Богатырев А.В., Есеновский-Лашков Ю.К. и др. Автомобили

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 6.8. Насосы низкого давления:

—

поршневого типа:

7 —

толкатель; 2

—

шток; 3— направляющая; корпус; 5, 16— выпус-

кной (нагнетательный) и впускной клапаны; б— пружины клапанов; 7, 8, 9—детали штуцера;

10— рукоятка ручного насоса; 77 —крышка; 12— поршень; 13— штифт; 14— манжета; 15—

цилиндр ручного насоса; 77—поршень; 18— пружина; 19— пробка; б—диафрагменного

типа:

—крышка; 2—перегородка; 3

—

фильтр; 4—впускные клапаны; 5—выпускной (на-

гнетательный) клапан; 6— корпус клапанов; 7—диафрагма; 8— шток; 9— пружина диафраг-

мы; 10— корпус насоса; 77 —шпилька; 72—пружина рычага ручной прокачки; 13— рычаг

насоса ручной прокачки; 14— пружина рычага привода; 15— прокладка; 16— рычаг привода;

77, 18— ролик и ось привода

правляющей 3, и пружины 18. Впускной 16 и выпускной 5 клапа-

ны грибкового типа имеют посадочные пружины 6.

На впускной магистрали устанавливают насос ручной прокач-

ки. Он служит для заполнения топливом топливопроводов, филь-

тров и ТНВД после длительного выключения двигателя или для

удаления воздуха из системы. Этот насос состоит из корпуса

—

ци-

линдра 75, вворачиваемого в корпус 4, и поршня 72, соединяемого

штоком с рукояткой 10. При перемещении водителем рукоятки 10

вверх-вниз насос, используя клапаны 5 и 76, обеспечивает подачу

топлива в выходную магистраль. После прокачки рукоятка 10 за-

ворачивается на крышку 77, благодаря чему поршень 72 плотно

прижимает толстую резиновую шайбу (манжету)

к дну корпуса,

что предотвращает подсасывание в систему воздуха.

Насосы диафрагменного типа устанавливают обычно на карбю-

раторных двигателях легковых и грузовых автомобилей. В корпусе

насоса (рис. 6.8, б) размещены шток 8 с пружиной Р, диафрагма

7, корпус клапанов 6 с грибковыми впускными 4 и выпускным 5

клапанами, перегородка 2, фильтр 3 и крышка 7. Привод насоса

обеспечивает рычаг 16 от эксцентрика распределительного вала

ГРМ. Для ручной прокачки установлен рычаг 13, лыска оси кото-

рого при работе двигателя не воздействует на рычаг 76, а при кача-

нии рычага 13 перемещает его и диафрагму вверх-вниз.

Насосы роторного типа устанавливают на двигателях с впрыс-

ком бензина (инжекторных). Эти насосы имеют электрический

привод. Их располагают вне бака или (чаще) в баке. В этом случае

насос полностью погружен в бензин вместе с электродвигателем.

Взрывобезопасность обеспечивается тем, что в среде бензина от-

сутствует кислород.

В корпусе 7 насоса (см. рис. 6.7, в), вращается ротор 2 с пазами.

В пазах помещены ролики 3, покрытые пластиком (тефлоном).

Примерные размеры деталей насоса: диаметры ротора 30 мм,

корпуса 32 мм, роликов 5,5 мм, эксцентриситет ротора

мм, дли-

на роликов 6 мм.

На входе в насос установлен сетчатый предохранительный

фильтр. Насос имеет два клапана: один соединяет полости нагне-

тания и всасывания и перепускает топливо на впуск при превыше-

нии заданного давления; другой (на выходе) запирает топливо в

системе после выключения насоса.

Насосы различных моделей автомобилей работают при давле-

нии 0,3...0,62 МПа. Производительность их 1,7...2 л/мин при

20 °С, рабочее напряжение 7...15 В, максимальное значение силы

тока 4,7...9,5 А. Автоматика включает насос при включении зажи-

гания и отключает его при остановке двигателя даже с включен-

ным зажиганием.

