Что значит карбюраторный?

Что такое карбюратор и как он работает?

Если вы являетесь счастливым обладателем автомобиля с карбюратором, примите наши поздравления — сейчас почти каждый автомобиль с карбюраторным двигателем является историческим объектом.

Современные автомобили отказались от «углеводов» (в данном случае это сленг, означающий, что , а не относится к хлебу или зерновым продуктам) в пользу систем впрыска топлива, которые имеют много преимуществ по сравнению с карбюраторами: они не не требуют прогрева, они более эффективны и надежны. Все хорошее в эти дни.

Тем не менее, есть что-то первобытное в том, чтобы снять воздушный фильтр с красивого большого двигателя и наблюдать, как трос дроссельной заслонки оттягивается от верхней части карбюратора, чтобы услышать немедленный «рев» лошадиных сил.

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем автомобиля с карбюратором или просто интересуетесь его работой, вот дополнительная информация о том, как работает карбюратор:

Как работает карбюратор?

Карбюраторы десятилетиями использовались в автомобильной промышленности, и сегодня их часто предпочитают в маслкарах и других классических автомобилях, потому что с ними легко работать, ремонтировать и заменять.

Карбюраторы используются для смешивания топлива и воздуха перед отправкой смеси в цилиндры двигателя для воспламенения, приводящего в движение автомобиль. Карбюратор расположен на блоке двигателя под воздушным фильтром и работает с использованием комбинации вакуумной мощности и тросового управления.

Карбюратор крепится к тросу газа, который крепится к педали газа. Когда вы нажимаете на газ, вы буквально заставляете карбюратор открываться и всасывать больше воздуха, тем самым втягивая больше топлива, увеличивая мощность и скорость двигателя.

Если говорить более подробно, то воздух подается через «вентури» или узкое место в карбюраторе. Это ускоряет скорость воздуха и создает вакуум. Этот вакуум втягивает топливо из поплавковой камеры или резервуара в жиклер, где оно смешивается с воздухом и поступает в цилиндр, где зажигается свеча зажигания.

врум-врум.

Весь процесс начинается с карбюратора, из-за чего некоторые называют его «сердцем двигателя».

Какие существуют виды карбюраторов?

Простейшие карбюраторы являются «одноствольными», то есть у них работает только одна трубка Вентури. Другие карбюраторы представляют собой «двустволки» или «четыре карбюратора», в которых две или четыре трубки Вентури работают одновременно для получения дополнительной мощности.

Это связано с тем, что для питания двигателя большого объема требуется большее количество топлива, но в некоторых карбюраторах четыре цилиндра используются постепенно, при этом два «основных» ствола всегда работают, а два «вторичных» ствола открываются на более высоких скоростях. чтобы обеспечить больше мощности по мере необходимости и сэкономить топливо, когда они не нужны.

Из-за чего машина дает обратный эффект?

Звук громкого «хлопка», доносящийся из-под капота или из выхлопной трубы, может немного пугать, особенно если вы владелец классического или коллекционного автомобиля, из которого он исходит.

Короткий ответ на вопрос, почему автомобиль может дать обратный эффект, заключается в том, что топливо (или топливно-воздушная смесь) воспламеняется вне цилиндра, либо в системе выпуска, либо во впускной системе. Более длинный ответ о том, почему может произойти обратная реакция, требует немного больше диагностической работы.

Обратный огонь может означать, что топливно-воздушная смесь либо слишком бедная, либо слишком богатая. Это также может указывать на проблему с клапанами двигателя, синхронизацией, проводкой свечи зажигания или, возможно, даже с топливным насосом

Один или два неприятных момента здесь или там могут быть просто результатом небольшого накопления в системе, но если вы получаете регулярные удары от своей трансмиссии, вероятно, пришло время обратить на это внимание

Недостатки неправильного впуска

Неправильный впуск воздуха в цилиндры двигателя может привести к ряду негативных последствий, которые могут значительно влиять на его работу и эффективность. Вот некоторые из недостатков, связанных с неправильным процессом впуска:

