Схема системы питания карбюраторного двигателя: Система питания карбюраторного двигателя — Энциклопедия журнала «За рулем» – Система питания карбюраторных двигателей.

Система питания карбюраторных двигателей.

Система питания карбюраторного двигателя



Система питания карбюраторного бензинового двигателя с искровым зажиганием служит для хранения топлива, его очистки от механических примесей, приготовления горючей смеси, а также для подачи горючей смеси в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов. Кроме того, в функции системы питания входит очистка воздуха, используемого для приготовления горючей смеси.

Горючая смесь состоит из топлива и воздуха, соединенных в определенной пропорции и тщательно перемешанных друг с другом. При сгорании горючей смеси в цилиндрах двигателя выделяется тепловая энергия, преобразуемая затем в механическую энергию.

Система питания карбюраторного двигателя (Рис. 1) состоит из топливного бака 6, топливного насоса 7, воздушного фильтра 1, карбюратора 4, топливопроводов 5, впускного 2 и выпускного 3 трубопроводов, приемной трубы 8 глушителей и собственно глушителей

9 и 10.

Основным топливом, используемым для работы карбюраторных двигателей с принудительным воспламенением, является бензин – жидкий продукт переработки нефти, горючая смесь лёгких углеводородов.

***



Схема работы карбюраторной системы питания

Топливо (бензин) из бака подается насосом 7 по топливопроводам 5 в карбюратор 4. Через воздушный фильтр 1 в карбюратор поступает воздух. Приготовленная в карбюраторе из топлива и воздуха горючая смесь подается в цилиндры двигателя по впускному трубопроводу 2. Отработавшие газы отводятся из цилиндров двигателя в окружающую среду через выпускной трубопровод 3, приемную трубу 8 глушителей, основной

10 и дополнительный 9 глушители.

В системе питания бензиновых двигателей автомобилей обязательными элементами являются фильтры очистки топлива (у двигателей грузовых автомобилей — фильтры грубой и тонкой очистки), а также воздушный фильтр.

Топливо из бака через фильтры насосом подается к карбюратору, где смешивается в определенной пропорции с воздухом, поступающим через воздухоочиститель. Полученная горючая смесь из-за разрежения в цилиндрах двигателя с большой скоростью перемещается по впускному трубопроводу, при этом дополнительно перемешиваясь, и попадает в цилиндры двигателя, где и сгорает посредством искрового воспламенения от электрической свечи.

За счет давления образовавшихся при сгорании горючей смеси газов, воздействующих на детали и узлы кривошипно-шатунного механизма, осуществляется работа двигателя.

***

Автомобильный бензин



Система питания карбюраторного двигателя

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 21Следующая ⇒

Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на одной заправке топливом может проехать 500–600 и более километров. Это расстояние называется запасом ходаавтомобиля. Конечно, максимальный пробег машины «на одном баке» зависит от многих факторов, но основным из них является правильная работа системы питания двигателя.

Система питания двигателя предназначена

для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания.

Поскольку в этой книге мы рассматриваем работу бензинового двигателя, то в дальнейшем под топливом будет подразумеваться именно бензин.

Рис. 13. Схема расположения элементов системы питания карбюраторного двигателя:1 – заливная горловина с пробкой; 2 – топливный бак; 3 – датчик указателя уровня топлива с поплавком; 4 – топливозаборник с фильтром; 5 – топливопроводы; 6 – фильтр тонкой очистки топлива; 7 – топливный насос; 8 – поплавковая камера карбюратора с поплавком; 9 – воздушный фильтр; 10 – смесительная камера карбюратора; 11 – впускной клапан; 12 – впускной трубопровод; 13 – камера сгорания

Система питания состоит из(рис. 13):

– топливного бака;

– топливопроводов;

– фильтров очистки топлива;

– топливного насоса;

– воздушного фильтра;

– карбюратора.

Топливный бак –это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной при аварии части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по

топливопроводам,которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Первая ступень очистки топлива – это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине крупным примесям и воде попасть в систему питания двигателя.

Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов (см. рис. 67).

Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40–50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5–9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка – лампа резерва топлива. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке.

Топливный фильтр(как правило, устанавливается самостоятельно) – второй этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется неразборный фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Топливный насос –предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор.

Насос состоит из (рис. 14): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.

Рис. 14. Схема работы топливного насоса:1 –нагнетательный патрубок; 2 – стяжной болт; 3 – крышка; 4 – всасывающий патрубок; 5 – впускной клапан с пружиной; 6 – корпус; 7 – диафрагма насоса; 8 – рычаг ручной подкачки; 9 – тяга; 10 – рычаг механической подкачки; 11 – пружина; 12 – шток; 13 – эксцентрик; 14 – нагнетательный клапан с пружиной; 15 – фильтр очистки топлива

Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса или от распределительного вала двигателя. При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик набегает на шток привода топливного насоса. Шток начинает давить на рычаг, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму опускаться вниз. Над диафрагмой создается разряжение и впускной клапан, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой.

При сбегании эксцентрика со штока диафрагма освобождается от воздействия рычага и за счет жесткости пружины поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный. Бензин над диафрагмой поступает к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток процесс повторяется.

Обратите внимание на то, что подача бензина в карбюратор происходит лишь за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. Это означает, что когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена и игольчатый клапан (см. рис. 16) перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. До тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии «вытолкнуть» из насоса очередную порцию бензина.

Так как топливный бак расположен ниже карбюратора, то возникает необходимость в принудительной подаче бензина. Если предположить, что бак находится на крыше автомобиля, то потребность в насосе отпадает. В этом случае бензин будет поступать в карбюратор самотеком, что и используют некоторые водители в «безвыходной» ситуации при отказе насоса в работе. Закрепив канистру с бензином в положении, явно выше карбюратора и соединив их между собой, можно продолжить поездку

(не забывая при этом правил противопожарной безопасности).

Воздушный фильтр(рис. 15)–необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

Рис. 15. Воздушный фильтр:1–крышка; 2 – фильтрующий элемент; 3 – корпус; 4 – воздухозаборник

При загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином. Чем это грозит кроме лишних финансовых затрат, вы узнаете через несколько страниц.

Карбюратор предназначендля приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режима работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество смеси.

Карбюратор, это одно из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Давайте разберемся с устройством и принципом работы карбюратора на несколько упрощенной схеме.

Рис. 16. Схема устройства и работы простейшего карбюратора:1 –топливная трубка; 2 – поплавок с игольчатым клапаном; 3 – отверстие для связи поплавковой камеры с атмосферой; 4 – воздушная заслонка; 5 – распылитель 6 – диффузор; 7 – дроссельная заслонка; 8 – корпус карбюратора; 9 – топливный жиклер

Простейший карбюратор состоит из(рис. 16):

– поплавковой камеры;

– поплавка с игольчатым запорным клапаном;

– распылителя;

– смесительной камеры;

– диффузора;

– воздушной и дроссельной заслонок;

– топливных и воздушных каналов с жиклерами.

При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, через воздушный фильтр и карбюратор, устремляется в освободившийся объем цилиндра (см. рис. 13).

При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель, который расположен в самом узком месте смесительной камеры (диффузоре), вытекает топливо (рис. 16). Это происходит по причине разности давлений в поплавковой камере карбюратора, которая связана с атмосферой, и в диффузоре, где создается значительное разрежение.

Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе из диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем эта горючая смесь поступает в цилиндр.

Каждый из вас периодически пользуется каким-либо устройством, где применен принцип пульверизации. Не важно, что это – флакон с духами, банка с краской и насадкой к пылесосу или бачок-опрыскиватель для увлажнения цветов. В любом случае, за счет разности давлений из некой емкости высасывается жидкость, которая затем дробится и смешивается с воздухом.

Для примера можно взять даже обычный чайник, который вместе со своим носиком очень похож на поплавковую камеру с распылителем.

Нальем в чайник воду так, чтобы уровень в его носике не доходил до края примерно на 1–1,5 мм. Если вы создадите сильный поток воздуха (например, вентилятором или феном), то он будет высасывать воду из носика чайника, смешиваться с ней и «увлажнять» пол в вашей квартире. Примерно так это происходит и в карбюраторе, но здесь тщательно распыленный и смешанный с воздухом бензин попадает в цилиндры двигателя.

Из схемы работы простейшего карбюратора (рис. 16) можно понять, что двигатель не будет работать нормально, если уровень топлива в поплавковой камере (воды в чайнике) выше нормы, так как в этом случае бензина будет выливаться больше чем надо. Если уровень бензина будет меньше нормы, то и его содержание в смеси будет тоже меньше, что опять-таки нарушит правильную работу двигателя. Следовательно, количество бензина в камере всегда должно быть неизменным.

Уровень топлива в поплавковой камере карбюратора регулируется специальным поплавком (рис. 16), который, опускаясь вместе игольчатым запорным клапаном, позволяет бензину поступать в камеру. Когда поплавковая камера начинает наполняться, поплавок всплывает и закрывает игольчатым клапаном проход для бензина.

В салоне автомобиля у водителя под правой ногой имеется педаль«газа», предназначенная для управления карбюратором. А на что конкретно, на какую деталь карбюратора передается усилие ноги?

Когда водитель «давит на газ», на самом деле он управляет той заслонкой, которая обозначена на рисунке 16 как дроссельная.

Дроссельная заслонкасвязана с педалью «газа» посредством рычагов или троса. В исходном положении заслонка закрыта. Когда водитель нажимает на педаль, заслонка начинает открываться и поток воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается. При этом чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше высасывается топлива, так как повышаются объем и скорость потока воздуха, проходящего через диффузор и «высасывающее» разряжение увеличивается.

Когда водитель отпускает педаль «газа», заслонка под воздействием возвратной пружины начинает закрываться. Поток воздуха уменьшается, и в цилиндры поступает все меньше и меньше горючей смеси. Двигатель теряет обороты, уменьшается скорость вращения колес автомобиля, и соответственно, мы с вами едем медленнее.

А если совсем убрать ногу с педали «газа»?

Тогда дроссельная заслонка закроется полностью. И тут же возникает вопрос. А как теперь со смесеобразованием? Ведь мотор заглохнет!

Оказывается, для поддержания работы двигателя на холостом ходу в карбюраторе есть свои каналы, по которым воздух может попасть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином (рис. 17 а, поз. 6).

Рис. 17а. Схема работы системы холостого хода:1 –игольчатый клапан поплавковой камеры карбюратора; 2 – топливный жиклер системы холостого хода; 3 – топливный канал системы холостого хода; 4 – воздушная заслонка; 5 – воздушный жиклер системы холостого хода; 6 – канал системы холостого хода; 7 – винт «качества» системы холостого хода; 8 – дроссельная заслонка; 9 – топливный жиклер

При закрытой дроссельной заслонке воздуху не остается другого пути, кроме как проходить в цилиндры по каналу холостого хода. По пути он высасывает бензин из топливного канала и, смешиваясь с ним, превращается в горючую смесь. Почти готовая к «употреблению» смесь попадает в поддроссельное пространство и затем через впускной трубопровод поступает в цилиндры.

На рисунке 17а (поз. 7) показан один из двух винтов регулировки карбюратора. С помощью этого винта регулируется качество смеси (соотношение воздуха и бензина), необходимое для работы двигателя на холостом ходу. Вторым винтом, «количества» смеси (рис. 17б, поз. 1), регулируется плотность прикрытия дроссельной заслонки, от положения которой зависит объем проходящего через карбюратор потока воздуха.

Рис. 17б. Винты регулировки карбюратора:1 –винт «количества»; 2 – винт «качества»

На холостом ходу, при нормально работающей системе подачи топлива и отрегулированном карбюраторе, коленчатый вал двигателя должен устойчиво вращаться со скоростью примерно 800–900 об/мин.

