В карбураторен двигателКато гориво се използва бензин. Бензинът е запалима течност, която се получава от нефт чрез директна дестилация или крекинг. Бензинът е един от основните компоненти на горимата смес. При нормални условияизгаряне работна смесима постепенно повишаване на налягането в цилиндрите на двигателя. При използване на гориво повече от Ниско качествоотколкото се изисква технически спецификацииавтомобилен двигател, скоростта на горене на работната смес може да се увеличи 100 пъти и да достигне 2000 m / s; такова бързо изгаряне на сместа се нарича детонация. Склонността на бензина към детонация обикновено се характеризира с неговото октаново число; колкото по-високо е октановото число на бензина, толкова по-малко е склонен към детонация. Бензин с по-високо октаново число се използва в автомобилни двигатели с по-високо съотношение на компресия. За да се намали детонацията, към бензина се добавя етилова течност.
В цилиндрите на автомобилния двигател работният процес протича доста бързо. Например ако колянов валсе върти със скорост 2000 rpm, след което всеки ход отнема 0,015 s. За да направите това, е необходимо скоростта на изгаряне на горивото да бъде 25-30 m / s. Изгарянето на горивото в горивната камера обаче става по-бавно. За да се увеличи скоростта на горене, горивото се раздробява на малки частици и се смесва с въздух. Установено е, че за нормално изгаряне на 1 kg гориво са необходими 15 kg въздух, смес с това съотношение (1:15) се нарича нормална. При това съотношение обаче няма пълно изгарянегориво. За пълното изгаряне на горивото е необходим повече въздух и съотношението гориво/въздух трябва да бъде 1:18. Тази смес се нарича постна. С увеличаване на съотношението скоростта на горене рязко намалява и при съотношение 1:20 запалване изобщо не се получава. Но най-голямата мощност на двигателя се постига при съотношение 1:13, в който случай скоростта на горене е близка до оптималната. Тази смес се нарича обогатена. При този състав на сместа не се получава пълно изгаряне на горивото, следователно с увеличаване на мощността разходът на гориво се увеличава.
Когато двигателят работи, се разграничават следните режими:
1) стартиране на студен двигател;
2) работа на ниска скорост колянов вал(режим празен ход);
3) работа при частични (средни) натоварвания;
4) работа при пълно натоварване;
5) работа с рязко увеличаване на натоварването или скоростта на коляновия вал (ускорение).
За всеки отделен режим съставът на горимата смес трябва да бъде различен.
Системата за захранване на двигателя е предназначена да подготви и подаде горима смес към горивните камери; освен това системата за захранване регулира количеството и състава на работната смес.
Система за захранване карбураторен двигател
включва следните елементи:
1) резервоар за гориво;
2) горивопроводи;
3) горивни филтри;
4) горивна помпа;
5) карбуратор;
6) въздушен филтър;
7) изпускателен колектор:
8) всмукателен колектор;
9) шумозаглушител на изпускателната система.
На модерни автомобилиВместо системи за захранване с карбуратор, те се използват все по-често системи за впръскване на гориво. Двигателите на леки автомобили могат да бъдат оборудвани с разпределителна система за впръскване на гориво или централна система за впръскване. едноточково впръскванегориво.
Системи за впръскване на горивоимат редица предимства пред системите за захранване на карбуратора:
1) липсата на допълнително съпротивление на въздушния поток под формата на дифузьор на карбуратора, което допринася за по-добро пълнене на горивните камери на цилиндрите и по-висока мощност;
2) подобряване на прочистването на цилиндъра чрез използване на възможността за повече дълъг периодприпокриване на клапаните (с едновременно отворени всмукателни и изпускателни клапани);
3) подобряване на качеството на подготовка на работната смес чрез продухване на горивните камери с чист въздух без примес на горивни пари;
4) по-точно разпределение на горивото между цилиндрите, което прави възможно използването на бензин с по-ниско октаново число;
5) по-точен избор на състава на работната смес на всички етапи от работата на двигателя, като се вземе предвид техническото му състояние.
В допълнение към предимствата, инжекционната система има едно значителен недостатък. Инжекционна системавпръскване на гориво има повече висока степенсложността на производството на части, а тази система включва и много електронни компоненти, което прави автомобила по-скъп и по-труден за поддръжка.
Разпределителна система за впръскване на горивое най-модерният и перфектен. Основният функционален елемент на тази система е електронният блокблок за управление (ECU). ECU е по същество бордови компютъркола. ECU осигурява оптимално управление на механизмите и системите на двигателя, осигурява най-икономичния и ефективна работадвигател с максимална защитасреда във всички режими.
Разпределителната система за впръскване на гориво се състои от:
1) подсистеми за подаване на въздух с дроселна клапа;
2) подсистеми за подаване на гориво с инжектори, по един за всеки цилиндър;
3) системи за доизгаряне на готови газове;
4) системи за улавяне и втечняване на бензинови пари.
В допълнение към функциите за управление, ECU има функции за самообучение, функции за диагностика и самодиагностика, а също така съхранява в паметта предишни параметри и характеристики на двигателя и промени в техническото му състояние.
Централна едноточкова система за впръскване на горивосе различава от разпределителната инжекционна система по това, че няма отделно (разпределително) бензиново впръскване за всеки цилиндър. Захранването с гориво в тази система се осъществява с помощта на централен инжекционен модул с един електромагнитен инжектор. Регулиране на захранването въздушно-горивна смесизвършва се от дроселната клапа. Разпределението на работната смес между цилиндрите се извършва, както в карбураторна система за захранване. Останалите елементи и функции на тази енергийна система са същите като в разпределителната инжекционна система.
