- направление движения потока смеси;
- форма деталей для регулирования смеси;
- регулировка подачи (количества) топлива;
- количество и конструкция впускных каналов.
По направлению потока различаются три типа карбюраторов (рис. 7.3). Долгое время до массового использования систем впрыска топлива предпочтение отдавалось карбюраторам с падающим и горизонтальным потоками. Карбюратор с восходящим потоком отличался простотой конструкции, позволяя снизить высоту моторного отсека, но не обеспечивал полноценное наполнение цилиндров, поскольку рабочая смесь двигалась против силы тяжести. Кроме того, возникала опасность отделения от воздушного потока части топлива. В результате после Второй мировой войны карбюраторы такого типа практически не использовались.
Рис. 7.3. Схемы карбюраторов
Карбюратор с горизонтальным потоком удобен для двигателей небольшой конструктивной высоты. При использовании такого карбюратора достигалось хорошее наполнение цилиндров двигателя, так как направление потока рабочей смеси практически не изменялось.
В карбюраторе с падающим потоком рабочая смесь двигается по направлению действия силы тяжести. В результате наполнение цилиндров обеспечивается оптимальным образом, а склонность к отделению капель топлива остается минимальной.
Количество рабочей смеси регулируется с помощью дроссельной заслонки или золотника.
Поворотная дроссельная заслонка имеет простую конструкцию, но при этом мешает движению потока рабочей смеси, поскольку обычно располагается по центру смесительной камеры карбюратора. Если ось дроссельной заслонки вследствие погрешности изготовления лежит не точно по центру, это может привести к неравномерному распределению смеси по отдельным цилиндрам.
Золотниковое регулирование потока рабочей смеси может обеспечиваться цилиндрическим либо плоским золотником (рис. 7.4). Цилиндрический золотник чаще всего устанавливается в карбюраторах мотоциклетных двигателей. При изменении положения золотника скорость воздуха остается близкой к постоянной. Вследствие этого при любой частоте вращения коленчатого вала топливо равномерно распыляется в потоке воздуха, независимо от нагрузки на двигатель. В результате карбюратор без дополнительных устройств обеспечивает работу двигателя на любых режимах — от холостого хода до полной мощности.
Рис. 7.4. Золотниковое регулирование количества рабочей смеси
Плоский золотник используется, прежде всего, на двигателях гоночных автомобилей и мотоциклов, причем во многих случаях он устанавливается во впускном тракте и регулирует подачу воздуха, в то время, как подача бензина осуществляется системой впрыска топлива. С помощью плоского золотника можно одновременно управлять несколькими впускными каналами, а при полном открытии дроссельной заслонки потоку смеси ничто не препятствует.
Подача топлива в большинстве карбюраторов регулируется с помощью одного или двух поплавков. Но существуют также беспоплавковые карбюраторы. Они устанавливаются на мотопилах и других агрегатах, которые в любом рабочем положении должны обеспечивать бесперебойную работу. На рис. 7.5 показана схема беспоплавкового карбюратора. В нем бензин попадает через канал с игольчатым клапаном в камеру для топлива. Если бензин не поступает, игольчатый клапан закрывает канал с помощью возвратной пружины над рычагом. При работающем двигателе воздух, идущий по впускному каналу, всасывает бензин из камеры для топлива, и давление в ней понижается. Мембрана под действием атмосферного давления выгибается, действуя вверх против пружины рычага, и игольчатый клапан открывает канал для подачи бензина. При этом давление в камере для топлива растет, и пружина вновь поднимает рычаг, который закрывает канал игольчатым клапаном. Во время работы игольчатый клапан действует таким образом, что подача топлива и его поступление во впускной канал происходят в одинаковом объеме.
Рис. 7.5. Схема беспоплавкового карбюратора
По числу и конструкции впускных каналов различают однокамерные карбюраторы, карбюраторы с последовательным включением смесительных камер (ступенчатые карбюраторы) и многокамерные карбюраторы.
Самым дешевым в производстве является однокамерный карбюратор с одной дроссельной заслонкой, который имеет только один впускной канал. Недостатком данного карбюратора является то, что при высокой частоте вращения коленчатого вала наполнение цилиндра сильно падает, и, как следствие, литровая мощность двигателя ограничена.
Лучшее наполнение по всему рабочему диапазону достигается с помощью карбюратора с последовательным включением смесительных камер (ступенчатого карбюратора). Он имеет два параллельно расположенных впускных канала с последовательно срабатывающими дроссельными заслонками. В диапазоне частичных нагрузок рабочая смесь поступает только по одному каналу, второй остается закрытым. Если нагрузка на двигатель растет, а первая дроссельная заслонка уже полностью открыта, открывается вторая дроссельная заслонка. Поток смеси распределяется между двумя впускными каналами, и цилиндры даже при большой нагрузке и высокой частоте вращения коленчатого вала, то есть максимальной мощности, хорошо наполняются.
Многокамерный карбюратор состоит из нескольких однокамерных карбюраторов в сборе с общей поплавковой камерой. Впускные каналы открываются не друг за другом, а одновременно, так как все дроссельные заслонки приводятся единым механизмом. Если, например, на четырехцилиндровом двигателе установить два двухкамерных карбюратора, то каждый цилиндр будет обеспечиваться рабочей смесью из собственного впускного канала. Преимуществом данной конструкции является то, что все цилиндры получают одинаковое количество смеси, а направление потока смеси изменяется лишь незначительно. По этой причине многокамерные карбюраторы хорошо подходят для двигателей большой мощности.