В объеме этой книги не хотелось бы затрагивать работу других систем карбюратора, так как у всех вас будут различные модели этого весьма сложного устройства. Карбюраторы «Озон» отличаются от своих «собратьев» серии «Солекс», «пятерочные» (ВАЗ-2105) отличается от «восьмерочных» (ВАЗ-2108, 2109), а об «иномарочных» и говорить не стоит. Поэтому хочется еще раз напомнить вам о том, что существует литература по конкретным моделям вашихавтомобилей.

Тем не менее в карбюраторных автомобилях отечественного производства есть и кое-что общее. В частности, на панели приборов (или под ней) располагается рукоятка «подсоса»,которая управляет воздушной заслонкойкарбюратора (рис. 16 и 17). Если прикрывать эту заслонку (вытягивать рукоятку «подсоса» на себя), то разрежение в смесительной камере карбюратора будет увеличиваться. Вследствие этого топливо из поплавковой камеры начинает высасываться более интенсивно и горючая смесь обогащается, что необходимо для запуска холодного двигателя.

По мере прогрева двигателя, водитель должен постепенно задвигать рукоятку «подсоса» (приоткрывать заслонку), не допуская очень больших оборотов коленчатого вала, так как повышенные обороты не полностью прогретого двигателя резко сокращают его ресурс. По окончании прогрева воздушную заслонку следует открыть полностью (это ее нормальное положение).

О степени прогрева двигателя вам «расскажет» стрелочный указатель температуры охлаждающей жидкости, который расположен на щитке приборов (см. рис. 67). Вертикальное положение стрелки говорит о том, что двигатель прогрелся полностью.

При вытягивании рукоятки «подсоса» на щитке приборов включается лампочка, подсвечивающая окошко (обычно желтого цвета) с соответствующим символом. Погаснет эта лампочка только тогда, когда воздушная заслонка будет полностью открыта (рукоятка «подсоса» полностью задвинута).

Карбюратор смешивает бензин с воздухом в строго определенной пропорции. Горючая смесь называется нормальной,если на одну часть бензина приходится пятнадцать частей воздуха (1:15). В зависимости от различных факторов качество смеси(соотношение бензина и воздуха) может меняться. Если воздуха будет больше, то смесь становится обедненной или бедной.Если воздуха меньше, то смесь превращается в обогащенную или богатую.

Обедненная и бедная смеси – это «голодная» пища для двигателя, в них топлива меньше нормы. Обогащенная и богатая смеси – слишком калорийная пища, так как топлива в них больше, чем надо. Вышеприведенной терминологии соответствует известные слова: «недоедание» и «голод» или «переедание» и «обжорство». Если подумать о своем здоровье, то из четырех предложенных вариантов для постоянного рациона лучше выбрать легкое «недоедание», чем три другие «убивающие» диеты.

Режимы работы карбюратора

Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.

Пуск холодного двигателя.При этом режиме воздушную заслонку карбюратора следует полностью закрыть. Это означает, что рукоятка «подсоса» должна быть вытянута на себя «до упора». Педаль «газа» при пуске холодного двигателя трогать не рекомендуется, поэтому дроссельная заслонка будет тоже полностью закрыта. Состав горючей смеси для пуска холодного двигателя должен быть, и получается, богатым.

Режим холостого хода.Автомобиль стоит на месте или движется «накатом». Двигатель (полностью прогретый) работает на оборотах холостого хода. Воздушная заслонка открыта, а дроссельная закрыта. Состав смеси при этом получается обогащенным.

Режим частичных (средних) нагрузок.Машина движется со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, нога водителя слегка нажимает педаль «газа», поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.

Режим полных нагрузок.Водитель плавно, почти до конца нажал педаль «газа», автомобиль движется с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.

Режим ускорения.Водитель резко нажал педаль «газа» «до пола», для ускорения автомобиля при обгоне, при «отрыве» от потока транспорта и т. п. Состав смеси получается обогащенным, близким к богатому.

Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!

Если в вашем автомобиле имеется прибор «эконометр»,то на средней скорости движения автомобиля он покажет минимальный расход топлива.

Любая «грубая» работа педалью «газа» значительно увеличивает расход топлива, резко возрастают нагрузки на все механизмы и детали двигателя. При этом страдают еще и детали агрегатов трансмиссии, через которые крутящий момент передается на ведущие колеса.

Вождение автомобиля с резкими ускорениями и замедлениями крайне нежелательно. Расход бензина при таком стиле вождения резко увеличивается, уменьшается ресурс двигателя, загрязняется окружающая среда, тратятся нервы, а выигрыш во времени составляет мизерную величину или вообще отсутствует. Разница во времени прибытия в конечную точку маршрута протяженностью 40–50 километров в городских условиях, у «нормальных» и «дерганых» водителей, составляет не более 5–6 минут. Так стоит ли «дергаться»?

Рекомендуемые страницы:

Назначение и взаимодействие приборов, узлов и деталей системы питания — Система питания карбюраторного двигателя — Система питания — Автомобиль

21 июня 2011г.

В систему питания карбюраторного двигателя входят: топливный бак, топливопроводы, топливные фильтры, топливный насос, воздушный фильтр, карбюратор и впускной трубопровод. К системе питания относят также выпускной трубопровод двигателя и глушитель.

---

Схема системы питания карбюраторного двигателя

Схема системы питания карбюраторного двигателя:

1 — топливный насос; 2 — воздушный фильтр; 3 — карбюратор; 4 — кнопка управления воздушной заслонкой; 5 и 6 — кнопка и педаль управления дросселями; 7 — топливопроводы; 8 и 9 — указатель уровня топлива и его датчик; 10 — топливный бак; 11 — кран; 12 — фильтр-отстойник; 13 — глушитель; 14 — приемные трубы глушителя; 15 — выпускной трубопровод двигателя; 16 — выпускная труба глушителя.

---

Запас топлива для работы двигателя хранится в топливном баке 10, из которого топливо подается к карбюратору топливным насосом 1 по топливопроводам 7. Фильтр-отстойник 12 очищает топливо от механических примесей и отделяет случайно попавшую в него воду. Воздушный фильтр 2 очищает от пыли поступающий в карбюратор атмосферный воздух.

Карбюратор 3 приготовляет горючую смесь, которая по впускному трубопроводу поступает в цилиндры. Выпускной трубопровод 15 отводит из цилиндров отработавшие газы. Глушитель 13 уменьшает шум отработавших газов, выходящих в атмосферу. 

---

Схема устройства и работы простейшего карбюратора

Схема устройства и работы простейшего карбюратора:

1 — смесительная камера; 2 — диффузор; 3 — воздушный патрубок; 4 — распылитель; 5 — воздушное отверстие поплавковой камеры; 6 — поплавковая камера; 7 — игольчатый клапан; 8 — поплавок; 9 — жиклер; 10 — дроссель; 11 — впускной трубопровод двигателя; 12 — рычаг дросселя.

---

Принцип действия карбюратора

В корпусе простейшего карбюратора размещены поплавковая 6 и смесительная 1 камеры. Поплавок S, действующий на игольчатый клапан 7, поддерживает в поплавковой камере постоянный уровень топлива. Отверстие 5 сообщает поплавковую камеру с атмосферой.

В верхней части смесительной камеры расположен входной воздушный патрубок 3, в средней установлен диффузор 2, имеющий суженное проходное сечение (горловину), а в нижней части (выходном патрубке) — заслонка 10, называемая дросселем, укрепленная на валике, пропущенном через отверстия в стенках смесительной камеры. При помощи рычага 12 на наружном конце валика дросселя дроссель можно повернуть в требуемое положение. Выходной патрубок смесительной камеры соединен с впускным трубопроводом 11 двигателя посредством фланца.

Полость поплавковой камеры сообщена с распылителем 4, выведенным в горловину диффузора, жиклером 9, имеющим калиброванное отверстие. Верхний срез распылителя расположен выше уровня топлива в поплавковой камере.

Во время работы двигателя атмосферный воздух, поступающий в цилиндры при тактах впуска, проходит через смесительную камеру, в которой, как и в цилиндрах, образуется разрежение (равное разности давлений атмосферного и в смесительной камере). Известно, что при движении жидкости или газа по суженному трубопроводу их давление в суженном участке снижается, а скорость повышается. Поэтому наибольшее разрежение, а следовательно, и максимальная скорость потока воздуха создаются в горловине диффузора.

Вследствие разности давлений — атмосферного в поплавковой камере и пониженного в диффузоре — топливо вытекает из отверстия распылителя и распыливается потоком воздуха, движущегося через диффузор.

Процесс приготовления горючей смеси, начавшийся в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе, а также в цилиндрах двигателя во время тактов впуска и сжатия.

Состав приготовляемой карбюратором горючей смеси зависит от величины проходного сечения калиброванного отверстия жиклера 9: чем оно больше, тем больше жиклер пропускает топлива к распылителю и богаче образующаяся смесь. Количество поступающей в цилиндры смеси регулируют дросселем 10.

Существенный недостаток описанного карбюратора — он не обеспечивает получения требуемого состава смеси при различных режимах работы двигателя: при пуске; на малых оборотах холостого хода; при неполных и полных нагрузках; при резком открытии дросселя.

Во время пуска двигателя в этом карбюраторе не образуется смесь, так как из-за медленного вращения коленчатого вала в смесительной камере не создается разрежения, достаточного для истечения топлива из распылителя.

На малых оборотах холостого хода такой карбюратор приготовляет слишком бедную смесь, вследствие того, что дроссель почти полностью закрыт и, хотя в цилиндрах образуется сильное разрежение, величина его в диффузоре недостаточна для получения требующейся для работы на этом режиме обогащенной смеси.

По мере открытия дросселя и перехода от малых оборотов холостого хода к работе под нагрузкой простейший карбюратор обогащает смесь, потому что при увеличении разрежения в смесительной камере количество протекающего через жиклер топлива возрастает быстрее, чем количество проходящего через диффузор воздуха, в связи с различием физических свойств топлива и воздуха. В то же время при неполной нагрузке двигателя желательно, наоборот, некоторое обеднение смеси, и только при полной нагрузке требуется обогащенная смесь.

Во время резкого открытия дросселя смесь, приготовляемая простейшим карбюратором, обедняется, так как в момент открытия дросселя уменьшается разрежение во впускном трубопроводе, что вызывает конденсацию части паров топлива, которое оседает на стенках трубопровода и не попадает в цилиндры. Из-за этого простейший карбюратор не обеспечивает хорошей приемистости двигателя, т. е. способности быстро увеличивать число оборотов и мощность.

Чтобы получить на всех режимах работы двигателя горючую смесь требуемого состава, в карбюраторах, устанавливаемых на современных автомобильных двигателях, предусматривают пусковое устройство, систему холостого хода, главную дозирующую систему, ускорительный насос и экономайзер.

Пусковое устройство обеспечивает образование в карбюраторе богатой смеси, необходимой для легкого пуска холодного двигателя. Таким устройством является воздушная заслонка, располагаемая в воздушном патрубке.

Система холостого хода служит для получения обогащенной смеси, требуемой для устойчивой работы двигателя на малых оборотах холостого хода.

Главная дозирующая система приготовляет обедненную горючую смесь, обеспечивающую экономичную работу двигателя под нагрузкой. В главную дозирующую систему всегда входит устройство для компенсации (регулирования состава) смеси, необходимой для экономичной работы двигателя при изменяющихся нагрузке и частоте вращения коленчатого вала.

Ускорительный насос обогащает горючую смесь во время резкого открытия дросселя, что улучшает приемистость двигателя, а экономайзер — при полной нагрузке с целью получения от двигателя максимальной мощности.

В зависимости от направления потока воздуха, движущегося через смесительную камеру, различают карбюраторы с падающим, восходящим и горизонтальным потоками смеси, а по способу поддержания необходимого давления в поплавковой камере — балансированные и небалансированные карбюраторы.