Очистка топлива необходима для удаления из топлива механи-

ческих примесей и воды. Это особенно важно в дизелях и двигате-

лях с впрыскиванием бензина, где в топливной аппаратуре есть

пары сопряженных деталей с зазором 1...3мкм. Плохая очистка

приводит к интенсивному изнашиванию, коррозии и заклинива-

нию этих деталей.

Для очистки топлива применяют фильтры грубой и тонкой

очистки, в которых используют следующие способы очистки: от-

стой

—

происходит в баке и корпусах фильтров при стоящем авто-

мобиле; фильтрация

—

топливо продавливается через поры или

щели фильтрующего элемента; инерционный

—

резкое изменение

направления движения топлива, в результате чего механические

примеси под действием центробежной силы выбрасываются из

общего потока.

Фильтры грубой очистки (ФГО) задерживают примеси крупнее

0,03...0,1мм с полнотой очистки 20...55% примесей и до 85 %

воды. Они облегчают работу ФТО, который устанавливается да-

лее.

Фильтр щелевого типа (рис. 6.9, а) имеет фильтрующий эле-

мент 6, набранный на стержне 2 из латунных пластин. На них

выштампованы выступы высотой 0,05 мм и отверстия для прохода

топлива. Пластины поджаты пружиной 9. В собранном виде за

счет выступов между пластинами образуются щели размером

0,05 мм, через которые проходит топливо. Топливо через входной

штуцер Вх попадает в полость между корпусом 7 и колпаком 8 и

продавливается сквозь щели фильтрующего элемента. Механичес-

кие примеси остаются на его поверхности. Далее топливо движет-

ся вверх и в главную магистраль Вых. Чистик 7 позволяет снять с

поверхности примеси при техническом обслуживании.

Фильтр инерционного типа применяют на дизелях. Топливо, по-

падая в полость фильтра между корпусом 7 и колпаком 8 (рис. 6.9,

б), направляется к стенкам корпуса конусом 77 и проходит через

щель между краями конуса 77 и колпака 8. Это приводит к повы-

шению скорости движения топлива. Затем топливо резко повора-

чивает и идет вверх, проходит через сетку и далее через выходной

штуцер в главную магистраль. В момент изменения движения из

топлива выделяются механические примеси, оседающие по стен-

кам на дно корпуса. Конус-успокоитель 12 предотвращает взбал-

тывание отстоя. Сетка задерживает легкие примеси (полову и

т. п.) и воду.

У фильтров обоих типов крышка и корпус стянуты болтами. В

нижней части имеется вентиль Юс шариковым запором. При ТО-1,

отворачивая этот вентиль на 1...2 оборота, сливают из корпуса от-

стой (часть топлива с механическими примесями).

Фильтры тонкой очистки (ФТО) очищают топливо от частиц

крупнее 1,5 мкм. В них использован способ фильтрации через

фетр, войлок, хлопчатобумажную пряжу, бумагу, картон, порош-

ковый материал. Наиболее часто применяют два последних мате-

риала.

Фильтр тонкой очистки с картонным элементом применяют в

Рис. 6.9. Топливные фильтры:

—

щелевой грубой очистки; б, в

—

соответственно инерционный грубой и тонкой очистки;

—

клапан фильтра тонкой очистки; 1

—

корпус; 2

—

стержень; 3

—

стяжной болт; 4

—

пробка;

5— прокладка; б—фильтрующий элемент; 7—чистик; 8— колпак; 9— пружина; 10— слив-

ной вентиль; 77 —направляющий конус; 12

—

успокоитель; 73

—

регулировочные проклад-

ки; 14— плунжер перепускного клапана

дизелях. Топливо, попадая через канал в корпусе 1 (рис. 6.9, в) в

полость колпака <?, продавливается через поры бумаги фильтра-

патрона. Этот патрон состоит из фильтрующего элемента 6, вы-

полненного в виде длинного цилиндра из специальной бумаги.

