История создания карбюратора кратко

Обновлено: 08.07.2024

Обычный автомобильный двигатель внутреннего сгорания работает, как известно, н

К 100-летию карбюратора

Обычный автомобильный двигатель внутреннего сгорания работает, как известно, на бензине. Точнее, на парах бензина, смешанных с воздухом во вполне определенном соотношении. Эту смесь надо предварительно приготовить, т. е. распылить бензин в воздухе, и подать в цилиндры двигателя.
Приготовить топливо-воздушную смесь можно традиционным способом — во внешнем устройстве — карбюраторе, в котором для распыления и испарения бензина используется создаваемое двигателем разрежение. Можно и по-другому — принудительной, под давлением подачей бензина в воздушный поток — это будет т. н. впрыск топлива.
Подавать приготовленную смесь в цилиндры тоже можно по-разному. Можно предоставить двигателю, как обычно, самому всасывать смесь. А можно поставить компрессор и загонять ее туда под давлением — получится двигатель с наддувом воздуха.
Все сказанное объединяет весьма широкий круг вопросов, связанных с системами питания двигателя, которым мы решили посвятить несколько статей — в одном номере столь объемистый материал не поместится. Сделать это мы планируем следующим образом.
Сначала карбюратор — самое старое и известное устройство для приготовления топливо-воздушной смеси. На современных автомобилях карбюратор встречается уже редко. Но прослужил он человечеству верой и правдой целый век, поэтому совсем обойти его вниманием было бы неправильно. После этого мы рассмотрим системы впрыска топлива, пришедшие на смену карбюратору. И напоследок хотим разобраться с системами наддува воздуха.
А пока, 100-летний юбилей карбюратора.

Вашему вниманию предлагаются заметки ведущего научного сотрудника Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ), кандидата технических наук А. В. Дмитриевского, принимавшего участие в создании многих моделей отечественных двигателей.