Балансированными называются карбюраторы, у которых поплавковая камера сообщена не непосредственно с атмосферой, а со входным воздушным патрубком смесительной камеры, благодаря чему в них уравнивается давление воздуха и исключается влияние на состав смеси состояния воздушного фильтра карбюратора.

В небалансированных карбюраторах (поплавковая камера сообщена непосредственно с атмосферой) засорение воздушного фильтра приводит к обогащению смеси. Это объясняется тем, что при засорении сопротивление фильтра прохождению воздуха возрастает и разрежение в смесительной камере карбюратора, а следовательно, и разность давлений в поплавковой и смесительной камерах увеличиваются.

У балансированных карбюраторов в этом случае разрежение в смесительной камере также возрастает, но одновременно создается некоторое разрежение и в поплавковой камере, благодаря чему разность давлений в ней и смесительной камере остается прежней, и состав смеси не меняется.

В последнее время очень распространены двухкамерные карбюраторы, т. е. имеющие две смесительные камеры. В таких карбюраторах создаются лучшие условия образования горючей смеси на всех режимах и наполнения ею цилиндров двигателя, а также обеспечивается более равномерное распределение смеси по цилиндрам, что особо важно для двигателей с числом цилиндров более четырех и для всех V-образных двигателей.

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

Система питания карбюраторного двигателя: характеристика, устройство

Долгое время для изготовления и доставки горючей смеси в цилиндры ДВС, для выведения отработанных газов применялась система питания карбюраторного двигателя. Она выполняет следующие задачи:

• смешивает воздух и горючее в нужном соотношении;
• готовит однородную смесь;
• транспортирует её к цилиндрам;
• выводит из ДВС отработанные газы.

Производство топливно-воздушной смеси называется карбюрацией. Общее устройство карбюраторного мотора состоит из следующих функциональных узлов:

1. Приборы, в которых хранится бензин и измеряется его объем.
2. Топливные фильтры.
3. Устройства для доставки горючего.
4. Фильтры воздуха.
5. Приборы для изготовления топливно-воздушной смеси.
6. Устройства, которые подают её в цилиндры.
7. Приборы для выведения отработавших газов и снижения шума при их выходе.

Как работает простейший карбюратор

В функционировании системы питания карбюратора можно выделить следующие этапы:

1. Горючее из бака откачивается насосом и течёт по трубопроводу, попадая в карбюратор. При этом уровень топлива в бензобаке контролируется указателем, в электрической цепи которого присутствует датчик.
2. Бензин очищается с помощью фильтра-отстойника и фильтра тонкой очистки.
3. Воздух попадает в карбюратор после воздушного фильтра.
4. Изготовленная топливно-воздушная смесь из карбюратора поступает в цилиндры через впускной трубопровод. В нем она нагревается.
5. Отработанные газы выводятся из двигателя системой выпуска. В неё входит трубопровод, труба и глушитель, снижающий уровень шума при выпуске газов.

Образование топливной струи

Из бензобака горючее поступает в поплавковую камеру. Топливо в ней всегда находится на постоянном уровне. Для этого используются поплавок и топливный клапан. Когда бак наполняется горючим до предельного уровня, то поплавком игла прижимается к седлу. Таким образом, поступление бензина останавливается.

Когда уровень горючего снижается, поплавок начинает опускаться. В результате открывается доступ бензина в камеру. Возрастания расхода бензина вызывает снижение его уровня. Это приводит к увеличению проходного сечения для горючего. Зазор для бензина образовывается между иглой и седлом. К поплавковой камере присоединена труба.

Даже при максимальной наполненности бензин в ней находится ниже, чем края выходного отверстия распылителя. Благодаря этому горючее не вытекает, когда ДВС не работает.

Воздух в карбюратор поступает по главному воздушному каналу. Посередине его сечение уменьшается. За счёт этого создаётся диффузор. Он ускоряет поток воздуха, улучшает испарение бензина и смесеобразования, увеличивает тягу в распылителе. Самая узкая часть диффузора соединена с концом распылителя. За счёт дроссельной заслонки регулируется количество топливно-воздушной смеси, которая поступает в цилиндры.

Заслонка соединена с педалью. При нажатии на неё она меняет своё положение. Чем больше заслонка открывается, тем больший объем топливно-воздушной смеси попадает в цилиндры. В результате растёт мощность, которую вырабатывает мотор. Так регулируется объем горючей смеси, которая поступает в цилиндры.

Распад топливной струи

Из жиклёра горючее поднимается в распылитель, при этом расходуется энергия. Когда разница между скоростями бензина и воздуха достигает 4-6 м/c, топливная струя распадается. Капли в размере достигают 20-120 мкм, оптимальным значением, считается 50 мкм.

Чем больше температура горючего, тем мельче капли. Это объясняется более низким коэффициентом поверхностного натяжения, возрастанием разницы между скоростями бензина и воздуха.

За счет чего движется бензин

Воздушный поток движется в 25 раз быстрее, чем бензин. Карбюратор работает по такому же принципу, что и пульверизатор. Между камерой с поплавком и диффузором имеется перепад давлений. Это приводит к тому, что бензин покидает поплавковую камеру, двигаясь по топливному калиброванному отверстию и распылителю к диффузору.

Затем горючее оказывается в главном воздушном канале. На сегодняшний день давление, при котором начинается транспортировка бензина, составляет 100 Па. Если же значение меньше, то по карбюратору двигается лишь воздушный поток.

Скорость воздушного потока, проходящего через диффузор, растёт. По этой причине давление в распылительной области снижается. Когда мотор не работает, разность давлений между камерой с поплавком и распылительной областью отсутствует.

Во время запуска мотора при всасывании в цилиндре возникает тяга. Т.к. распылительная область сообщается с цилиндром с помощью впускного трубопровода и главноговоздушного калиброванного отверстия, то тяга из цилиндра достигает распылительной зоны.

После этого появляется перепад давлений между камерой с поплавком и диффузором, что приводит к движению бензина из камеры в распылитель. Затем в главном воздушном канале горючее образует смесь с воздухом и движется к цилиндрам.

Движение воздуха и топливно-воздушной смеси

Ускорению воздуха при движении по диффузору способствует образованию тяги в распылительной области. Уменьшение размеров диффузора возможно лишь до определённого значения. В противном случае настанет момент, когда уменьшение диффузора приведёт к увеличению сопротивления для движения воздушного потока.

В результате упадёт мощность двигателя, потому что цилиндры станут меньше наполняться. Часть трубки, которая соединяет горловину диффузора с осью дроссельной заслонки, называется «смесительная камера».

При образовании топливно-воздушной смеси участвует не весь бензин. Это происходит по причине того, что часть бензина не испаряется и не перемешивается с воздушным потоком. Незадействованные капли горючего двигаются вместе с воздухом. Встречая на своём пути стенки смесительной камеры и выпускного трубопровода, остатки топлива откладываются на них.

При этом образуется плёнка, медленно движущаяся. Для её испарения производится нагрев впускного трубопровода во время работы ДВС. Существуют 2 вида подогрева:

• с помощью жидкости, для этого используют систему охлаждения двигателя;
• за счёт тепла выхлопных газов.

Виды карбюраторов

Топливно-воздушная смесь окончательно образовывается во впускном трубопроводе ДВС. Воздушный поток в смесеобразовательном приборе может двигаться в разных направлениях. Поэтому карбюраторы бывают нескольких видов:

1. Устройства, в которых поток смеси падает, т.е. течёт сверху вниз. Они отличаются большой мощностью, экономичностью, удобным для ремонта расположением на моторе.
2. Приборы, в которых поток смеси восходящий, т.е. она двигается снизу вверх. Это устаревшие конструкции.

Как улучшить образование топливно-воздушной смеси

Сложность изготовления топливно-воздушной смеси заключается в том, что данный процесс осуществляется очень быстро. Воздух и смесь проходят через впускной тракт мотора со скоростью 30 — 100 м/c, а время образования смеси не превышает 20 мс. Факторы, которые улучшают смесеобразование и испарение бензина:

• легкоиспаряющаяся жидкость в качестве горючего;
• расширение площади парообразования за счёт распыливания бензина и обдува топливных капель;
• уменьшение давления в той среде, в которую попадает горючее;
• нагревание бензина и воздуха;
• введение эмульсионной жидкости с помощью распылителя.

Усовершенствованные карбюраторные двигатели

Увеличение открытия дроссельной заслонки приводит к возрастанию воздуха, который проходит через карбюратор. В результате он ускоряется и создаёт дополнительную тягу в диффузоре. Это выступает причиной повышения расхода бензина. При этом необходимое соответствие между увеличением количества воздуха и горючего не выполняется.

За счёт этого топливно-воздушная смесь, изготовленная при большом открывании заслонки, является обогащённой Т.к. режимы работы ДВС разные, то смесь, произведённая простым карбюратором, по составу не соответствует требуемой. Во время малых нагрузок тяга в диффузоре такая низкая, что приготовить топливно-воздушную смесь вообще невозможно.

Чтобы убрать указанный недостаток устройство системы питания карбюратора укомплектовывают дополнительными приборами. При их использовании топливно-воздушная смесь, приготовленная во время разных режимов, очень близка к требуемой.

Машины на карбюраторах работают в следующих режимах:

1. Пуск мотора. В этот момент топливо плохо испаряется, поэтому необходимо использовать богатую смесь.
2. Холостой ход и малые нагрузки.
3. Частичные нагрузки.
4. Полные нагрузки.
5. Резкое открывание заслонки. В таком режиме не должно быть смеси с повышенным содержанием воздуха.

Разные режимы функционирования ДВС сопровождаются включением соответствующих систем и устройств:

• прибор для пуска;
• система холостого хода;
• главный дозирующий прибор;
• экономайзер;
• ускоряющий насос.

Опишем подробно каждый:

1. Прибор для пуска уменьшает количество воздуха, который двигается по карбюратору. Одновременно растёт тяга в диффузоре. В результате распылитель основной системы дозировки опустошается, т.к. содержащийся в нем бензин вытекает и создаётся топливно-воздушная смесь. После того как произошла первая вспышка, воздух движется по автоматическому клапану на приборе для пуска. При нагревании мотора пусковое устройство необходимо приоткрывать вручную. Для автоматизации процесса на некоторых ДВС используется автоматика.
2. Система холостого хода производит смесь во время бездействия главной дозирующей системы. Она состоит из распылителя с двумя отверстиями, регулировочного винта, двух каналов, воздушного и топливного калиброванных отверстий.
3. Главный дозирующий прибор от простого карбюратора отличает наличие колодца, воздушного калиброванного отверстия. Последний соединяет колодец с атмосферой.
4. Экономайзер вступает в работу на полных нагрузках. В зависимости от привода он может быть двух видов: механический или пневматический. В состав первого входят клапан, калиброванное отверстие, толкатель и его подвижная стойка. Длина толкателя регулируется. При определённой длине включается экономайзер. Пневматический прибор запускается при определённой частоте вращения коленвала.
5. Ускоряющий насос функционирует при особых условиях движения машины. Например, при обгоне, подъёме

Применение описанных устройств позволяет сделать работу карбюраторного ДВС более эффективной, повысив его мощность и снизить расход топлива.

