Долгое время для изготовления и доставки горючей смеси в цилиндры ДВС, для выведения отработанных газов применялась система питания карбюраторного двигателя. Она выполняет следующие задачи:
- смешивает воздух и горючее в нужном соотношении;
- готовит однородную смесь;
- транспортирует её к цилиндрам;
- выводит из ДВС отработанные газы.
Производство топливно-воздушной смеси называется карбюрацией. Общее устройство карбюраторного мотора состоит из следующих функциональных узлов:
- Приборы, в которых хранится бензин и измеряется его объем.
- Топливные фильтры.
- Устройства для доставки горючего.
- Фильтры воздуха.
- Приборы для изготовления топливно-воздушной смеси.
- Устройства, которые подают её в цилиндры.
- Приборы для выведения отработавших газов и снижения шума при их выходе.
Как работает простейший карбюратор
В функционировании системы питания карбюратора можно выделить следующие этапы:
Насос
Обеспечивает подачу бензина для впрыскивания,поддерживает необходимый уровень давления для корректной работы топливной магистрали в целом. Топливный насос карбюраторного двигателя монтируется непосредственно в конструкцию бензобака, при этом оснащается электроприводом. В некоторых моделях авто можно, как дополнительный усиливающий элемент, установить подкачивающий насос.
Образование топливной струи
Из бензобака горючее поступает в поплавковую камеру. Топливо в ней всегда находится на постоянном уровне. Для этого используются поплавок и топливный клапан. Когда бак наполняется горючим до предельного уровня, то поплавком игла прижимается к седлу. Таким образом, поступление бензина останавливается.
Когда уровень горючего снижается, поплавок начинает опускаться. В результате открывается доступ бензина в камеру. Возрастания расхода бензина вызывает снижение его уровня. Это приводит к увеличению проходного сечения для горючего. Зазор для бензина образовывается между иглой и седлом. К поплавковой камере присоединена труба.
Даже при максимальной наполненности бензин в ней находится ниже, чем края выходного отверстия распылителя. Благодаря этому горючее не вытекает, когда ДВС не работает.
Воздух в карбюратор поступает по главному воздушному каналу. Посередине его сечение уменьшается. За счёт этого создаётся диффузор. Он ускоряет поток воздуха, улучшает испарение бензина и смесеобразования, увеличивает тягу в распылителе. Самая узкая часть диффузора соединена с концом распылителя. За счёт дроссельной заслонки регулируется количество топливно-воздушной смеси, которая поступает в цилиндры.
Заслонка соединена с педалью. При нажатии на неё она меняет своё положение. Чем больше заслонка открывается, тем больший объем топливно-воздушной смеси попадает в цилиндры. В результате растёт мощность, которую вырабатывает мотор. Так регулируется объем горючей смеси, которая поступает в цилиндры.
Распад топливной струи
Из жиклёра горючее поднимается в распылитель, при этом расходуется энергия. Когда разница между скоростями бензина и воздуха достигает 4-6 м/c, топливная струя распадается. Капли в размере достигают 20-120 мкм, оптимальным значением, считается 50 мкм.
Чем больше температура горючего, тем мельче капли. Это объясняется более низким коэффициентом поверхностного натяжения, возрастанием разницы между скоростями бензина и воздуха.
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.
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.
За счет чего движется бензин
Воздушный поток движется в 25 раз быстрее, чем бензин. Карбюратор работает по такому же принципу, что и пульверизатор. Между камерой с поплавком и диффузором имеется перепад давлений. Это приводит к тому, что бензин покидает поплавковую камеру, двигаясь по топливному калиброванному отверстию и распылителю к диффузору.
Затем горючее оказывается в главном воздушном канале. На сегодняшний день давление, при котором начинается транспортировка бензина, составляет 100 Па. Если же значение меньше, то по карбюратору двигается лишь воздушный поток.
Скорость воздушного потока, проходящего через диффузор, растёт. По этой причине давление в распылительной области снижается. Когда мотор не работает, разность давлений между камерой с поплавком и распылительной областью отсутствует.
Во время запуска мотора при всасывании в цилиндре возникает тяга. Т.к. распылительная область сообщается с цилиндром с помощью впускного трубопровода и главноговоздушного калиброванного отверстия, то тяга из цилиндра достигает распылительной зоны.
После этого появляется перепад давлений между камерой с поплавком и диффузором, что приводит к движению бензина из камеры в распылитель. Затем в главном воздушном канале горючее образует смесь с воздухом и движется к цилиндрам.
Движение воздуха и топливно-воздушной смеси
Ускорению воздуха при движении по диффузору способствует образованию тяги в распылительной области. Уменьшение размеров диффузора возможно лишь до определённого значения. В противном случае настанет момент, когда уменьшение диффузора приведёт к увеличению сопротивления для движения воздушного потока.
В результате упадёт мощность двигателя, потому что цилиндры станут меньше наполняться. Часть трубки, которая соединяет горловину диффузора с осью дроссельной заслонки, называется «смесительная камера».
При образовании топливно-воздушной смеси участвует не весь бензин. Это происходит по причине того, что часть бензина не испаряется и не перемешивается с воздушным потоком. Незадействованные капли горючего двигаются вместе с воздухом. Встречая на своём пути стенки смесительной камеры и выпускного трубопровода, остатки топлива откладываются на них.
