確かにあなたの多くはオートバイに乗ったことがあり、誰かがそれを所有しています。たぶん、あなたはカートトラックに行って、ゴムの笛とエンジンの轟音へのトラックで興奮と競争しました。あるいは、週末にダーチャにガソリンツールを装備するだけかもしれません。これらの場合や他の多くの場合、私たちはキャブレターによって制御される小型の内部燃焼エンジンを扱っています。しかし、この詳細は何ですか？それは何のためにあり、それは何で構成されていますか？どのような特性が影響を受けますか、それらはどのように規制されていますか？この記事では、これらの質問に対する回答や他の多くの質問を見つけることができます。
物語の中で考慮される質問を具体化しましょう。
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今日は最初の部分だけを検討します。研究のために提案された大量の資料を考慮して、記事の一部は別々の出版物として形成されます。
PSこの種の資料は、ポータルのトピックに間接的にのみ関連していることを理解しています。ただし、ここでの輸送のカテゴリには、自家製の2ストローク内燃焼エンジンや蒸気エンジンに関する記事もあります。これらの例は、私が作品を出版する動機になりました。さらに、Habrのような権威があり、十分に索引付けされたリソースに関する出版物は、資料を広め、キャブレターに直接関心のある聴衆にそれを伝えるのに役立ちます。みなさん、おめでとうございます。
Carburetor：基本原則
オットーサイクルのオートバイエンジンは、2ストロークと4ストロークの両方で、スパークプラグが点火を開始する前に、容易に蒸発し、ノック防止特性を備えた燃料を消費して、熱風と混合します。これらの燃料には、例えば、市販のガソリン、特別競争用ガソリン、メタノールおよびエチルアルコールが含まれる。
混合プロセスは、ディーゼルサイクルで動作するエンジンではまったく異なる方法で行われます。それらは揮発性の低い燃料を使用し、そのノック防止特性は、圧力と温度が燃料の自己発火のパラメーターに対応する燃焼室内で直接空気と混合する必要があります。
このため、ディーゼルエンジンの出力は、空気の流れを制御することなく、燃料供給のみを調整することで制御できます。オットーサイクルで作動するエンジンでは、混合物形成プロセス中に、エンジンによって消費される空気の量と燃料の量の両方を制御する必要があります。
ほとんどの自動車エンジンは、集中制御された燃料噴射システムを使用しています。制御ユニットは、燃料が空気流に流入するインジェクターの開放時間を調整します。同様のシステムが一部のハイエンドモーターサイクルエンジンに採用されています。ただし、キャブレターの使用は依然として適切です。
キャブレターの動作原理の特徴は、ノズルシステムを通る真空の作用下で燃料の流出が発生することです。したがって、キャブレターは3つの主要な機能に基づいて設計されています。
- 空気の流れを変えることにより、ドライバーのニーズに応じたエンジン出力管理。
- エンジン速度の全動作範囲にわたって最適な空気対燃料比を維持しながら、空気流への燃料供給を計測する。
- 適切な点火と燃焼のために空気/燃料混合物を均質化します。
混合気の組成
燃料比（A / F）は、エンジンが消費する燃料に対する空気の質量比です。それは次のように定義されます
化学的観点から、この比率は化学量論的でなければなりません。過剰な空気（希薄な混合物）または未燃の燃料残留物（豊富な混合物）なしで完全な燃焼を確実にする必要があります。
化学量論的組成
化学量論比の数値は、燃料の種類によって異なります。商用ガソリンの場合、14.5から14.8の範囲です。これは、ガソリンの1部を完全に燃焼させるには、14.5〜14.8部の空気が必要であることを意味します。メタノールで動作するエンジンの場合、この比率は6.5に低下しますが、エチルアルコールの場合は9です。
実際のミックス構成
エンジンの稼働中にキャブレターによって生成される混合物は、化学量論的である必要はありません。エンジンの設計や運転条件（回転数や負荷の大きさ）によっては、何らかの理由で燃焼室に入らない、または燃焼工程が不完全なため、燃料の一部が燃焼しない場合があります。混合物の組成の変化は、シリンダー内の残留燃焼生成物、および排気システムを介した混合物の新鮮なチャージの部分的な損失によって引き起こされる可能性があります。2ストロークエンジンは、組成の変化に特に敏感です。
燃焼に直接関与する混合物の電荷を考慮すると、上記の現象を補償するには、その組成が化学量論よりも豊富でなければならないという結論に達することができます。
作業条件に応じた混合物の組成
混合物の組成は、エンジンの動作条件に応じて、特定の制限内で変化する必要があります。一般的な場合、混合物の組成は、アイドル時、加速モード、および最大出力モードでより豊富でなければならないことが確立されています。逆に、定常状態では、組成が劣る可能性があります。空気と燃料の比率は、他の動作モードと比較して増やすことができます。
