Виды топливных систем современного автомобиля

Топливная система любого авто отвечает за своевременную подачу горючего в камеру сгорания. Разновидности топливных систем автомобиля имеют много общих узлов и немало отличий. На сегодняшний день различают несколько систем, которые мы подробно рассмотрим в статье.

Топливные системы бензинового агрегата

Работа бензинового двигателя основана на процессе преобразования энергии, которая выделяется при сгорании ТВС (горючего), в механическую. Процесс усложняется, если не предусмотрена эффективная подготовка топлива и его последующая подача в цилиндры. За это в ответе топливная система, которая на бензиновых агрегатах пережила несколько полезных модернизаций.

Карбюратор

Самая сложная и устаревшая на сегодня ТС. Подразумевает наличие карбюратора. Узел этот приготавливает смесь в бензиновых ДВС. В такой системе довольно много подсистем, в которых происходит приготовление топливно-воздушной смеси для разных режимов функционирования автомотора.

Несмотря на конструктивную устаревшесть, карбюраторная ТС имеет некоторые преимущества. Например, дешёвость топливной аппаратуры этого типа. В карбюраторные топливные системы не надо устанавливать дорогостоящий и сложный ТНВД (насос высокого давления).

Что касается недостатков, то они связаны с обслуживанием. За карбюратором нужен глаз да глаз. Зимой, например, только опытный водитель может настроить систему так, чтобы она не подводила в самый неожиданный момент. Пуск двигателя, если карбюраторная ТС будет настроена чуточку не так, значительно осложняется.

Моноинжекторные ТС

Более современные системы питания, называемые монофонический впрыск. Здесь уже карбюратор не нужен, его роль успешно выполняет распылитель, оснащённый всего одной форсункой. Горючее распыляется в тот момент, когда мотор засасывает потоки воздуха.

Моноинжекторная ТС, как и карбюраторная, ставится только на бензиновые двигатели. ТНВД в такой системе необходим, нужна также обратная магистраль (обратка). Система оснащается кроме всего прочего блоком управления ДВС, отвечающего за дозировку горючего. Блок основывается на информации, посылаемой ему несколькими датчиками (ДМРВ, ДТД и др.).

Очевидно, что монофонический впрыск в конструктивном плане дороже, чем карбюраторная ТС, однако мотор легче запускается в морозы и работает стабильнее, что помогает владельцу окупить стоимость новой системы авто, экономя на расходах по обслуживанию.

Инжекторные ТС с распределённым впрыском

Усовершенствование в области создания идеальной топливной системы не останавливается на моновпрыске. Был придуман распределительный или многоточечный впрыск. Если раньше были поводы ругать новую инжекторную систему за однобокость, то теперь всё модернизировали до предела. Форсунки теперь устанавливались около каждого цилиндра ДВС.

В остальном система повторяет принцип работы моноинжектора, но позволяет добиться новых высот, касающихся экологических норм. В разы повысилась также стабильность работы мотора, снизился расход горючего. Зато повысилась себестоимость.

Инжектор с непосредственным впрыском

Это уже венец развития бензиновых ТС. На этот раз в инжекторе горючее распыляется форсунками, которые устанавливаются непосредственно в цилиндре. Новое решение позволило конструкторам добиться снижения расходов топлива на целых 20 процентов. Кроме того, повысились технические показатели, мощность двигателя.

Минусом новой системы имофонического впрыска называют дороговизну, чрезмерную требовательность к качеству горючего, зависимость от всевозможных насосов (одним ТНВД здесь не обходится).

ННД или насос низкого давления устанавливается в автомобили с непосредственным впрыском наряду с ТНВД.

Инжектор: устройство

Принцип функционирования инжектора связан с опцией принудительного впрыска. Подача горючего осуществляется строго под давлением, чтобы бензин распылялся. Это позволяет парам топлива смешиваться с молекулами воздуха.

Таким образом, любая инжекторная система должна состоять из двух подсистем: воздушной и топливной. Первая, как несложно догадаться, обеспечивает подачу воздуха, вторая – бензина.

Воздушная подсистема – это обширный канал, с установленным на конце фильтром. Задача последнего очищать примеси. Канал непосредственно связан с впускным коллектором, идущим к клапанам ГРМ системы.

Силовой агрегат осуществляет всасывание воздуха в момент такта, когда открывается впускной клапан. В этот же момент включается топливная подсистема, впрыскивающая горючее.

Если воздушная подсистема конструктивно проста, то топливная – значительно сложнее. Целый ряд из восьми разноплановых элементов составляет её конструкцию. Сюда входит ФТО (фильтр), подаваемые шланги и трубки, топливный бак с вентиляцией, ЭБН (топливный насос электрический), датчик давления, рампа и собственно, сами форсунки.

Вот как осуществляется работа:

• сначала горючее поступает из бака в насос, расположенный непосредственно в нём;
• топливо под давлением закачивается в систему (порядком очищенное сеткой-фильтром);
• идя по подающему шлангу, бензин снова проходит фильтрацию, уже тонкой очистки;
• далее топливо подаётся на регулятор, который стабилизирует давление в строго заданных параметрах (лишняя часть горючего возвращается по обратке в бак);
• топливная рампа, куда попадает топливо со стабильным давлением, распределяет горючее по форсункам;
• последние осуществляют непосредственно впрыск в проходящий воздушный поток.

Топливные системы дизеля

Все ТС дизеля используют непосредственный впрыск. Объясняется это тем, что внутри дизельных силовых агрегатов применяется сжатие. Топливо должно подаваться в строго определённый момент. Рассмотрим подробнее виды дизельных топливных систем.

Плужерный многосекционный насос

Первая ТС дизельного мотора с ПМН производила впрыск строго в момент, когда та или иная секция насоса выдавливала очередную порцию горючего. ПМН приводился в действие непосредственно от кривошипного вала.

Топливная система с ПМН менее требовательна к качеству горючего, считается более дешёвой. Одновременно с этим, она и менее экологична, хуже обеспечивает машину параметрами рывка. Системы с ПМН не оснащаются турбонагнетателем, что для дизельного агрегата тоже минус.

ТС насос-форсунки

Более совершенная ТС дизельного ДВС, в которой каждая форсунка имеет собственный насос. Такой подход позволяет не ставить длинные топливные приводы высокого давления. Однако стоят форсунки этого типа очень дорого, и при этом, они являются расходниками, которые надо периодически менять. К тому же, ТС подобного типа чересчур требовательна к качеству топлива.

Из плюсов же модернизированной ТС кроме практичности можно назвать повышение надёжности силового агрегата. Так, если один из цилиндров портится, остальные продолжают свою работу, как ни в чём ни бывало.

ТС Common Rail

Самая совершенная ТС дизельного двигателя, подразумевающая наличие общей рампы. Принцип работы схож с непосредственным впрыском бензинового агрегата. В системах Common Rail обязательно наличие ЭТНВД (электрический насос высокого давления), который создаёт давление более 200 ат в топливной рампе. Открытие форсунок осуществляется электросигналами, поступающими непосредственно от БУ силового агрегата.

Из преимуществ Common Rail эксперты выделяют сравнительно высокий КПД, низкий расход солярки и малое количество вредных СО2. Из недостатков – повышенная требовательность к качеству топлива.

Автомобиль может быть оснащён любой из описанных выше систем. Какая бы она ни была, требуется своевременное обслуживание и регулярный технический осмотр, иначе даже самая топовая ТС долго не прослужит.

4.11 Система питания (топливная система). Основные отличия бензиновых двигателей от дизельных

Общее устройство системы питания

Назначение и основные части системы питания

Система питания любого двигателя внутреннего сгорания служит для приготовления горючей смеси, за счет сгорания которой в цилиндрах двигателя осуществляется его работа. Горючая смесь состоит из топлива и воздуха, смешанных в определенной пропорции.

В систему питания бензинового двигателя входят топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, топливопроводы, карбюратор/топливные форсунки, топливная рампа. Схематическое изображение системы питания бензинового двигателя приведено на рисунке 4.46.

Рисунок 4.46 Основные части топливной системы современного бензинового двигателя.

Рисунок 4.47a Схема карбюраторного бензинового двигателя.

Примечание
Максимально упрощенно работа системы питания двигателя в целом описана далее.

Топливо из бака посредством насоса подводится к карбюратору, где смешивается в определенной пропорции с воздухом, проходящим через воздухоочиститель (схематически изображено на рисунке 4.47 а). Если же на двигателе установлена система впрыска, то топливо, подводится к форсункам, которые впрыскивают его во впускной коллектор или непосредственно в цилиндр (подробнее устройства и работы системы впрыска мы будем касаться ниже). Полученная горючая смесь по впускному коллектору поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает. Отработавшие газы из цилиндров отводятся через выпускной коллектор и глушитель.

Топливо для питания бензиновых двигателей

Само собой разумеется, что для работы бензинового двигателя необходим бензин.

