Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Автомобили и тракторы»
Методические указания к лабораторным работам по курсу
«Тепловые двигатели» для студентов специальности
1501 «Автомобиле- и тракторостроение»
Нижний Новгород
2003
Составители: С.М. Огороднов
УДК 629.113
Система питания карбюраторного двигателя. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Тепловые двигатели» для студентов специальности 1501 «Автомобиле- и тракторостроение»./ НГТУ; Сост.: С.М.Огороднов. Н.Новгород, 2003.-16 с.
Указаны: цель работы, общие сведения и порядок выполнения работы, приведены варианты заданий для выполнения отчетов.
Приведено описание устройства и работы системы питания карбюраторного двигателя, изложены сведения о процессе смесеобразования и составе горючей смеси, принципах работы простейшего и идеального карбюратора. Изложено описание устройства и работы систем карбюратора, конструкции приборов, устройств и механизмов системы питания.
Научный редактор Л.Н.Орлов
Редактор
Подп. к печ. Формат 60х84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная.
Печ. л. 0,75. Уч.-изд. л. 0,6. Тираж 100 экз. Заказ .
_____________________________________________________________________________
Нижегородский государственный технический университет.
Типография НГТУ, 603600, Н.Новгород, ул. Минина, 24.
Лабораторные занятия по курсу «Тепловые двигатели» являются важной частью подготовки специалистов и необходимы для получения конкретных практических и углубления теоретических знаний по данному курсу.
Студенты при подготовке к лабораторным занятиям обязаны использовать имеющиеся в лаборатории методические пособия, учебную литературу, макеты систем, агрегатов, узлов, плакаты и схемы.
Получив задание, студент должен ознакомиться с содержанием работы, методическими указаниями к работе, контрольными вопросами, заданием для выполнения отчета и рекомендованными учебными пособиями и литературой.
Рекомендуется изучать материал, одновременно используя методическую или учебную литературу и имеющиеся в лаборатории макеты систем, агрегатов, узлов, плакаты и схемы. Студент должен знать назначение и устройство, основные характеристики и параметры, предлагаемых для изучения систем и механизмов, названия отдельных узлов и деталей, регулировки, их технические характеристики, порядок и способ выполнения регулировок.
При изучении конструкции входящих в узел деталей, необходимо выяснить из какого материала изготавливается деталь, обратить внимание на способы обработки поверхностей детали и упрочнения.
До начала устного отчета по лабораторной работе студент обязан составить и защитить письменный отчет, объем и содержание которого оговаривается в методических указаниях, а вариант указывается преподавателем.
Задание на следующую лабораторную работу выдается преподавателем только после получения зачета с положительной оценкой по выполненной студентом предыдущей лабораторной работе.
Зачет по лабораторным занятиям складывается из зачетов по отдельным работам.
В каждом из предложенных для выполнения отчетов студент обязан привести схему системы, узла или агрегата (прибора), указать наименование деталей или конструктивных элементов, номер позиции на схеме. Кратко описать конструкцию устройства, его работу, взаимодействие деталей и конструктивных элементов, основные технические и эксплуатационные характеристики или параметры.
|
№ варианта |
Задание |
|
1 |
2 |
|
1 |
Принципиальная схема, назначение, устройство и работа главной дозирующей системы карбюратора автомобиля ГАЗ-3110. |
|
1 |
2 |
|
2 |
Принципиальная схема, назначение, устройство и работа системы холостого хода карбюратора автомобиля ВАЗ-2109. |
|
3 |
Принципиальные схемы, назначение, устройство и работа экономайзеров карбюраторов механического и пневматического типов (на примере автомобилей ГАЗ-3110 и ВАЗ-2109). |
|
4 |
Принципиальные схемы, назначение, устройство и работа ускорительного насоса и системы пуска холодного двигателя карбюратора автомобиля ГАЗ-3110. |
|
5 |
Принципиальная схема, назначение, устройство и работа топливного насоса автомобиля ВАЗ-2109. |
4. Описание устройства и работы систем питания карбюраторного двигателя
4.1. Назначение, общее устройство и работа системы питания
карбюраторного двигателя.
Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из цилиндра отработавших газов. В общем случае, система питания, рис. 1, состоит из топливный бака 1, фильтра грубой очистки (отстойника) 2, топливного насоса 3, фильтра тонкой очистки топлива 4, воздушного фильтра 5, карбюратора 6, впускного трубопровода (коллектора) 7, выпускного трубопровода 8, приемной трубы глушителя 9, глушителей шума отработавших газов (глушителей) 10,11 и выпускной трубы 12. Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1
|
Рис. 1 |
подается через фильтр–отстойник 2 с помощью насоса 3 в поплавковую камеру |
карбюратора 6. В фильтре-отстойнике топливо предварительно очищается от механических примесей и воды.
