Элементарный карбюратор работает по принципу, сходному с принципом работы пульверизатора, заключающимся в том, что жидкость под действием разрежения вытекает из трубки-распылителя и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь.

Элементарный карбюратор состоит из поплавковой камеры, диффузора, распылителя с жиклером, смесительной камеры и дроссельной заслонки.

В поплавковой камере находится пустотелый поплавок, шарнирно соединенный с осью и действующий на игольчатый клапан. Топливо подается в поплавковую камеру насосом по трубопроводу. При заполнении камеры топливом поплавок всплывает и поднимает игольчатый клапан, который перекрывает отверстие, вследствие чего поступление топлива прекращается. Таким образом, поплавок и игольчатый клапан поддерживают некоторый постоянный уровень топлива в поплавковой камере. По мере расходования топлива двигателем поплавок опускается, и игольчатый клапан снова открывает доступ топлива в поплавковую камеру. Отверстием поплавковая камера соединяется с окружающим воздухом и в ней поддерживается постоянное атмосферное давление.

Рис. 2. Схема элементарного карбюратора и впускной системы двигателя:
1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель; 5 — дроссельная заслонка; в — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — игольчатый клапан

Поплавковая камера карбюратора соединяется со смесительной камерой распылителем, в котором установлен жиклер. Жиклер представляет собой пробку с небольшим калиброванным отверстием, благодаря чему через него проходит определенная порция топлива. Выходной конец распылителя устанавливается в самом узком месте диффузора (горловине).

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, зависит от положения дроссельной заслонки. При открытии ее увеличивается поступление смеси в цилиндры и соответственно с этим увеличивается число оборотов коленчатого вала и мощность, развиваемая двигателем.

Смесительная камера карбюратора занимает пространство от горловины диффузора до оси дроссельной заслонки.

Карбюратор устанавливают на впускной трубопровод, подводящий смесь к цилиндрам двигателя.

Элементарный карбюратор работает следующим образом. При движение поршня к н. м. т. (такт впуска) в цилиндре создается разрежение, передающееся в смесительную камеру карбюратора. Предварительно очищенный воздух поступает в карбюратор. Разрежение, которое создается в смесительной камере карбюратора, зависит от положения дроссельной заслонки. С прикрытием заслонки разрежение в смесительной камере уменьшается, а при открытии ее — увеличивается.

Пока двигатель не работает, в распылителе и в поплавковой камере топливо находится на одном уровне, причем верхний конец распылителя располагается несколько выше уровня топлива (на 2—3 мм). Поэтому при неработающем двигателе топливо не может переливаться через край распылителя.

Во время работы двигателя поступающий в карбюратор воздух проходит через узкое сечение диффузора, в результате чего скорость воздуха в диффузоре, а следовательно, и разрежение возрастают. Создается перепад давлений между поплавковой камерой и диффузором, благодаря чему топливо начинает фонтанировать из распылителя.

Вытекающее из распылителя топливо распыливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает к цилиндрам двигателя. Процесс перемешивания мелкораспыленного топлива с воздухом (образование горючей смеси) не заканчивается в карбюраторе, а продолжается во впускном трубопроводе, где испаряется большая часть топлива. Интенсивное перемешивание горючей смеси с воздухом происходит в щели между впускным клапаном и его седлом. Заканчивается процесс смесеобразования в цилиндре двигателя при такте сжатия.

При открытии дроссельной заслонки увеличиваются скорость воздушного потока, проходящего через горловину диффузора, и количество топлива, поступающего из распылителя. Вследствие этого больше горючей смеси подается в цилиндры и повышается мощность, развиваемая двигателем.

С изменением положения дроссельной заслонки значительно изменяется состав горючей смеси, приготовляемой элементарным карбюратором. На рис. 3 сопоставлены характеристики элементарного и идеального карбюраторов. Они показывают изменение состава горючей смеси карбюратора в зависимости от нагрузки (от положения дроссельной заслонки). По мере открытия дроссельной заслонки у элементарного карбюратора горючая смесь все больше обогащается, причем только в двух случаях (точки А и Б) состав смеси совпадает с составом горючей смеси, приготовляемой идеальным карбюратором (при полностью открытой дроссельной заслонке и при некотором промежуточном положении ее). Таким образом, основным недостатком элементарного карбюратора является невозможность приготовления горючей смеси нужного состава на различных режимах работы двигателя.

Рис. 3. Характеристики элементарного и идеального карбюраторов:
1 — характеристика элементарного карбюратора; г — характеристика идеального карбюратора

Известно, что значительную часть времени автомобильный двигатель работает на режиме средних нагрузок. Это соответствует открытию дроссельной заслонки на 30—80% от полностью открытого положения. Следовательно, для этого режима элементарный карбюратор должен был бы готовить обедненную горючую смесь, которая по составу приближалась бы к смеси, приготовляемой идеальным карбюратором и обеспечивающей минимальный расход топлива. У элементарного карбюратора получается совершенно другая характеристика.

При переходе на малые нагрузки дроссельную заслонку прикрывают. Для того чтобы двигатель устойчиво работал на этом режиме, необходимо подавать в цилиндры обогащенную горючую смесь. У элементарного карбюратора при прикрытии дроссельной заслонки горючая смесь значительно обедняется. В таких условиях работа двигателя становится невозможной, и он останавливается.

Таким образом, элементарный карбюратор имеет следующие недостатки:
1) невозможно пустить двигатель (нет пускового устройства);
2) нельзя работать на холостом ходу (отсутствует система холостого хода);
3) не обеспечивается нужный состав горючей смеси (обедненной) на средних нагрузках;
4) не предотвращается обеднение смеси при резком открытии дроссельной заслонки;
5) нельзя получить нужный состав смеси при постепенном открытии дроссельной заслонки до полного открытия (нет экономайзера).

Карбюраторы, применяемые в настоящее время на автомобильных двигателях, имеют дополнительные системы и устройства, обеспечивающие

приготовление нужной по составу горючей смеси в зависимости от режима работы двигателя: пусковое устройство; систему холостого хода, позволяющую работать двигателю с малыми нагрузками; главное дозирующее устройство, поддерживающее надлежащий состав смеси при средних нагрузках (оно объединяется обычно с системой компенсации); ускорительный насос, предотвращающий обеднение горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, т. е. при переходе с малых нагрузок на большие; экономайзер, служащий для обогащения горючей смеси при работе двигателя на больших нагрузках.