Министерство на образованието на Руската федерация
Държавен университет в Санкт Петербург
обслужване и икономичност
Моторни превозни средства
„Проектиране и експлоатация на системата за захранване на бензинов двигател“
Завършен от студент 3 курс
Специалност 100.101
Иванов В.И.
Санкт Петербург
Въведение
1. Работа на двигатели на работна смес
2. Система за захранване на карбураторния двигател
3. Устройство и работа на захранващата система на карбураторния двигател
4. Система за захранване на бензинов двигател с впръскване на гориво
5. Мерки за безопасност
Списък на използваната литература
Въведение
Системата за захранване е набор от инструменти и устройства, които доставят гориво и въздух към цилиндрите на двигателя и отстраняват отработените газове от цилиндрите.
Системата за захранване служи за подготовка на горимата смес, необходима за работата на двигателя.
Запалимнаречена смес от гориво и въздух в определени пропорции.
1. Работа на двигателя с работна смес
Работеще сместа от гориво, въздух и отработени газове, образувана в цилиндрите по време на работа на двигателя.
В зависимост от мястото и начина на приготвяне на горивната смес, автомобилните двигатели могат да имат различни системихранене (фиг. 1).
Ориз. 1. Видове системи за захранване на двигателя, класифицирани по различни критерии
Захранваща система с подготовка на горима смес в специално устройство - карбуратор - се използва в бензинови двигатели, които се наричат карбураторни двигатели. За приготвяне на запалима смес в карбуратора се използва метод на пръскане. При този метод капчици бензин, падащи от пръскачката във въздушен поток, движещ се със скорост 50...150 m/s в смесителната камера на карбуратора, се раздробяват, изпаряват и, смесвайки се с въздуха, образуват запалима смес. Получената горима смес навлиза в цилиндрите на двигателя.
Енергийната система с подготовката на горима смес във всмукателния колектор се използва и в бензинови двигатели. За да се подготви горима смес, фино пулверизирано гориво се впръсква под налягане от дюзите в бързо движещ се въздушен поток във всмукателния колектор. Горивото се смесва с въздух и получената горима смес навлиза в цилиндрите на двигателя.
Енергийната система с подготовката на горима смес директно в цилиндрите на двигателя се използва както в дизелови, така и в бензинови двигатели. Горимата смес се приготвя вътре в цилиндрите на двигателя чрез впръскване на фино пулверизирано гориво от дюзи под налягане във въздуха, компресиран в цилиндрите. В същото време, ако при дизеловите двигатели самозапалването на получената работна смес възниква от компресия, тогава при бензиновите двигатели работната смес в цилиндрите се запалва принудително от запалителните свещи. Системата за впръскване на гориво осигурява по-добро пълнене на цилиндрите на двигателя с горима смес и по-доброто им почистване от изгорелите газове. В същото време впръскването на гориво ви позволява да увеличите съотношението на компресия и максималната мощност бензинови двигатели, намаляване на разхода на гориво и намаляване на емисиите на отработени газове. Захранващите системи за впръскване на гориво обаче са по-сложни като дизайн и поддръжка в експлоатация.
2. Система за захранване на карбураторния двигател
гориво. За бензиновите автомобилни двигатели горивото е бензин различни марки- А-80, АИ-93, АИ-95, АИ-98, където буквата А означава автомобил; I - метод за определяне на октановото число на бензин (изследване); 93, 95, 98 - октаново число, характеризиращо устойчивостта на бензина срещу детонация. Колкото по-високо е октановото число, толкова по-висока може да бъде степента на компресия на двигателя.
детонация -процесът на изгаряне на работната смес с експлозия на отделните й обеми в цилиндрите на двигателя със скорост на разпространение на пламъка до 3000 m / s, докато при нормално изгаряне на работната смес скоростта на разпространение на пламъка е 30...40 Госпожица. Изгарянето по време на детонация става експлозивно. Ударната вълна се разпространява в цилиндрите на двигателя със свръхзвукова скорост. Налягането на газта се повишава рязко и работата и ефективността на двигателя се влошават. В двигателя има силни тропащи звуци, черен дим от ауспуха и двигателят прегрява. В този случай частите на коляновия механизъм бързо се износват и главите на клапаните изгарят.
За повишаване на антидетонаторните свойства към бензина се добавя антидетонаторът ТЕС - тетраетилолово. Такива бензини се наричат оловни, те имат отличително обозначение и цвят - AI-93-етил (оранжево-червен) и AI-98-етил ( от син цвят). Оловният бензин е много отровен и трябва да се внимава при работа с него - да не се използва за миене на ръце и части, да не се смуче в устата при наливане и др.
Използването на оловен бензин за автомобили в главни градовезабранен.
3. Устройство и работа на захранващата система на карбураторния двигател
Системата за захранване на двигателя на автомобила се състои от резервоар за гориво, горивна помпа, въздушен филтър, карбуратор, горивопроводи, всмукателни и изпускателни тръби, ауспухни тръби, основен и допълнителен ауспух (фиг. 2).
Горивото от резервоар 6 се подава от помпа 7 през горивопроводи 5 към карбуратора 4. През въздушния филтър 1 въздухът влиза в карбуратора. Горимата смес, приготвена в карбуратора, се подава към цилиндрите на двигателя през всмукателния колектор 2. Отработените газове се изхвърлят от цилиндрите на двигателя в околната среда през изпускателната тръба 3, тръба 8 заглушители, осн 10 и допълнителни 9 заглушители.
