрыска топлива также проходит непосредственно внутри камеры сгорания. Топливо под давлением очень хорошо распыляется в виде однородного тумана в случае систем FI, что обеспечивает очень эффективное и чистое сгорание.

Подача топлива в случае FI контролируется электрическим мозгом, или ECU, который постоянно производит сложные расчеты с очень высокой частотой, чтобы обеспечить наилучшую возможную топливно-воздушную смесь. Основываясь на целом ряде параметров, таких как частота вращения двигателя, положение дроссельной заслонки, температура двигателя, нагрузка и т. д., ECU дает указание форсункам впускать только нужное количество топлива при каждом такте впуска, чтобы обеспечить наиболее эффективное сгорание.

Теперь, хотя было доказано, что эффективность системы FI выше, чем у карбюратора, нельзя сказать, что эти две системы не имеют своих явных преимуществ и недостатков. Здесь мы кратко обсудим достоинства и недостатки этих двух систем.

Преимущества карбюраторов

Недостатки карбюраторов

Преимущества впрыска топлива

Недостатки впрыска топлива

Нельзя починить простыми инструментами, приходится заменять, что дорого.