Сбои в работе карбюратора

Опишем основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя, и способы их устранения:

1. Неисправности в топливном фильтре. При наличии сбоев в работе системы питания карбюраторного двигателя в первую очередь проверяют фильтр топлива. Для его осмотра надо будет открутить колпачок и извлечь фильтр. Далее потребуется промывание с помощью бензина. При обнаружении повреждения фильтра и подводящего патрубка требуется их заменить.
2. В камере с поплавком мало бензина, либо его нет совсем. Одновременно с этим неполадки в сетчатом фильтре отсутствуют. Данный сбой в работе мог произойти вследствие, скопления грязи в игольчатом топливном клапане, связанном с крышкой поплавковой камеры. Грязь создала препятствия для поступления горючего. Для нормального функционирования карбюратора необходимо свободное движение клапана в гнезде и отсутствие зависаний шарика. Для удаления грязи в клапане достаточно его промыть и продуть.
3. Сбился поплавок. О данной неполадке свидетельствует нестабильная работа мотора, наличие рывков, резкое увеличение расхода бензина, отклонения от нормы уровня горючего в камере с поплавком. Для настройки работы иглы в клапане необходимо, чтобы горючее находилось на нужном уровне. Вдобавок к этому требуется сделать небольшой сгиб специально предназначенного язычка и ограничителя хода для поплавка. Если отверстие в последнем небольшое и сейчас нет времени устранять неисправность, то на короткий период поплавок может поработать заклеенным.
4. Трудности при пуске мотора, при этом горючего в камере достаточно. Необходимо проверить калиброванные отверстия и каналы карбюратора на наличие загрязнений. Потребуется частично разобрать карбюратор. Это сведётся к снятию крышки с камеры. Устранить грязь помогает промывка каналов и калиброванных отверстий с помощью бензина, продувание их насосом с использованием сжатого воздуха.
5. Сложно завести ДВС после длительной стоянки. Причиной может служить износ диафрагмы, которая связана с пусковым прибором карбюратора. Если в данный момент нет возможности ликвидировать неполадку, то на короткий период можно предпринять следующие действия. Взять маленький кусочек проволоки из алюминия и один её конец согнуть в виде петли. Далее прикрепить проволоку туда, где карбюратор соединён с воздухоочистителем. При этом её следует так зафиксировать, чтобы гайка была над ней. Затем второй согнутый конец проволоки устанавливается в месте прижатия верхней части воздушного регулятора в первом баллоне. Благодаря этому образуется зазор размером 3 — 4 мм, разделяющий воздушный регулятор и стенку первого баллона. Наличие образованного зазора поможет запустить мотор. Но данный метод пригоден лишь на короткое время, после которого надо будет устранить причину неполадки.
6. Сбои в работе двигателя. Например, он перестаёт функционировать после того, как водитель отпустил педаль газа. Такая неисправность может проявляться из-за загрязнения в системе холостого хода калиброванного отверстия, через которое проходит эмульсия. Для устранения неполадки потребуется извлечь калиброванное отверстие. Для этого надо будет освободить фильтр воздуха от корпуса. При большой загрязнённости калиброванного отверстия оно подлежит очистке с помощью заточенной деревянной палочки, смоченной ацетоном.
7. Нарушена герметичность соединения впускной трубы с карбюратором. Обнаружить проблемный участок можно по следам сажи, по наличию тонкой плёнки горючего.
8. Разрыв в соединениях выпускной трубы с фланцем, корпуса заслонки с впускной трубой. В результате в систему проникает воздух, увеличивая объем потребляемого бензина. При этом работа глушителя может сопровождаться сильными хлопками. Для обнаружения негерметичности можно применяют мыльную пенку. На участках разрыва она будет иметь отверстие.
9. Плавают обороты двигателя на холостом ходу, и ДВС глохнет. О скачущих оборотах свидетельствует прыгающая стрелка тахометра. Причин может быть несколько. Нарушение регулировки состава горючей смеси, неполадки в электромагнитном клапане или в управляющем контуре, загрязнённые каналы и калиброванные отверстия в системе холостого хода, неисправный экономайзер на принудительном холостом ходу (трещина в мембране). Устранить указанные неполадки поможет замена неисправного механизма и восстановление электропроводки.

Для комфортной и безопасной езды необходимо регулярно проводить ТО и использовать качественный бензин. При обнаружении нарушений в работе карбюратора требуется как можно быстрее выявить причину и устранить неполадку.

Конструкция и работа системы питания карбюраторного двигателя

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Система питания двигателя автомобиля состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра, карбюратора, топливопроводов, впускного и выпускного трубопроводов, трубы глушителей, основного и дополнительного глушителей (рис. 2).

Топливо из бака 6 подается насосом 7 по топливопроводам 5 в карбюратор 4. Через воздушный фильтр 1 в карбюратор поступает воздух. Приготовленная в карбюраторе горючая смесь подается в цилиндры двигателя по впускному трубопроводу 2. Отработавшие газы отводятся из цилиндров двигателя в окружающую среду через выпускной трубопровод 3, трубу 8 глушителей, основной 10 и дополнительный 9 глушители.

Рис. 2. Система питания двигателя:

1 — воздушный фильтр; 2,3 — трубопроводы; 4 — карбюратор; 5 — топливопровод; 6 — бак; 7 — насос; 8 — труба; 9, 10 — глушители

В системе питания двигателя часто установлен фильтр тонкой очистки топлива. Топливный бак соединен шлангом с сепаратором (специальным устройством), служащим для конденсации паров бензина, и сливным трубопроводом с карбюратором. На шланге сепаратора и сливном трубопроводе установлены обратные клапаны. Один клапан исключает слив топлива из бака через карбюратор при опрокидывании автомобиля, а другой клапан связывает внутреннюю полость бака с атмосферой. Топливо подается в систему с обратным сливом его части из карбюратора (через калиброванное отверстие) в топливный бак, что обеспечивает постоянную циркуляцию топлива в системе. Постоянная циркуляция топлива исключает воздушные пробки в системе, улучшает ее работу и способствует дополнительному охлаждению двигателя.

Топливный бак служит для хранения запаса топлива, необходимого для определенного пробега автомобиля. На автомобилях применяют сварные, штампованные из стали топливные баки с покрытием из свинца для предохранения от коррозии, или пластмассовые. Наполненный бензином бак обеспечивает пробег автомобиля 350…400 км.

Топливный бак (рис. 3) сварен из двух корытообразных половин 1. В верхней части бак имеет наливную горловину, состоящую из приемной 13 и наливной 10 труб с уплотнителем 8 и резинового соединительного шланга 11. Наливная горловина закрывается резьбовой герметичной пробкой 6 с прокладкой 7. В нижней части бака находится сливное отверстие с резьбовой пробкой 14. Количество топлива в баке контролируют указателем, датчик 3 которого установлен внутри бака. Топливо забирается из бака через топливоприемную трубку 2, имеющую сетчатый фильтр, и через шланг 4и топливопровод 5 поступает в топливный насос. Связь внутренней полости бака с окружающей средой и ее вентиляция осуществляются через воздушную 12 и вентиляционную 9 трубки.

Рис. 3. Топливный бак:

1 — половина бака; 2, 9, 12 — трубки; 3 — датчик; 4, 11 — шланги; 5 — топливопровод; 6, 14 — пробки; 7 — прокладка; 8 — уплотнитель; 10, 13 —трубы.

В топливных баках автомобилей часто для увеличения жесткости и уменьшения колебаний топлива при движении внутри имеются специальные перегородки. Кроме того, в нижней части бака размещается противоотливное устройство, изготовленное в виде стакана диаметром 150 и высотой 80 мм. Это устройство предназначено для исключения перебоев в работе двигателя и его остановки при резком трогании с места или резком торможении, а также при движении автомобиля на больших скоростях на поворотах.

Форма топливного бака во многом зависит от его размещения на автомобиле. Бак может располагаться под полом кузова, в багажнике, под задним и за задним сиденьем, т.е. в местах, более защищенных от ударов при столкновениях. Прикрепляется топливный бак к кузову автомобиля.

Топливный насос служит для подачи топлива из топливного бака в карбюратор. На двигателях автомобилей устанавливают топливные насосы саморегулирующиеся, диафрагменного типа.

В топливном насосе (рис. 4) между верхней 7 (с крышкой 9) и нижней 1 частями корпуса установлен блок диафрагм 3, который соединен со штоком11. Шток охватывается вильчатым концом балансира 15 рычага 16 привода насоса. На штоке установлена пружина 2 блока диафрагм. В верхней части корпуса насоса находятся всасывающий 10 и нагнетательный 4 клапаны. Привод насоса осуществляется толкателем от эксцентрика вала привода масляного насоса. Под воздействием эксцентрика толкатель нажимает на верхнюю часть рычага 16, а балансир 15 через шток 11 перемещает блок диафрагм 3 вниз. При этом пружина 2 сжимается. Объем полости над блоком диафрагм увеличивается, и топливо под действием разрежения из бака поступает в насос через всасывающий патрубок 8, сетчатый фильтр б и всасывающий клапан 10. Нагнетательный клапан насоса при этом закрыт. Вверх блок диафрагм перемещается под действием пружины 2, когда балансир 15 не удерживает шток 1.

Рис. 4. Топливный насос:

1,7 — части корпуса; 2, 13 — пружины; 3 — блок диафрагм; 4, 10 — клапаны; 5, 8 — патрубки; 6 — фильтр; 9 — крышка; 11 — шток; 12, 16 — рычаги;14 — эксцентрик; 15 — балансир

Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан 4, и топливо через нагнетательный патрубок 5 поступает в карбюратор. Всасывающий клапан в этом случае закрыт. Когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена, запорная игла поплавка перекроет доступ топлива в карбюратор. При этом блок диафрагм топливного насоса останется в нижнем положении, и рычаг 16 с балансиром будет перемещаться вхолостую. Рычаг 12 с пружиной 13 служит для ручной подкачки топлива в карбюратор перед пуском двигателя. Он воздействует на балансир 15 через эксцентрик 14. Насос саморегулируется — при небольших расходах топлива ход блока диафрагм недоиспользуется, а ход рычага механической подкачки топлива с балансиром будет частично холостым. Топливный насос устанавливается на специальном приливе на блоке цилиндров двигателя и крепится к нему двумя шпильками.

Топливный фильтр тонкой очистки очищает топливо, поступающее в карбюратор, от механических примесей. Очистка топлива необходима, чтобы не засорялись каналы и жиклеры карбюратора, имеющие малые сечения. Фильтр тонкой очистки топлива может быть выполнен неразборным (рис. 5,а). Бумажный фильтрующий элемент 3 такого фильтра находится в корпусе 2 с крышкой, которые изготовлены из пластмассы и сварены между собой токами высокой частоты или ультразвуковой сваркой. Топливо поступает в фильтр из насоса через патрубок 4, проходит через фильтрующий элемент, очищается в нем и через патрубок 1 поступает в карбюратор.

Для тонкой очистки топлива используются также разборные фильтры.

Разборный фильтр (рис. 5, б) состоит из корпуса 2, отстойника 5 и фильтрующего элемента 3. Фильтрующий элемент изготовлен из латунной сетки, намотанной в два слоя на стакан из алюминиевого сплава, который имеет на боковой поверхности ребра и отверстия для прохода топлива. Сетка на стакане удерживается пружиной, надетой снаружи на фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент 3 находится внутри отстойника 5 и поджимается пружиной 6 к корпусу фильтра через уплотнительную прокладку.

Рис. 5. Топливные фильтры:

а — неразборный; б — разборный; 1, 4 — патрубки; 2 — корпус; 3 –фильтрующий элемент; 5 – отстойник; 6 — пружина

При очистке топливо сначала поступает в отстойник, где осаждаются наиболее крупные частицы примесей, а затем очищается, проходя через сетку внутрь стакана фильтрующего элемента.

Фильтры тонкой очистки топлива обычно устанавливаются между топливным насосом и карбюратором.

Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в карбюратор, от пыли и других примесей. Пыль содержит мельчайшие кристаллы твердого кварца, которые, оседая на смазочные поверхности трущихся деталей двигателя, вызывают их интенсивное изнашивание.

На двигателях автомобилей применяют главным образом воздушные фильтры сухого типа со сменными бумажными или картонными фильтрующими элементами.

