| Меню сайта |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  |  |
Пятница, 19.04.2024, 22:12 Приветствую Вас Гость | RSS |
| Главная | Регистрация | Вход | |||
| ТО и ремонт автомобилей Узнай всё про автомобиль | |||
Устройство системы питания карбюраторного двигателя
Как устроена и как работает система питания карбюраторного двигателя
Работа простейшего карбюратора.
Основные рабочие режимы двигателя.
Устройства для очистки топлива.
Устройство системы питания.
В систему питания автомобиля с карбюраторным двигателем входят топливный бак, топливный насос, топливные фильтры, топливопровод, карбюратор, фильтр очистки воздуха, впускной трубопровод.
Отработавшие газы выходят через выпускные трубопроводы и глушитель.
Топливо из бака через фильтры насосом подается к карбюратору, где смешивается в определенной пропорции с воздухом, поступающим через воздухоочиститель.
Полученная горючая смесь по впускному трубопроводу подается в цилиндры двигателя, где сгорает. За счет давления образовавшихся при этом газов осуществляется работа двигателя.
1 - пробка заливной горловины топливного бака, 2 - топливный бак, 3 - измеритель уровня топлива в баке, 4 - фильтр - отстойник, 5 - топливоподкачивающий насос, 6 - фильтр тонкой очистки, 7 - воздухоочиститель, 8 - карбюратор, 9 - впускной коллектор, 10 - выпускной коллектор, 11 - выхлопная труба, 12 - глушитель, 13 - трубопровод подачи топлива, 14 - линия перепуска топлива в бак, 15 - указатель уровня топлива в баке, 16 - жиклёр перепуска топлива.
Процесс смесеобразования заключается в смешивании бензина в распыленном состоянии с воздухом в определенной пропорции.
Необходимо, чтобы приготавливаемая горючая смесь удовлетворяла двум основным требованиям:
смесь должна сгорать очень быстро;
бензин, входящий в состав горючей смеси, должен сгорать полностью, чтобы выделялось наибольшее количество теплоты и работа двигателя была наиболее экономичной.
Виды горючей смеси.
В зависимости от соотношения масс бензина и воздуха различают следующие виды смесей:
нормальная,
обедненная,
бедная,
обогащенная,
богатая.
Состав горючей смеси в зависимости от соотношения топлива и воздуха характеризуют специальным показателем — коэффициентом избытка воздуха α, который представляет собой отношение действительного количества воздуха в смеси в килограммах, приходящегося на 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству, обеспечивающему полное сгорание 1 кг топлива.
Нормальной называется смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха. Такое количество воздуха теоретически необходимо для полного сгорания бензина (α = 1,0).
При использовании нормальной смеси двигатель работает устойчиво со средними показателям и по мощности и экономичности.
Обедненной называется смесь, в которой имеется незначительный избыток воздуха по сравнению с его нормальным количеством (до 16,5 кг на 1 кг топлива, т .е . α = 1,1... 1,15).
При работе на обедненной смеси мощность двигателя вследствие уменьшения скорости сгорания смеси несколько снижается, но экономичность заметно повышается, так как происходит наиболее полное сгорание бензина.
Бедной называется смесь, имеющая значительный избыток воздуха по сравнению с его нормальным количеством (α > 1,2), из-за удаленности частиц распыленного в воздухе бензина бедная смесь горит медленно, и давление газов в цилиндрах двигателя понижается.
Из-за медленного горения смеси большая часть теплоты поглощается стенками цилиндров и охлаждающей их жидкостью, что вызывает перегрев двигателя.
Двигатель на бедной смеси работает неустойчиво, его мощность снижается, а удельный расход топлива (расход топлива на единицу мощности) сильно возрастает.
Обогащенной называется смесь, имеющая незначительный недостаток воздуха по сравнению с его нормальным количеством — до 13 кг на 1 кг топлива (α = 0,85... 0,9).
Скорость сгорания обогащенной смеси возрастает, в результате чего давление газов в цилиндре к началу рабочего хода поршня увеличивается. Поэтому при работе на обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но при этом повышается расход топлива вследствие недостаточно полного его сгорания.
Богатой называется смесь, имеющая значительный недостаток воздуха по сравнению с его нормальным количеством (α < 0,85).
В такой смеси из-за большого недостатка кислорода бензин сгорает неполностью , что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива.
Несгоревшие частицы бензина в виде копоти частично откладываются на стенках цилиндров, а основная часть несгоревших частиц выбрасывается в выпускной трубопровод и выходит из него в виде черного дыма.