При такте впуска в цилиндре двигателя создается разряжение, которое передается в карбюратор и воздухоочиститель. Под влияние разрежения воздух проходит через воздухоочиститель и поступает в смесительную камеру карбюратора, где из распылителей фонтанирует топливо. В карбюраторе топливо перемешивается с воздухом и частично испаряется, т.е. образуется горючая смесь. По впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. После сгорания отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод, из которого они поступают в приемную трубу глушителей, а затем в выпускную трубу.
4.2. Смесеобразование и состав горючей смеси.
Процесс смесеобразования в карбюраторном двигателе заключается в смешивании паров бензина с воздухом при определенном соотношении их масс. Приготовление горючей смеси начинается в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе и заканчивается в цилиндре. В зависимости от соотношения масс топлива и воздуха различают нормальную, обогащенную, богатую, обедненную и бедную смеси. Соотношение между количеством топлива и воздуха определяют коэффициентом избытка воздуха – α, равным отношению действительного количества воздуха Lд, находящегося в смеси, к количеству воздуха Lo теоретически необходимому для сжигания данного количества топлива, α = Lд/Lo. Если количество воздуха в горючей смеси равно теоретически необходимому для полного сгорания топлива, α = 1 и смесь называется нормальной. Для полного сгорания 1 кг бензина требуется примерно 14.9 кг воздуха. Такая смесь обеспечивает устойчивую работу двигателя со средними показателями мощности и экономичности.
В обогащенной смеси содержание воздуха на (15…20)% меньше, чем в нормальной, . Обогащенная смесь сгорает быстрее нормальной и двигатель развивает наибольшую мощность при несколько увеличенном расходе топлива.
В богатой смеси содержание воздуха на (20…60)% меньше, чем в нормальной, . Богатая смесь горит «медленно», при этом уменьшается мощность двигателя и значительно увеличивается расход топлива.
В обедненной смеси содержание воздуха на (10…15)% больше, чем в нормальной, . Обедненная смесь имеет несколько меньшую скорость сгорания, чем обогащенная смесь, но двигатель работает экономично, хотя и развивает несколько меньшую мощность.
В бедной смеси содержание воздухана (15…30)% больше, чем в нормальной, . Бедная смесь горит медленно, процесс сгорания может продолжаться весь такт расширения и часть такта выпуска. При использовании бедной смеси двигатель работает неустойчиво, его мощность уменьшается, а расход топлива сильно возрастает.
Состав смеси непрерывно меняется и автоматически поддерживается в зависимости от условий работы двигателя с помощью карбюратора.
Наибольшую мощность двигатель развивает при , а наиболее экономичный режим работы двигателя обеспечивается при .
В цилиндре двигателя после такта выпуска остается значительное количество отработавших газов: (7…12)% в режиме максимальной мощности и (35…40)% на холостых оборотах.
Смесь остаточных газов и горючей смеси называется рабочей смесью.
4.3. Принцип работы карбюратора, режимы работы двигателя, характеристики простейшего и идеального карбюратора.
Процесс приготовления горючей смеси определенного состава из мелко распыленного топлива и воздуха вне цилиндров двигателя называют карбюрацией, а прибор, в котором этот процесс происходит карбюратором. Простейший карбюратор, рис 2, состоит из поплавковой камеры 1 с поплавком 2 и запорным клапаном 7, распылителя 4 с жиклером 3, смесительной камеры с диффузором 5 и дроссельной заслонкой 6. Поплавковая камера через «балансировочное» отверстие сообщается с атмосферой. Распылитель (выходной конец) устанавливают в самом узком месте диффузора - горловине. При наполнении топливом
|
Рис.2 |
поплавковой камеры поплавок 2 всплы-вает и игольчатый клапан 7 перекрывает |
подающий трубопровод. Поступление топлива в поплавковую камеру прекращается.
Разряжение, создаваемое в цилиндре, передается в смесительную камеру карбюратора. Разряжение зависит от положения дроссельной заслонки карбюратора и скорости воздушного потока (частоты вращения коленчатого вала двигателя). Наибольшее разряжение в смесительной камере создается при открытой дроссельной заслонке. Пока двигатель не работает, в поплавковой камере и распылителе топливо находится на одном уровне, ниже уровня конца распылителя на величину Δh. Во время работы воздух проходит через диффузор, скорость воздуха максимальна в горловине диффузора, там и создается наибольшее разряжение. Вследствие перепада давлений воздуха в поплавковой камере и горловине диффузора топливо начинает фонтанировать из распылителя, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает через впускной трубопровод (коллектор) в цилиндры двигателя. Топливо продолжает испаряться и перемешиваться во впускном коллекторе и щелевом зазоре впускного клапана. Заканчивается процесс смесеобразования в цилиндре в конце такта сжатия.
