Что такое карбюратор в автомобиле, его принцип работы и для чего он нужен

Для чего служит карбюратор?

Карбюратор нужен для приготовления горючей смеси из жидкого топлива и воздуха для питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Топливо в карбюраторе распыливается и перемешивается с воздухом, после чего подаётся в цилиндры.

Кто изобрел первый карбюратор?

Первый в мире карбюратор был изобретен совместно венгерским инженером и изобретателем Яношем Чонка и венгерским физиком Донатом Банки в 1893 году.

Янош Чонка

Донат Банки

Изобретение Банки и Чонкой карбюратора внесло большой вклад в развитие автомобильной промышленности, т.к. до этого момента не было придумано более эффективного способа правильно смешивать топливо и воздух для двигателя. Ходят слухи, что идею для создания карбюратора Банки позаимствовал у цветочницы, когда случайно обратил внимание на то, как она опрыскивает свои цветы водой изо рта.

Устройство и принцип работы карбюратора

устройство карбюратора на схеме

Карбюратор поплавкового типа представляет собой единый узел, включенный в систему питания. За время использования такой системы на автомобилях было разработано большое количество карбюраторов, имеющие разные особенности по конструкции, но все они функционируют используя один принцип.

Что такое карбюратор? Простейший поплавковый карбюратор состоит из двух камер:

  1. поплавковой камеры;
  2. и смесительной.

В задачу первой входит дозирование топлива и поддержание его на определенном уровне. Благодаря этой камере обеспечивается стабильная подача бензина при разных условиях работы мотора.

Конструктивно она очень проста. Внутри устройства имеется поплавковая камера с помещенным в нее поплавком, связанным с клапаном игольчатого типа, который размещен в канале подачи бензина от бензонасоса. По мере расхода топлива поплавок опускается, а с ним и клапан, в результате канал открывается и бензин закачивается в полость. При закачке необходимого уровня поплавок вместе клапаном поднимается вверх и полностью перекрывает канал.

Управление карбюратором

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства.

Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается.

Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа.

Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур.

В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения.

По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения.

Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев.

Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывавший дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Виды карбюраторов

  • В зависимости от способа образования смеси карбюраторы принято разделять на пульверизационные и испарительные. Первоначально популярностью пользовались испарительные модификации, однако впоследствии наибольшее распространение получили пульверизационные, которые обеспечивают максимально качественное разбрызгивание смеси в камере сгорания.
  • В зависимости от числа используемых смесительных камер принято выделять одно, двух и четырехкамерные модификации.
  • Также карбюраторы различаются в зависимости от способа и порядка открытия дроссельных заслонок. Так, заслонки в карбюраторах могут открываться принудительно и автоматически. При этом открытие заслонок на вторичной камере может проходить последовательно или параллельно. Всё это непосредственно влияет на конструкцию агрегата, обеспечивая приготовление качественной воздушно-топливной смеси и ее последующее полное сгорание в двигателе.
  • Наибольшей популярностью сегодня пользуются карбюраторы с нисходящим потоком и соответствующим направлением главного воздушного клапана.
  • Также существуют модификации карбюраторов с горизонтальным и восходящим воздушным потоком. Однако подобные разновидности по причине сложной конструкции не получили сегодня должного распространения и встречаются крайне редко.
  • В зависимости от типа камеры принято разделять барботажные, мембранно-игольчатые, поплавковые. На сегодняшний день барботажные карбюраторы уже не используются, а вот мембранно-игольчатые и поплавковые все еще распространены. Мембранные разновидности состоят из нескольких камер, которые соединяются игольчатым клапаном. Именно открытие и закрытие клапанов позволяет регулировать объем поступающей топливной смеси. Поплавковые разновидности имеют одну камеру сгорания с установленным внутри поплавком. Именно такой поплавок и регулирует работу запорного клапана, позволяя поддерживать постоянный уровень топлива в камере.

Преимущество карбюратора

Карбюратор имеет единственное, но очень большое преимущество перед инжектором. Он может работать без сложных электронных систем управления и чинится в домашних условиях. По сути, ломаться там и нечему, так как внутри всего несколько подвижных элементов, а именно несколько жиклеров, иголка, поплавок и дроссельная заслонка, которая открывалась от нажатия педали газа, причем в качестве привода выступает обычный тросик.

Если водитель немного знаком с техникой, он способен снять узел целиком, принести домой, продуть, отрегулировать, настроить и вновь поставить на машину. Тогда мотор обязательно заведется. В местах, где нет специализированных автомобильных мастерских, карбюратор выглядит предпочтительнее, потому как поддается неквалифицированному ремонту, чего не скажешь об инжекторе с его форсунками.

