Что такое карбюратор и как он работает – схема и устройство
Некоторые автомобилисты могут думать, что информация о том, что такое карбюратор, не особо важна, так как вместо этих устройств сегодня активно используют инжекторы. Но именно карбюраторные двигатели до сих пор используются на многих автомобилях, поэтому мы решили помочь их владельцам понять принцип работы карбюратора и его устройство.
История карбюратора началась ещё в 1876 году, когда итальянец Луиджи де Кристофорис изобрел это устройство. Через несколько лет Карл Бенц начал работать над собственным вариантом карбюратора в ходе создания первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Советуем изучить нашу статью о том, как работает двигатель автомобиля. В конце 1920-х годов появился карбюратор поплавкового типа, который в дальнейшем использовали в качестве основы для выпуска более современных модификаций. Если брать во внимание этимологию, термин «карбюратор» произошёл от французского слова «carbure», которое можно перевести как «карбид». Поскольку слово «carburer» используется для обозначения соединения с углем, в химии его применяют для того, чтобы обозначать увеличение содержания углерода в жидкости и его смешивание с летучими углеводородами. Последнее соединение – компонент сырой нефти, из которой изготавливают дизель и бензин. Пришло время рассказать о том, почему карбюратор был очень важной составляющей большинства двигателей 20-го века. В 1980-х годах в мире произошло немало изменений. В частности, вместо карбюратора, устройство которого посчитали устаревшим, автомобильные компании начала активно использовать технологии впрыска топлива. Хотя карбюраторные двигатели до сих пор эксплуатируются в автомобилях, созданных для гоночных соревнований типа NASCAR, встретить их в современных моделях практически нереально.
Как работает карбюратор
Как вам известно, работа современных ДВС состоит из четырех циклов, поэтому эти двигатели и получили название четырехтактные. Практически все автомобилисты понимают, о каких циклах идет речь: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Давайте подробнее рассмотрим сам принцип работы карбюратора автомобиля. Простыми словами, для того чтобы сжечь бензин карбюратор должен смешать требуемое его количество с соответствующим количеством воздуха. Если в составе полученной смеси будет слишком много топлива, это приведёт к заливке цилиндров и выработке огромного количества выхлопных газов. Наличие слишком малого количества топлива в смеси также не способствует правильной работе двигателя. Устройство карбюратора включает себя дроссельную заслонку. Это регулируемая пластина, которая контролирует количество воздуха, проходящее через карбюратор. Сужение называется диффузором, который используется для создания вакуума. В нём имеется маленькое отверстие, которое получило название жиклер. Через него происходит забор топлива из топливопровода, соединенного с бензобаком. При нажатии на педаль газа происходит открытие клапана, ограничивающего количество воздуха, который поступает в карбюратор. Если выжать педаль максимально, клапан откроется полностью, в результате чего через карбюратор будет проходить большое количество воздуха. В конечном итоге двигатель получит достаточно богатую смесь, что и приведет к увеличению его мощности. Во время работы двигателя на холостом ходу клапан закрыт, однако даже в этом случае жиклер обеспечивает подачу небольшого количества топлива в обход дроссельной заслонки, что обеспечивает стабильное функционирование силового агрегата. Владельцы ВАЗовской «классики», а также иных машин, выпущенных несколько десятилетий назад, хорошо понимают, что такое «подсос». Это рычаг, который расположен на приборной панели автомобиля. По сути, он создан для того, чтобы обеспечивать двигатель более богатой воздушно-топливной смесью во время запуска. Необходимо просто потянуть его на себя, в результате чего двигатель сможет стабильно работать в холодную или дождливую погоду. После нескольких пройденных километров рычаг можно вернуть в исходное положение и позволить карбюратору выполнять свою работу самостоятельно. Информация об устройстве карбюратора может помочь тем, кто хочет почистить его своими руками. Теперь вы знаете, как работает карбюратор и зачем он вообще существует.
Место карбюратора в современном мире.