Ориз. 2. Система за захранване на двигателя:
1 - въздушен филтър; 2,3 - тръбопроводи; 4 - карбуратор; 5 - горивопровод; 6 - резервоар; 7 - помпа; 8 - тръба; 9, 10 - ауспуси
В системата за захранване на двигателя често се монтира филтър фино почистванегориво. Резервоарът за гориво е свързан с маркуч към сепаратор (специално устройство), който служи за кондензиране на бензинови пари, и дренажен тръбопровод към карбуратора. Монтира се на разделителния маркуч и дренажната тръба възвратни клапани. Единият клапан предотвратява изтичането на гориво от резервоара през карбуратора, когато колата се преобърне, а другият клапан свързва вътрешната кухина на резервоара с атмосферата. Горивото се подава към системата, като част от него се източва обратно от карбуратора (през калибриран отвор) в резервоара за гориво, което осигурява постоянна циркулация на горивото в системата. Постоянната циркулация на горивото елиминира въздушни задръстванияв системата, подобрява нейната работа и насърчава допълнително охлажданедвигател.
Резервоар за горивослужи за съхраняване на количеството гориво, необходимо за определен пробег на автомобила. Автомобилите използват заварени, щамповани стоманени резервоари за гориво, покрити с олово за защита от корозия или пластмаса. Резервоар, пълен с бензин, осигурява пробег на автомобила от 350...400 км.
Резервоарът за гориво (фиг. 3) е заварен от две коритообразни половини 1. В горната част на резервоара има гърловина за пълнене, състояща се от приемник 13 и насипно състояние 10 тръби с уплътнение 8 и гумен свързващ маркуч 11. Гърловината за пълнене е затворена с уплътнена запушалка с резба 6 с уплътнение 7. На дъното на резервоара има отцедникс винтова тапа 14. Количеството гориво в резервоара се контролира от стрелка, сензор 3 който е монтиран вътре в резервоара. Горивото се взема от резервоара през тръбата за приемане на гориво 2, която има мрежест филтър, и през маркуч 4 и горивопровод 5 отива към горивната помпа. Връзка между вътрешната кухина на резервоара и заобикаляща средаи вентилацията му се осъществява през въздуха 12 и вентилация 9 тръби.
Ориз. 3. Резервоар за гориво:
1 - половин резервоар; 2, 9, 12 - тръби; 3 - сензор; 4, 11 - маркучи; 5 - горивопровод; 6, 14 - задръствания; 7 - уплътнение; 8 - тюлен; 10, 13 - тръби
Резервоарите за гориво на автомобилите често имат специални прегради вътре, за да увеличат твърдостта и да намалят колебанията в горивото при шофиране. Освен това в долната част на резервоара има антирефлуксно устройство, направено под формата на стъкло с диаметър 150 и височина 80 mm. Това устройство е предназначено да предотврати прекъсвания в работата на двигателя и спиране при внезапно потегляне от стоп или рязко спиране, както и при движение на автомобила високи скоростина завои.
Формата на резервоара за гориво до голяма степен зависи от разположението му върху автомобила. Резервоарът може да бъде разположен под пода на каросерията, в багажника, под задната част и отзад задна седалка, т.е. на места, които са по-защитени от удари по време на сблъсък. Резервоарът за гориво е прикрепен към тялото на автомобила.
Горивна помпаслужи за подаване на гориво от резервоара за гориво към карбуратора. Саморегулиращи се мембранни горивни помпи са монтирани на автомобилни двигатели.
В горивната помпа (фиг. 4) между горните 7 (с капак 9) и по-ниски 1 в части на тялото е монтиран диафрагмен блок 3, който е свързан с пръта 11. Прътът е покрит от раздвоения край на балансира 15 лост 16 задвижване на помпата. На пръта е монтирана пружина 2 диафрагмен блок. В горната част на корпуса на помпата има засмукване 10 и изпускане 4 клапана. Помпата се задвижва от тласкач от ексцентрика на задвижващия вал маслена помпа. Под въздействието на ексцентрика, тласкачът натиска горната част на лоста 16, и балансира 15 през пръта 11 премества блока на диафрагмата 3 надолу. В този случай пролетта 2 се свива. Обемът на кухината над блока на диафрагмата се увеличава и горивото под въздействието на вакуум от резервоара навлиза в помпата през смукателната тръба 8, цедка bи смукателен клапан 10. Изпускателният клапан на помпата е затворен. Блокът на диафрагмата се движи нагоре под действието на пружина 2, когато балансьорът 15 не държи пръта 11.
Система за захранване с гориво на бензинов двигател⭐ е предназначен за поставяне и почистване на гориво, както и за приготвяне на горима смес с определен състав и подаването й към цилиндрите в необходимо количествов съответствие с режима на работа на двигателя (с изключение на двигатели с директно впръскване, захранващата система на които осигурява постъпване на бензин в горивната камера в необходимото количество и под достатъчно налягане).
Бензин, както и дизелово гориво, е продукт от дестилацията на петрол и се състои от различни въглеводороди. Броят на въглеродните атоми, включени в молекулите на бензина, е 5 - 12. За разлика от дизеловите двигатели, при бензиновите двигатели горивото не трябва да се окислява интензивно по време на процеса на компресия, тъй като това може да доведе до детонация (експлозия), което ще повлияе негативно на производителността, ефективността и мощност на двигателя. Устойчивостта на детонация на бензина се измерва с неговото октаново число. Колкото по-голямо е, толкова по-висока е устойчивостта на детонация на горивото и допустимото съотношение на компресия. U модерни бензиниоктановото число е 72-98. В допълнение към антидетонационната устойчивост, бензинът трябва да има и ниска корозивна активност, ниска токсичност и стабилност.