Воздушный фильтр (рис. 6, а) состоит из корпуса 1, крышки 7 и фильтрующего элемента 3. Стальной штампованный корпус имеет патрубок 10 забора холодного воздуха из подкапотного пространства, патрубок 2 забора теплого воздуха из воздухозаборника на выпускном трубопроводе, вытяжной коллектор системы вентиляции картера двигателя и оси Укрепления крышки. Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Крышка корпуса фильтра — стальная, штампованная, имеет перегородку 8, в зависимости от расположения которой обеспечивается сезонная регулировка температуры воздуха, поступающего в двигатель. Летом крышку фильтра устанавливают так, что перегородка 8 перекрывает патрубок 2, и в двигатель поступает холодный воздух. Зимой крышку устанавливают в положение, при котором перегородка 8 перекрывает патрубок 10, и в двигатель поступает теплый воздух. Герметичность соединения крышки и корпуса фильтра обеспечивается резиновой прокладкой 6. Фильтрующий элемент 3 имеет цилиндрическую форму. Он состоит из гофрированного картонного фильтра 5 и обкладки-предочистителя 4 из нетканого синтетического материала (слоя синтетической ваты). Обкладка-предочиститель выполняет роль элемента предварительной очистки воздуха и увеличивает пылеемкость фильтра. Воздух, поступающий в фильтр, сначала проходит через обкладку-предочиститель, а потом через картонный фильтрующий элемент.

Воздушный фильтр, приведенный на рис. 6, б, имеет терморегулятор. Корпус 22 икрышка 7 фильтра — стальные, штампованные. В корпусе размещен картонный фильтрующий элемент 19 с наружным слоем синтетической ваты для предварительной очистки воздуха, увеличивающий пылеемкость фильтра. Фильтрующий элемент плотно прижимается к корпусу крышкой, которая крепится к корпусу на шпильке 20 гайкой и четырьмя защелками 21.Шпилька установлена в кронштейне, приваренном к корпусу. Герметичность крышки с корпусом обеспечивается уплотнительной прокладкой 18.Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему через пластину 23 и резиновую прокладку 24 на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Корпус снизу имеет патрубок для отсоса картерных газов, а сбоку — патрубок 16 забора воздуха, на котором стяжным болтом закреплен терморегулятор 13. Терморегулятор обеспечивает постоянную подачу в воздушный фильтр подогретого до температуры 25… 35 °Своздуха. Он имеет пластмассовый корпус с патрубком 12 подвода холодного воздуха и патрубком 11 со шлангом 14 подвода теплого воздуха. Внутри терморегулятора находится заслонка 25 с приводом от термосилового элемента 15, который позволяет автоматически поддерживать требуемую температуру воздуха, поступающего в воздушный фильтр.

Рис. 6. Воздушные фильтры:

о — без терморегулятора; б — с терморегулятором; 1, 22 — корпуса; 2, 10, 11, 12, 16 — патрубки; 3, 19 — фильтрующие элементы; 4 — обкладка-предочиститель; 5— фильтр; 6, 18, 24— прокладки; 7, 17— крышки; 8— перегородка; 9 – ось; 13 — терморегулятор; 14 — шланг; 15 — термосиловой элемент; 20 — шпилька; 21 — защелка; 23 — пластина; 25 — заслонка.

При температуре воздуха ниже 25 °С заслонка перекрывает патрубок 12 подвода холодного воздуха, и в фильтр поступает через патрубок 11 теплый воздух из зоны выпускного трубопровода двигателя. При температуре воздуха более 35 °С заслонка перекрывает патрубок 11, и через патрубок 12поступает холодный воздух из подкапотного пространства двигателя. Промежуточные положения заслонки терморегулятора обеспечиваютподачу смеси теплого и холодного воздуха, что способствует лучшему смесеобразованию, более полному сгоранию смеси и, как следствие, снижению токсичности отработавших газов и уменьшению расхода топлива.

Карбюраторслужит для приготовления горючей смеси (бензина с воздухом) в количествах и по составу, соответствующих всем режимам работы двигателя.

Карбюратор устанавливается на впускном трубопроводе двигателя.

Простейший карбюратор (рис. 8) состоит из поплавковой камеры 8 с поплавком 9 и игольчатым клапаном 10 и смесительной камеры, в которой находятся диффузор 3, распылитель 4 с жиклером 7 и дроссельная заслонка 5.

Поплавковая камера содержит бензин, необходимый для приготовления горючей смеси. Поплавок с игольчатым клапаном поддерживают бензин в поплавковой камере и распылителе на Постоянном уровне — на 1…1,5 мм ниже конца распылителя. Такой уровень обеспечивает хорошее высасывание бензина и устраняет вытекание топлива из распылителя при неработающем двигателе.

Если уровень бензина понижается, то поплавок с клапаном опускаются и бензин поступает в поплавковую камеру. Если уровень бензина достиг нормального, поплавок всплывает и клапан закрывает доступ бензина в поплавковую камеру.

Распылитель подает бензин в центр смесительной камеры карбюратора. Распылитель представляет собой трубку, которая входит в смесительную камеру и через жиклер сообщается с поплавковой камерой.

Жиклер пропускает определенное количество бензина, который поступает в распылитель. Жиклер представляет собой пробку с калиброванным отверстием.

Смесительная камера служит для смешивания бензина с воздухом. Смесительная камера представляет собой патрубок, один конец которого связан с впускным трубопроводом двигателя, а другой — с воздушным фильтром.

Диффузор служит для увеличения скорости потока воздуха в центре смесительной камеры. Он создает вакуум у конца распылителя. Диффузор представляет собой патрубок, суженный внутри.

Дроссельная заслонка регулирует количество горючей смеси, поступающей из карбюратора в цилиндры двигателя.

Карбюратор работает следующим образом.

При тактах впуска в смесительную камеру 6 поступает воздух. В диффузоре 3 скорость воздуха возрастает, и у конца распылителя 4 образуется вакуум. Вследствие этого бензин высасывается из распылителя и перемешивается с воздухом. Образовавшаяся горючая смесь поступает в цилиндры 12двигателя через впускной трубопровод П.

При работе двигателя водитель автомобиля управляет дроссельной заслонкой 5. Управление производится из кабины с помощью педали. Дроссельная заслонка устанавливается в различные положения в зависимости от требуемой нагрузки на двигатель. В соответствии с положением дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает различное количество горючей смеси.

 

 

Рис. 8. Схема устройства и работы простейшего карбюратора:

1 — топливопровод; 2 — отверстие связи с воздухом; 3 — диффузор; 4 — распылитель; 5 — заслонка; 6 — смесительная камера; 7 — жиклер; 8 — поплавковая камера; 9 — поплавок; 10 — клапан; 11 — трубопровод; 12 — цилиндр двигателя

В результате двигатель развивает разную мощность, а автомобиль движется с различными скоростями.

Двигатель автомобиля имеет следующие пять режимов работы: пуск, холостой ход, средние (частичные) нагрузки, резкий переход со средней нагрузки на полную и полная нагрузка.

На каждом режиме работы в цилиндры двигателя должна поступать горючая смесь в разном количестве и различного по составу качества. Только в этом случае двигатель будет работать устойчиво и иметь наилучшие показатели по мощности и экономичности.

На всех указанных режимах работы двигателя простейший карбюратор не может обеспечить двигатель горючей смесью необходимого качества и в требуемом количестве. Поэтому простейший карбюратор оборудуется дополнительными устройствами, которые обеспечивают нормальную работу двигателя на всех режимах.

К основным дополнительным устройствам карбюратора относятся пусковое устройство (воздушная заслонка), система холостого хода, главное дозирующее устройство, ускорительный насос и экономайзер.

Пусковое устройство обеспечивает поступление топлива из распылителя в количестве, необходимом для пуска двигателя.

Система холостого хода обеспечивает работу двигателя без нагрузки при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Главное дозирующее устройство обеспечивает работу двигателя при частичных (средних) нагрузках двигателя.

Ускорительный насос служит для автоматического обогащения горючей смеси при резком переходе с частичной нагрузки на полную с целью быстрого повышения мощности двигателя,

Экономайзер служит для автоматического обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя.

Конструкция и работа дополнительных устройств карбюратора рассмотрены ниже.

На двигателях автомобилей применяют двухкамерные балансированные карбюраторы с падающим потоком смеси. Карбюраторы имеют две смесительные камеры, которые включаются в работу последовательно — сначала основная камера (первичная), а при увеличении нагрузки двигателя — дополнительная камера (вторичная). Это позволяет повысить мощность двигателей в результате лучшей дозировки и распределения горючей смеси по цилиндрам двигателей. Поток горючей смеси в камерах карбюраторов движется сверху вниз, что улучшает наполнение цилиндров смесью. Поплавковая камера карбюраторов балансированная (уравновешенная), так как она связана с атмосферой через воздушный фильтр. Это обеспечивает приготовление карбюраторами горючей смеси, не зависящей по своему составу от степени засорения воздушного фильтра. Поплавковая камера находится в передней части карбюраторов (по ходу автомобиля), что исключает переобогащение горючей смеси при торможении и повышает уровень топлива в распылителях при движении на подъемах для обогащения горючей смеси и увеличения мощности двигателей.

Карбюратор автомобиля обычно состоит из трех основных частей: корпуса, крышки и корпуса дроссельных заслонок. В них размещены все системы и устройства карбюратора, обеспечивающие приготовление горючей смеси при различных режимах работы двигателя и снижающие токсичность отработавших газов.

Рассмотрим конструкцию современного карбюратора (рис. 9). В корпусе 43 и крышке 44 размещены поплавковая камера 16 с поплавком 24и игольчатым клапаном 17, первичная I и вторичная II смесительные камеры, а также системы и устройства, обеспечивающие приготовление горючей смеси.

Главная дозирующая система приготовляет обедненную горючую смесь (на 1кг бензина приходится до 16,5 кг воздуха) при работе двигателя на средних (частичных) нагрузках. Приготовленная смесь в разном количестве по составу близка к экономичной во всем диапазоне средних нагрузок, величина которых составляет до 85 % от полной нагрузки двигателя. Только при таком приготовлении горючей смеси карбюратором двигатель работает наиболее экономично.

Главные дозирующие системы первичной и вторичной камер включают в себя главные топливные жиклеры 38 и 28, эмульсионные колодцы с эмульсионными трубками 39 и 27, главные воздушные жиклеры 6 и 14, распылители 9 и 12. При открывании дроссельной заслонки 32 первичной камеры топливо из поплавковой камеры 16 через главный топливный жиклер 38 поступает в эмульсионный колодец. В нем топливо смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионной трубки 39, в которые воздух поступает через главный воздушный жиклер 6. Эмульсия через распылитель 9 поступает в малый и большой диффузоры первичной камеры и перемешивается с воздухом, проходящим через диффузоры, где и образуется горючая смесь. Главная дозирующая система вторичной камеры работает аналогично главной дозирующей системе первичной камеры. Дроссельная заслонка 30 вторичной камеры связана механически с дроссельной заслонкой 32 первичной камеры таким образом, что начинает открываться, когда Дроссельная заслонка первичной камеры будет открыта на 2/3 своей величины.

Дроссельные заслонки имеют механический (тросовый) привод от педали управления, расположенной в салоне автомобиля. Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируется величиной открытия дроссельных заслонок. На режимах средних нагрузок работает главным образом первичная камера карбюратора, обеспечивающая работу двигателя в широком диапазоне частичных нагрузок.

Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой горючей смеси (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха) при пуске холодного двигателя. В цилиндры двигателя горючая смесь поступает в большом количестве, чтобы даже при холодном двигателе легкие фракции бензина испарялись в количестве, необходимом для пуска двигателя.