Похожие сообщения
Замена (снятие и установка) головки блока цилиндров своими…
Наварка шин экономим деньги на резине
Замена сальников клапанов своими руками
При этом образуется плёнка, медленно движущаяся. Для её испарения производится нагрев впускного трубопровода во время работы ДВС. Существуют 2 вида подогрева:
Виды карбюраторов
Топливно-воздушная смесь окончательно образовывается во впускном трубопроводе ДВС. Воздушный поток в смесеобразовательном приборе может двигаться в разных направлениях. Поэтому карбюраторы бывают нескольких видов:
Как улучшить образование топливно-воздушной смеси
Сложность изготовления топливно-воздушной смеси заключается в том, что данный процесс осуществляется очень быстро. Воздух и смесь проходят через впускной тракт мотора со скоростью 30 — 100 м/c, а время образования смеси не превышает 20 мс. Факторы, которые улучшают смесеобразование и испарение бензина:
- легкоиспаряющаяся жидкость в качестве горючего;
- расширение площади парообразования за счёт распыливания бензина и обдува топливных капель;
- уменьшение давления в той среде, в которую попадает горючее;
- нагревание бензина и воздуха;
- введение эмульсионной жидкости с помощью распылителя.
Усовершенствованные карбюраторные двигатели
Увеличение открытия дроссельной заслонки приводит к возрастанию воздуха, который проходит через карбюратор. В результате он ускоряется и создаёт дополнительную тягу в диффузоре. Это выступает причиной повышения расхода бензина. При этом необходимое соответствие между увеличением количества воздуха и горючего не выполняется.
За счёт этого топливно-воздушная смесь, изготовленная при большом открывании заслонки, является обогащённой Т.к. режимы работы ДВС разные, то смесь, произведённая простым карбюратором, по составу не соответствует требуемой. Во время малых нагрузок тяга в диффузоре такая низкая, что приготовить топливно-воздушную смесь вообще невозможно.
Чтобы убрать указанный недостаток устройство системы питания карбюратора укомплектовывают дополнительными приборами. При их использовании топливно-воздушная смесь, приготовленная во время разных режимов, очень близка к требуемой.
Машины на карбюраторах работают в следующих режимах:
Разные режимы функционирования ДВС сопровождаются включением соответствующих систем и устройств:
- прибор для пуска;
- система холостого хода;
- главный дозирующий прибор;
- экономайзер;
- ускоряющий насос.
Опишем подробно каждый:
Применение описанных устройств позволяет сделать работу карбюраторного ДВС более эффективной, повысив его мощность и снизить расход топлива.
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.
Что еще стоит почитать
Устройство генератора ваз 2109
Устройство ходовой части ваз 2109
Устройство впускного коллектора
Топливный насос
Сбои в работе карбюратора
Опишем основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя, и способы их устранения:
Для комфортной и безопасной езды необходимо регулярно проводить ТО и использовать качественный бензин. При обнаружении нарушений в работе карбюратора требуется как можно быстрее выявить причину и устранить неполадку.
Карбюратор приготовляет горючую смесь, которая по впускному трубопроводу поступает в цилиндры. Выпускной трубопровод отводит из цилиндров отработавшие газы. Глушитель уменьшает шум отработавших газов, выходящих в атмосферу.
Принцип действия и общее устройство карбюратора. В корпусе простейшего карбюратора размещены поплавковая и смесительная камеры. Поплавок, действующий на игольчатый клапан, поддерживает в поплавковой камере постоянный уровень топлива. Отверстие сообщает поплавковую камеру с атмосферой.
В верхней части смесительной камеры расположен входной воздушный патрубок, в средней установлен диффузор, имеющий суженное проходное сечение (горловину), а в нижней части (выходном патрубке) — заслонка, называемая дросселем, укрепленная на валике, пропущенном через отверстия в стенках смесительной камеры. При помощи рычага на наружном конце валика дросселя последний можно повернуть в требуемое положение. Выходной патрубок смесительной камеры соединен с впускным трубопроводом двигателя посредством фланца.
Полость поплавковой камеры сообщена с распылителем, выведенным в горловину диффузора, жиклером, имеющим калиброванное отверстие. Верхний срез распылителя расположен выше уровня топлива в поплавковой камере, топливо самотеком не выливается.
Во время работы двигателя атмосферный воздух, поступающий в цилиндры при тактах впуска, проходит через смесительную камеру, в которой, как и в цилиндрах, образуется разрежение, равное разности давлений атмосферного и в смесительной камере. Известно, что при движении жидкости или газа по трубопроводу их давление в суженном участке снижается, а скорость повышается. Поэтому наибольшее разрежение, а следовательно, и максимальная скорость воздуха создаются в горловине диффузора.
Рис. 21. Схема устройства и работы простейшего карбюратора: 1 — смесятельная камера; 2 — диффузор; 3 — входной воздушный патрубок; 4 — распылитель; 5 — воздушное отверстие поплавковой камеры; 6 — поплавковая камера; 7 — игольчатый клапан; 8 — поплавок; 9 — жиклер; 10 — дроссель; 11 — впускной трубопровод двигателя; 12 — рычаг дросселя.
Вследствие разности давлений — атмосферного в поплавковой камере и пониженного в диффузоре — топливо вытекает из отверстия распылителя и распыливается потоком воздуха, движущегося через диффузор.
Процесс приготовления горючей смеси, начавшийся в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе, а также в цилиндрах двигателя во время тактов впуска и сжатия.