Изменение положения дроссельной заслонки простейшего карбюратора значительно изменяет состав горючей смеси, рис. 3, кривая 1. По мере открытия дроссельной заслонки, определяемой площадью проходного сечения, выраженной в процентах от максимального значения площади проходного сечения, горючая смесь обогащается все в большей степени. Это не соответствует теоретическим представлениям о необходимом составе горючей смеси при различных режимах работы двигателя. Основные режимы работы двига-
|
Рис. 3 |
ля: запуск «холодного» двигателя; холостой ход и малые нагрузки; средние нагрузки; полная нагрузка; |
резкие переходы с малой нагрузки на большую.
Во время пуска холодного двигателя необходима очень богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 0,2...0,6, позволяющая компенсировать плохие условия смесеобразования в этом режиме. Частота вращения коленчатого вала во время пуска и скорость воздушного потока в диффузоре карбюратора имеют небольшие значения, топливо плохо перемешивается с воздухом и плохо испаряется. При этом значительная часть топлива конденсируется во впускном трубопроводе и на стенках цилиндра.
При работе двигателя в режиме холостого хода и малых нагрузок горючая смесь загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси до значения коэффициента избытка воздуха α = 0,7…0,8 улучшает воспламеняемость, способствует устойчивой работе двигателя.
В режиме средних нагрузок двигатель автомобиля работает большую часть времени, поэтому для этого режима целесообразно использование обедненной смеси с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономичная смесь), обеспечивающей устойчивое воспламенение и экономичность.
В режиме полной нагрузки двигатель работает при разгоне, преодолении крутых и тяжелых участков дороги. В этом случае, для получения максимальной мощности необходима обогащенная смесь, α = 0,85…0,95.
Переходный режим наступает при резком (быстром) открытие дроссельной заслонки и характеризуется обеднением горючей смеси из-за более быстрого, по сравнению с топливом, увеличения количества поступающего воздуха. Карбюратор должен иметь устройство, предотвращающее обеднение смеси в этом случае.
Характеристика карбюратора наилучшим способом отвечающая возможным условиям работы двигателя («идеального» карбюратора) показана на рис. 3, кривая 2. Только для двух положений дроссельной заслонки, т.т. «в» и «б» кривая изменения состава горючей смеси простейшего карбюратора совпадает с кривой изменения состава горючей смеси «идеального» карбюратора. Таким образом, простейший карбюратор не может приготовить горючую смесь нужного состава для всех режимов работы двигателя.
Современные карбюраторы обеспечивают изменение состава горючей смеси по закону близкому к кривой 2 за счет использования дополнительных дозирующих устройств и систем. Эти же системы и устройства обеспечивают минимальную токсичность отработавших газов.
4.4. Назначение, устройство и работа главной дозирующей системы карбюратора
Главная дозирующая система (ГДС) карбюратора обеспечивает работу двигателя на всех режимах, кроме режима холостого хода. Для образования горючей смеси эта система подает наибольшую часть топлива. Конструкция ГДС в основном повторяет конструкцию простейшего карбюратора, но в ней предусмотрено регулирование состава горючей смеси. В ГДС предотвращается обогащение состава горючей смеси по мере открытия дроссельной заслонки. Этот процесс называется компенсацией состава горючей смеси. В карбюраторах современных двигателей
Рис.4 |
в основном используют метод |
компенсации состава горючей смеси, получивший название «пневматическое торможение» истечения топлива. Ранее широко использовались методы: регулирования разряжения в диффузоре; установка нескольких жиклеров – главного и компенсационного; регулирования проходного сечения главного дозирующего жиклера и др. Устройство ГДС с пневматической компенсацией состава горючей смеси показано на рис. 4. Из поплавковой камеры 1 через главный жиклер 3 топливо поступает в эмульсионный колодец 5 и далее через распылитель 6 в горловину диффузора. В эмульсионном колодце 5 установлена воздушная трубка 9 с отверстиями. Верхний конец трубки через воздушный жиклер 7 сообщается с атмосферой. При создании разряжения в диффузоре 10 из распылителя 6 начинает фонтанировать топливо, уровень его в эмульсионном колодце понижается, постепенно открывая отверстия на боковой поверхности трубки. Воздух выходящий из трубки 9 смешивается с топливом и приготовленная таким образом эмульсия подается в смесительную камеру. При увеличении открытия заслонки возрастает расход топлива из колодца, открывается больше отверстий, уменьшается сопротивление движению воздуха и все большее его количество попадает в распылитель, уменьшая разряжение у главного жиклера, замедляя (тормозя) истечение топлива. Это обеспечивает примерно постоянный состав горючей смеси в широком диапазоне нагрузок на двигатель.
Создание экономичной смеси возможно лишь при правильном выборе диаметров топливного и воздушного жиклеров.