По мере роста мощности двигателей на автомобилях массового производства появились двух- и четырехкамерные карбюраторы с последовательным открытием дроссельных заслонок. Конструкции усложнялись все больше и больше. От карбюратора требовалось обеспечить хорошее распыливание топлива при малых расходах воздуха, и как можно меньшее аэродинамическое сопротивление — при больших. Одним из возможных решений было сделать сечение диффузоров карбюратора переменным, изменяющимся в зависимости от расхода воздуха. За дело взялись изобретатели. Появились сотни патентов на карбюраторы с переменным сечением диффузоров, сразу завоевавшие признание на одно- и двухцилиндровых двигателях. С многоцилиндровыми двигателями было сложнее.
Первый карбюратор с переменным сечением диффузора в нашей стране появился на автомобиле ЗИС-101 еще до войны. А после войны на Московском карбюраторном заводе (МКЗ) было создано целое КБ. Закрытое — из специалистов-зэков. Люди работали напряженно, почти без сна — за успешное завершение работ была обещана амнистия. В рекордно короткие сроки были созданы карбюраторы К-80 и К-81 (рис. 4), предназначенные для грузовых автомобилей. На просьбу передать карбюратор на испытания в НАМИ — жесткий отказ, работа секретная. Но однажды главный конструктор МКЗ Панфилов с ужасом увидел этот карбюратор на столе у одного из научных сотрудников НАМИ. "Где взял?" — "Купил на Коптевском рынке за 15 рублей". Там продавалось все.
Отличительной особенностью К-80 и К-81 была пара крылышек в каждом диффузоре. По мере увеличения расхода воздуха крылышки расходились, увеличивая проходное сечение. Однако в дальнейшем выяснилось, что, несмотря на прекрасные характеристики, полученные при заводских испытаниях, карбюраторы не выдерживали жестких требований эксплуатации. Износ подвижных деталей, изменение упругости стягивающих крылышки пружин приводили к нарушению регулировок. Не лучшим решением оказалось и применение диффузора прямоугольного сечения. Заводу пришлось вернуться к карбюратору обычной конструкции.
Примерно такая же судьба постигла и карбюраторы К-22, которые использовались на двигателях автомобилей Горьковского автозавода. В этой конструкции при повышении расхода воздуха расходились в стороны стальные пластинки, увеличивая проходное сечение. Со временем пластинки зарастали нагаром и смолистыми отложениями и карбюратор терял свои преимущества, требуя тщательной чистки и регулировки.
В конце 40-х годов в НАМИ изобретателем В. В. Норневским был создан карбюратор, в котором для изменения кольцевого сечения диффузора были применены два вращающихся цилиндра с выемками. Обычно в конструкциях с переменным сечением диффузоров для дозировки топлива использовалась коническая игла в топливном жиклере, приносящая много неприятностей и в производстве, и в эксплуатации. Норневский решил отказаться от иглы и попытался решить задачу подбором отверстий в распылителе. Приходя утром в лабораторию он обычно говорил: "Вот просверлю еще одну дырочку и Коня на живодерку", — имея в виду начальника лаборатории Конева. Испытав тысячи вариантов распылителей, Норневский создал чудо. Карбюратор обеспечивал нужные характеристики без иглы, без экономайзера, без ускорительного насоса. Из распылителя топливо, попадая в поток воздуха, идущий со скоростями, близкими к звуковым, превращалось в однородный туман. Но над изобретением висел злой рок. Однажды пришлось снять карбюратор с автомобиля. В воскресенье дежурные монтеры решили покататься. Бензонасос начал плевать топливо из трубки во впускной трубопровод, двигатель завелся, автомобиль поехал. Похоже, можно было обходиться вообще без карбюратора. Когда насос начал поливать топливом выхлопную трубу, машина загорелась. Злоумышленники сбежали. В 1952 году Норневский умер, так и не увидев свое детище в производстве.
Задача снижения расхода топлива стояла всегда. Работы над созданием экономайзера — устройства, отключающего подачу бензина в режиме принудительного холостого хода (ЭПХХ) начались в автомобильной лаборатории, возглавляемой академиком Е. А. Чудаковым, еще в середине 30-х годов. Работали много лет, но получалось плохо — ведь тогда не было электроники. А жаль. Это я прочувствовал на собственной шкуре в 1963 году во время ралли "Акрополис".
Шли мы на "Москвиче-407". Естественно, специально подготовленном, хотя внешне ничем не отличавшимся от серийной машины. После горной гонки недалеко от Афин вниз спускались группами. Изношенные к концу ралли тормоза держали плохо — вся надежда была на торможение двигателем. В результате забросало топливом свечу первого цилиндра. По условиям соревнований открывать капот нельзя — сразу получаешь много штрафных очков. Следующую гонку на аэродроме пришлось идти на трех цилиндрах. С соответствующим результатом. Если бы был ЭПХХ, этого бы не произошло.
Когда началась эпоха борьбы за снижение токсичности выхлопа, пришлось вернуться к работам по ЭПХХ. В 1973 году мы создали соответствующую систему с электронным блоком управления и сумели запатентовать ее в 17 странах. Система, получившая название "Каскад", представляла из себя маленький карбюратор в корпусе дроссельных заслонок. На холостом ходу топливо подавалось через кольцевой распылитель в поток воздуха, идущий со скоростями, близкими к звуковым. Почти идеальное распыливание топлива обеспечило возможность снижения СО и СН на холостом ходу до величин в 5--8 раз ниже современных допустимых норм.
У новой системы сразу появилось много противников. Их основной довод: таких систем нет за рубежом. Тогда для снижения токсичности делались дополнительные воздушные клапаны и устройства, приоткрывающие дроссельную заслонку. В результате вместо того, чтобы тормозить, автомобиль делал прыжок вперед, увеличивался расход топлива, изнашивались тормоза.
Спасение разработки пришло от министра автомобильной промышленности В. Н. Полякова. Однажды он собрал главных заводских конструкторов и ведущих специалистов-разработчиков, которым устроил разнос: "Форд создал систему холостого хода, снижающую содержание СО на 10%, а вы ничего не делаете". Я пошел в контратаку — система "Каскад" снижала не только СО, но и СН на 20--30%. Кроме того, уменьшался расход топлива, повышалась эффективность торможения двигателем, а при выключении зажигания исключалась работа с самовоспламенением.
Гнев министра обратился на заводских конструкторов. Тем ничего не оставалось делать, как назвать сроки внедрения. Карбюраторы двигателей ВАЗ 2105 и 2107 с нашей системой пошли в производство. Начальник КБ ЛенКарЗа Магдычанский, занимавшийся однокамерными карбюраторами, тоже взялся за внедрение "Каскада", и через 2 года появились карбюраторы с этой системой для Ульяновских и Запорожских автомобилей. А вот другие специалисты начали изобретать похожие по принципу, но свои системы. На это ушло почти 10 лет.
Ну а бывшие враги вынуждены были превратиться в сторонников. Когда к нам в лабораторию пришел министр, один из руководителей схватил только что снятый с двигателя карбюратор, наклонил его, чтобы показать систему ЭПХХ, открыл дроссельную заслонку. и по серому костюму министра прошла длинная струя бензина из ускорительного насоса. Руководство побледнело и закачалось, но все обошлось благополучно.
Ужесточение требований к экономичности двигателей и токсичности выхлопа заставило зарубежные фирмы тоже заняться ЭПХХ. Фирма Pierburg в середине 80-х годов начала выпускать карбюраторы Ecotronic. Конструкция была громоздкая. Для приоткрывания на холостом ходу дроссельной заслонки использовался мембранный механизм размерами чуть ли не с сам карбюратор. Частота вращения двигателя поддерживалась специальным электронным блоком. На нагрузочных режимах оптимальный состав смеси устанавливался при помощи шагового электродвигателя, управляющего воздушной заслонкой, при этом учитывались температура охлаждающей жидкости и воздуха, скорость открытия дроссельной заслонки и некоторые другие параметры.
Карбюратор постепенно обрастал все новыми и новыми дополнительными устройствами — электромагнитными клапанами, соединяющими поплавковую камеру с адсорбером, улавливающим пары бензина при неработающем управлении системой вентиляции картера, схемами рециркуляции отработавших газов и др.
Окончательно добило карбюратор внедрение 3-компонентных нейтрализаторов отработавших газов, которые требуют регулировать состав смеси с точностью 0,5%. Не то, чтобы это была нерешаемая проблема. Удовлетворяющий этим требованиям карбюратор, например, был создан на ДААЗе на базе Solex. Два электромагнитных клапана (один в системе холостого хода, другой, устанавливаемый вместо экономайзера), работая в пульсирующем режиме, поддерживали заданный состав смеси. Но в целом вся система получилась слишком сложной. Двигатель так оброс трубками, проводами, клапанами, что на него было страшно смотреть. Соответственно, существенно снизилась надежность системы питания в целом. И резко возросла стоимость. Современный карбюратор такого типа с учетом расходов на его регулировку и обслуживание обходится уже не дешевле, а то и дороже распространенных систем впрыскивания топлива, которые к тому же обеспечивают лучшую динамику, топливную экономичность и токсичность при высокой стабильности основных показателей в процессе эксплуатации. Но об этом в следующий раз.

