|
|
Автомобілі Електронний підручник |
|||
|
|
||||
|
Лекція №7
Система живлення бензинового двигуна
1. Загальний пристрій і робота
системи живлення карбюраторного двигуна
Система
живлення карбюраторного двигуна служить для приготування горючої суміші
необхідного складу, подачі її в циліндри і видалення відпрацьованих газів.
Система забезпечує: зберігання палива і контроль його кількості; фільтрацію і
подачу палива, фільтрацію і подачу повітря; підігрів горючої суміші; глушіння
шуму при випуску відпрацьованих газів; знешкодження відпрацьованих газів.
На
мал.8.1. приведена схема системи живлення автомобільного карбюраторного
двигуна. Система складається з паливного бака 10, паливопровід 7, фільтру-відстійника
14, паливного насоса 19, фільтру тонкого очищення палива 18, повітряного
фільтру 2, карбюратора 3, трубопроводу впускання, випускного трубопроводу 17, глушника 15 шуму
випуску, покажчика 8 рівня палива в баку
10.
При
роботі двигуна паливо (бензин) з бака 10 закачується насосом 19 і проходячи
через трубопроводи 7 і паливні фільтри 14 і 18, подається в карбюратор 3, де
розпилюється і змішується в певній пропорції з повітрям, яке поступає в
карбюратор через повітряний фільтр 2. Далі потік суміші з палива і повітря
(горюча суміш) по трубопроводу впускання засмоктується в циліндри двигуна при
тактах впускання. У циліндрі горюча суміш змішується з продуктами згорання, що
залишилися після такту випуску, і утворює робочу суміш, яка після такту стиснення
згорає, а відпрацьовані гази, що утворилися, поступають в атмосферу через
глушник, в якому відбувається зниження тиску, швидкості і пульсацій, а отже і
шуму випуску відпрацьованих газів.
У
сучасних системах живлення віддають перевагу проточним системам паливоподачі, в
яких до карбюратора підводять в півтора-два рази більше палива, ніж споживає
двигун, а надлишки знов повертають в бак по зливному трубопроводу. Це запобігає
утворенню парових пробок в трубопроводах.
1
- канал підведення повітря до повітряного фільтру; 2 - повітряний фільтр;3 -
карбюратор; 4 - рукоятка ручного управління повітряною заслінкою; 5 - рукоятка
ручного управління дросельними заслінками;6 - педаль управління дросельними
заслінками; 7 - паливопоровід; 8 - покажчик рівня палива; 9 - датчик покажчика
рівня палива; 10 - паливний бак; 11 - кришка горловини паливного бака; 12 -
кран; 13- випускна труба глушника; 14 -
фільтр-відстійник; 15 - глушник;16 - приймальні труби; 17 - випускний
трубопровід; 18 - фільтр тонкого очищення палива; 19 - паливний насос
2. Бензини і їх основні властивості
Основною
властивістю бензинів що зумовив його широке застосування є його гарна
випаровувальна і здатність швидко змішуватися з повітрям, утворюючи горючу
суміш.
Карбюраторні
двигуни (за винятком газових) працюють на бензині.
Випускаються
бензини наступних марок: А-76, А-80, АІ-92, АІ-98, АІ-95 і ін.. Буква А
означає, що бензин автомобільний; цифра - якнайменше октанове число, визначене
по моторному методу; буква І - указує, що октанове число визначене по
дослідницькому методу. Бензини окрім АІ-98 по кількості легковипарюючих фракцій
підрозділяють на літні і зимові.
Октанове
число оцінює антидетонаційні властивості бензину.
Детонація - це вибухове згорання
робочої суміші із швидкістю розповсюдження до 2000 м/с. Робота двигуна з
детонацією недопустима, оскільки супроводжується ударним навантаженням на
поршні, поршневі пальці, шатунні і корінні підшипники, місцевим перегрівом
деталей, прогоранням поршнів і клапанів, зниженням потужності двигуна і
збільшенням витрати палива.
Зовнішні
ознаки детонації: сильні дзвінкі металеві стукоти, перегрів двигуна, падіння
його потужності, неповне згорання палива і внаслідок цього чорний димний
вихлоп.
Антидетонаційні
властивості бензинів підвищують: шляхом додавання в них ароматичних і інших
вуглеводнів, що мають гарні антидетонаційні властивості; шляхом проведення
процесів риформінга і др.; додаванням антидетонаторів ( тетраетилсвінцю у
складі етилової рідини, яка дуже отруйна).
3. Простий карбюратор
Карбюратор
служить для приготування горючої суміші. Простий карбюратор (мал.8.3)
складається з камери змішувача 7, камери поплавця 1, в якій розташовані
поплавець 2 і замкова голка 3, жиклер 9 з отвором, що калібрується, розпилювач 6, дросельна заслінка 8, дифузор 5.
З
циліндрів двигуна в камеру змішувача передається розрядка, під дією якого
атмосферне повітря проходить через камеру змішувача 7.
1
- камера поплавця; 2 - поплавець; 3 - замкова голка; 4 – канал балансування ; 5
– дифузор, 6 - розпилювач; 7 - камера змішувача; 8 - дросельна заслінка; 9 -
паливний жиклер.
У
дифузорі 5 швидкість руху повітря зростає (до 150 м/с), а тиск зменшується,
унаслідок чого паливо фонтанує з розпилювача 6. Підхоплюване повітрям паливо
розпилюється на дрібні частинки і випаровується (частково), утворюючи горючу
суміш.
Механізм
поплавця, що складається з поплавця 2 і голки 3, забезпечує підтримку
постійного рівня палива в камері поплавця. Коли рівень палива знижується,
поплавець 2 опускається, голка 3 відкриває вхідний отвір, і паливо поступає від
насоса в камеру 1 до тих пір, поки спливаючий поплавець 2 не притисне голку 3
до її сідла.
Жиклер
9 забезпечує закінчення певної кількості палива в одиницю часу. Цифри на
жиклері означають його пропускну спроможність, яка визначається кількістю води
в кубічних сантиметрах, протікаючої через дозуючий отвір жиклера за 1 хвилину
під натиском водяного стовпа 1м±2мм при температурі води 80±100С.
Дифузор
5 забезпечує збільшення швидкості руху повітря. Дросельна заслінка 8 при
повороті її на осі змінює кількість горючої суміші, що поступає в циліндри
двигуна.