Внимание
Бензин является легким жидким топливом и представляет собой светлую жидкость, которая испаряется на воздухе и легко воспламеняется.

Основными свойствами бензина являются испаряемость, теплотворность и антидетонационная стойкость. Для простого обывателя определяющей характеристикой является антидетонационная стойкость.

Антидетонационная стойкость определяет возможную величину степени сжатия двигателя.

Примечание
Детонация – сгорание топлива с такой скоростью, что его можно смело называть взрывом (2000 м/сек и выше против 20-40 м/сек при нормальном сгорании), который протекает при чрезвычайно высоких температурах с резким повышением давления в цилиндре. Возникает при использовании топлива с несоответствующей степени сжатия двигателя антидетонационной стойкостью.

При детонационном сгорании смеси в двигателе слышны резкие металлические стуки и звон, объясняемые ударами звуковых волн высокого давления о стенки камер сгорания, цилиндров и днищ поршней и возникновением вибрации в деталях. При этом в результате неполного сгорания топлива, усиленной теплоотдачи и увеличения механических потерь мощность и экономичность двигателя резко снижаются.

Внимание
Длительная работа при детонационном сгорании может привести не только к повышенному износу деталей двигателя, но даже к их поломке или образованию крупных дефектов в виде трещин и изгиба деталей с последующим их разрушением.

Поэтому если во время движения со стороны двигателя начали доноситься постоянные звонкие металлические удары, лучше остановиться. В противном случае появится перспектива капитального ремонта двигателя или его замены.

Примечание
Детонация может быть устранена путем уменьшения нагрузки на двигатель (переход на более низкую передачу) и прикрытия дроссельной заслонки.

Показателем, характеризующим антидетонационные свойства бензина, является его октановое число. Чем больше октановое число бензина, тем меньше он детонирует и тем большая степень сжатия может быть принята для двигателя.

Продаваемые на топливном рынке бензины имеют свое обозначение. Например, «А-95», где «А» говорит нам о том, что бензин этот «автомобильный», а число после буквы обозначает октановое число.

Смесеобразование и составы горючей смеси

Смесеобразованием называют процесс смешивания мелко распыленного топлива с воздухом.

Необходимо, чтобы приготовляемая смесь, называемая горючей смесью, удовлетворяла двум основным требованиям:

1) смесь при воспламенении в цилиндре двигателя должна сгорать очень быстро, в промежуток времени, измеряемый тысячными долями секунды, чтобы обеспечить соответствующее давление газов на поршень в начале его рабочего хода;

2) бензин, находящийся в горючей смеси, должен сгорать полностью, чтобы обеспечить наибольшее выделение тепла и повышение экономичности работы двигателя.

Смесь может быстро и полно сгорать при условии, что бензин с воздухом смешивается в строго определенной весовой пропорции и происходит очень тщательное распыление и испарение бензина в воздухе и их перемешивание.

При этом каждая мельчайшая частица топлива будет окружена частицами кислорода в требуемом количестве, что и обеспечит одновременное быстрое и полное сгорание всей смеси.

В зависимости от весового соотношения бензина и воздуха различают следующие виды смесей: нормальная, обедненная, бедная, обогащенная, богатая.

Нормальной называется смесь, в которой на 1 кг бензина приходится примерно 15 кг воздуха. Такое количество воздуха теоретически необходимо для полного сгорания топлива. При такой смеси двигатель работает устойчиво со средними показателями по мощности и экономичности.

Обедненной называется смесь, в которой имеется избыток воздуха против нормального количества топлива (примерно 16,5 кг, а то и больше, на 1 кг).

При работе на обедненной смеси мощность двигателя вследствие замедления скорости сгорания смеси несколько снижается, но экономичность заметно повышается, так как расходуется меньшее количество топлива.

Бедной называется смесь, имеющая значительный избыток воздуха. Из-за относительно большого расстояния между частицами распыленного в воздухе бензина бедная смесь горит медленно и давление газов в цилиндре двигателя понижается. Вследствие медленного горения смеси большая часть тепла поглощается стенками цилиндров и охлаждающей их водой, что вызывает перегрев двигателя. Двигатель на бедной смеси работает неустойчиво, мощность его падает, значительно возрастает удельный расход топлива (расход топлива на единицу мощности).

Обогащенной называется смесь, имеющая незначительный недостаток воздуха против нормального количества (около 13 кг на 1 кг топлива). 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 наблюдается несколько повышенный расход топлива.

Богатой называется смесь, имеющая значительный недостаток воздуха по сравнению с нормальным количеством. В такой смеси вследствие недостатка кислорода бензин сгорает не полностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива. Несгоревшие частицы топлива в виде копоти частично отлагаются внутри цилиндров, а основная часть несгоревших частиц топлива выбрасывается в выпускной трубопровод и выходит из него в виде черного дыма. В результате догорания несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе образуются хлопки и выстрелы, что и является внешним признаком сильного обогащения смеси.

Исходя из рассмотренных свойств различных составов горючей смеси, можно сделать вывод, что, если двигатель по условиям работы не должен развивать полной мощности (при средних нагрузках), самой выгодной является обедненная смесь, так как расход топлива при этом значительно снизится. Образующееся при этом некоторое снижение мощности двигателя при работе его с неполной нагрузкой значения не имеет. При больших нагрузках целесообразнее работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность. Несколько же увеличенный расход топлива вследствие кратковременности работы двигателя на данном режиме не вызывает заметного увеличения общего расхода топлива за большой период времени.

Работа на бедной или богатой смесях, вызывающих снижение мощности и экономичности двигателя, недопустима.

Простейший карбюратор

Все, даже самые современные из тех, что закончили свой век в середине девяностых годов ХХ-го века, карбюраторы в основе своей работают по принципу, который можно описать на примере простейшего карбюратора. Он-то ниже и будет описан и представлен на рисунке 4.47 b.

Рисунок 4.47b Простейший карбюратор.

Карбюратором называется прибор, обеспечивающий смешивание бензина с воздухом в определенной пропорции и тщательное распыление бензина в воздухе.

Обратив внимание на рисунок 4.47 b можно с уверенностью сказать, что действительно, ничего сложного в карбюраторе нет! Он состоит из следующих частей: поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном, дозирующего устройства с жиклером и распылителем, смесительной камеры с диффузором, дроссельной заслонкой и воздушной заслонкой. Смесительная камера карбюратора соединяется со впускным коллектором двигателя.

Поплавковая камера служит для поддержания постоянного уровня топлива в распылителе жиклера. При помощи поплавка с игольчатым клапаном топливо в камере и распылителе поддерживается на постоянном уровне — на 1—1,5 мм выше нижнего конца распылителя. Такой уровень обеспечивает легкое высасывание топлива из распылителя и устраняет вытекание топлива из него при неработающем карбюраторе. В карбюратор, изображенный на рисунке 4.47, топливо из топливного бака поступает самотеком благодаря вездесущей на Земле силе тяжести.

В момент понижения уровня топлива в камере поплавок опускается и открывает игольчатый клапан, топливо начинает поступать в камеры. По достижении нормального уровня, топливо поднимет поплавок, который с помощью игольчатого клапана перекроет поступление топлива в поплавковую камеру.

Распылитель служит для подачи топлива в центр смесительной камеры, где оно распыляется. Он представляет собой тонкую трубку, входящую в смесительную камеру и сообщающуюся через жиклер с поплавковой камерой.

Жиклер дозирует количество топлива, проходящего к распылителю. Он выполнен в виде пробки с калиброванным отверстием.

Смесительная камера служит для смешивания топлива с воздухом и представляет собой короткий прямой или изогнутый патрубок, одним концом соединенный со впускным трубопроводом двигателя, а другим концом — с воздухоочистителем, через который в карбюратор проходит очищенный воздух.

Диффузор обеспечивает увеличение скорости воздушного потока в центре смесительной камеры и создает разрежение около конца распылителя, что необходимо для высасывания топлива из распылителя и лучшего его распыления. Конструктивно диффузор представляет собой короткий патрубок, суженный внутри и устанавливаемый в смесительной камере около конца распылителя.

Дроссельной заслонкой изменяют проходное сечение отверстия для горючей смеси и тем самым регулируют количество горючей смеси, поступающей из карбюратора в цилиндр двигателя. В соответствии с количеством поступающей в двигатель смеси изменяется мощность двигателя и число оборотов коленчатого вала.

Воздушной заслонкой можно уменьшить проходное сечение для воздуха, поступающего в карбюратор, и тем самым увеличить разрежение в смесительной камере, а следовательно, увеличить подачу топлива. Воздушную заслонку обычно используют только при пуске двигателя и управляют ею из кабины водителя.

Теперь опишем работу карбюратора. При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска, происходящих в его цилиндрах, через смесительную камеру карбюратора проходит воздух. Внутри диффузора скорость воздушного потока значительно возрастает и около конца распылителя получается разрежение. При этом топливо из распылителя поступает в смесительную камеру струйками, которые распыляются на мельчайшие частицы проходящим с большой скоростью воздухом. 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 (не забудьте, мы описываем простейший карбюратор, в котором нет насоса).

При управлении автомобилем водитель, по сути, устанавливает дроссельную заслонку карбюратора в различные положения, и в цилиндры двигателя поступает большее или меньшее количество горючей смеси, в результате чего получается необходимая мощность двигателя и скорость движения автомобиля.

Рабочие режимы двигателя и требования к карбюратору

В данном разделе мы будем рассматривать различные режимы работы карбюратора в зависимости от условий работы двигателя. Также приведем требования к функциям карбюратора и увидим, как должен преобразоваться конструктивно простейший карбюратор, чтобы удовлетворить все поставленные перед ним задачи.

Различают следующие основные рабочие режимы двигателя:

• пуск (говорит сам за себя);
• холостой ход (режим, при котором необходимо поддерживать обороты холостого хода, об этом сказано в примечании);

Примечание
Обороты холостого хода — это минимальные обороты, при которых двигатель может работать устойчиво без нагрузки. Вы запустили двигатель, при этом никакого движения и воздействия на педаль газа не происходит.

• средние нагрузки (движетесь по незагруженной трассе/дороге, без особых ускорений – равномерно);
• полная нагрузка (начало движения автомобиля, драг-рейсинг и все в этом духе);
• быстрый переход со средней нагрузки на полную нагрузку (в основном, при обгоне).

В зависимости от режима в цилиндры двигателя необходимо не только подавать различное количество горючей смеси, но и использовать различное соотношение компонентов для ее получения.

При пуске двигателя в его цилиндры должно поступать большее количество бензина. Это достигается путем сильного обогащения смеси в результате усиленной подачи топлива в смесительную камеру карбюратора и на стенки впускного коллектора.

Когда двигатель запускается, разрежения, которое создается в диффузоре карбюратора, недостаточно для того, чтобы топливо начало поступать через распылитель. Чтобы создать так необходимое для пуска двигателя разрежение, используют воздушную заслонку, которую на время пуска прикрывают, вследствие этого через распылитель начинает поступать необходимое количество топлива. После того, как двигатель начал работать и прогрелся, воздушную заслонку снова полностью открывают.

Холостой ход

На холостом ходу для работы требуется небольшое количество топлива, однако оно должно быть достаточно обогащенным, чтобы этого хватило для устойчивой работы двигателя.

В простейшем карбюраторе, рассчитанном на нормальную работу при прикрытии дроссельной заслонки, для работы двигателя с малым числом оборотов холостого хода разрежение в диффузоре уменьшается настолько, что топливо из распылителя не поступает совсем, поэтому вводится система холостого хода, которая позволяет работать двигателю независимо от разрежения в диффузоре.

Средние нагрузки

На средних нагрузках (от малых и до 85% от полной нагрузки) для получения наилучших показателей экономичности необходимо подавать различное количество топливовоздушной смеси, но всегда одного вида — немного обедненной.

Примечание
Жиклер – это похожий на болт, только без головки, элемент с просверленным насквозь отверстием, размер которого подобран с высокой точностью (его называют калиброванным).

Примечание
В простейшем карбюраторе путем подбора жиклера соответствующего диаметра и диффузора можно получать смеси требуемого состава только при некотором постоянном, например среднем, положении дроссельной заслонки.

При дальнейшем открытии заслонки смесь, приготовляемая карбюратором, начинает обогащаться. Происходит это потому, что в этом случае значительно возрастает разрежение в диффузоре, вследствие чего сопротивление вытеканию топлива из жиклера становится меньше, чем при малом разрежении в диффузоре. Поэтому количество топлива, поступающего в смесительную камеру, увеличивается, но не пропорционально увеличению количества проходящего воздуха, что и приводит к обогащению смеси. При прикрытии заслонки смесь начинает обедняться. Для поддержания примерно постоянного наиболее выгодного состава смеси при различном открытии дроссельной заслонки на средних нагрузках, т. е. для компенсации смеси, в карбюраторе должно быть специальное устройство (например, экономайзер).

Полная нагрузка

При полной нагрузке двигателя топливовоздушная смесь, подаваемая в его цилиндры, должна быть обогащенной, что необходимо для получения от двигателя наибольшей мощности. Простейший карбюратор не обеспечивает такого обогащения. Для выполнения этого требования в карбюратор нужно ввести специальное устройство, называемое экономайзером.

При быстром открытии дроссельной заслонки (нажатии на педаль газа) необходимо подавать больше бензина, обогащая смесь для того, чтобы двигатель быстро увеличивал число оборотов, повышая мощность.

При быстром открытии дроссельной заслонки в простейшем карбюраторе в первый момент получается сильное обеднение смеси, в результате чего скорость набора оборотов (приемистость) двигателя ухудшается. Объясняется это тем, что воздух, имеющий 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 проходить через жиклер, поэтому смесь обедняется. Для повышения приемистости двигателя в карбюратор вводят специальное устройство, называемое ускорительным насосом.

Примечание
Таким образом, простейший карбюратор при различных режимах работы двигателя не обеспечивает питание его горючей смесью надлежащего состава и должен быть оснащен дополнительными устройствами: для компенсации смеси, для легкого пуска двигателя, для работы двигателя на холостом ходу, для обогащения смеси при полной нагрузке и для улучшения приемистости двигателя.

Рисунок 4.48 Карбюратор семейства автомобилей ВАЗ 2108/2109 «Солекс».
1 – рычаг привода ускорительного насоса; 2 – регулировочный винт диафрагмы пускового устройства; 3 – диафрагма пускового устройства; 4 – воздушный канал пускового устройства; 5 – электромагнитный запорный клапан; 6 – топливный жиклер системы холостого хода; 7 – главный воздушный жиклер первой камеры; 8 – воздушный жиклер системы холостого хода; 9 – воздушная заслонка; 10 – распылитель главной дозирующей системы первой камеры; 11 – распылитель ускорительного насоса с шариковым клапаном; 12 – распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 13 – распылитель эконостата; 14 – главный воздушный жиклер второй камеры; 15 – воздушный жиклер переходной системы второй камеры; 16 – балансировочный канал поплавковой камеры; 17 – поплавковая камера; 18 – топливный (игольчатый) клапан; 19 – топливовозвратный штуцер с жиклером; 20 – сетчатый фильтр; 21 – топливоподводящий штуцер; 22 – диафрагма экономайзера мощностных режимов; 23 – топливный жиклер экономайзера мощностных режимов; 24 – шариковый клапан экономайзера мощностных режимов; 25 – поплавок; 26 – топливный жиклер эконостата с трубкой; 27 – топливный жиклер переходной системы второй камеры с трубкой; 28 – эмульсионная трубка второй камеры; 29 – главный топливный жиклер второй камеры; 30 – выходное отверстие переходной системы второй камеры; 31, 33 – дроссельные заслонки; 32 – демпфирующий жиклер; 34 – щель переходной системы первой камеры; 35 – выходное отверстие системы холостого хода; 36 – блок подогрева карбюратора; 37 – регулировочный винт состава «качества» смеси холостого хода; 38 – штуцер системы вентиляции картера двигателя; 39 – штуцер отбора разрежения к вакуумному регулятору распределителя зажигания; 40 – штуцеры отбора разрежения системы рециркуляции отработавших газов; 41 – главный топливный жиклер первой камеры; 42 – эмульсионная трубка первой камеры; 43 – шариковый клапан ускорительного насоса; 44 – диафрагма ускорительного насоса; 45 – толкатель ускорительного насоса.

Основные отличия бензиновых двигателей от дизельных

Самое главное отличие двигателей, использующих различные виды топлива, состоит в том, что топливовоздушная смесь в бензиновом двигателе поджигается электрическим разрядом свечи, а в дизельном самовоспламеняется от сильно разогретого воздуха. Такты такие же, фазы смещены в соответствии с началом и концом впрыскивания топлива.

В современных дизельных двигателях топливо впрыскивается форсункой под большим давлением непосредственно в цилиндр. Основным условием нормальной работы является тщательное перемешивание топливовоздушной смеси.

Итак, несколько кардинальных отличий дизельного двигателя от бензинового:

1. Зажигание топливовоздушной смеси происходит за счет сильного нагревания сжатого в цилиндре воздуха.
2. Камера сгорания находится не в головке блока цилиндров, а в поршне (пример того, как выглядит такой поршень, приведен в разделе «Поршень», раздела 4.6 «Блок цилиндров и кривошипно-шатунный механизм»).
3. В системе подачи топлива установлено два топливных насоса: подкачивающий и топливный насос высокого давления (ТНВД), который создает достаточное давление в системе, чтобы обеспечить нормальное распыление топлива. Топливный насос высокого давления схематически показан на рисунке 4.50.
4. Если установлена система впрыска Common-Rail (устройство системы показано на рисунке 4.50), то топливо насосом высокого давления нагнетается в специальную топливную рампу (показана на рисунке 4.49 и представляет из себя трубку). В рампе давление с помощью регулятора поддерживается на одном уровне (порядка 2000 бар, а то и выше), а из рампы подводится через топливные патрубки высокого давления к топливным форсункам.

