Карбюратор и топливная система автомобиля на примере спортивной конфигурации

Главная страница » Карбюратор и топливная система автомобиля на примере спортивной конфигурации

Трудно переоценить хорошо разработанную систему подачи смеси топлива с воздухом для мотора автомобиля. Если игнорировать эти две критические области, вся работа по созданию мощной автомобильной силовой установки теряет смысл. Между тем, топливное питание мотора – это, прежде всего, карбюратор автомобильного двигателя – важная деталь системы.

Карбюратор и система забора воздуха на капоте автомобиля

Для достижения пика движущей силы авто, на входе карбюратора необходимо обеспечить поступление охлаждённого воздуха высокой плотности. Рассмотрим «карбюраторную» концепцию мотора спортивного автомобиля. Такой подход даст лучшее представление о принципах топливного питания и о механике автомобильного карбюратора вообще.

Желательно свести к минимуму ограничения на входном тракте карбюратора, поддерживая повышенное давление воздуха. Чем плотнее воздух, тем больше смеси попадает в цилиндры мотора, тем больший объём смеси сжигает двигатель. Соответственно, производится больше энергии, затрачиваемой на движение автомобиля.

Специалисты автомеханики рекомендуют устанавливать наружный воздухозаборник на капоте машины, если такой подход допускают правила эксплуатации транспортных средств. Под капотом воздух прогревается от работающего двигателя, тепла, излучаемого головками блока цилиндров, что сопровождается уменьшением мощности мотора в целом.

Если снизить температуру подаваемого воздуха, допустим, на 10 градусов, появляется больше возможностей рассчитывать на увеличение мощности двигателя, примерно, на один процент.

В продаже доступны комплекты для герметизации карбюратора в точках сочленения с воздухозаборником. По возможности следует использовать воздушный колокол (радиусное заборное устройство) для увеличения потока воздуха в карбюратор.

Доставка топлива через карбюратор в камеру сгорания

Многие спортсмены автолюбители сталкиваются с проблемой доставки топлива в камеру сгорания, даже не подозревая, что главной причиной является топливная система гоночных автомобилей и в частности — карбюратор.

Стоит отметить: двигатели обычных современных автомобилей производят гораздо больше энергии, чем двигатели гоночных авто, разработанные десять-пятнадцать лет назад.

Конструкция классического карбюратора: 1 – вход воздушного потока; 2 – разгрузочное сопло подачи топлива в трубку Вентури; 3 – область низкого давления, создаваемого трубкой Вентури; 4 – дроссельная заслонка; 5 – выход рабочей смеси; 6 – игольчатый клапан управления смесью; 7 – подача топлива в поплавковую камеру; 8 – поплавковый механизм

Процесс производства лошадиных сил мотором любого автомобиля напрямую сопряжён с преобразованием топлива в энергию движения. Чем больше топлива двигатель способен эффективно сжигать за час работы, тем больше лошадиных сил, требуемых для движения, в конечном итоге производит автомобильный мотор.

Правильный подбор топливного насоса

На овальных треках (21 км гоночной трассы с односторонними поворотами) предпочтительным является топливный насос с ремённым приводом, если конкретно не указано использование механического топливного насоса.

Ременно-приводные насосы обеспечивают максимальный объём подачи топлива, по сравнению с любым механическим насосом, но поддерживают низкое давление топлива при низких оборотах автомобильного двигателя.

Эта своеобразная насосная функция облегчает «загрузку» свечей зажигания. Механические топливные насосы типа «BG» с шестью клапанами, а также серийные разработки по образу и подобию «Super Speedway», тоже обеспечивают достаточный объём топлива при использовании в соответствии с рекомендациями.

Конструкция одного из популярных топливных автомобильных приборов – карбюратора «Стромберг», заслужившего признательность пользователей на многие годы с момента начала изготовления и применения

Так, для гоночных автомобилей электрический топливный насос типа «BG400-2» позиционируется лучшим способом предотвращения нехватки топлива.

Если автомобилю характерна «медлительность» движения или остановки посередине пути, а на более высокой передаче мотор тянет удовлетворительно, возможно, двигатель испытывает периодически нехватку топлива. Почему такое происходит?

Карбюратор и фактор периодической недостачи топлива в цилиндрах

Как правило, ёмкость карбюратора заполнена до уровня «стартовой» линии, поэтому автомобиль начинает движение уверенно, но далее по ходу движения машины ёмкость карбюратора опорожняется.

На пониженных передачах автомобиль разгоняется быстро, двигатель также быстро набирает обороты. Такое ускорение увеличивает потребление топлива системой карбюратора.