Снижение мощности двигателя. Неправильный впуск может привести к недостаточному количеству воздуха, поступающего в цилиндры, что приводит к уменьшению мощности двигателя и его производительности.
Ухудшение экономичности. Недостаток впуска воздуха может привести к увеличению расхода топлива, так как неправильное соотношение топлива и воздуха ведет к неэффективному сгоранию и потере энергии.
Повышение нагрузки на элементы двигателя. Неправильный впуск воздуха может привести к неравномерному распределению нагрузки на различные элементы двигателя, такие как поршни, клапаны и головки цилиндров. Это может привести к износу и даже к поломке этих элементов.
Увеличение выхлопных выбросов. Неправильный впуск может привести к несовершенному сгоранию топлива, что ведет к увеличению выхлопных выбросов и загрязнению окружающей среды.
Снижение долговечности двигателя. Неправильный впуск воздуха может привести к повышенным температурам в цилиндрах, что может негативно сказаться на долговечности двигателя и вызвать его поломку.

Все эти недостатки подчеркивают важность правильного процесса впуска воздуха в цилиндры двигателя и необходимость регулярного обслуживания и проверки системы впуска

Атмосферный и наддувный впуск

Атмосферный впуск – это процесс, при котором воздух попадает в цилиндры двигателя под действием разрежения, создаваемого движением поршня. В данном случае нет дополнительного давления воздуха, и впуск происходит благодаря разности давлений внутри и вне цилиндра.

Наддувный впуск – это процесс, при котором воздух подается в цилиндры с дополнительным давлением. Для этого используется наддуватель или турбокомпрессор, который нагнетает воздух в цилиндр при помощи вращающегося ротора или турбины.

Перевод энергии от двигателя к вентилятору или компрессору позволяет осуществить наддувный впуск, при котором воздух поступает в цилиндр с большим давлением. Его преимуществом является более полное заполнение цилиндра смесью, что позволяет повысить мощность двигателя. Наддувный впуск также повышает эффективность сгорания топлива, улучшает ускорение автомобиля и позволяет снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Распределение смеси в цилиндрах

Во время такта впуска, клапаны впускного коллектора открываются, позволяя смеси воздуха и топлива проникнуть в цилиндр. Кроме воздуха и топлива, в смесь могут включаться другие компоненты, такие как испарения топлива или отработавшие газы.

При поступлении смеси в цилиндр, происходит распределение воздуха и топлива по объему цилиндра. Это распределение должно быть равномерным, чтобы каждая зона сгорания в цилиндре получала необходимое количество топлива и кислорода.

Равномерное распределение смеси в цилиндре достигается благодаря конструкции впускного коллектора, форме головки поршня, а также структуре клапанов и каналов впускной системы.

Смесь воздуха и топлива, которая поступает в цилиндры двигателя автомобиля, должна быть оптимальной для сгорания. Смесь должна иметь правильное соотношение воздуха и топлива, чтобы обеспечить полный и эффективный процесс сгорания при воспламенении.

Распределение смеси в цилиндрах является ключевым фактором для обеспечения высокой мощности, экономии топлива и уменьшения выбросов вредных веществ.

Подготовка смеси воздуха и топлива

В процессе работы карбюраторного двигателя на текте впуск, в цилиндр поступает смесь воздуха и топлива. Подготовка этой смеси происходит в карбюраторе.

Карбюратор — это устройство, ответственное за смешивание воздуха с топливом в нужном соотношении. В ходе работы двигателя из бака поступает топливо в карбюратор, где оно испаряется и смешивается с воздухом.

В карбюраторе имеется специальная камера, называемая поплавковой камерой, в которой находится поплавок и игла-поступатель. Поплавок контролирует уровень топлива в камере, а игла-поступатель регулирует его подачу. Если уровень топлива в камере недостаточен, игла-поступатель открывается, позволяя топливу поступать в камеру. При достижении определенного уровня, поплавок закрывает иглу-поступатель, прекращая подачу топлива.

При смешивании воздуха с топливом образуется смесь, которая затем поступает во впускной коллектор. Во время такта впуска, клапан впуска открывается, позволяя смеси проникнуть в цилиндр. Затем клапан закрывается, и смесь сжимается и воспламеняется при помощи свечи зажигания, запуская процесс работы двигателя.