2ストロークエンジンに適用されるように、リーンとリッチの概念は、化学量論よりも豊富な混合物で常に動作するため、通常、化学量論比とは関連していません。これは多くの4ストロークエンジンに当てはまりますが、一般的に2ストロークエンジンよりも希薄な混合物で動作します。
キャブレターへの燃料供給システム
動作原理
燃料供給システムの設計バリエーションを図に示します。
キャブレターへの燃料供給システム：1-フロートチャンバーを大気に接続するチャネル。 2-フロートガイド; 3-フロート; 4-燃料バルブとの相互作用のレバー。 5-燃料供給組合; 6-メッシュフィルター; 7-バルブシート; 8-バルブニードル; 9-レバーの回転軸4
タンクからの燃料はフロートチャンバー内で一定のレベルに保たれます。フロートと関連するバルブがこれを担当します。フロートは燃料レベルに応じて自由に動き、それによってバルブの流れ面積を調整します。エンジンが燃料を消費すると、フロートチャンバー内のレベルが低下し、フロートが落下してバルブが開き、タンクから燃料が流れるようになります。燃料レベルが上昇し始め、フロートが上昇し、特定のポイントでバルブを閉じます。その後、プロセスが繰り返されます。
フロートチャンバー（a）、燃料バルブ（b）の概観
したがって、さまざまなジェットでほぼ一定の燃料圧力を維持することが可能です。言い換えれば、真空下で噴霧を開始するために燃料が上昇する必要がある高さは一定のままです。この図は、主要なシステムを示すキャブレターの断面を示しています。フロートチャンバーで維持されている燃料レベルは黄色で強調表示されています。
主なシステムを示すカッタウェイキャブレター
設計と調整の方法
システムをより詳細に考えてみましょう：float-valve。
燃料バルブは、シャットオフニードルと、キャブレター本体に押し込まれた、またはねじ込まれたシートで構成されています。針先はゴム引きです。ゴム組成物は市販のガソリンとの相性は良好ですが、アルコール系燃料などの特殊燃料を使用する場合は、気化器の性能を低下させるためにシール材との相溶性を確保する必要があります。多くのロッキングニードルの設計では、フロートと相互作用するバネ式フォロアを使用して、フロートチャンバー内でのオートバイの動きや燃料の動きによって発生するニードルの振動を低減します。
燃料バルブ
燃料バルブのフローエリアは、最大燃料消費量を決定するため、制御パラメーターです。断面積が小さすぎると、現在のエンジン動作条件（通常は全負荷時）での燃料消費量が入力よりも高くなるため、フロートチャンバーが空になる場合があります。このモードでしばらく作業した後、可燃性混合物の枯渇によりエンジンが故障する場合があります。
燃料消費量はレベルに応じて変化し、それによって混合物の組成に影響を与えるため、燃料レベルは、動作原理に従うキャブレターの調整パラメーターでもあります。
燃料レベルは、次の2つのパラメータを変更することで調整されます。
- フロート重量;
- フロートをバルブに接続するレバーの形状。
より重いフロートを取り付けることにより、その低い浮力を補うために燃料レベルが増加します。他のパラメータを変更しない場合、これはより豊かな混合につながります。逆に、より軽いフロートを取り付けると、浮力の低下により燃料レベルが低下します。これにより、バルブが早期に閉じられ、キャブレターがより希薄な混合物に変換されます。したがって、フロートは重量で分類され、所定の基準に従って適切な高さに設定する必要があります。
フロートの高さを制御する方法を図に示します。レベルを調整する必要があり、フロートの重量を変更できない場合は、バルブに作用するレバーの形状を変更できます。この場合、フロートは同じ重量でバルブを早く（低いレベルで）または遅く（高いレベルで）閉じます。
フロートの高さの測定
労働条件の特徴
高い燃料レベルは、低い燃料レベルと同様に、すべてのエンジン動作モードでのすべてのキャブレターシステムの動作に影響を与えます。ただし、フロートチャンバー内の燃料レベルが低すぎると、ノズルの燃料圧力が不十分になり、混合物が過剰に枯渇してエンジンの動作に危険が生じる可能性があることに注意してください。これは、車両が受ける加速中に燃料がフロートチャンバー内を移動するときに発生する可能性があります。この場合（コーナリングやハードブレーキング時にオフロードバイクやトラックバイクで主に発生します）、レベルが低すぎると、ジェットが突然風通しが良くなる可能性があります。
このような状況を防ぐために、一部の設計ではノズルの周りに特殊なデフレクターを使用しています。これらはダンパーとも呼ばれます（このようなデバイスの例は次の出版物に記載されています）。ダンパーの目的は、考えられるすべての動作条件下で、できるだけ多くの燃料をジェットの近くに保つことです。
つづく...