С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы простейшего карбюратора

Принцип работы простейшего карбюратора


Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора

Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора

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

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

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

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

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

Рис. Схема устройства и работы простейшего карбюратора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На автомобилях устанавливаются двухкамерные карбюраторы с падающим потоком.

Рис. Автомобильный карбюратор.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Следующая глава

Принцип работы простейшего карбюратора

Процесс получения смеси воздуха с мелкораспыленным и частично испаренным бензином называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс - карбюра­тором. На поршневых двигателях устанавливаются карбюра­торы пульверизационного типа; их принцип действия основан на том, что вследствие большой скорости воздуха (40-130 м/с), проходящего через смесообразующее устройство, струя бензи­на разбивается на мельчайшие частицы с образованием паро-воздушной горючей смеси.

Простейший карбюратор (рис.37) состоит из поплавковой камеры 7, жиклера 6, его распылителя 15, диффузора 16, смесительной камеры 17 и дроссельной заслонки 5. По топливопроводу 10 топливо из бака поступает в поплавковую камеру 7; с помощью поплавка 8 и игольчатого клапана 9 в ней поддерживается постоянный уровень топлива. Чтобы исключить подтекание топлива при неработающем двигателе, уровень топлива должен быть на 1,5-2 мм ниже среза распылителя.

Жиклер 6 имеет калиброванное отверстие, рассчитанное на истечение через распылитель 15 определенного количества топлива в диффузор 16. На истечение топлива через распылитель влияют не только размеры калиброванного отверстия жиклера и уровень топлива в поплавковой камере, но и перепад давлений, поэтому для поддержания атмосферного давления в поплавковой камере сделано отверстие 11.

В процессе рабочего цикла двигателя при такте впуска, когда поршень 1 движется вниз, в цилиндре 2 создается разрежение, которое через открытый впускной клапан 3 переда­ется в газопровод 4. Под действием этого разрежения поток воздуха, пройдя воздухоочиститель 12 и полностью открытую воздушную заслонку 14, поступает в диффузор 16, имеющий в средней части сужение, что увеличивает скорость воздушного потока и, следовательно, разрежение у среза распылителя. Под действием разности давлений в смесительной и поплавковой камерах топливо вытекает из распылителя и вслед­ствие большой скорости воздуха интенсивно размельчается, затем, испаряясь, смешивается с ним, образуя паровоздушную горючую смесь. Количество и качество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируют изменением положения дроссельной заслонки. При пуске двигателя проводное сечение воздушного патрубка 13 уменьшают, частичным или полным закрытием воздушной заслонки, в результате чего увеличивается разрежение в смесительной камере, а следовательно, и количество топлива, поступающего в распылитель.

Рассмотренный простейший карбюратор с одним жиклером может обеспечить необходимый состав смеси лишь для одного определенного режима работы, но эксплуатационные режимы работы карбюраторных двигателей отличаются большим разнообразием, поэтому такой карбюратор практически непригоден для автомобильных двигателей. Однако по принципу элементарного карбюратора работают основные смесеобразующие системы и устройства современных карбюраторов. К таким системам и устройствам относятся система холостого хода, главная дозирующая система, экономайзер, ускорительный насос и пусковое устройство.

Система холостого хода предназначена для получения богатой горючей смеси с a= 0,6¸0,8, необходимой для устойчивой работы двигателя без нагрузки при малой частоте вращения коленчатого вала.

Главная дозирующая система служит для приготовления горючей смеси обедненного состава с a=1,05¸1,15 при малых и средних нагрузках. В эту систему входят устройства для компенсации (обеднения) состава горючей смеси пневматическим торможением топлива, регулированием разрежения в диффузоре и взаимодействием нескольких жиклеров.

Все эти устройства необходимы для получения экономичной работы двигателя при изменяющихся нагрузках и частотах вращения коленчатого вала.

Экономайзер обеспечивает дополнительную подачу топ­лива на режимах работы двигателя, близких к полной нагруз­ке, при открытии дроссельной заслонки более чем на 3/4. Это устройство позволяет получить максимальную мощность двигателя путем обогащения обедненной горючей смеси, по­ступающей из главного дозирующего устройства.

Ускорительный насос предназначен для кратковре­менного обогащения состава горючей смеси путем принуди­тельной подачи дополнительного количества топлива при рез­ком увеличении нагрузки.

Пусковое устройство служит для создания богатой горючей смеси (a= 0,4¸0,6), необходимой для пуска холод­ного двигателя. К этому устройству относится воздушная за­слонка с автоматическим клапаном.

Принцип действия перечисленных выше смеседозирующих систем рассмотрим на примерах устройства и работы совре­менных карбюраторов, устанавливаемых на двигателях грузо­вых и легковых автомобилей.

Устройство и работа простейшего карбюратора

Категория:

   Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Устройство и работа простейшего карбюратора

Устройство

Простейший карбюратор состоит из двух основных частей: смесеобразующего устройства и поплавковой камеры. В смесеобразующем устройстве происходит приготовление горючей смеси, а поплавковая камера является резервуаром, откуда топливо подается для смешения с воздухом.

Смесеобразующее устройство карбюратора имеет входной воздушный патрубок, диффузор, смесительную камеру, дроссельную заслонку, выходной патрубок. Выходной патрубок обычно заканчивается фланцем, которым карбюратор крепится к впускному трубопроводу двигателя.