Търсенето (въз основа на екологични съображения) на алтернативи на бензина като основно гориво за двигатели с вътрешно горене доведе до създаването на етанолово гориво, състоящо се главно от етилов алкохол, който може да бъде получен от растителна биомаса. Има разлика между чист етанол (международно обозначение E100), съдържащ изключително етилов алкохол; и смес от етанол и бензин (най-често 85% етанол с 15% бензин; означение E85). По своите свойства етанолното гориво се доближава до високооктановия бензин и дори го превъзхожда по свойства. октаново число(повече от 100) и калоричност. Ето защо този видгориво може успешно да се използва вместо бензин. Единственият недостатък на чистия етанол е високата му корозивност, която изисква допълнителна защитаот корозия на горивното оборудване.
Възлите и компонентите на системата за захранване с гориво на бензинов двигател са обект на високи изисквания, основните от които са:
- стегнатост
- точност на дозиране на горивото
- надеждност
- лекота на поддръжка
В момента има два основни метода за приготвяне на горима смес. Първият от тях е свързан с използването специално устройство- карбуратор, в който въздухът се смесва с бензин в определено съотношение. Вторият метод се основава на принудително впръскване на бензин във всмукателния колектор на двигателя чрез специални дюзи (инжектори). Такива двигатели често се наричат инжекционни двигатели.
Независимо от метода на приготвяне на горима смес, основният му показател е съотношението между масата на горивото и въздуха. При запалване сместа трябва да изгори много бързо и напълно. Това може да се постигне само при добро смесване на въздух и бензинови пари в определено съотношение. Качеството на горимата смес се характеризира с коефициента на излишък на въздух a, който е отношението на действителната маса на въздуха на 1 kg гориво в дадена смес към теоретично необходимата, осигуряваща пълно изгаряне на 1 kg гориво. Ако на 1 kg гориво има 14,8 kg въздух, тогава такава смес се нарича нормална (a = 1). Ако има малко повече въздух (до 17,0 kg), сместа е бедна и a = 1,10... 1,15. Когато има повече от 18 kg въздух и a > 1,2, сместа се нарича бедна. Намаляването на дела на въздуха в сместа (или увеличаването на дела на горивото) се нарича обогатяване. При a = 0,85... 0,90 сместа се обогатява, а при a< 0,85 - богатая.
Когато смес от нормален състав влезе в цилиндрите на двигателя, той работи стабилно със средна мощност и ефективност. При работа на бедна смес мощността на двигателя леко намалява, но ефективността му се повишава значително. На постна смесдвигателят работи нестабилно, мощността му пада и специфично потреблениеналягането на горивото се увеличава, така че прекомерното наклоняване на сместа е нежелателно. Когато в цилиндрите попадне обогатена смес, двигателят се развива най-висока мощност, но разходът на гориво също се увеличава. При работа върху богата смесбензинът изгаря непълно, което води до намаляване на мощността на двигателя, повишен разход на гориво и появата на сажди в изпускателния тракт.
Карбураторни системи за захранване
Нека първо да разгледаме карбураторни системихрани, които доскоро бяха широко разпространени. Те са по-прости и по-евтини от инжекционните, не изискват висококвалифицирана поддръжка по време на работа и в някои случаи са по-надеждни.
Система за подаване на гориво на карбураторния двигателвключва резервоар за гориво 1, груби 2 и фини 4 горивни филтри, помпа за зареждане с гориво 3, карбуратор 5, всмукателна тръба 7 и горивопроводи. Когато двигателят работи, горивото от резервоар 1 се подава през помпа 3 през филтри 2 и 4 към карбуратора. Там се смесва в определено съотношение с въздуха, идващ от атмосферата през въздушния филтър 6. Горимата смес, образувана в карбуратора, навлиза в цилиндрите на двигателя през всмукателния колектор 7.
Резервоари за гориво V електроцентралис карбураторни двигатели са подобни на резервоарите на дизеловите енергийни системи. Единствената разлика между бензиновите резервоари е по-доброто им уплътнение, което предотвратява изтичането на бензин дори при преобръщане на автомобила. За комуникация с атмосферата обикновено се монтират два клапана в капачката на резервоара - вход и изход. Първият от тях осигурява навлизането на въздух в резервоара при изразходване на гориво, а вторият, зареден с по-здрава пружина, е предназначен да комуникира резервоара с атмосферата, когато налягането в него е по-високо от атмосферното (например, когато висока температураоколния въздух).
Филтри за карбураторни двигателиподобни на филтрите, използвани в дизеловите енергийни системи. На камиони са монтирани пластинчати и мрежести филтри. За фино почистване се използват картонени и порести керамични елементи. Освен специални филтри, отделните звена на системата имат допълнителни филтърни мрежи.
Горивна повдигаща помпаслужи за изтласкване на бензин от резервоара в поплавъчната камера на карбуратора. При карбураторните двигатели обикновено се използва помпа от мембранен тип, задвижвана от ексцентрик. разпределителен вал.
В зависимост от режима на работа на двигателя, карбураторът ви позволява да приготвяте смес от нормален състав (a = 1), както и бедни и обогатени смеси. При ниски и средни натоварвания, когато не е необходимо да се развие максимална мощност, трябва да го подготвите в карбуратора и да подадете бедна смес в цилиндрите. При тежки товари(продължителността им на действие обикновено е кратка) е необходимо да се приготви обогатена смес.
Ориз. Схема на системата за подаване на гориво за карбураторен двигател:
1 - резервоар за гориво; 2 - филтър с тръба за пречистване на горивото; 3 - горивна помпа; 4 - фин филтър; 5 - карбуратор; 6 - въздушен филтър; 7 - всмукателен колектор
IN общ случайКарбураторът включва главно дозиращо и стартово устройство, системи за празен ход и принудителен празен ход, економайзер, ускорителна помпа, балансиращо устройствои ограничител на максималната скорост на коляновия вал (за камиони). Карбураторът може също така да съдържа еконостат и коректор на височината.