4.5. Назначение, устройство и работа системы холостого хода карбюратора
Система холостого хода (СХХ) карбюратора обеспечивает работу двигателя в режиме холостого хода и малых нагрузок. Из поплавковой камеры 1 топливо через жиклер 3 СХХ по каналам системы холостого хода поступает к воздушному жиклеру 5, смешивается с воздухом и далее в виде топливной эмульсии поступает через нижнее отверстие СХХ под дроссельную заслонку 9. За счет разности давлений в зонах верхнего I и нижнего II отверстий
Рис. 5 |
СХХ, через отверстие I дополнительно |
поступает воздух, что позволяет получить мелко дисперсную эмульсию с удельной массой в 300…400 меньшей, чем у топлива и улучшить смесеобразование. Предварительная подготовка топлива к процессу смесеобразования, обеспечивает качественное перемешивание топлива и воздуха. Горючая смесь становится однородной по составу, жидкая фракция топлива к окончанию хода сжатия практически отсутствует.
СХХ обеспечивает плавный переход работы двигателя с режима холостого хода на режим средних нагрузок. По мере открытия дроссельной заслонки уменьшается разность давлений в зонах отверстий I и II. В определенный момент начинается фонтанирование топлива из отверстия I, обеспечивающее постепенное изменение состава горючей смеси. С увеличением угла поворота дроссельной заслонки разрежение в зоне отверстий I и II падает настолько, что фонтанирование топлива прекращается, но в этот момент уже работает ГДС.
4.6. Назначение, устройство и работа ускорительного насоса карбюратора
Ускорительный насос карбюратора обеспечивает дополнительную подачу топлива в смесительную камеру карбюратора при резком открытии дроссельной заслонки (в случае быстрого изменения режима работы двигателя). Дополнительное количество топлива необходимо для компенсации негативных последствий переходного процесса, сопровождающегося резким обеднением состава горючей смеси. Насос поршневого типа,
рис. 6, имеет механический привод, соединенный с дроссельной заслонкой через пружину. Насос работает следующим образом. При резком нажатии на педаль, привод 5
Рис. 6 |
действует на пружину и затем на поршень. |
Закрывается обратный клапан 2 и топливо вытесняется поршнем 3 в топливный канал. При определенном давлении открывается запорный клапан 8 и топливо фонтанирует в смесительную камеру, обогащая смесь. Упругая связь привода и поршня исключает поломку деталей за счет гидравлического удара, обеспечивает возможность свободного перемещения деталей привода дроссельной заслонки и обеспечивает обогащение горючей смеси в период переходного процесса за счет постепенного перемещения поршня под действием упругой силы пружины. Запорный клапан 8 исключает подачу топлива к распылителю при медленных перемещениях дроссельной заслонки.
4.7. Назначение, устройство и работа механического и пневматического экономайзеров карбюраторов
Экономайзеры карбюраторов необходимы для обогащения горючей смеси при работе двигателя с полной нагрузкой (в режиме полной мощности). Экономайзеры начинают работать при определенном положении дроссельной заслонки (механический) или при определенном разряжении в диффузоре карбюратора (пневматический). В экономайзере
Рис. 9 Рис. 8
механического типа, рис. 7, топливо из поплавковой камеры 3, через клапан 7 и жиклер 6 экономайзера подается к распылителю, обогащая горючую смесь. Клапан 7 приводится в действие с помощью привода: толкателя 4 и тяги 2, связанной рычагами с осью дроссельной заслонки.
Пневматические устройства для обогащения смеси, рис.8, работают при полностью открытых дроссельных заслонках (в режиме полной нагрузки). Топливо из поплавковой камеры через жиклер поступает в топливный канал и через распылитель 4 фонтанирует в смесительную камеру, обогащая горючую смесь. Разница в уровне подъема топлива «h» исключает работу экономайзера на режимах средних нагрузок.
4.8. Назначение, устройство и работа системы пуска двигателя
Система пуска двигателя обеспечивает пуск двигателя при низкой температуре окружающего воздуха. При отрицательной температуре воздуха и даже при низкой положительной температуре пуск двигателя затруднен из-за плохого испарения топлива. Чтобы к моменту воспламенения в рабочей смеси находилось достаточное количество паров бензина, горючую смесь необходимо сильно обогатить. Обогащение смеси производится с помощью воздушной заслонки рис. 9, управляемой с места водителя или автоматически. При пуске двигателя заслонку 1 закрывают. При вращении коленчатого вала в смесительной камере карбюратора создается значительное разряжение, и топливо фонтанирует из распылителей главной дозирующей системы, системы холостого хода и пневматического экономайзера. На воздушной заслонке установлен воздушный клапан 2, удерживаемый в закрытом по ложении пружиной 3.
|
Рис. 9 |
При запуске двигателя, клапан под действием давления |
воздуха открывается, исключая сильное обогащение горючей смеси.