Правильное соотношение воздуха и топлива в смеси важно для оптимальной работы двигателя. Слишком богатая смесь, со слишком большим количеством топлива, может привести к загрязнению свечи зажигания и ухудшению производительности двигателя

Слишком обедненная смесь, с недостаточным количеством топлива, может вызвать преждевременное зажигание и перегрев двигателя.

Важно установить правильное состояние и настройку карбюратора, чтобы обеспечить оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси. Это позволит двигателю работать эффективно и экономно

Преимущества правильно настроенной смеси воздуха и топлива:
— Меньшее количество выбросов вредных веществ;
— Экономичное потребление топлива;
— Снижение износа двигателя;
— Более плавная и стабильная работа двигателя.

а) Раскрытие дроссельной заслонки

Раскрытие дроссельной заслонки приводит к увеличению скорости воздушного потока, который смешивается с топливом в карбюраторе и проникает в цилиндр двигателя через впускной клапан. Дроссельная заслонка контролирует количество воздуха, поступающего в цилиндр, что позволяет регулировать мощность и скорость двигателя.

Раскрытие дроссельной заслонки также может быть автоматическим, в зависимости от положения педали газа и запрашиваемой мощности. Это обеспечивает оптимальное соотношение воздуха и топлива для достижения максимальной производительности двигателя.

б) Приток воздуха через воздушный фильтр

Воздушный фильтр карбюраторного двигателя предназначен для очистки воздуha от пыли, грязи и других частиц, чтобы предотвратить попадание этих веществ в цилиндр двигателя.

Приток воздуха через воздушный фильтр осуществляется благодаря разнице давлений внутри и вне фильтра. Когда двигатель работает, воздух поступает в фильтр через его внешний элемент, который предназначен для улавливания крупных частиц пыли и грязи.

Затем воздух проходит через фильтровочный материал, такой как бумажный или металлический слой, который задерживает более мелкие частицы.

Очищенный воздух затем проходит через воздушный коллектор и попадает во впускной коллектор двигателя, где смешивается с топливом, поступающим из карбюратора, и попадает в цилиндр для сжигания и создания энергии.

Таким образом, воздушный фильтр играет важную роль в защите двигателя от пыли и грязи, а также обеспечивает достаточный приток чистого воздуха для эффективного сгорания топлива в цилиндре.

в) Подача топлива через форсунку

В процессе такта впуска карбюраторного двигателя, когда поршень понижает давление в цилиндре, происходит подача топлива через форсунку. Форсунка вызывает разбрызгивание топлива внутри воздушного потока, который поступает во впускной коллектор и затем в цилиндр.

Настройка форсунки карбюраторного двигателя должна быть проведена правильно для обеспечения оптимальной подачи топлива. Если форсунка настроена неправильно, это может привести к недостаточной или чрезмерной подаче топлива, что негативно отразится на работе двигателя.

Важным аспектом подачи топлива через форсунку является его распределение по цилиндру. Равномерное распределение топлива позволяет обеспечить более эффективное сгорание и повысить производительность двигателя.

Для оптимальной работы форсунки необходимо следить за ее состоянием и регулярно проводить профилактическое обслуживание. Обычно промывка и проверка форсунок входит в регламент технического обслуживания автомобиля.

Как устроен карбюратор?

А что внутри агрегата — Основные элементы карбюратора: поплавковая и смесительная камера. Первая поддерживает нужный уровень горючего, а во второй топливо смешивается с воздухом. Прочие элементы: поплавок, диффузор, распылитель с жиклером, заслонка дросселя и воздушная заслонка, система холостого хода, экономайзеры и эконостаты.

Поплавковая камера;
Система холостого хода;
Главная дозирующая система;
Экономайзер;
Эконостат;
Смесительная камера;
Ускорительный насос.

Одним из самых важных элементов принято считать поплавковую камеру . Она работает так: когда двигатель потребляет топлива, камера начинает опустошаться, причем по мере движения находящегося в ней поплавка вниз открывается игольчатый канал. В работу включается уже топливный насос – как только объем топлива в камере будет достаточным, поплавок спровоцирует закрытие канала.

Все просто: на холостых главная дозирующая система бездействует, поскольку требуемые объемы топлива невелики, так что работать должна узкоспециализированная система. Эту систему также можно отрегулировать в сторону большего или меньшего обогащения смеси.