Жидкое топливо в бензиновых двигателях не может обеспечить работу поршневой группы. Для создания крутящего момента на коленчатом валу необходима серия циклических микровзрывов в цилиндрах, в то время, как жидкий бензин просто горит. Когда топливо смешивается с воздухом (содержащим большое количество кислорода), создается смесь, способная образовывать вспышку, обладающую большой кинетической энергией.

На заре двигателестроения применение газа стало невыгодным. Возникла необходимость создания устройства, которое могло с высокой степенью надежности и безопасности обеспечить формирование из бензина и воздуха качественной смеси. Принцип работы карбюратора первой серии основывался на испарении паров топлива. Камера нагревалась от внешнего источника тепла, бензиновые пары смешивались с воздухом за счет конвекции.

Характеристики такого карбюратора не позволяли развивать большую мощность, поэтому эта конструкция не прижилась в моторостроении. Для первых экземпляров автомобилей было достаточно того, что они просто ехали, в дальнейшем потребности клиентов росли, стал развиваться автоспорт. Возникла необходимость создать карбюратор, не имеющий ограничений по мощности мотора.

Следующее поколение, изобретенное немецкими инженерами Даймлером и Майбахом, работало по принципу распыления топлива. Размеры агрегата уменьшились (не было необходимости встраивать объемную испарительную камеру с емкостью для нагрева), а производительность, напротив, выросла в разы. Фактически был создан вакуумный карбюратор, конструкция которого используется в современных моделях. Главный технический прорыв – переход топлива в газообразное состояние происходил принудительно, что давало простор для экспериментов с производительностью. Разумеется, устройство карбюратора Даймлера – Майбаха было не похоже на современные конструкции высокопроизводительных вакуумных моделей со специальным ресивером и контролем за разряжением воздуха.

Однако принцип работы был таким же, как на любом современном образце.

Устройство карбюратора (типовое описание для всех модификаций)

На схеме изображено взаимное расположение основных узлов:

Трубка подачи бензина от топливного насоса;
Поплавок с игольчатым клапаном, перекрывающим топливопровод;
Жиклер приема топлива из поплавковой камеры;
Форсунка распылителя жидкого топлива;
Камера смесителя, в которой образовывается топливная смесь;
Воздушная заслонка, регулирующая объем входящего потока чистого воздуха из фильтра;
Диффузор, формирующий направление потока воздуха;
Заслонка дросселя, регулирующая подачу смеси во впускной тракт двигателя.

Как работает карбюратор?

Рассмотрим работу каждого узла.

У каждого карбюратора есть инструкция по выставлению параметров. Регулировка может производиться самостоятельно, или на профильном сервисе. При смене условий эксплуатации (количество кислорода в воздухе, регулярная нагрузка на автомобиль, включение кондиционера в летний период и пр.), следует произвести повторную настройку.

Чем отличаются карбюратор классической конструкции и устройство с электронным управлением?

Выше по тексту были описаны принципы работы механического карбюратора. Все настройки устанавливаются с помощью винтов, и не могут быть изменены динамически, в ходе работы. Схема карбюратора постоянно совершенствуется, и в новых моделях (некоторые выпускаются по сей день) достаточно много электроники. Например, электромагнитным клапаном оснащены практически все механические модели.

На этом устройстве остановимся подробнее:

Дело в том, что при полностью отпущенной педали газа, дроссельная заслонка перекрыта, и мотор по идее должен заглохнуть. Для работы ДВС без нагрузки (просто чтобы не заводить его каждый раз после остановки), внедрена система холостого хода. С ее помощью, даже при перекрытых заслонках, в корпус поступает минимальный объем бензина и воздуха. Формируемой топливной смеси достаточно для поддержания работоспособности силового агрегата без нагрузки на коленвал.