4.9. Назначение, устройство и работа экономайзера принудительного холостого хода
Экономайзер принудительного холостого хода отключает систему холостого хода во время торможения автомобиля двигателем. При этом обеспечивается экономия топлива и снижение выбросов в атмосферу вредных и токсичных продуктов сгорания топлива.
Система отключения подачи топлива состоит: из блока управления 1, микровыключателя 2, электромагнитного клапана 3 и экономайзера 4, рис. 10. Микровыключатель 2 и экономайзер 4 размещаются на карбюраторе. При опущенной педали дроссельной заслонки контакты микровыключателей размыкаются и при оборотах двигателя ωс>1400об/мин через каналы электромагнитного клапана 3 атмосферный воздух поступает в верхнюю полость экономайзера. Клапан экономайзера опускается вниз, перекрывая подачу топлива из поплавковой камеры в каналы холостого хода. В других режимах работы двигателя в верхнюю полость экономайзера поступает разрежение из
Рис. 10 |
канала III, соединенного с пространством |
под дроссельной заслонкой карбюратора, и клапан открывается.
4.10. Назначение, устройство и работа системы рециркуляции отработавших газов
Система рециркуляции отработавших газов позволяет снизить выброс вредных и токсичных продуктов сгорания в атмосферу. Система рециркуляции, рис. 11, состоит из клапана рециркуляции 5, установленного на газопроводе, и термовакуумного выключателя 1, ввернутого в рубашку охлаждения головки цилиндров IV. Рециркуляция отработавших газов
во впускной тракт II из выпускного III осуществляется на двигателе, прогретом до температуры охлаждающей жидкости 35˚-40˚ на частичных нагрузках. Система не работает
Рис. 11 |
на оборотах холостого хода и при полностью |
открытой дроссельной заслонке из-за отсутствия управляющего разряжения в каналах диафрагменного механизма клапана 6, передаваемого от отверстия I, расположенного над дроссельной заслонкой карбюратора.
4.11. Назначение, устройство и работа ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя
Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливают на грузовых автомобилях, где особенно часто имеет место работа двигателя с большой нагрузкой. Пневмоинерционный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя, рис. 12, состоит из центробежного датчика инерционного типа и исполнительного механизма с вакуумно-диафрагменным приводом оси дроссельных заслонок. Центробежный датчик установлен на крышке распределительных шестерен. В корпусе 1 установлен ротор 2 с пустотелым валом 3 и клапаном 4, удерживаемым пружиной 5. Исполнительный механизм установлен на корпусе смесительных камер карбюратора. диафрагма 6 соединяется с верхним концом штока 7, нижний конец которого соединен с рычагом 8, привода дроссельных заслонок. Рычаг 8 удерживается пружиной 9. Полость А вакуумной камеры сообщается с полостью ротора трубопроводом I, а трубопроводом I I со сме-
Рис. 12 |
сительной камерой карбюратора. Полость Б постоянно сообщается каналом IV с воздушным пат- |
рубком карбюратора. При малой частоте вращения коленчатого вала, клапан 4 открыт и полость А сообщается с вакуумным патрубком через трубопровод I, канал 10, полость ротора 2 и трубопровод III. Давление в полостях А и Б – одинаковое, а диафрагма 6 неподвижна. При достижении двигателем предельной, по условиям долговечности, частоты вращения коленчатого вала пружина 5 растягивается под действием центробежной силы клапана 4, клапан 4 закрывается, доступ воздуха из трубопровода III прекращается. Полость А соединяется только со смесительной камерой карбюратора, давление в которой меньше атмосферного давления. Из-за разности давлений в полостях А и Б диафрагма поднимается и перемещает рычаг 8, закрепленный на оси дроссельных заслонок. Заслонки поворачиваются, уменьшая количество поступающей горючей смеси.
4.12. Назначение, устройство и работа топливного насоса двигателя
Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в поплавковую камеру карбюратора. Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили диафрагменные топливные насосы, приводимые в действие от распре делительного вала.
Топливный насос, рис. 13, состоит из: крышки 1, головки 2 и корпуса 3. Между корпусом и головкой закреплена диафрагма 4. В головке на соса установлены впускные 5 и выпускные 6 клапаны. Насос приводится в действие при помощи экс центрика распределительного вала. Во время вращения распределительного вала эксцентрик
набегает на коромысло 10. При этом противоположное плечо коро мысла опускается вниз вместе со штоком 4 и соединенной с ним диафрагмой 7, сжимая пружину 8. Над диафрагмой создается разряжение, и топливо поступает в рабочую полость насоса через впускные клапаны 5. При дальнейшем повороте распределительного вала эксцентрик выходит из-под коро мысла, и оно опускается вниз. Пружина разжимается, и диафрагма перемещается вверх.
