Общее устройство и схема работы системы питания

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 47Следующая ⇒

Система питания служит для приготовления горючей смеси, подачи ее к цилиндрам двигателя и отвода из них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отработавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

Рис. 3.1. Система питания карбюраторного двигателя (V-образного) грузовика 1 – канал подвода воздуха к воздухоочистителю, 2 – воздухоочиститель, 3 – карбюратор, 4 – рукоятка ручного управления воздушной заслонкой, 5 – рукоятка ручного управления дроссельными заслонками, 6 – педаль подачи топлива, 7 – топливопровод, 8 – указатель уровня топлива, 9 – датчик указателя уровня топлива, 10 – топливный бак, 11 – пробка горловины топливного бака, 12 - кран , 13 – выпускная труба глушителя, 14 и 15 – перегородки, 16 –фильтр-отстойник, 17 – внутренние трубы со щелевидными отверстиями, 18 – – глушитель, 20 - приемные трубы глушителя, 21 - выпускной трубопровод, 22 - топливный насос

В системе питания карбюраторного двигателя (рис. 3.1) бензин из бака через открытый кран, фильтр-отстойник и топливопроводы подается насосом к карбюратору. Одновременно из подкапотного пространства или канала через воздушный фильтр в карбюратор засасывается очищенный воздух, который, смешиваясь с парами и мелко распыленными частицами бензина, образует горючую смесь, поступающую через впускной газопровод (впускной коллектор) в цилиндры двигателя. Из цилиндров отработавшие газы через выпускной газопровод (выпускной коллектор) отводятся в приемные трубы, из них — к глушителю, который не только снижает шум, но и гасит пламя и искры от отработавших газов при выходе их через выпускную трубу. Глушитель автомобиля представляет собой цилиндрический корпус, который перегородками разделен на ряд полостей и имеет переднее и заднее днища с патрубками и три трубы со щелевидными отверстиями.

Таким образом, система питания состоит из:

топливного бака
топливопроводов
фильтров очистки топлива
топливного насоса
воздушного фильтра
карбюратора

Рис. 3.1а. Система питания карбюраторного рядного двигателя легкового автомобиля (отсутствует фильтр-отстойник, кран)

Топливный бак – это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной при аварии части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Первая ступень очистки топлива – это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине крупным примесям и воде попасть в систему питания двигателя. Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов. Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40–50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5–9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка – лампа резерва топлива.

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

Топливный насос – предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор. Насос (рис. 3.2) состоит из корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.

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

Рис. 3.2. Схема работы топливного насоса: 1 – нагнетательный патрубок; 2 – стяжной болт; 3 – крышка; 4 – всасывающий патрубок; 5 – впускной клапан с пружиной; 6 – корпус; 7 – диафрагма насоса; 8 – рычаг ручной подкачки; 9 – тяга; 10 – рычаг механической подкачки; 11 – пружина; 12 – шток; 13 – эксцентрик; 14 – нагнетательный клапан с пружиной; 15 – фильтр очистки топлива

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

Подача бензина в карбюратор происходит лишь за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. Это означает, что когда камера карбюратора будет заполнена и клапан перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. До тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии "вытолкнуть" из насоса очередную порцию бензина.

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

Воздушный фильтр (рис. 3.3) – необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

При загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином.

Рис. 3.3. Воздушный фильтр 1 – крышка; 2 – фильтрующий элемент; 3 – корпус; 4 – воздухозаборник

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

Простейший карбюратор

Процесс приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит приготовление горючей смеси, называется карбюратором.

Принцип работы карбюратора аналогичен принципу работы пульверизатора. Простейший карбюратор (рис. 3.4) состоит из поплавковой камеры 14 с поплавком 15 и игольчатым клапаном 1. Поплавковая камера предназначена для поддержания определенного уровня топлива на выходе в смесительную камеру 8, где и происходит смешивание мелко распыленного бензина с воздухом. Бензин выходит в смесительную камеру через жиклер 13 и распылитель 6.

Рис. 3.4. Схема простейшего карбюратора: 1 – игольчатый клапан, 2 – топливопровод, 3 – балансировочное отверстие, 4 – воздушный фильтр, 5 – воздушная заслонка, 6 – распылитель, 7 –диффузор, 8 - смесительная камера, 9 – поршень, 10 – впускной клапан, 11 – впускная труба, 12 – дроссельная заслонка, 13 – жиклер, 14 – поплавковая камера, 15 - поплавок

Жиклер – это калиброванное отверстие, которое может пропустить строго определенное количество бензина. В карбюраторах устанавливаются и воздушные жиклеры, предназначенные для пропуска определенного количества воздуха.

Распылитель необходим для подачи бензина в смесительную камеру. Для обеспечения пульверизации бензина воздух за счет разрежения должен проходить с большой скоростью. Для ускорения движения воздуха, а, следовательно, для поступления необходимого количества бензина служит диффузор 7. Для предотвращения произвольного вытекания бензина при перекосах двигателя выход из распылителя должен быть на 2-3 мм выше уровня бензина в поплавковой камере.

Топливо в поплавковую камеру подводится через трубопровод 2 и игольчатый клапан 1. При повышении уровня топлива в поплавковой камере поплавок всплывает, поднимая клапан. Когда топливо достигает определенного уровня, клапан закрывает седло и перекрывает поступление бензина внутрь поплавковой камеры.

Для регулирования количества смеси, направляемой в цилиндры двигателя, служит дроссельная заслонка 12. С увеличением ее открытия увеличивается количество подаваемой в цилиндр двигателя горючей смеси, а, следовательно, увеличивается частота вращения коленчатого вала и развиваемая двигателем мощность.

Карбюратор работает следующим образом. При таксе впуска, когда двигатель движется от ВМТ к НМТ, в цилиндре создаются разряжение, передающееся через впускную трубу в смесительную камеру карбюратора. Одновременно в смесительную камеру поступают очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из поплавковой камеры через жиклер и распылитель. В диффузоре происходит их смешивание. Под действием быстрого движения воздуха бензин разбивается на мелкие капли, которые испаряются и смешиваются в виде паров с воздухом.

Разряжение в диффузоре зависит от степени открытия дроссельной заслонки. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем сильнее будет разряжение диффузоре, и больше будет истекать топливо. Если дроссельную заслонку прикрыть, то разряжение в диффузоре уменьшится, и уменьшится истечение бензина из поплавковой камеры.

Процесс перемешивания мелко распыленного топлива с воздухом (образование горючей смеси) начинается в момент поступления его из распылителя в диффузор и продолжается при движении смеси по карбюратору, впускному трубопроводу и в самих цилиндрах.

Если часть топлива испариться не успевает, то оно через зазоры между поршнем и цилиндром стекает в поддон картера двигателя. Интенсивное перемешивание горючей смеси с воздухом происходит в щели между выпускным клапаном и его седлом. Заканчивается процесс смесе-образования в цилиндре двигателя при такте сжатия. Для поддержания атмосферного давления внутри поплавковой камеры в крышке карбюратора имеется вентиляционное отверстие 2.

Рассмотренный простейший карбюратор с одним жиклером может обеспечить необходимый состав смеси лишь для определенного режима работы, а эксплуатационные режимы карбюраторных двигателей отличаются большим разнообразием, поэтому такой карбюратор практически не пригоден для автомобильных двигателей.

В условиях эксплуатации автомобиля для карбюраторного двигателя характерны следующие основные режимы работы:

пуск холодного двигателя, требующий очень богатой смеси из-за плохого испарения топлива в результате соприкосновения его с непрогретыми стенками впускного газопровода и цилиндров;
режим холостого хода и малых нагрузок, требующий богатой смеси. На этих режимах дроссельную заслонку прикрывают, уменьшая наполнение цилиндров горючей смесью, в результате чего увеличивается относительное содержание в рабочей смеси остаточных газов, ухудшающих процесс сгорания. В этих условиях для поддержания устойчивой работы двигателя горючая смесь должна быть богатой;

режим частичных (средних) нагрузок, соответствующий открытию дроссельных заслонок до 80%. На этих нагрузках двигатель работает большую часть времени, а поэтому для такого режима целесообразен экономичный состав смеси, т. е. смесь должна быть обедненной
режим полных (максимальных) нагрузок, обеспечивающий получение от двигателя максимальной мощности. Обычно такие режимы используют кратковременно (при разгоне автомобиля, движении его с максимальной скоростью, преодолении крутых подъемов и т.д.). На указанных режимах, пренебрегая экономичностью, применяют обогащенную смесь

В этих условиях движения неизбежно резкое и полное открытие дроссельной заслонки, которое не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси из-за увеличения количества поступающего воздуха. Для предотвращения такого обеднения смеси карбюраторы имеют специальные смесеобогащающие устройства.

Разнообразие условий эксплуатации компенсируется стабильностью работы дозирующих систем карбюратора, которые обеспечивают приготовление горючей смеси следующих составов:

экономичного при всех нагрузочных (меняющееся положение дросселя) и скоростных (меняющаяся частота вращения) режимах с частичными открытиями дроссельной заслонки;
мощностного при полном открытии дроссельной заслонки на всех скоростных режимах
обогащенного при резких открытиях дроссельной заслонки и – особенно в момент начала разгона автомобиля
сильно обогащенного при пуске холодного двигателя с постепенным обеднением смеси при переходе на режим холостого хода

Кроме того, карбюратор должен обеспечивать минимальную токсичность отработавших газов на всех режимах работы двигателя.

Для реализации всех этих во многом противоречивых требований современные карбюраторы имеют дополнительные устройства:

пусковое устройство, предназначенное для приготовления горючей смеси богатого состава при запуске холодного двигателя
систему холостого хода, позволяющую двигателю работать с малыми нагрузками
главную дозирующую систему, которая должна поддерживать работу двигателя на средних режимах, приготавливая горючую смесь обедненного состава
экономайзер или эконостат для обогащения горючей смеси с целью получения от двигателя полной мощности
ускорительный насос для обеспечения впрыска топлива при резком открытии дроссельной заслонки

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 513; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!