Із
збільшенням частоти обертання колінчастого валу і ступеня відкриття дросельної
заслінки (або одного з цих чинників) збільшується кількість і швидкість
повітря, що проходить через дифузор 5, отже, збільшується розрядка в дифузорі
(до 150мм рт.ст. або 0,02 МПа).
За
дросельною заслінкою 8 при її прикритті розрідження збільшується і досягає 400
мм рт.ст. (0,053 МПа), але у міру відкриття дросельної заслінки розрядка різко
знижується (до 59мм рт.ст.).
Канал
балансування 4 служить для усунення впливу ступеня забруднення повітряного
фільтру на роботу карбюратора.
4. Склад горючої суміші на різних
режимах роботи двигуна. Недолік простого карбюратора
Горіння
є хімічною реакцією з'єднання вуглецю і водню палива з киснем, що
супроводжується виділенням тепла.
Горюча
суміш - це суміш пари і дрібних крапель
палива з повітрям, склад якої забезпечує можливість її згорання в двигуні.
Горюча
суміш, перемішана із залишковими газами в циліндрі двигуна, називається робочою
сумішшю. Під складом суміші слід розуміти масове співвідношення між паливом і
повітрям в горючій суміші. Це співвідношення вимірюють кількістю кілограм
повітря, що доводиться на 1 кг палива. Для повного згорання 1 кг бензину
теоретично необхідно близько 15 кг повітря. Для інших палив співвідношення між
паливом і повітрям інше. Наприклад, на 1 кг спирту потрібно 8,9 кг повітря, на
1 кг бензолу - 13,2 кг повітря. Суміш, що забезпечує повне згорання,
називається нормальною. Якщо в горючій суміші буде недолік повітря (або
надлишок палива), наприклад, на 1 кг бензину 14 кг повітря, згорання буде
неповним і кінцеві продукти міститимуть окисел вуглецю; суміш такого складу
називають тією, що збагатить або
багатої, залежно від ступеня надлишку палива. При надлишку повітря (недоліку
палива) відбудеться повне згорання палива, але залишиться невикористаною
частина кисню; при незначному недоліку палива суміш називається збідненою, а
при значному - бідної.
Не
будь-яка горюча суміш здатна запалати; дуже бідна і дуже багата суміші
втрачають здатність горіти. Найбільший коефіцієнт надлишку повітря, при якому
ще можливе запалювання суміші, називають нижньою межею запалювання (L =1,3-1,4), а якнайменший коефіцієнт
надлишку повітря, при якому –можливо запалювання суміші - верхньою межею
запалювання (L =0,4). Отже, суміш здатна горіти в межах зміни L від 0,4 до 1,4
(для бензину).
При
пуску двигуна, особливо холодного, створюване розрідження недостатньо для
хорошого випаровування палива, оскільки частота обертання колінчастого валу
мала, а частина палива, що випарувалася, при зіткненні з холодними стінками
тракту впускання і циліндрів конденсується на них. Що б в цих умовах
створювався необхідний для запалювання склад робочої суміші, горюча суміш
повинна бути дуже багатою L = 0,2-0,6.
На
холостому ходу дросельну заслінку прикривають, зменшуючи наповнення циліндрів
горючою сумішшю. В результаті збільшується відносний вміст в робочій суміші
залишкових газів, погіршуючих процес згорання палива. Щоб поліпшити
займистість, горюча суміш повинна бути багатою L = 0,7-0,8.
З
середнім навантаженням (дросельна заслінка відкрита від 5 до 80%) двигун працює
велику частину часу. Для такого режиму доцільний економічний склад суміші,
тобто суміш повинна бути збідненою б = 1,05-1,15, забезпечуючий економічну
роботу двигуна.
У
деяких умовах необхідна короткочасна робота двигуна з максимальним
навантаженням (розгін автомобіля, подолання крутих підйомів і т.п.). У цих
умовах, нехтуючи економічністю, застосовують суміш, що збагатить, Li = 0,85 -
0,95, забезпечуючий отримання найбільшої потужності, за рахунок збільшення
швидкості згорання суміші.
Згідно
сказаному вище, цим режимам роботи двигуна повинна відповідати характеристика
ідеального карбюратора, зображена кривій 2 на мал.8.4.
Зіставляючи
її з кривою 1, відповідній характеристиці простого карбюратора, бачимо, що
простий карбюратор не придатний для застосування на автомобільному двигуні. Так
на холостому ходу він готує замість багатої суміші бідну; на режимі середніх
навантажень замість збідненої готує суміш, що збагатить.
Крім
того при різкому відкритті дросельної заслінки у простого карбюратора
відбувається збіднення горючої суміші, оскільки різко збільшується кількість
поступаючого повітря, і відбувається провал в роботі двигуна.
Мал.
8.4Криві зміни складу горючої суміші в карбюраторі залежно від навантаження.
1
- в простому карбюраторі; 2 - в
«ідеальному» карбюраторі.
5. Системи і пристрої карбюраторів.
Головна дозуюча система
Головна
дозуюча система забезпечує живлення двигуна на всіх режимах, окрім холостого
ходу. На режимі середніх навантажень вона повинна підтримувати економічний
склад горючої суміші.
Головна
дозуюча система з пневматичним гальмуванням палива відрізняється від простого
карбюратора тим, що між головним жиклером 1 і розпилювачем встановлюється
повітряний жиклер 2, розташований у верхній частині повітряного колодязя 3
(мал.8.5).
При
непрацюючому двигуні рівень палива в камері поплавця, повітряному колодязі і
розпилювачі однаковий. У початковій момент роботи двигуна паливо з повітряного
колодязя швидко витрачається і колодязь заповнюється повітрям. Повітря
перешкоджає закінченню палива, оскільки із збільшенням відкриття дросельної
заслінки розрідження перед паливним жиклером збільшується повільніше, ніж
розрядка в дифузорі (тоді як в простому карбюраторі розрідження в цих крапках
однакове); отже, інтенсивність закінчення палива через жиклер 1 зменшується,
забезпечуючи необхідний економічний склад горючої суміші. Вирішальний вплив на
склад суміші надає розмір повітряного жиклера 2.
Повітря,
що проходить через повітряний жиклер 2, змішується з паливом; суміш палива з
міхурами повітря називається емульсією. Паливо, що емульсує, добре
випаровується в камері змішувача.