Состав приготовляемой карбюратором горючей смеси зависит от величины проходного отверстия жиклера: чем оно больше, тем жиклер пропускает больше топлива к распылителю и тем богаче образуется смесь. Количество поступающей в цилиндры смеси регулируют дросселем.
Существенный недостаток описанного карбюратора — он не обеспечивает получения требуемого состава смеси при различных режимах работы двигателя: при пуске; при малых частотах холостого хода; при неполных и полных нагрузках; при резком открытии дросселя.
Во время пуска двигателя в этом карбюраторе смесь не образуется, так как из-за медленного вращения коленчатого вала в смесительной камере не создается разрежения, достаточного для истечения топлива из распылителя.
На малых оборотах холостого хода такой карбюратор приготовляет слишком бедную смесь, вследствие того что дроссель почти полностью закрыт и, хотя в цилиндрах образуется сильное разрежение, величина разрежения в диффузоре недостаточна для получения требующейся для работы на этом режиме обогащенной смеси.
По мере открытия дросселя и перехода от малых частот холостого хода к работе под нагрузкой простейший карбюратор обогащает смесь, потому что при увеличении разрежения в смесительной камере количество протекающего через жиклер топлива возрастает быстрее, чем количество проходящего через диффузор воздуха, в связи с различием физических свойств топлива и воздуха. В то же время при неполной нагрузке двигателя желательно, наоборот, некоторое обеднение смеси, и только при полной нагрузке требуется обогащенная смесь.
Во время резкого открытия дросселя смесь, приготовляемая простейшим карбюратором, обедняется, так как в момент открытия дросселя уменьшается разрежение во впускном трубопроводе, что вызывает конденсацию части паров топлива, которое оседает на стенках трубопровода и не попадает в цилиндры. Из-за этого простейший карбюратор не обеспечивает хорошей приемистости двигателя, т. е. способности быстро увеличивать частоту вращения коленчатого вала и мощность.
Чтобы получить на всех режимах работы двигателя горючую смесь требуемого состава, в карбюраторах, устанавливаемых на современных автомобильных двигателях, предусматривают пусковое устройство, систему холостого хода, главную дозирующую систему, ускорительный насос и экономайзер.
Пусковое устройство обеспечивает образование в карбюраторе богатой смеси, необходимой для легкого пуска холодного двигателя. ^ большинства карбюраторов это воздушная заслонка, расположенная в воздушном патрубке.
Система холостого хода обеспечивает получение обогащенной смеси, требуемой для устойчивой работы двигателя на малых оборотах холостого хода.
Главная дозирующая система приготовляет обедненную смесь, обеспечивающую экономичную работу двигателя под нагрузкой. В главную дозирующую систему всегда входит устройство для компенсации (регулирования состава) смеси, необходимое для экономичной работы двигателя при изменяющихся нагрузке и частоте вращения коленчатого вала.
Ускорительный насос обогащает горючую смесь во время резкого открытия дросселя, что улучшает приемистость двигателя, а экономайзер — при полной нагрузке с целью получения от двигателя максимальной мощности.
В зависимости от направления потока воздуха, движущегося через смесительную камеру, различают карбюраторы с падающим, восходящим и горизонтальным потоками смеси, а по способу поддержания необходимого давления в поплавковой камере — балансированные и небалансированные карбюраторы.
Балансированными называют карбюраторы, у которых поплавковая камера сообщена не непосредственно с атмосферой, а со входным воздушным патрубком смесительной камеры. Благодаря этому давление в обеих камерах уравнивается и исключается влияние на состав смеси состояния воздушного фильтра карбюратора.
В небалансированных карбюраторах (поплавковая камера сообщена с атмосферой) засорение воздушного фильтра приводит к обогащению-смеси, так как при засорении фильтра сопротивление прохождению воздуха возрастает и разрежение в смесительной камере карбюратора, а следовательно, и разность давлений в поплавковой и смесительной камерах увеличиваются. У балансированных карбюраторов в этом случае одновременно с увеличением разрежения в смесительной камере создается некоторое разрежение и в поплавковой камере, благодаря чему разность давлений в ней и в смесительной камере остается прежней и состав смеси не меняется.
Получили большое распространение двухкамерные карбюраторы, имеющие две смесительные камеры. В таких карбюраторах создаются лучшие условия образования горючей смеси, чем в карбюраторах с одной смесительной камерой, а также обеспечивается более полное и равномерное наполнение цилиндров двигателя, что особенно важно при числе цилиндров более четырех и V-образном расположении цилиндров.
Карбюраторы К-126Б, К-126Ги К-88А. Эти карбюраторы близки друг к другу. Все они балансированные, двухкамерные, с падающим потоком смеси, компенсацией ее состава по способу пневматического торможения топлива, снабжены ускорительным насосом и экономайзером, имеющими общий механический привод.