Основно дозиращо устройствоработи във всички основни режими на работа на двигателя при наличие на вакуум в дифузора на смесителната камера. Основен компонентиУстройствата представляват смесителна камера с дифузьор, дроселова клапа, поплавъчна камера, горивна дюза и разпръскваща тръба.
Устройства за изстрелване o е предназначен да осигури стартиране на студен двигател, когато скоростта на въртене на коляновия вал, задвижван от стартера, е ниска и вакуумът в дифузора е нисък. В този случай за надежден старт е необходимо да се подаде силно обогатена смес към цилиндрите. Най-често стартово устройствое въздушна клапа, монтиран във входната тръба на карбуратора.
Система на празен ходслужи за осигуряване на работа на двигателя без натоварване при ниска скорост на коляновия вал.
Система за принудителен празен ходви позволява да пестите гориво, докато шофирате в режим на спиране на двигателя, т.е. когато водачът, с включена предавка, освободи педала на газта, свързан с дроселната клапа на карбуратора.
Икономайзерпредназначени за автоматично обогатяване на сместа, когато двигателят работи при пълно натоварване. При някои видове карбуратори освен економайзера се използва и еконостат за обогатяване на сместа. Това устройство доставя допълнително гориво от поплавъчната камера към смесителната камера само когато има значителен вакуум в горната част на дифузора, което е възможно само когато дроселната клапа е напълно отворена.
Ускорителна помпаосигурява принудително впръскване на допълнителни порции гориво в смесителната камера при рязко отваряне на дроселната клапа. Това подобрява реакцията на газта на двигателя и съответно на автомобила. Ако в карбуратора нямаше ускорителна помпа, тогава при рязко отваряне на амортисьора, когато скоростта на въздушния поток се увеличава бързо, поради инерцията на горивото, сместа първоначално ще стане много бедна.
Устройство за балансиранеслужи за осигуряване на стабилна работа на карбуратора. Това е тръба, свързваща всмукателната тръба на карбуратора с въздушната кухина на запечатана (не комуникираща с атмосферата) поплавъчна камера.
Ограничител на максималната скорост на двигателямонтирани на карбуратори на камиони. Най-широко използваният ограничител е пневматичният центробежен тип.
Системи за впръскване на гориво
Инжектиране горивни системиВ момента карбураторните двигатели се използват много по-често, особено при бензинови двигатели на леки автомобили. Впръскване на бензин във всмукателния колектор инжекционен двигателсе извършва с помощта на специални електромагнитни инжектори (инжектори), монтирани в главата на цилиндъра и управлявани от сигнал от електронния блок. Това премахва необходимостта от карбуратор, тъй като горимата смес се образува директно във всмукателния колектор.
Има едноточкови и многоточкови системи за впръскване. В първия случай за подаване на гориво се използва само един инжектор (с негова помощ се подготвя работната смес за всички цилиндри на двигателя). Във втория случай броят на инжекторите съответства на броя на цилиндрите на двигателя. Инжекторите са монтирани в непосредствена близост до всмукателните клапани. Горивото се впръсква под формата на фин спрей върху външните повърхности на главите на клапаните. Атмосферен въздух, пренасян в цилиндрите поради вакуума в тях по време на всмукване, отмива частиците гориво от главите на клапаните и насърчава тяхното изпарение. Така въздушно-горивната смес се приготвя директно във всеки цилиндър.
В двигател с многоточково впръскванеКогато захранването се подава към електрическата горивна помпа 7 през ключа за запалване 6, бензинът от резервоара за гориво 8 през филтър 5 се подава към горивната релса 1 (инжекторна релса), обща за всички електромагнитни инжектори. Налягането в тази рампа се регулира с помощта на регулатор 3, който в зависимост от вакуума във входящата тръба 4 на двигателя насочва част от горивото от рампата обратно към резервоара. Ясно е, че всички инжектори са под едно и също налягане, равно на налягането на горивото в рейла.
Когато е необходимо да се подаде (впръска) гориво, към намотката на електромагнита на инжектор 2 се подава електрически ток от електронния блок на системата за впръскване за строго определен период от време. Ядрото на електромагнита, свързано с иглата на инжектора, се прибира, отваряйки пътя за гориво във всмукателния колектор. Продължителност на подаването електрически ток, т.е. продължителността на впръскване на горивото, се регулира от електронния блок. Програмата на електронния блок при всеки режим на работа на двигателя осигурява оптимално подаване на гориво към цилиндрите.
Ориз. Диаграма на системата за подаване на гориво за бензинов двигател с многоточково впръскване:
1 - горивна релса; 2 - дюзи; 3 - регулатор на налягането; 4 - входяща тръба на двигателя; 5 - филтър; 6 - ключ за запалване; 7 - горивна помпа; 8 - резервоар за гориво
За да се идентифицира режимът на работа на двигателя и да се изчисли продължителността на впръскване в съответствие с него, към електронния блок се изпращат сигнали от различни сензори. Те измерват и преобразуват следните работни параметри на двигателя в електрически импулси:
- ъгъл на дросела
- степен на вакуум във всмукателния колектор
- скорост на коляновия вал
- температура на входящия въздух и охлаждащата течност
- концентрация на кислород в отработените газове
- Атмосферно налягане
- напрежение на батерията
- и т.н.