В результате «догорания» несгоревшего бензина в выпускном трубопроводе возникают хлопки и «выстрелы», что является внешним признаком сильного обогащения смеси.
Смесь при чрезмерном обогащении, когда содержание воздуха достигает 5 кг на 1 кг бензина (α < 0,4 ), совсем не воспламеняется.
На основании рассмотренных свойств горючей смеси различных составов можно сделать вывод, что если двигатель по условиям работы не должен развивать полную мощность (при средних нагрузках), то самой выгодной является обедненная смесь, так как расход топлива при этом значительно снижается.
Некоторое уменьшение мощности двигателя в этом случае при его работе с неполной нагрузкой значения не имеет.
При больших нагрузках целесообразнее работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность.
Несколько повышенный расход топлива вследствие кратковременности работы двигателя на данном режиме не вызывает заметного увеличения общего расхода топлива за большой период времени.
Работа на бедной и богатой смесях, вызывающих снижение мощности и экономичности двигателя, недопустима.
Карбюратор.
Карбюратором называется прибор, в котором происходит смешивание бензина с воздухом в определенной пропорции и тщательное распыливание бензина в воздухе.
Простейший карбюратор состоит из следующих частей:
поплавковой камеры с поплавком, подвешенным шарнирно на оси, и игольчатым клапаном,
дозирующего устройства с жиклером и распылителем,
смесительной камеры с диффузором, дроссельной заслонкой и воздушной заслонкой.
1 - топливопровод, 2 - игольчатый клапан, 3 - отверстие в крышке поплавковой камеры, 4 - распылитель, 5 - воздушная заслонка, 6 - диффузор. 7 - дроссельная заслонка, 8 - смесительная камера, 9 - топливный жиклёр, 10 - поплавок, 11 - поплавковая камера.
Смесительная камера карбюратора соединяется с впускным трубопроводом двигателя.
Поплавковая камера, служащая для поддержания постоянного уровня топлива в распылителе жиклера, представляет собой сосуд, в который топливо поступает из бака по трубке через сетчатый фильтр.
Полость поплавковой камеры сообщается с атмосферой через отверстие в крышке камеры.
При помощи поплавка с игольчатым клапаном в камере и распылителе поддерживается постоянный уровень топлива, не доходящий на 1...1,5 мм до конца распылителя.
При таком уровне топливо легко высасывается из распылителя, и вытекание топлива из него невозможно при неработающем карбюраторе.
Если уровень топлива в камере понижается, то поплавок, опускаясь, открывает игольчатый клапан, и топливо поступает в камеру.
Когда топливо достигает нормального уровня, поплавок, всплывая, закрывает иглой входное отверстие и прекращает доступ топлива.
Распылитель служит для подачи топлива в центр смесительной камеры, где оно распыливается, и представляет собой тонкую трубку, входящую в смесительную камеру и сообщающуюся через жиклер с поплавковой камерой.
Жиклер дозирует количество топлива, проходящего к распылителю; он сделан в виде пробки с калиброванным отверстием.
Смесительная камера, предназначенная для смешивания топлива с воздухом, представляет собой короткий прямой или изогнутый патрубок, одним концом соединенный с впускным трубопроводом двигателя, а другим — с воздухоочистителем, через который в карбюратор поступает очищенный воздух.
Диффузор служит для увеличения скорости воздушного потока в центре смесительной камеры и создания разрежения около конца распылителя, что необходимо для высасывания из него топлива и лучшего распыления последнего. Диффузор, представляющий собой короткий патрубок, суженный внутри, устанавливают в смесительной камере около конца распылителя.
Дроссельной заслонкой изменяют проходное сечение для горючей смеси и тем самым регулируют количество горючей смеси, поступающей из карбюратора в цилиндры двигателя. В соответствии с количеством поступающей в цилиндры смеси изменяются мощность двигателя и частота вращения коленчатого вала.
Дроссельной заслонкой управляет водитель из кабины при помощи педали.
Воздушной заслонкой можно уменьшать проходное сечение для воздуха, поступающего в карбюратор, и тем самым увеличивать разрежение в смесительной камере, а следовательно, повышать подачу топлива.
Воздушную заслонку обычно используют только при пуске двигателя.
Воздушной заслонкой управляет водитель из кабины или автоматическое устройство на карбюраторе.
Работа простейшего карбюратора.
Простейший карбюратор работает следующим образом.
При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска, происходящих в его цилиндрах, через смесительную камеру карбюратора проходит воздух.