Мал
8.5 Схема головного дозувального пристрою з пневматичним гальмуванням палива.
6. Система холостого ходу
На
холостому ходу в циліндр повинна поступати незначна кількість горючої суміші,
тому дросельну заслінку необхідно майже повністю прикрити. При прикритій
дросельній заслінці розрідження в дифузорі незначне і паливо через канали і
жиклери головного дозуючого пристрою в камеру змішувача не витікає, тому
виникає необхідність з'єднати камеру поплавця з областю високого розрідження,
тобто простором за дросельною заслінкою. Система холостого ходу (мал.8.6)
складається з паливного жиклера 2, повітряного жиклера 3, регулювальних гвинтів
8 і 9, вихідних отворів 5, 7 і каналів.
Працює
система таким чином: під впливом розрідження за дросельною заслінкою 6 паливо з
камери поплавця проходить через головний жиклер 1 і паливний жиклер холостого
ходу 2 у вертикальний канал 4. У каналі паливо змішується з повітрям, що
поступає через повітряний жиклер холостого ходу 3, і емульсія, що утворилася,
опускається до отвору 7. Перед виходом в трубопровід впускання емульсія ще
двічі перемішується з повітрям, яке підсмоктується через отвір 5 і через щілини
між дроселем і стінками камери змішувача.
Наявність
двох вихідних отворів 7 і 5 забезпечує плавний перехід від оборотів холостого
ходу на середні навантаження, бо вже при незначному відкритті дросельної
заслінки (положення 61) у області високого розрідження виявляються два отвори
холостого ходу, отже, надходження емульсії в циліндри збільшується, і обороти
двигуна зростають. Головний дозуючий пристрій в цих умовах ще в роботи не
вступає через недостатнє розрідження в дифузорі. Подальше відкриття дросельної
заслінки супроводжується підвищенням розрідження в дифузорі і швидким
зменшенням розрідження за дроселем, тому в роботу включається головний дозуючий
пристрій, а закінчення палива через систему холодного ходу припиняється. Іноді
замість двох отворів 5 і 7 в трубі прорізають довгасту щілину, перетин якої
поступово збільшується у міру відкриття дросельної заслінки.
Мал.
8.6 Схеми системи холостого ходу.
1
- головний жиклер; 2 - паливний жиклер холостого ходу; 3 - повітряний жиклер
холостого ходу; 4 - емульсійий канал; 5,7 - вихідні отвори; 6 - дросельна
заслінка; 8 і 9 - регулювальний гвинт.
Склад
суміші на холостому ходу регулюються гвинтом 8; при загортанні гвинта суміш
обідняється, а при вивертанні - збагатить. Гвинтом 9 регулюють кількість
горючої суміші на холостому ходу.
У
сучасних карбюраторах в системі холостого ходу встановлюється клапан, який
перекриває канал подачі палива в системі холостого ходу, коли двигун працює в
режимі примусового холостого ходу (наприклад, при русі автомобіля на крутому
спуску). Клапан управляється автоматично системою управління і забезпечує
економію палива. Такий пристрій називається економайзером примусового холостого
ходу (ЕПХХ).
7. Економайзер потужністних режимів
Економайзер
(збагачувач) служить для збагачення горючої суміші на більших навантаженнях, ніж досягається максимальна потужність двигуна.
За
способом управління зустрічаються економайзери з механічним і пневматичним
приводом; останні по пристрою бувають поршневі і діафрагменні. Економайзер може
подавати паливо безпосередньо в камеру змішувача карбюратора (незалежне
включення) або через головний дозуючий пристрій.
На
мал.8.7, а приведена схема економайзера з механічним приводом і незалежним
включенням. Економайзер складається з клапана 5 з пружиною 7, жиклера 6
економайзера, системи важеля, що складається з деталей 1, 2, 3 і 4, і каналів. При частковому
відкритті дросельної заслінки клапан 5 економайзера закритий пружиною 7. У міру
відкриття дросельної заслінки повертається закріплений на її осі важіль 1, який
через сережку 2 переміщає вниз тягу 3 з планкою 4. Між клапаном економайзера і
планкою 4 встановлений зазор, величина якого забезпечує натиснення планки на
клапан тоді, коли дросельна заслінка відкривається на 80-85%, тобто коли двигун
перейде на режим максимальних навантажень. Паливо з камери поплавця через відкритий клапан економайзера,
жиклер 6 економайзера і розпилювач жиклера поступає в камеру змішувача,
збагативши горючу суміш. Головний дозуючий пристрій готує при цьому збіднену
суміш. Економайзер з пневматичним приводом (мал.8.7,б) складається з циліндра 13, поршня 12, пружини 11, голки 10
і жиклера 6. Голка пов'язана з поршнем планкою 14. Канал 9 сполучає циліндр
13 з простором під дросельною заслінкою.
Коли дросельна заслінка прикрита (малі і середні навантаження) розрядка під нею
достатньо велика і поршень 12 планка 14 і голка 10 знаходяться в нижньому
положенні і жиклер 6 перекритий голкою 10. У міру відкриття дроселя розрядка
під ним зменшується, пружина 11 підіймає поршень 12 і голку 10 і паливо
додатково поступає через жиклер 6, розпилювач 8 в камеру змішувача, збагатить
горючу суміш, в результаті двигун розвиває велику потужність. На карбюраторах
типа Солекс замість поршня 12 використовується діафрагма.
Для
збагачення горючої суміші на режимі повних навантажень в карбюраторах може
застосовуватися еконостат, який відрізняється від економайзера потужностних
режимів відсутністю клапана і приводу, а подача палива здійснюється з камери
поплавця по каналу до розпилювача за рахунок сильної розрядки в камері
змішувача при повних відкриттях дросельної заслінки.
Мал.
8.7 Схема економайзерів.
А
– з механічним приводом, Б – з пневматичним приводом.
1
- важіль; 2 - сережка; 3 - тяга; 4 - планка управління клапаном; 5 - клапан
економайзера; 6 - жиклер економайзера; 7 - пружина клапана; 8 - паливний канал;
9 - вакуумний канал; 10 - голка; 11 - пружина поршня; 12 - поршень; 13 -
циліндр; 14 - планка.
8. Прискорювальний насос
Прискорювальний
насос служить для збагачення горючої суміші при різкому відкритті дросельної
заслінки.
Прискорювальні
насоси бувають з механічним і пневматичним приводом. Крім того вони можуть
об'єднуватися з економайзером або бути незалежними.
