Пристрій карбюратора, найпростіший карбюратор, двокамерний карбюратор
Принциповий пристрій системи живлення
Система живлення (рис. 1) призначена для зберігання запасу палива на автомобілі, очищення палива і повітря, утворення горючої суміші, підведення її в циліндри двигуна і відведення від них газів, що відпрацювали. Система живлення карбюраторного двигуна повинна забезпечувати високу надійність роботи двигуна в різних умовах експлуатації автомобіля, задану витрату палива, мінімальне забруднення навколишнього повітря відпрацьованими газами, безпеку в пожежному відношенні, зручність діагностики та технічного обслуговування.
Мал. 1.Принципова схема системи живлення карбюраторного двигуна:
1 - покажчик рівня палива; 2 - датчик покажчика рівня палива; 3 – кришка горловини паливного бака; 4 – паливний бак; 5 – глушник; 6 – фільтр відстійник; 7 – приймальна труба; 8 – двигун; 9 – паливний насос; 10 - фільтр тонкого очищення палива; 11-випускний трубопровід; 12 - впускний трубопровід; 13 – повітряний фільтр; 14-карбюратор. При роботі двигуна паливо (бензин) з бака закачується насосом і, проходячи через трубопроводи та паливні фільтри, подається в карбюратор, де розпорошується та змішується у певній пропорції з повітрям, яке надходить у карбюратор через повітряний фільтр. Така суміш палива і повітря приготовлена в карбюраторі називається горючою сумішшю, яка по впускному трубопроводу підводиться в кожен циліндр двигуна при такті впуску. У циліндрі горюча суміш змішується з продуктами згоряння, що залишилися після попереднього такту, і утворює робочу суміш . Далі при такті стиснення робоча суміш стискається. В кінці такту стиснення вона спалахує від іскрового розряду свічки запалювання і згоряє,збільшуючись обсягом і здійснюючи корисну роботу на переміщення поршня. Відпрацьовані гази при такті випуску, що утворилися при такті робочого ходу, відводяться через глушник в атмосферу. У системах живлення різних карбюраторних двигунів можуть бути деякі конструктивні відмінності. Так, зменшення шуму при впуску повітря в карбюратор між повітряним фільтром і карбюратором можуть бути встановлені глушники шуму впуску.
Паливні фільтри для двигунів легкових автомобілів іноді виконують разом із карбюратором або паливним насосом. Окреме виконання цих фільтрів, як правило, приймають для двигунів вантажних автомобілів та автобусів. Для захисту двигуна від надмірного підвищення частоти обертання колінчастого валу, що може бути під час роботи двигуна без навантаження, в системі живлення передбачають обмежувач частоти обертання. Зазвичай, такі обмежувачі встановлюють на карбюраторах двигунів вантажних автомобілів (наприклад, автомобіль ЗІЛ-130). Прилади системи живлення двигуна з'єднані між собою металевими паливопроводами, а також шлангами з маслобензостійкої гуми або пластмаси.
Система живлення: будова та робота найпростішого карбюратора
Для грамотної експлуатації карбюратора необхідно вивчити насамперед конструктивні його особливості та зрозуміти принципи роботи систем на різних режимах, знати можливі несправності та розрегулювання, причини виникнення, а також методи їх виявлення та усунення.
Мал. 2.Принципова схема найпростішого карбюратора : 1 - камера поплавця; 2 – важіль; 3 – поплавець; 4 – голка; 5 – паливний клапан; 6 – паливний канал; 7 - розпилювач; 8 – головний повітряний канал; 9 – дифузор; 10 - дросельна заслінка; 11 – паливний жиклер.
У поплавцевійкамері за рахунок поплавця з голкою та паливного клапана підтримується постійний рівень палива h, що надходить з бензинового бака. Головний повітряний канал забезпечує подачу повітря до карбюратора. У середній частині він звужується, утворюючи дифузор, призначений для збільшення швидкості повітряного потоку і забезпечує поліпшення умов випаровування палива та сумішоутворення. Дросельна заслінка 10 призначена для зміни кількості горючої суміші, що надходить у циліндри двигуна відповідно до необхідної потужності.
7. Розпад струменя палива починається при різниці швидкостей руху палива і повітряного потоку рівною 4-6 м/с. У сучасному карбюраторі розмір крапель становить 20-120 мкм. Оптимальною є величина крапель, що дорівнює 50 мкм. При цьому дрібність розпилювання (дроблення) палива зменшується з підвищенням температури палива за рахунок зниження коефіцієнта поверхневого натягу та збільшення різниці відносної швидкості палива та повітряного потоку.
Швидкість закінчення палива в 25 разів менша за швидкість повітряного потоку. Робота карбюратора здійснюється відповідно до ежекційного (пульверизаційного) принципу. Під дією розрідження, що представляє різницю між тиском в камері поплавця і в дифузорі карбюратора, паливо з камери поплавця через паливний жиклер і розпилювач надходить в дифузор, а потім в головний повітряний канал. У сучасних карбюраторах закінчення палива починається при досягненні розрідження 100 Па (10 мм вод. ст.). При менших значеннях через карбюратор надходить лише чисте повітря.
