Gaźnik: konstrukcja i zasada działania

Do połowy lat 80-tych silniki benzynowe wewnętrznego spalania samochodów osobowych i lekkich ciężarówek były masowo wyposażone w gaźniki. Takie silniki działają na zasadzie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej przygotowanej uprzednio przez zewnętrzne urządzenie w cylindrach silnika. Ta robocza mieszanina składa się z kropel paliwa i powietrza. Gaźnik jest odpowiedzialny za proces, co oznacza tworzenie mieszanki tych składników w odpowiedniej proporcji, aby zmaksymalizować wydajność ICE. Najprostszym gaźnikiem jest mechaniczne urządzenie dozujące.

Trochę historii

Wczesny rozwój na początku ery budowania silników wykorzystywany jako paliwo lekkie. Gaźnik do takich silników na wczesnym etapie był po prostu niepotrzebny. Świecący gaz dostał się do cylindrów z powodu rozrzedzenia, które powstało podczas pracy silnika. Głównym problemem takiego paliwa był jego wysoki koszt i szereg trudności w procesie użytkowania.

Druga połowa XIX wieku to okres kiedy wynalazcy, mechanicy i inżynierowie próbowali zastąpić drogiego gazu węglowego na całym świecie bardziej ekonomiczny, tani i dostępny rodzaj paliwa do silnika spalinowego.Najlepszym rozwiązaniem było użycie paliwa płynnego, które jest nam dziś zwyczajne.

Warto wziąć pod uwagę, że takie paliwo nie może zapalić się bez udziału powietrza. Aby przygotować mieszaninę z powietrza i paliwa, wymagane było dodatkowe urządzenie. Co więcej, ale trzeba było mieszać powietrze i paliwo w odpowiednich proporcjach.

Aby rozwiązać ten problem, wynaleziono pierwszy gaźnik. Urządzenie zostało wydane w 1876 roku. Wynalazcą wczesnego modelu gaźnika był włoski wynalazca Luigi De Christoforis. Ze względu na konstrukcję i zasadę działania pierwszy gaźnik miał wiele znaczących różnic w stosunku do bardziej nowoczesnych analogów. Aby uzyskać wysokiej jakości mieszankę paliwowo-powietrzną, paliwo w pierwszym urządzeniu zostało podgrzane, a jego opary zostały zmieszane z powietrzem. Z wielu powodów ten sposób tworzenia mieszaniny roboczej nie był szeroko stosowany.

Postępy w tej dziedzinie były kontynuowane, aw ciągu roku utalentowani inżynierowie Gottlieb Daimler i Wilhelm Maybach opracowali projekt silnika spalinowego, który miał gaźnik działający na zasadzie rozpylania paliwa. To urządzenie stanowiło podstawę wszystkich dalszych prac.

Modernizacja

Głównym kierunkiem przyszłej pracy inżynierów była maksymalna automatyzacja wszystkich procesów tworzenia mieszanki. Najlepsze umysły wielu firm produkujących samochody i związany z nimi sprzęt pracowały nad ulepszeniem konstrukcji gaźnika. Z tego powodu można spotkać wiele prostych i złożonych modeli gaźników od wielu światowych producentów.

Dalszy rozwój

Gaźniki zostały aktywnie zastąpione przez systemy wtryskowe dopiero pod koniec XX wieku. Do tej pory konstrukcja gaźnika została zintensyfikowana. Najnowsze obroty ewolucji wtrysku gaźnika to gaźniki sterowane elektronicznie. W takich gaźnikach było kilka zaworów elektromagnetycznych, których działanie było kontrolowane przez specjalne urządzenie sterujące. Na przykład można wspomnieć o gaźniku marki Hitachi. W projekcie było prawie 5 zaworów, a amortyzatory były sterowane elektronicznie.

Najnowsza generacja strukturalnie kompleksowych gaźników została dobrze zademonstrowana przez wspomniany już model gaźnika Hitachi. Ten gaźnik został zainstalowany w samochodach Nissana pod koniec lat 80-tych i na początku lat 90-tych.Złożoność tej generacji gaźników jest duża ilość akcesoriów, zwłaszcza w porównaniu z produktem Hitachi prymitywnego „Solex”, który został umieszczony na WHA.

Urządzenia pomocnicze były odpowiedzialne za stabilizację pracy gaźnika w różnych trybach. Te tryby pracy i funkcje obejmują ostry odprowadzania gazu, tryb pracy na biegu jałowym podczas przestoju w samochodzie z automatyczną skrzynią biegów, wyrównanie i stabilizacja bloku obrotów po włączeniu układu klimatyzacji, a także wiele innych.

Udoskonalony gaźnik ostatnich generacji składał się z wielu urządzeń. Wymienimy tylko kilka z nich dla odniesienia:

  1. System kontroli temperatury powietrza zewnętrznego;
  2. Grzałka kolektora wlotowego;
  3. Zawór zakończenia podawania paliwa;
  4. Zawór urządzenia wzbogacania mieszanki;
  5. Sprężyna bimetaliczna klapy powietrza w mechanizmie otwierania przepustnicy;
  6. System szybkiego biegu jałowego itp .;

Takie urządzenia należą do najnowszych "elektronicznych" gaźników. Dodatkowe elementy w tych modelach zostały wykonane w postaci oddzielnych urządzeń analogowych.Urządzenia były sterowane przez najprostszą elektronikę lub pracowały na zasadzie samoregulacji (sprężyna bimetaliczna).