Этот параметр требует точной регулировки: если обороты холостого хода завышены, вырастет расход бензина, а если занижены – мотор будет глохнуть при остановках. При изменении условий работы (температура, наличие климатической установки с кондиционером, дополнительное оборудование, дающее нагрузку на генератор), режим холостого хода меняется, поэтому был установлен клапан холостого хода (электрический), который управляет процессом линейно, в зависимости от нагрузки.

Никакой программы управления нет, в клапан заходит лишь провод питания. В зависимости от некоторых условий работы, положение клапана меняется.

Виды карбюраторов по производителям – какой выбрать?

Не следует бояться этого на первый взгляд сложного устройства. Схема работы простая и надежная, залог нормального функционирования – чистота всех внутренних элементов и правильная настройка.

В современном автомобилестроении используются как карбюраторные, так и инжекторные типы моторов. Карбюраторы появились значительно раньше инжекторов, поэтому имеют ряд несомненных достоинств, так как на протяжении века неоднократно дорабатывались и совершенствовались. Устройство карбюратора считается довольно сложным, но при должном внимании и последовательности каждый автолюбитель сможет понять принцип работы и функциональность каждой из его частей.

История создания карбюраторов

Первый карбюратор был создан в 1895 году. Основателем идеи, а также сборщиком и испытателем работы карбюратора считается немец Вильгельм Мэйбах. Примечательно, что он нигде не учился, а является самоучкой-техником.

С тех пор карбюраторные двигатели претерпели значительные изменения, однако суть их работы осталась прежней. Главным же отличием современных карбюраторов от первых моделей является способ образования топливовоздушной смеси — в старых образцах бензин просто испарялся, а сейчас имеет место распыление топлива в воздухе.

В 1925 году немецкая компания Bosch первой в мире запускает массовое производство карбюраторных двигателей. Они уже оснащены топливным насосом высокого давления и системой впрыска бензина засчёт использования форсунок. Благодаря новому принципу оснащения транспортных средств удалось стабилизировать работу машин и сделать их более безопасными.

После выпуска дизельных автомобилей удалось разработать новые типы карбюраторов, которые увеличивали мощность бензиновых моторов. Эти новые модели оборудовались впускным коллектором. Дальнейшие разработки в области прибавления мощностных характеристик карбюраторам позволили создать двигатель с непосредственным впрыском топлива, который обладал высоким крутящим моментом. Автомобили с таким типом карбюратора массово начали выпускаться в середине 1940 годов.

В 1965 году компания Bosch снова покоряет мировой автопром благодаря проектированию новых карбюраторов с системой распределённого впрыска. Эта система удешевила стоимость всей конструкции, так как вместо массивного и дорогого ТНВД можно было использовать обычный электронасос.

В 1994 году другая компания — Mitsubishi Motors — начинает внедрять в производство карбюраторных автомобилей систему непосредственного впрыска. Новые силовые агрегаты заметно сокращают количество потребляемого топлива, к тому же при одинаковом объёме камер сгорания такие моторы обеспечивают максимальный крутящий момент. Карбюраторы с непосредственным впрыском выделяют меньше испарений в окружающую среду.

Сегодня разные производители используют карбюраторы как с непосредственным, так и распределённым впрыском. Однако развитие карбюраторных силовых агрегатов продолжается.

Что такое карбюратор

Карбюратором называют важнейший узел среди всех систем автомобиля. Он относится к устройству двигателя внутреннего сгорания и предназначен для образования топливовоздушной смеси. Карбюрация (то есть создание) смеси осуществляется путём смешения жидкого горючего и воздуха, при этом важное значение имеет пропорциональность частей.

Устройство монтируется на впускном коллекторе и подключается к множеству шлангов и магистралей

Сегодня карбюраторы используются на самых разных двигателях для обеспечения работы разнообразных технических устройств. Первые типы карбюраторов (барботажные) ныне уже не используются, так как их вытеснили более производительные мембранно-игольчатые и поплавковые.

Мембранно-игольчатый карбюратор состоит из камер, которые разделены специальными мембранами. Между собой мембраны довольно жёстко фиксируются штоком, один из концов которого представляет собой иголку. Игла во время работы карбюратора движется вверх-вниз и то открывает клапан подачи горючего, то закрывает его. Это самый простой на сегодняшний день тип карбюраторных механизмов, который используют на газонокосилках, самолётах и некоторых видах грузовых автомобилей (например, на ЗИЛ-138).

Поплавковый карбюратор представлен сегодня в нескольких модификациях, однако все они имеют схожий принцип работы. В качестве основного элемента такого устройства выступает поплавок и поплавковая камера. Именно камера отвечает за своевременную подачу горючего и воздуха, в ней формируется топливовоздушная смесь и подаётся в камеру сгорания. Поплавковый карбюратор гарантирует бесперебойную работу мотора и обеспечивают хорошую динамику и тягу. Поэтому такой карбюраторный вид устройств получил в современном автомобилестроении особенную популярность.

Устройство содержит множество компонентов, взаимосвязанных друг с другом

Сравнение моновпрыска и карбюраторной системы

Моновпрыском называется одна из разновидностей электронной системы впрыска топлива в двигатель. Можно сказать, что моновпрысковые системы являются своего рода переходной моделью от карбюратора к инжектору.