Вследствие сужения горловины диффузора скорость воздушного потока значительно возрастает, и около конца распылителя образуется разрежение. При этом топливо из распылителя высасывается в смесительную камеру струйками, которые распыливаются на мельчайшие частицы потоком воздуха, имеющим большую скорость.
Топливо перемешивается с воздухом, испаряется в нем, и полученная горючая смесь поступает в цилиндры двигателя по впускному трубопроводу.
Поплавковая камера с помощью поплавка и игольчатого клапана непрерывно поддерживает в распылителе нормальный уровень топлива.
В зависимости от нагрузки на двигатель водитель устанавливает дроссельную заслонку карбюратора в различные положения, и в цилиндры двигателя поступает большее или меньшее количество горючей смеси, что обеспечивает необходимую мощность двигателя и скорость движения автомобиля.
Основные рабочие режимы двигателя.
Различают следующие основные рабочие режимы двигателя:
пуск,
холостой ход,
средние нагрузки,
полная нагрузка,
быстрый переход со средней нагрузки на полную.
Для обеспечения наиболее эффективной работы двигателя на этих режимах в его цилиндры необходимо подавать не только различное количество горючей смеси, но и смесь различного состава.
При пуске двигателя в его цилиндры должно поступать как можно большее количество наиболее легко испаряющихся даже при низкой температуре легких фракций топлива.
Это достигается значительным обогащением смеси путем увеличения подачи в смесительную камеру карбюратора и на стенки впускного трубопровода топлива, из которого испаряется достаточное для пуска двигателя количество легких фракций. Поэтому карбюратор должен иметь специальное пусковое устройство, создающее около конца распылителя такое разрежение, при котором топливо вытекает из него в количестве, достаточном для пуска двигателя.
Для этой цели обычно используют воздушную заслонку.
При холостом ходе в цилиндры следует подавать небольшое количество горючей смеси, но она должна быть обогащенной, чтобы работа двигателя была устойчивой.
В простейшем карбюраторе, рассчитанном на нормальную работу при среднем открытии дроссельной заслонки, во время ее прикрытия для работы двигателя с малой частотой вращения на холостом ходу разрежение в диффузоре значительно снижается. При этом топливо из распылителя перестает поступать.
Чтобы двигатель мог работать при прикрытой дроссельной заслонке карбюратора, в него включают специальное устройство, называемое системой холостого хода.
При средних нагрузках, начиная с самых малых и заканчивая нагрузками, достигающими 85% полной нагрузки двигателя, в его цилиндры нужно подавать разное количество горючей смеси примерно постоянного состава.
Смесь должна быть слегка обедненной, что необходимо для экономичной работы двигателя (α = 1,1...1,15).
В простейшем карбюраторе путем подбора жиклера с отверстием соответствующего диаметра и сечения диффузора можно получать смеси требуемого состава только при некотором постоянном положении (например, среднем) дроссельной заслонки.
При увеличении открытия заслонки смесь, приготавливаемая таким карбюратором, начинает обогащаться, что объясняется ростом разрежения в диффузоре и уменьшением вследствие этого сопротивления истечению топлива из жиклера. Поэтому количество топлива, поступающего через жиклер в смесительную камеру, возрастает, но не пропорционально увеличению количества проходящего воздуха, а в большей степени, чем это необходимо, что приводит к обогащению смеси.
Обогащению смеси способствует также большее торможение потока воздуха в диффузоре при увеличении разрежения в нем.
При прикрытии дроссельной заслонки (относительно среднего положения) смесь начинает, наоборот, обедняться из-за значительного падения разрежения у конца распылителя и замедления истечения из него топлива.
Для поддержания примерно постоянного, наиболее выгодного состава смеси при различном открытии дроссельной заслонки на средних нагрузках, т. е. для компенсации состава смеси, в карбюраторе должно быть специальное устройство, по способу действия которого в основном различаются карбюраторы различных моделей.
При полной нагрузке двигателя смесь, подаваемая в его цилиндры , должна быть обогащенной, что необходимо для получения наибольшей мощности двигателя (α = 0,90...0,85).
Простейш ий карбюратор не обеспечивает такого обогащения.
Для выполнения этого требования в карбюратор вводят специальное устройство, называемое экономайзером.
При быстром открытии дроссельной заслонки необходимо подавать в цилиндры обогащенную смесь, чтобы быстро увеличивалась частота вращения коленчатого вала и повышалась мощность двигателя, т.е. чтобы двигатель имел хорошую приемистость.
