Карбюра́торные дви́гатели (двигатели внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием), двигатель, в котором горючая смесь приготавляется карбюратором вне камеры сгорания и воспламеняется в камере сгорания свечой зажигания.
Первый такой двигатель был создан Э. Ленуаром в 1860. Это был двухтактный двигатель, работавший на газообразном топливе. Смесь топлива и воздуха подготавливалась вне цилиндра двигателя в специальном смесителе.
Создателем четырехтактного двигателя со внешним смесеобразованием стал немецкий конструктор Август Отто, который в 1867 на Парижской выставке получил Золотую медаль за свой четырехтактный газовый двигатель. По сравнению с двигателем Ленуара новый мотор расходовал в два раза меньше топлива. Двигатель Отто мог работать на самом различном газообразном топливе: светильном газе, доменном газе, природном газе и газогенераторном. Они очень быстро нашли распространение. В течение 10 лет было реализовано свыше 30 тыс. таких двигателей. Во время первого такта поршень движется от верхней мертвой точки вниз. При этом открывается впускной клапан, а так как давление в цилиндре ниже атмосферного, то происходит всасывание свежего заряда топлива и атмосферного воздуха из смесителя. Первый так заканчивается в нижней мертвой точке, когда закрывается впускной клапан и свежий заряд топлива и воздуха заперт в объеме цилиндра. Второй такт происходит при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом ходе поршня вверх происходит сжатие смеси воздуха и топлива в цилиндре. Около верхней мертвой точки смесь топлива и воздуха поджигается электрической искрой и начинается третий такт. Сгорание топлива происходит в виде взрыва, давление почти мгновенно повышается до предельного, а сгорание при этом можно считать происходящим при постоянном объеме цилиндра. При дальнейшем движении поршня вниз по направлению к нижней мертвой точке происходит расширение продуктов сгорания. Около нижней мертвой точки открывается выпускной клапан и продукты сгорания вытесняются поршнем в атмосферу при его движении вверх.
В настоящее время двигатели с внешним смесеобразованием получили самое широкое распространение на транспорте. Они применяются на автомобилях, тракторах, моторных ложках и на мотоциклах. Все они работают на жидком топливе, но для этого пришлось изобрести специальный прибор-карбюратор. Топливо из бака подается самотеком или при помощи специального насоса в трубку и в поплавковую камеру. При понижении уровня топлива поплавок опускается и игольчатый клапан открывает доступ топлива из трубы в поплавковую камеру. В случае слишком большого поступления топлива поплавок вновь поднимается и клапаном закрывает доступ топливу. Так поддерживается необходимый уровень топлива в поплавковой камере. Поплавковая камера отверстием сообщается с атмосферой.
Воздух, поступающий в карбюратор, разгоняется в сопле до большой скорости. При этом в узком сечении сопла создается разряжение, которое способствует тому, что топливо из поплавковой камеры попадает в распылитель и жиклер, а оттуда в поток воздуха. Происходит распыление жидкого топлива на мелкие капли и его и испарение. Эта смесь воздуха и топлива по трубе поступает ко впускному клапану двигателя. Для регулирования мощности двигателя служит дроссельная заслонка.
В современных автомобилях карбюратор делается с двумя поплавковыми камерами. Одна служит для работы автомобиля на всех режимах, а другая — для холостого хода. Помимо этого карбюратор имеет специальное устройство для запуска двигателя, когда требуется подавать в цилиндр обогащенную смесь топлива и воздуха.
До Второй мировой войны карбюраторные двигатели широко применялись в авиации. Это были широко известные моторы нашего выдающегося конструктора, профессора МВТУ Валерия Яковлевича Климова. В 1935 года под руководством Климова создается целое семейство могучих 12-цилиндровых двигателей от М-103 до ВК-108. Наиболее широко применялся мотор ВК-105 мощностью 1210 л. с. Он устанавливался на многих истребителях типа Як и Лагг, на пикирующих бомбардировщиках По-2 и на других самолетах. После войны авиация во всем мире перешла на газотурбинные двигатели.
Современные карбюраторные двигатели представляют сложную систему из самого двигателя в различных системах обеспечения его работоспособности. Для охлаждения стенок цилиндра применяется водяное или воздушное охлаждение, которое нужно для того, чтобы смазкаь на стенках цилиндра не сгорала. Для запуска двигателя применяется электрический стартер с соответствующей аккумуляторной батареей. Система смазки двигателя включает масляный насос и радиатор охлаждения. Для управления двигателем служит сложный регулятор, а для очистки двигателя — специальные фильтры.
Автор: П.А. Шелест