Рис. 22. Схема карбюратора К-126Б: 1 и 4—планка и промежуточный рычаг привода ускорительного насоса и экономайзера; 2 и 40 — шток и поршень ускорительного насоса; 3,33 и 38 — верхняя, нижняя и средняя части корпуса карбюратора; 5 и 26 — воздушный жиклер и эмульсионная трубка главной дозирующей системы; 6 и 32 — малый и большой диффузоры; 7 — балансировочный канал поплавковой камеры; 8 — распылитель главной дозирующей системы; 9 и 15 — топливный и воздушный жиклеры системы холостого хода; 10— клапан воздушной заслонки; 11 — воздушная заслонка; 12 — форсунка ускорительного насоса и экономайзера; 13 — винт крепления форсунки; 14 и 37 — нагнетательный и обратный клапаны ускорительного насоса; 16 — игольчатый клапан поплавковой камеры; 17 — сетчатый фильтр; 18 — поплавок; 19 — смотровое окно; 20 — пробка; 21 — регулятор частоты вращения коленчатого вала; 22 и 24 — диафрагма и пружина регулятора; 23 и 36 — валик и рычаг дросселей; 25 — главный жиклер; 27 — дроссель; 28 — регулировочный винт; 29 и 35— жиклер и топливный канал экономайзера; 30 и 31 — канал и распыливающие отверстия системы холостого хода; 34 — топливный канал ускорительного насоса; 39 — клапан экономайзера; 41 — шток привода экономайзера.
Карбюратор К-126Б, установленный на двигателе 3M3-53 автомобиля ГАЗ-53А, показан на рис. 22. В каждой из его двух смесительных камер, работающих одновременно и параллельно на всех режимах, приготовляется горючая смесь для четырех (из восьми) цилиндров двигателя. В обеих камерах имеются свои диффузоры, система холостого хода, главная дозирующая система. Ускорительный насос, экономайзер и их распылители — общие для обеих камер. Дроссели обеих камер жестко закреплены на общем валике. Воздух поступает в обе смесительные камеры из общего для них воздушного патрубка, а топливо — из общей поплавковой камеры.
Разъемный корпус карбюратора состоит из верхней, средней и нижней частей, скрепленных винтами.
В поплавковую камеру топливо поступает через сетчатый фильтр. Уровень топлива поддерживают игольчатый клапан и латунный поплавок. Поплавковая камера сообщена с воздушным патрубком балансировочным каналом и снабжена застекленным окном для контроля уровня топлива.
Смесительные камеры представляют собой вертикальные каналы в корпусе карбюратора. Верхняя часть обеих камер сообщается с общим воздушным патрубком, в средней их части находятся малый и большой диффузоры, в нижней части дроссели.
Пусковым устройством карбюратора служит воздушная заслонка с пружинными клапанами, предотвращающими переобогащение смеси при пуске двигателя.
К системе холостого хода, отдельной для каждой смесительной камеры, относятся топливный и воздушный жиклеры холостого хода, канал и распыливающие отверстия, расположенные одно выше, а другое ниже края закрытого дросселя. Проходное сечение нижнего отверстия можно изменять регулировочным винтом.
В главную дозирующую систему входят главный топливный жиклер, воздушный жиклер с эмульсионной трубкой и распылитель, выполненный в малом диффузоре.
Ускорительный насос карбюратора состоит из колодца, в котором находится поршень со штоком, шарикового обратного клапана, канала, нагнетательного клапана и двух распылителей, образующих вместе с распылителями экономайзера общую деталь, — форсунку, прикрепленную к корпусу карбюратора полым (топливопроводящим) винтом. Поршень насоса приводится в действие установленным на валике дросселей рычагом через соединительную тягу, промежуточный рычаг, планку и пружину штока.
В систему экономайзера входят шток, пружинный клапан, топливный канал, жиклер, форсунка и общий с ускорительным насосом привод.
На различных режимах работы двигателя карбюратор действует следующим образом.
При пуске холодного двигателя воздушная заслонка должна быть закрыта, а дроссель немного приоткрыт, благодаря чему в смесительной камере карбюратора создается сильное разрежение и в нее поступает топливо через главную дозирующую систему и систему холостого хода. После пуска водитель должен приоткрыть воздушную заслонку. Если оставить ее закрытой, то вследствие значительного усиления разрежения в карбюраторе откроются пружинные клапаны заслонки, через которые в смесительную камеру будет поступать воздух. Благодаря этому предотвращается остановка двигателя из-за переобогащения смеси.
На малых частотах холостого хода при прогретом двигателе воздушная заслонка полностью открыта, а дроссель закрыт до упора его рычага в регулировочный винт. В задроссельном пространстве карбюратора создается сильное разрежение, передающееся по каналам системы холостого хода на жиклер 9, через который топливо, поступающее из главного жиклера, проходит в канал системы холостого хода. В этот же канал поступает воздух через воздушный жиклер 15 холостого хода, образуя с топливом эмульсию (пенистую смесь топлива и воздуха), распыливаемую через отверстия 31 в смесительной камере.
Состав смеси регулируют винтом, при ввертывании которого смесь обедняется, а при вывертывании — обогащается. Частоту вращения коленчатого вала на этом режиме регулируют упорным винтом рычага валика дросселей.
При малых и средних нагрузках двигателя топливо в смесительную камеру поступает через главный топливный жиклер и распылитель. При этом в колодец эмульсионной трубки через воздушный жиклер главной дозирующей системы и далее через отверстия эмульсионной трубки, а также через воздушный жиклер 15 системы холостого хода всасывается воздух. Поэтому в колодце образуется эмульсия и уменьшается разрежение, действующее на жиклер. Соответственно снижается и количество топлива, подаваемого главной дозирующей системой в смесительную камеру, и в карбюраторе образуется обедненная (экономичная) смесь.
Количество воздуха, поступающего в главную дозирующую систему, зависит от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. В результате на различных режимах работы двигателя достигается получение в карбюраторе обедненной смеси приблизительно постоянного состава. Таким образом, в карбюраторе К-126Б осуществляется компенсация состава горючей смеси путем пневматического торможения топлива.