На
мал.8.8. представлена схема незалежного насоса-прискорювача з механічним
приводом. Насос складається з поршня 10 з штоком, циліндра в камері поплавця,
пружини 6, системи важеля з деталей 1, 3, 4, 5, клапана впускання 2,
нагнітального клапана 8, жиклера-розпилювача 7 і каналів. Поршень 10 насоса
через пружину 6, планку 5, стрижень 4, сережку 3 і важіль 1 пов'язаний з віссю дросельної
заслінки. При плавному відкритті дросельної заслінки поршень поволі опускається
і паливо частково просочується через зазор між поршнем і циліндром, а частково
виштовхується в камеру поплавця. При різкому відкритті дросельної заслінки поршень опускається
поштовхом, тиском палива клапан впускання 2 закриває отвір в камері поплавця, а
нагнітальний клапан 8 підіймається, і паливо через жиклер-розпилювач 7
впорскується в повітряний патрубок. Пружина 6, передаюча зусилля від планки 5
на поршень, сприяє продовженню уприскування, що покращує приємистість двигуна.
Крім того пружина 6 виключає пошкодження приводів карбюратора і
прискорювального насоса.
Мал.
8.8 Схема насоса-прискорювача з механічним приводом.
1
- важіль; 2 - клапан впускання; 3 - сережка; 4 -стержень; 5 - планка; 6 -
пружина поршня; 7 - жиклер-розпилювач; 8- нагнітальний клапан; 9 - паливний
канал; 10 - поршень.
9. Пусковий дозуючий пристрій
Пусковий
пристрій служить для збагачення горючої суміші при пуску холодного двигуна. У
більшості сучасних карбюраторів пусковим пристроєм служить повітряна заслінка 1
(мал.8.9.), яка встановлюється у верхній частині повітряного патрубка. Перед
пуском холодного двигуна водій повинен потягнути на себе кнопку управління
заслінкою; заслінка закривається, надходження повітря в дифузор майже повністю
припиняється, внаслідок чого навіть при невеликих пускових оборотах
колінчастого валу в дифузорі створюється дуже велике розрідження, і паливо
рясно витікає через розпилювач 5 головного дозуючого пристрою. Забезпечуючи
пуск холодного двигуна, багата горюча суміш, разом з тим, приводить до значної
перевитрати палива, розрідженню масла в картері і змиванню його із стінок
циліндрів. Тому водій повинен вміло користуватися повітряною заслінкою, не
допускаючи зайвого збагачення горючої суміші; у міру прогрівання двигуна
необхідно заслінку поступово відкривати.
Клапан
3 перешкоджає зайвому перезбагаченню горючюї суміші після запуску двигуна, який
відкривається під дією збільшеної розрядки і пропускає повітря в камеру
змішувача. На деяких карбюраторах клапан 3 відсутній, оскільки передбачене
автоматичне відкриття повітряної заслінки після пуску двигуна.
10. Пристрій карбюраторів
ДВОКАМЕРНИЙ
КАРБЮРАТОР З ПАРАЛЕЛЬНИМ ВІДКРИТТЯМ ДРОСЕЛЬНИХ ЗАСЛІНОК
Карбюратор
(мал.8.10.1.) складається з трьох складових частин: корпуси повітряної
горловини 1, відлитої за одне ціле з кришкою камери поплавця; корпуси 23 камери
поплавця, відлитого за одне ціле з дифузорами; корпуси 46 камер змішувачів.
Камера
поплавця сполучається з повітряним патрубком каналом балансування 5.
У
карбюраторі є наступні системи і пристрої.
Головна
дозуюча система, готує суміш збідненого складу і працює на всіх режимах окрім
холостого ходу. Є в обох камерах.
Система
холостого ходу, готує багату суміш, працює на холостому ходу двигуна. Є в обох
камерах.
Прискорювальний
насос - подає паливо при різкому відкритті дросельної заслінки - є один на
обидві камери.
Система
пуску холодного двигуна (повітряна заслінка) - готує дуже багату суміш - є одна
на дві камери.
Економайзер
потужнісних режимів - служить для збагачення горючої суміші при роботі двигуна
на режимах, близьких до повного навантаження.
Карбюратор
К-90 забезпечується електромагнітними клапанами 50 економайзера примусового
холостого ходу (ЕПХХ). Система ЕПХХ окрім клапанів має електронний блок
управління (ЕБУ) і датчики 52 положення дросельних заслінок, частоти обертання
колінчастого валу (розподільник запалення) і температури охолоджуючої рідини.
Мал.
8.10.1 Схема карбюратора К-90:
1
- корпус повітряної горловини; 2 - голчатий клапан; 3 - сітчастий фільтр; 4 -
пробка фільтру; 5 - канал балансування камери поплавця; 6 - жиклер системи
холостого ходу; 7.и 13 - повітряні порожнини; 8 - жиклер повної потужності; 9 -
повітряний жиклер; 10 - малий дифузор; 11 і 22 - кільцеві канавки; 12 -
форсунка; 14 - порожнистий гвинт; 15 - повітряна заслінка; 16 - автоматичний
клапан;17 - штовхач; 18 і 34 - пружини; 19 і 21 - штоки; 20 - планка; 23 -
корпус; 24 - манжета; 25 - пружина манжети; 26 - втулка штока; 27 - отвір; 28 -
проміжний штовхач; 29 і 31 - кулькові клапани; 30 - сідло; 32 – тяга; 33 -
клапан економайзера; 35, 39 і 44 -
канали; 36 - пробка; 37 - важіль; 38 -
прокладка; 40 - нагнітальний голчатий клапан; 41 - гвинти регулювання системи
холостого ходу; 42 - прямокутні отвори; 43 - круглий отвір системи холостого
ходу; 45 - дросельна заслінка; 46 - корпус камер змішувачів; 47 - головний
жиклер;48 - поплавець; 49 - пружина поплавця; 50 - електромагнітний клапан; 51
- вісь дросельних заслінок; 52 і 53 - контакти датчика кутового положення
дросельної заслінки; 54 - важіль.
Коли
педаль подачі палива відпущена і дросельні заслінки карбюратора повністю
закриті, температура охолоджуючої рідини більше 600С, а частота обертання
колінчастого валу більше 1000 мін-1 ЕБУ включає електромагнітні клапани 50, які
закривають канал подачі палива в системі холостого ходу.
