Как работи карбуратора?
Изгаряната в двигателя смес се състои от около 16 части въздух и една част гориво. Обаче само кислородът е този, който двигателите с вътрешно горене използуват за изгарянето, а в засмукания въздух той представлява около една пета. Точно взето, карбураторът е близък роднина на пръскачката за цветя или на парфюмериен пулверизатор. Карбураторът само пулверизира горивото и го смесва в посоченото отношение със засмукания въздух. По пътя към цилиндъра, през всмукателната тръба и покрай всмукателния клапан фино разпръснатите горивни капчици се размесват с въздуха и преминават повече или по-малко от течно в газообразно състояние. При това една част от горивните частички, които се изпаряват при различни температури, в зависимост от състава на горивото отнемат от околната среда необходимата за изпаряването им топлина. За да се ускорява този процес, всмукателните тръби на някои двигатели са снабдени с отопление, служещо за предварително затопляне на сместа.
Запушване на карбуратора
На снимката е показано такова устройство. Всмукателната тръба е опхваната непосредствено след карбуратора от изпускателната тръба, така че горещите изгорели газове я обтичат по кожуха, като предварително затоплят тежките горивни фракции до границата на изпаряването. Горивни капчици, които поради недостатъчна скорост на течението или под действието на центробежната сила се полепват по вътрешните стени на колената на всмукателната тръба, се изпаряват също така от подгряващото действие на изпускателната тръба.
Твърде голямото предварително загряване на сместа би могло пък да повлияе отрицателно върху степента на пълненето на цилиндъра, тъй като гориво-въздушната смес във всмукателния тръбопровод започва да се разширява. Тази опасност съществува особено през летните месеци. Поради това една биметална спирала при достатъчно високи експлоатационни температури на двигателя затваря направляващата клапа така, че потокът от изгорели газове да не обтича повече всмукателната тръба. Тогава цялата всмукателна тръба се загрява достатъчно от излъчваната от двигателя топлина.
Какво е карбуратор?
При пръскачката за цветя във вертикалната тръба се създава подналягане, защото въздушният поток преминава над нея с голяма скорост. Действащото върху нивото на течността атмосферно налягане изтласква нагоре във вертикалната тръба течността, която се увлича от преминаващия въздух и се разпръсква във вид на фини частички. По почти същия начин действува показаният на фигурата елементарен карбуратор. Той представлява практически основната конструкция на всички възможни карбуратори. въздухът за горенето се засмуква вследствие засмукващото действие на буталото на двигателя с голяма скорост в смесителната камера на карбуратора.
Въздушният дифузор стеснява сечението на смесителната тръба аеродинамически, така че протичащият засмукан въздух се ускорява повторно и преминава с най-голяма скорост в най-тясното сечение на въздушния дифузор. Непосредствено зад най-тясното сечение на дифузора се образува зона на подналягане. в тази зона се намира горибо-разпръсквачът, наричан просто разпръсквач, от който засмуканият въздух изтегля горивото и го разпръсква (пулверизира) на фини частички. Горивото се намира в разпръсквача на еднаква височина, както в съседната поплавъкова камера, тъй като те са свързани помежду си чрез отбор и представляват т. нар. скачени съдове. Практически в повечето случаи разпръскбачът представлява само едно месингово винтче с точно калиброван отбор, който е така поставен, че по всяко време може лесно да се отбие и да се почиства при евентуални замърсявания.
Основни принципи при работа на карбуратора
Едно изключително просто приспособление се грижи в поплавъковата камера нивото на горивото да се запазва постоянно, а изтичащият от разпръсквача поток да бъде непрекъснат. Поплавъкът най-често представлява кухо тяло от месингова ламарина, плътно запоено, което плува в горивото и е закрепено подвижно от едната страна или по оста. върху горивото в горивната камера действува атмосферното налягане. във всмукателната тръба обаче при работещ двигател съществува подналягане, което осигурява изтичане на горивото. Това изтичане предизвиква понижаване на нивото в поплавъковата камера, а с това и на закрепената към поплавъка игла, дава възможност за най-къси всмукателни тръбопроводи. Такива карбуратори се използват често при двутактовите двигатели.
Карбураторът с възходящ поток заема сравнително малко място, но газовият поток се засмуква отдолу нагоре и многократно изменя посоката си, което е причина за повишаване на хидродинамическите съпротивления и не благоприятства пълненето на цилиндъра. Поради това все по-голямо приложение намира карбураторът с низходящ поток, показан на фигурата. При него се използва силата на тежестта на гориво-въздушната смес и двигателят получава при една и съща необходима мощност за засмукването значително по-добро пълнене на цилиндрите. Карбураторите с низходящ поток са най-пригодни за двигатели с висящи клапани, обаче създават доста голяма габаритна височина на двигателя.