Рис. 13 |
Вследствие этого впускные клапаны 5 закрываются, а выпускные клапаны 6 открыва- |
ются. Топливо по топливопроводу направляется в фильтр тонкой очистки.
Количество топлива, подаваемое топливным насосом к карбюратору, регулируется автоматически в зависимости от давления в трубопроводе и зависит от хода диафрагмы. При закрытом впускном клапане поплавковой камеры диафрагма находится в крайнем нижнем положении. Плечо коромысла 10, действующее на шток через текстолитовую упорную шайбу, опущено вниз, а противо положное плечо поднято вверх, и привод насоса перемещается вхолостую.
Сила пружины диафрагмы меньше силы сопротивления игольчатого клапана, который вместе с поплавком регулирует поступление топлива в поплавковую камеру карбюратора. По мере расходования топлива игольча тый клапан карбюратора открывается, и диафрагма, прогибаясь вверх, по дает в карбюратор очередную порцию топлива.
4.13. Назначение и устройство топливного бака
Топливный бак, рис. 12, является резервуаром для бензина. На автомобиле могут быть установлены один или несколько топ ливных баков. Емкость топливного бака делается такой, чтобы автомобиль мог проехать без заправки 300…600 километров. Топливный бак состоит из двух сварных частей 7, отштампованных из стали с освинцованными внутренними поверхностями. Внутри бака имеются перегородки с отверстиями, устраняющие плескание топлива и повышающие жесткость конструкции. В верхнюю часть бака вварена наливная горловина 8, закрываемая пробкой. Иногда для удобства заправки бака топливом применяется выдвижная горловина, имеющая сетчатый фильтр. Если наливная горловина установлена на бо ковой стенке, то верхняя часть
Рис.14 |
бака соединяется с горловиной трубкой, по которой выходит |
воздух бака при заливке топлива. На верхней стенке топливного бака расположен датчик 4 указателя уровня топлива и кран 6, соединенный трубкой 5 с фильтром-отстойником 1. Внутри бака находится топливозаборная трубка 2, имеющая на приемном конце сетку, а другим концом соединяющаяся с топливопроводом. В днище бака установлен отстойник и пробка, для спуска осевших на дно механических примесей и воды. Топливные баки на грузовых автомобилях устанавливают с помощью хомутов 3 и кронштейнов на левом или правом лонжероне рамы, под гру зовой платформой или сиденьем водителя. На легковых автомобилях топ ливные баки укреплены в дне багажника или под полом кузова, сзади автомобиля.
В результате расхода топлива в баке может образоваться разрежение, что вызывает перебои в подаче топлива или остановку двигателя. При работе автомобиля в жаркую погоду из бензина интенсивно испаряются легкие фракции, и давление в баке повышается. В обоих случаях необходимо, чтобы внутреннее пространство топливного бака сообщалось с атмосферой. Топливные баки автомобилей снабжают герметичными пробками, соединяющими бак с атмосферой через специальные клапаны.
4.14. Назначение и устройство топливного фильтра-отстойника
Топливные фильтры-отстойники могут применяться на некоторых автомобилях и служат для отделения от топлива воды и механических примесей. В топливе могут содер жаться механические примеси и вода, причем их количество определяется условиями транспортировки, хранения и способами заправки топлива баков автомобилей. Механические примеси и вода нарушают нормальную работу карбюратора или системы питания двигателя с непосредственным впрыскиванием топлива и вызывают повышенный износ деталей двигателя. Фильтр-отстойник, рис. 15, состоит из корпуса 3, отстойника 8 и филь трующего элемента б. Прокладка 2 уплотняет
|
Рис. 15 |
соединение корпуса с отстой ником. Фильтрующий элемент собран из тонких |
латунных пластин 12. На них имеются отверстия 13 для прохода топлива, два отверстия для установки пластин на стойках 7 и выступы, высотой примерно 0,05 мм. Пакет пла стин надевается на стержень 10; пружиной 11 пластины плотно прижимаются друг к другу и к корпусу. В собранном состоянии между пластинами остаются щели, через которые проходит топливо.
Топливо поступает в фильтр-отстойник по трубке 1 и заполняет его. Крупные механические примеси и вода, имеющиеся в топливе, опускаются на дно отстойника и через отверстие, закрываемое пробкой 9, периодически удаляются. На внешней поверхности фильтрующего элемента задерживаются механические примеси размером более 0,05 мм. Очищенное топливо посту пает в полость корпуса и по трубке 4 направляется в топливный насос.