Хитрости инжектора

Система питания в современном инжекторном моторе зависит от блока управления. По сути, это сложный компьютер, где записаны цифровые программы, регулирующие подачу топлива и приготовление смеси. Форсунки, в отличие от карбюратора, не чинятся дома на коленке, их не продуть и не отрегулировать за одну ночь. При поломке сложный впрыск потребует вмешательства специалистов, а где их взять вдали от больших городов? Тем более что на подержанном 25-летнем автомобиле вероятность поломки системы питания очень велика.

Выход из строя сложных электронных устройств, ошибки различных датчиков или просто отпаявшаяся клемма способны надолго обездвижить машину. А перегорание блока управления двигателя во время холодов из-за неправильного «прикуривания» и вовсе превращает инжекторное транспортное средство в телегу без мотора. Хотя карбюратор тоже имеет массу недостатков.

Дать продышаться мотору. Полезны ли для машины поездки на «дальняк»? Подробнее

Полная разборка и промывка

Этап первый и самый важный. Старый и повидавший жизнь карбюратор совершенно бесполезно пытаться оживить, не снимая с машины. Вернее, оживить можно, но заставить стабильно работать на долгий срок – никогда! Попытки брызгать в разные дырки аэрозольным очистителем, «карбклинером», – пустая трата времени и денег. Проблемы с нестабильной работой на разных режимах будут регулярно возникать раз за разом, сводя вас с ума. Дело в том, что внутри любого карбюратора – сложный лабиринт каналов и ходов, где за годы работы (или простоя) скапливается разная дрянь: топливные отложения, песчинки, вода и вызванные водой хлопья и труха коррозии корпуса из цинкового сплава. И все эти ходы и тоннели нам нужно промыть и продуть.

Для начала карбюратор нужно снять с двигателя и почистить снаружи от грязи и масла с помощью зубной щетки и спринцовки из поллитровой ПЭТ-бутылки бензина – с пробкой, в которой иглой проколота дырочка…

…а затем на чистом и пустом столе ПОЛНОСТЬЮ разобрать до последнего винтика! На подобное сложно решиться с непривычки, но на самом деле перед нами не брегет с боем 19 века от Фаберже. Карб прекрасно разбирается с промежуточной зарисовкой вида карбюратора на листе бумаги и раскладыванием извлеченных деталей (жиклеров, эмульсионных трубок, винтиков) на листке в соответствии с условной схемой. Дополнительно можно фотографировать процесс на телефон.

Из инструментов же для разборки любого карбюратора, как правило, на 95% достаточно плоской и крестовой отвертки. Для некоторых элементов может потребоваться гаечный ключ, но это, скорее, исключение.

В принципе, для полной реанимации карбюратора даже не обязательно понимать, как называется та или иная выкрученная деталь (что это, к примеру – главный топливный жиклер первичной камеры, а вот это – эмульсионная трубка вторичной камеры…). Главное – строго зафиксировать, что куда было вкручено, и при сборке вкрутить, как было! 

Разобрали – складываем все крупные части в ведро и заливаем ацетоном. Понадобится литра три на сумму около 300 рублей. Можно частично в смеси с бензином или уайт-спиритом. Пошевелите и покрутите детали в жидкости, чтобы заполнились каналы и отверстия, и оставьте на сутки отмокать. Через сутки извлекаем, стряхиваем остатки промывочной жидкости и тщательно продуваем сжатым воздухом ВСЕ-ВСЕ отверстия, которые видим. В идеале – компрессором для пневмоинструмента; если его нет – компрессором для шин с тоненькой насадкой-носиком, или даже ножным насосом. Можно заехать на шиномонтаж и попросить воздушный пистолет для продувки – скорее всего вам не откажут и денег не попросят.

Замена всего эластичного и резинового​

Перед этой эпопеей необходимо приобрести для нашего карбюратора ремкомплект, в который входит большинство деталек, способных от времени выйти из строя. Как ни странно, пока еще дефицита ремкомплектов на самые массовые и распространенные карбюраторы в продаже нет… Стоимость набора – 300-350 рублей.

Однако из ремкомплекта нам понадобится не все… Детали с калиброванными отверстиями и размерами, отвечающие за дозирование топлива и воздуха (жиклеры, трубочки, иголки, распылитель ускорительного насоса и прочее – в общем, все детали желтого цвета из латуни) лучше не менять, оставив старые. Новые частенько просверлены и выточены с неудовлетворительной точностью или вообще без точности. А вот все картонные прокладочки, резинотканевые мембранки и резиновые колечки меняем на свежие однозначно! 