За
відсутності сигналів від датчиків, вказаних вище, ЕБУ відключає клапани 50 і
двигун працює в звичному режимі.
Карбюратори
вантажних автомобілів мають також виконавчий механізм діафрагменного типу
обмежувача максимальної частоти обертання колінчастого валу. Вузли і деталі
обмежувача показані тільки на схемі карбюратора К-126Б (мал.8.10.2.).
Діафрагменний механізм з діафрагмою 23 закріплений на корпусі дросельних
заслінок 34, а датчик з деталями 18,19,20 і 21 кріпиться на кришці розподільних шестерень.
Карбюратор К-126Б аналогічний по
конструкції, відрізняється від К-90 відсутністю ЕПХХ.
Мал 8.10.2 Схема карбюратора К-126Б:
1
- клапан економайзера; 2 - поршень прискорювального насоса; 3 - шток приводу
економайзера; 4 – планка приводу економайзера і прискорювального насоса; 5 –
шток приводу прискорювального насоса; 6 – кришка камери поплавця; 7 –
повітряний жиклер головної дозуючої системи; 8 – малий дифузор; 9 – канал
балансування; 10 – трубка паливного жиклера холостого ходу; 11 – автоматичний
клапан; 12 – повітряна заслінка; 13 – блок розпилювачів; 14 – порожнистий
гвинт; 15 – нагнітальний клапан; 16 – повітряний жиклер системи холостого ходу;
17 – розпилювач головної дозуючої системи; 18 – голчататий клапан; 19 – сітчастий
фільтр; 20 – поплавець; 21 – клапан обмежувача частоти обертання; 22 – пружина;
23 – ротор; 24 – регулювальний гвинт; 25 – оглядове вікно; 26 – діафрагма; 27 –
пружина; 28 – вісь заслінок; 29 і 31 – жиклери; 30 – прокладка; 32 – манжета;
33 – головний паливний жиклер; 34 – емульсивна трубка; 35 – дросельна заслінка;
36 – гвинт регулювання якості суміші; 37, 38, 39 – канали системи холостого
ходу; 40 – корпус камер змішувачів; 41 – паливний жиклер холостого ходу; 42 –
великий дифузор; 43 – підшипник; 44 – кулачкова муфта; 45 – важіль приводу
дросельних заслінок; 46 – канали економайзера; 47 – клапан впускання; 48 –
канал прискорювального насоса; 49 – корпус камери поплавця.
11. Обмежувач максимальної частоти
обертання колінчастого валу
Для
карбюраторних двигунів застосовують однорежимний регулятор, званий обмежувачем
максимальної частоти обертання колінчастого валу (мал.8.11).
Його
призначення - не допускати надмірного підвищення частоти обертання колінчастого
валу і швидкості руху автомобіля, оскільки це приводить до збільшення витрати
палива і масла і прискореному зносу деталей двигуна, трансмісії і ходової
частини. Збільшення частоти обертання колінчастого валу може відбутися при русі автомобіля на вищій передачі
по хороших дорогах (особливо на спусках) і в інших випадках. Обмежувачі
встановлюються на карбюратори вантажних автомобілів.
Пневмоінерційний
обмежувач складається з відцентрового датчика 27 і діафрагменного механізму 29.
У
корпусі датчика встановлений ротор 21 з клапаном 25, сідлом 26 і пружиною 15.
Паз 16 ротора сполучений з торцем розподільного валу і ротор 21 обертається
разом з ним.
Виконавчий
механізм 29 розташований на карбюраторі і складається з корпусу з кришкою 6,
між якими затиснена гумова діафрагма 7, яка через шток 8 і важіль 3 пов'язана з валом дросельних
заслінок
Порожнина
б над діафрагмою сполучена з порожниною камери змішувача карбюратора клапанами
і з порожниною А під діафрагмою через трубопроводи 13 і клапан 26 в датчику при
допустимій частоті обертання і пружина 5 дросельних заслінок 1 утримує їх
відкритими.
Рис 8.11 Пневмоінерційний обмежувач
максимальної частоти обертання колінчастого валу двигуна ЗІЛ-508.10:
а
– схема; б – розміщення на двигуні; 1 – дросельні заслінки; 2 і 4 – жиклери; 3
– важіль; 5 – пружина; 6 – кришка; 7 – мембрана; 8 – шток; 9 і 10 – отвір; 11 –
кулачкова муфта; 12 – важіль; 13 і 14 – трубопроводи; 15 – пружина; 16 – паз
для з'єднання з розподільним валом; 17 -
манжета; 18 – кришка; 19 – гвинт регулювання натягнення пружини; 20 – пробка;
21 – ротор; 22 – втулка; 23 – корпус датчика; 24 – канал; 25 – клапан; 26 –
сідло клапана; 27 – відцентровий датчик; 28 – карбюратор; 29 – мембранний
механізм
При
перевищенні допустимої частоти обертання колінчастого валу під дією
відцентрової сили клапан 25 датчика долає протидію своєї пружини і
закривається, притискаючись до сідла 26. У порожнину А під діафрагмою
розрідження передаватися не буде. Внаслідок цього діафрагма переміщається
вгору, а разом з нею шток 8 і важіль 3, який повертає вал дросельних заслінок
1, прикриваючи останні, подолавши зусилля пружини 5 заслінок. Частота обертання
колінчастого валу двигуна знижується.
12. Паливоподавальна апаратура.
Паливний
насос
Паливний
насос служить для подачі палива з паливного бака в карбюратор. Насос
діафрагменного типу (мал.8.12.1).
Паливний
насос складається з трьох основних частин: корпуси 14, головки 5 і кришки 1
головки 5, відлитих з цинкового сплаву і сполучених гвинтами. Між корпусом
14 і головкою 5 затиснена кругла
діафрагма 7, виготовлена з прогумованої тканини, в яку упирається заздалегідь
стисла пружина 13 насоса. До діафрагми 7 кріпиться шток 12 з двома шайбами, що
оберігають діафрагму від пошкодження. Шток 12 для кріплення його до діафрагми
має різьблення і гайку.