Warto zauważyć, że proste gaźniki mechaniczne są bardzo uniwersalnymi urządzeniami i mogą być instalowane za pomocą adaptera do różnych modeli samochodów. Doskonałym przykładem jest ten sam doskonale znany krajowym kierowców gaźnika "Solex".

Gaźnik i wtryskiwacz

Ponadto w historii systemów zasilania paliwem i tworzenia mieszanki pojawił się po raz pierwszy wtryskiwacz mono (monoinjector), a całkowicie elektroniczny wtrysk i wydajne wtryskiwacze paliwa ostatecznie zastąpiły przestarzałe gaźniki.

Główną zaletą wtryskiwacza jest znacznie dokładniejsze i szybsze dozowanie paliwa w celu uzyskania właściwych proporcji mieszanki paliwowo-powietrznej. Pojawienie się i wprowadzenie niedrogich mikroprocesorów w przemyśle motoryzacyjnym doprowadziło ostatecznie do tego, że po prostu zniknęła potrzeba opracowania kompleksowego gaźnika i dodatkowych urządzeń. Wszystkie funkcje poszczególnych komponentów gaźnika zostały przejęte przez jedną jednostkę sterującą (ECU), a w projekcie wtryskiwacza zainstalowano proste urządzenia wykonawcze.

Błędem jest sądzić, że wtryskiwacz jest bardziej ekonomicznym rozwiązaniem w porównaniu do gaźnika. Dobrze zbudowany gaźnik wykazuje podobną wydajność w zużyciu paliwa. Popularność rozproszonego wtrysku wynika z faktu, że ten mechanizm zasilania paliwem jest w stanie spełnić wszystkie rygorystyczne nowoczesne standardy i wymagania dotyczące ekologicznej kompatybilności ICE. Gaźnik nie spełnia tych wymagań, co wynika z jego cech konstrukcyjnych i osiągów dysz.

Obecnie wtrysk gaźnika znajduje się tylko w tych silnikach, których głównym celem jest docelowa instalacja na specjalne wyposażenie. Powodem tej decyzji była wrażliwość elektronicznych układów wtryskowych w ciężkich warunkach pracy. Elementy elektroniczne i moduły wtryskiwacza są narażone na wysoką wilgotność i zanieczyszczenia, a wtryskiwacze są wrażliwe na jakość paliwa. Na przykład, konieczne jest stwierdzenie, że zdecydowanie lepiej jest zainstalować specjalny gaźnik na specjalnym pojeździe podczas używania takiego pojazdu na bagnach, który się nie wypali.Taki gaźnik zawsze można łatwo serwisować, czyścić i suszyć w razie potrzeby.

Rodzaje gaźników

Jak już powiedzieliśmy, proces modernizacji gaźnika wygenerował wiele rodzajów tego urządzenia od różnych producentów. Cała ta gama gaźników może być warunkowo podzielona na trzy grupy:

  • bulgotanie;
  • membrana-igła;
  • pływający;

Dwa pierwsze rodzaje gaźników od dawna są praktycznie niewidoczne, więc nie będziemy się nad nimi rozwodzić. Bardziej celowe wydaje się rozważenie gaźnika pływakowego, który wciąż można zobaczyć w różnych modyfikacjach samochodów cywilnych z lat 90-tych.

Układ gaźnika pływakowego

Głównym zadaniem gaźnika jest mieszanie paliwa i powietrza. Różne modele gaźników wykonują ten proces zgodnie z podobną zasadą. Gaśniczy pływak składa się z następujących elementów:

  • komora pływowa;
  • pływak;
  • blokująca igła pływaka,
  • jet;
  • komora mieszania;
  • atomizator;
  • Rurka Venturiego;
  • zawór dławiący;

Gaśnica jest skonstruowana w taki sposób, że do jej komory pływającej podłączony jest specjalny rurociąg.Paliwo jest dostarczane ze zbiornika paliwa do gaźnika wzdłuż tej linii. Regulacja ilości paliwa w komorze odbywa się za pomocą dwóch powiązanych ze sobą elementów. Chodzi o pływak i igłę. Spadek poziomu paliwa w komorze pływakowej oznacza, że ​​pływak spadnie również wraz z igłą. W ten sposób okazuje się, że opuszczona igła otworzy drzwi dla wejścia kolejnej porcji paliwa do komory. Podczas napełniania komory benzyną pływak podnosi się, a igła blokuje jednocześnie dostęp do paliwa.

W dolnej części komory pływającej znajduje się następny element zwany strumieniem. Strumień działa jak kalibrator i zapewnia dozowanie dopływu paliwa. Poprzez paliwo lotnicze dostaje się do rozpylacza. W ten sposób niezbędna ilość paliwa przemieszcza się z komory pływakowej do komory mieszania. W komorze mieszania odbywa się proces przygotowania roboczej mieszanki paliwowo-powietrznej.