Видове карбуратори
Карбураторът с наклонен поток също благоприятства за подобряването на пълненето на цилиндъра.
При многоцилиндровите двигатели впрочем не е съвсем просто да се даде на всмукателните тръбопроводи най-благоприятната форма, така че да се получат за всеки цилиндър по възможност еднакво дълги всмукателни пътища. Отделните цилиндри не би трябвало да си “осnopвaт” също помежду си сместа. Поради то-васе е наложило за по-големи и особено мощни двигатели да се поставят по два и повече карбуратори, които снабдяват със смес съответно само два или три цилиндъра. Някои състезателни двигатели притежават дори за всеки цилиндър отделен карбуратор.
На производството на карбуратори се посвещават по начало специални фирми, които в сътрудничество с двигателостроителите се стремят да придадат на карбураторите всички качества, които изискват различните двигатели. Така към вече разгледания елементарен карбуратор са създадени редица допълнителни устройства, а именно: устройство за първоначално пускане, устройство за празен ход, главно дозиращо устройство, ускорителна помпичка и др.
Проблеми при карбураторите
Устройството за първоначално пускане дава възможност при студен двигател да се осигури по-леко заработване чрез подготвянето на особено богата горивна смес. Същото устройство най-често се задейства чрез един изтеглящ се бутон, наричан “смукач”, разположен на арматурното табло. Дроселовата клапа остава затворена, докато въртящият се шибър в пусковата камера се отваря посредством лоста и жилото на смукача. Тогава се
повишават оборотите на двигателя силното обогатяване на сместа.
При ненатоварен двигател устройството за празен ход осигурява подвеждането на такава смес, която точно поддържа устойчива работа Основно проложение на карбураторана двигателя при минимално възможните обороти. На фигурата е показано устройството за празен ход на карбуратор с низходящ поток. Дроселовата клапа на двигателя при празен ход е почти затворена. Точно в малкото пространство, което остава незатворено, се създава нужното подналягане.
Подналягането се предава през отвора за празен ход. В резултат на това постъпилият въздух се обогатява с гориво от жигльора за празен ход и изтича като гориво-въздушна смес през отвора за празен ход във всмукателната тръба на карбуратора под затворената дроселова клапа. Точното регулиране на гориво-въздушната смес за празния ход се осъществява от регулировъчния винт за въздуха на празен ход. Когато дроселовата клапа се отвори, подналягането в отвора за празен ход се намалява и устройството се изключва от действие.
Карбураторът трябва да осигурява при всички обороти на двигателя по възможност еднакъв състав на сместа. Но тъй като сечението на въздушния дифузор е постоянно, при по-високи обороти вследствие силно нарастващото подналягане се засмуква твърде много гориво от разпръсквана. Увеличеното количество гориво не може да изгори напълно, тъй като му липсва необходимият за това въздух.
Основно проложение на карбуратора
В повечето автомобилни карбуратори се прилага допълнително регулиране на въОсновно проложение на карбуратораздуха, при което с увеличаване на оборотите се подава по-голямо количество въздух, за да се запази необходимото гориво-въздушно отношение.
От различните конструктивни възможности на фигурата е показано допълнителното регулиране на въздуха на карбуратора “Солекс”. Разпръсквачът, нека тук да го наименуваме жигльорен комплект, се състои от тяло, собствено разпръскван и капачка, която центрира и поддържа разпръсквана. Първоначално височината на горивото в разпръсквана и тялото му съответствува на нивото на горивото в поплавъковата камера. Разпръсквачът притежава обаче освен долния дозираш отвор още четири напречни отвора, разположени на еднакви разстояния по височина. При увеличаващото се засмукващо действие на двигателя нивото на горивото в жигльорния комплект се понижава и един след друг напречните отвори на разпръсквана се освобождават. Чрез тези отвори постъпва допълнителен въздух, който се смесва с горивото още вътре в самия разпръскван и така се коригира съотношението между горивото и въздуха.