Нижній
кінець штока 12 має потовщення, що утримує сталеву і текстолітовую шайби, на
які впливає вилчатий кінець провідного важеля 9 насоса. Провідний важіль 9
вільно посаджений на вісь, закріплену в корпусі насоса. Навантажений кінець
важеля 9 спеціальною пружиною 8 притискається до ексцентрика розподільного
валу. У корпусі під пружиною 13 діафрагми насоса встановлений гумовий
ущільнювач, не проникні картерні гази і масляний туман в насос. Корпус насоса
кріпиться двома болтами до блоку циліндрів.
У
головці 5 насоса встановлені клапани з бензомаслостійкої гуми - два впускань 6
і один випускний 15. Клапани закріплені в обоймах і навантажені слабкими
пружинами. Над клапанами впускань 6 встановлений сітчастий фільтр 3. Головка 5
має прилив для штуцера 16, відвідного паливо з нагнітаючої порожнини у фільтр
тонкого очищення. Кришка 1 головки кріпиться до головки двома гвинтами через
прокладку ущільнювача з паливомаслостійкої гуми. При обертанні розподільного
валу його ексцентрик набігає на провідний важіль 9 насоса, повертає його
навколо осі і внутрішній кінець важеля зволікає шток 12 і діафрагму 7 вниз. У
порожнині над діафрагмою створюється розрядка, паливо засмоктується в кришку
через вхідний штуцер 17, проходить через сітку 3, відкриті під дією розрядки
впускання клапана 6 і заповнює простір Би над діафрагмою. Коли ексцентрик
збігає з важеля 9 шток 12 звільняється, і пружина 13 прогинає діафрагму 7
вгору, виштовхуючи паливо через випускний клапан 15 в паливопідвідний
трубопровід. Потім цикл повторюється. Пульсація палива згладжується повітряною
подушкою над випускним клапаном.
Коли
камера поплавця карбюратора заповнюється повністю, зусилля пружини 13
бензонасоса не може подолати протитиск, створюване в паливопідвідній до
карбюратора трубці в результаті закриття замкової голки механізму поплавця
карбюратора. Тому паливо з насоса не витісняється і внутрішній кінець важеля 9
насоса вільно ковзає уздовж штока 12. Величина ходу діафрагми 7 в процесі
нагнітання залежить від кількості палива, яка необхідна виштовхнути для поповнення
камери поплавця. У міру збільшення витрати палива з камери поплавця хід
діафрагми 7 збільшуватиметься.
Для
ручної підкачки палива в спеціальних приливах корпусу розташований вал важеля
10 ручної підкачки. Вал має виріз і цим вирізом спирається на провідний важіль
насоса. Важіль 10 валу ручної підкачки утримується в нижньому положенні
поворотною пружиною 8, а при його повороті кругла поверхня валу, що не має
вирізу, упирається у важіль 9 насоса і відхилює його вниз: відбувається
всмоктування палива. Якщо важіль 10 відпустити, деталі повертаються в початкове
положення, а пружина 13 насоса, впливаючи на діафрагму 7, виштовхує паливо в
карбюратор.
У разі розриву діафрагми 7 паливо витікатиме
через контрольний отвір 18.
Мал
8.12.1 Паливний насос:
1
– кришка; 2 – гвинт; 3 – сітчастий фільтр; 4 – прокладка; 5 – головка; 6 –
клапан впускання; 7 – діафрагма; 8 – пружина; 9 - важіль; 10 – важіль ручної
підкачки палива; 11 – шайба; 12 – шток; 13 – пружина; 14 – корпус; 15 –
випускний клапан; 16 і 17 – штуцери відведення і підведення палива; 18 –
контрольний отвір
Паливний
бак
Паливний
бак служить для створення запасу палива на автомобілі. Об'єм паливного бака
повинен забезпечувати пробіг автомобіля без заправки, рівний 300 - 600 км.
Паливний бак 5 (мал.8.12.2.) складається з двох зварних частин, відштампованих
із сталі, що освинцює. Усередині бака є перегородки, що знімають хлюпання
палива і конструкції, що підвищують жорсткість. У верхню частину бака вварена
заливна горловина 8, що закривається пробкою 7. Якщо наливна горловина
встановлена на бічній стінці, то верхня частина бака сполучена з нею трубкою,
по якій повітря виходить з бака при його заповненні паливом. На верхній стінці
паливного бака розташовані датчик 4 покажчики рівня палива і кран 6, сполучений
трубкою з фільтром-відстійником 1. Усередині бака знаходиться трубка 17, що має
в нижній частині фільтр 18, а іншим кінцем що з'єднується з краном 6. У днищі
бака передбачений відстійник, а в отвір для спуску механічних домішок, що осіли
на дно, і води укручена пробка. Пробка 7 (мал.8.12.2. б і в) заливної горловини
має клапан впускання 14 (для повітря) і випускний клапан 12 (для випуску пари
при збільшенні тиску пари в баку).
У міру витрачання палива в бак заходить
повітря через клапан 14.
На деяких нових автомобілях застосовується
система уловлювання пари бензину (ВАЗ-2110 і ін.).
Мал
8.12.2 Паливний бак:
а
– загальний вид бака; б і в– пробка горловини; 1 – фільтр-відстійник; 2 –
кронштейн кріплення; 3 – хомут; 4 – датчик покажчика рівня палива; 5 – паливний
бак; 6 – кран; 7 – пробка; 8 – заливна горловина; 9 – облицьовування; 10 –
прокладка; 11 – корпус; 12 – випускний клапан; 13 – пружина; 14 – клапан
впускання; 15 – важіль; 16 – пружина; 17 – приймальна трубка; 18 – сітчастий
фільтр, встановлений в баку;
Паливні фільтри
Механічні
домішки і вода порушують нормальну роботу карбюратора і викликають підвищений
знос деталей двигуна. Для відділення від палива води і крупних механічних
домішок застосовують відстійники, а для очищення палива від дрібних механічних
домішок - паливні фільтри тонкого очищення.
Фільтр-відстійник
(мал.8.12.3.) складається з корпусу 3,
відстійника 8 і фільтруючого елементу 6. Прокладка 2 ущільнює з'єднання корпусу
з відстійником. Фільтруючий елемент зібраний з пластин 12 завтовшки 0,14мм. На
них є отвору 13 для проходу палива, два отвори 15 для установки пластин на
стійках 7 і виступи 14 заввишки 0,05мм. Пакет пластин надітий на стрижень 10;
пружиною 11 пластини щільно притиснуті
одна до іншої і до корпусу. У зібраному стані між пластинами залишаються
щілини, через яке проходить паливо. Крупні механічні домішки і вода, що є в
паливі, збираються на дні відстійника і через отвір, що закривається пробкою 9,
їх періодичних видаляють. Механічні домішки затримуються також на зовнішній
поверхні фільтруючого елементу, а очищене паливо поступає в порожнину корпусу і
по паливопроводу 1 в паливний насос.