Для уменьшения габаритов цилиндр сжат гармошкой, края его за-

вал ьцованы в крышки, а сверху для защиты от повреждений он

прикрыт обечайкой из плотного картона с отверстиями. Уплотне-

ние патрона сверху и снизу обеспечивается прокладками и пружи-

ной Р. Вентиль 10 в нижней части служит для слива отстоя. При

сборке весь фильтр стягивают стержнем 2. Между корпусом и кол-

паком устанавливают прокладку 5.

Фильтр установлен в верхней точке системы питания. В фильт-

ре предусмотрен клапан для удаления воздуха из системы. Когда в

подводящем канале давление достигает 0,2...0,4 МПа, плунжер 14

отжимается и открывает канал для прохода топлива вместе с воз-

духом в бак. Натяжение пружины клапана регулируют прокладка-

ми 13.

Фильтры тонкой очистки легковых автомобилей неразборные с

порошковым или керамическим наполнителем. Их заменяют че-

рез 6...

тыс. км пробега.

6.5. НЕИСПРАВНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Основная неисправность части низкого давления системы пи-

тания

—

отсутствие или неравномерность подачи топлива. Для оп-

ределения места неисправности нужно последовательно прове-

рить наличие топлива в баке, работоспособность его дыхательной

системы, загрязненность фильтров, исправность ТННД, наличие

воздуха в системе, а также есть или нет подтекания топлива.

При ЕТО и ТО-1 очищают элементы системы от пыли и грязи,

заполняют бак. У дизелей сливают отстой из бака и корпусов

фильтров. При ТО-2 промывают фильтры грубой очистки и меня-

ют фильтры-патроны у ФТО.

Контрольные вопросы

1. Чем различаются компоновочные схемы систем питания дизелей, бензино-

вых двигателей, карбюраторных и с впрыском? 2. Что такое коэффициент избытка

воздуха? 3. Что такое цикловая подача топлива и воздуха? 4. Какие устройства

поддерживают давление внутри бака? 5. Какого размера частицы задерживают

ФТО и ФГО? 6. У какого топливного насоса равномерность подачи лучше: у пор-

шневого или диафрагменного? 7. Как топливо движется через фильтрующий пат-

рон: снаружи внутрь или изнутри наружу? 8. Чем ограничивается давление в сис-

теме питания после ТННД?

Глава 7

ПРИБОРЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ.

КАРБЮРАТОРЫ

7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Ввды топлив. Бензины выпускаются следующих марок: А-76,

А-80, А-92, АИ-93, АИ-95 («Экстра»), АИ-98. Буква А означает ав-

томобильный, цифра

—

октановое число, которое определяет

стойкость бензина к детонации. Чем выше число, тем выше стой-

кость. Буква И указывает на исследовательский метод определе-

ния октанового числа.

Дизельное топливо выпускается трех марок: JI

—

летнее (для

использования при температуре выше

°С); 3

—

зимнее (для

температур 0...—30 °С); А

—

арктическое (для температур выше

-50 °С). Разделение на эти марки определяется способностью топ-

лива загустевать при конкретной температуре, что приводит к за-

биванию топливопроводов парафиновыми фракциями и прекра-

щению работы дизеля.

Газовое топливо применяют в двух видах: сжиженный нефтя-

ной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ). СНГ выпускают

двух марок: СПБТЗ и СПБТЛ

—

смесь пропана и бутана техничес-

кая зимняя и летняя. СПГ выпускают также двух марок (А и Б),

различающихся относительной плотностью газа.

Карбюрация смеси. Для обеспечения быстрого и полного сгора-

ния топлива необходимо раздробить его на мелкие капли. Чем

больше поверхность, тем активнее происходит окисление молекул

топлива

—

горение. Процесс дробления и испарения бензина и

других легких видов топлив под действием струи воздуха носит

название карбюрация. Прибор, который обеспечивает этот про-

цесс, называют карбюратором.

Для лучшего протекания процесса сгорания нужно, чтобы топ-

ливо попадало в цилиндры мелкораздробленным или з виде пара.

Испарение топлива во многом зависит от поверхности испарения.