Когда же уровень топлива в поплавковой камере карбюратора снижается, мотор автомобиля теряет мощность по причине недостачи топливного ресурса. На высокой передаче частота вращения двигателя увеличивается медленнее, поэтому ёмкость карбюратора стабильно пополняется.

Тестирование карбюратора мотора под топливным ресурсом

Работа топливной системы автомобилей вполне понятно расписана в соответствующей литературе. Однако начинающие гонщики, да и некоторые опытные спортсмены не до конца понимают физику расхода топливного ресурса и лошадиных сил. Для получения крутящего момента и лошадиных сил требуется оптимальная смесь воздуха с топливом в системе карбюратора.

Такой, примерно, выглядит внешне ещё одна достаточно популярная конструкция – «Holley» карбюратор, реализуемая в торговых сетях меньше чем за сотню долларов. Однако цена сильно меняется в зависимости от моделей карбюраторов «Holley»

Так, для производства 1 лошадиной силы за 1 час требуется примерно 0,25 л бензина. Например, если запустить одноцилиндровый двигатель газонокосилки под нагрузкой в 1 лошадиную силу на 1 час работы и взвесить топливный бак до и после процесса, бак облегчится на те самые 0,25 литра. Поэтому уравнение по расходу топлива фактически можно записать как:

1 – Л.С. = 0,250 г/час

Как правило, автомобильному двигателю мощностью 600 л.с. требуется примерно 135 л бензина в час, а по той же формуле двигателю мощностью 800 л.с. требуется примерно 180 л бензина в час. Указанные объёмы топливного ресурса требуется доставить с учётом прохождения через:

• игольчатые клапаны,
• рабочие сёдла,
• регулятор давления топлива.

Следует учитывать противостояние системы подачи топлива силам нагрузки, которые настолько велики, что способны остановить движение топлива в линии. Этот фактор даёт понимание того, почему топливная трубка карбюратора чрезмерно большого диаметра столь же вредна, как трубка карбюратора крайне малого диаметра.

Удельный расход топлива и моменты потерь

На Западе практику вождения легковых (спортивных и обычных) машин сопровождает аббревиатура «B.S.F.C.» (Brake Specific Fuel Consumption). Так называемая мера эффективности использования топливного ресурса любым первичным двигателем, сжигающим топливо и воспроизводящим вращение или мощность на валу.

Меру «B.S.F.C.» применяют под сравнение эффективности двигателей внутреннего сгорания с выходом на валу.

Моторы гоночных машин, прошедшие тюнинг высокого класса, отмечаются высокой эффективностью и демонстрируют показатель «B.S.F.C.» не менее 40 (18 л/час).

Так что же происходит, если подача топлива слаба? Двигатель автомобиля при таком состоянии теряет мощь или «выгорает». Эксплуатируемые детали:

• новый распредвал,
• гоночный карбюратор,
• пропускающая головка цилиндров,

способны перегружать и без того нагруженную систему доставки топлива. Карбюратор не в силах распределять оптимальную воздушно-топливную смесь, если топливная система не способна поддерживать правильный уровень внутри поплавковой камеры.

Низкие уровни топлива карбюратора, правда, не приводят к потерям или «сгоранию» поршней мотора, но уменьшают расход топлива в карбюраторе, снижая производительность.

При помощи информации: AA1CAR

INCONEL 625 характеристика на никель-хромовый сплав

Распредвал автомобиля: понимание технической основы для выбора

Фильтр картерных газов: система вентиляции картера автомобильного мотора

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Дизельная, инжекторная, карбюраторная системы питания ДВС

Система питания современного автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания (далее – ДВС) не зря считается сердцем автомобиля. Именно производимый им крутящий момент является первоисточником всех механических и электрических процессов, происходящих в транспортном средстве. Однако мотор не может существовать обособленно от обслуживающих его систем – смазки, питания, охлаждения и выпуска газов. Наиболее значимую роль при функционировании ДВС играет система питания двигателя (или топливная система).

Функции, устройство и принцип функционирования

Каждый автомобиль характеризуется таким понятием, как «запас хода». Он определяется расстоянием, которое автомобиль способен преодолеть на полном топливном баке без дополнительных заправок. На данный показатель оказывают влияние самые различные факторы: сезонные, погодные и природные условия движения, характер дорожного покрытия, степень загруженности автомобиля, индивидуальные особенности водителя при управлении транспортным средством и т.д.). Однако главенствующую роль в определении «аппетита» автомобиля играет система питания и ее правильная работа.