Жиклеры . Это дозирующий элемент, выполненный в виде резьбовой пробки с одним четко откалиброванным отверстием;
Главный распределитель . Понять его назначение легко по одному лишь названию;
Диффузор . Место сужения воздушного канала, за счет которого увеличивается скорость потока атмосферного воздуха.

Экономайзер включен как в однокамерный, так и двухкамерный карбюратор. Он обеспечивает еще более сильное обогащение горючего . Незаменим в тех случаях, когда автомобиль нужно разогнать до 110 и более километров в час. Здесь стоит отметить, что существуют экономайзеры принудительного холостого хода (сокращенно ЭПХХ), призванные обеднять топливовоздушную смесь.

Карбюраторный двигатель

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и автономным зажиганием .

В карбюраторном двигателе в цилиндры двигателя поступает готовая топливовоздушная смесь, приготавливаемая чаще всего в карбюраторе, давшем название типу двигателя, либо в газовоздушном смесителе, либо образующаяся при впрыске топлива, распыленного специальной форсункой, в поток всасывающегося воздуха — такие двигатели называются впрысковыми или инжекторными.

Независимо от способа смесеобразования и количества тактов в рабочем цикле карбюраторные двигатели имеют одинаковый принцип работы, а именно: сжатая в камере сгорания горючая смесь в определенный момент поджигается системой зажигания, чаще всего электроискровой. Может также использоваться зажигание смеси от калильной трубки, в настоящее время в основном в дешевых малогабаритных двигателях, например, на авиамоделях; плазменное, лазерное зажигание — в настоящее время в состоянии, скорее, экспериментальных разработок.

Карбюраторные двигатели по количеству тактов в рабочем цикле делятся на четырехтактные, или двигатели Отто, у которых рабочий цикл состоит из четырех тактов и включает четыре полуоборота коленвала, и двухтактные, рабочий цикл которых включает два полуоборота коленвала с одновременным протеканием разных тактов одновременно. Последние, благодаря относительной простоте конструкции, получили широкое распространение как двигатели для мотоциклов и разнообразных агрегатов, требующих простоты и дешевизны конструкции — бензопилах, мотокультиваторах, как пусковые двигатели для более мощных дизелей и т. д.

Карбюраторные двигатели разделяются на атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется только за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня и двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в цилиндр происходит под давлением, создаваемым специальным компрессором, с целью увеличения рабочего заряда в том же рабочем объеме и получения повышенной мощности двигателя.

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт , светильный газ, пропан-бутановая смесь, этиловый спирт, керосин, лигроин, бензин и их смеси. Наибольшее распространение получили бензиновые и газовые карбюраторные двигатели.

Что подает карбюраторный двигатель при такте впуска?

Способность карбюраторного двигателя подавать правильную смесь влияет на его эффективность и производительность. Впуск происходит благодаря работе карбюратора, который смешивает воздух и топливо в определенных пропорциях. Регулировка соотношения воздуха и топлива позволяет достичь оптимальной мощности, экономии топлива и минимизации выбросов вредных веществ.

Влияние качества впуска на производительность карбюраторного двигателя необходимо учитывать при обслуживании и настройке. Оптимальная работа двигателя зависит от точности смешивания воздушно-топливной смеси и подачи ее в цилиндры.

Система питания бензинового двигателя карбюраторного типа

В карбюраторном двигателе система подачи топлива работает следующим образом.

Топливный насос (бензонасос) подает топливо из бака в поплавковую камеру карбюратора. Топливный насос, обычно мембранный, расположен непосредственно на двигателе. Привод насоса осуществляется при помощи штока-толкателя эксцентриком на распределительном валу.

Очистка топлива от загрязнений совершается в несколько этапов. Самая грубая очистка происходит сеточкой на заборнике в топливном баке. Затем топливо фильтруется сеточкой на входе в бензонасос. Также сетчатый фильтр-отстойник установлен на входном патрубке карбюратора.

В карбюраторе очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из бака смешиваются и подаются во впускной трубопровод двигателя.

Карбюратор устроен таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение воздуха и бензина в смеси. Это соотношение (по массе) составляет приблизительно 15 к 1. Топливовоздушная смесь с таким соотношением воздуха к бензину называется нормальной.