Во время резкого открытия дросселей поршень ускорительного насоса быстро опускается. Вследствие образующегося под поршнем давления закрывается шариковый обратный клапан, открывается игольчатый нагнетательный клапан и топливо впрыскивается через распыливающие отверстия форсунки в смесительную камеру, обогащая приготавливаемую карбюратором смесь. При постепенном открытии дросселей ускорительный насос не срабатывает, так как при медленном перемещении его поршня под ним не создается давления, необходимого для закрытия шарикового клапана.
При больших нагрузках топливо подается в смесительную камеру главной дозирующей системой и экономайзером. Пока дроссели открыты не полностью, подача топлива в смесительную камеру ограничивается главным жиклером. При открытии дросселей более чем на 85% планка привода ускорительного насоса, жестко связанная со штоком привода клапана экономайзера, нажимая шток, открывает клапан, и в смесительную камеру начинает поступать дополнительное топливо через жиклер и распыливаю-шее отверстие форсунки. Благодаря этому смесь обогащается и мощность двигателя возрастает
Карбюратор Ц-126Г двигателя ГАЗ-24 отличается от карбюратора К-126Б следующим.
Смесительные камеры карбюратора К-126Г включаются в действие последовательно. Сначала открывается дроссель первичной смесительной камеры, а затем, когда он откроется примерно на 2/3, начинает открываться дроссель вторичной камеры. Соответственно пуск двигателя при закрытой воздушной заслонке осуществляется только за счет первичной камеры. Система холостого хода и распылитель ускорительного насоса имеются только‘в первичной смесительной камере, а распылитель экономайзера—только во вторичной.
Благодаря последовательному включению смесительных камер в карбюраторе лучше происходят процессы смесеобразования при пуске двигателя, на малых частотах холостого хода, при малых и средних нагрузках.
В остальном по устройству и действию карбюратор К-126Г не отличается от карбюратора К-126Б.
Карбюратор К-88А двигателя ЗИЛ-130 имеет следующие особенности.
Как и в карбюраторе К-126Б, дроссели обеих смесительных камер жестко закреплены на общем валике, а поэтому смесительные камеры работают одновременно и параллельно на всех режимах, приготовляя горючую смесь для четырех цилиндров каждая. Входной воздушный патрубок с заслонкой, ускорительный насос с форсункой, имеющей два распыливающие отверстия и клапан экономайзера, — общие для обеих смесительных камер. Каждая камера имеет самостоятельные систему холостого хода и главную дозирующую систему, состоящую из главного жиклера, жиклера полной мощности, распылителя, воздушного жиклера и топливных каналов.
При пуске и на малых оборотах холостого хода двигателя карбюратор К-88А работает так же, как карбюратор К-126Б.
Во время работы при малых и средних нагрузках топливо в смесительную камеру поступает, последовательно проходя через главный жиклер и жиклер полной мощности. К топливу, образуя эмульсию, примешивается воздух, поступающий через воздушный жиклер главной дозирующей системы и воздушный жиклер системы холостого хода. Благодаря этому происходит компенсация состава смеси.
При резком открытии дросселей вступает в действие ускорительный насос, работающий так же, как в карбюраторе К-126Б.
При открытии дросселей более чем на 85% открывается клапан экономайзера, после чего через него поступает дополнительное топливо к жиклерам полной мощности, помимо главных жиклеров, и смесь обогащается.
Управление заслонками карбюратора. Рычаг валика воздушной заслонки соединен заключенной в оболочку гибкой тягой (боуденов-ским тросом) с рукояткой (кнопкой), расположенной на панели щитка приборов автомобиля. Чтобы закрыть заслонку (произвести «подсос.» топлива в смесительную камеру карбюратора), водитель вытягивает рукоятку на себя до отказа. При этом одновременно с закрытием воздушной заслонки дроссели, рычаг валика которых соединен системой тяг и рычагов с рычагом валика воздушной заслонки, приоткрываются на величину, необходимую для легкого пуска и получения достаточной частоты вращения коленчатого вала после пуска двигателя. Для открытия воздушной заслонки необходимо переместить рукоятку в сторону щитка приборов до отказа. Полному открытию заслонки способствует действующая на ее рычаг пружина, установленная на валике заслонки.
Рис. 23. Схема центробежно-вакуумного ограничителя частоты вращения коленчатого вала: 1 — седло клапана измерительного преобразователя; 2 — клапан; 3 — втулка ротора; 4 — сверление; 5, 7 и 9 — корпус, пробка и крышка ротора измерительного преобразователя; 6 — ротор; 5 — регулировочный винт; 10 — пружина; 11 к 12 — трубки; 13 и 16—верхняя и нижняя части корпуса ограничителя; 14 и 17— полости в корпусе; 15 и 18 — диафрагма и ее шток; 19 — пружина; 20 и 23 — воздушные жиклеры; 21— двуплечий рычаг; 22 — валик дросселей; 24 —сальниковое уплотнение; 25 — канал; 26 — дроссель; 27 — пластинчатый рычаг; 28 — вилка; 29 — рычаг управления дросселями.