8.12.3 Фільтр-відстійник:
1
і 4 – паливопроводи; 2 – прокладка; 3 – корпус-кришка; 5 – прокладка; 6 –
фільтруючий елемент; 7 – стійка; 8 – відстійник; 9 – зливна пробка; 10 –
стрижень; 11 – пружина; 12 – пластина; 13 – отвір для відчищеного палива; 14 –
виступи; 15 – отвір для стійок; 16 – заглушка; 17 – болт.
У
системі живлення двигунів автомобілів ГАЗ, ЗІЛ окрім фільтрів-відстійників
встановлюють ще фільтри тонкого очищення палива, які розташовують між паливним
насосом і карбюратором. Фільтри тонкого очищення (мал.8.12.4.) працюють
однаково. Вони відрізняються тільки фільтруючими елементами: один - сітчастий,
а інший - керамічний. Основними частинами фільтру тонкого очищення є корпус 1,
стакан-відстійник 5 і фільтруючий елемент 4.
Фільтруючий
елемент є стаканом, виготовленим з алюмінієвого сплаву. На зовнішній поверхні
стакана намотана латунна сітка і закріплена за допомогою пружини на стакані.
Мал
8.12.4 Фільтри тонкої відчистки з фільтруючими елементами:
а – сітчастий; би – керамічний; 1- корпус; 2 і
8 – вхідний і вихідний отвори; 3 – прокладка; 4 – фільтруючий елемент; 5 –
стакан-відстійник; 6 – пружина; 7 – гвинт кріплення.
Через
вхідний отвір 2 паливо поступає в стакан-відстійник, проходить через латунну
сітку, залишаючи на зовнішній поверхні механічні домішки, а потім через отвори
поступає всередину фільтруючого елементу і по каналу 8 - до карбюратора.На легкових
автомобілях застосовуються, як правило, тільки фільтри тонкого очищення
нерозбірні з фільтруючим елементом з пористого картону.
13. Підігрів горючої
суміші
Частина палива з карбюратора у вигляді
плівки рухається по стінках трубопроводу впускання до циліндрів. Тому
трубопровід впускання двигуна підігрівають відпрацьованими газами або гарячою
рідиною системи охолоджування для випаровування палива.
Рис
8.13.1 Елементи системи впускання і
підігріву горючої суміші:
а
– трубопроводи впускання і випускного (двигун ЗМЗ-402); б і в – положення
дросельної заслінки, відповідне якнайменшому і найбільшому підігріву суміші; 1
– трубопровід впускання; 2 – підливши для карбюратора; 3 – отвір вакуумного
підсилювача гальм; 4 – прокладка; 5 – випускний трубопровід; 6 – сектор
регулювання підігріву; 7 – шпилька і гайка; 8 – заслінка.
Трубопровід
впускання частіше підігрівається рідиною системи охолоджування (мал.8.13.2.).
Через сорочку трубопроводу впускання циркулює охолоджуюча рідина (двигуни
ЗІЛ-508 і ін.). Інтенсивність
підігріву не регулюється.
Мал.
8.13.2 Трубопровід Впускання V-образного двигуна:
1
– фланець для оливного фільтру; 2 – отвір оливозаливної горловини; 3 – фланець
для термостата; 4 і 8 - канали впускань
для горючої суміші; 5 – технологічний отвір; 6 – отвір для крана отоплювача; 7
– фланець вентиляції картера; 9 – отвір для підсилювача гальм; 10 – фланець для
карбюратора; 11 – отвір для датчика температури охолоджуючої рідини.
14. Фільтрація повітря
Очищення
повітря від пилу здійснюється за допомогою фільтрів із змінним паперовим фільтруючим елементом або інерційно-масляним
фільтром.
Інерційно-масляний
очисник повітря (мал.8.14.а)
складається
з корпусу 16 в нижній частині якого знаходиться масляна ванна 2 з направляючим
корпусом 3 і нерозбірного фільтруючого елементу 6, закріпленого гайкою на шпильці 7 нижнього вихідного патрубка 1
з фланцем, який кріпиться до карбюратора. Набивання фільтруючого елементу 6
складається з капронових ниток.
Повітря, засмоктуване в кільцеву щілину між корпусом
16 і фільтруючим елементом 6 і, ударяючись об направляючий корпус 3, різко
міняє напрям свого руху, рухаючись
вгору; при цьому важкі механічні частинки за інерцією осідають в маслі (перший
ступінь очищення). Потім, проходячи через лабіринт отворів у фільтруючому
елементі 6, повітря піддається очищенню (другий ступінь), знову міняє напрям
руху, рухаючись вниз, і через вихідний патрубок 1, поступає очищений в
карбюратор.
Мал.
8.14 а Повітряні фільтри:
а
– двигуна ЗІЛ-508.10; б – дизеля ЯМЗ-236; 1 і 11 – перехідники; 2 – олива; 3 –
відбивач; 4, 5, 10, 19 і 20 – прокладки; 6 – фільтруючий елемент; 7 – гвинт; 8
– гайка; 9 – гвинт; 12 – кришка; 13 – патрубок в компресор; 14 – кільцева
щілина; 15 – кільцеве вікно; 16 – корпус фільтру; 17 – порожнина; 18 – корпус
глушника системи впускання; 21 – центральний канал.
15. Система випуску відпрацьованих
газів
Відпрацьовані
гази з циліндра виходять у випускний трубопровід 17, потім в приймальні труби 16
і поступають в глушник 15 (мал.8.1).
Глушник
Глушник
шуму випуску служить для попереднього зниження тиск і швидкості відпрацьованих
газів перед їх випуском в атмосферу з
метою зменшення шуму випуску відпрацьованих газів.
Глушник
прямоточного типу складається з корпусу 1 (мал.8.15.) з вваренними днищами 6 і
7, внутрішньої труби 4 і з отворами і перегородками 3, створюючими
розширювальні камери 5. По приймальних трубах відпрацьовані гази поступають в
глушник. Рухаючись по трубі 4, гази виходять через отвори всередину камер 5, де
розширяються. Внаслідок цього їх тиск зменшується, і гази знов поступають в
трубу 4. Такий рух газів повторюється кілька разів, а потім вони виходять через
випускну трубу в атмосферу.