Нормальная смесь необходима для работы двигателя в установившемся режиме. На других режимах двигателю могут потребоваться топливовоздушные смеси с иным соотношением компонентов.

Обедненная смесь (15-16,5 частей воздуха к одной части бензина) имеет меньшую скорость сгорания по сравнению с обогащенной, но зато происходит полное сгорание топлива. Обедненная смесь применяется при средних нагрузках и обеспечивает высокую экономичность, а также минимальный выброс вредных веществ.

Бедная смесь (более 16,5 частей воздуха к одной части бензина) горит очень медленно. На бедной смеси могут возникать перебои в работе двигателя.

Обогащенная смесь (13-15 частей воздуха к одной части бензина) обладает наибольшей скоростью сгорания и используется при резком увеличении нагрузки.

Богатая смесь (менее 13 частей воздуха к одной части бензина) горит медленно. Богатая смесь необходима при пуске холодного двигателя и последующей работе на холостом ходу.

Для создания смеси, отличной от нормальной, карбюратор снабжен специальными устройствами — экономайзер, ускорительный насос (обогащенная смесь), воздушная заслонка (богатая смесь).

В карбюраторах разных систем эти устройства реализованы по-разному, поэтому здесь мы не будем рассматривать их более подробно. Суть просто в том, что система питания бензинового двигателя карбюраторного типа содержит такие конструктивные элементы.

Для изменения количества топливовоздушной смеси и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала двигателя служит дроссельная заслонка. Именно ею управляет водитель, нажимая или отпуская педаль газа.

Сжатие смеси

После прохождения впускного такта, поршень двигается вверх, сжимая впитанную ранее воздушно-топливную смесь. Во время сжатия смесь подвергается давлению от поршня и сжигается воздушно-топливной смеси зажигании. В результате сжатия, объем смеси уменьшается, а температура и давление увеличиваются.

Важно отметить, что сжатие смеси в карбюраторном двигателе происходит меньше, чем в дизельном двигателе. Это связано с тем, что в карбюраторном двигателе смесь зажигается и сжигается с помощью свечи зажигания, а в дизельном двигателе зажигание происходит за счет сжатия воздуха

Сжатие смеси играет важную роль в работе двигателя, так как от него зависит эффективность сгорания смеси. Чем выше давление и температура сжатия, тем лучше сгорает смесь и выше трудовой параметр.

Характеристики карбюраторного двигателя

Работа двигателя определяется его мощностью, действенным давлением, крутящим моментом, скоростью и частотой вращения коленчатого вала и потребление топлива.

Мощность карбюраторного двигателя, а также его крутящий момент подчиняются скорости вращения коленвала и высоты давления.

Скоростная характеристика карбюраторного двигателя устанавливается наивысшей мощностью, которую реально получить от давления при разной частоте вращения коленвала.

При небольшой скорости движения коленчатого вала давление в цилиндрах невысокое и мощность двигателя, соответственно, тоже небольшая. При ускорении вращения коленвала и давление поднимается, так как горючая смесь сгорает быстрее.

Потребление топлива увеличивается при небольшой частоте вращения коленчатого вала, так как процесс сгорания проходит медленнее, теплоотдача большая, а при увеличении частоты вращения механические и тепловые затраты увеличиваются.

Скоростная характеристика дизельного двигателя определяется при недвижимой рейке топливного насоса, который дает высокую подачу топлива на конкретном режиме скорости и бездымной эксплуатации.

При заведенном двигателе автомобиля количество вращений коленвала меняется. Если беспричинно увеличивается потребление топлива, то происходит это благодаря ухудшению рабочего процесса двигателя.

Принцип работы карбюраторного двигателя

Принцип действия карбюраторного двигателя относительно простой и складывается из четырех тактов, которые совпадают с движением вверх и вниз в последовательности один за одним:

Первый такт — впуск; клапан впуска отворяется и в цилиндр доставляется новая смесь от системы питания.
Второй такт — сжатие; поршень сдавливает горючую смесь в камере сгорания. Все клапаны прикрыты.
Третий такт — расширение; происходит возгорание сдавленной горючей смеси от свечи зажигания. Смесь сжигается достаточно быстро при неизменном объеме, который соответствует объему самой камеры сжатия. Это основная характерность работы карбюраторного двигателя. При перегорании формируются газы, которые двигают поршень книзу и передают движение коленвалу.
Четвертый такт — впрыск; коленвал вращается и выбрасывает из цилиндра отработанные газы через приоткрытый клапан выпуска.