Пусковое устройство состоит из воздушной заслонки 8 и связанного с ней пневматического элемента 1. Воздушная заслонка через шток 2 соединена с диафрагмой пневматического элемента и находится под воздействием возвратной пружины. При пуске холодного двигателя дроссельная заслонка 32первичной камеры приоткрывается. При этом возвратная пружина, воздействуя на рычаг оси воздушной заслонки, удерживает ее в закрытом положении. Количество воздуха, поступающего в первичную камеру, уменьшается, вакуум в диффузорах возрастает, и топливо, вытекая из распылителя 9, обеспечивает образование горючей смеси. При первых вспышках и последующей работе двигателя на холостом ходу разрежение из-под дроссельной заслонки 32 передается по каналу 3 в пневматический элемент 1. Его диафрагма прогибается, и шток 2 приоткрывает воздушную заслонку, обеспечивая доступ необходимого количества воздуха, а возвратная пружина воздушной заслонки растягивается. Следовательно, при пуске холодного двигателя и его прогреве воздушная заслонка автоматически устанавливается в положение, исключающее чрезмерное обогащение или обеднение горючей смеси. По мере прогрева двигателя воздушная заслонка открывается полностью через тросовый привод рукояткой управления пусковым устройством, находящейся под панелью приборов.

Система холостого хода готовит обогащенную горючую смесь (на 1 кг бензина приходится до 13 кг воздуха). При работе двигателя на холостом ходу в цилиндры двигателя поступает обогащенная смесь в небольшом количестве, чтобы двигатель работал устойчиво.

Система холостого хода включает в себя: топливный канал, берущий начало из эмульсионного колодца первичной камеры; топливный жиклер 5;воздушный жиклер 7; эмульсионный канал; винт качества (состава) смеси 35; винт количества смеси; выходное отверстие 33. На режиме холостого хода дроссельная заслонка 32 приоткрыта. При этом переходная щель 31 системы холостого хода находится над верхней кромкой дроссельной заслонки. Воздушная заслонка открыта полностью. Под действием вакуума топливо из эмульсионного колодца через канал поступает к топливному жиклеру 5 холостого хода, где перемешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 7 холостого хода. Полученная эмульсия смешивается с воздухом, проходящим через переходную щель 31, и выходит под дроссельную заслонку 32 через отверстие 33. Щель 31,расположенная над дроссельной заслонкой, обеспечивает поступление эмульсии под дроссельную заслонку для плавного перехода двигателя с холостого хода на частичные нагрузки. При работе двигателя на холостом ходу качество смеси регулируется винтом 35, а количество — винтом количества смеси, при завертывании которого дроссельная заслонка приоткрывается. При выключении зажигания отключается электромагнитный клапан 4. Его игла под действием пружины запирает топливный жиклер 5 и исключает работу системы холостого хода при выключенном зажигании. Систему холостого хода имеет первичная камера карбюратора, а вторичная камера снабжена переходной системой.

Переходная система плавно включает в работу вторичную камеру карбюратора при небольших открытиях ее дроссельной заслонки.

Переходная система вторичной камеры включает в себя топливный жиклер 26 с трубкой, воздушный жиклер 15 и эмульсионный канал с выходными отверстиями 29. В начале открытия дроссельной заслонки 30 перед отверстиями 29 создается большой вакуум. Вследствие этого через топливный жиклер 26 поступает топливо, а через воздушный жиклер 15 — воздух. Образующаяся при этом эмульсия по каналу подводится к выходным отверстиям 29, через них поступает под дроссельную заслонку 30 и обогащает горючую смесь. В результате обеспечивается плавное включение в работу вторичной камеры карбюратора.

Ускорительный насос обогащает горючую смесь при резком переходе двигателя со средней нагрузки на полную (обгон, движение после остановки перед светофором и т.п.).

Ускорительный насос повышает приемистость двигателя, т.е. способность быстро развивать наибольшую мощность.

Ускорительный насос — диафрагменный, с механическим приводом. Топливо поступает в насос из поплавковой камеры через впускной шариковый клапан 40, При резком открытии дроссельной заслонки первичной камеры карбюратора специальный кулачок, установленный на оси заслонки, действует на рычаг 42 привода насоса, который давит на диафрагму 41. Диафрагма, преодолевая усилие возвратной пружины, прогибается и выталкивает топливо через канал, нагнетательный клапан 10 и распылитель 11 Ускорительного насоса в первичную и вторичную камеры, обогащая при этом горючую смесь. Впускной клапан ускорительного насоса в этот момент закрывается.

Эконостат служит для дополнительного обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя. Эконостат представляет собой экономайзерное устройство. Эконостат включает в себя топливный жиклер 25 с трубкой, топливный канал и распылитель 13. Эконостатом оборудована вторичная камера карбюратора. Он вступает в работу при полностью открытых дроссельных заслонках и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. При этом топливо из поплавковой камеры поступает через топливный жиклер 25 и топливный канал в распылитель 13 эконостата и из него во вторичную камеру карбюратора, обогащая горючую смесь.

Экономайзер мощностных режимов исключает изменение степени обогащения горючей смеси из-за пульсации вакуума под дроссельными заслонками карбюратора. Процесс всасывания горючей смеси в цилиндры двигателя является прерывистым, и его пульсация (пульсация вакуума) возрастает при уменьшении частоты вращения коленчатого вала. При этом пульсация вакуума передается и на главную дозирующую систему, снижая ее эффективность автоматического регулирования состава горючей смеси. Экономайзер 21 мощностных режимов — диафрагменного типа. Он соединен с главной дозирующей системой первичной камеры топливным каналом, в котором установлен топливный жиклер 22 экономайзера, и через шариковый клапан 23 — с поплавковой камерой 16. Экономайзер также связан воздушным каналом с поддроссельным пространством. При незначительном открытии дроссельной заслонки 32 шариковый клапан 23 закрыт, так как диафрагма экономайзера удерживается вакуумом под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки вакуум уменьшается, диафрагма экономайзера с иглой прогибается под действием пружины и открывает клапан 23. Топливо из поплавковой камеры проходит через открытый клапан, топливный жиклер 22 и топливный канал в эмульсионный колодец с трубкой 39. Оно добавляется к топливу, выходящему из главного топливного жиклера первичной камеры, и поступает через распылитель 9 в первичную камеру карбюратора, выравнивая состав горючей смеси.

Экономайзер принудительного холостого хода обеспечивает уменьшение расхода топлива и снижает токсичность отработавших газов на режиме принудительного холостого хода двигателя.

Экономайзер принудительного холостого хода состоит из концевого выключателя, установленного на регулировочном винте количества смеси холостого хода, электромагнитного запорного клапана 4 и электронного блока управления. На режиме принудительного холостого хода (торможение двигателем, движение под уклон, при переключении передач) дроссельные заслонки первичной и вторичной камер карбюратора закрыты, педаль управления дроссельными заслонками отпущена. В этом случае концевой выключатель карбюратора замкнут, электромагнитный клапан 4выключается, его игла запирает топливный жиклер 5 холостого хода, и подача топлива в систему холостого хода прекращается.

Рис. 10. Впускной и выпускной трубопроводы:

1, 5 — трубопроводы; 2, 4,6,7— фланцы; 3 — трубка; 8 — шпилька

Впускной и выпускной трубопроводы обеспечивают подачу в цилиндры горючей смеси и удаление отработавших газов. Впускной трубопровод служит для равномерной подачи горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя.

На двигателях автомобилей применяют впускной трубопровод, отлитый из алюминиевого сплава. Для лучшего испарения топлива, оседающего на стенках, трубопровод имеет обогреватель (рубашку), в котором циркулирует жидкость системы охлаждения двигателя. Выпускной трубопровод предназначен для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя. На двигателях автомобилей устанавливают выпускные трубопроводы, отлитые из чугуна. Впускной трубопровод 5 двигателя (рис. 10) имеет фланцы 4 и 6. Фланец 4 предназначен для установки карбюратора, а фланец 6 — для соединения с головкой блока цилиндров.

Выпускной трубопровод 1 имеет фланцы 2 и 7 Фланец 2 служит для крепления приемной трубы глушителей, а фланец 7 — для связи с головкой блока цилиндров. Впускной и выпускной трубопроводы крепятся шпильками 8 к головке блока цилиндров через металлоасбестовые прокладки, обеспечивающие герметичность их соединения.

Глушитель уменьшает шум при выпуске отработавших газов из цилиндров двигателя. На легковых автомобилях обычно устанавливают два глушителя (основной и дополнительный), благодаря чему обеспечивается двойное расширение отработавших газов и более эффективное снижение шума их выпуска. Оба глушителя имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами и используемыми для них материалами.

Рис. 11. Глушители:

1 — основной глушитель; 2, 3, 7, 8 — трубы; 4, 6 — перегородки; 5 — дополнительный глушитель

Все детали основного глушителя 1 (рис. 11) изготовлены из коррозионно-стойкой стали, а детали дополнительного глушителя 5 — из углеродистой стали. Глушители неразборные, сварены из двух штампованных половин. Внутри глушителей имеются трубы 3 и 7 с большим количеством отверстий, а также перегородки 4 и 6. Отработавшие газы, поступающие из приемных труб 8 в глушители, сначала в дополнительный 5, а потом в основной 1, расширяются, меняют направление и, проходя через отверстия в трубах, резко снижают свою скорость. Это приводит к уменьшению шума выпуска отработавших газов через трубу 2. Глушители позволяют снизить шум отработавших газов, выбрасываемых в окружающую среду, до 78 дБ. Потери мощности двигателя на преодоление сопротивления глушителей составляют примерно 4%. Глушители на автомобиле прикрепляются к полу кузова резиновыми деталями.

12. Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала служит для повышения надежности работы двигателя при чрезмерно большой частоте вращения коленчатого вала, предотвращает интенсивный износ деталей. Ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала устанавливают на карбюраторных двигателях грузовых автомобилей.

Пневмоинерционный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя: (а) его расположение на двигателе (б): 1 — дроссельные заслонки; 2 и 4 — жиклеры; 3 — рычаг; 5 — пружина мембранного механизма; 6 — крышка мембранного механизма; 7 — мембрана; 8 — шток; 9 и 10 — отверстия; 11 — кулачковая муфта; 12 — рычаг привода дроссельных заслонок; 13 и 14— трубки; 15 — пружина центробежного датчика; 16 — паз ротора для соединения с распределительным валом; 17 — уплот-нительная муфта; 18 — крышка; 19 — винт регулировки натяжения пружины; 20 — пробка; 21 — ротор; 22 — втулка из порошкового материала; 23 — корпус датчика; 24 — канал; 25— клапан; 26— седло клапана; 27— центробежный датчик; 28 — карбюратор; 29— мембранный механизм; А и Б — полости.

Ограничители могут быть пневматическими, инерционными и пневмоцентробежными. Наибольшее распространение получили пневмоцентробежные ограничители, которые состоят из центробежного датчика, приводимого в движение от распределительного вала, и диафрагменного исполнительного механизма, воздействующего на дроссельные заслонки.
Датчик состоит из пустотелого корпуса с крышкой и вращающегося в нем пустотелого ротора, внутри которого установлен клапан с пружиной.
Исполнительный механизм состоит из корпуса с крышкой, между которыми жестко крепится диафрагма со штоком и возвратной пружиной. Шток соединен с рычагом, который соединен с осью дроссельных заслонок. Соединение выполнено таким образом, что дает возможность исполнительному механизму менять положение дроссельных заслонок независимо от положения педали управления.
Полость, в которой создалось разрежение при работе двигателя, соединена каналами (зона дроссельных заслонок) с над диафрагменной полостью исполнительного механизма и трубопроводами с полым ротором датчика, а также через открытый клапан с полостью корпуса датчика и далее посредством импульсного трубопровода с поддиафрагменной полостью (над диафрагмой и под ней низкое давление — диафрагма находится в состоянии покоя) и воздушным патрубком карбюратора. Когда частота вращения коленчатого вала достигает максимальной величины, клапан датчика под действием центробежной силы преодолевает сопротивление пружины и садится в седло. Движение воздуха через датчик прекращается. Разрежение в полости над диафрагмой исполнительного механизма резко возрастает, и она прогибается вверх, преодолевая сопротивление возвратной пружины, и посредством штока и рычага прикрывает дроссельные заслонки, частота вращения коленчатого вала понижается.