Двигателите с впръскване на бензин във всмукателния колектор имат редица неоспорими предимства пред карбураторните двигатели:
- горивото се разпределя по-равномерно между цилиндрите, което повишава ефективността на двигателя и намалява вибрациите му; поради липсата на карбуратор съпротивлението е намалено всмукателна системаи подобрява пълненето на цилиндрите
- става възможно леко да се увеличи степента на компресия на работната смес, тъй като нейният състав в цилиндрите е по-хомогенен
- оптимална корекция на състава на сместа се постига при преминаване от един режим към друг
- осигурява по-добра реакция на двигателя
- отработените газове съдържат по-малко вредни вещества
Захранващите системи с впръскване на бензин във всмукателния колектор обаче имат редица недостатъци. Те са сложни и следователно относително скъпи. Обслужването на такива системи изисква специални диагностични инструменти и устройства.
Повечето обещаваща системаСистемата за подаване на гориво за бензинови двигатели в момента се счита за доста сложна система с директно впръскване на бензин в горивната камера, което позволява на двигателя да работи дълго време на много бедна смес, което повишава неговата ефективност и екологични характеристики. В същото време, поради наличието на редица проблеми в системата директно впръскваневсе още не са получили широко разпространение.
Външен вид на карбуратора:
1 - нагревател на зоната на дроселната клапа;
2 - фитинг за вентилация на картера на двигателя;
3 - капак на ускорителната помпа;
4 - електромагнитен спирателен вентил;
5 - капак на карбуратора;
6 - шпилка за закрепване на въздушен филтър;
7 - лост за управление на въздушната клапа;
8 - капак на стартера;
9 - сектор на задвижващия лост на дроселната клапа;
10 - проводник на винтовия сензор EPHH;
11 - регулиращ винт за количеството смес на празен ход;
12 - капак на економайзера;
13 - тяло на карбуратора;
14 - фитинг за подаване на гориво;
15 - фитинг за изход на гориво;
16 - винт за регулиране на качеството на сместа на празен ход (стрелка);
17 - фитинг за подаване на вакуум към вакуум регулаторзапалване
За да работи двигателят, е необходимо да се подготви горима смес от въздух и горивни пари, която трябва да бъде хомогенен, т.е. добре смесени и имат определен състав, за да осигурят най-ефективното изгаряне. Системата за захранване на бензинов двигател с искрово запалване се използва за приготвяне на горима смес и подаването й към цилиндрите на двигателя и отстраняване на отработените газове от цилиндрите.
Процесът на приготвяне на горима смес се нарича карбурация. За дълго времеединица, наречена карбуратор, се използва като основно устройство за приготвяне на смес от бензин и въздух и подаването й към цилиндрите на двигателя.
Принципът на работа на обикновен карбуратор:
1 - горивопровод;
2 - иглена клапа;
3 - отвор в капака на поплавъчната камера;
4 - пръскачка;
5 - въздушна клапа;
6 - дифузьор;
7 - дроселна клапа;
8 - смесителна камера;
9 - горивна струя;
10 - поплавък;
11 - поплавъчна камера
В най-простия карбуратор горивото се намира в поплавъчната камера, където се поддържа постоянно нивогориво. Камерата на поплавъка е свързана чрез канал със смесителната камера на карбуратора. Смесителната камера има дифузьор- локално стесняване на камерата. Дифузорът позволява да се увеличи скоростта на въздуха, преминаващ през смесителната камера. Излиза в най-тясната част на дифузера спрей, свързан чрез канал с камерата на поплавъка. На дъното на смесителната камера има дроселна клапа, който се завърта, когато водачът натисне педала на газта.
Когато двигателят работи, въздухът преминава през смесителя на карбуратора. В дифузора скоростта на въздуха се увеличава и пред пулверизатора се образува вакуум, което води до изтичане на гориво в смесителната камера, където се смесва с въздуха. По този начин се създава карбуратор, работещ на принципа на пистолет за пръскане горима смес гориво-въздух. Чрез натискане на педала за газ водачът завърта дроселната клапа на карбуратора, променя количеството смес, постъпваща в цилиндрите на двигателя, и следователно неговата мощност и скорост.
Поради факта, че бензинът и въздухът имат различна плътност, когато завъртите дроселната клапа, се променя не само количеството горима смес, подадена в горивните камери, но и съотношението между количеството гориво и въздух в нея. За пълно изгаряне на горивото сместа трябва да е стехиометрична.
При стартиране на студен двигател е необходимо да се обогати сместа, тъй като кондензацията на гориво върху студените повърхности на горивната камера влошава стартовите свойства на двигателя. При празен ход е необходимо известно обогатяване на горимата смес, ако е необходимо да се получи максимална мощност, резки ускорениякола.
Според принципа на своята работа най-простият карбуратор непрекъснато обогатява гориво-въздушна смес, така че не може да се използва за истински двигателиавтомобили. За автомобилни двигателиизползват се карбуратори, които имат няколко специални системии устройства: система за стартиране (дросел), система за празен ход, економайзер или иконостат, ускорителна помпа и др.
Тъй като изискванията за икономия на гориво и намаляване на токсичността на отработените газове се увеличиха, карбураторите станаха значително по-сложни; в най-новите версии на карбураторите се появиха дори електронни устройства.
Кола с двигател вътрешно горенес едно зареждане с гориво може да измине 500–600 или повече километра. Това разстояние се нарича пробег на автомобила. със сигурност максимален пробегМашина "на един резервоар" зависи от много фактори, но основният е правилната работа на системата за захранване на двигателя. Енергийната система на двигателя е предназначена за съхраняване, пречистване и подаване на гориво, пречистване на въздуха, подготовка на горима смес и подаването й към цилиндрите на двигателя. На различни режимиПо време на работа на двигателя количеството и качеството на горимата смес трябва да са различни, като това се осигурява и от захранващата система.