Существенной разницей между моновпрыском и карбюраторной системой можно считать наличие у моновпрыскового устройства компьютерного блока контроля подачи и расхода горючего, а также бензинового насоса и одной форсунки, работающей от электричества. Тип работу моновпрыска аналогичен карбюратору, только с использованием более современных компонентов.

Устройство имеет минимальные размеры при сохранении всех функций карбюратора

Главным достоинством системы моновпрыска является бесперебойная работа мотора, так как в агрегате постоянно поддерживается минимальное давление в 1 бар. То есть транспортные средства с моновпрыском могут бесперебойной работать при резком обгоне или торможении, когда как карбюраторные механизмы не всегда могут гарантировать стабильность мотора в этих режимах.

К тому же моновпрыск гарантирует повышение мощности силового агрегата засчёт отсутствия провалов в питании.

Однако карбюраторы и по сей день считаются более экономичными устройствами, так как впрыск топлива осуществляется не в одной точке, а по всей камере, что позволяет использовать весь поступающий объём горючего. По этой причине двигатели с карбюраторами легче заводятся в зимнее время.

Таким образом, карбюраторные устройства обладают хорошими характеристиками в плане экономного потребления горючего и возможности запуска в любых климатических условиях. Моновпрыск обеспечивает более стабильную работу мотора и высокие качества мощности автомобиля.

Cовременные автовладельцы по-разному оценивают преимущества использования тех или иных систем:

Что такое жиклёр

Одним из компонентов современных карбюраторов являются жиклёры. Они представляют собой небольшие детали с чётко выверенными отверстиями. Различают топливные и воздушные жиклёры — соответственно для подачи жидкости или воздуха. Также существуют главные, компенсационные, жиклёры холостого хода и другие виды.

Эта деталь имеет определённую пропускную способность, засчёт чего достигается та производительность мотора, которая устанавливается на заводе. Калибровка отверстий считается главным критерием работоспособности детали, поэтому чистку жиклёра от грязи и нагара следует выполнять крайне аккуратно, чтобы процедура не повлияла на размер отверстий.

Маленькое устройство для дозирования горючего

Экономайзер — ещё один элемент карбюратора

Экономайзер — это устройство, которое призвано выполнять регулировку подачи горючего. В зависимости от типа (ЭПХХ или ЭМР), экономайзеры обеспечивают необходимый крутящий момент во время движения или стоянки автомобиля при работающем двигателе.

Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) также является электромагнитным клапаном в устройстве карбюратора. Он монтируется в верхней части карбюраторного корпуса и отключает подачу бензина, если скорость вращения коленвала выше 2 тысяч оборотов и в то же время нет давления на педаль газа. Благодаря работе ЭПХХ удаётся значительно сэкономить расход топлива. К тому же экономайзер этого типа включается в период затяжного спуска, что приводит к торможению двигателем и обеспечению дополнительной устойчивости автомобиля.

ЭМР (экономайзер мощностных режимов) находится ниже ЭПХХ. Устройство призвано увеличивать поток горючего на высоких оборотах двигателя. ЭМР активируется в тот момент, когда педаль газа выжата более, чем на 2/3. В этом случае срабатывает открывание заслонки дросселя, и экономайзер подаёт топливо к распылителю в необходимом объёме. То есть топливовоздушная смесь становится более обогащённой, что увеличивает крутящий момент.

Важной частью экономайзера является игла

Поплавок — что это такое

Самый распространённый вид карбюратора — поплавковый. Важнейшим элементом устройства считается поплавковая камера, которая обеспечивает необходимый уровень топлива во всех режимах работы мотора.

Основным элементом камеры является поплавок, который и определяет, сколько топлива на данный момент имеется в камере и какой объём ещё потребуется для полноценной бесперебойной работы. Устройство поплавков может различаться на разных модификациях карбюраторов, они могут быть выполнены из пластика или латуни.

Изделия из латуни отличаются крупными размерами (пластиковые поплавки гораздо меньше)

Прокладка карбюратора

Прокладка является необходимым элементом при установке любого карбюраторного устройства. Она предназначается для уплотнения соединения между карбюратором и впускным коллектором на автомобиле. В некоторых случаях обосновано применение сразу двух или трёх прокладок для более надёжного соединения.

Единственное назначение прокладок карбюратора заключается в предотвращении подсоса воздуха со стороны.

На сегодняшний день выделяется три вида прокладок, которые могут быть использованы для монтажа карбюратора:

теплоизоляционная — служит для понижения температуры в карбюраторе, предотвращая его перегрев;

армированная — нужна для упрочнения соединения между фланцем карбюратора и его теплоизоляционной частью;

паронитовая — необходима для изоляции высоких температур, которые поступают от впускного коллектора.

При самостоятельном обслуживании карбюратора допускается изготовление прокладок своими руками. Чаще всего в качестве заготовки берётся паронит или тонкий лист металла. При замене прокладок рекомендуется ставить аналог той, что была установлена на заводе.