Strukturalnie komora mieszania ma dyfuzor. Ten element ma na celu zwiększenie prędkości przepływu powietrza. Dyfuzor jest odpowiedzialny za wytworzenie próżni w bezpośrednim sąsiedztwie rozpylacza.Pomaga to pobierać paliwo z komory pływakowej, a także sprzyja jej lepszemu rozpylaniu w komorze mieszania. Jest to podstawowe urządzenie prostego gaźnika.

Przepustnica: zimny start i bieg jałowy

Ilość mieszanki paliwowo-powietrznej, która wpłynie do cylindrów silnika będzie zależeć od położenia przepustnicy. Klapa ma bezpośrednie połączenie z pedałem gazu. Ale to nie wszystko.

Niektóre samochody z gaźnikiem miały dodatkowe urządzenie do sterowania przepustnicą. Ten element jest dobrze znany miłośnikom starych "klasyków" z VAZ. W ludziach kierowców tego urządzenia nazywano "ssaniem", a samo urządzenie zostało stworzone do zimnego startu. Element wykonany jest w postaci specjalnej dźwigni, która znajduje się w dolnej części torpedy po stronie kierowcy.

Dźwignia pozwala dodatkowo kontrolować przepustnicę. Jeśli pociągniesz "ssanie" do siebie, w tym przypadku klapa jest zakryta. Pozwala to ograniczyć dostęp powietrza i zwiększyć poziom rozcieńczenia w komorze mieszania gaźnika.

Benzyna z komory pływakowej przy zwiększonej próżni jest znacznie bardziej intensywnie wciągana do komory mieszania,a niewystarczająca ilość doprowadzanego powietrza powoduje, że gaźnik przygotowuje wzbogaconą mieszankę roboczą do silnika. To właśnie ta mieszanina najlepiej nadaje się do pewnego rozruchu zimnego silnika.

Warto zauważyć, że pierwszym w całym projekcie poddanym późniejszej modernizacji jest zimny start, już nam znany pod nazwą "ssanie". Do najprostszego gaźnika zasłużenie odnosi się popularny i popularny gaźnik "Solex", który wiele zawdzięcza linii klasycznych samochodów VAZ.

Działanie silnika gaźnika w trybie jałowym wykonuje się w następujący sposób:

  • Gaźnik jest wyposażony w specjalne dodatkowe dysze powietrzne. Dysze te są odpowiedzialne za dostarczanie ściśle dozowanej ilości powietrza;
  • Powietrze przechodzi pod zaworem dławiącym, a następnie, zgodnie z roboczym algorytmem, miesza się z benzyną. W tym samym czasie cały proces zachodzi, gdy pedał gazu nie jest wyciśnięty i zwolniony;

W ten sposób wygląda podstawowe urządzenie i zasada typu pływakowego gaźnika.

Mocne i słabe strony urządzenia

Główną zaletą gaźnika jest jego przystępna serwisowalność.Na wolnym rynku do tej pory, istnieją specjalne zestawy naprawcze, które pozwalają na szybki powrót do gaźnika do eksploatacji. Aby naprawić gaźnik nie wymaga arsenał specjalnego wyposażenia i naprawy urządzenia, gdy pewne umiejętności pod mocą prawie Każdy kierowca.

Mechaniczny gaźnik nie boi się tak bardzo zanieczyszczeń i wody, ponieważ ich uderzenie nie może trwale go wyłączyć. Obejmuje to równocześnie zarówno mocną, jak i słabą stronę urządzenia. Gaźnik trzeba często regulować i należy oczyścić porównaniu z wtryskiem paliwa wtryskiwacz, ale jest wytrzymalsze rozwiązań elektronicznych w przypadku szeregu warunków, które są ciężkie lub nawet ekstremalne warunki pracy.

Dodatkowe zalety gaźnika obejmują jego niższą wrażliwość na paliwo niskiej jakości, a proces czyszczenia nie jest trudny. Chociaż gaźnik i jest stosunkowo skomplikowane urządzenie, ale rozwiązywać problemy i utrzymanie jej zdecydowanie łatwiejsze w porównaniu z zatkane lub nieprawidłowego działania układu wtryskowego.

Główne wady gaźnika obejmują potrzebę regularnego czyszczenia i regulacji.Gaźnik może stanowić niespodziankę w procesie eksploatacji, ponieważ istnieje zależność od zewnętrznych warunków pogodowych. W zimie kondensat może gromadzić się w korpusie gaźnika, a następnie zamarzać. W upale gaźnik jest podatny na przegrzanie, co prowadzi do intensywnego parowania paliwa i spadku mocy ICE.

Ostatnim argumentem przeciwko gaźnikowi jest zwiększona toksyczność spalin, która doprowadziła do porzucenia jej zastosowania w nowoczesnych samochodach na całym świecie. Dzisiaj gaźnik jest słusznie uważany za beznadziejnie przestarzałe "klasyczne" rozwiązanie.