Прямо у нас на глазах, автомобильная индустрия прошла огромный путь. Еще наши отцы только мечтали о личном автомобиле и готовы были покупать то, что есть, затем появилась возможность выбирать – классика или передний привод, позже стал вопрос финансов – хватит на иномарку или нет, после появилась возможность выбирать ту самую иномарку уже под определенные задачи – седан, внедорожник, универсал, а сейчас, при выборе автомобиля порой наибольшее значение имеют условия гарантийного обслуживания и удобство мультимедийной системы, так как большинство автомобилей практически неотличимы друг от друга.
Есть в этом как положительные моменты, так и отрицательные. К положительным можно отнести то, что для эксплуатации автомобиля теперь не нужно иметь навыки профессионального шофёра или автослесаря.
И на примере двух типов систем смешивания топлива несложно понять, что прогресс всё же пошел на пользу автомобилестроению.
Карбюратор. Даже название звучит достаточно брутально. Когда электричество еще использовалось только для освещения, этот механизм уже смешивал топливо с воздухом, приводя самобеглые экипажи в движение. Это достаточно простой, интуитивно-понятный и надёжный механизм, с которым автомобилисты массово имели дело едва ли не до конца XX века. Однако перечисленные преимущества карбюратора, на сегодняшний день являются и его недостатками.
Несмотря на свою простоту, карбюратор – это механизм, в нём есть подвижные детали, которые могут износиться или заклинить, что приведёт как минимум, к некорректной работе двигателя из за богатой или бедной смеси, а возможно автомобиль и вовсе не заведётся, причём в самый неподходящий момент, что с нашими старушками случалось неоднократно, даже не смотря на то, что у нас есть отличный мастер по карбюраторам. Объяснений этому может быть масса: плохое качество топлива, загрязнение фильтров, несвоевременное обслуживание, сбой в настройках. На сегодняшний день, самая частая причина поломок карбюраторов классических автомобилей – нерегулярное использование. Когда вы часто ездите на карбюраторном авто, детали в нём находятся в постоянном движении, стоит же порой оставить автомобиль лишь на пару недель без движения, и в карбюраторе может залипнуть поплавок. Если же вы оставляете автомобиль на зимнее хранение в теплый гараж, в нём рассыхаются прокладки. Всего этого можно избежать лишь регулярно эксплуатируя автомобиль. Если же вам его жалко – то перед стартом после длительной стоянки его следует обслужить.
В прежние времена, когда на улицах было подавляющее большинство карбюраторных автомобилей, а частное предпринимательство отсутствовало как класс, настройка и ремонт карбюратора были огромной проблемой. На официальные СТО стояли огромные очереди, однако рукастого специалиста по ремонту и настройке можно было найти на ближайшей автобазе или в ГСК. За жидкую валюту тот брался за настройку и ремонт простеньких советских карбюраторов, а высококлассные карбюраторщики были нарасхват. Затем, уже в 90-е постов настройки карбюраторов в каждом городе появилось великое множество, и лишь недавно они окончательно исчезли. Обычно перед окончанием настройки, хороший мастер интересовался, вам для спокойной и экономной езды, или же вы любите полихачить. Тем не менее, даже мастера с золотыми руками настраивали механизм в два этапа: после первичной настройки следовало прокатиться на авто и проверить всё ли работает так как надо, а затем вернутся и донастроить окончательно. Более того, настройки необходимо менять в зависимости от времени года. И разумеется следовало проверить настройки перед визитом на гос. тех. осмотр.
С карбюраторами иномарок всё сложнее. Если это еще какая-то малолитражка, то при наличии ремкомплектов ремонт карбюратора не проблема, однако если это автомобиль с большим двигателем, как в нашем случае, то обычно у них больше двух камер, а порой и не один карбюратор, так что настройка корректной работы такого двигателя – процесс кропотливый и со множеством нюансов. Специалистов по настройке таких карбюраторов в стране исторически было по пальцам одной руки, соответственно и школы никакой не существует в принципе. Некоторые специалисты сегодня заявляют о своём умении всё правильно обслуживать, ремонтировать и настраивать, но по факту – провалы случаются и у них. Мы со всем своим автопарком побывали уже у множества мастеров, однако желаемого результата так и не добились.