Поверхность испарения 1000 капель в 10 раз больше, чем поверх-

ность одной капли той же массы. Процесс распыления топлива

основан на разбивании вытекающего со скоростью 4...6 м/с из

распылителя (специальной трубки) топлива струей воздуха, дви-

жущегося со скоростью до 150 м/с. Средний диаметр капель на

выходе из карбюратора примерно составляет 100 мкм. На дробле-

ние и испарение топлива требуется значительная теплота, что мо-

жет приводить к образованию инея на стенках карбюратора и кол-

лектора. Для снижения этого явления многие карбюраторы имеют

систему подогрева.

При движении топливовоздушной смеси по впускному коллек-

тору происходит соприкосновение капель топлива со стенками, в

результате чего образуется топливная пленка, которая относитель-

но медленно движется к цилиндру. Количество топлива в ней мо-

жет достигать 25 % всей подачи. Все эти факторы приводят к не-

равномерности распределения топлива по цилиндрам, которое

может достигать 10...20 %. Кроме того, легкие фракции бензина

испаряются быстрее, а тяжелые могут оставаться в цилиндре неис-

парившимися. Эти фракции имеют меньшее октановое число, что

также влияет на процесс сгорания.

Газовоздушная смесь (при работе на газе) более однородна и не

создает топливной пленки.

Простейший карбюратор. К карбюраторам предъявляют следую-

щие основные требования: точное дозирование топлива на всех

режимах работы двигателя; хорошее дробление бензина; высокое

паросодержание горючей смеси.

Схема простейшего карбюратора показана на рисунке 7.1. Его

работой управляют с помощью двух заслонок: воздушной 1 и

дроссельной 3. Диффузор увеличивает скорость движения воздуха,

что приводит к падению давления возле обреза распылителя. В

поплавковой камере б поддерживается заданный уровень топлива.

Если уровень выше заданного, то игольчатый клапан поплавка за-

пирает канал для поступления бензина. Уровень поддерживается

ниже обреза распылителя на 5 = 2...3 мм.

Работа карбюратора. Воздух движется через карбюратор за счет

перепада давления в атмосфере и цилиндрах при тактах впуска. В

диффузоре скорость воздуха увеличивается до 100...150 м/с (в за-

висимости от режима работы двигателя), давление падает на

Рис. 7.1. Схема простейшего карбюрато- Рис. 7.2. Характеристики карбюратора:

\ /

ра:

/— простейшего; //—желаемая

/—воздушная заслонка; 2—диффузор; 3

—

дроссельная заслонка; 4—главный жиклер;

5— поплавок; б

—

поплавковая камера

д/?= 5...20 кПа. Так как в поплавковой камере топливо находится

под атмосферным давлением то под действием перепада давле-

ния Ьр =

ро — р

(см. рис. 7.1) топливо вытекает из распылителя че-

рез главный жиклер 4. Скорость движения топлива, проходящего

через главный жиклер, достигает 5...6 м/с. Воздух подхватывает

топливо, дробит его на мелкие частицы. Одновременно происхо-

дит частичное испарение бензина.

Характеристика простейшего карбюратора (рис. 7.2). По урав-

нению Бернулли вычисляют расход топлива через главный жик-

лер

Qr =

/жУтРт

Иж/жРтл/

2А

/>ж/Рт

и расход воздуха через диффузор

Оъ = /д

вРв

^/bPb>/

^/Pb'

где А» fn

проходные сечения жиклера и диффузора; v

, v

—

скорости движения

топлива и воздуха; р

, р

—

плотности топлива и воздуха; ц

, ц

—

коэффициенты

расхода жиклера и диффузора.

Коэффициент избытка воздуха (см. главу 6)

« =

<?вл =

^д/ДРВ>/2АР/РВ /(^ж/жРтА)л/2Ар/Рт).

Поскольку р

, р

, Zo, /

, f

Арж/Ьр

—

константы, ТО (X Цд/Ц

Так как воздух менее инерционен, чем топливо, то при откры-

тии дроссельной заслонки количество воздуха, определяемое ко-

эффициентом расхода диффузора ц

=.ДД/>), возрастает быстрее,

чем количество топлива, определяемое коэффициентом расхода

жиклера ц

р), т. е. смесь обогащается. В результате при от-

крытии дроссельной заслонки коэффициент избытка воздуха па-

дает, т. е. смесь обогащается (кривая /на рис. 7.2).