При рязко даване на газ поради инертността на горивото сместа значително се обеднява и двигателят не може да реагира веднага, т. е. веднага да увеличи своята мощност, за да се ускори автомобилът. Поради това много карбуратори са снабдени с ускорителна помпичка, която само при рязко задействаме на педала за газта моментално доставя на двигателя необходимото по-голямо количество гориво. Представеният карбуратор притежава една такава ускорителна помпичка, която в случая е мембранен тип. в други конструкции малки бутални помпи, разположени в самия корпус на карбуратора, изпълняват същата задача. Те са свързани с дроселовата клапа посредством система от лостове и при бързо даване на газ впръскват допълнителна горивна струя през разпръскван в смесителната камера на карбуратора. Малки сачмени клапани предотвратяват изтичането на гориво от помпената система, когато дроселовата клапа се отваря плавно.
Разлики при карбураторите
За да се усъвършенства максимално смесообразуването на карбуратора, особено за претенциозните многоцилиндрови двигатели с най-различни оборотни диапазони, е създаден “стъпален” карбуратор. Най-често такъв карбуратор притежава две отделни смесителни камери с различни диаметри. Първата смеси-телна камера или първото стъпало е конструирана и изчислена като при нормален карбуратор с всички описани допълнителни устройства, така че при малки и средни обороти тя достига най-добро смесообразуване. Когато дроселовата клапа на първото стъпало е почти напълно отворена, тогава при понататъшното натискане на педала за газта се отваря дроселовата клапа на второто стъпало, която разтоварва първата смесителна камера и осигурява по-нататъшно благоприятно смесообразуване при максимални обороти.
Тези примери показват в каква възходяща градация се усъвършенствува постоянно конструкцията на съвременния карбуратор. Това е необходимо, защото изискванията също стават непрекъснато по-високи, тъй като при
възможно нисък разход на гориво двигателят днес трябва да може рязко да се ускорява и да роботи добре на всички обороти, а освен това при най-голям студ леко да се пуска и да притежава безупречен празен ход.
НЕПОСРЕДСТВЕНО ВПРЪСКВАНЕ НА БЕНЗИН
Бензиновия двигател с непосредствено впръскване на горивото вече десетилетия успешно изпълнява своята служба в авиацията. За масовото използуване на бензиновата впръсквателна система в автомобилостроенето противодействат до днес нейните високи производствени разходи. въпреки това има вече редица автомобили на международния пазар, които са постигнали с бензиновите впръсквателни системи много добри резултати. Поради това, че се засмуква чист въздух, проблемите, свързани с оформянето на всмукателната тръба, в по-голямата си част отпадат. Във всички оборотни диапазони може да се добира точно необходимото количество гориво дори и при най-бързото ускорение. всички цилиндри при многоцилиндровите двигатели получават винаги еднакви количества гориво. Пълненето на цилиндъра се подобрява, икономисва се гориво и се подобрява работата на празен ход.
Понастоящем не съществуват никакви стандартни конструкции за процеса на непосредствено впръскване. в едни случаи горивото се впръсква директно в цилиндъра, в други във всмукателната тръба непосредствено пред всмукателния клапан, както показва на фигурата. Впръсквателната помпа е сходна по своето устройство и начин на действие на гориво-нагнетателната помпа при дизеловия двигател, която ще бъде разгледана по-нататък.
Бензиновото впръскване се нуждае все пак от допълнителна маслена помпа за буталата, което същевременно повишава уплътнителния им ефект, тъй като бензинът не притежава мажещи качества, както дизеловото гориво.
Цилиндърът на двигателя засмуква чист въздух, чивто количество се регулира чрез дроселовата клапа във всмукателната тръба. Дроселовата клапа е свързана с педала за газта посредством лостова система, с която се регулира едновременно впръскваното количество гориво. впръсквателната помпа подава горивото по тръбопроводи към дюзите на съответните цилиндри. За да се предпазят помпените цилиндърчета от замърсявания, засмукваният от горивния резервоар бензин се прекарва през горивоснабдителната помпа през един специален фин филтър, преди да постъпи във впръсквателната помпа.
Настройване на карбуратора при студен двигател
При пускането на студен двигател посредством задействуването на допълнителен бутон се подава максималното количество гориво за впръскване. Редица допълнителни устройства регулират количеството на подаваното гориво от горивната впръсквателна помпа за различните експлоатационни условия. Така при някои автомобили напоследък един чувствителен барометричен уред следи външното въздушно налягане, което се изменя при пътувания по планински пътища или поради метеорологични ябления, за да пригоди впръсканото количество спрямо изискваната степен на пълнене на цилиндъра.
Освен прякото задействане на впръсквателната помпа чрез крачния педал има също и непряко, при което съществуващото около дроселовата клапа подналягане посредством тръбопровод, действа върху мембрана, която от своя страна определя необходимата доза гориво за впръскване от впръсквателната помпа.