Система питания дизелей.

Дизели являются двигателями с внутренним смесеобразованием. В цилиндры дизеля воздух и топливо подаются раздельно и, смешиваясь в них с отработавшими газами, образуют рабочую смесь. При этом процесс смесеобразования совершается за очень малое время (порядка 0,001 с).

Газовыми называются карбюраторные двигатели, работающие на газообразном топливе — сжатых и сжиженных газах. Особенностью газовых двигателей является их способность работать также и на бензине.

Топливо для дизелей

Дизельное топливо имеет следующие основные марки:

Л — летнее топливо, предназначено для работы двигателя при температуре окружающего воздуха выше О °С;

3 — зимнее топливо, предназначено для работы дизеля при температуре окружающего воздуха от 0 до -30 °С;

А — арктическое, предназначено для работы дизеля при температуре окружающего воздуха ниже -30 °С.

Температура замерзания дизельного топлива должна быть на 10… 15 °С ниже температуры окружающего воздуха района эксплуатации. Чем ниже температура замерзания топлива, тем надежнее работа дизеля. Температура воспламенения дизельного топлива составляет 300… 350 °С.



Система питания карбюраторного двигателя Ваз 2107: устройство

Система питания карбюраторного двигателя – это  весь путь горючего, от бака до распыления смеси через впускной коллектор в цилиндры ВАЗ 2107. Именно совокупность всех процессов, обеспечивающих этот длинный путь, снабжает автомобиль в результате внутреннего сгорания той энергией, которую научилось использовать человечество.

Какие основные части включает в себя система питания ВАЗ 2107?

1. Карбюратор – конечное и самое главное устройство системы, смешивающее в нужных пропорциях топливо с воздухом;
2. Гофра, или устройство для забора теплого воздуха – незаменимое средство для езды в холодное время года;
3. Воздухозаборник воздушного фильтра;
4. Управляющая крышка доступа воздуха в фильтр;
5. Крышка воздушного фильтра, или «воздухана»;
6. Собственно воздушный фильтр ВАЗ 2107;
7. Корпус фильтра, который крепится сверху карбюратора;
8. Поплавковый датчик указателя уровня бензина в баке;
9. Заливная горловина бензобака;
10. Шланг для вентиляции;
11. Корпус бензобака;
12. Система топливопроводов;
13. Система топливных шлангов;
14. Фильтр тонкой очистки топлива;
15. Бензонасос ВАЗ 2107.

Как видно из схемы, условно все перечисленные компоненты можно разделить на две большие группы: устройства подачи воздуха и устройства подачи топлива к смешиванию в карбюраторе.

Кроме того, на приборной панели ВАЗ 2107 существует контрольный прибор, показывающий уровень топлива в баке с контрольной лампочкой, которая примерно начинает «моргать», при остатке топлива на 80-100 км, а гореть устойчивым светом примерно при остатке около 4-5 л.

При зимней эксплуатации ВАЗ 2107, после длительной стоянки и вымерзания конденсата в бензобаке,  возможно полное колебание стрелки, пока не исчезнет лед.

Кроме того, в системе подачи топлива существуют подающие магистрали – вначале система топливопроводов, затем – шлангов. Сила, которая заставляет бензин вытекать из бензобака – это отрицательное давление, создаваемое бензонасосом ВАЗ 2107.

Опишем некоторые вопросы обслуживания и несложный ремонт  системы подачи топлива, которые возникают при эксплуатации автомобиля ВАЗ 2107

Система подачи воздуха. Управляющая крышка  и положения терморегулятора.

На крышке существует специальная маркировка, и рычаг. Если он повернут и фиксирован в положении hot  — то производится забор теплого воздуха из гофры, это делается зимой. Если рычаг повернут в противоположное положение cold – то производится забор ненагретого воздуха.

Такое простое устройство вызывает, тем не менее, кривотолки. Например, некоторые автолюбители  понимают все точно наоборот. Hot – использовать в жаркое время года, а cold – значит зима. Будьте внимательны! Если перепутать, то карбюратор будет работать с повышенной нагрузкой в зимнее время, увеличится время прогрева двигателя, может понадобиться более частый ремонт карбюратора.

О замене воздушного фильтра

Многие автолюбители, особенно начинающие, купившие подержанный автомобиль, часто не торопятся заглянуть в корпус воздушного фильтра, и не торопятся его менять. Но это нужно делать через каждые 20 тысяч километров пробега. В противном случае воздушный фильтр, особенно сильно загрязненный в летнее время, может существенно повлиять на снижение мощности двигателя. Ремонт карбюратора будет неизбежным при систематическом использовании загрязненного фильтра. Поэтому неплохо через каждые 5-10 тысяч километров пробега снимать воздушный фильтр и визуально, «на глаз», определять степень его загрязнения.

Следует обращать внимание на нижний край воздушного фильтра во время осмотра, и на его внутреннюю поверхность. Если она будет сильно замаслена, то это говорит о неисправности маслосъемных колец, или о сильном износе поршневой группы. В таком случае необходим ремонт блока цилиндров, или замена колец.

Об установке фильтра тонкой очистки топлива

Не следует забывать о том, что такая неисправность карбюратора, как «чихание» или внезапная потеря мощности, движение «рывками» может говорить о засорении топливных жиклеров. Это может произойти из – за мелких частиц, попадающих в топливо. Причиной может служить как некачественный бензин с завода, так и слив последней партии топлива из цистерны бензовоза, попавшей именно в ваш бак. Если топливо не фильтровать, то ремонт карбюратора или бензонасоса «не за горами».

Насколько эффективна эта  «ловушка», видно на рисунке.

Если фильтр не установлен, то его нужно установить самостоятельно. В среднем, ресурс фильтра составляет 20-30 тысяч километров пробега. В процедуре установки нет никакой сложности, нужно только помнить про три основных момента:

• правильно замерить ширину фильтра, для того, чтобы вырезать участок топливного шланга с таким расчетом, чтобы хомуты легли с хорошим «запасом»;
• при ориентации фильтра необходимо «соблюдать полярность» — ориентировать его таким образом, чтобы изображение стрелки было «по ходу» движения бензина по магистрали в двигатель. На рисунке видна стрелка на том фильтре, который лежит на боку.
  
• нужно аккуратно, но сильно затянуть хомуты.

Существует правило, по которому фильтр тонкой очистки должен быть установлен до бензонасоса. В таком случае бензонасос прослужит дольше, и ремонт не потребуется. Например, на рисунке видим неправильную установку фильтра – после бензонасоса, кроме того, фильтр расположен в сильно греющейся зоне двигателя. В случае трещины корпуса может вытечь бензин, увлечься назад током воздуха на горячие выпускные коллекторы, и вызвать пожар.

Проверка состояния фильтра бензонасоса

После установки или замены фильтра тонкой очистки топлива, не лишним будет проверить фильтр бензонасоса.  Это делается следующим образом:

• вначале очищаем бензонасос ВАЗ 2107 снаружи с помощью бензина или уайт – спирита, и с помощью рожкового ключа на 10 снимаем крышку;
• теперь можно снять и промыть фильтр и его посадочное место, а также просушить его с помощью сжатого воздуха. Промывать фильтр можно чистым бензином, или ацетоном.
• сборка проводится полностью в обратном порядке.

Если автомобиль начал дергаться, мотор стал «чихать» или раздаются рывки или «хлопки», то необходимо проверить бензонасос, и при необходимости, провести его ремонт.

Многие автолюбители, особенно начинающие, сразу во всем винят карбюратор, а в силу его сложности сразу платят лишние средства за услуги авторемонтных мастерских, в то время как вначале проще всего проверить устройства, расположенные до карбюратора.

Если вы правильно установили фильтр тонкой очистки топлива (перед насосом), то в случае нормальной подачи в магистраль из бака фильтр тонкой очистки будет полон бензина.

Для того чтобы проверить исправность бензонасоса, нужно всего лишь отсоединить выходной шланг и несколько «покачать» рычажком ручной подкачки топлива. Если после толчков потечет бензин, значит, нужно искать неисправность уже в карбюраторе. Если же нет – дело в бензонасосе.

Если эта неисправность произошла на сильной летней жаре, то может быть, просто «залип» клапан, для устранения неисправности достаточно положить на насос мокрую тряпку – вот и весь ремонт! После охлаждения ситуация нормализуется.

Не исключено, что на поверхности бензонасоса ВАЗ 2107 появилась течь топлива, и нужен его ремонт. Причем если во время движения сильно запахло бензином, а корпус бензонасоса мокрый, то, скорее всего, неисправна диафрагма. В этом случае нужно как можно быстрее прекратить движение, так как течь бензина грозит пожаром.

Меняем диафрагму топливного насоса

Замена диафрагмы не представляет сложностей, так как ремонт этой запчасти не производится.  Последовательность действий такова:

• Очищаем Уайт – спиритом или бензином корпус устройства снаружи;
• Снимаем шланги, как подводящие, так и отводящие. Для предупреждения вытекания топлива в шланги можно вставить заглушки (например, болты М8)
• Теперь можно отверткой с крестовым шлицем отвернуть 6 винтов крепления верхнего корпуса и крышки к нижнему и разъединить их:
  
• Теперь нужно нажать на тарелку диафрагмы, повернуть шток, вытащить его из вилки балансира. После этого снимаем пружину:
  
• Теперь ключом на 8 отворачиваем гайку на штоке, и снимаем тарелку диафрагмы вместе с прокладкой. Диафрагма входит в состав ремонтного комплекта для бензонасоса, заменяем её, причем точно совмещаем все отверстия в диафрагмах, а затем затягиваем гайку на штоке.
• Сборка устройства делается в обратной последовательности.

В крайнем случае, можно  заменить устройство целиком.

Для этого нужно только высокотемпературным герметиком хорошо промазать проставку между корпусом бензонасоса и блоком цилиндров, чтобы соблюсти герметичность.

Эти простые «хитрости» помогут вам сэкономить время, и провести более быструю диагностику неисправностей в системе питания ВАЗ 2107

Система питания карбюраторных двигателей

Назначение и приборы системы питания карбюраторных двигателей

Какое назначение системы питания в карбюраторных двигателях?

Система питания карбюраторных двигателей служит для хранения топлива, очистки воздуха и топлива, приготовления горючей смеси, подвода ее в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них.

Какие приборы входят в систему питания карбюраторных двигателей и их взаимодействие?

Система питания карбюраторного двигателя (рис.47) состоит из топливного бака 10, топливного фильтра-отстойника 12, топливного насоса 1, фильтра тонкой очистки топлива 4, карбюратора 3, воздушного фильтра 2, впускного трубопровода, выпускного трубопровода 15, газоотводящей трубы 14 с глушителем шума выпуска отработанных газов 13, соединительных трубопроводов и бензостойких шлангов 8, топливозаборного крана 11; указателя уровня топлива в топливном баке 9, педали управления дроссельной заслонкой 7, кнопки управления воздушной 5 и дроссельной 6 заслонками карбюратора.

Рис. 47 Система питания карбюраторного двигателя

При работе двигателя топливо из топливного бака принудительно с помощью топливного насоса подается в поплавковую камеру карбюратора, предварительно очистившись в фильтре-отстойнике и фильтре тонкой очистки. Одновременно в карбюратор поступает воздух, предварительно очищенный в воздушном фильтре. В карбюраторе топливо смешивается с воздухом в заданной пропорции и образуется горючая смесь, которая по впускному трубопроводу поступает в цилиндры двигателя, где сжимается, воспламеняется и сгорает, выделяя тепловую энергию, которая с помощью механизмов и систем преобразуется в механическую и в виде крутящего момента передается на колеса автомобиля, приводя его в движение. Отработавшие газы по выпускному трубопроводу отводятся в атмосферу.