На этом один рабочий цикл карбюраторного двигателя заканчивается.

При первом такте клапан впуска уже в открытом виде при подходе поршня и благодаря высокой скорости движения поршня рабочая смесь продвигается к цилиндру и еще какое-то время при поднятии поршня во втором такте.

Искра поджигает рабочую смесь до того, как в цилиндре образуется высокое давление. В четвертом такте клапан выпускает отработанные испарения, чем очищает цилиндр еще до подхода поршня. Однако выход газов не прекращается даже после подхода поршня. Затем происходит запуск новой порции рабочей смеси, которая опять проходит в цилиндр.

Отсюда следует, что в работе между первым и четвертым тактом единовременно открываются клапаны впуска и выпуска, то есть происходит перекрытие клапанов. За момент перекрытия цилиндр очищается и в нем происходит разрежение, которое помогает выгоднее заполнить цилиндр горючей смесью при первом такте.

В таком двигателе происходит наружное образование рабочей смеси с ее сжатием и вынужденным поджиганием. На сегодняшний день как топливо чаще используется бензин, но они могут отлично выполнять свою работу и на газу.

Также популярны дизельные двигатели, где поджигание происходит от сжатия, их принцип работы зависит от нагревания газа при сжатии. Когда сжатие повышается, температура также поднимается. В это время в камеру сгорания через форсунку происходит впрыск топлива, которое поджигается и от полученных газов поршень передвигается. Сгорание топлива происходит после начала движения поршня.

Выше указан принцип работы одноцилиндрового двигателя, но он не способен создать условия непрерывного вращения с одинаковой скоростью. Расширенные газы оказывают действие на коленвал для его 1/4 части оборота, оставшиеся ¾ оборота движения поршня происходят по инерции.

Для ликвидации такой недоработки двигатели делают многоцилиндровыми, что способствует наиболее равномерному вращению и неизменному крутящему моменту.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на
карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;

Более детально узнать о назначении, устройстве и принципе работы карбюратора, вы можете здесь: Карбюратор: устройство и принцип работы

инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается от температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. В моторах данного типа тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. В данных моторах преображение тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Наиболее надёжными, неприхотливыми, экономичными в плане расходования топлива и необходимости в регулярном техобслуживании, являются поршневые двигатели.

Технику с прочими видами ДВС можно вносить в Красную книгу. В наше время автомобили с роторно-поршневыми двигателями делает только «Mazda». Опытную серию автомашин с газотурбинным двигателем выпускал «Chrysler», но было это в 60-х годах, и более к этому вопросу никто из автопроизводителей не возвращался. В СССР газотурбинными двигателями оснащались танки «Т-80» и десантные корабли «Зубр», но в дальнейшем решено было отказаться от данного типа моторов. В связи с этим, подробно остановимся на «завоевавших мировое господство» поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Перемешивание воздуха и топлива

В процессе такта впуска в цилиндры двигателя происходит перемешивание воздуха и топлива. Для эффективного сгорания смеси необходимо достичь оптимального соотношения воздуха и топлива. Воздух должен быть равномерно распределен по объему цилиндра, а топливо должно быть равномерно распределено по поверхности воздушной струи.

Первоначальное перемешивание происходит на уровне карбюратора или форсунки топливного инжектора. Воздух, поступающий в двигатель, проходит через систему фильтрации, очищается от пыли и посторонних частиц. Затем он попадает в систему впуска, где смешивается с топливом.

Для достижения равномерного перемешивания воздуха и топлива, используются специальные конструктивные элементы системы впуска. Один из таких элементов – диффузор, который увеличивает скорость воздушного потока и создает условия для его равномерного распределения по объему цилиндра.

Кроме того, в системе впуска применяются вихревые камеры, которые создают турбулентный поток воздуха, способствуя его активному перемешиванию с топливом. Воздушно-топливная смесь становится более однородной и легко воспламеняемой.