Ничьей вины мы в этом не видим, потому, как когда мы решили завести собственного специалиста по данному направлению, на своей шкуре поняли что задача эта небанальная и от любой слесарной работы отличается изрядно. Так что в настоящий момент на всех своих автомобилях карбюраторы мы обслуживаем, ремонтируем и настраиваем самостоятельно. И да, они постоянно требуют ухода и подстройки даже с учетом того, что делаем мы это для себя.
Двигатели с инжекторной системой подачи топлива лишены всех этих проблем. Такая система значительно реже нуждается во вмешательстве и гораздо реже выходит из строя. На сегодняшний день во всём мире наблюдается тенденция замены карбюраторных систем на инжекторные на всех старых машинах, включая даже классические авто. Да, настройка такой системы на классическом маслкаре будет требовать подключения компьютера, в то время как на карбе следовало покрутить лишь два винтика, однако её надёжность и отдача значительно выше.
Сегодня, карбюраторы актуальны лишь для классических авто в аутентичном состоянии, ну и для таких людей, которые не меняются с годами, остаются преданными идеалам своей молодости и любой ремонт автомобиля для них – процесс медитативный.
Что такое карбюратор и для чего он необходим?
Карбюратор до сих пор используется на мотоциклах, продаваемых в определенных регионах мира, но уже довольно давно полностью исключается из автомобилей.
По-прежнему пользующийся энтузиастами, карбюратор отвечал за питание двигателей, начиная с первых дней создания автомобилей и до конца прошлого века.
Более 100 лет эксплуатации в двигателях внутреннего сгорания, это механическое оборудование очень своеобразное.
Изобретенный Сэмюэлем Мореем в 1826 году, карбюратор был запатентован Зигфридом Маркусом в 1872 году, а Карл Бенц, Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах были первыми кто установил их на автомобили. Последними автомобилями с карбюратором были фургон Mitsubishi Express 2003 года и модели Lada до 2006 года.
Для чего нужен карбюратор?
Эта регулировка не может быть выполнена с помощью приборов (кроме так называемого электронного карбюратора), она выполняются вручную опытным механиком.
Карбюратор может иметь один, два или более корпусов, так называются камеры, через которые воздух поступает и смешивается с топливом.
В конструкции карбюратора есть две основные части. Первая, где воздух, отфильтрованный бумажным элементом (в прошлом использовалось масло), всасывается в двигатель.
Другая часть, где топливо поступает. Даже если оно было отфильтровано в подающем канале, выходящем из бака, топливо фильтруется через карбюратор перед подачей в иглу впрыска.
Смешивание с воздухом
Воздух не попадает под давление, поэтому необходимо сужение. В автомобилях обычно использовался дроссельный клапан. Затем ускоренный воздух снова сжимается в диффузоре, где встречается с определенной дозировкой топлива, которое отправлялось из бака в эту часть карбюратора.
Эта смесь, и ее количество регулируется клапаном, называемым «бабочка» у основания устройства. Эта движущаяся часть связана непосредственно с акселератором транспортного средства.
Таким образом, чем больше он открыт во время работы, тем больше ускорение при увеличении вращения до достижения точки максимальной мощности и крутящего момента.
Дроссель также приводит в действие насос для перекачки большего количества топлива из бака в диффузор. Когда двигатель работает на холостом ходу, дроссельная заслонка закрыта. В этом случае есть очень маленькая дозирующая игла, просто для поддержания скорости холостого хода.
Внутри корпуса карбюратора имеются как топливные, так и воздушные диффузоры, регулируемые снаружи, где механик или специалист со знаниями регулирует потребление воздуха и топлива, уравновешивая смесь, чтобы повысить производительность.
Поскольку это механическая система, нет возможности сбалансировать пропорции, и, таким образом, карбюратор работает только с одним типом топлива.
Карбюратор с двойным корпусом
Карбюратор с двумя камерами, используемый в автомобилях с более высокими характеристиками. Это создает больший вакуум и, следовательно, большую мощность и крутящий момент.
Но, как правило, этот тип имеет две стадии: первая на низких оборотах, а вторая — на высоких. Что снижает расход топлива. Среди прочих существовали карбюраторы из 3 или 4 камерами.
Электронный карбюратор
Этот тип карбюратора, управляемый электронным блоком, его появление было попыткой снизить более высокие затраты на внедрение электронного впрыска.
Однако технология не пошла вперед, так как вскоре был принят электронный впрыск.
Преимущества и недостатки карбюратора
Из-за его механической работы карбюратор никогда не находит идеальное соответствие между воздушно-топливной смесью. Он также не соответствует стандартам выбросов. Однако у него есть некоторые преимущества.
Поскольку это простое устройство, его легче производить, а затраты на его обслуживание ниже. Кроме того, он имеет компактные размеры и потребляет мало энергии от электрической системы автомобиля. Такие бренды, как Weber, Solex и Brosol стали известными.
Принцип работы и устройство карбюратора
Карбюратор – это обязательный узел питания двигателя внутреннего сгорания автомобилей и мотоциклов. До конца XX века карбюраторы устанавливались на большинство автомобилей, но в наши дни их прочно вытеснили более удобные и функциональные инжекторные системы. Сейчас они часто встречаются в автомобилях возрастом 20 и более лет.
Принцип работы и устройство простейшего карбюратора
В первом устройстве, изобретенном Л. Христофорисом в 1876 году, топливо нагревалось, испарялось, образовавшиеся пары и потоки воздуха смешивались. Спустя год решение усовершенствовали, использовав принцип топливного распыления, который стал основой для следующих проектов.
До широкого распространения привычных нам устройств были барботажные модели и мембранно-игольчатые. Первые — в виде бензинового бака, в котором близко от поверхности располагалась доска и пара патрубков для подачи из атмосферы и забора смеси топлива и воздуха в мотор. Воздух перемещался под доской, непосредственно над топливом, обогащался парами и становился горючей смесью. Это была простая, но рабочая система. Дроссельная заслонка находилась отдельно. На функционирование мотора с барботажным узлом влияли природные условия — испаряемость зависела от температуры. Такую систему было сложно регулировать, она была взрывоопасна. 
Схема барботажного карбюратора.
Мембранно-игольчатое устройство размещается отдельно от бензобака. В нем было нескольких камер, жестко связанных с помощью штока. Седло клапана, через который подавалось топливо, запиралось иглой на штоке. Камеры были соединены топливным каналом и смесительной зоной. Параметры устройства определяли пружины, на которые надавливали мембраны. Такой карбюратор работал независимо от условий на улице и местоположения, был популярен в начале 19 века, когда его устанавливали на автомобилях и мототехнике, в самолетах с поршневыми моторами внутреннего сгорания. 
Схема мембранно-игольчатого карбюратора.
Устройство карбюратора наших дней
Сегодня используются поплавковые модели, которые являются самыми усовершенствованными. Их можно увидеть на большинстве машин. 
Устройство и работа карбюратора: 1 — регулировочный винт пускового устройства; 2 — штифт рычага 24, входящий в паз рычага 3; 3 — рычаг управления воздушной заслонкой; 4 — винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 5 — регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 6 — рычаг дроссельной заслонки первой камеры; 7 — ось дроссельной заслонки первой камеры; 8 — рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 9 — регулировочный винт количества смеси холостого хода; 10 — ось дроссельной заслонки второй камеры; 11 — рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 12 — патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 13 — дроссельная заслонка второй камеры; 14 — выходные отверстия переходной системы второй камеры; 15 — корпус дроссельных заслонок; 16 — распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 17 — малый диффузор; 18 — корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 19 — распылитель ускорительного насоса; 20 — патрубок подачи топлива в карбюратор; 21 — распылитель эконостата; 22 — воздушная заслонка; 23 — шток пускового устройства; 24 — рычаг воздушной заслонки; 25 — крышка пускового устройства; 26 — штифт рычага 24, действующий от штока 23 пускового устройства; 27 — ось воздушной заслонки; 28 — крышка карбюратора; 29 — трубка с топливным жиклером эконостата; 30 — топливный фильтр; 31 — игольчатый клапан; 32 — эмульсионная трубка второй камеры; 33 — поплавок; 34 — главный топливный жиклер второй камеры; 35 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 36 — рычаг привода дроссельных заслонок; 37 — рычаг привода ускорительного насоса; 38 — диафрагма ускорительного насоса; 39 — регулировочный винт качества (состава) смеси холостого хода; 40 — патрубок забора разрежения вакуумного регулятора опережения зажигания. 41 — корпус карбюраторов. 42 — электромагнитный запорный клапан; 43 — регулировочный винт добавочного воздуха заводской подрегулировки системы холостого хода; 44 — диафрагма пускового устройства.
Поплавковый карбюратор состоит из множества элементов:
Принцип работы карбюратора
Сначала горючее направляется в поплавковую камеру. В момент достижения необходимого уровня поплавок поднимается и перекрывает клапан, через который подается топливо. Когда поплавок опускается, подача топлива возобновляется.
Далее топливо идет в смесительную камеру, где создается горючая смесь. Сверху подается воздух, который соединяется с горючим. В камере находится распылительная трубка с жиклером, а также дроссель и диффузор. Жиклер — это пробка, которая не допускает вытекание топлива из поплавковой камеры. Заслонка, соединенная с педалью, называется дросселем. При надавливании ногой, она открывается, и горючая смесь попадает в цилиндр. В результате машина набирает скорость. В диффузоре находится распределительная трубка.
В момент запуска в смесительной камере формируется разрежение, из распылителя разбрызгивается топливо. Поднимается поток воздуха, который при смешении с топливом, переносит горючее в цилиндр.
В новейших устройствах помимо смесительной и поплавковой камер, находится также пусковое и дозирующее устройство, конструкция холостого хода, экономайзер, ускорительный насос. Устаревшие модели не обеспечивают полноценную работу мотора, поскольку в зависимости от того, холодный или горячий двигатель, смесь должна быть разной. Если запускают холодный двигатель, требуется горючая смесь, обогащенная топливом. В случае, когда мотор долго работал, необходима смесь с небольшим включением топлива.
Для увеличения скорости или езды в нагруженной машине, нужна смесь, сильно обогащенная топливом. Аналогичная ситуация при движении на холостом ходу, на малых оборотах. Такие условия простой карбюратор обеспечить не в силах.
С целью обогащения смеси топливом применяют насос-ускоритель. Когда резко выжимают педаль, проходит воздух, который движется быстрее топлива. С этим связана нехватка топлива в горючей жидкости. При наличии насоса силовой агрегат работает мощнее.
Система холостого хода идеальна для малых оборотов. При таком режиме силовой агрегат функционирует на обогащенной смеси. Однако, одной дозирующей системы недостаточно, ведь на холостом ходу дроссель открывается лишь частично. В новейших карбюраторах горючая смесь формируется около дросселя, поскольку в этом месте, даже если дроссель открыт не полностью, создается необходимое разрежение.
Для запуска мотора требуется смесь, которая обогащена топливом. С этой целью в смесительной камере предусмотрена заслонка с клапаном, через который проходит воздух. На приборной панели автомобиля есть ручка для управления клапаном. При вытягивании ручки клапан приоткрывается, и объем воздуха в смесительной камере сокращается. А количество горючего в смеси возрастает. В результате даже первые порции смеси достаточно насыщены, и мотор быстро заводится. При наличии спускового устройства двигатель работает даже при пониженных температурах. 
Возможности дозирующего устройства позволяют создавать смесь, подходящую для работы двигателя в разных режимах. С помощью системы автоматически регулируется состав смеси при работе мотора с малой и средней нагрузкой. В таком режиме топливо подается через дозирующую систему. Однако, даже при полном открытии дросселя горючего часто недостаточно. По этой причине, когда дроссель практически полностью открыт, рычаг, соединенный с ним, воздействует на тягу привода экономайзера — так открывается дополнительный проход из поплавковой камеры. В итоге двигатель функционирует более мощно.
Классификация карбюраторов
Все карбюраторы можно различать по следующим признакам:
Что такое автомобильный карбюратор?