Тъй като в тази книга разглеждаме работата на бензинов двигател, оттук нататък ще наричаме бензина гориво.
Ориз. 13. Разположение на елементите на системата за захранване на карбураторния двигател: 1 - гърловина за пълненесъс запушалка; 2 – резервоар за гориво; 3 – датчик за нивото на горивото с поплавък; 4 – горивозаборник с филтър; 5 – горивопроводи; 6 – фин горивен филтър; 7 – горивна помпа; 8 – поплавъчна камера на карбуратора с поплавък; 9 – въздушен филтър; 10 – смесителна камера на карбуратора; единадесет - смукателен клапан; 12 – входен тръбопровод; 13 – горивна камера
Енергийната система се състои от (фиг. 13):
· резервоар за гориво;
· горивопроводи;
· филтри за пречистване на гориво;
· горивна помпа;
· въздушен филтър;
· карбуратор.
Резервоарът за гориво е контейнер за съхранение на гориво. Обикновено се намира в задната, по-безопасна част на автомобила в случай на инцидент. От резервоара за гориво към карбуратора, бензинът тече през горивопроводи, които се простират по протежение на цялата кола, обикновено под дъното на каросерията.
Първият етап на пречистване на горивото е мрежа на входа на горивото вътре в резервоара. Той предотвратява навлизането на големи примеси и вода, съдържащи се в бензина, в захранващата система на двигателя.
Водачът може да контролира количеството бензин в резервоара с помощта на индикатора за нивото на горивото, разположен на арматурното табло (виж Фиг. 67).
Среден капацитет на резервоара за гориво пътнически автомобилобикновено 40–50 литра. Когато нивото на бензина в резервоара намалее до 5–9 литра, на арматурното табло светва съответната жълта (или червена) светлина - лампата за резервно гориво. Това е сигнал за водача, че е време да помисли за зареждане с гориво.
Горивен филтър(обикновено се инсталира самостоятелно) - вторият етап на пречистване на горивото. Филтърът се намира в двигателен отсеки е предназначен за фино пречистване на бензина, подаван към горивната помпа (има възможност за монтиране на филтър след помпата). Обикновено се използва неразглобяем филтър, който изисква подмяна при замърсяване.
Горивна помпа - предназначена да изтласква гориво от резервоара към карбуратора.
Помпата се състои от (фиг. 14): корпус, мембрана с пружина и задвижващ механизъм, входящи и изпускателни (изходящи) клапани. Съдържа и мрежест филтър за следващия трети етап на пречистване на бензина.
Ориз. 14. Схема на работа на горивната помпа: 1 – нагнетателна тръба; 2 – съединителен болт; 3 – капак; 4 – смукателна тръба; 5 – входящ клапан с пружина; 6 – тяло; 7 – диафрагма на помпата; 8 – лост за ръчно изпомпване; 9 – тяга; 10 – механичен лост за помпане; 11 – пружина; 12 – прът; 13 – ексцентрик; 14 – изпускателен клапан с пружина; 15 – филтър за пречистване на горивото.
Горивната помпа се задвижва от задвижващия вал на маслената помпа или от разпределителния вал на двигателя. Когато горните валове се въртят, ексцентрикът върху тях се движи срещу задвижващия прът на горивната помпа. Прътът започва да оказва натиск върху лоста, което от своя страна принуждава диафрагмата да се движи надолу. Над диафрагмата се създава вакуум и всмукателният клапан, преодолявайки силата на пружината, се отваря. Част от горивото от резервоара се засмуква в пространството над диафрагмата.
Когато ексцентрикът изтича от пръта, диафрагмата се освобождава от влиянието на лоста и се издига нагоре поради твърдостта на пружината. Полученото налягане затваря входящия клапан и отваря изпускателния клапан. Бензинът тече над диафрагмата към карбуратора. Следващият път, когато ексцентрикът удари пръта, процесът се повтаря.
Моля, обърнете внимание, че бензинът се подава към карбуратора само поради силата на пружината, която повдига диафрагмата. Това означава, че когато камерата на поплавъка на карбуратора се напълни и игленият клапан (виж фиг. 16) блокира пътя на бензина, диафрагмата на горивната помпа ще остане в долно положение. Докато двигателят не изразходва част от горивото от карбуратора, пружината няма да може да „изтласка“ следващата порция бензин от помпата.
Тъй като резервоарът за гориво е разположен под карбуратора, има нужда от принудително подаване на бензин. Ако приемем, че резервоарът е на покрива на колата, тогава няма нужда от помпа. В този случай бензинът ще потече в карбуратора чрез гравитация, което някои шофьори използват в „безнадеждна“ ситуация, когато помпата се повреди. Като закрепите кутията с бензин в позиция ясно над карбуратора и ги свържете заедно, можете да продължите пътуването (без да забравяте правилата за пожарна безопасност).
Въздушен филтър (фиг. 15) - необходим за почистване на въздуха, постъпващ в цилиндрите на двигателя. Филтърът е монтиран в горната част на въздушната гърловина на карбуратора.
Ориз. 15. Въздушен филтър: 1 – капак; 2 – филтърен елемент; 3 – тяло; 4 – въздухозаборник.
Когато филтърът се замърси, съпротивлението на движението на въздуха се увеличава, което може да доведе до повишена консумациягориво, тъй като горимата смес ще бъде твърде богата на бензин. Какво заплашва това освен допълнителни финансови разходи, ще разберете в няколко страници.
Карбураторът е предназначен за приготвяне на горима смес и подаването й към цилиндрите на двигателя. В зависимост от режима на работа на двигателя, карбураторът променя качеството (съотношението на бензин и въздух) и количеството на сместа.