Система питания выполняет функции:

1. подачи топлива, его очистки и хранения;
2. очистки воздуха;
3. приготовления специальной горючей смеси;
4. подачи смеси в цилиндры ДВС.

Классическая система питания автомобиля состоит из следующих структурных элементов:

• топливного бака, предназначенного для хранения горючего;
• топливного насоса, выполняющего функции создания давления в системе и принудительной подачи топлива;
• топливопроводов – специальных металлических трубок и резиновых шлангов для транспортировки горючего из топливного бака к ДВС (а излишков топлива – в обратном направлении);
• фильтра (или фильтров) очистки топлива;
• воздушного фильтра (для очистки воздуха от примесей);
• устройства приготовления топливно-воздушной смеси.

Система питания имеет достаточно простой принцип работы: под воздействием специального топливного насоса горючее из бака, предварительно пройдя процедуру очистки топливным фильтром, по топливопроводам подается к устройству, предназначенному для приготовления топливно-воздушной смеси. И уже затем смесь подается в цилиндры двигателя.

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности.
Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

• поплавковую камеру и поплавок;
• распылитель, диффузор и смесительную камеру;
• воздушную и дроссельную заслонки;
• топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.

Таким образом, система питания карбюраторного двигателя представляет собой преимущественно механический способ приготовления топливно-воздушной смеси.

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления.
Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.

Так, специалисты склонны выделять следующие варианты инжектора:

1. с распределенным впрыском;
2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем.
В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

• с непосредственным впрыском;
• с вихрекамерным впрыском;
• с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.

Еще одна особенность, которой отличается система питания дизельного двигателя, заключается в принципе возгорания горючей смеси. Это происходит не от свечи зажигания (как у бензинового двигателя), а от давления, создаваемого поршнем цилиндра, то есть путем самовоспламенения. Иными словами, в этом случае нет необходимости применять свечи зажигания.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Режимы работы системы питания

В зависимости от целей и дорожных условий водитель может применять различные режимы движения. Им соответствуют и определенные режимы работы системы питания, каждому из которых присуща топливно-воздушная смесь особого качества.

1. Состав смеси будет богатым при запуске холодного двигателя. При этом потребление воздуха минимально. В таком режиме категорически исключается возможность движения. В противном случае это приведет к повышенному потреблению горючего и износу деталей силового агрегата.
2. Состав смеси будет обогащенным при использовании режима «холостого хода», который применяется при движении «накатом» или работе заведенного двигателя в прогретом состоянии.
3. Состав смеси будет обедненным при движении с частичными нагрузками (например, по равнинной дороге со средней скоростью на повышенной передаче).
4. Состав смеси будет обогащенным в режиме полных нагрузок при движении автомобиля на высокой скорости.
5. Состав смеси будет обогащенным, приближенным к богатому, при движении в условиях резкого ускорения (например, при обгоне).

Неисправности и сервисное обслуживание

В процессе эксплуатации транспортного средства топливная система автомобиля испытывает нагрузки, приводящие к ее нестабильному функционированию или выходу из строя. Наиболее распространенными считаются следующие неисправности.

Недостаточное поступление (или отсутствие поступления) горючего в цилиндры двигателя

Некачественное топливо, длительный срок службы, воздействие окружающей среды приводят к загрязнению и засорению топливопроводов, бака, фильтров (воздушного и топливного) и технологических отверстий устройства приготовления горючей смеси, а также поломке топливного насоса. Система потребует ремонта, который будет заключаться в своевременной замене фильтрующих элементов, периодической (раз в два-три года) прочистке топливного бака, карбюратора или форсунок инжектора и замене или ремонте насоса.

Потеря мощности ДВС

Неисправность топливной системы в данном случае определяется нарушением регулировки качества и количества горючей смеси, поступающей в цилиндры. Ликвидация неисправности связана с необходимостью проведения диагностики устройства приготовления горючей смеси.

Утечка горючего

Утечка горючего – явление весьма опасное и категорически не допустимое. Данная неисправность включена в «Перечень неисправностей…», с которыми запрещается движение автомобиля. Причины проблем кроются в потере герметичности узлами и агрегатами топливной системы. Ликвидация неисправности заключается либо в замене поврежденных элементов системы, либо в подтягивании креплений топливопроводов.

Таким образом, система питания является важным элементом ДВС современного автомобиля и отвечает за своевременную и бесперебойную подачу топлива к силовому агрегату.

https://zetsila.ru/%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B1%D1%8E%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F/
https://znanieavto.ru/toplivo/sistema-pitaniya-dvigatelya-avtomobilya.html