4.15. Назначение и устройство впускного и выпускного трубопроводов
Впускной и выпускной трубопроводы обычно отливаются отдельно. Приготовленная в карбюраторе горючая смесь поступает во впускной трубопровод, соединенный с каналами в блоке или в головке блока, подво дящими смесь к цилиндрам. Для лучшего распределения и наполнения ци линдров горючей смесью сопротивление трубопровода должно быть наи меньшим. С этой целью впускной трубопровод изготавливают, возможно большего сечения и с короткими патрубками. Выпускной трубопровод отводит отработавшие газы из двигателя. Впускной и выпускной трубопроводы могут изготавливаться из разных материалов. Во многих конструкциях впускной трубопровод отлит из алюминиевого сплава, а выпускной из серого чугуна. Обычно у рядных двигателей впускной и выпускной трубопроводы кре пятся вместе с одной стороны двигателя. Они присоединяются к блоку ци линдров или к головке блока цилиндров. Впускной трубопровод 1, рис. 16, при помощи шпилек соединен с выпускным трубопроводом 5, и между ними установлена железоасбестовая прокладка 4. На впускном трубопроводе сверху имеется фланец 2 для установки карбюра тора. Приемная труба глушителя присоединяется к фланцу выпускного тру бопровода 5.
У V-образных двигателей, как правило, впускной трубопровод распо лагается между головками блока, а два выпускных трубопровода разме щаются с наружных сторон головок блока.
Рис. 16 |
Воздушный фильтр обеспечивает очистку поступающего в цилиндры двигателя воздуха от механических примесей. В воздухе всегда содер жится пыль. Количество пыли, находящейся в воздухе, изменяется в широ ких пределах, зависящих от местности, почвенных условий и климата. Пыль, проникающая в двигатель, смешивается с маслом и вызывает интенсивный износ трущихся поверхностей двигателя. Поэтому воздух, необходимый для образования горючей смеси необходимо тщательно очи-щать от пыли. Воздушный фильтр, рис. 17, состоит из
Рис. 17 |
крышки, корпуса, впускных |
патрубков, слоя нейлоновой ваты 2 и сменного бумажного фильтрующего элемента 1.
Корпус воздушного фильтра устанавливается на карбюратор. Воздух сначала проходит через слой нейлоновой ваты, а затем через сменный бумажный фильтрующий элемент. В зимнее время в фильтр поступает подогретый воздух из зоны выпускного трубопровода, что улучшает образование горючей смеси.
Управление карбюратором произво дится с места водителя. В ка бине находится педаль, соединенная c системой рычагов и тяг с рычагом привода дроссельных заслонок. Ножной привод в исходном положении удерживается пружиной. Если нажать на педаль управления дроссельными заслонками, то рычаг привода повернется и дроссельные заслонки откроются, пропорционально перемеще нию педали.
При прекращении нажатия на педаль, она возвращается в исходное положение, и дроссельные заслонки за крываются. Кроме того, на некоторых автомобилях дроссельные заслонки могут быть открыты с помощью ручного привода. При вы тягивании размещенной на панели при боров кнопки ручного привода, трос в гибкой оболочке с помощью рычага ручного привода поворачивает дроссельную заслонку. Ручной и ножной приводы дроссельных заслонок карбюратора связаны между собой: при нажа тии на педаль кнопка ручного управле ния остается неподвижной, а при вытя гивании кнопки педаль опускается.
Привод воздушной заслонки состоит из троса в гибкой оболочке, соединенного с кнопкой управления и рычагом, установленным на оси воздушной за слонки. Воздушную заслонку закры вают перед пуском холодного двигателя вытягиванием кнопки управления, а по мере про грева двигателя воздушную заслонку открывают.
4.18. Система выпуска отработавших газов и вентиляции картерного пространства
Система выпуска отработавших газов и вентиляции картерного пространства состоит из: выпускных труб двигателя (выпускных коллекторов), приемных труб, промежуточных труб, глушителя, резонатора и выпускной (выхлопной) трубы. Все конструктивные элементы системы крепятся к днищу (полу) кузова или раме с помощью упругих резиновых подвесок и соединяются между собой встык с помощью фланцев и прокладок или вставляются один в другой и фиксируются хомутом (скобой). Глушитель и резонатор имеют неразборную конструкцию. Глушитель обеспечивает снижение скорости потока отработавших газов и колебаний их давления на выходе из системы. Торможение газового потока осуществляется: разделением газового потока, изменением направления движения газа и перепуском газа из камер глушителя с небольшим объемом
|
Рис. 18 |
в камеры с большими объемами и наоборот. Сопротивление глушителя не должно быть |
большим, чтобы не снижались мощность и экономичность двигателя. Глушители прямоточного типа, рис.18, работают достаточно эффективно и просты по конструкции. Глушитель состоит из корпуса 1 с приваренными днищами 2 и 3. Двигаясь по трубам 4, газы выходят внутрь камеры через отверстия 5 и вновь поступают в трубы. Процесс повторяется многократно, затем газы через выпускную трубу 6 выходят в атмосферу.