7.2. СИСТЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ТРЕБУЕМОГО КАЧЕСТВА

Каждому режиму работы двигателей соответствует определен-

ный состав смеси (табл. 7.1). Работа на обедненной смеси

(а= 1...1Д5) обеспечивает наилучшую экономичность, а работа на

обогащенной смеси (а = 0,8...0,9) — получение максимальной мощнос-

ти двигателя. Если на графике (см. рис. 7.2) указать значения а,

которые требует (желает) двигатель на всех режимах работы, то

получим желаемую характеристику карбюратора (см. рис. 7.2, кри-

вая II). Она совершенно не совпадает с характеристикой простей-

шего карбюратора.

7.1. Т]ребуемый состав смеси для различных режимов двигателя

Режим работы двигателя

Количество

топлива,

от

номинала

Количество

воздуха

Коэффициент

избытка воздуха

Вид смеси

Максимальной мощности 90... 100

Основной (средняя час- 50...70

тота вращения)

Разгон 110... 120

Холостой ход при мини- 20...30

мальной частоте вращения

Пуск 150...180

Норма

Мало

0,85...0,9

1,12...1,15

0,8...0,9

0,7...0,8

Обогащенная

Обедненная

Обогащенная

Богатая

0,4...0,6 Очень богатая

При работе на основном режиме (средних значениях частоты

вращения) смесь должна быть обедненной, а простейший карбю-

ратор ее обогащает; при пуске смесь должна быть богатой, а кар-

бюратор ее обедняет и т. д.

Способы компенсации состава смеси. Изменение состава смеси в

соответствии с режимом работы двигателя называется компенса-

цией состава смеси.

Прежде всего карбюратор должен обеспечить основной ре-

жим

—

создать обедненную смесь для экономичной работы двига-

теля. Для этой цели в карбюраторе имеются устройства, которые

изменяют характеристику простейшего карбюратора,

—

системы

компенсации состава смеси. Различают два способа компенсации

смеси: 1) изменение соотношения сечений жиклера и диффузора

Л//ж! 2) изменение соотношения перепада давления у главного

жиклера и в диффузоре Д/?д/Д/>

(

см

- Для реализации перво-

го способа применяют два-три диффузора. При малых скоростях

воздуха работает малый диффузор, а потом вступает в работу боль-

шой.

При втором способе используют компенсационные колодцы

(рис. 7.3, а). Такой колодец с воздушным жиклером 3 размещают

между главным жиклером 2 и распылителем 6. За счет воздушного

жиклера перепад давления на главном жиклере уменьшается и со-

ставляет

/>ж = (А)-(/>д

А*.ж)>

что меньше величины

Ар

= (р

- р

). В результате снижается ско-

Рис. 7.3. Способы формирования желаемой характеристики карбюратора:

—

компенсация состава смеси; б— действие экономайзера; в— система холостого хода; г

—

действие систем при пуске двигателя; д — действие ускорительного насоса;

1 —

поплавковая

камера; 2 —главный жиклер; 3

—

воздушный жиклер; 4

—

дроссельная заслонка; 5—диффу-

зор; б—распылитель; 7—воздушная заслонка; 8— шток; 9— клапан экономайзера; 10—

жиклер экономайзера; 7/—компенсационный колодец; 12 и 13

—

топливный и воздушный

жиклеры системы холостого хода; 14—регулировочный винт; /5—воздушный клапан; 16—

поршень ускорительного насоса; 17— обратный клапан; 18— клапан; 19— форсунка

0.5

J^rr:

n !

/ j

Johq

средни ж ^,

" f

j частот

вращений

I I

ОС

0,5

- / Зона максимальной \ >

/ мощности j |

ОС

0,5

•v

l ^

она 10

0СГП0г

0,5

~7 %

Зона пуска

i_L

?Яг

—^ бензин

Воздух

горючая

смесь