Топливо для карбюраторных двигателей

Что может служить топливом для карбюраторных двигателей?

Топливом для карбюраторных двигателей могут служить: бензин, спирты, бензол, керосин. Наибольшее применение получил бензин.

Как и из чего получают бензин?

Бензин получают из нефти прямой перегонкой или применяя крекинг-процесс. Во время прямой перегонки нефть нагревают в специальных котлах до 210°С. При этом из нее выделяются пары бензина и других компонентов, которые направляются в колонну-охладитель. Там пары конденсируются и образуется бензин, состоящий из 84-86% углерода, 14-16% водорода и небольшого количества примесей. При крекинг-процессе нефть нагревают в специальных установках до 600°С и давлении до 5 МПа в присутствии катализаторов. Это обеспечивает расщепление тяжелых молекул нефти на более легкие, которые направляются в колонну-охладитель, где образуется бензин. При крекинг-процессе увеличивается количество бензина от исходного продукта, чем при прямой перегонке. Однако такой бензин нельзя длительное время хранить, он имеет меньшую теплотворную способность и меньшее октановое число. Для повышения октанового числа бензина к нему добавляют антидетонаторы (этиловую жидкость) массой не более 0,82 г на 1 кг бензина. Это повышает октановое число бензина до 12%. Этиловая жидкость содержит тетраэтилсвинец, являющийся токсической жидкостью. Поэтому этилированный бензин окрашивают в оранжево-красный, сине-зеленый или иной цвет, чтобы его можно было отличить от неэтилированного. Таким бензином запрещается мыть руки, детали, одежду.

В чем преимущества бензина с более высоким октановым числом?

Бензин с более высоким октановым числом позволяет повысить степень сжатия в цилиндрах двигателя, а следовательно, получить и более высокую мощность.

Что подразумевается под октановым числом топлива?

Под октановым числом топлива подразумевается количество стойких углеводородов изооктанов в смеси нестойких углеводородов гептанов. Детонационная стойкость изооктана принята за 100, гептана – 0 единиц. Октановое число бензина определяют на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия. Сравнивая антидетонационные свойства испытуемого бензина со свойствами эталонного, состоящего из изооктана и гептана, принимают октановое число испытываемого бензина, равным процентному содержанию изооктана в эквивалентной смеси.

Как обозначают бензин?

Бензин обозначают так: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А указывает, что бензин автомобильный; цифры – на октановое число; И – указывает, что октановое число определялось исследовательским методом. Для форсированных двигателей с высокой степенью сжатия применяют специальный высокооктановый бензин «Экстра».

Как влияет на работу двигателя соответствие его октанового числа?

При работе двигателя на бензине, соответствующем его степени сжатия (завод-изготовитель указывает, какой бензин следует применять для данного двигателя), сгорание горючей смеси в цилиндрах происходит со скоростью 20-30 м/с и давление газов на поршень достигает 3,5-5,0 МПа. Если применяется бензин, не соответствующий его степени сжатия, происходит детонационное (взрывное) сгорание горючей смеси со скоростью 2-3 тыс. м/с и давление газов на поршень повышается до 10 МПа. Это вызывает повышенный износ и даже поломку деталей кривошипно-шатунного механизма, разрушение подшипников, прогорание днищ поршней. Двигатель перегревается. Резкое нарастание давления газов в цилиндре вызывает вибрацию стенок цилиндров и поршней, создающих звонкие металлические стуки. При этом вследствие неполного сгорания горючей смеси из глушителя выходит черный дым с хлопками. Теряется мощность и экономичность двигателя. Такая работа двигателя недопустима, его необходимо остановить и заменить топливо.

Горючая смесь

Что называется горючей смесью и какие ее разновидности?

Горючей смесью называется смесь паров (бензина) с воздухом в определенной пропорции. Подсчитано, что для полного сгорания 1 кг бензина в цилиндрах двигателя требуется около 15 кг воздуха. Действительное количество воздуха, участвующего в образовании горючей смеси, может быть и больше, и меньше указанной величины. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха α, представляющим отношение действительного количества воздуха G_Д, участвующего при сгорании бензина, к теоретически необходимому его количеству G_Т:

α = G_Д / G_Т

Какая смесь называется нормальной?

Если в сгорании 1 кг бензина участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15: 15 = 1, такая смесь называется нормальной.

Какая смесь называется обогащенной (мощностной)?

Обогащенной (мощностной) горючей смесью называется смесь, состоящая из 1 кг бензина и 13,5 кг воздуха: α = 13,5: 15 = 0,9.

Во время работы двигателя на обогащенной смеси он развивает наибольшую мощность при несколько увеличенном расходе топлива. Поэтому в карбюраторе такая смесь приготавливается, когда автомобилю необходимо преодолеть затяжной подъем или иной участок трудной дороги.

Какая смесь называется богатой?

Если α = 12: 5 = 0,8, такая смесь называется богатой. При работе двигателя на ней происходит неполное ее сгорание в цилиндрах из-за недостатка воздуха, что ведет к потере мощности и экономичности, появляются «выстрелы» из глушителя. Работа двигателя на такой смеси не допускается, ею можно пользоваться только при пуске холодного двигателя. При α ≤ 0,4 горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется из-за недостатка воздуха.

Какая смесь называется обедненной?

Если α = 16,5: 15 = 1,1, такая горючая смесь называется обедненной. Ее еще называют экономичной, так как горючая смесь сгорает наиболее полно. При этом незначительно уменьшается мощность двигателя. Карбюраторы современных автомобилей отрегулированы так, что в них большую часть времени приготавливается обедненная горючая смесь.

Какая смесь называется бедной?

При α = 19: 15 = 1,2 горючая смесь называется бедной. Во время работы на такой смеси двигатель перегревается, уменьшается мощность и экономичность, появляются вспышки в карбюраторе («чихание»). Работа на такой смеси не допускается. Необходимо выявить причину и устранить ее. Если α ≥ 1,4, то горючая смесь в цилиндрах не воспламеняется.

Какие различают режимы работы автомобильного двигателя?

Режимами работы автомобильного двигателя есть: пуск, холостой ход, малые нагрузки, средние и полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие.

Чем определяется нагрузка карбюраторного двигателя?

Нагрузка карбюраторного двигателя определяется степенью открытия дроссельной заслонки карбюратора.

Какую горючую смесь должен приготавливать карбюратор при пуске холодного двигателя?

При пуске холодного двигателя карбюратор должен приготавливать богатую горючую смесь. Так как частота вращения коленчатого вала двигателя невелика, а стенки цилиндров холодные, то горючая смесь плохо испаряется. Часть ее паров конденсируется на холодных стенках цилиндров, смывая масляную пленку на них, а стекая в поддон картера, разжижает там масло. При этом смесь несколько обедняется и воспламеняется электрической искрой от системы зажигания.

Какую горючую смесь должен приготавливать карбюратор при работе двигателя на холостом ходу, средних и полных нагрузках?

При работе двигателя на холостом ходу и малых нагрузках карбюратор должен приготавливать обогащенную горючую смесь, так как частота вращения коленчатого вала невелика и цилиндры недостаточно очищаются от отработавших газов, которые обедняют горючую смесь.

Во время работы двигателя на средних нагрузках горючая смесь должна быть обедненной, на полных нагрузках – обогащенной. Резкое открытие дроссельной заслонки в карбюраторе может вызвать обеднение горючей смеси и двигатель остановится. Для предупреждения этого служит ускорительный насос.

Элементарный карбюратор

Что называется карбюрацией и карбюратором?

Процесс приготовления горючей смеси вне цилиндров двигателя называется карбюрацией, а прибор, в котором она приготавливается – карбюратором.

Как устроен и работает элементарный карбюратор?

Элементарный (простейший) карбюратор (рис.48) состоит из поплавковой камеры 1 с поплавком 2 и запорной иглой 3, смесительной камеры 6 с диффузором 7 и дроссельной заслонкой 8. Поплавковая и смесительная камеры сообщаются между собой каналом, в котором установлен жиклер 5 с распылителем 4. Распылитель выведен в горловину диффузора так, что топливо будет находиться в нем ниже верхнего края на 2-3 мм, что предотвращает его вытекание при неработающем двигателе. Поплавковая камера каналом А сообщается с атмосферой. Бензин из топливного бака поступает в поплавковую камеру через открытую запорную иглу, опирающуюся на рычажок пустотелого поплавка. Когда бензин достигнет заданного уровня, поплавок всплывает и своим рычажком воздействует на запорную иглу, прекращая поступление бензина в поплавковую камеру. Смесительная камера верхней частью сообщается с атмосферой, нижней – с цилиндром 10 через клапан 9.

Рис. 48 Элементарный карбюратор

Работает карбюратор так. При вращении коленчатого вала поршень 11 движется от ВМТ к НМТ, над ним создается разрежение, которое через открытый впускной клапан 9 и дроссельную заслонку 8 передается в смесительную камеру. Следовательно, в смесительной камере давление ниже атмосферного (0,075-0,090 МПа), а в поплавковой – атмосферное давление (0,1 МПа). Из-за разности давлений бензин начинает вытекать из распылителя в мелко распыленном виде в смесительную камеру, туда же устремляется и воздух. В суженной части диффузора скорость движения воздуха увеличивается, он подхватывает распыленный бензин. При этом бензин испаряется и, смешавшись с воздухом, образует горючую смесь, которая через открытую дроссельную заслонку и впускной клапан поступает в цилиндр, наполняя его. Совершается такт впуска.

С увеличением открытия дроссельной заслонки увеличивается количество истекаемого бензина, то есть скорость его истечения обгоняет истечение воздуха. Горючая смесь обогащается. А при пуске двигателя бензин в силу своей инертности отстает от скорости поступления воздуха. Горючая смесь обедняется. Кроме того, такой карбюратор не обеспечивает работу двигателя на холостом ходу.

На графике (рис. 49) показаны кривые, характеризующие работу элементарного карбюратора (кривая 1) и требуемого состава горючей смеси (кривая 2) в зависимости от режима работы двигателя. Из графика видно, что элементарный карбюратор нуждается в ряде дополнительных устройств для обогащения горючей смеси на всех режимах работы двигателя. Карбюраторы, устанавливаемые на современных двигателях, имеют такие устройства.

Рис. 49 Характеристики элементарного (1) и идеального (2) карбюратора

Как подразделяются карбюраторы в зависимости от направления потока горючей смеси?

Карбюраторы в зависимости от направления потока горючей смеси подразделяются на карбюраторы о восходящим, падающим и горизонтальным потоками. Наибольшее распространение получили карбюраторы с падающим потоком, так как у них лучшие условия смесеобразования и наполнения цилиндров.

Как устроено и работает пусковое устройство карбюратора?

Пусковое устройство карбюратора (рис.50) представляет собой воздушную заслонку 2 с автоматическим клапаном 3, установленную в верхней части карбюратора, управляют которой с места водителя. Во время пуска холодного двигателя заслонку прикрывают или закрывают полностью, что и вызывает обогащение горючей смеси. При полностью закрытой заслонке воздух проходит только через автоматический клапан 3, нагруженный слабой пружиной 4, что предотвращает переобогащение горючей смеси. Бензин проходит через жиклер 6, выбрызгивается через распылитель 1, смешивается с воздухом и образует горючую смесь. Часть бензина проходит через жиклер холостого хода 5 и в канале смешивается с воздухом, образует горючую смесь, которая через отверстие 7 поступает в цилиндры.

Рис. 50 Пусковое устройство карбюратора