При быстром открытии дроссельной заслонки в простейшем карбюраторе в первый момент смесь сильно обедняется, в результате чего приемистость двигателя ухудшается.
Объясняется это тем, что воздух, имеющий по сравнению с топливом меньшую плотность и обладающий хорошей подвижностью, при открытии заслонки сразу устремляется в смесительную камеру в значительном количестве.
Топливо вследствие большей плотности менее подвижно и не успевает в первый момент быстро пройти через жиклер в необходимом количестве, поэтому смесь обедняется.
Для повышения приемистости двигателя в карбюратор вводят специальное устройство, называемое ускорительным насосом.
Таким образом, простейший карбюратор при различных режимах работы двигателя не обеспечивает надлежащего состава горючей смеси и должен быть дополнен устройствами для компенсации ее состава, легкого пуска двигателя, его работы на холостом ходу, обогащения смеси при полной нагрузке и улучшения приемистости двигателя.
Для нормальной работы автомобильного двигателя на всех режимах карбюратор кроме поплавковой и смесительной камер и главной топливной системы имеет следующие дополнительные элементы:
пусковое устройство,
систему холостого хода,
устройство для компенсации состава смеси,
экономайзер,
ускорительный насос.
В карбюратор грузовых автомобилей входит также ограничитель частоты вращения коленчатого вала.
Топливный насос.
Топливный насос служит для принудительной подачи топлива из топливного бака в поплавковую камеру карбюратора.
На карбюраторных двигателях применяется диафрагменный топливный насос, который состоит из трех основных частей:
крышки,
головки,
корпуса.
1 - крышка, 2 - сетчатый фильтр, 3 - впускной клапан, 4 - диафрагма, 5 - пружина, 6 - пружина, 7 - рычаг, 8 - эксцентрик, 9 - ось. 10 - валик, 11 - рычаг ручной подкачки топлива, 12 - корпус, 13 - тяга, 14 - пружина, 15 - сетчатый фильтр, 16 - головка насоса, 17 - нагнетательный клапан, 18 - выходной патрубок, 19 - вилка.
В корпусе имеется коромысло с возвратной пружиной и рычаг для ручной подкачки топлива.
Между корпусом и головкой расположена диафрагма, которая собрана на толкателе с двумя тарелками.
Под диафрагмой установлена пружина диафрагмы.
В головке насоса расположены три впускных и три выпускных клапана.
При движении диафрагмы вниз топливо из топливного бака по трубке поступает через отверстие штуцера и проходит через сетчатый фильтр к впускным клапанам;
при движении диафрагмы вверх топливо нагнетается через выпускные клапаны в полость головки насоса, а оттуда через отверстие штуцера поступает в фильтр тонкой очистки и затем в карбюратор.
Подача топлива регулируется автоматически путем изменения хода диафрагмы в зависимости от расхода топлива двигателем.
Устройства для очистки топлива.
Для тщательной очистки топлива от механических примесей и воды перед поступлением его в карбюратор применяют специальные фильтры .
На автомобилях обычно используют двойную очистку топлива.
Для первичной очистки применяется сетчатый фильтр, установленный непосредственно в топливном баке.
На грузовых автомобилях дополнительно на раме или кронштейне топливного бака устанавливают фильтр- отстойник пластинчатого типа.
Фильтрующий элемент топливного фильтра-отстойника состоит из большого числа алюминиевых пластин толщиной 0,15 мм, которые имеют выступы высотой 0,05 мм. Поэтому между пластинами остается щель шириной 0,05 мм, через которую проходит только чистый бензин, а частицы песка и грязи крупнее 0,05 мм задерживаются.
Фильтр тонкой очистки топлива с бумажным или керамическим фильтрующим элементом установлен на кронштейне на впускном трубопроводе двигателя за топливным насосом.
Также сетчатые фильтры стоят непосредственно на входе в карбюратор и внутри топливного насоса.
1 - корпус, 2 - входящее отверстие, 3 - прокладки, 4 - фильтрующие элементы, 5 - съёмные стаканы - отстойники, 6 - пружины, 7- винт крепления стаканов, 8 - выходное отверстие, 9 - пробка слива отстоя, 10 - стяжной стержень, 11 - установочные стержни, 12 - дистанционные выступы, 13 - пакет тонких алюминиевых дисков, 14 - дросселирующее отверстие на линии возврата топлива в бак, 15 - запорная игла карбюратора, 16 - пружина, 17 - чашка верхняя, 18 - фильтрующий элемент, 19 - чашка нижняя.
| Copyright avtomeh.ucoz.net © 2024 |