В зависимости от модификации карбюратора прокладки могут иметь самые разные формы

Что собой предстваляет диффузор

Большинство водителей полагает, что двигатель получает топливовоздушную смесь напрямую от карбюратора. Однако это не так. Любой карбюратор снабжается диффузором, который выглядит как суженная горловина для воздуха.

В тот момент, когда воздушный поток проходит через эту узкую горловину, в ней возникает разрежение давления. В конце диффузора имеется маленькое отверстие, через которое и подаётся горючее. Разреженное давление воздействует на подачу бензина и вытесняет топливо из поплавковой камеры в диффузор. И только после диффузора горючее может попасть в ёмкость впускного коллектора и далее — в сам мотор.

Слева — старый, с нагаром и грязью, справа — новый

ГДС (или главная дозирующая система) — это узел, который обеспечивает подачу горючего к двигательному агрегату. ГДС активируется при эксплуатации транспортного средства в режиме средних нагрузок на двигатель.

Система представляет собой сочетание нескольких жиклёров, распределителя и диффузора. Главный топливный жиклёр размещается в промежутке между поплавковой камерой и распылителем. Распылитель представляет собой маленькую трубку с калиброванными отверстиями, через которые всасывается воздух. Именно в дозирующей системе образуется топливовоздушная смесь.

Благодаря винтам и жиклёрам можно самостоятельно установить пропускную способность устройства

Зачем нужны дозаторы в устройстве карбюратора

Дозатор выполняет очень важную функцию в устройстве автомобиля. Он в автоматическом режиме вымеряет заданное количество топлива для подачи его в камеру сгорания. Благодаря дозатору мотор получает именно то количество топлива, которое ему необходимо для полноценной работы.

Устройство предназначено для определения необходимого количества топлива

Насос-ускоритель: для чего он нужен

Ни один карбюратор не сможет полноценно выполнять свои функции без ускорительного насоса. Этот механизм выполняет впрыск дополнительного объёма горючего. Насос срабатывает в тот момент, когда резко открывается заслонка дросселя, чтобы впитать топливовоздушную смесь для ускорения автомобиля и предотвращения остановки мотора.

Ускорительный насос необходим при эксплуатации транспортного средства на больших оборотах двигателя, так как диффузор не всегда может гарантировать подачу горючего в необходимом количестве.

Диафрагма является самым чувствительным элементом насоса и отвечает за работоспособность всего устройства

Предназначение электромагнитного клапана

В состав экономайзера принудительного холостого хода входит электромагнитный клапан. Зачастую ЭПХХ и называется клапанным. Этот клапан заканчивается специальной иглой, которая в вытянутом положении перекрывает подачу горючего. Клапан активируется в тот момент, когда водитель не нажимает на педаль газа, так как выполняет затяжной спуск. Работа клапана существенно экономит расход топлива, так как совершается торможение двигателем.

Клапан, таким образом, отвечает за устойчивость работы мотора в режиме холостого хода. Если двигатель на холостом ходу работает с перебоями или рывками — следовательно, клапан перестал корректно выполнять свои функции.

Отвечает за стабильность работы мотора в режиме холостого хода

Для чего служит завихритель

В основу работы карбюратора заложен принцип вихревого смешения горючей жидкости и воздуха. Это смешение создаётся засчёт использования так называемого завихрителя — специальной пластинки с каналами. Завихритель не является внутренней частью карбюратора, а монтируется под него.

Завихрения воздуха, которые создаёт устройство, дробят капли бензина, что делает их пригодными для образования топливовоздушной смеси. Завихритель существенно понижает расход топлива, поэтому на карбюраторах, которые не оснащены этим устройством с завода, рекомендуется отдельно ставить такой узел.

От объёма корпуса и количества лопастей зависит скорость создания завихрений

Что такое обогащённая смесь

Чтобы понять, при каких условиях в карбюраторе может образовываться такая смесь, потребуется разобраться в основных режимах работы автомобильного карбюраторного механизма:

пуск мотора (этот режим требователен к обогащению топливовоздушной смеси);

режим холостого хода;

режим малых нагрузок;

режим средней загруженности мотора;

максимальное использование двигателя.

Важно, чтобы при запуске силового агрегата в карбюраторе образовывалась богатая топливовоздушная смесь, при холостых оборотах и при езде на малой скорости смесь должна быть обеднённой, а при повышении оборотов до максимума опять потребуется её обогащение.

Обогащённая смесь получается засчёт увеличение количества горючей жидкости в ёмкости поплавковой камеры. ГДС подаёт увеличенный поток топлива для того, чтобы мотор справился с повышенными нагрузками.

Но в некоторых случаях возможно постоянное образование обогащённой топливовоздушной смеси (залегание иглы, засорение игольчатого клапана, раскалибровка отверстий в жиклёрах, выработка ресурса заслонок и т. п.). В этом случае мотор будет получать избыточное количество топлива, что приводит к увеличению расхода горючего и заливанию двигателя.