В результате перемешивания воздуха и топлива образуется равномерная смесь, которая попадает в цилиндр двигателя. Это обеспечивает оптимальное сгорание смеси и повышает эффективность работы двигателя.

Горючая смесь. Режимы работы двигателя

Для полного и быстрого сгорания топлива в цилиндрах двигателя оно должно быть распылено и смешано с воздухом. Смесь паров бензина с воздухом называется горючей смесью. В цилиндрах всегда остаются газы от предыдущего цикла. Горючая смесь вместе с остаточными газами образуют рабочую смесь. Установлено, что для сгорания 1 кг бензина теоретически требуется 15 кг воздуха. При работе двигателя количество воздуха в смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. В зависимости от соотношения масс бензина и воздуха различают следующие виды смеси: нормальная, обедненная, бедная, обогащенная, богатая. Состав горючей смеси оценивается специальным показателем — коэффициентом избытка воздуха (а). Это отношение действительного количества воздуха в смеси Lд к теоретически необходимому для полного сгорания топлива t

Нормальной называется смесь в которой на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха (а=1,0).

В обедненной смеси имеется небольшой избыток воздуха (a= 1,05. 1,15), а в бедной — значительный избыток воздуха (а=1,2.. ..1,25).

Обогащенной называется смесь имеющая небольшой недостаток воздуха (а=0,8. 0.95), а богатой- имеющая значительный недостаток воздуха (а=0,4. 0,8).

В условиях эксплуатации автомобиля для карбюраторного двигателя характерны несколько основных режимов работы.

Режим холостого хода требует богатой смеси (а=0,6. 0,8) так как при этом ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и увеличивается содержание остаточных газов.

Режим частичных (средних) нагрузок характерен для большей части времени работы двигателя, поэтому для такого режима целесообразен экономичный состав, т.е, смесь должна быть объединенной (а=1,05. 1,15).

Режим полных нагрузок требует обогащенной смеси (а=08. 0,95), так как такая смесь обладает наибольшей скоростью сгорания и обеспечивает максимальную мощность двигателя.

Источник

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя

Рассмотрим подробно каждый такт цикла.

Такт впуска

Поршень 4 движется от в.м.т. к н.м.т. Над ним в полости цилиндра 1 создается разрежение. Впускной клапан 6 при этом открыт, цилиндр через впускную трубу 7 и карбюратор 8 сообщается с атмосферой. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распыливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр. Заполнение цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в н.м.т. К этому времени впускной клапан закрывается.

Такт сжатия

При дальнейшем повороте коленчатого вала 10 поршень движется от н.м.т. к в.м.т. В это время впускной 6 и выпускной 3 клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В такте сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. В конце такта сжатия между электродами свечи 5 возникает электрическая искра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, давление и температура газов повышаются.

Такт расширения

Оба клапана закрыты. Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в.м.т. к н.м.т. (рисунок в) и при помощи шатуна 9 вращает коленчатый вал 10, совершая полезную работу.

Такт выпуска

Когда поршень подходит к н.м.т., открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы под действием избыточного давления начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок г) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы.

Далее рабочий цикл повторяется.

Процессы впуска в цилиндры

Главной задачей такта впуска является заполнение цилиндров свежим зарядом. Для этого происходит открытие впускных клапанов, и воздух или топливо-воздушная смесь начинают поступать в цилиндры

При этом важно, чтобы клапаны открылись на достаточный угол, чтобы обеспечить свободный приток воздуха или смеси

Кроме того, процесс впуска в цилиндры включает и сжатие воздуха или смеси. При впуске происходит также увеличение давления в цилиндрах, что обеспечивает более эффективное сгорание топлива.

Важным элементом такта впуска является и смешение воздуха или топливо-воздушной смеси с уже находящимся в цилиндре остаточным объемом сгоревших газов. Это позволяет улучшить качество сгорания и повысить эффективность работы двигателя.

Основное значение процессов впуска в цилиндры заключается в создании оптимальных условий для последующего сгорания топлива. Правильное заполнение цилиндров свежим зарядом и смешение сгоревших газов с воздухом позволяют улучшить экономичность двигателя, увеличить его мощность и заметно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.