Недостатки простейшего карбюратора не дают возможности использовать его в автомобильных двигателях. Главным недостатком является невозможность карбюратора изменять состав приготавливаемой горючей смеси в процессе изменения режимов работы двигателя. Согласно данным графика характеристик карбюратора [рис. 1, г)] коэффициент избытка воздуха, который обеспечивается простейшим карбюратором, с увеличением расхода горючей смеси уменьшается (кривая 1). В итоге: при увеличении поступления в двигатель горючей смеси она обогащается. В простейшем карбюраторе обогащение горючей смеси, при увеличении её подачи в двигатель, объясняется тем, что в данном случае дроссельная заслонка открывается на больший угол, за счёт чего через диффузор карбюратора увеличивается поток воздуха. Как следствие, в диффузоре увеличивается разрежение и топливо начинает более интенсивно истекать из распылителя, что приводит к обогащению смеси.
Рис. 1. Простейший карбюратор.
а) – Схема простейшего карбюратора:
1) – Поплавковая камера карбюратора;
2) – Поплавок;
3) – Игольчатый клапан;
4) – Штуцер подачи топлива;
5) – Отверстие, сообщающее с атмосферой полость поплавковой камеры;
6) – Входной воздушный патрубок;
7) – Распылитель;
8) – Диффузор;
9) – Смесительная камера;
10) – Жиклёр;
11) – Дроссельная заслонка;
12) – Выходной патрубок;
13) – Впускной клапан;
14) – Цилиндр двигателя;
15) – Поршень;
б) – Схема главного дозирующего устройства с пневматическим торможением топлива:
1) – Поплавковая камера;
2) – Воздушный жиклёр;
3) – Эмульсионный канал;
4) – Распылитель;
5) – Главный жиклёр;
в) – Схема системы холостого хода:
1) – Поплавковая камера;
2) – Воздушный жиклёр холостого хода;
3) – Топливный жиклёр холостого хода;
4) – Эмульсионный канал;
5) – Верхнее отверстие в стенке смесительной камеры;
6) – Винт регулировки качества смеси;
7) – Нижнее отверстие в стенке смесительной камеры;
8) – Дроссельная заслонка;
9) – Винт регулировки количества смеси;
10) – Горизонтальный канал системы холостого хода;
11) – Главный жиклёр;
г) – Характеристики карбюраторов:
1) – Характеристика простейшего карбюратора;
2) – Характеристика идеального карбюратора.
Нормальная работа двигателя, наоборот, протекает таким образом, что когда подача смеси в него увеличивается, её необходимо обеднять, а при полной подаче – обогащать (кривая 2). Как следствие, характеристика простейшего карбюратора совершенно противоположна требуемой характеристике. Их пересечение в точке (А) свидетельствует о том, что простейший карбюратор способен дать необходимый состав горючей смеси только для определённого (ограниченного) режима двигателя. Если степень открытия дроссельной заслонки будет меньше, то карбюратор станет давать переобеднённую смесь, а если больше – переобогащённую.
Основная причина переобеднения горючей смеси при малом открытии дроссельной заслонки – уменьшение разрежения в диффузоре, ввиду падения скорости потока воздуха. Малое разрежение не способно обеспечить подъём топлива до устья распылителя, а также преодоления его поверхностного натяжения, что влечёт за собой прекращение поступления топлива в диффузор. Как следствие, двигатель в режиме холостого хода (при малом открытии дроссельной заслонки) перестаёт работать.
Характеристика простейшего карбюратора (кривая 1) также свидетельствует о том, что карбюратор не создаёт требуемого обогащения смеси при разгоне автомобиля (резкое открытие дроссельной заслонки). В начальный момент осуществляется обеднение смеси, ввиду того, что воздух обладает меньшей вязкостью (в сравнении с топливом), и устремляется в смесительную камеру в большом количестве. При этом в двигателе, вместо увеличения частоты вращения коленчатого вала может произойти так называемый «провал» в работе либо его полная остановка.
В процессе пуска холодного двигателя в его цилиндры должно поступать большое количество горючей смеси, формирующейся из легкоиспаряющихся фракций топлива, что достигается за счёт очень сильного обогащения смеси посредством подачи большого количества топлива в смесительную камеру карбюратора. При использовании простейшего карбюратора данное требование выполнить не представляется возможным, так как на малой частоте вращения коленчатого вала (в процессе пуска) разрежение в диффузоре будет недостаточным.
С целью достижения надёжной и экономичной работы автомобильного двигателя (на различных эксплуатационных режимах) простейший карбюратор оснащается дополнительными устройствами:
1) – Система холостого хода;
2) – Система компенсации смеси;
3) – Экономайзер;
4) – Эконостат;
5) – Ускорительный насос;
6) – Пусковые приспособления.