Если в поплавке булькает бензин – покупаем новый поплавок. Они продаются отдельно и в ремкомплекты не входят. Еще один важный орган любого карбюратора – запорный игольчатый клапан, регулирующий совместно с поплавком уровень топлива в поплавковой камере. Он может входить в ремкомплект или опять же продаваться отдельно. Как и жиклеры, родной клапан иногда бывает лучшего качества, нежели новый – менять его или нет, нужно выяснить, продув штуцер подачи ртом и убедившись в герметичности запирания иглы.

Собираем карбюратор в обратном порядке согласно зарисованным вами во время разборки схемкам с разложенными на них детальками и вспомогательным фотографиям, сделанным предварительно на смартфон.

Регулировка карбюратора

Карбюраторный двигатель отличается простотой конструкции, однако подобная система впрыска топлива неизменно требует исправной работы всех механизмов и узлов. Нарушение настройки карбюратора, а подобные проблемы неизменно возникают в процессе эксплуатации этого механизма, приводят к ухудшению приемлемости, экономичности, при этом отмечается увеличение показателей токсичности отработанных газов. Именно поэтому нужно пристально следить за состоянием работы карбюратора и при необходимости вносить соответствующие корректировки.

Автовладельцу при эксплуатации автомобиля с карбюраторным агрегатом доступно две регулировки путем изменения положения винта количества и винта качества. Винт количества отвечает за показатель оборотов на холостом ходу. Тогда как изменение положения винта качества позволяет регулировать степень обогащения топливно-воздушной смеси.

В редких случаях могут отмечаться серьезные поломки, в особенности при появлении неучтенного подсоса воздуха или же нарушении герметичности клапана и системы холостого хода. Всё это приводит к необходимости диагностики и ремонта карбюратора силами специалистов сервисного центра.

Основные неисправности карбюраторов и их причины

Неисправности в карбюраторе отражаются на режиме работы двигателя, и именно по нему можно определить, что с системой подачи топлива не всё нормально.

  1. Тяжело запускается непрогретый двигатель – скорей всего, проблемы в регулировке дроссельной заслонки. Необходимо отрегулировать привод заслонки, чтобы при вытянутом подсосе она полностью закрывалась, либо отрегулировать пусковые зазоры.
  2. Непрогретый двигатель заводится и сразу глохнет при полностью вытянутом подсосе – проблема опять-таки в приводе дроссельной заслонки. Либо неправильно отрегулированы зазоры, либо не работает телескопическая тяга и заслонка не открывается.
  3. Прогретый двигатель сложно запускается – не отрегулирован уровень топлива в поплавковой камере, вышел из строя поплавковый механизм или клапанная игла, в результате чего уровень топлива выше нормы.
  4. Неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах – причин может быть несколько, и основная это регулировка системы холостого хода. Другие причины – не работает привод эконостата холостого хода или не срабатывает запорный клапан, засорились жиклеры, идет подсос воздуха, ненормально работает поплавок в поплавковой камере
  5. При открытии дроссельной заслонки нет прироста мощности – слишком обогащенная или обедненная смесь из-за негерметичной фиксации распылителя ускорительного насоса.
  6. Низкая динамика разгона – недостаток топлива из-за обедненной смеси или отключения вторичной камеры.

Заключение

Несмотря на свою несколько громоздкую конструкцию, карбюраторы верой и правдой служат владельцам старых автомобилей. И, возможно, ремонт и чистка, которую автолюбители делают самостоятельно, обходится в разы дешевле, чем промывка форсунок, к которой вынуждены прибегать владельцы инжекторных автомобилей.

Покупать ли машину, если на ней установлен карбюратор? Если судить по схеме работы, он далеко не самое слабое звено в автомобиле, и может долгое время вообще не тревожить никакими поломками. Так что карбюраторы, хоть и устарели, но всё еще готовы послужить тем, кто ценит простоту и надежность.

Источники

  • https://ustroistvo-avtomobilya.ru/teoriya/elementarnyj-karbyurator/
  • http://AvtoMotoProf.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/konstruktsiya-i-printsip-rabotyi-karbyuratora/
  • http://webavtocar.ru/karbyuratornyj-dvigatel.html
  • https://dvigatels.ru/uhod/karbyuratornyj-dvigatel.html
  • https://aif.ru/auto/about/karbyurator_ili_inzhektor_chto_nadezhnee_v_poderzhannom_avtomobile
  • https://www.kolesa.ru/article/nazad-v-proshloe-vspominaem-pro-karbyuratory-kak-ezdit-nastraivat-i-chinit
  • https://VazNeTaz.ru/karbyurator

[свернуть]
Предыдущая запись Ремонт генератора своими руками: возможные неисправности и устранение
Следующая запись Что такое турбояма и турболаг: стараемся от них избавиться