Состав отработавших газов значительно влияет на окружающую среду, уменьшение их токсичности имеет большое значение. Токсичность выхлопа может быть уменьшена: использованием газовых топлив; конструктивным совершенствованием системы питания; устранением утечек паров топлива; применением закрытых систем вентиляции картера; использованием неэтилированных бензинов; применением каталитических нейтрализаторов.
Каталитические нейтрализаторы позволяют дожигать отработавшие газы и нейтрализовать токсические вещества: окиси азота, окись углерода, несгоревшие углеводороды. Нейтрализатор устанавливается в системе выпуска вслед за приемной трубой глушителя. В нейтрализаторе, рис.19 находятся керамические элементы 1 с микроканалами 2, на поверхности которых нанесены катализаторы: два окислительных (платина, палладий) и восстановительный (родий). Окислительные катализаторы преобразуют углероды в водяной пар, окись углеродов в двуокись углерода. Восстановительный катализатор ускоряет
химическую реакцию восстановления оксидов азота в азот.
|
Рис. 19 |
Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и |
полного сгорания топлива необходимо обеспечить определенное соотношение топлива и воздуха 1:(14,6…14,7). Такая точность дозирования обеспечивается системой питания с электронным управлением. При установке каталитического нейтрализатора не допускается работа двигателя на этилированном бензине, так как это приводит к быстрому выходу из строя нейтрализатора.
В процессе работы двигателя внутреннего сгорания отработавшие газы через зазоры между поршневыми кольцами, поршнем и цилиндром поступают в картерное пространство и воздействуют на масло, изменяя его химико-физические свойства. Кроме того, избыточное давление в картере двигателя способствует нарушению герметичности картерного пространства и приводит к утечкам масла. Для предотвращения нежелательных последствий попадания отработавших газов в картерное пространство применяются системы вентиляции картера различных конструкций.
Открытая система вентиляции картера состоит из патрубка, расположенного на поддоне двигателя, с которым соединяется газоотводящая трубка, выведенная под кузов автомобиля в зону, где при движении автомобиля создается разряжение.
На современных двигателях используется закрытые системы вентиляции картера. В закрытых системах газоотводящая трубка соединяется с внутренним пространством воздушного фильтра или впускным патрубком карбюратора. В закрытых системах исключается попадание механических примесей из внешней среды во внутренние полости двигателя, а повторный цикл дожигания части отработавших газов снижает вредное действие автомобиля на окружающую среду.
5. Контрольные вопросы
6. Пример оформления отчета
Лабораторная работа № 5
Вариант № 6
Назначение, устройство и работа экономайзера принудительного холостого хода
Экономайзер принудительного холостого хода отключает систему холостого хода во время торможения автомобиля двигателем. При этом обеспечивается экономия топлива и снижение выбросов в атмосферу вредных и токсичных продуктов сгорания топлива.
Система отключения подачи топлива состоит: из блока управления 1, микровыключателя 2, электромагнитного клапана 3 и экономайзера 4. Микровыключатель 2 и экономайзер 4 размещаются на карбюраторе. При опущенной педали дроссельной заслонки контакты микровыключателей размыкаются и при оборотах двигателя ωс > 1400 об/мин через
Рис. 1 |
каналы электромагнитного клапана 3 атмосфер- |
ный воздух поступает в верхнюю полость экономайзера. Клапан экономайзера опускается вниз, перекрывая подачу топлива из поплавковой камеры в каналы холостого хода. В других режимах работы двигателя в верхнюю полость экономайзера поступает разрежение из канала III, соединенного с пространством под дроссельной заслонкой карбюратора, и клапан открывается.
Список использованных источников
1. Автомобиль: Основы конструкции: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»/ Н.Н.Вишняков, В.К.Вахламов, А.Н. Нарбут и др. – 2-е изд., перераб. И до. – М.: Машиностроение, 1986. – 304с.
2. Калашников А.А., Баклушин А.М., Кальмансон Л.Д. и др. Двигатель автомобилей ГАЗ-3110 «Волга» / Под ред. А.А.Калашникова – М.: Издательство «Колесо», 1999,-240с.
3. Волгин С.И., Игнатов А.П., Косарев С.И. и др. Руководство по ремонту, техническому обслуживанию и эксплуатации автомобилей ВАЗ – 2110 и их модификаций – М.: Издательство «Третий Рим », 1998, - 160с.
4. Игнатов А.П., Новокшонов К.В., Пятков К.Б. и др. Автомобили ВАЗ – 2108, ВАЗ – 2109 и их модификации. Руководство по ремонту, эксплуатации и обслуживанию, - М.: Издательство «Ливр», 1996, - 175с.