Рисунок 4.49 Внешний вид топливной рампы дизельного двигателя с системой Common-Rail.

1. На современных дизельный двигателях в системе выпуска установлен сажевый фильтр.

Примечание
Именно сажа, содержащаяся в отработанных газах дизельных двигателей, является одним из самых опасных компонентов, и, по словам ученых, может приводить к образованию раковых опухолей.

1. Не на всех дизельных двигателях устанавливается система подачи мочевины, которая способствует снижению выбросов вредных веществ (а именно: окислов азота) при работе двигателя.

Рисунок 4.50 Система непосредственного впрыска дизельного двигателя Common-Rail.

Топливо

На дизельных двигателях, как можно догадаться, применяется дизельное топливо (часто называемое «тяжелым топливом»). Качество дизельного топлива отражается цетановым числом.

Примечание
Цетановое число – характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси (т. е. свежего заряда) (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Тяжелое топливо содержит парафины и серу. Чем больше их в составе дизеля, тем хуже, поскольку сера снижает способность к самовоспламенению, а парафины влияют на работу топлива в условиях низких температур окружающего воздуха. Если в дизеле будет высокое содержание парафинов и будут отсутствовать необходимые присадки, то после ночевки автомобиля на открытой стоянке при —15°С, хозяин его завести не сможет, так как само топливо в патрубках превратится в подобие желатина или солидола. Это, кстати, одна из причин установки на многие современные автомобили систем подогрева топливного фильтра и свечей накала предпускового подогрева.

Система питания карбюраторных двигателей

Функции, устройство и принцип функционирования

Каждый автомобиль характеризуется таким понятием, как «запас хода». Он определяется расстоянием, которое автомобиль способен преодолеть на полном топливном баке без дополнительных заправок. На данный показатель оказывают влияние самые различные факторы: сезонные, погодные и природные условия движения, характер дорожного покрытия, степень загруженности автомобиля, индивидуальные особенности водителя при управлении транспортным средством и т.д.). Однако главенствующую роль в определении «аппетита» автомобиля играет система питания и ее правильная работа.

Система питания выполняет функции:

1. подачи топлива, его очистки и хранения;
2. очистки воздуха;
3. приготовления специальной горючей смеси;
4. подачи смеси в цилиндры ДВС.

Классическая система питания автомобиля состоит из следующих структурных элементов:

• топливного бака, предназначенного для хранения горючего;
• топливного насоса, выполняющего функции создания давления в системе и принудительной подачи топлива;
• топливопроводов – специальных металлических трубок и резиновых шлангов для транспортировки горючего из топливного бака к ДВС (а излишков топлива – в обратном направлении);
• фильтра (или фильтров) очистки топлива;
• воздушного фильтра (для очистки воздуха от примесей);
• устройства приготовления топливно-воздушной смеси.

Система питания имеет достаточно простой принцип работы: под воздействием специального топливного насоса горючее из бака, предварительно пройдя процедуру очистки топливным фильтром, по топливопроводам подается к устройству, предназначенному для приготовления топливно-воздушной смеси. И уже затем смесь подается в цилиндры двигателя.

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности. Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

• поплавковую камеру и поплавок;
• распылитель, диффузор и смесительную камеру;
• воздушную и дроссельную заслонки;
• топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.

Таким образом, система питания карбюраторного двигателя представляет собой преимущественно механический способ приготовления топливно-воздушной смеси.

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления. Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.

Так, специалисты склонны выделять следующие варианты инжектора:

1. с распределенным впрыском;
2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем. В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

• с непосредственным впрыском;
• с вихрекамерным впрыском;
• с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.

Еще одна особенность, которой отличается система питания дизельного двигателя, заключается в принципе возгорания горючей смеси. Это происходит не от свечи зажигания (как у бензинового двигателя), а от давления, создаваемого поршнем цилиндра, то есть путем самовоспламенения. Иными словами, в этом случае нет необходимости применять свечи зажигания.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Виды систем питания двигателя

В зависимости от применяемой топливной жидкости двигатели, а, следовательно, и системы питания можно разделить на три основных вида:

• бензиновые;
• дизельные;
• работающие на газообразном топливе.

Существуют и другие виды, но их применение очень незначительно.

В некоторых случаях классификация систем питания производится не по типу топлива, а по способу приготовления и подачи горючей смеси в камеру сгорания. В этом случае различают такие типы:

• карбюраторный (эжекторный);
• с принудительным впрыском (инжекторный).

Режимы работы системы питания

В зависимости от целей и дорожных условий водитель может применять различные режимы движения. Им соответствуют и определенные режимы работы системы питания, каждому из которых присуща топливно-воздушная смесь особого качества.

1. Состав смеси будет богатым при запуске холодного двигателя. При этом потребление воздуха минимально. В таком режиме категорически исключается возможность движения. В противном случае это приведет к повышенному потреблению горючего и износу деталей силового агрегата.
2. Состав смеси будет обогащенным при использовании режима «холостого хода», который применяется при движении «накатом» или работе заведенного двигателя в прогретом состоянии.
3. Состав смеси будет обедненным при движении с частичными нагрузками (например, по равнинной дороге со средней скоростью на повышенной передаче).
4. Состав смеси будет обогащенным в режиме полных нагрузок при движении автомобиля на высокой скорости.
5. Состав смеси будет обогащенным, приближенным к богатому, при движении в условиях резкого ускорения (например, при обгоне).

Выбор условий работы системы питания, таким образом, должен быть оправдан необходимостью движения в определенном режиме. » alt=»»>

Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя: 1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Неисправности и сервисное обслуживание

В процессе эксплуатации транспортного средства топливная система автомобиля испытывает нагрузки, приводящие к ее нестабильному функционированию или выходу из строя. Наиболее распространенными считаются следующие неисправности.

Недостаточное поступление (или отсутствие поступления) горючего в цилиндры двигателя

Некачественное топливо, длительный срок службы, воздействие окружающей среды приводят к загрязнению и засорению топливопроводов, бака, фильтров (воздушного и топливного) и технологических отверстий устройства приготовления горючей смеси, а также поломке топливного насоса. Система потребует ремонта, который будет заключаться в своевременной замене фильтрующих элементов, периодической (раз в два-три года) прочистке топливного бака, карбюратора или форсунок инжектора и замене или ремонте насоса.

Потеря мощности ДВС

Неисправность топливной системы в данном случае определяется нарушением регулировки качества и количества горючей смеси, поступающей в цилиндры. Ликвидация неисправности связана с необходимостью проведения диагностики устройства приготовления горючей смеси.

Утечка горючего

Утечка горючего – явление весьма опасное и категорически не допустимое. Данная неисправность включена в «Перечень неисправностей…», с которыми запрещается движение автомобиля. Причины проблем кроются в потере герметичности узлами и агрегатами топливной системы. Ликвидация неисправности заключается либо в замене поврежденных элементов системы, либо в подтягивании креплений топливопроводов.

Таким образом, система питания является важным элементом ДВС современного автомобиля и отвечает за своевременную и бесперебойную подачу топлива к силовому агрегату.

Система питания автомобиля используется для подготовки топливной смеси. Она состоит из двух элементов: топлива и воздуха. Система питания двигателя выполняет сразу несколько задач: очищение элементов смеси, получение смеси и ее подача к элементам двигателя. В зависимости от используемой системы питания автомобиля различается состав горючей смеси.

Система питания карбюраторного

Двигателя

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для пригото­вления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, по­дачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

Общее устройство и работа системы питания

Всистему питания двигателя автомо­биля ЗИЛ-130 (рис. 64) входят топ­ливный бак 10,

топливопроводы 7 от бака к фильтру-отстойнику
14
и к топливному насосу
19,
карбюратор
3,
воз­душный фильтр
2,
приемные трубы
16,
глушитель
15,
выпускная труба
13
глу­шителя. В систему питания входят так­жефильтр
18
тонкой очистки топлива, установленный между топливным насо­сом и карбюратором, впускной трубо­провод, на котором укреплен карбюра­тор, и выпускной трубопровод.

Схема систем питания и выпуска отработавших газов двигателя автомобиля ЗИЛ-130: 1

— канал подвода воздуха к воздушному фильтру;
2
— воздушный фильтр;
3
— карбюратор;
4 —
рукоятка ручного управления воздушной заслонкой; 5 — рукоятка ручного управления дроссельными заслонками;
6
— педаль управления дроссельными заслонками; 7 — топливопроводы;

— указатель уровня топлива; 9 — датчик указателя уровня топлива;
10
— топливный бак;

— крышка горловины топливного бака,

кран;
13
— выпускная труба глушителя;
14
—

фильтр-отстойник;
15
— глушитель;
16 —
приемные трубы;
17 —
выпускной трубопровод;

— фильтр тонкой очистки топлива;

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом 19

по­дается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разре­жение, передающееся в карбюратор
ив установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную. камеру, где из жикле­ров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюрато­ра по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной тру­бопровод 17.
Затем они поступают в приемные трубы
16
глушителя, вы­пускную трубу
13
и в атмосферу. Топли­во наливают в бак через горловину, за­крываемую крышкой
11.
Количество топлива, находящегося в баке, контро­лируют при помощи датчика
9
и указа­теля
8
уровня топлива.

Автомобильные бензины

Автомобильные двигатели (за исклю­чением газовых и дизельных) работают на бензине. По ГОСТ 2084-77* выпу­скаются бензины следующих марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А оз­начает, что бензин автомобильный; цифра — наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; буква И указывает на то, что октановое число определено по исследовательско­му методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ-98, подразде­ляют на летние и зимние. Зимние бен­зины содержат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улуч­шает условия пуска двигателя. В се­верных и северо-восточных районах СССР зимние бензины применяют в те­чение всего года. В остальных районах страны эти бензины применяют с 1 ок­тября до 1 апреля.

В автомобильные бензины А-76, АИ-93 и АИ-98 для повышения антиде­тонационной стойкости добавляют ан­тидетонатор — тетраэтилсвинец (ТЭС). Для отличия обыкновенных бензинов от этилированных последние окрашивают в желтый (А-76), оранжево-красный (АИ-93) и синий (АИ-98) цвета. Таким образом, выпускают бензины марки А-72 и марок: А-76, АИ-93 и АИ-98 (этилированные и неэтилированные). Этилированные бензины очень ядовиты и, попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути челове­ка могут вызвать тяжелые заболевания. Поэтому применять этилированные бен­зины для мытья деталей и рук категори­чески запрещено. При попадании этили­рованного бензина на кожу его необхо­димо немедленно стереть ветошью, смо­ченной в керосине.

В зависимости от состава горючей смеси нормальная скорость распростра­нения фронта пламени но камере сгора­ния различна, но не превышает 35 м/с. При детонации (взрывное горение) ско­рость распространения сгорания смеси доходит до 2000 м/с. При детонацион­ном сгорании возникает сильная волна давления, вызывающая вибрацию дета­лей. Работа двигателя с детонацией не­допустима, так как сопровождается ударной нагрузкой на поршни, порш­невые пальцы, шатунные и коренные подшипники, местным перегревом дета­лей, прогоранием поршней и клапанов,

дымным выпуском, снижением мощ­ности двигателя и увеличением расхода топлива. Возникновение детонацион­ного сгорания происходит в основном при неправильном подборе сорта топ­лива для двигателя с данной сте­пенью сжатия. На появление детона­ции влияют также конструкция камеры сгорания, размеры цилиндра, материал головки цилиндра, скоростной режим и нагрузка двигателя, нагарообразование на поршне и головке цилиндров, угол опережения зажигания и т. д.

От антидетонационных свойств бен­зина (его способности противостоять детонации) зависит возможность приме­нения этого бензина в двигателях, имеющих повышенную степень сжатия. Антидетонационные свойства бензина оценивают октановым числом. Бензин сравнивают со смесью из двух топлив: изооктана и гептана. Изооктан слабо детонирует, и для него октановое число условно принимают равным 100, а геп­тан сильно детонирует, и для него окта­новое число условно принимают равным нулю. Если смесь, состоящая, например, из 72 %

изооктана и 28 % гептана (по объему), по детонационным свойствам соответствует проверяемому бензину, то октановое число такого бензина равно 72 и т. д. Чем выше ок­тановое число бензина, тем с большей степенью сжатия может работать двига­тель без детонации на этом топливе.

Работая с бензином, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, так как бензин является легковоспламеняющейся жидкостью. Тара из-под бензина очень опасна, так как содержит пары, которые легко взрываются. Бензин, попавший на окра­шенные детали и резину, портит их, растворяя краску, лак и резину.

Гарантийный срок хранения автомо­бильного бензина всех марок (по ГОСТ 2084 — 77*) устанавливается 5 лет со дня его изготовления. По истечении гаран­тийного срока хранения автомобильный бензин перед применением должен быть проверен на соответствие требованиям стандарта.

Двигатели автомобилей ГАЗ-24-01 «Волга», ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-130 работают на бензине А-76, а автомоби­лей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 «Волга», «Москвич-2140» и «Жигули» — на бен­зине АИ-93.

Горючая смесь

Для приготовления горючей смеси ис­пользуют топливо и воздух, причем оба компонента, входящие в состав смеси, должны быть тщательно очищены от механических и других примесей. Горю­чая смесь — это смесь, приготовленная в карбюраторе из паров мелкораспы­ленного топлива и воздуха. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двига­теля, смешивается с отработавшими га­зами и образует рабочую смесь.

Состав горючей смеси характеризует­ся определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгора­ния 1 кг бензина теоретически необхо­димо 14,9 кг воздуха (обычно при­нимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффи­циентом избытка воздуха, обозна­чаемым буквой а. Коэффициент а пред­ставляет собой отношение действитель­ного количества воздуха Ьд,

участвую­щего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количе­ству воздуха
Ь0,
т. е. а = /,дД,0.

Если в сгорании 1 кг бензина действи­тельно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необхо­димо, то а= 15/15=1, и такую смесь на­зывают нормальной. Горючую смесь, для которой а 1 называют бедной, так как в ней содержит­ся воздуха больше теоретически необхо­димого количества. Для более точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси различают следующие смеси: богатая (а = 0,70 ч-4-0,85); обогащенная (а = 0,85 ч- 0,95); обедненная (а= 1,05 ч-1,15); бедная (а = = 1,15 4-1,20).

При слишком большом обогащении или обеднении горючая смесь теряет способность воспламеняться. В первом случае это происходит из-за недостатка кислорода воздуха, а во втором вслед­ствие значительного избытка воздуха и небольшого количества бензина. Су­ществуют определенные пределы во­спламеняемости горючей смеси: для бо­гатой а= 0,5; для бедной а=1,35. Дви­гатель не должен работать на переобо­гащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях умень­шается его мощность и снижается эко­номичность.

Простейший карбюратор

Процесс приготовления горючей сме­си определенного состава из мелко­распыленного топлива и воздуха, проис­ходящий вне цилиндров двигателя, на­зывают карбюрацией, а прибор, в кото­ром происходит этот процесс, — карбю­ратором.

Принцип работы простейшего карбю­ратора аналогичен принципу работы пульверизатора и состоит в том, что жидкость под действием разрежения вытекает из распылителя (трубки) и, смешиваясь с воздухом, образует горю­чую смесь. Простейший карбюратор (рис. 65, а)

состоит из поплавковой ка­меры
8,
диффузора
3,
распылителя
4
с жиклером 7, смесительной камеры
6
и дроссельной заслонки 5. В поплавко­вой камере находится пустотелый по­плавок 9, шарнирно соединенный с осью и действующий на игольчатый клапан
10.
Топливо подается в поплав­ковую камеру насосом по трубопроводу /. Отверстие
2
соединяет поплавковую камеру с окружающим воздухом, поэто­му в камере постоянно поддерживается атмосферное давление. Поплавковая ка­мера карбюратора соединена со смеси­тельной камерой
6
распылителем
4,
в котором установлен жиклер 7.

Жиклер представляет собой металли­ческую пробку с небольшим калибро­ванным отверстием, через которое в единицу времени проходит определенная порция топлива. Выходной конец распылителя устанавливают в самом уз­ком месте диффузора — в горловине.

Простейший карбюратор работает следующим образом. При наполнении топливом поплавковой камеры 8

попла­вок 9 постепенно всплывает. При опреде­ленном уровне топлива игольчатый кла­пан
10
перекрывает отверстие в подво­дящем трубопроводе, и поступление топлива в поплавковую камеру прекра­щается. При такте впуска поршень в двигателе перемещается в НМТ, и в цилиндре создается разрежение, пере­дающееся в смесительную камеру кар­бюратора. Разрежение в этой камере зависит от положения дроссельной заслонки: с прикрытием заслонки раз­режение уменьшается, а с открытием — увеличивается. Пока двигатель не ра­ботает, в поплавковой камере и в рас­пылителе топливо находится на одном уровне, причем верхний конец распы­лителя располагается несколько выше уровня топлива (на 2 — 3 мм).

Во время работы двигателя посту­пающий в карбюратор воздух проходит через узкое сечение диффузора, в ре­зультате чего скорость воздуха в нем, а следовательно, и разрежение возра­стают. Создается перепад давлений между поплавковой камерой и диффузо­ром, благодаря чему топливо начинает фонтанировать из распылителя. Топли­во распыливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в ви­де горючей смеси поступает в цилиндры двигателя. С изменением положения дроссельной заслонки значительно из­меняется состав горючей смеси, приго­товляемой простейшим карбюратором.

На рис. 65,6 представлены характери­стики простейшего / и идеального // карбюраторов. Они показывают изме­нение состава горючей смеси карбюра­тора в зависимости от нагрузки (от по­ложения дроссельной заслонки — в %

открытия). По мере открытия дрос­сельной заслонки в простейшем карбю­раторе горючая смесь все больше обо­гащается, причем только в двух случаях (точки
А
и
Б)
состав смеси совпадает с составом горючей смеси, приготовляе­мой идеальным карбюратором (при полностью открытой дроссельной за­слонке и при некотором промежуточ­ном ее положении). Таким образом, ос­новным недостатком простейшего кар­бюратора является невозможность при­готовления горючей смеси нужного со­става.

Режимы работы двигателя

Основными режимами работы авто­мобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые на­грузки, средние нагрузки, полные на-

Схема впускной системы карбюраторного двигателя и характеристики карбюраторов:

схема впускной системы с простейшим карбюратором;
6
— характеристики карбюраторов; / — трубопровод;
2 —
отверстие в поплавковой камере;
3 —
диффузор;
4 —
распылитель;
5
-дроссельная заслонка;
б —
смесительная камера; 7 —жиклер;
8 —
поплавковая камера;

поплавок;
10 —
игольчатый клапан; /—простейший карбюратор;
II
— идеальный карбюратор

грузки и резкие переходы с малых на­грузок на большие. При пуске двигате­ля необходима очень богатая смесь (а=0,2 4-0,6), так как частота вращения коленчатого вала мала, топливо плохо испаряется и часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.

Работа двигателя на режимах холо­стого хода и малой нагрузки возможна при а=0,7ч-0,8. Горючая смесь, посту­пающая в цилиндры двигателя, загряз­няется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспла­меняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает на режиме сред­них нагрузок, т. е. с не полностью от­крытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка возду­ха а = 1,05 ч-1,15 (экономичная смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.

При резком открытии дроссельной заслонки возможно обеднение горючей смеси, так как увеличивается количество поступающего воздуха. Карбюратор должен иметь устройство, предотвра­щающее это обеднение. С полной на­грузкой двигатель работает при разгоне автомобиля, движении с максимальной скоростью и преодолении крутых подъ­емов или тяжелых участков дороги. В этом случае для получения наиболь­шей мощности двигателя карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь с коэффициентом а = 0,85-=-0,95.

§ 37. Главная дозирующая система и вспомогательные устройства карбюра­торов

Современные карбюраторы, приме­няемые на автомобильных двигателях, имеют главную дозирующую систему и вспомогательные устройства, обеспе­чивающие приготовление необходимой по составу горючей смеси в зависимо­сти от режима работы двигателя, а так­же ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала. В настоящее время к карбюраторам предъ­являют еще одно требование — обеспе­чение минимальной токсичности отра­ботавших газов, выбрасываемых в атмосферу при работе двигателя.

Главная дозирующая система.Работу двигателя на всех режимах, кроме его работы с малой частотой вращения на режиме холостого хода, обеспечивает главная дозирующая система. Для образования горючей смеси эта система подает наибольшую порцию топлива. При рассмотрении работы простейшего карбюратора было установлено, что с увеличением открытия дроссельной заслонки количество вытекающего из распылителя топлива возрастает бы­стрее, чем количество воздуха, проходя­щего через диффузор, т. е. горючая смесь обогащается тем больше, чем больше открывается дроссельная за­слонка. Предотвращение обогащения горючей смеси с увеличением открытия дроссельной заслонки называют ком­пенсацией ее состава. В карбюраторах применяют следующие способы компен­сации смеси: регулирование разрежения в диффузоре; установка двух жикле­ров — главного и компенсационного; пневматическое торможение истечения топлива (эмульгирование топлива в главной дозирующей системе). По­следний способ компенсации смеси по­лучил наибольшее распространение в карбюраторах. При любом способе компенсации главная дозирующая си­стема обеспечивает приготовление кар­бюратором при работе двигателя на средних нагрузках обедненной, т. е. эко­номичной горючей смеси.

Компенсация горючей смеси пневмати­ческим торможением истечения топлива.Топливо из поплавковой камеры 6

(рис. 66, а) поступает через главный жиклер 7 в колодец
4
и далее через эмульсион­ную трубку 5 с отверстиями в распыли­тель
1.
Трубка 5 сообщается с воздухом через жиклер
3.
При создании разреже­ния в диффузоре
9
из распылителя на­чинает фонтанировать топливо, уровень его в колодце понижается, и открывает­ся верхнее отверстие в эмульсионной трубке. Воздух, выходящий из трубки 5, смешивается с топливом, и эмульсия подается через распылитель
1
в смеси­тельную камеру карбюратора.

При увеличении открытия дроссель­ной заслонки возрастает расход топлива из колодца, и в трубке 5 открывается больше воздушных отверстий. Воздух, поступающий в распылитель, умень­шает разрежение у главного жиклера и замедляет (тормозит) истечение из не­го топлива, что и необходимо для обед­нения горючей смеси. Создание эконо­мичной смеси в этом случае возможно лишь при правильном подборе диаме­тров воздушного 3

и главного 7 (топ­ливного) жиклеров. Такой способ ком­пенсации горючей смеси использован в карбюраторах К-126Б, К-126Г, К-88АМ и др.

Пусковое устройство.Пуск двигателя, особенно в холодную погоду, затруд­нен, так как топливо плохо испаряется. Чтобы к моменту воспламенения рабочей смеси в цилиндре находилось доста­точное количество паров топлива, смесь необходимо сильно обогатить. Такое обогащение смеси обеспечивают с по­мощью воздушной заслонки 2

(рис. 66,
б),
установленной в воздушном па­трубке карбюратора. Воздушной за­слонкой управляет водитель из кабины при помощи тяги и кнопки.

При пуске двигателя заслонку при­крывают. В этом случае при вращении коленчатого вала в смесительной каме­ре 12

создается значительное разреже­ние, и топливо поступает из распылите­ля / карбюратора. При пуске холодного двигателя, когда масло густое, нельзя допускать большую частоту вращения коленчатого вала. Поэтому дроссель­ную заслонку
8
прикрывают. После пу­ска двигателя его прогревают при малой частоте вращения и воздушную заслонку постепенно открывают, иначе в двигатель будет поступать очень бога­тая смесь.

На воздушной заслонке установлен клапан 10,

удерживаемый в закрытом положении слабой пружиной
11.
При первых вспышках в цилиндрах двигате­ля, чтобы не было сильного обогащения смеси, клапан под действием давления воздуха открывается. Таким образом, при пуске двигателя через клапан
10
проходит необходимое количество воз­духа.

Система холостогохода. Во время ра­боты

Схемы систем и элементов карбюратора:

— схема системы компенсации смеси

пневматическим торможением истечения топлива; б —

схема действия воздушной заслонки;
в
— схема системы холостого хода; / — распылитель;
2 —
воздушная заслонка;
3
— воздушный жиклер;
4
— топливный колодец; 5 — трубка;
6
— поплавковая камера; 7 — главный жиклер;
8
— дроссельная заслонка; 9 —диффузор;
10
— клапан;
11
— пружина;
12
— смесительная камера;
13 —
отверстие в поплавковой камере; 14— топливный жиклер системы холостого хода; 15— канал системы холостого хода;
16
и
18 —
отверстия системы холостого хода;
17
— регулировочный винт двигателя на режиме холостого

хода (рис. 66, в) топливо поступает через жиклер 14

системы холостого хода, установленный в колодце
4.
Если дрос­сельная заслонка
8
прикрыта, то за ней создается сильное разрежение, и воздух с большой скоростью проходит через узкие щели между заслонкой и стенками патрубка. На выходе из канала
15
си­стемы холостого хода имеются отвер­стие
18
(ниже дроссельной заслонки) и отверстие
16
(выше этой заслонки). Около отверстия
18
образуется разреже­ние, передающееся в канал 75 и в коло­дец
4.
К топливу, поступающему в ка­нал 75 из колодца
4,
примешивается воздух, проходящий через жиклер
3.
Образовавшаяся эмульсия (смесь топ­лива с мелкими пузырьками воздуха) из канала 75 через отверстие
18
выходит в пространство за дроссельной заслон­кой, распыливается и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Через отверстие
16
в канал 75 и в про­странство за дроссельной заслонкой до­полнительно поступает воздух, что улучшает смесеобразование.

В случае дальнейшего открытия дрос­сельной заслонки при переходе на ре­жим малых нагрузок отверстия 16

и
18
оказываются под заслонкой, и эмульсия поступает из обоих отверстий. Так осу­ществляется плавный переход с режима холостого хода двигателя на режимы малых и средних нагрузок. Состав сме­си можно изменять регулировочным винтом 17.

При отвертывании винта возрастает разрежение в канале 75 и увеличивается расход эмульсии из от­верстия
18
— смесь обогащается. При завертывании винта
17
смесь обедняет­ся.

Экономайзер.Для получения от дви­гателя полной мощности необходима обогащенная смесь. Это достигается ис­пользованием специального устройства, называемого экономайзером. По спосо­бу управления экономайзеры бывают с механическим или пневматическим приводом. Экономайзер может по­давать топливо в смесительную камеру карбюратора непосредственно или через главную дозирующую систему. Он включается в работу, как правило, при почти полностью открытой дроссельной заслонке.

Экономайзер с механическим приво­дом (рис. 67, а) работает следующим образом. Пока дроссельная заслонка 8

прикрыта и двигатель работает на ре­жиме средних нагрузок, клапан
4
экономайзера

Схемы вспомогательных (дополнительных) устройств карбюратора:

— экономайзера с механическим приводом;
б
— ускорительного насоса; / — жиклер полной мощности;
2 —
тяга;
3
— пружина;
4 —
клапан

экономайзера; 5 — шток; б —

главный жиклер; 7 — смесительная камера;
8 —
дроссельная заслонка;
9 —
жиклер ускорительного насоса;
10 —
рычаг;
Л
— обратный клапан;
12 —
поршень;
13 —
поводок;
14
— клапан ускорительного насоса

пружиной 3

прижат к седлу и топливо поступает в смесительную ка­меру 7 только через главный жиклер
б.
При переводе двигателя на режим пол­ных нагрузок, что соответствует откры­тию дроссельной заслонки на 80 — 85% и более, тяга 2, шарнирно соединенная с заслонкой, опускается вниз и через шток 5 открывает клапан
4
экономайзе­ра. В смесительную камеру через жи­клер
1
полной мощности начинает пода­ваться помимо главного жиклера до­полнительное количество топлива, и горючая смесь обогащается.

Ускорительный насос.Для предотвра­щения обеднения горючей смеси при резких переходах с режима малых на­грузок на режим максимальных нагру­зок карбюраторы оборудованы ускори­тельными насосами, которые могут быть установлены отдельно или объеди­нены с экономайзерами.

В колодце ускорительного насоса установлен поршень 12

(рис. 67,
б)
со штоком, шарнирно соединенным с по­водком
13
тяги
2.
Дроссельная заслонка
8
рычагом
10
связана через промежу­точное звено с тягой
2.
При

закрытии заслонки тяга, поводок и поршень пере­мещаются вверх, и в колодец ускори­тельного насоса через обратный клапан 11

из поплавковой камеры поступает топливо. Ускорительный насос приво­дится в действие рычагом
10,
укреп­ленным на оси дроссельной заслонки. При резком открытии заслонки тяга
2
быстро опускается вниз и сжимает пружину
3
поводком
13.
Опускающийся поршень давит на топливо, обратный клапан
11
закрывается, а клапан
14
ускорительного насоса открывается; топливо впрыскивается через жиклер
9
в смесительную камеру 7 карбюратора. Пружина
3,
установленная на штоке пор­шня, обеспечивает затяжное, а не крат­ковременное действие ускорительного насоса и предохраняет его привод от механических повреждений.

При плавном открытии дроссельной заслонки топливо перетекает через за­зор между стенками колодца и поршня, поэтому впрыскивания топлива из ко­лодца в смесительную камеру не происходит. Перетеканию топлива из колодца ускорительного насоса в поплавковую камеру препятствует обратный кла­пан 11.

Если ускорительный насос не работает, то пружина плотно прижимает клапан
14
к седлу и топливо не посту­пает в смесительную камеру.

§ 38. Устройство и работа карбюраторов

Типы карбюраторов. Взависимости от направления движения воздушного по­тока и горючей смеси различают кар­бюраторы с падающим, восходящим или горизонтальным потоками. В боль­шинстве случаев на автомобильных дви­гателях применяют карбюраторы с па­дающим потоком, обеспечивающие луч­шее наполнение цилиндров горючей смесью и несколько большую мощность двигателя. Улучшение наполнения ци­линдров и повышение мощности проис­ходит вследствие более совершенной в этом случае конструкции впускного трубопровода и меньшего сопротивле­ния его движению горючей смеси. Кроме того, воздушный патрубок карбюратора расположен так, что на нем удобно устанавливать воздушный фильтр, легче проводить техническое обслуживание. Проще в этом случае и привод управле­ния карбюратором.

Поплавковые камеры.Если поплавко­вая камера сообщается с окружающим воздухом, то при изменении сопротив­ления воздушного фильтра (например, при загрязнении) возрастает разрежение в диффузоре, и горючая смесь значи­тельно обогащается. Такую поплавко­вую камеру называют несбалансирован­ной. Поплавковые камеры, соединенные каналом с воздушным патрубком, назы­вают сбалансированными (уравнове­шенными), и их делают герметичными. К ним поступает очищенный воздух, вследствие чего устраняется влияние воздушного фильтра на состав горючей смеси. При нарушении герметичности поплавковой камеры горючая смесь обогащается, что приводит к увеличе­нию расхода топлива и повышению токсичности отработавших газов. Если поплавковая камера несбалансированная, то необходимо внимательно сле­дить за состоянием воздушного филь­тра.

Карбюратор К-126Г.Устанавли­ваемый на автомобиле ГАЗ-24 «Волга» карбюратор К-126Г (рис. 68, а) —двух­камерный с падающим потоком, сба­лансированной поплавковой камерой. Дроссельные заслонки открываются по­следовательно. При нажатии на педаль управления дроссельными заслонками сначала открывается дроссельная за­слонка основной смесительной камеры. И только после того как она откроется не менее чем на 2/3 своего хода, на­чинает открываться вместе с ней дрос­сельная заслонка дополнительной ка­меры.

— общий вид;
б
— схема привода дроссельной заслонки дополнительной смесительной камеры; / и
8
— отверстия; 2 — корпус;
3
— воздушная заслонка;
4
— ось воздушной заслонки: 5 — жиклер системы холостого хода;
6 —
пробка фильтра; 7 — рычаг привода воздушной заслонки; 9 — регулировочный винт;
10
— тяга; // — корпус смесительных камер;
12
— рычаг малой частоты вращения;
13
— рычаг привода дроссельной заслонки основной смесительной камеры;
14
— регулировочный винт частоты вращения холостого хода;
15 —
ось дроссельной заслонки дополнительной камеры;
16
— рычаг, жестко соединенный с осью;
17
— палец рычага оси дроссельной заслонки дополнительной камеры;

кулиса;
19
— прорезь кулисы;
20 —
палец рычага оси дроссельной заслонки основной камеры;
21
— винт, ограничивающий закрытие дроссельной заслонки;
22 —
ось дроссельной заслонки основной смесительной камеры;

— радиусный паз кулисы;
24 —
возвратная пружина

Привод дроссельных заслонок карбю­ратора К-126Г работает следующим образом. При повороте рычага 13

(рис. 68,
б)
поворачивается ось
22
дроссель­ной заслонки основной смесительной камеры и палец
20
рычага, установлен­ного на оси рычага
13.
Пока палец пере­мещается по радиусному пазу
23
кулисы и не соприкасается с его торцом, откры­вается дроссельная заслонка только ос­новной смесительной камеры. При дальнейшем повороте рычага
13
палец
20
нажимает на торец радиусного паза
23
и начинает поворачиваться кулиса
18,
соединенная продолговатой прорезью

с пальцем
17
рычага
16,
установлен­ного на оси дроссельной заслонки до­полнительной камеры. Кулиса нажи­мает на палец
17,
который перемещает­ся в продолговатой прорези 79 и пово­рачивается по радиусу вместе с рычагом
16
и осью 75, и дроссельная заслонка дополнительной смесительной камеры начинает открываться одновременно с дроссельной заслонкой основной ка­меры. Возвратная пружина
24
в этом случае закручивается, а после прекраще­ния воздействия на рычаг
13
раскручи­вается, перемещая кулису в исходное положение, и плотно закрывает дрос­сельную заслонку дополнительной ка­меры.

К корпусу 4

(рис. 69, а) карбюратора сверху присоединена крышка
6
поплавковой камеры с воздушным патрубком, а снизу укреплен корпус
28
смеси­тельных камер с дроссельными заслон­ками. Крышка поплавковой камеры и корпус карбюратора отлиты из цинко­вого сплава, а корпус смесительных ка­мер — из алюминиевого сплава.

В корпусе карбюратора размещены поплавковая камера с поплавком 19

и игольчатым клапаном
17,
два боль­ших
37
и два малых 9 диффузора, два главных топливных жиклера
24,
два воздушных жиклера
8,
две эмуль­сионные трубки
25,
установленные в ко­лодцах, система холостого хода, уско­рительный насос, экономайзер с общим механическим приводом, а также другие детали. Поплавковая камера карбюра­тора имеет смотровое окно
21
для конт­роля за уровнем топлива и состоянием поплавкового механизма. В крышке по­плавковой камеры расположен сетчатый фильтр
18,
удерживаемый от смещения болтом.

Системы пуска двигателя, холостого хода и ускорительный насос размещены только в основной смесительной каме­ре. Распылитель 11

экономайзера уста­новлен в воздушном патрубке дополни­тельной камеры. Система пуска двига­теля имеет воздушную заслонку
12
с двумя предохранительными клапана­ми
13,
рычаг 7 (см. рис. 68, а), соеди­ненный тягой
10
с рычагом
12
малой частоты вращения. В систему холостого хода входят два жиклера: топливный
33
(рис. 69,
а)
и воздушный
16.
Выходные отверстия
30
и
31
системы холостого хода и регулировочный винт
32
распо­ложены в патрубке основной смеситель­ной камеры.

Главная дозирующая система есть в каждой смесительной камере. Она со­стоит из главного топливного жиклера 24,

воздушного жиклера
8,
эмульсион­ного колодца с эмульсионной трубкой
25
и двух диффузоров. Малый диффу­зор при помощи канала соединен с эмульсионным колодцем, т. е. распы­литель главной дозирующей системы выведен в горловину диффузора. Дрос­сельная заслонка
29
основной смеси­тельной камеры через систему тяг и рычагов связана с ускорительным насосом и экономайзером. Ускорительный насос состоит из поршня 7 с пружиной, шари­кового
1
и нагнетательного
15
клапанов и распылителя
14.
Основными частями экономайзера являются шток 5 приво­да, клапан
3,
жиклер
2
полной мощно­сти и распылитель
11.
При рассмотрении работы карбюра­торов необходимо помнить, что воз­душная и дроссельные (или дроссель­ная) заслонки карбюратора при раз­личных режимах работы двигателя за­нимают следующие положения:

пуск холодного двигателя

— воздуш­ная заслонка прикрыта, а дроссельные заслонки открываются на необходимую величину, так как они кинематически со­единены с воздушной заслонкой; после пуска двигателя воздушную заслонку постепенно открывают;

малая частота вращения холостого хода —

воздушная заслонка открыта полностью, а дроссельные приоткрыты;

средние нагрузки двигателя

— воздуш­ная заслонка открыта полностью, а дроссельные открыты примерно напо­ловину;

полная нагрузка двигателя

— воздуш­ная и дроссельная заслонки открыты полностью или почти полностью. Необ­ходимое обогащение горючей смеси, по­зволяющее получить максимальную мощность двигателя, обеспечивает всту­пающий в работу экономайзер или эконостат (рис. 69,6);

резкое открытие дроссельных засло­нок —

необходимая приемистость двига­теля достигается вступлением в работу ускорительного насоса.

Рассмотрим работу карбюратора К-126Г при различных режимах работы двигателя.

Пуск холодного двигателя. В работу вступают главная дозирующая система и система холостого хода ос­новной смесительной камеры. Топливо поступает через главный жиклер 24

(рис. 69) в колодец и эмульсионную трубку
25.
Из колодца оно по каналу подается в горловину малого диффузо­ра
9.
От главного жиклера
24
по от­дельному каналу топливо поступает

Схемы карбюратора К-126Г и дополнительной смесительной камеры:

— схема карбюратора;
б
— схема дополнительной смесительной камеры с эконостатом и переходной системой; / — шариковый клапан ускорительного насоса;
2
— жиклер полной мощности;
3
— клапан экономайзера;
4
— корпус; 5 — шток привода экономайзера;
6
— крышка поплавковой камеры;

7— поршень ускорительного насоса;

— воздушный жиклер главной дозирующей системы;
9
— малый диффузор;
10 —
балансировочный канал;
11 —
распылитель экономайзера;
12 —
воздушная заслонка;

— предохранительный клапан;
14 —
распылитель

ускорительного насоса; 15 —

клапан; 16 —

воздушный жиклер системы

холостого хода; 17 —

— фильтр;
19 —
поплавок;
20 —
отверстие для

трубки подачи топлива в карбюратор;

смотровое окно;
22
и
23 —
пробки;

главный топливный жиклер;

эмульсионная трубка; 26 —рычаг;
27
— отверстие для трубки вакуумного регулятора опережения зажигания;
28
— корпус смесительных камер;
29
— дроссельная заслонка основной смесительной камеры;
30 к 31 —
отверстия системы холостого хода;

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Типы систем питания

Различают следующие виды систем питания двигателя, отличающиеся местом образования смеси:

1. внутри двигательных цилиндров;
2. вне двигательных цилиндров.

Топливная система автомобиля при образовании смеси за пределами цилиндра разделяется на:

• топливную систему с карбюратором
• с использованием одной форсунки (с моно впрыском)
• инжекторную

Назначение и состав топливной смеси

Для бесперебойной работы двигателя автомобиля необходима определенная топливная смесь. Она состоит из воздуха и топлива, смешанных по определенной пропорции. Каждая из этих смесей характеризуется количеством воздуха, приходящегося на единицу топлива (бензина).

Для обогащенной смеси характерно наличие 13-15 частей воздуха, приходящихся на часть топлива. Такая смесь подается при средних нагрузках.

Богатая смесь содержит менее 13 частей воздуха. Применяется при больших нагрузках. Наблюдается увеличенный расход бензина.

У нормальной смеси характерно наличие 15 частей воздуха на часть топлива. Обедненная смесь содержит 15-17 частей воздуха и применяется при средних нагрузках. Обеспечивается экономный расход топлива. Бедная смесь содержит более 17 частей воздуха.

Общее устройство системы питания

В системе питания двигателя имеются следующие основные части:

• бак для топлива. Служит для хранения топлива, содержит насос для закачки топлива и иногда фильтр. Имеет компактные размеры
• топливопровод. Это устройство обеспечивает поступление топлива в специальное смесеобразующее устройство. Состоит из различных шлангов и трубок
• устройство смесеобразования. Предназначено для получения топливной смеси и подачи в двигатель. Такими устройствами могут быть инжекторная система, моновпрыск, карбюратор
• блок управления (для инжекторов). Состоит из электронного блока, управляющего работой системы смешения и сигнализирующего о возникающих сбоях в работе
• топливный насос. Необходим для поступления топлива в топливопровод
• фильтры для очистки. Необходимы для получения чистых составляющих смеси

Карбюраторная система подачи топлива

Эта система отличительна тем, что смесеобразование происходит в специальном устройстве – карбюраторе. Из него смесь попадает в нужной концентрации в двигатель. Устройство системы питания двигателя содержит такие элементы: бак для топлива, очищающие фильтры для топлива, насос, фильтр для воздуха, два трубопровода: впускной и выпускной, карбюратор.

Схема системы питания двигателя реализуется так. В баке находится топливо, которое будет использоваться для подачи в двигатель внутреннего сгорания. Оно попадает в карбюратор через топливопровод. Процесс подачи может быть реализован с помощью насоса или естественным способом с помощью самотека.

Чтобы топливная подача осуществлялась в камеру карбюратора самотеком, то его (карбюратор) необходимо размещать ниже топливного бака. Такую схему не всегда можно реализовать в автомобиле. А вот использование насоса дает возможность не зависеть от положения бака относительно карбюратора.

Топливный фильтр очищает топливо. Благодаря ему из топлива удаляются механические частички и вода. Воздух попадает в камеру карбюратора через специальный фильтр для воздуха, очищающий его от частиц пыли. В камере происходит смешение двух очищенных составляющих смеси. Попадая в карбюратор, топливо поступает в поплавковую камеру. А после направляется в камеру смесеобразования, где соединяется с воздухом. Через дроссельную заслонку смесь поступает во впускной коллектор. Отсюда она направляется к цилиндрам.

После отработки смеси газы из цилиндров удаляются с помощью выпускного коллектора. Далее из коллектора они направляются в глушитель, который подавляет их шум. Из него они поступают в атмосферу.

Подробно об инжекторной системе

В конце прошлого столетия карбюраторные системы питания стали интенсивно заменяться новыми системами, работающими на инжекторах. И не просто так. Такое устройство системы питания двигателя обладало рядом преимуществ: меньшая зависимость от свойств окружающей среды, экономная и надежная работа, выхлопы менее токсичны. Но у них есть недостаток – это высокая чувствительность к качеству бензина. Если этого не соблюдать, то могут возникнуть неполадки в работе некоторых элементов системы.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Рекомендуем: Какая коробка лучше: автомат или робот

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском: 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

• угол поворота дроссельной заслонки
• степень разрежения во впускном коллекторе
• частота вращения коленчатого вала
• температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
• концентрация кислорода в отработавших газах
• атмосферное давление
• напряжение аккумуляторной батареи
• и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

• топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
• появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
• достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
• обеспечивается лучшая приемистость двигателя
• в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Источник Источник Источник Источник http://ozapuske.ru/toplivnaya-sistema/vidy-toplivnyx-sistem.html
Источник Источник http://monolith.in.ua/structure-avto/toplivnaja-systema/
Источник http://koreec73.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema-karbyuratornogo-dvigatelya.html