Таким образом, каждый элемент карбюраторной системы двигателя отвечает за выполнение определённой задачи. Работа карбюратора основывается на взаимодействии всех его частей, так как выход из строя или сильный износ какой-либо детали может означать поломку самого карбюраторного узла.

Спросите любого матерого каракумника об автомобильных модификациях минувших дней, и в его глазах вспыхнет искра энтузиазма. Первая стадия тюнинга популярных спортивных авто и мускулкаров из 60-х и 70-х включала в себя выпускной коллектор Hooker, впуск Edelbrock и карбюратор Holley. Тюнинговые впускные коллекторы и карбюраторы были популярны еще во времена гонок по соляным озерам в 1940-х и времена взросления хот-род сообщества в 1950х. Популярность этих деталей остается широкой и в наши дни. Ну чтож, взглянем на историю компании, которая продала 250 млн. карбюраторов? Если вам не особо интересна техническая составляющая или история карбюраторов, рекомендую ознакомиться более душевной статьей о карбюраторах от Валеры Вакуленко.

Пусть некоторых не просвещенных в технических вопросах людей внешний вид карбюраторов приводит в замешательство, на самом деле это очень простые устройства. Если говорить простыми словами, карбюраторы – это механические дозаторы топлива, которые функционируют согласно логическим и вполне понятным физическим законам. За годы существования дизайн карбюраторов эволюционировали с относительно простого до хитровыдуманного, что предлагается сегодня.

Разновидностей карбюраторов много, но на протяжении всей истории карбюраторов, автопроизводители использовали три основных типа этих приборов (по направлению потока рабочей смеси): с восходящим, горизонтальным и нисходящим потоком. Карбюраторы с восходящим потоком преимущественно использовались до конца 1930-х годов в авиации, они обладали важной особенностью для работающих на большой высоте моторов — их было трудно залить. Карбюраторы с гравитационной подачей топлива также применялись и на автомобилях. Карбюраторы с восходящим потоком можно было устанавливать ниже карбюраторов с горизонтальным и нисходящим потоком.

История карбюраторов с горизонтальным потоком началась с французской компании Solex, которая занималась проектированием карбюраторов после Первой Мировой войны. На протяжении многих лет компания Solex занималась усовершенствованием карбюраторов с горизонтальным потоком, а их продукция применялась на многих европейских моделях, от итальянских Alfa Romeo, до французских Renault и Peugeot.

Примерно в 1960х компания Mikuni приобрела лицензию на производство карбюраторов Solex в Японии. В итоге Mikuni создала один из самых лучших карбюраторов, превзойдя Solex. Сегодня очень трудно найти комплект автомобильных карбюраторов Mikuni, но компания до сих пор выпускает комплекты карбюраторов с горизонтальным потоком для мотоциклов и водного транспорта.

Еще одно имя, которое стоит упоминания – Эдуард Вебер. В период 1920-30-х годов Вебер, уже достигший успеха на рынке легковых гражданских автомобилей, с уверенностью вышел на гоночный рынок и начал производство карбюраторов для Maserati и Alfa Romeo. Согласно информации на вебсайте компании, благодаря Веберу после Первой Мировой появились двухкамерные карбюраторы с горизонтальным потоком.

Карбюраторы с нисходящим потоком позволяют поддерживать обильную подачу смеси в двигатель. Большинство восьмицилиндровых двигателей используют карбюраторы с нисходящим потоком, потому что впускной коллектор и карбюратор такого типа легко пристроить между двумя ГБЦ и без проблем снабжать воздухом и топливом каждый цилиндр. Тип карбюраторов с нисходящим потоком стал основным выбором компании Holley с 1950-х годов.

Десятки лет карбюраторы Holley были синонимом хот-род культуры, а достигли такой популярности за счет выпуска нескольких карбюраторов, которые стали необходимой модификацией на пути к мощному двигателю. Такие популярные карбюраторы, как серия 4150, 4160, 3310, Double Pumpers и Dominator изменили то, как хотроддеры, гонщики и автоэнтузиасты идут к своей цели. Карбюратор серии 3310, которые применялись на 425-сильной версии Chevrolet Chevelle 1965 года, получили звание самой влиятельной детали для тюнинга от журнала Hot Rod.

История Holley начинается с братьев-подростков Джорджа и Эрла Холли из Брэдфорда, штат Пенсильвания. В конце XIX века братья Холи разработали чертежи и отливные формы для изготовления одноцилиндрового двигателя.

В итоге получился трехколесный транспорт, развивающий скорость в 40 км/ч, который затем эволюционировал вот в это – Holley “Motorette”. В 1903 году после встречи с Генри Фордом два брата основали компанию Holley Carburetor, которая занималась производством карбюраторов для компании Ford.

В 1950-х Holley разработали четырехкамерный карбюратор Model 4150, впервые дебютировавший на Ford Thunderbird в 1957 году. Это была невероятно важная инновация в истории карбюраторов. 4150 стал самым популярным карбюратором, который ставили на тюненные авто, благодаря его простому устройству и модульной конструкции.