Зменшення тиску в зоні розпилювача обумовлено зростанням швидкості повітряного потоку в дифузорі та місцевого опору. Принепрацюючому двигуні тиск у камері поплавця і в зоні розпилювача в дифузорі однаковий. При пуску двигуна розрідження, що виникає в циліндрі під час всмоктування, передається через впускний трубопровід і головний повітряний жиклер в зону розпилювача. В результаті за рахунок різниці тиску в поплавковій камері і дифузорі паливо надходить з поплавкової камери до розпилювача і витікає з нього в головний повітряний канал, змішується з повітрям і надходить в циліндри.
Підвищення швидкості потоку повітря при проходженні через дифузор призводить до подальшого зниження тиску в зоні розпилювача. Зменшувати переріз дифузора можна тільки до певної межі, тому що надалі це викликає підвищений опір для проходу повітря, що супроводжується зниженням потужності двигуна через зменшення коефіцієнта наповнення циліндрів.
Утворення горючої суміші в камері змішування карбюратора відбувається не в повному обсязі. Частина палива у вигляді крапельок не встигає випаруватися та перемішатися з повітрям. Крапки палива, що не випарувалися, рухаються в потоці повітря і осідають на стінках змішувальної камери і впускного трубопроводу. Паливо, що осіло на стінки, утворює плівку, яка рухається з малою швидкістю. Щоб випарувати плівку палива, впускний трубопровід під час роботи двигуна підігрівається.
Найчастіше використовується рідинний підігрів (від системи охолодження двигуна) або підігрів теплом газів, що відпрацювали. Таким чином, можна вважати, що утворення горючої суміші закінчується наприкінці впускного трубопроводу двигуна. Залежно від напрямку потоку повітря в приладі, що утворює суміш, карбюратори поділяються на кілька типів. Найбільш широко застосовують карбюратори, у яких горюча суміш рухається зверху донизу (рис. 2).
Такі карбюратори називають карбюраторами з падаючим потоком суміші. Вони забезпечують високі потужнісні та економічні показники та зручне для обслуговування розташування на двигуні. Карбюратори з рухом горючої суміші вгору називають карбюраторами з висхідним потоком. Вони відносяться до застарілих конструкцій, і тому нами не розглядатимуться. Для сучасних багатоциліндрових двигунів стали застосовувати двокамерні карбюратори з паралельним та послідовним відкриттям дросельних заслінок. Назву «двокамерні» карбюратори отримали за кількістю наявних у них змішувальних пристроїв або змішувальних камер.
Двокамерний карбюратор (рис. 3) з паралельним відкриттям дросельних заслінок має дві змішувальні камери 2, одну камеру поплавця 1 і дві дросельні заслінки 3, закріплені на одній осі. При повороті осі дросельні заслінки будуть відкривати переріз випускних патрубків 4 карбюратора синхронно, забезпечуючи паралельну дію змішувальних камер. Кожна камера змішувача карбюратора окремим трубопроводом з'єднується з групою циліндрів і живить їх горючою сумішшю.
Двокамерний карбюратор з послідовним відкриттям дросельних заслін має приблизно такий же пристрій. Різниця полягає лише у приводі дросельних заслінок та конструкції випускного патрубка, який робиться загальним для обох змішувальних камер. Під час роботи цього карбюратора спочатку відкривається дросельна заслінка однієї камери (основний). Як тільки перша заслінка відкриється на 70-80% від повного відкриття, починає відкриватися дросельна заслінка другої камери (додаткової). При цьому вступає в роботу додаткова камера змішувача, забезпечуючи надходження в циліндри великої кількості горючої суміші.
Мал. 3.Двокамернийкарбюратор з паралельним відкриттям дросельних заслінок: 1 поплавкова камера; 2 - Змішувальні камери; 3 - дросельні заслінки; 4 - випускні патрубки карбюратора.
Число камер у карбюраторах не обмежується двома, але визначається числом та розташуванням циліндрів двигуна. Так на двигуні БМВ 740 встановлений карбюратор, що має 4 камери, причому працює як два двокамерні карбюратори з послідовним відкриттям дросельних заслінок. Використання багатокамерних (двокамерних) карбюраторів дозволяє покращити наповнення циліндрів двигуна горючою сумішшю, оскільки зменшуються втрати напору суміші у впускних трубопроводах. Це тим, що суміш рухається постійно одному напрямку. Особливо хороші результати дають такі карбюратори у V-подібних двигунах, де кожна камера карбюратора забезпечує горючою сумішшю один ряд циліндрів. Застосування багатокамерних карбюраторів забезпечує збільшення потужності двигуна, зниження витрати палива та токсичності відпрацьованих газів. Ця перевага багатокамерних карбюраторів найповніше виявляється у карбюраторів з послідовним відкриттям дросельних заслінок.