Карбураторът е едно от най-сложните устройства в автомобила. Състои се от много части и има няколко системи, които участват в подготовката на горимата смес, осигурявайки непрекъсната работадвигател. Нека да разгледаме структурата и принципа на работа на карбуратора, използвайки донякъде опростена диаграма.
Ориз. 16. Схема на устройството и работата на прост карбуратор: 1 – горивна тръба; 2 – поплавък с иглена клапа; 3 – отвор за свързване на камерата на поплавъка с атмосферата; 4 – въздушна клапа; 5 – пръскачка 6 – дифузьор; 7 – дроселна клапа; 8 – тяло на карбуратора; 9 – горивна струя.
Най-простият карбуратор се състои от (фиг. 16):
· поплавъчна камера;
· поплавък с иглена спирателна клапа;
· пръскачка;
· смесителна камера;
· дифузьор;
· въздушни и дроселови клапи;
· горивни и въздушни канали с дюзи.
Когато буталото се движи в цилиндъра от топ мъртъвточка към дъното (всмукателен ход), над нея се създава вакуум. Въздушният поток от улицата през въздушния филтър и карбуратора се втурва в свободния обем на цилиндъра (виж фиг. 13).
Когато въздухът преминава през карбуратора, горивото изтича от камерата на поплавъка през дюзата, която се намира в най-тясната част на смесителната камера (дифузьор) (фиг. 16). Това се дължи на разликата в налягането в поплавъчната камера на карбуратора, която е свързана с атмосферата, и в дифузора, където се създава значителен вакуум.
Въздушният поток раздробява горивото, изтичащо от пулверизатора, и се смесва с него. На изхода на дифузора бензинът и въздухът накрая се смесват и след това тази горима смес влиза в цилиндъра.
Всеки от вас периодично използва някакъв уред, който използва принципа на пръскане. Няма значение какво е – бутилка парфюм, кутия боя и приставка за прахосмукачка или резервоар за пръскачка за овлажняване на цветя. Във всеки случай, поради разликата в налягането, течността се изсмуква от определен контейнер, който след това се раздробява и се смесва с въздух.
Например, можете дори да вземете обикновен чайник, който заедно с чучура е много подобен на поплавъчна камера със спрей.
Налейте вода в чайника, така че нивото в чучура да не достига ръба с около 1–1,5 mm. Ако създадете силен въздушен поток (например с вентилатор или сешоар), той ще изсмуче вода от чучура на чайника, ще се смеси с нея и ще „навлажни“ пода в апартамента ви. Приблизително това се случва в карбуратора, но тук бензинът, внимателно пулверизиран и смесен с въздух, навлиза в цилиндрите на двигателя.
От работната схема на обикновен карбуратор (фиг. 16) може да се разбере, че двигателят няма да работи нормално, ако нивото на горивото в камерата на поплавъка (водата в котела) е по-високо от нормалното, тъй като в този случай повече бензин ще да се излее, отколкото е необходимо. Ако нивото на бензина е по-малко от нормата, тогава съдържанието му в сместа също ще бъде по-малко, което отново ще наруши правилна работадвигател. Следователно количеството бензин в камерата трябва винаги да остава постоянно.
Нивото на горивото в камерата на поплавъка на карбуратора се регулира от специален поплавък (фиг. 16), който, падайки заедно с игления спирателен вентил, позволява на бензина да влезе в камерата. Когато камерата на поплавъка започне да се пълни, поплавъкът изплува и затваря прохода за бензин с иглена клапа.
Вътре в колата, под десния крак на водача, има педал за газ, предназначен да управлява карбуратора. И към какво точно, към коя част от карбуратора се предава силата на крака?
Когато водачът „натисне газта“, той всъщност контролира клапана, който е показан на фигура 16 като дроселна клапа.
Дроселната клапа е свързана с педала на газта чрез лостове или кабел. В първоначалното си положение клапата е затворена. Когато водачът натисне педала, дроселът започва да се отваря и потокът от въздух през карбуратора се увеличава. В този случай, колкото повече се отваря дроселната клапа, толкова повече гориво се изсмуква, тъй като обемът и скоростта на въздушния поток, преминаващ през дифузора, се увеличават и се увеличава "всмукващият" вакуум.
Когато водачът освободи педала за газ, амортисьорът започва да се затваря под въздействието на възвратната пружина. Въздушният поток намалява и в цилиндрите навлиза все по-малко горима смес. Двигателят губи обороти, скоростта на въртене на колелата на колата намалява и съответно вие и аз караме по-бавно.
Ами ако напълно махнете крака си от педала на газта?
Тогава дроселната клапа ще се затвори напълно. И тогава възниква един въпрос. Сега какво ще кажете за образуването на смес? В крайна сметка двигателят ще спре!
Оказва се, че за да поддържа двигателя на празен ход, карбураторът има свои собствени канали, през които въздухът може да попадне под дроселната клапа, смесвайки се с бензин по пътя (фиг. 17 а, т. 6).
Ориз. 17а. Схема на работа на системата на празен ход: 1 – иглена клапа на поплавъчната камера на карбуратора; 2 – горивна струя на системата за празен ход; 3 – горивен канал на системата за празен ход; 4 – въздушна клапа; 5 – въздушна струя на системата за празен ход; 6 – канал на системата за празен ход; 7 - винт "качество" на системата за празен ход; 8 – дроселна клапа; 9 – горивна струя.
Когато е затворен дроселна клапавъздухът няма друг път освен да премине в цилиндрите през празния ход. По пътя той изсмуква бензин от горивния канал и, смесвайки се с него, се превръща в запалима смес. Сместа, почти готова за употреба, влиза в поддроселното пространство и след това влиза в цилиндрите през всмукателния колектор.