1960-е это не только пора секса, наркотиков и рок-н-ролла, это десятилетие принадлежало мускулкарам. Такие производители, как Chevrolet, Dodge и Ford в это время выпускали высокомощные версии мускулкаров и в то время, как базовые версии оснащались карбюраторами Quadrajet, Carter AFB, Thermoquad, топливным системам Holley выпала честь стать частью настоящих монстров. Camaro Z/28, Chevelle с биг-блоком, Boss Mustang? Shelby Cobra – лишь немногие из автомобилей, на которые с завода устанавливались 4-х камерные карбюраторы Holley. Holley также сотрудничали с Chevrolet при создании 1967-69 427 Tri-Power Corvette, а также с Chrysler при создании системы Six-Pack.

В 1968 году Holley создала самый большой 4-х камерный карбюратор, который компания когда-либо выпускала для автомобилей того времени. Деталь разрабатывалась в секрете с программой NASCAR Ford, его мощность составляла 1050 кубических фут в минуту, окрестили его The Dominator. Даже сегодня карбюраторы Holley применяются во многих классах NASCAR, за исключением серии Sprint Cup, которая перешла на инжекторы в 2012 году.

1980-е привнесли несколько изменений в мир карбюраторов. Компания Edelbrock Corporation, которая ранее занималась производством впускных коллекторов, расширила свой профиль до карбюраторов. Хотя большинство автопроизводителей уже перешли на оснащение автомобилей инжекторными топливными системами, карбюраторы все еще доминировали в мото- и автоспорте.

Новом тысячелетии карбюраторы продолжали свою эволюции, благодаря широкому применению в авто и мотоспорте. Хотя у инжекторных систем есть свои неоспоримые преимущества, классические карбюраторные автомобили обладают особым характером и харизмой, которых не хватает современным автомобилям. Пусть легендарные компании Mikuni и Solex перестали заниматься производством автомобильных карбюраторов с горизонтальным потоком, такие компании, как Demon, Edelbrock, Holley и Quick Fuel и многие другие продолжают поддерживать жизнь в рынке автомобильных карбюраторов и создают еще более совершенные творения.

Оглядываясь назад в историю, можно увидеть прогресс, который прошли различные конструкции карбюраторов и то, как происходит смесь воздуха и топлива перед подачей в камеру сгорания. Некоторые карбюраторы выглядели очень странно (например, Holley Teapot), другие были намного эффективнее остальных (карбюраторы, которые производили в период нефтяного кризиса 1970х), а третьи позволяли автоэнтузиастам выжимать все из своих моторов, как Dominator из серии NASCAR и NHRA.

Если не брать во внимание 4-камерные карбюраторы, которые на протяжении десятков лет выглядели одинаково, карбюраторы эволюционировали во многих планах. С улучшением ДВС и увеличением объема моторов, карбюраторы приходилось подстраивать под них и калибровать процесс смеси воздуха и топлива при разных оборотах коленвала. В результате появились высокомощные карбюраторы на подобие Holley Gen 3 Ultra XP Dominator.

Современное топливо – настоящее зло для автомобилей, которые долго простаивают без дела, вне зависимости, карбюраторные они или нет. Антикоррозийное покрытие, которое применяется на современных карбюраторах, защищает топливную систему классических автомобилей от высокого содержания этанола и химических добавок, которые могут натворить дел. Эта проблема – одна из самых главных, которую учитывают производители карбюраторов в 21 веке. Вне зависимости от типа карбюратора или его марки, важно уделять ему внимание и соблюдать определенные меры по хранению и эксплуатации, если хотите, чтобы карбюратор служил вам верой и правдой.

Материалы, применяемые в изготовлении карбюраторов, тоже менялись со временем. Взгляните на пример современного карбюратора. На фотографии выше представлен 4-камерный карбюратор Holley Ultra XP 4150. Если сравнивать с классическими цинковыми карбюраторами прошлого, XP 4150 изготовлен из облегченных деталей, в нем применяются штампованные алюминиевые пластины и измерительные блоки. Снижение веса в верхней точке двигателя – это снижение веса в критической области. Более того, наличие литых полочек в топливной камере снижает нежелательное выплескивание топлива. Карбюратор не только круто работает, но и не менее круто выглядит благодаря адонизированному черному металлу.

Несмотря на то, что сегодня карбюраторы нельзя считать стандартной деталью для современного автомобиля, они еще не уступили свое место в мире классических и спортивных автомобилей. Автоэнтузиасты по всему миру продолжают восстанавливать и модифицировать старые автомобили, а карбюраторы – это отличная и недорогая альтернатива инжекторным системам. Многие гоночные организации допускают к соревнованиям автомобили с карбюраторами, карбюраторные двигатели выступают и в кольцевых гонках и на драге. Где есть любители покрутить гайки, там всегда будет прогресс и модернизация, даже если это касается таких древних систем, как карбюраторы.

Рекомендую ознакомиться с другой, более душевной статьей о карбюраторах от Валеры Вакуленко.

Автор: Блэйн Барнетт (Blane Burnett), маркетинговый и PR координатор при компании Holley.
Перевод: Артем Никулин

Читайте также: