El proceso de obtener una mezcla de aire con gasolina finamente atomizada y parcialmente evaporada se denomina carburación, y el dispositivo en el que se lleva a cabo este proceso se denomina carburador. En los motores de pistón, se instalan carburadores de tipo atomización; su principio de funcionamiento se basa en el hecho de que debido a la alta velocidad del aire (40-130 m / s) que pasa a través del dispositivo formador de mezcla, el chorro de gasolina se rompe en partículas diminutas con la formación de una mezcla combustible de vapor y aire. .
El carburador más simple (Fig. 37) consta de una cámara de flotación 7, un chorro 6, su atomizador 15, un difusor 16, una cámara de mezcla 17 y una válvula de mariposa 5. A través de la línea de combustible 10, el combustible del tanque ingresa al flotador cámara 7; con la ayuda de un flotador 8 y una válvula de aguja 9, se mantiene en él un nivel constante de combustible. Para evitar fugas de combustible cuando el motor no está funcionando, el nivel de combustible debe estar entre 1,5 y 2 mm por debajo del corte de la boquilla.
El jet 6 tiene un orificio calibrado diseñado para la salida de una cierta cantidad de combustible a través del atomizador 15 hacia el difusor 16. La salida de combustible a través del atomizador se ve afectada no solo por el tamaño del orificio calibrado del jet y el combustible nivel en la cámara del flotador, sino también por la diferencia de presión, por lo tanto, para mantener la presión atmosférica en la cámara del flotador, la cámara tiene un orificio 11.
Durante el ciclo de funcionamiento del motor durante la carrera de admisión, cuando el pistón 1 se mueve hacia abajo, se crea un vacío en el cilindro 2, que se transmite a través de la válvula de admisión abierta 3 a la tubería de gas 4. Bajo la acción de este vacío, el aire flujo, habiendo pasado el filtro de aire 12 y completamente la compuerta de aire abierta 14 entra en el difusor 16, que tiene un estrechamiento en la parte media, lo que aumenta la velocidad del flujo de aire y, en consecuencia, la rarefacción a la salida de la boquilla. Bajo la influencia de la diferencia de presión en las cámaras de mezcla y flotación, el combustible sale del atomizador y, debido a la alta velocidad del aire, se tritura intensamente, luego, al evaporarse, se mezcla con él, formando una mezcla combustible de vapor y aire. La cantidad y calidad de la mezcla combustible que ingresa a los cilindros del motor se regula cambiando la posición de la válvula de mariposa. Al arrancar el motor, la sección del cable del tubo de aire 13 se reduce mediante el cierre parcial o total del amortiguador de aire, como resultado de lo cual aumenta el vacío en la cámara de mezcla y, en consecuencia, la cantidad de combustible que ingresa al atomizador.
El carburador considerado más simple con un chorro puede proporcionar la composición necesaria de la mezcla para un solo modo de operación específico, pero los modos de operación de los motores de carburador son muy diversos, por lo que dicho carburador es prácticamente inadecuado para motores de automóviles. Sin embargo, de acuerdo con el principio de un carburador elemental, funcionan los principales sistemas y dispositivos de formación de mezcla de los carburadores modernos. Dichos sistemas y dispositivos incluyen el sistema inactivo, el sistema de dosificación principal, el economizador, la bomba aceleradora y el dispositivo de arranque.
sistema inactivo está diseñado para obtener una mezcla combustible rica con a = 0,6¸0,8, necesaria para el funcionamiento estable del motor sin carga a baja velocidad del cigüeñal.
Sistema de dosificación principal sirve para preparar una mezcla combustible de composición pobre con a = 1.05¸1.15 a cargas bajas y medias. Este sistema incluye dispositivos para compensar (agotar) la composición de la mezcla combustible mediante el frenado neumático del combustible, la regulación del vacío en el difusor y la interacción de varios chorros.
Todos estos dispositivos son necesarios para obtener un funcionamiento económico del motor bajo cargas y velocidades del cigüeñal variables.
economizador proporciona suministro de combustible adicional en los modos de funcionamiento del motor cerca de la carga máxima, cuando la válvula de mariposa se abre más de 3/4. Este dispositivo le permite obtener la máxima potencia del motor al enriquecer la mezcla combustible pobre proveniente del dispositivo de medición principal.
bomba de acelerador está diseñado para el enriquecimiento a corto plazo de la composición de la mezcla combustible mediante el suministro forzado de una cantidad adicional de combustible con un fuerte aumento de la carga.
Dispositivo de arranque sirve para crear una rica mezcla combustible (a \u003d 0.4¸0.6) necesaria para arrancar un motor frío. Este dispositivo incluye un amortiguador de aire con una válvula automática.
Consideremos el principio de funcionamiento de los sistemas de dosificación de mezcla enumerados anteriormente utilizando ejemplos del diseño y funcionamiento de los carburadores modernos instalados en los motores de camiones y automóviles.
La pregunta es, ¿por qué necesitamos saber el dispositivo del carburador, porque hoy en día hay una estación de servicio en cada esquina, donde siempre encontrarán una avería y la arreglarán a tiempo? Todo el mundo lee en las normas de tráfico sobre averías con las que no puedes moverte en absoluto o puedes llegar a la estación de servicio más cercana, pero ¿cómo determinar dónde está realmente la avería y si es peligroso moverse? Es por eso que debe conocer al menos a un nivel básico la estructura de su automóvil y sus componentes principales.
Este dispositivo realiza dos funciones principales en el motor. La primera es rociar y mezclar el combustible con aire. Este proceso se produce de esta forma: se introduce un chorro de aire en el chorro de combustible a alta presión, debido a la diferencia de velocidades, se pulveriza el primero. Además, vale la pena dividir claramente lo que rocía el carburador y no evapora el combustible. Esto último ya ocurre en el cilindro del motor y en el colector de admisión.
Otra tarea del carburador es crear la proporción óptima de la mezcla de combustible y aire para garantizar una combustión eficiente. Básicamente, esta proporción es de 14,7 partes de aire por 1 parte de combustible. Sin embargo, varía, por ejemplo, para conducir a altas velocidades, acelerar y arrancar un motor frío, se requiere una mezcla enriquecida (menos de 14,7: 1). Se requerirá una mezcla pobre (más de 14,7 partes de aire) para conducir a velocidad media o arrancar un motor caliente. En general, estos valores van desde 8:1 hasta 22:1.
Este autoensamblaje consta de los siguientes elementos: una cámara de flotador, una válvula de mariposa, un surtidor con spray y un difusor. El esquema del carburador, o más bien el principio de su funcionamiento, se parece a esto. El combustible (del tanque de combustible) fluye a través de una manguera especial y entra en la cámara del flotador, donde se encuentra un flotador hueco de latón que, con la ayuda de una aguja de bloqueo, regula su cantidad. Pero, tan pronto como arranque el motor, el combustible se consumirá y, en consecuencia, bajará su nivel, junto con el flotador y la aguja de cierre.
Así, se mantiene constantemente el mismo nivel de gasolina en la cámara del flotador, lo cual es muy importante para el funcionamiento del motor.
A continuación, entran en juego los chorros, es a través de ellos que el combustible de la cámara del flotador ingresa al atomizador. Gracias a un colchón de aire especial en el que se encuentra el difusor, también entra aire exterior en el cilindro. Para maximizar la tasa de suministro de aire, el atomizador se coloca en la parte más estrecha del difusor. Las válvulas de mariposa regulan la cantidad de combustible que ingresa al cilindro. En los automóviles, los aceleradores se accionan a pie; en las motocicletas, a mano.
Dado que el carburador está directamente conectado al motor del automóvil, cualquier problema con él puede causar un daño significativo a su "caballo de hierro". Absolutamente todos sus problemas afectan el funcionamiento del motor. En algunos casos, se niega a funcionar en absoluto, en otros no funciona bien. A continuación se detallan los principales problemas que pueden presentarse en el carburador y sus síntomas característicos:
1) sistema de dosificación del carburador principal diseñado para mezclar combustible con aire en las proporciones prescritas, lo que se asegura utilizando chorros especiales con un calibre (chorros de combustible y aire).
2) sistema de ralentí del carburador diseñado para mantener el motor funcionando a bajas velocidades del cigüeñal.
3) sistema de arranque del carburador diseñado para suministrar aire a los tubos de emulsión a través de la compuerta de aire y los jets.
4) sistema economizador de carburador diseñado para enriquecer la mezcla combustible durante la carga prolongada.
5) sistema de bomba de acelerador del carburador diseñado para el enriquecimiento a corto plazo de la mezcla combustible durante la aceleración del automóvil.
La preparación de una mezcla combustible se realiza mezclando los dos componentes de combustible y aire en una determinada proporción. Ambos componentes deben limpiarse a fondo de varios tipos de contaminantes e impurezas antes de ingresar al sistema. La mezcla combustible se prepara en el carburador a expensas de chorros y amortiguadores de pequeño calibre, con la ayuda de los cuales el combustible se dosifica y rocía en las partículas más pequeñas, luego de lo cual se mezcla con aire.
La mezcla combustible tiene su propia composición, que se prepara en una determinada proporción de masa de combustible a aire. Para que se queme 1 kg de gasolina, teóricamente es necesario mezclar con ella 14,9 kg de aire (en los cálculos, se toman 15). Es cierto que no existe un ideal, y la cantidad de aire que se gasta en la preparación de una mezcla combustible es un poco más o menos de lo teórico. En este sentido, la composición de la mezcla combustible se caracteriza por la proporción de aire, que está involucrado en el proceso de combustión del combustible, a la cantidad de aire determinada teóricamente.
1) rica mezcla con coeficiente de exceso de aire igual a 0,70-0,85
2) rica mezcla con exceso de aire coeficiente 0,85-0,95
3) mezcla magra con una relación de exceso de aire de 1,05-1,15
4) mezcla magra con una relación de exceso de aire de 1,15-1,20
El motor debe funcionar de manera óptima.. El modo óptimo de operación del motor proporcionará una mezcla combustible normal. Es decir, la mezcla combustible no debe sobreenriquecerse ni sobre empobrecerse, ya que en estos casos se reduce la eficiencia y la potencia del motor.
Hoy en día, las autopistas están dominadas por vehículos cuyos motores están equipados con un sistema de inyección de energía. Al mismo tiempo, debido al alto nivel de confiabilidad de las máquinas fabricadas en los años 80 y 90, aún puede encontrar muchos vehículos antiguos que están equipados con un carburador. Luego completaron todos los motores, ya que la unidad de potencia en sí no está adaptada para crear una mezcla de aire y combustible que se queme en la cámara. Los carburadores jugaron un papel crucial en el desarrollo de la industria automotriz y han sufrido muchas transformaciones, mejorando a lo largo de un siglo de uso, pero como resultado, tuvieron que dejar espacio a favor de sistemas de inyección de combustible más funcionales para combustión interna. motores, que se generalizaron a finales del siglo XX y XXI. A pesar de que ahora los mecanismos no son muy populares, no se olvidan y continúan usándose en motores de vehículos de motor, estacionarios, generadores, botes y otras unidades de dispositivos técnicos.
No todos los propietarios de automóviles recién acuñados saben cómo es un carburador y, de hecho, qué es y cuál es su propósito, pero en el pasado, la invención hizo posible avanzar mucho en la industria automotriz y aumentar el rendimiento de la combustión interna. motor.
El carburador es un nodo del sistema de potencia del motor de combustión interna, que prepara una mezcla combustible mezclando (carburando) el combustible con oxígeno y midiendo su entrada en los cilindros del motor, donde se produce una mayor ignición.
En palabras simples, el proceso de combustión requiere la creación de una mezcla de aire y combustible en ciertas proporciones, y el carburador dosifica la cantidad requerida de aire y líquido entrantes. Una "sobredosis" de combustible o, por el contrario, una mezcla demasiado pobre provocará un mal funcionamiento en el dispositivo de la unidad de potencia.
Gracias a la creación del mecanismo de carburador más simple, se resolvió el problema de preparar la mezcla correcta. Como regla general, los accesorios se ubican en la parte superior del motor y se usan ampliamente en varios tipos de motores.
La evolución de un diseño engorroso y mal regulado a un dispositivo más avanzado hizo posible la aplicación masiva del mecanismo en los automóviles de producción. La última etapa en el desarrollo de la inyección del carburador se ha convertido en mecanismos que funcionan bajo el control de la electrónica. Incluyen varias válvulas de solenoide operadas por un dispositivo de control electrónico.
Hay tres tipos principales de carburadores:
El mecanismo de aguja de membrana incluye varias cámaras, separadas por membranas, que están firmemente fijadas por una varilla, uno de sus extremos es una aguja, que cierra la válvula de suministro de combustible durante el funcionamiento del dispositivo.
El carburador de flotador tiene muchas caras en su diseño, la base del dispositivo es una cámara de flotación responsable del flujo de combustible y una cámara de mezcla que forma la mezcla para el encendido. El mecanismo incluye una pluralidad de sistemas de dosificación en los que existen elementos apropiados para el racionamiento, combustible y canales de aire. Este tipo de artefactos se ha ganado el cariño universal, y la mayor difusión debido al mejor desempeño de la mezcla y disposición resultante.
La respuesta a la pregunta de por qué se necesita un carburador ya está contenida en la definición del mecanismo. Su tarea es crear una mezcla de aire y combustible. Consideremos con más detalle qué hace el carburador, que está equipado con motores de combustión interna en los automóviles. El combustible vertido en el motor del automóvil no se enciende con una chispa, la presencia de oxígeno es necesaria para la reacción. Por lo tanto, equipar con un carburador (en los motores de automóviles actuales con un inyector) le permite suministrar una mezcla de aire y combustible finamente dispersa, que se enciende fácilmente con una chispa, en los cilindros.
La mezcla debe ocurrir necesariamente en ciertas proporciones, que difieren según el modo de funcionamiento del motor. Volumen de aire reducido, es decir, el enriquecimiento de la composición conduce a la pérdida de la capacidad de encendido de la carga y al mal funcionamiento de los cilindros, ya en una proporción de 1: 5, una mezcla demasiado enriquecida ya no se enciende con una chispa. En la situación inversa, donde hay un exceso de oxígeno, se habla de agotamiento de carga. Operar con una mezcla pobre reduce el rendimiento del motor, y las consecuencias de su uso regular son bastante graves, con una mezcla excesivamente pobre, cuando la relación llega a 1:21, no se produce el encendido. A menudo hay una capa blanca en las velas, fallos de encendido, desgaste de válvulas, deformación del pistón y otros problemas. Es muy importante encontrar un equilibrio de proporciones en los diferentes modos de funcionamiento del motor, ya que la relación de combustible a aire también dependerá de las cargas en la unidad.
Desde finales del siglo XIX, los carburadores se han utilizado para crear la mezcla adecuada, han sufrido muchos cambios a lo largo del siglo XX, pero el progreso no se detiene, y hoy en día, inyectores más avanzados y confiables han reemplazado a los mecanismos del carburador. Los chipsets o sistemas independientes de inyección de aire y combustible son controlados por la computadora de a bordo. Provocan una dosificación de combustible más precisa que un carburador en diferentes modos de funcionamiento del motor y, además, los indicadores de escape cumplen con las normas ambientales.
Los carburadores difieren en la modificación, el fabricante y la etapa de evolución, pero generalmente funcionan con el mismo principio. Para comprender cómo funciona el mecanismo, considere un ejemplo de un dispositivo flotante simple que no está cargado con muchos elementos adicionales. Los componentes principales del carburador son el flotador y las cámaras de mezcla. Analicemos en qué más consiste el carburador:
La tarea de la cámara de flotación es dosificar el combustible y mantener su nivel en el sistema, asegurando un suministro estable de combustible bajo diversas cargas, incluidas las extremas. Dentro del conjunto hay una cavidad donde se coloca un flotador conectado a una válvula de aguja. Cuando se consume el combustible, el flotador y la válvula bajan, lo que abre el canal para el flujo de combustible, pero tan pronto como el volumen requerido ha ingresado a la cámara, el flotador con la válvula sube, bloqueando el camino para el flujo de fluido. . Esto mantiene un nivel de combustible estable.
La cámara de mezcla, como se desprende del nombre, se dedica a mezclar combustible y aire, que ingresa rápidamente a través del difusor, la sección estrecha del conjunto.
El nebulizador es el enlace entre las cámaras. Un extremo está equipado con un surtidor, que tiene un orificio pasante y asegura el suministro de combustible en determinadas dosis, el otro extremo está dirigido al difusor.
Cómo funciona un carburador:
Por supuesto, esto no es todo. Los modelos de última generación, además de los elementos principales, tenían muchos dispositivos auxiliares y funcionaban bajo el control de la electrónica. Ahora la inyección de carburador se usa en motores para equipos especiales, ya que equiparlos con inyectores en este caso no es práctico debido a su inadecuación para condiciones de operación difíciles. Si el carburador mecánico no tiene pretensiones a este respecto, es fácil limpiarlo si es necesario, entonces los sistemas de inyección electrónicos son bastante caprichosos y son muy susceptibles a los efectos negativos de la humedad y la suciedad, además, las boquillas de los inyectores son exigentes con la calidad. del combustible utilizado.
El mecanismo del sistema del carburador incluye una válvula de mariposa que regula el flujo de aire. El volumen de la mezcla suministrada a los cilindros depende de la posición en la que se encuentre, por lo tanto, la naturaleza del diseño prevé una conexión con el pedal del acelerador para que al presionarlo se suministre más aire y combustible.
Para arrancar la unidad de potencia en frío, se requiere una mezcla enriquecida, que requiere un mayor volumen de combustible que en el modo estándar. Anteriormente, algunos automóviles estaban equipados con una perilla de control de amortiguación en el tablero (popularmente conocida como "succión"), lo que facilita las cosas para el conductor. Cuando se tira de la palanca, el amortiguador se cierra, lo que limita el suministro de aire a la cámara de mezcla, lo que crea un vacío, se aspira más combustible, como resultado de lo cual se forma una mezcla enriquecida, que es necesaria para arrancar el motor en temperaturas bajo cero por la borda. Después de arrancar y calentar el motor, la perilla de control del arrancador del carburador vuelve a su posición anterior y el amortiguador se controla como estándar.
La mayoría de los automóviles con un sistema de suministro de combustible de carburador no tienen este elemento para crear una mezcla de aire y combustible más rica. Muchos fabricantes han automatizado el proceso, lo que elimina la necesidad de tirar de la perilla de control para un arranque en frío del motor.
Los carburadores mecánicos tienen muchas ventajas, y el hecho de que ya no se utilicen en los automóviles modernos se justifica no tanto por el ahorro, porque un mecanismo bien ajustado no es menos económico que un inyector, sino por un bajo nivel de respeto por el medio ambiente, que recientemente se le ha prestado la máxima atención en el desarrollo. Los carburadores son incapaces de proporcionar una mezcla individual para cada flash, mientras que los sistemas de inyección de puerto funcionan de esta manera. Al mismo tiempo, los aspectos positivos del carburador son los puntos débiles del inyector, por lo que aún falta mejorar el diseño.
Ventajas de los carburadores:
Los carburadores también tienen desventajas:
A pesar del desplazamiento activo de los carburadores del mercado, muchos autos antiguos equipados con un sistema de carburador todavía están bastante vivos y continúan circulando por las carreteras nacionales. Además, para una gran cantidad de dispositivos, los motores con inyección de carburador serán relevantes durante mucho tiempo.
A partir de combustible y aire finamente atomizados, que se encuentran fuera de los cilindros, se denomina carburación, y el dispositivo en el que se prepara una mezcla combustible de cierta composición, según el modo de funcionamiento del motor, se denomina carburador.
El carburador más simple consta de tubo de aire, cámara de flotador con flotador y válvula de aguja, cámara de mezcla, difusor, dispositivo dosificador principal - atomizador y chorro de combustible, válvula de mariposa.
cámara de flotación sirve para mantener un nivel de combustible constante en el atomizador (1,5-2 mm).
En la cámara de mezcla Los vapores de combustible se mezclan con el aire para formar una mezcla de aire y combustible.
Rociar(tubo delgado) se utiliza para suministrar combustible al centro de la cámara de mezcla.
Chorro(agujero calibrado) controla la cantidad de combustible que pasa al atomizador.
1 - tubería; 2 - orificio en la cámara del flotador; 3 - difusor; 4 - atomizador; 5 - válvula de mariposa; 6 - cámara de mezcla; 7 - chorro; 8 - cámara de flotación; 9 - flotador; 10 - válvula de aguja.
El difusor (tubo de ramificación corto, estrechado por dentro) aumenta el caudal de aire en el centro de la cámara de mezcla, lo que resulta en un aumento del vacío en la boquilla del atomizador.
La válvula de mariposa controla la cantidad de mezcla combustible suministrada a los cilindros del motor al reducir o aumentar el área de flujo de la cámara de mezcla.
Funciona de la siguiente manera. Durante la carrera de admisión, debido al vacío creado por el pistón, el aire ingresa al difusor a través de la tubería de aire. En el difusor aumenta la velocidad del aire y, en consecuencia, el vacío. Bajo la acción de la diferencia de presión entre la cámara del flotador y el difusor, el combustible ingresa al difusor a través de la boquilla del atomizador, es recogido por el flujo de aire, rociado y evaporado, formando una mezcla de aire y combustible. Desde la cámara de mezcla, la mezcla combustible ingresa a los cilindros del motor a través de la tubería de entrada. A medida que se abre la válvula de mariposa, aumenta el caudal de aire y el vacío en el difusor, lo que aumenta el consumo de combustible. Sin embargo, no se produce el aumento necesario en el consumo de combustible, la mezcla combustible se enriquece. Cuando el motor está funcionando en varios modos, el carburador más simple no puede proporcionar una mezcla combustible de composición constante.