Открывает и закрывает дроссели водитель при помощи педали, соединенной с рычагом валика дросселей системой тяг и рычагов. Нажатие педали вызывает открытие, а ее отпускание — закрытие дросселей. В исходное (верхнее) положение педаль возвращает ее пружина. Для регулирования положения дросселей при полностью отпущенной педали, а вместе с тем и частоты вращения коленчатого вала при малых оборотах холостого хода двигателя служит винт в корпусе карбюратора, ограничивающий ход рычага валика дросселей в направлении их закрытия.
Ограничители максимальной частоты вращения коленчатого вала устанавливают на двигатели грузовых автомобилей, чтобы исключить повышенный износ деталей двигателя.
На двигатели легковых автомобилей ограничители не ставят.
Центробежно-вакуумный ограничитель частоты вращения коленчатого вала двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 состоит из измерительного преобразователя (центробежного датчика), расположенного на крышке распределительных шестерен, и диафрагменного механизма ограничения частоты вращения, прикрепленного к нижней части корпуса карбюратора.
В корпусе измерительного преобразователя, закрытом крышкой, находится установленный во втулке ротор, приводимый во вращение от распределительного вала двигателя. В полости ротора помещены клапан и его седло. При неработающем двигателе клапан оттягивается от седла пружиной. Во время работы двигателя клапан, стремящийся по инерции двигаться прямолинейно, преодолевает силу натяжения пружины и удаляется от оси вращения ротора, а по достижении предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала садится в седло.
На левом конце валика дросселей укреплен пластинчатый рычаг, входящий в вилку валика рычага привода дросселей, связанного системой тяг с педалью в кабине водителя. Зазор между рычагом и концами вилки позволяет повертывать валик дросселей относительно рычага на определенный угол.
К одному концу двуплечего рычага, установленного на правом конце валика дросселей, присоединена пружина, постоянно стремящаяся повернуть рычаг и валик в сторону открытия дросселей, к другому концу — шток диафрагмы, зажатой между верхней и нижней частями корпуса ограничителя частоты вращения. Диафрагма делит пространство внутри корпуса механизма на полости, причем полость, расположенная под диафрагмой, постоянно сообщена с воздушным патрубком карбюратора каналом.
Ограничитель работает следующим образом. Когда педаль управления дросселями отпущена, рычаг повернут в направлении, указанном на рисунке стрелкой и, действуя на валик через вилку и пластинчатый рычаг, удерживает дроссели закрытыми. При этом пружина растянута, так как сила ее упругости меньше силы упругости пружин, установленных в приводе управления дросселями, а диафрагма выгнута вверх.
Во время нажатия педали рычаг повертывается в противоположном направлении и освобождает валик, который под действием пружины повертывается в сторону открытия дросселей; при этом диафрагма прогибается вниз.
Пока при открытых дросселях частота вращения коленчатого вала двигателя остается в допустимых пределах, полость над диафрагмой сообщена с воздушным патрубком карбюратора через трубку, сверление ротора, отверстие в седле клапана измерительного преобразователя и трубку. Поэтому в полости 14 поддерживается такое же давление, как в полости под диафрагмой, вследствие чего механизм не влияет на положение дросселей, зависящее в данном случае только от положения рычага привода.
Когда частота вращения коленчатого вала достигает предельно допустимой величины, клапан измерительного преобразователя садится в седло и разобщает полость с воздушным патрубком карбюратора. Над диафрагмой создается такое же разрежение, как в смесительной камере около дросселя, а под диафрагмой сохраняется давление, как в воздушном патрубке. Под действием разности давлений диафрагма, преодолевая сопротивление пружины, выгибается вверх и штоком повертывает валик в сторону закрытия дросселей, предотвращая дальнейшее увеличение частоты вращения коленчатого вала. При снижении частоты вращения коленчатого вала пружина измерительного преобразователя оттягивает клапан от седла, восстанавливая сообщение верхней полости с воздушным патрубком карбюратора. Давление в полостях уравнивается, и пружина вновь открывает дроссели до положения, определяемого углом поворота рычага.
Частота вращения, при которой начинает действовать ограничитель, зависит от силы натяжения пружины измерительного преобразователя, регулируемой винтом 8 при вывернутой пробке корпуса измерительного преобразователя.
Топливные баки автомобилей штампуют и сваривают из освинцованной стали. Внутренние перегородки бака повышают его жесткость и уменьшают гидравлические удары при плескании топлива.
Бак заполняют топливом через горловину, закрываемую герметически пробкой, благодаря чему уменьшаются потери топлива от испарения. Пробка бака устроена аналогично пробке радиатора системы охлаждения двигателя: в ней имеются паровой и воздушный клапаны. Паровой клапан, пружина которого рассчитана на избыточное давление около 15 кПа (0,15 кгс/см2), предохраняет бак от разрыва при повышении в нем давления паров бензина в жаркую погоду. Воздушный клапан предотвращает возможность прекращения подачи топлива к карбюратору из-за образования в баке разрежения по мере расходования топлива. Пружина воздушного клапана рассчитана на предельную разность давлений снаружи и внутри бака (разрежение) 20…40 кПа, или 0,2…0,4 кгс/см2.
Топливо из бака поступает по тоиливозаборной трубке, опущенной в бак и закрепленной на его верхней стенке. У грузовых автомобилей эта трубка снабжена краном. В баке установлен также измерительный преобразователь электромагнитного указателя 8 уровня топлива, помещенного на щитке приборов.
Вместимость бака обеспечивает пробег автомобиля на одной заправке не менее 400 км.