На входном патрубке устанавливают шланг для подвода воздуха или непосредственно воздушный фильтр. Диффузор является местным уменьшением сечения смесеобразующего устройства. Благодаря диффузору улучшаются условия распыливания топлива, так как при работе двигателя в самом узком сечении диффузора создается максимальная скорость воздушного потока. В этом месте устанавливают распылитель, представляющий собой трубку, выведенную в диффузор. Через распылитель происходит истечение и распыление топлива.

Поплавковая камера содержит поплавковый механизм, состоящий из поплавка и игольчатого клапана. Поплавок закреплен шарнирно на стенке поплавковой камеры. На рычаг поплавка опирается запорная игла игольчатого клапана.

При подаче топлива через штуцер в поплавковую камеру поплавок всплывает и своим рычагом поднимает запорную иглу, закрывая игольчатый клапан. Как только уровень топлива в поплавковой камере достигнет заданного предела, игольчатый клапан закроется полностью и поступление топлива в камеру прекратится. При расходовании топлива из поплавковой камеры поплавок опускается и приоткрывает игольчатый клапан. В поплавковую камеру вновь начинает поступать топливо до момента достижения заданного уровня. Таким образом, поплавковая камера с помощью поплавкового механизма обеспечивает поддержание заданного уровня топлива при всех режимах работы двигателя.

В нижней части поплавковой камеры располагают главный жиклер. Его основное назначение состоит в дозировании топлива для получения горючей смеси нужного состава. Жиклер представляет собой пробку с центральным калиброванным отверстием. Диаметр калиброванного отверстия жиклера выбирается в зависимости от требуемого расхода топлива. Большое значение для образования горючих смесей имеет также длина калиброванного отверстия жиклера, углы входных и выходных фасок, диаметры каналов в теле жиклера. Главный жиклер может быть установлен в нижней или верхней части распылителя.

Работа

При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска и при открытой дроссельной заслонке через смесительную камеру карбюратора проходит воздух. Внутри диффузора скорость потока воздуха значительно возрастает, и на выходе рыспылителя создается разрежение. При этом в поплавковой камере вследствие наличия отверстия давление остается равным атмосферному. Из-за разности давлений в поплавковой камере и в распылителе топливо начинает перетекать через главный жиклер и распылитель в виде фонтанчика, попадая в горловину диффузора. Здесь струя поступающего воздуха дробит вытекающее топливо на мелкие капельки, которые перемешиваются с воздухом, испаряются и образуют горючую смесь.

Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объеме. Часть топлива в виде капелек не успевает испариться и перемешаться с воздухом. Неиспарив-шиеся капельки топлива движутся в потоке воздуха и оседают на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода. Топливо, осевшее на стенки, образует пленку, которая движется с малой скоростью. Чтобы испарить пленку топлива, впускной трубопровод при работе двигателя подогревается. Чаще всего используется жидкостный подогрев (от системы охлаждения двигателя) или подогрев теплом отработавших газов. Таким образом, можно считать, что образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя.

Реклама:
Читать далее: Образование горючей смеси и влияние ее состава на работу двигателя

Категория: - Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Простейший карбюратор

Содержание:

    • 1.Впускная система карбюраторного двигателя

Процесс приготовления горючей смеси из мелко распыленного топлива и воздуха, происходящий вне цилиндров, называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит приготовление горючей смеси определенного состава в зависимости от режима работы двигателя, называется карбюратором.Простейший карбюратор  состоит из воздушного патрубка, поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном, смесительной камеры, диффузора, главного дозирующего устройства — распылителя и топливного жиклера, дроссельной заслонки.Поплавковая камера служит для поддержания постоянного уровня топлива у распылителя (1,5—2 мм).В смесительной камере происходит смешивание паров топлива с воздухом, образуется топливовоздушная смесь.Распылитель (тонкая трубка) служит для подачи топлива в центр смесительной камеры.Жиклер (калиброванное отверстие) дозирует количество топлива, проходящего к распылителю.

1.Впускная система карбюраторного двигателя

1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель;     5 — дроссельная заслонка; 6 — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — игольчатый клапан.

Диффузор (короткий патрубок, суженный внутри) увеличивает скорость воздушного потока в центре смесительной камеры, чем достигается увеличение разряжения у носика распылителя.

Дроссельная заслонка регулирует количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, уменьшая или увеличивая проходное сечение смесительной камеры.

Простейший карбюратор работает следующим образом. При такте впуска, из-за создаваемого поршнем разрежения, воздух через воздушный патрубок поступает в диффузор. В диффузоре скорость воздуха, а следовательно, и разряжение увеличиваются. Под действием перепада давлений между поплавковой камерой и диффузором топливо через жиклер распылителя поступает в диффузор, подхватывается потоком воздуха, распыляется и испаряется, образуя топливовоздушную смесь. Из смесительной камеры горючая смесь по впускному трубопроводу поступает в цилиндры двигателя. По мере открытия дроссельной заслонки скорость потока воздуха и разряжение в диффузоре возрастают, что увеличивает расход топлива. Однако необходимого повышения расхода топлива не происходит, горючая смесь обогащается. При работе двигателя на различных режимах простейший карбюратор не может обеспечить горючую смесь постоянного состава.

Вспомогательные устройства карбюратора....

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости