Карбюратор
Представляет собой прибор, служащий для подготовки топливно-воздушной смеси надлежащего состава. Воздух перемешивается в карбюраторе с жидким топливом, например, с бензином в необходимых пропорциях, а затем поступает к цилиндрам ДВС. Такое смешивание заложено как основополагающий принцип действия карбюратора.
Сегодня существует множество вариантов конструктивного исполнения данного прибора. Но, наиболее востребованным остается поплавковый карбюратор. Работает по следующему принципу.
Бензин, нагнетаемый бензонасосом, поступает в поплавковую камеру карбюратора, в которой необходимый уровень горючего поддерживается при помощи специального поплавка и игольчатого клапана. Когда расход бензина увеличивается, поплавок меняет свое положение, одновременно приоткрывается клапан, и в поплавковую камеру поступает новая порция топлива.
После того, как бензин залит до необходимого уровня, поплавок всплывает, клапан закрывается, и через входное отверстие прекращается подача топливной жидкости. Если утрировать, то действие поплавковой камеры карбюратора максимально схоже с принципом работы сливного бачка унитаза.
По распылительной трубке горючее из поплавковой камеры проникает в смесительную камеру, где микшируется с поступившей из воздушного фильтра очищенной порцией воздуха.
Непосредственное смешивание происходит следующим образом. При первом движении поршня от верхней до нижней мертвой точки клапан находится в открытом положении. При перемещении поршня вниз происходит всасывание очередной порции воздуха, которая пропускается через фильтр.
Затем при помощи диффузора движение воздуха значительно увеличивается, происходит его «закручивание», которое позволяет «зацепить» бензин из распылителя, при этом активно с ним перемешаться. При последующем движении поршня эта смесь через открытый клапан впуска проникает к цилиндрам. Все это происходит в смесительной камере, которая на языке автослесарей называется «кухней» карбюратора.
Количество горючего, поставляемого к цилиндрам, регулируется установленной дроссельной заслонкой, которая механически связана с педалью газа. Когда водитель нажимает на педаль, открывается заслонка, увеличивается содержание топливно-воздушной смеси, попадающей к цилиндрам, двигатель, соответственно, набирает обороты.
В случае отпускания педали происходит закрывание дроссельной заслонки, а значит, содержание смеси значительно снижается. В этом случае двигатель сбрасывает обороты.
Стоит отметить, что уровень бензина в поплавковой камере расположен ниже маркера выходного отверстия распылителя. Именно это предотвращает риск протекания топливной смеси при неработающем двигателе, даже если автомобиль находится наклонно.
Современные конструкции карбюраторов способны обеспечивать создание топливно-воздушной смеси в правильных пропорциях при всех рабочих режимах двигателя, что обеспечивает максимально корректную его работу.
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Несмотря на разнообразие типов и конструкций ДВС, принцип его устройства остается практически неизменным на любой технике. Конечно, отдельные элементы конструкции могут сильно отличаться на разных двигателях, но основные узлы и компоненты очень похожи между собой.
Итак, двигатель внутреннего сгорания состоит из таких конструктивных узлов.
- Блок цилиндров (БЦ) – «оболочка» ЦПГ и всего двигателя в целом, в том числе с рубашкой системы охлаждения.
Блок цилиндров - Кривошипно-шатунный механизм, он же КШМ – узел, в котором происходит преобразование прямолинейного движения поршня во вращательное. Состоит из коленвала, поршней, шатунов, маховика, а также подшипников скольжения (вкладышей), на которые опирается коленвал и крепления шатунов.
Кривошипно-шатунный механизм: 1 — цилиндр; 2 — маховик; 3 — шатунный подшипник; 4 — коленчатый вал; 5 — колено; 6 — коренной подшипник; 7 — шатун. - Газораспределительный механизм (ГРМ) – это система подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси и отвода выхлопных газов. Состоит из распредвалов, клапанов с коромыслами или штангами, ремня ГРМ, благодаря которому вся система работает синхронно с оборотами коленвала.
Газораспределительный механизм - Система питания – это узел, в котором происходит подготовка топливно-воздушной смеси, которая затем подается в камеры сгорания. В зависимости от конструкции система подачи топлива может быть карбюраторной (одна форсунка на двигатель), инжекторной (форсунки установлены перед впускным клапаном каждого цилиндра), с непосредственным впрыском (форсунка установлена внутри камеры сгорания). Включает в себя топливный бак с фильтром и насосом, карбюратор (опционально), впускной коллектор, форсунки, ТНВД (в дизельных двигателях), воздухозаборника с воздушным фильтром.
Система питания - Система смазки двигателя – обеспечивает подачу смазки в каждый из узлов трения, а также на участки, требующие дополнительного охлаждения (например, на нижнюю часть поршней). Состоит из масляного насоса, подключенного к коленвалу, системы трубок и каналов, выходящих на пары трения, масляного фильтра, масляного поддона. В зависимости от конструкции различаются двигатели с «сухим» и «мокрым» картером. У первых емкость для сбора моторного масла расположена отдельно, во вторых – непосредственно под двигателем.
Система смазки двигателя: 1 – масляный насос; 2 – пробка сливного отверстия картера; 3 – маслоприемник; 4 – редукционный клапан; 5 – отверстие для смазывания распределительных шестерен; 6 – датчик сигнальной лампы аварийного давления масла; 7 – датчик указателя давления масла; 8 – кран масляного радиатора; 9 – масляный радиатор; 10 – масляный фильтр. - Система зажигания – нужна для поджига топливной смеси в камере сгорания. Применяется только на бензиновых двигателях, поскольку дизтопливо воспламеняется само от сжатия. Включает в себя свечи зажигания, высоковольтные провода, катушки зажигания, а также распределитель (трамблер) на двигателях старого типа. В современных моторах система зажигания обходится без трамблера и даже без проводов: используется конструкция «катушка на свече».
Система зажигания двигателя: 1 – генератор; 2 – выключатель зажигания; 3 – распределитель зажигания; 4 – кулачок прерывателя; 5 – свечи зажигания; 6 – катушка зажигания; 7 – аккумуляторная батарея. - Система охлаждения – заботится о поддержании заданной рабочей температуры двигателя. Жидкостная система охлаждения состоит из теплоносителя (охлаждающей жидкости, антифриза), рубашки охлаждения (сеть камер и каналов внутри блока цилиндров), теплообменника (радиатор охлаждения), водяного насоса и термостата.
Система охлаждения - Электросистема – это источники энергии, необходимой для старта двигателя и поддержания его работы. К электросистеме относится аккумуляторная батарея, генератор, стартер, проводка и датчики работы двигателя.
- Выхлопная система – отводит продукты сгорания из двигателя, выполняет функцию доочистки выхлопных газов, регулирует звук работы мотора. Состоит из выпускного коллектора, катализатора и сажевого фильтра (опционально), резонатора, глушителя.
Выхлопная система
Каждая их этих частей постепенно развивается и совершенствуется в зависимости от запросов времени. Стремление к росту мощности сменилось поиском самых надежных и долговечных решений, затем на первое место вышла экономия топлива, а сегодня – забота о природе.
Элементы питания и их функции
Конструктивно сложилось так, что существует стандартный набор элементов топливной системы бензинового силового агрегата. Разницу составляет непосредственно система впрыска топлива в коллектор или цилиндры. Рассмотрим, все элементы инжекторного и карбюраторного моторов.
Топливный бак
Неотъемлемый элемент любого транспортного средства. Именно в нём храниться горючее, которое поступает в камеры сгорания. В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, объём топливного резервуара может быть разный. Изготавливается данный элемент из стали, нержавейки, алюминия или пластика.
Трубопроводы
Топливопроводы служат транспортной системой между топливным баком и системой впрыска. Обычно они изготавливаются из пластика или металла. На старых автомобилях можно встретить их медными. Для соединения с остальными элементами топливной системы могут использоваться переходники, соединители или прочие элементы.
Топливный фильтр
В связи с не особо качественным топливом, для фильтрации используется фильтр горючего. Располагаться этот элемент может в топливном баке, подкапотном пространстве или под автомобилем, вмонтированным в топливопроводы. Для каждой группы автомобилей используется разный элемент.
Каждый производитель автомобилей использует свои фильтры. Они бывают разные за формою и материалом. Наиболее распространенными считаются волокнистые или хлопчатобумажные. Эти элементы наиболее лучше задерживают сторонние элементы и воду, которые засоряют цилиндры и форсунки.
Бензонасос
Бензонасос — это насос прогоняющий топливо по всей системе. Так, они бывают двух типов — электрический и механический. Многие бывалые автолюбители помнят, что на старых «Жигулях» и «Волгах» устанавливались бензонасосы механического действия с лапкой, которой можно было подкачать недостающее топливо для запуска. Располагался этот элемент на блоке цилиндров, зачастую с левой стороны.
Все современные бензиновые силовые агрегаты оснащаются электрическими бензиновыми насосами. Располагаются элементы, зачастую, непосредственно в топливном баке, но бывает и такое, что данный элемент находится в подкапотном пространстве.
Карбюратор
На старых транспортных средствах устанавливались карбюраторы. Это элемент, который при помощи механических действий подавал топливо в камеры сгорания. Для каждого производителя, они имели разную структуру и строение, но принцип работы оставался не сменным.
Форсунки
Форсунки — часть топливной системы инжекторного бензинового силового агрегата, который выполняет функцию дозированной подачи бензина в камеры сгорания. По форме и видам, форсунки бывают разные, это индивидуально для каждого автомобиля.
Располагаются эти элементы на топливной рампе. Обслуживание форсунок стоит проводить регулярно, поскольку если они слишком засоряться, их уже вычистить может, не представится возможным и придётся менять детали полностью.
Карбюратор или инжектор?
Вопрос преимущества инжектора над карбюратором и наоборот, стоит при выборе отечественного автомобиля, либо иномарки 80-х и 90-х годов выпуска. Зачастую будущий автолюбитель сталкивается с простым, но в тоже время трудным выбором между двумя разными типами системы питания. Давайте разберемся.
Отличие карбюраторной системы питания от впрыска
У этих двух типов системы питания есть одно сходство – своевременное приготовление и подача эталонной топливно-воздушной массы в цилиндры двигателя. Сам принцип действия совершенно разный.
Карбюратор работает следующим образом: внутри карбюратора приготавливается смесь топлива и воздуха, масса которых определена пропускной способностью жиклеров и это количество зависит лишь от оборотов коленвала. Посредством разряжения готовая смесь попадает в цилиндр, в котором происходит такт впуска, где поршень стремится в НМТ, создавая разряжение. Такая система называется внешним смесеобразованием, то есть – вне цилиндра.
Двигатель с инжекторным мотором работает иначе: благодаря синхронизированной работе датчиков расхода воздуха или давления во впускном коллекторе, датчику кислорода, датчику положения коленчатого вала и температуры двигателя, блок управления двигателя в момент считывает пропорцию топливно-воздушной смеси, а так же момент ее подачи непосредственно в цилиндр или коллектор. Такое смесеобразование называется внутренним, так как смешивание воздуха и топлива образуется в самом цилиндре. Это и отличает два типа системы питания.
Преимущества и недостатки карбюратора
Первое, что нужно отметить – простота в ремонте, так как при неисправности данного агрегата его можно самостоятельно снять и починить. Благодаря тому, что карбюратор полностью механический, это позволяет самостоятельно настроить любые параметры под свои потребности, меняя жиклеры с разной пропускной способностью, выставляя поплавок уровня топлива, момент открытия второй заслонки и так далее. Так же отмечается дешевизна комплектующих и наличие во всех магазинах автозапчастей на отечественные марки. Карбюраторному агрегату нет разницы, какое топливо проходит через него, то есть с любым октановым числом. В 2005 году в России все выпускаемые автомобили ВАЗ и ГАЗ перевели на инжектор, так как в этом году транспортные средства должны были соблюдать нормы выхлопа по Евро-3.
Преимущества и недостатки электронного впрыска
Благодаря инжекторной системе питания двигатель раскрывает весь свой потенциал, так как его работа полностью контролируется электроникой. Так же впрыск топлива отвечает требованиям норм выхлопа. Однако, большая часть автолюбителей, при выборе электронной системы питания, руководствуются тем, что такой силовой агрегат имеет высокий КПД, надежную работу во всем диапазоне оборотов коленчатого вала, экономию и возможность прошивки блока управления двигателем под разные стили езды, позволяя, не трогая механическую часть понизить расход топлива, либо повысить мощность.
Рассказываю о преимуществах карбюраторного мотора над инжекторным, где оба двигателя «жигулёвские»
Вот сижу и вспоминаю те времена, когда примерно в начале 2000 годов на «автовазе» начали устанавливать на автомобили инжекторные двигателя. Сколько в то время было людей, выражающих своё мнение за и против такой инновации. Многие из них говорили, что я лучше поезжу на машине с карбюраторным мотором и никакой инжекторный мотор мне не нужен. Хотя за границей автомобили с инжекторными двигателями в начале 90х гг. были совершенно не новшество и считались обыденным делом. У меня в собственности были «Жигули» как карбюраторные, так и инжекторные, так что для меня картина понимания какой мотор лучше, а какой хуже, полностью ясна.
Карбюраторный мотор доставляет не мало хлопот, связанных с его постоянным обслуживанием — то карбюратор прочистить надо, если жиклеры засорились, то датчик холостого хода начал барахлить. А про контактную систему зажигания и говорить не хочется. В моём случае она не то, что постоянно ломалась, она почти всегда требовала регулировки зазоров между контактами.
По этой причине по возможности вместо трамблера с контактной группой я устанавливал на свои жигули бесконтактное зажигание, которое, по моему мнению, намного надёжнее.
Минусом инжекторного мотора является то, что если начнутся какие то программные сбои в «ЭБУ», то без компьютерной диагностики решить проблему поломки не представляется возможным. Говорить, что карбюраторный мотор лучше инжекторного, наверное, не стоит, всё таки по большинству параметров инжекторный мотор лучше карбюраторного, да к тому же он более модифицированный и современный.
Однако преимущества у карбюраторного двигателя над инжекторным всё же имеются и они следующие:
- Правильно отрегулированный карбюраторный мотор в низкую минусовую температуру запускается лучше инжекторного, так как в нём нет различных датчиков, которые попросту могут блокировать запуск.
- Из-за того, что на карбюраторном двигателе электроники по минимуму, в нем проще найти неисправности при поломке, связанной с плохим запуском.
- Карбюраторный мотор не придирчив к качеству топлива, как говорится «лишь бы было и горело».
Источник
Диагностика и ремонт инжекторных двигателей – кратко о самом устройстве
Но вначале остановимся на том, что собой представляет инжекторный двигатель. Чем он отличается от карбюраторного? Основное отличие заключается в системе подачи воздушно-топливной смеси. В прежних двигателях топливная смесь засасывалась непосредственно через карбюратор, где осуществлялось дозирование составляющих, и далее происходило смешивание бензина с воздухом. При этом из-за несовершенства конструкции двигатель терял до 10 % мощности.
В инжекторном (или впрысковом) двигателе топливо поступает в камеру сгорания путем принудительного впрыска под высоким давлением через форсунки. Дозирование и контроль количества поступающего горючего осуществляет электроника. В результате уменьшается уровень вредных выбросов в окружающую среду, а также существенно увеличивается мощность двигателя, улучшаются его эксплуатационные характеристики, и снижается расход топлива.
Достоинства инжекторных систем:
- точная дозировка подачи горючего;
- за счет оптимизации состава воздушно-топливной смеси существенно меньше становится уровень токсичности выхлопных газов;
- улучшаются динамические характеристики автомобиля, инжекторная система корректирует подачу топлива в зависимости от нагрузки;
- применение впрысковой системы ведет к увеличению мощности двигателя более чем на 7 %.
Факторы влияющие на продолжительность первой фазы сгорания
- Воспламеняемость топлива, которая оценивается цетановым числом. Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость.
-
Давление и температура воздушного заряда в начале впрыска топлива. При увеличении давления и температуры период задержки воспламенения сокращается.
- Тип камеры сгорания, который оказывает влияние на задержку воспламенения, гак как в зависимости от типа камеры по разному будет проходить распространение топлива по объему воздушного заряда и в пристеночной зоне. Кроме того температура стенок камеры сгорания также будет зависеть от ее типа.
- Интенсивность направленного движения заряда в камере. Увеличение интенсивности движения заряда несколько сокращает период задержки воспламенения. На рисунке показаны способы создания вихревого движения заряда в цилиндре при впуске.
- Тип распылителя форсунки. Форсунка закрытого типа сокращает период задержки воспламенения. Разделенные камеры сгорания имеют основную и вспомогательную полости, соединенные горловиной. В настоящее время применяют в основном вихревые камеры сгорания и предкамеры, где ось соединительной горловины направлена по касательной к внутренней поверхности камеры сгорания. Разделенные камеры сгорания обеспечивают более полное сгорание топлива и менее жесткую работу за счет сокращения времени задержки воспламенения.
- Нагрузка. С ростом нагрузки увеличивается давление и температура цикла, что приводит к повышению теплового режима двигателя, а это к свою очередь вызывает сокращение времени задержки воспламенения.
- Частота вращения коленчатого вала. Увеличение частоты вращения коленчатого вала приводит к улучшению распыления, увеличению давления и температуры конца сжатия, что способствует сокращению первой фазы горения, особенно в дизелях с разделенными камерами сгорания. Продолжительность первой фазы горения при этом растет.
Вторая фаза горения (02) — самовоспламенение и быстрое горение начинается с момента воспламенения (см. рис. точка 2) и заканчивается в момент достижения максимального давления в цилиндре (точка 3). В первую очередь сгорают однородные слои смеси топлива и воздуха хорошо перемешанные между собой. При этом пламя распространяется очень быстро, соответственно быстро растет давление, в определенных случаях с образованием ударной волны, распространяющейся со скоростью звука. Но в отличие от карбюраторных двигателей в дизелях эти волны не переходят в детонационные, так как структура смеси по всему объему камеры сгорания неравномерна. Это позволяет получать более высокую степень сжатия.
После того, как сгорит хорошо подготовленная к воспламенению топливовоздушная смесь, горение продолжается в зонах, где структура смеси более неравномерна. Здесь на индикаторной диаграмме наблюдается некоторый спад роста давления.
В течение второй фазы выделяется 30—45 % всей теплоты. Температура рабочего тела возрастает до 1600—1800 К. Максимальное давление может достичь 6—9 МПа, а при наддуве превысить 10 МПа. Продолжительность второй фазы 0,8—1,5 мс, что соответствует 10—20° поворота коленчатого вала.
И в заключение…
Ремонт системы питания двигателя – важный и ответственный процесс. Такую задачу мы рекомендуем доверять специалистам, которые обладают должными знаниями и современным инструментом. Мастера автотехцентра «Анкар» с высоким качеством проведут диагностику и ремонт системы питания как бензиновых, так и дизельных двигателей автомобилей любых марок и годов выпуска.
У нас работаю специалисты, которые обладают многолетним опытом в ремонте систем питания двигателей. Неполадки в работе приводят к нарушению работы ДВС, увеличению расхода топлива и снижения уровня безопасности, Ваш авто просто в один момент может не завестись.
Источник