Топливный насос. Для подачи топлива из бака к карбюратору на всех отечественных карбюраторных двигателях установлены диафраг-менные топливные насосы, устроенные принципиально одинаково. Они различаются между собой только размерами и конструкцией деталей.
Основные части насоса (рис. 24): корпус, головка корпуса, крышка головки, диафрагма, шток и пружина диафрагмы; двуплечий рычаг привода, установленный в корпусе на оси, три впускных и три выпускных клапана с направляющими стержнями и пружинами, стремящимися удерживать клапаны закрытыми; сетчатый фильтр; рычаг ручной подкачки.
Рис. 24. Топливный насос двигателя ЗИЛ-ISO: а — разрез насоса; б — вид на крышку насоса снизу; 1 — корпус; 2 — пружина; 3 — шток; 4 — головка корпуса; 5 — впускные клапаны; б— сетчатый фильтр; 7 — крышка головки; 8 — выпускные клапаны; 9 — диафрагма; 10 — пружина рычага; 11 — ось рычага; 12 — штанга; 13 — двуплечий рычаг привода насоса; 14 — рычаг ручной подкачки; 15 — отверстие для проверки состояния диафрагмы.
На автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А насос установлен сверху, на автомобиле ГАЗ-24 «Волга» — сбоку двигателя. Двуплечий рычаг насоса либо непосредственно соприкасается с эксцентриком распределительного вала (ГАЗ-24), либо приводится от него в движение толкающей штангой. К входному и выходному отверстиям насоса присоединены топливопроводы, соединяющие насос с топливным баком и карбюратором.
Когда выступ эксцентрика распределительного вала нажимает штангу, наружное плечо рычага поднимается, а внутреннее опускается и, действуя через шток, оттягивает диафрагму вниз. Под действием разрежения, образуемого над диафрагмой, в эту полость поступает топливо из бака через входное отверстие насоса, фильтр и клапаны, открывающиеся под давлением топлива.
После того как эксцентрик распределительного вала повернется и штанга прекратит надавливать рычаг, пружина возвратит диафрагму в верхнее положение. В полости над диафрагмой создается давление, впускные клапаны закрываются, а выпускные открываются, и топливо через выпускное отверстие насоса поступает по топливопроводу в карбюратор. После каждого полного поворота эксцентрика описанный процесс работы насоса повторяется.
Рис. 25. Топливный фильтр-отстойник: 1 — корпус; 2, 5, 8 и 12 — прокладки; 3 — болт; 4 к 13 — входной и выходной штуцеры; 6 — стержень; 7 — фильтрующий элемент; 9 — пробка отверстия для слива отстоя; 10 — пружина; 11 — стакан.
Рис. 26. Фильтры тонкой очистки топлива: а — с сетчатым фильтрующим элементом; б — с керамическим фильтрующим элементом; 1 — гайки-барашки; 2 — прижимные втулки; 3 — скобы; 4 — пружины; 5 — стаканы; 6 — фильтрующие элементы; 7 — прокладки; 8—корпусы.
Когда топливо в поплавковой камере карбюратора достигает предельного уровня, насос прекращает его подавать, так как пружина 2 диафрагмы, рассчитанная на создание в насосе определенного давления, не в состоянии преодолеть сопротивление, оказываемое закрытым игольчатым клапаном поплавковой камеры. При этом диафрагма и ее шток остаются в нижнем положении, а штанга привода и двуплечий рычаг насоса, имеющий возможность свободно скользить по нижнему концу штока диафрагмы, движутся вхолостую.
Рис. 27. Инерционно-масляный воздушный фильтр: 1 — винт-барашек; 2 — гайка-барашек; 3 и 9 — входной и выходной патрубки; 4 — патрубок отбора очищенного воздуха для компрессора пневматического привода тормозов; 5 — фильтрующий элемент; 6 — корпус; 7—направляющее кольцо; 8—масляная ванна.
Рычаг ручной подкачки позволяет приводить в действие диафрагму насоса и наполнять поплавковую камеру карбюратора топливом, не повертывая коленчатый вал двигателя.
Топливные фильтры. Для обеспечения надежной работы карбюратора в системе питания устанавливают следующие топливные фильтры: фильтр-отстойник, укрепленный на кронштейне около топливного бака автомобиля (только у грузовых автомобилей); сетчатый фильтр в топливном насосе; фильтр тонкой очистки топлива, помещенный между топливным насосом и карбюратором; сетчатый фильтр под входным штуцером поплавковой камеры карбюратора.
Фильтр-отстойник автомобиля ГАЗ-53А состоит из корпуса к которому прикреплен болтом стакан отстойника, и фильтрующего элемента, расположенного в стакане на стержне. Фильтрующий элемент собран из прижатых друг к другу пружиной кольцеобразных латунных пластин, имеющий отверстия и выступы. Благодаря выступам между соприкасающимися пластинами образуются щелевые зазоры, в которых задерживаются механические примеси, загрязняющие топливо. Отстой выпускают из отстойника через отверстие, закрываемое пробкой. Топливо поступает в фильтр через штуцер и, пройдя фильтрующий элемент, выходит из корпуса через штуцер.
Фильтры топливного насоса и поплавковой камеры карбюратора изготовляют из частой латунной сетки.
Фильтры тонкой очистки топлива применяют с сетчатым или пористым керамическим фильтрующим элементом.
Топливопроводы системы питания карбюраторных двигателей изготовляют из медных, латунных или медненых стальных тонкостенных трубок, а на некоторых участках (где соединяемые приборы могут смещаться) из бензостойкого резинового шланга или эластичной пластмассовой трубки.