За
наявності на автомобілі нейтралізатора відпрацьовані гази, перш ніж поступити в
глушник, проходять нейтралізатор.
1
– корпус; 2 – дифузор;
3 – перегородки;
4 – перфорована труба;
5
– акустичні камери;
6
і 7 - днища.
16. Склад відпрацьованих газів (ОГ) і
їх вплив на людину і навколишнє середовище
Всього
в ОГ знайдено 280 компонентів. До групи нетоксичних речовин входять азот,
кисень, водень, водяна пара і вуглекислий газ.
Групу
токсичних речовин складають: чадний газ СО, оксиди азоту NОх(NО і NО2),
вуглеводні СнНm (включаючи канцерогенні), альдегіди R·СНО, сажа С, сірчистий
ангідрид SО2 і сірководень Н2S (при використовуванні сірчистих палив),
з'єднання свинцю (при використовуванні етилованих бензинів).
Основними
токсичними компонентами ОГ бензинових двигунів є СО, СnНm, NОх і з'єднання
свинцю, дизелей-NОх, сажа.
Оксид
вуглецю СО - прозорий, не має запаху газ, дещо легше за повітря. Поступаючи в організм з вдиханням повітря, СО
знижує функцію кисневого живлення, виконувану кров'ю. В результаті кисневого
голодування порушуються функції центральної нервової системи, можливі втрата
свідомості. На найбільшу небезпеку наражаються люди, що знаходяться в закритих,
погано вентильованих приміщеннях поряд з працюючим двигуном. В цьому випадку
концентрація СО в повітрі може досягати небезпечних значень: 0,01-0,05%.
Особливо небезпечно знаходитися в кабіні автомобіля з негерметичною системою
випуску ОГ. Не рекомендується тривале перебування в кабіні автомобіля, двигун
якого постійно працює на холостому ходу.
Оксиди
азоту дратівливо діють на слизисті оболонки очей, носа, залишаються в легенях у
вигляді азотних кислот. Отруєння організму виявляється не відразу, поступово,
причому яких-небудь нейтралізуючих засобів немає. У ОГ двигунів 90-99% всієї
кількості оксидів азоту складає NО, проте в системі випуску і в атмосфері
відбувається окислення NО в NО2 (газ червонувато-бурого кольору).
З
великої кількості вуглеводнів найактивнішу роль в утворенні смогу виконують
олефіни. Вступаючи в реакцію з окисидами азоту під дією сонячного
опромінювання, вони утворюють озон і інші фотооксиданти - біологічно активні
речовини, що викликають роздратування очей, горла, носа і захворювання цих
органів у людини і завдаючі збитку рослинному і тваринному світу.
Альдегіди
дратують очі і верхні дихальні шляхи, вражають центральну нервову систему,
печінку, нирки.
На
сажі адсорбуються вуглеводні, зокрема канцерогенний бензопірен.
Свинець
викидається з ОГ у вигляді аерозолів,
які потрапляючи в організм при диханні, через шкіру і з їжею, викликають
отруєння, що приводить до порушення функції органів травлення, нервово-м'язових
систем, мозку. Свинець погано виводиться з організму і може накопичуватися в
ньому до небезпечних концентрацій.
17. Зниження токсичності
відпрацьованих газів.
Найефективнішим
способом зниження токсичності ОГ є застосування каталітичних нейтралізаторів.
У
системі випуску ОГ двигуна відбуваються реакції окислення СО і СnНm з надмірним
киснем. Ці реакції при невисоких температурах проходять з малою швидкістю. Для
прискорення реакцій використовують каталізатори на основі паладію і платини.
Каталізатори, вживані в реакціях відновлення NО містять родій і рутеній.
Каталізатори
представляють каталітичний шар, нанесений на інертне тіло-носій: гранульований
або блоковий.
Найбільше
поширення набули блокові носії, що є спеченими з тугоплавких речовин (оксиду
алюмінію - глинозему АL2ОЗ, оксиду кремнію, кордіарита) компактними тілами,
пронизаними великим числом паралельних крізних каналів, що мають прямокутний
або трикутний перетин. Гідравлічний діаметр каналу складає 1-2 мм. Блоковий
носій поміщається в металевий корпус з жаростійкої сталі. Між корпусом і блоком
- носієм може бути розташована оболонка з металевої сітки з жаростійкої сталі,
яка служить для амортизації механічних ударів, закріплення блоку-носія в
корпусі і компенсації різниці в тепловому розширенні цих деталей при
нагріванні.
По
кількості основних реакцій каталітичної нейтралізації каталітичні
нейтралізатори застосовують звичайно трьохкомпонентні, мають камеру для
відновлення NОх і камеру для окислення СnНm і З або моноблокові з однією
камерою. В результаті роботи такого каталітичного нейтралізатора в ньому
відбуваються наступні основні реакції:
СО
+ 1/2 О2 = СО2
2NО
+ 2СО = N2 + 2СО2
СnНn
+ (m+n/2)02 = mСО2 + n/2 Н2О
Ефективність
роботи нейтралізатора досягається при температурі не нижче 250оС.
Раніше
застосовувалися системи каталітичної нейтралізації з подачею в нейтралізатор
додаткового повітря до окислювального каталізатора (мал.8.17.1) Зараз частіше
за систему каталітичної нейтралізації ОГ застосовують без подачі додаткового
повітря, але в поєднанні з системою регулювання складу суміші із зворотним
зв'язком, здійснюваним за допомогою спеціального датчика змісту кисню в ОГ
(мал.8.17.2.). Система одержала назву Лямбда зонд. Функціонально датчик
пов'язаний з електронним блоком управління подачею палива в двигун і у разі
відхилення складу суміші, визначуваного по зміні концентрації кисню в ОГ, подається
сигнал в електронний блок. Останній забезпечує відновлення оптимального з
погляду процесів нейтралізації складу шляхом зміни кількості палива, що
подається.
Рис 8.17.1
Т - Паливна система
Вп - трубопровід Впускання
Вип - Випускний трубопровід
У - Воздухонагнітач
Н - Нейтралізатор
СnНn ---------------> NОх
Рис
8.17.2
ЕБУ
- Електронний блок управління
К
- Датчик змісту кисню
|
||||