Для диагностики неисправностей и эффективного ремонта своего автомобиля необходимо знать устройство, назначение, принцип действия его основных деталей и механизмов. Рассмотрим, что такое автомобильный карбюратор и для чего он нужен.
Что такое автомобильный карбюратор?
Карбюратор – это устройство для приготовления и дозирования топливной смеси (бензин + воздух) на которой работает автомобильный двигатель. Карбюратор наряду с бензонасосом, топливным баком, топливными магистралями и другими элементами входит в систему питания двигателя.
Для чего нужен карбюратор?
Чтобы понять для чего нужен автомобильный карбюратор необходимо знать, что для каждого режима работы двигателя (холостой ход, разгон, средние нагрузки, мощностной и пр.) необходимо приготовить топливную смесь определенного состава. Оптимальный состав 14,5-15 / 1 (15 частей воздуха на одну часть бензина). Это так называемый стехиометрический состав топливной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание с выделением максимума энергии. На мощностных режимах нужна более богатая топливная смесь (например, 1 к 13), на малых нагрузках более бедная (например 17/1). То есть, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше должна обогащаться топливная смесь, попадающая в двигатель.
Приготовлением топливной смеси определенного состава для каждого режима работы двигателя как раз и занимается карбюратор. Для этого он и нужен. Плюс дозирование, то есть подача требуемого объема. Конструктивно в карбюраторе объединены несколько систем и механизмов, позволяющие проделывать такую работу.
Например, система пуска – приготавливает богатую топливную смесь для запуска двигателя, главные дозирующие системы – подают топливо в двигатель на всех режимах кроме холостого хода и принудительного холостого хода, ускорительный насос – позволяет моментально обогатить смесь и ускорится при резком нажатии на газ, экономайзер – обогащает смесь при повышенных нагрузках на двигатель и т.д.
За счет чего работает карбюратор?
Автомобильный карбюратор работает за счет разрежения возникающего во впускном коллекторе при движении поршней двигателя. Под действием этого разрежения (области низкого давления) топливо буквально «высасывается» из каналов карбюратора. Чем быстрее движутся поршни, тем выше разрежение. Карбюратор может сам регулировать величину разрежения, открывая и закрывая дроссельные и воздушную заслонки.
Как работает карбюратор?
При прокручивании холодного двигателя стартером на режиме пуска во впускном коллекторе создается разрежение за, счет которого из каналов системы пуска вытягивается определенное количество топлива, необходимое для запуска двигателя.
Далее следует режим прогрева при котором работает главная дозирующая система первой камеры карбюратора.
После прогрева, при полностью открытой воздушной заслонке настает черед режима холостого хода (ХХ) при котором топливо подается в двигатель через каналы системы холостого хода.
При нажатии на педаль газа срабатывает ускорительный насос, впрыскивая дополнительную дозу топлива и повышая обороты двигателя.
Начало движения – работает переходная система первой камеры предотвращает провал.
Далее режим средних нагрузок – работает ГДС первой камеры карбюратора.
Мощностной режим – вступает в работу вторая камера карбюратора и ее ГДС.
Что лучше карбюратор или инжектор?
Ни то не другое, так как у каждой системы имеются свои плюсы и недостатки. Карбюратор более прост и дешев в обслуживании, но приготавливаемая им смесь не стабильна и не поддается точной дозировке, зависит от посторонних факторов, что влияет на расход и работу двигателя. Инжектор дозирует топливную смесь точно, что позволяет снизить расход и оптимизировать ее состав на каждом из режимов, но обслуживать систему впрыска дорого и требует определенных навыков и знаний.
Но, будущее за инжектором, так как экологические требования к выхлопу двигателя автомобиля постоянно растут, а по токсичности выхлопа инжектор превосходит карбюратор.
Примечания и дополнения
Во перечень всех систем и механизмов современного карбюратора.
— Главная дозирующая система первой камеры карбюратора
— Главная дозирующая система второй камеры карбюратора
— Система холостого хода
— Переходная система первой камеры карбюратора
— Переходная система второй камеры карбюратора