Воздушные фильтры очищают поступающий в карбюратор воздух от пыли, что важно для уменьшения износа деталей двигателя.
В системе питания автомобильных двигателей устанавливают инерционно-масляные (ЗИЛ-130, ГАЗ-5ЭА и ГАЗ-24 «Волга») и сухие («Жигули» и «Москвич-412») фильтры.
Инерционно-масляный фильтр (рис. 27) состоит из корпуса с входным и выходным патрубками и помещенного внутри корпуса фильтрующего элемента с набивкой из смоченного маслом капронового волокна или тонкой металлической проволоки. Входной патрубок и фильтрующий элемент крепят к корпусу фильтра винтом и гайкой. Выходной патрубок соединяют с воздушным патрубком карбюратора. Нижнюю часть корпуса фильтра заполняют маслом до метки на корпусе.
Воздух, поступающий в фильтр, движется вниз между корпусом и фильтрующим элементом. Дойдя до направляющего кольца, поток воздуха резко меняет направление и устремляется вверх. При этом он очищается от крупных частиц пыли, которые, продолжая по инерции двигаться вниз, оседают в масле. Проходя далее через смоченную маслом набивку фильтрующего элемента, воздух очищается от мелких частиц пыли и через выходной патрубок фильтра направляется в карбюратор.
В сухом фильтре воздух очищается от пыли, проходя через фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого металлического каркаса, в котором помещен рулон свернутой в несколько слоев специальной пористой бумаги.
Впускной и выпускной трубопроводы, глушитель. Впускной трубопровод V-образных двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 отлит из алюминиевого сплава и имеет двойные стенки. Пространство между ними образует рубашку подогрева, через которую проходит из рубашки охлаждения головки цилиндров в радиатор жидкость, циркулирующая в системе охлаждения двигателя. Благодаря подогреву горючей смеси, движущейся по впускному трубопроводу, хорошо испаряется содержащееся в ней топливо и улучшается процесс сгорания смеси в цилиндрах двигателя.
Впускной трубопровод этих двигателей укреплен между рядами цилиндров к боковым поверхностям головок цилиндров, где расположены окна каналов ведущих к впускным клапанам (в развале блока цилиндров).
Выпускной трубопровод отливают из чугуна. У V-образных двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 его крепят к головкам цилиндров со стороны, противоположной впускному трубопроводу. К выходному патрубку выпускного трубопровода присоединена приемная труба глушителя. Каждый ряд цилиндров имеет отдельный выпускной трубопровод.
У двигателей ГАЗ-24 алюминиевый впускной и чугунный выпускной трубопроводы укреплены совместно на одной стороне блока цилиндров, причем горючая смесь подогревается во впускном трубопроводе не жидкостью, а отработавшими газами, движущимися по выпускному трубопроводу.
Подогрев осуществляется следующим образом (рис. 28). Нижняя стенка средней части впускного трубопровода нагревается снизу отработавшими газами, поступающими к ней через окно выпускного трубопровода. Интенсивность подогрева регулируют, поворачивая вручную заслонку. В нужном положении заслонку фиксируют гайкой шпильки, закрепляющей сектор, установленный на валике заслонки.
Рис. 28. Схема подогрева горючей смеси: а — нанменьший подогрев смеси (летом); б — наибольший подогрев смеси (зимой); 1 — впускной трубопровод; 2 — заслонка; 3 — стопорная шпилька и гайка; 4 —сектор регулирования подогрева; 5 — выпускной трубопровод.
При жидкостном подогреве горючей смеси его интенсивность изменяется автоматически в зависимости от температуры воды в системе охлаждения двигателя.
Глушитель шума выпуска отработавших газов представляет собой коробку из листовой стали, в которой помещена труба (у V-образных двигателей две трубы) с отверстиями и перегородками, делящими пространство вокруг трубы на несколько полостей. Действие глушителя основано на постепенном расширении, уменьшении скорости и ослаблении пульсации струи отработавших газов, удаляемых в атмосферу.
Основные неисправности в системе питания карбюраторных двигателей. В большинстве случаев следствием неисправностей приборов системы питания являются обеднение или обогащение горючей смеси. Признаки чрезмерного обеднения или обогащения смеси описаны в начале данной главы.
Неисправности, приводящие к обеднению смеси: 1) уменьшение или полное прекращение подачи топлива к карбюратору; 2) слишком низкий уровень топлива в поплавковой камере; 3) засорение топливных жиклеров карбюратора; 4) подсос постороннего воздуха в соединениях карбюратора с впускным трубопроводом или впускного трубопровода с головкой цилиндров.
Неисправности, вызывающие обогащение смеси: 1) слишком высокий уровень топлива в поплавковой камере; 2) увеличение калиброванных отверстий топливных или засорение отверстий воздушных жиклеров; 3) негерметичность клапана экономайзера или нагнетательного клапана ускорительного насоса; 4) заедание (неполное открытие) воздушной заслонки карбюратора; 5) засорение воздушного фильтра карбюратора (при нарушении действия системы балансирования).
При работе двигателя на малых частотах холостого хода обогащение и обеднение смеси могут быть вызваны неправильным положением винтов карбюратора, регулирующих состав смеси.
Для обеспечения нормальной работы системы питания необходимо определить и устранить причины указанных неисправностей.
