Реферат: Двигатели внутреннего сгорания

Общие положения

Основным топливом для автомобильныхдвигателей внутреннего сгорания служит бензин, газ и дизельное топливо. Автомобильныйдвигатель может работать и на других видах топлив, на первый взгляд достаточно экзотичных,например, на растительном масле, спирте, водороде, сырой нефти, мазуте и даже воде.Двигатель также сможет работать на дровах или угле. Правда такой двигатель уже небудет двигателем внутреннего сгорания. Конструкция двигателя и его систем во многомзависит от того, на какой вид топлива он рассчитан.

Бензин и газ относятся к лёгкимтопливам, воспламенение которых осуществляется принудительно от постороннего источникатепла (чаще от электрического разряда).

Двигатели, которые работаютна лёгком топливе, относятся к двигателям с внешним смесеобразованием. Топливно-воздушнаясмесь в таких двигателях образуется вне цилиндров, например в карбюраторе, во впускномтрубопроводе или в специальной смесительной камере, а в цилиндры поступает уже вприготовленном виде при такте впуска.

Дизельное топливо принадлежитк тяжёлым видам топлив, которые воспламеняются от высокой температуры (более 700°С).Такая температура достигается в камере сгорания цилиндра дизельного двигателя вконце такта сжатия при повышении давления до 30 атмосфер и более. Поэтому частоговорят, что воспламенение топливной смеси дизельных двигателей происходит «от сжатия».

Двигатели, которые работаютна «тяжёлых» топливах, относятся к двигателям с внутренним смесеобразованием. Топливно-воздушнаясмесь готовится непосредственно в цилиндрах таких двигателей. Воздух и топливо вцилиндры подаются раздельно.

Рабочий цикл и тех и другихдвигателей состоит из четырёх тактов и совершается за два оборота коленчатого вала,но процессы, протекающие в их цилиндрах, несколько отличаются (табл. 1).

Сжатие

Сжатие топливно-воздушнойсмеси до объёма камеры сгорания. В конце такта сжатия смесь воспламеняется от электрическойискры, образуемой между электродами свечи зажигания

Сжатие воздуха до объёма камерысгорания. В конце такта сжатия в цилиндр через форсунку подаётся мелкораспылённоедизельное топливо. Идёт процесс смесеобразования. Полученная смесь самовоспламеняетсяот сжатия.

360 – 540

Рабочий ход

Давление газов, образованноеза счёт их расширения при нагревании, двигает поршень двигателя вниз и вращает коленчатыйвал

То же

540 – 720

Выпуск

Движущийся вверх поршень черезоткрытые выпускные клапаны и систему выпуска двигателя выдавливает отработавшиегазы в атмосферу

То же

Автомобильные топлива

Бензин

Бензин является продуктомперегонки нефти. Существует два основных способа получения топлив из нефти.

Первый и самый простой – прямаяперегонка, при которой нефть нагревают в специальных установках — трубчатых печах.Пары нефти, образовавшиеся при её нагревании, направляются в разделитель установки(ректификационную колонну), где охлаждаются и конденсируются. В верхней части колонныконденсируются и собираются лёгкие фракции нефти (фракции бензина), выкипающие притемпературе до 205° Цельсия, ниже – керосин, ещё ниже – фракции дизельного топлива,газойлевых и соляровых масел. Остаток, получаемый от прямой перегонки нефти, называетсямазутом. Из секций колонны фракции отводятся в топливосборники.

Второй способ получения бензина– химический. В настоящее время широко применяется термический, каталитический игидрокрекинг. Сырьём для получения бензина химическим способом может являться нетолько нефть, но и её тяжёлые фракции, такие как мазут или соляровые фракции. Послеочистки бензина от вредных примесей он готов к использованию в качестве топливадля двигателей.

Свойства бензинов. Основнымсвойством бензинов является 1) испаряемость и 2) детонационная стойкость.

Испаряемость бензина определяетего способность переходить из жидкого в парообразное состояние. Испаряемость топливавлияет на процесс образования и горения топливовоздушной смеси. Так как в данныхпроцессах участвуют только газообразные фракции топлива, не испарившийся бензинотрицательно сказывается на работе двигателя, а именно: 1) стекая по цилиндрам,смывает с их стенок масло, что способствует повышенному износу деталей двигателя;2) препятствует нормальному процессу сгорания топливовоздушной смеси. Из-за медленногогорения смеси давление в цилиндре падает, двигатель не развивает номинальной мощности,в отработавших газах увеличивается содержание вредных веществ (в первую очередь– оксида углерода). Не полностью сгоревшее топливо в виде нагара откладывается надеталях (поршнях, клапанах) и содействует появлению ряда неисправностей двигателя.

Испаряемость бензина определяютв лабораторных условиях по его количеству, выкипающему при нагреве до определённыхтемператур. 10% бензина должно выкипать при нагреве до 80°С, что необходимо длянадёжного запуска холодного двигателя; 50% бензина должно выкипать при нагреве до145°С, что необходимо для быстрого прогрева двигателя и его устойчивой работы наэтом режиме. Полностью бензин должен испаряться при нагреве до 205°С.

Бензины, имеющие большее количествотяжёлых (смоляных) фракций не выкипающих при температуре до 205°С, при непродолжительномхранении приобретают тёмно-коричневую окраску. В процессе эксплуатации двигателяна таком топливе, содержащиеся в нём смолы осаживаются на поршневых кольцах, поршнях,клапанах, стенках бензопроводов и топливных баков, в каналах и жиклёрах карбюратора,топливных форсунках.

Бензины, имеющие избыток лёгкихфракций, имеют тенденцию к закипанию при низких температурах. Во избежание образованияпаровых пробок в топливной системе, температура кипения бензина не должна быть ниже30°С.

По фракционному составу бензинывыпускаются двух видов (сортов) – зимний и летний. «Зимние» бензины обладают лучшейиспаряемостью.

Детонационная стойкость бензинаоценивается по его октановому числу. Чтобы определить степень склонности топливак детонации, его сравнивают с эталонными топливами, октановое число которых известнозаранее. Такие топлива состоят из смеси изооктана и нормального гептана. По своимдетонационным свойствам эти вещества прямо противоположны. Изооктан не детонируети его октановое число условно равняется 100 единицам. Гептан является сильным детонатороми его октановое число принято равным «нулю». Если, при испытании бензина на специальнойустановке, имеющей одноцилиндровый двигатель, степень сжатия которого может менятьсяв необходимых пределах, оказалось, что бензин обладает такими же детонационнымисвойствами, как смесь, состоящая из 91% изооктана и 9% гептана, то октановое числобензина принимается равным 91. Октановое число топлив, имеющих детонационную стойкостьлучшую, чем у изооктана, оценивают по условной шкале октановых чисел. При этом заэталон принимается чистый изооктан, содержащий 1,59 мг/л тетраэтилсвинца. Октановоечисло данной смеси условно равно 120. Чем больше октановое число бензина, тем вышеего детонационная стойкость.

В настоящее время при эксплуатацииавтомобильных двигателей применяют бензины марок А-76, АИ-93, АИ-95, АИ-98 и некоторыедругие. Буква «А» обозначает, что бензин автомобильный, буква «И», что октановоечисло определялось исследовательским методом (ещё один из способов определения октановогочисла, кроме описанного — «моторного»), цифра указывает на величину октанового числа.Конструкция двигателя рассчитана на применение бензина с определённым октановымчислом. Чем выше степень сжатия двигателя, тем более высокооктановое топливо онпотребляет. Применение бензина с октановым числом ниже предусмотренного для даннойконструкции двигателя приводит к работе двигателя с детонацией и, в дальнейшем,к выходу его из строя.

Детонация – ненормально быстроесгорание топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя, при котором скорость распространенияфронта пламени возрастает с 20 – 40 м/сек. до 2000 м/сек. и более. Детонационноегорение приводит к чрезмерному и скачкообразному росту давления в цилиндре. Деталидвигателя при этом испытывают ударные нагрузки и преждевременно изнашиваются. Дажепри непродолжительной работе возможны поломки перемычек поршня между кольцами, поломкисамих колец и других деталей. Характерным признаком детонации являются звуки, прослушиваемыев верхней части блока цилиндров в «зоне» ВМТ, получившие название «детонационныхстуков». Причина их появления – вибрация стенок цилиндров под воздействием ударнойволны и стуки деталей в зазорах. Одновременно с этим может наблюдаться существенноепадение мощности двигателя, перегрев двигателя и искристый выпуск из глушителя.Причин появления детонации несколько:

1). Применение топлива с низкимоктановым числом;

2). Чрезмерно раннее зажигание;

3). Обеднённая топливовоздушнаясмесь;

4). Перегрузка двигателя пооборотам или крутящему моменту;

5). Повышенное отложение нагарана поршнях;

6). Совокупность любых изперечисленных причин.

Также, двигатель может иметьсклонность к детонации в силу своих конструктивных особенностей.

Для повышения детонационнойстойкости бензинов в них добавляют высокооктановые железосодержащие или кислородосодержащиесоединения (спирты и эфиры). До недавнего времени в качестве антидетонационной присадкишироко применялась этиловая жидкость, состоящая из смеси тетраэтилсвинца с бромистымии хлористыми соединениями. В настоящее время применение этилированных бензинов запрещеноиз-за их токсичности.

Газообразное топливо

В качестве топлива для двигателейвнутреннего сгорания наибольшее применение получили природные газы и газы, сопутствующиедобыче и переработке нефти. Основным компонентом природных газов является метан.Нефтяные попутные газы состоят главным образом из пропана и бутана. Газообразноетопливо используется как в двигателях с принудительным зажиганием, так и в дизельныхдвигателях при газожидкостном цикле или при непосредственном впрыскивании сжиженногогаза в цилиндр и воспламенением от сжатия.

Газ обладает рядом преимуществперед жидкими видами топлив.

1) Так как в процессе образованиятопливовоздушной смеси оба компонента находятся в одинаковом агрегатном состоянии,смесь получается более однородной. Хорошо приготовленная смесь сгорает быстро иполностью, мощность двигателя и крутящий момент увеличивается, содержание вредныхвеществ в отработавших газах уменьшается в 3 – 5 раз, сводится к минимуму процессотложения нагара на деталях ЦПГ и клапанах.

2) Газообразные топлива обладаютвысокой детонационной стойкостью. Октановое число метана и пропанобутановых смесейлежит в пределах 80 – 110 единиц.

Для оценки стойкости газообразныхтоплив к детонации используется «метановая шкала», в которой за 100 единиц принятадетонационная стойкость метана, а за «ноль» — детонационная стойкость водорода.

3) Моторное масло в двигателе,работающем на газе, не подвергается разжижению жидким топливом, что способствуетувеличению его срока службы в 2 – 3 раза. Ресурс двигателя при этом увеличиваетсяв 1,5 – 2 раза.

На автотранспортных средствахзапас газообразного топлива хранят в сжатом или сжиженном состоянии.

Газообмен и фазы газораспределения

Фазами газораспределения называютмоменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатоговала относительно мёртвых точек. Фазы определяют степень наполнения цилиндров горючейсмесью и их очистки от отработавших газов. Наполнение цилиндров характеризуетсякоэффициентом наполнения, а степень очистки — коэффициентом остаточных газов. Численныезначения углов опережения открытия, запаздывания закрытия и перекрытия клапановзадаются конструктивно и у современных двигателей лежат в широких пределах. Таккак условия газообмена для различных условий работы неодинаковы, желательно иметьвозможность управлять углами открытия/закрытия клапанов. В идеале, эти углы должныбыть тем больше, чем выше обороты коленчатого вала. Увеличение времени открытияклапанов компенсирует сокращение времени впуска при высоких скоростях движения поршняи обеспечивает должную «зарядку» и очистку цилиндров.

Наполняемость цилиндров горючейсмесью на различных режимах работы двигателя управляется специальными устройствами,изменяющими высоту подъёма клапанов и момент их открытия. Равномерность распределениясмеси по цилиндрам обеспечивается устройствами, изменяющими длину впускных трубопроводов.

При сбитых метках фаз газораспределениянаполняемость и очистка цилиндров ухудшается, что даже при нормальном функционированиисистемы питания приводит к ухудшению показателей двигателя.

Карбюраторные системы питания. Общее устройство и особенностиработы

Карбюра́тор — устройствов системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенноедля смешивания (карбюрации) бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулированияеё расхода.

В систему питания карбюраторногодвигателя входят 1) топливный бак с системой улавливания паров бензина; 2) топливныйнасос; 3) топливный фильтр; 4) топливоподающая и топливовозвратная магистраль (топливныетрубки и шланги); 5) воздухоочиститель; 6) впускной трубопровод; 7) карбюратор инекоторые другие детали.

Топливо из топливного бакапо топливоподающей магистрали насосом подаётся в карбюратор, где смешивается с потокомвоздуха, поступающим через воздухоочиститель. Процесс смешивания называется карбюрацией.Образовавшаяся топливовоздушная смесь через впускной трубопровод и открытые впускныеклапаны на такте впуска попадает в цилиндры. В течение такта впуска и сжатия происходитдальнейшая гомогенизация горючей смеси и её нагрев. В конце такта сжатия смесь воспламеняетсяот электрической искры. Рост температуры в цилиндре приводит к расширению горючихгазов и повышению давления. Под действием давления газов поршень в цилиндре движетсявниз и через шатун вращает коленчатый вал. При такте выпуска отработавшие газы черезоткрытые выпускные клапаны и систему выпуска удаляются в атмосферу.

Топливный бак изготавливаетсяиз листовой освинцованной стали или специальной пластмассы и может иметь внутренниеперегородки, ограничивающие перемещение топлива внутри бака при движении автомобиля.Бак снабжается заливной горловиной, отверстием для спуска отстоя и системой улавливанияпаров бензина. В заливную горловину встраивают воздухоотводящую трубку. Горловиназакрывается крышкой, в которой может присутствовать впускной клапан, необходимыйдля впуска в бак воздуха, по мере расходования топлива. Клапан открывается при падениидавления в баке ниже атмосферного на 0,01 – 0,03 кгс/см2. В баке монтируется топливоприёмникс сетчатым фильтром и датчиком уровня топлива. Топливоприёмник имеет две трубки– штуцера, которые соединяются с топливоподводящей и возвратной магистралью. В разрезевозвратной магистрали устанавливают обратный клапан, пропускающий топливо тольков одном направлении. В топливных баках автомобилей с инжекторными системами питания,могут устанавливаться электрические топливные насосы и регуляторы давления. Топливозабирается из бака под действием разрежения, создаваемого топливным насосом и подаётсяк карбюратору. Неизрасходованное двигателем топливо по возвратной магистрали сливаетсяобратно в бак.

Система улавливания паровбензина имеет бачок сепаратора, который двумя трубками соединяется со штуцерами,расположенными по обе стороны топливного бака в его верхней части, а третьей трубкой– с угольным адсорбером, размещаемым, как правило, в моторном отсеке автомобиля.Пары топлива из бака конденсируются в сепараторе и возвращаются обратно в бак, аих избыточная часть поступает в адсорбер.

Система улавливания паровбензина относится к устройствам снижения токсичности и будет рассмотрена нами подробнеев Главе 2 – «Системы впрыска бензина».

Топливный насос служит дляпринудительной подачи топлива из топливного бака в поплавковую камеру карбюратора.Для этих целей обычно применяют диафрагменные топливные насосы с приводом от эксцентрикараспределительного вала или вала вспомогательных механизмов (промежуточного вала).

Насос состоит из 1) нижнегокорпуса с рычагами привода, 2) верхнего корпуса с клапанами и штуцерами, 3) диафрагменногоузла и 4) крышки верхнего корпуса. Корпуса изготавливаются из алюминиевого сплава.Диафрагменный узел состоит из рабочих и защитной диафрагм и дистанционной проставки,которые вместе с диафрагменными тарелками устанавливаются на штоке. Шток диафрагмсоединяется с балансиром, а диафрагмы через дистанционную проставку винтами зажимаютсямежду корпусами насоса. Диафрагмы изготавливаются из прорезиненной ткани или перкали(специальная ткань с бензостойкой пропиткой). Верхние – рабочие диафрагмы, обеспечиваютработу насоса. Нижняя – защитная диафрагма, предотвращает попадание бензина в картердвигателя в случае разрыва рабочих диафрагм. При разрыве рабочих диафрагм бензинбудет отводиться через дренажное отверстие в дистанционной проставке наружу корпуса.

Внимание! Подтекание топливана автомобиле должно устраняться незамедлительно, так как может привести к пожару.

Производительность топливоподкачивающегонасоса диафрагменного типа составляет около 40 — 60 литров в час, что достаточнодля обеспечения работы двигателя при любых рабочих режимах и нагрузках.

Работу насоса можно условноразложить на два такта: 1) такт всасывания, и 2) такт нагнетания.

Такт всасывания. На работающемдвигателе эксцентрик вращающегося вала воздействует на детали привода насоса (штокрычага, рычаг механической подкачки, балансир). Диафрагмы насоса увлекаются штокомдиафрагм вниз. В рабочей камере создаётся разряжение, что приводит к открытию впускногоклапана и заполнению рабочей полости насоса топливом (выпускной клапан под действиемразряжения закрывается).

Такт нагнетания. При сбеганииэксцентрика вала с толкателя, детали привода посредством пружин стремятся вернутьсяв исходное положение. Рабочие диафрагмы движутся вверх, объём рабочей камеры уменьшаетсяи в ней создаётся давление. Под действием давления топлива впускной клапан насосаприжимается к седлу (закрывается), а выпускной клапан, наоборот – открывается. Топливочерез выпускной клапан выдавливается из рабочей полости насоса в топливную магистральи поступает к карбюратору.

Топливный фильтр обеспечиваеточистку топлива от воды и механических примесей перед его поступлением в топливныйнасос и карбюратор. Находят применение щелевые и сетчатые фильтры грубой очистки,фильтры тонкой очистки и фильтры отстойники. На легковых автомобилях большей частьюиспользуются одноразовые фильтры тонкой очистки с бумажным фильтрующим элементоми сетчатые фильтры – отстойники.

Периодичность замены одноразовыхфильтрующих элементов регламентируется производителем и, как правило, составляет10 – 15 тысяч км. пробега автомобиля или раньше, по мере необходимости. Промывкафильтрующего элемента многоразового фильтра и очистка отстойника выполняется с периодичностьюТО – 1. Чрезмерное загрязнение фильтрующего элемента может приводить к недостаткутоплива при работе двигателя уже в режиме частичных нагрузок.

Топливные магистрали обеспечиваюттранспортировку топлива от топливного бака к карбюратору и обратно. Замкнутая циркуляциятоплива в топливной системе уменьшает вероятность возникновения в ней паровых пробокпри повышении температуры двигателя и окружающей среды. Топливные трубки изготавливаютсяиз сталей, меди или специальной пластмассы. Топливные шланги изготавливаются избензостойкой резины. К корпусу автомобиля трубки и шланги крепятся специальнымискобами. Соединение трубопроводов с элементами топливной системы осуществляетсяпосредством резьбовых штуцеров. Топливные шланги фиксируются на трубках и штуцераххомутами.

При производстве работ помонтажу топливной системы особое внимание следует уделять герметичности соединенийи обеспечивать надёжное крепление трубопроводов к кузову.

Воздухоочиститель обеспечиваеточистку воздуха поступающего в цилиндры двигателя. Состоит из корпуса с крышкой.Корпус имеет один – два воздухоподводящих и отводящих патрубка. В воздухоподводящемпатрубке устанавливается заслонка с механическим или автоматическим приводом длярегулирования потока входящего воздуха. В холодный период эксплуатации заслонкапропускает в воздухоочиститель подогретый воздух, идущий от двигателя. В тёплоевремя года в воздухозаборник забирается более холодный воздух от верхней части моторногоотсека или из зоны решетки радиатора. Внутри корпуса размещается фильтрующий элемент.У большинства современных легковых и грузовых автомобилей фильтрующий элемент сменный,изготовлен из специальной перфорированной бумаги, заключённой в металлический каркасс внешней обкладкой из синтетического материала. На части автомобилей через воздухоочистительосуществляется рециркуляция картерных газов в цилиндры двигателя. Воздухоочистительможет оборудоваться системой глушения звука всасываемого воздуха.

В некоторых конструкциях,с целью снижения сопротивления всасыванию воздуха и повышения мощности двигателя,не предусматривается наличие корпуса воздушного фильтра. Фильтр устанавливаетсяна поддон, который, в свою очередь, крепится непосредственно к фланцу карбюратора.Фильтрующий элемент многоразового использования с периодичностью, заявленной производителем,очищается от пыли и грязи (как правило, моется в тёплой воде с применением моющихсредств).

На части грузовых и легковыхавтомобилей устанавливаются инерционно – масляные (контактные) воздухоочистители.В таких воздухоочистителях воздух очищается вследствие инерционного отбрасыванияпыли в масляную ванну и прохождения воздуха через фильтрующий элемент, смоченныймаслом. В качестве фильтрующего элемента (фильтрующей набивки воздухоочистителя)в описываемой системе используют синтетическое волокно.

Тщательная очистка входящеговоздуха необходима для предотвращения абразионного изнашивания цилиндров двигателясодержащейся в воздухе пылью. Ресурс двигателя, незащищённого воздушным фильтромснижается, в зависимости от условий эксплуатации, на 50 – 70%. Периодичность очистки/заменыфильтрующего элемента составляет 10 – 30 тысяч км. Загрязнённый фильтр начинаетхуже пропускать воздух, что может стать причиной переобогащения топливовоздушнойсмеси. Также, из-за повышенного разряжения во внутренней части воздухоочистителявозможен разрыв фильтрующей кулисы бумажного фильтра, что приведёт к попаданию абразивногоматериала в цилиндры двигателя и к его преждевременному изнашиванию.

Впускные и выпускные трубопроводыслужат для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) к цилиндрам двигателяи отвода из них отработавших газов. В двигателях с внешним смесеобразованием вовпускном трубопроводе осуществляется и сам процесс образования смеси. Общим требованием,предъявляемым к трубопроводам, является их малое сопротивление движению газов, чтовлияет, в первую очередь, на наполняемость цилиндров и степень их очистки.

Впускной трубопровод, какправило, делают литым из сплавов алюминия и снабжают рубашкой, в которой циркулируетохлаждающая жидкость или отработавшие газы. Циркуляция горячей жидкости/газов обеспечиваетподогрев впускного трубопровода и способствует лучшему испарению топлива. Подогревможет быть регулируемый или нерегулируемый. При регулируемом подогреве, количествожидкости/газов изменяется автоматически при помощи термостата или, управляемой вручнуюзаслонкой, имеющей два основных положения — зима/лето. На части двигателей впускнойтрубопровод может представлять собой цилиндрический ресивер с приваренными к немупатрубками. Преимуществом данной конструкции является то, что впускные патрубкивсех цилиндров двигателя имеют одинаковую длину, чем обеспечивается более равномерноераспределение заряда по цилиндрам.

Выпускной трубопровод отливаетсяиз серого или жаростойкого чугуна и через термостойкую прокладку крепится к головкеблока. Выпускной трубопровод правильнее рассматривать в составе системы выпускаотработавших газов. Данная система включает в себя выпускной коллектор, приёмнуютрубу, резонатор, глушитель, каталитический нейтрализатор отработавших газов, атакже газовую турбину или другие устройства, необходимые для использования энергиивыпускных газов, такие как: волновые обменники давления, эжекционные устройствадля удаления пыли из воздухоочистителей, глушители шума и т.п.

Карбюратор. Карбюратором называютприбор, в котором происходит приготовление топливовоздушной смеси нужного состава.По принципу действия карбюраторы делятся на поплавковые с всасыванием топлива привакууме, мембранные (беспоплавковые) с впрыскиванием топлива под воздействием давленияи барботажные (испарительные). На автомобильной технике нашли применение в основномвсасывающие поплавковые карбюраторы, среди которых различают одно- и многокамерныекарбюраторы с падающим, горизонтальным или восходящим потоком.

Устройство и работа карбюраторабудет подробно рассмотрена в разделе 1.3.

Обслуживание и типичныенеисправности системы питания карбюраторных двигателей

Обслуживание топливной системыосуществляется с периодичностью, указанной в ТУ по эксплуатации конкретного автомобиля.Как для топливной системы карбюраторных двигателей в целом, так и для её отдельныхузлов и деталей продолжительность эксплуатации между ближайшими сроками ТО, какправило, составляет 5 – 15 тысяч километров пробега автомобиля.

В период эксплуатации особоевнимание следует уделять качеству используемого топлива.

Наличие в топливе воды приводитк неустойчивой работе двигателя, коррозии деталей топливной системы, двигателя,выпускной системы и пр. Замерзание воды в отстойниках фильтров, в топливном насосеили поплавковой камере карбюратора может привести к закупорке топливоподающей магистралии проблемам с запуском и работой двигателя. Признаком использования топлива с большимсодержанием воды может быть наличие пара в выхлопных газах, брызг из глушителя ит.п. Для удаления воды из системы используют специальные присадки в топливо.

Использование бензина с высокимсодержанием тяжёлых фракций приводит к осаждению в каналах и жиклёрах карбюратораотложений, уменьшающих проходные сечения отверстий.

Повышенное содержание механическихпримесей сокращает срок службы фильтров.

При техническом обслуживаниитопливной системы: 1) проводят плановую замену/очистку фильтров, 2) сливают отстойиз отстойников фильтров и топливного бака, 3) проверяют герметичность и надёжностьсоединений, 4) выполняют необходимые регулировочные работы.

Неисправности системы питания,как правило, связаны с неисправностью её узлов и деталей.

К типичным неисправностямтопливного насоса можно отнести: 1) повреждение диафрагм; 2) негерметичность клапанов;3) засорение сетчатого фильтра; 4) поломка пружин и др.

Повреждение диафрагм приводитк прекращению или существенному сокращению подачи топлива в карбюратор. При работенасоса с разорванными рабочими диафрагмами топливо будет вытекать наружу корпусачерез дренажное отверстие, а в случае разрыва защитной диафрагмы станет поступатьв картер двигателя. Присутствие бензина в картере двигателя значительно ухудшаетсмазывающие свойства моторного масла и приводит к повышению давления картерных газов.В случае воспламенения картерных газов, обогащённых парами топлива, возможен взрывв картере и повреждение двигателя.

Повреждение диафрагм топливногонасоса диагностируется по подтеканию топлива из дренажного отверстия корпуса насоса,неустойчивой работе двигателя, запаху бензина из маслозаливной горловины клапаннойкрышки или отверстия масляного щупа.

Негерметичность клапанов насосавозникает вследствие их износа, перекоса или попадания под клапан инородных частици приводит к снижению производительности насоса. Негерметичность диагностируетсяс помощью специального тестера или визуально, например, по наличию пузырьков воздухавытекающих из-под неисправного клапана при перемещении рычага ручной подкачки топлива(для визуального контроля крышка верхнего корпуса должна быть снята).

Если неисправность не устраняетсяпосле очистки клапанов, заменяют насос в сборе или заменяют клапаны с сёдлами.

Уменьшение или прекращениеподачи топлива в карбюратор также может быть связано с загрязнением фильтров, поломкойвозвратных пружин насоса и другими причинами. В случае ухудшения подачи топливаработу насоса можно проверить, отсоединив от карбюратора топливоподающий шланг иподкачав топливо рычагом ручной подкачки. При наличии из шланга ровной и мощнойструи топлива следует предположить, что топливный насос, а также топливоподводящаямагистраль и фильтры, расположенные до топливного насоса исправны. В противном случаепроводится подробная диагностика системы для выявления причины неисправности.

Ещё одной причиной плохойработы насоса является его перегрев. Чрезмерное повышение температуры приводит кзакипанию топлива в корпусе насоса и образованию паровых пробок. Причиной перегреванасоса может стать перегрев двигателя.

В отличие от топливного насосаперегрев карбюратора при работающем двигателе практически невозможен из-за его интенсивногоохлаждения поступающим извне воздухом и испаряющемся в диффузорах топливом.

Неисправности карбюратораподробнее будут рассмотрены в следующем разделе.

Устройство карбюратора

Существуют карбюраторы несколькихтипов конструкций. На разные модели двигателей в разные историко-технические отрезкивремени, производители ставили барботажные (испарительные), мембранные, поплавковыевсасывающие и иные типы карбюраторов, включая и карбюраторы гибридных конструкций,объединяющие в себе перечисленные выше виды. На двигателях современных автомобилейбольшей частью прижились поплавковые всасывающие карбюраторы, представляющие собойдовольно сложные приборы, часто имеющие большое число прецензионных деталей (деталей,изготовленных и собранных с особой точностью) и состоящие из нескольких, в той илииной степени автономных систем и механизмов, каждая из которых обеспечивает работудвигателя в определённом режиме.

Чтобы лучше понять принципработы карбюратора и разобраться в протекающих в нём процессах, рассмотрим как устроенпростейший карбюратор.

Устройство и работа простейшегокарбюратора

Простейший карбюратор состоитиз: А) поплавкового механизма с поплавковой камерой, поплавком шарнирно подвешеннымна оси и игольчатым (запорным) клапаном; Б) топливной дозирующей системы с топливнымжиклёром, расположенным у дна поплавковой камеры и распылителем топлива; В) смесительнойкамеры с диффузорами, дроссельной заслонкой и воздушной заслонкой. Смесительнаякамера карбюратора через впускной трубопровод соединяется с цилиндром двигателя.

Поплавковый механизм обеспечиваетподдержание относительно постоянного уровня топлива в поплавковой камере и распылителево время работы двигателя. Поплавковая камера представляет собой отдельный объёмвнутреннего пространства карбюратора, который заполняется топливом, поступающимиз топливного бака через систему топливопроводов и топливный насос. Вход топливав поплавковую камеру карбюратора осуществляется через отверстие, сечение которогорегулируется с помощью поплавка игольчатым клапаном.

При работе двигателя топливорасходуется через топливный жиклёр и распылитель. При понижении уровня топлива впоплавковой камере поплавок опускается и увлекает и увлекает за собой игольчатыйклапан. Клапан приоткрывает входное отверстие, и топливо заполняет поплавковую камеру.По мере наполнения камеры топливом поплавок всплывает и воздействует на клапан.Клапан перекрывает поступление топлива в поплавковую камеру.

При работе двигателя на установившемсярежиме расход топлива через распылитель и поступление топлива через игольчатый клапанравны и уровень топлива в камере стабилен. При увеличении/уменьшении оборотов КВрасход топлива через дозирующую систему возрастает/уменьшается, поплавок опускается/всплываетувлекая за собой игольчатый клапан, что приводит к приоткрытию/прикрытию впускногоотверстия и к компенсации увеличения/уменьшения расхода топлива. Уровень топливав поплавковой камере стабилизируется относительно установившегося режима работыдвигателя.

Как отмечалось в самом начале,поплавковый механизм поддерживает относительно постоянный уровень топлива в поплавковойкамере. На самом деле уровень топлива при работе двигателя на холостом ходу (прималом удельном расходе топлива) будет выше, чем при работе двигателя с максимальнойнагрузкой (при высоком удельном расходе топлива), в связи с чем, начальный уровеньтоплива (уровень топлива в поплавковой камере неработающего двигателя) имеет существенноезначение для правильной и бесперебойной работы двигателя.

Уровень топлива в поплавковойкамере величина, подлежащая контролю и регулированию. Повышенный уровень приводитк неустойчивой работе двигателя в режиме холостого хода в результате переобогащениясмеси. Пониженный уровень топлива, напротив, может стать причиной перебоев в работедвигателя в режимах максимальных нагрузок из-за недостатка топлива (переобеднениясмеси).

Топливная дозирующая системаобеспечивает подачу (дозирование) топлива в смесительную камеру карбюратора. Топливныйжиклёр представляет собой бронзовую или латунную втулку, устанавливаемую на резьбеили запрессовываемую в стенку поплавковой камеры карбюратора перед распылителем.Проходное отверстие жиклёра калибровано, т.е. имеет строго определённый размер (площадь).Через заданное сечение отверстия, под определённым давлением/разряжением, за единицувремени может пройти строго определённое количество топлива (т.е. ни больше и неменьше расчётного количества). Топливо поступает в распылитель, представляющий собойканал, просверленный в теле карбюратора или тонкую трубку. Распылитель соединяетпоплавковую и смесительную камеры карбюратора.

В отличие от простейших карбюраторов,НЕ простейшие имеют большее число жиклёров. Следует различать жиклёры топливные(дозируют топливо), воздушные (дозируют воздух) и эмульсионные (дозируют эмульсию– топливо, «взбитое» с некоторым количеством воздуха). На головку жиклёра наносятмаркировочную метку в виде цифры. Разделив данную цифру на 10, получим площадь отверстияжиклёра в мм.кв. Например, жиклёр имеет маркировку 106. Разделив на 10 получаем1,06 мм.кв.

Конструкция карбюратора должнаобеспечивать правильную и бесперебойную работу двигателя заданного объёма. Бездумнаязамена штатного жиклёра на жиклёр с иным (большим или меньшим) проходным сечениемотверстия, приводит к ухудшению работы двигателя и повышению содержания вредныхвеществ в отработавших газах.

Смесительная камера представляетсобой вертикальный (в карбюраторах с падающим или восходящим потоком воздуха) либогоризонтальный (в карбюраторах с горизонтальным потоком воздуха) патрубок (каналбольшого диаметра), одним концом соединённый с корпусом воздухоочистителя, а другимконцом, с цилиндром двигателя. В нижней части смесительной камеры на поворотнойоси устанавливают дроссельную заслонку, которая управляется водителем при помощипедали газа (педалью управления дроссельной заслонкой). В верхней части камеры,так же на оси, устанавливают воздушную заслонку, которая управляется водителем вручнуючерез тросовый или иной тип привода. В НЕ простейших случаях заслонки могут управлятьсяавтоматически сервомеханизмами или иметь смешанный тип привода.

С помощью воздушной заслонкиизменяют проходное сечение смесительной камеры, тем самым, регулируя подачу в камерувоздуха. Дроссельной заслонкой регулируют количество топливовоздушной смеси, поступающейв цилиндры двигателя.

Примерно в центральной частисмесительная камера имеет сужение, именуемое диффузором. Отверстие (или носок) распылителявыходит в смесительную камеру как раз в зоне диффузора. Диффузор предназначен дляувеличения скорости воздушного потока у выходного отверстия распылителя.

Смесительная камера предназначенадля смешивания топлива, поступающего в камеру из поплавковой камеры через распылитель,и воздуха, поступающего из воздухоочистителя. Приготовленная в смесительной камеретопливовоздушная смесь через дроссельную заслонку, впускной трубопровод и открытыйвпускной клапан попадает в цилиндр двигателя.

Упрощённо, процесс смесеобразованияможно описать следующим образом: При такте впуска, когда поршень в цилиндре движетсяк нижней мёртвой точке, а впускной клапан открыт, через смесительную камеру карбюраторапроходит воздух. Движение воздуха осуществляется за счёт разрежения, создаваемогодвижущимся в цилиндре поршнем. В зоне диффузора из-за сужения проходного сечениясмесительной камеры скорость воздушного потока многократно возрастает, что способствует«высасыванию» из распылителя топлива в полость камеры, где оно подхватывается проходящимвоздухом и смешивается с ним.

Открывая или прикрывая дроссельнуюзаслонку, водитель изменяет проходное сечение камеры. При открытии заслонки большевоздуха проходит через диффузор, больше топлива забирается из поплавковой камерыкарбюратора и большее количество топливовоздушной смеси поступает в цилиндры двигателя,что обеспечивает большие мощностные и скоростные характеристики двигателя. Прикрываядроссельную заслонку, достигают противоположного эффекта.

Прикрытием воздушной заслонкикарбюратора, как правило, добиваются необходимого обогащения рабочей смеси (например,для пуска холодного двигателя или в целях повышения оборотов КВ на холостом ходу).Закрытие воздушной заслонки способствует увеличению разряжения (всасывающего эффекта)в зоне диффузора и поступления в камеру дополнительного количества топлива.

Требования, предъявляемыек карбюратору по обеспечению рабочих режимов двигателя

Напомним, различают следующиерабочие режимы двигателя: 1) режим пуска и прогрева; 2) режим холостого хода; 3)частичные нагрузки; 4) полные нагрузки; 5) переходные режимы. Для обеспечения работыдвигателя на заданном режиме система питания должна готовить рабочую смесь строгоопределённого состава и подавать её в цилиндры двигателя в определённом количестве.

Так как одной из основныхпроблем холодного пуска двигателя является плохое испарение топлива, то при запускев цилиндры должно поступать достаточно большое количество смеси переобогащённогосостава. Из большего количества топлива образуется необходимое количество лёгкихфракций, способных участвовать в смесеобразовании и способных к воспламенению. Дляустойчивой работы двигателя в режиме прогрева необходимое обогащение смеси поддерживаетсясистемой питания до достижения двигателем рабочей температуры.

При холостом ходе в цилиндрыдолжно подаваться небольшое количество смеси обогащённого состава. Обогащение необходимодля устойчивой работы двигателя с малым числом оборотом.

Частичные нагрузки начинаютсяс момента начала открытия дроссельной заслонки и длятся почти до полного её открытия(примерно, 80 – 85% полной нагрузки двигателя). Для работы двигателя в таком широкомдиапазоне оборотов КВ в цилиндры должно подаваться разное количество смеси примерноодинакового состава (от нормального до слабо обеднённого с коэффициентом λ= 1,0 – 1,15), что и происходит при постепенном увеличении нагрузки обусловленнойоткрытием дросселя.

При полной нагрузке, для обеспечениямаксимальной мощности двигателя, система должна готовить большое количество смесиобогащённого состава (λ = 0,90 – 0,85).

К переходным режимам можноотнести момент начала открытия дроссельной заслонки (переход от режима холостогохода к частичным нагрузкам) и резкое открытие дроссельной заслонки (переход с частичныхнагрузок к полным нагрузкам, например при обгоне). В обоих случаях, для обеспеченияработы двигателя без провалов, плавного и равномерного увеличения нагрузки, необходимодополнительное и быстрое обогащение смеси.

Простейший карбюратор не способенв полной мере обеспечить работу двигателя ни в одном из перечисленных режимов. Длядостижения устойчивой и бесперебойной работы двигателя на всех возможных режимахкарбюратор дополняется рядом устройств, систем и механизмов.

Основные системы карбюратораи их работа

Поплавковые всасывающие карбюраторыразличных производителей имеют, по большей части, идентичное устройство и обладаютстандартным «набором» систем и механизмов, конструкция которых, тем не менее, можетнесколько разниться. Значительная часть карбюраторов современных автомобилей интегрированав систему управления подачей топлива и зажиганием и имеет большое число исполнительныхэлементов, как механических, так и электрических, обеспечивающих обратную связьс двигателем и установленные экологические характеристики.

Мы рассмотрим устройство иработу следующих основных частей, систем и механизмов карбюратора.

Корпусные детали;

Поплавковый механизм;

Система холостого хода;

Переходная система;

Главная дозирующая система;

Эконостат;

Экономайзеры (в том числеэкономайзер мощностных режимов и экономайзер принудительного холостого хода – ЭПХХ,он же – система отключения топливоподачи в режиме торможения двигателем);

Ускорительный насос;

Пусковое устройство;

Система рециркуляции отработавшихгазов;

Карбюратор состоит из трёхосновных корпусных частей (крышки карбюратора, корпуса карбюратора и корпуса дроссельныхзаслонок), являющихся основанием для крепления деталей и корпусов различных системи механизмов. Корпусные детали отливаются из цинкоалюминиевых сплавов и соединяютсямежду собой через прокладки посредством винтов. Привод дроссельных заслонок устроентаким образом, что при нажатии на педаль газа сначала открывается заслонка первичнойкамеры, которая обеспечивает работу двигателя на малых и средних нагрузках, а затемзаслонка вторичной камеры. При этом, заслонка вторичной камеры начинает открыватьсятолько тогда, когда заслонка первичной камеры будет приоткрыта примерно на 2/3 своегохода, а разряжение под диффузором будет достаточным для срабатывания пневмопривода.Функционирование обеих камер обеспечивает работу двигателя на нагрузках выше средних.

Возможны иные конструкциикарбюраторов, например, с двумя корпусными деталями (крышки карбюратора и корпусакарбюратора с приводом дроссельных заслонок), с большим или меньшим числом смесительныхкамер, заслонок и т.п.

Поплавковый механизм обеспечиваетподдержание относительно постоянного уровня топлива в поплавковой камере и распылителево время работы двигателя. Высокий или низкий уровень топлива в камере — одна изнаиболее часто встречающихся неисправностей данного механизма.

Напомним, что следствием высокогоуровня топлива в камере может стать переобогащение смеси на холостом ходу с такимипоследствиями как: неравномерная работа двигателя; повышенное содержание СО в отработавшихгазах; повышенный расход топлива; затруднённый запуск и др. Низкий уровень, наоборот,приводит к переобеднению смеси, что, зачастую, даёт о себе знать провалами в работедвигателя при увеличении нагрузки.

Причиной излишне высокогоуровня топлива может быть негерметичность впускного клапана и/или малый зазор междупоплавком и крышкой вследствие механической деформации кронштейна поплавка.

Негерметичность наступаетвследствие износа клапана и/или его седла, перекоса клапана в направляющей или попаданияпод клапан инородных частиц. Не прибегая к стендовой диагностике неисправность можнообнаружить при помощи резиновой груши, которую в сжатом состоянии одевают на впускнойштуцер карбюратора. Крышка карбюратора должна быть снята с его корпуса и располагатьсяпоплавком вверх (т.е. игольчатый клапан прилегает к седлу под тяжестью поплавка).Если клапан пропускает, груша будет наполняться воздухом.

Герметичность можно проверитьи ртом, создавая разрежение на впускном штуцере и «прилепляя» его на язык. Присасываетсяк языку хорошо – значит, клапан герметичен, не присасывается – значит, совсем негерметичен, плохо присасывается – не совсем герметичен. Спорный, но весьма эффективныйспособ для диагностики данной неисправности.

В некоторых конструкциях негерметичныйклапан можно притереть к седлу мелкой абразивной пастой, но лучше заменить на исправный.

Деформированный кронштейнпоплавка аккуратно правят вручную, контролируя величину установочных зазоров междупоплавком и привалочной плоскостью крышки карбюратора. Измерять зазор удобнее припомощи специального шаблона или, что ещё проще, сверла соответствующего диаметра.

Контроль зазора и величиныхода поплавка на оси, а также уровня топлива в камере — параметры которые должныконтролироваться при каждом снятии крышки карбюратора.

Система холостого хода(СХХ)обеспечивает работу двигателя с закрытыми дроссельными заслонками и малым числомоборотов КВ. Широко используются два типа систем, отличающиеся конструкцией, способоми местом приготовления топливовоздушной смеси:

1). СХХ с образованием топливовоздушнойсмеси под дроссельной заслонкой.

2). АСХХ (автономная системахолостого хода) с образованием топливовоздушной смеси в смесителе (смесительнойвтулке);

Как в первом, так и во второмслучае топливо в систему забирается из поплавковой камеры за счёт разряжения, создаваемогоу распылителя. Топливо проходит через топливный жиклёр ГДЗС первичной камеры и посистеме каналов поступает к топливному жиклёру холостого хода, где эмульсируетсявоздухом, поступающим в этот же жиклёр через воздушный канал и воздушный жиклёрСХХ. Образовавшаяся эмульсия подаётся к распылителю через топливный канал и вытекаетв смесительную камеру карбюратора под дроссельную заслонку, где происходит её смешиваниес воздухом. Проходное сечение топливного канала регулируется коническим винтом «качества».Поступление воздуха в смесительную камеру обеспечивается неполным прикрытием дросселяи регулируется винтом-упором (винтом «количества»).В автономной системе смешиваниетопливной эмульсии с воздухом происходит в смесителе (смесительной втулке). Воздухво втулку поступает в обход дроссельной заслонки через специальное окно прямоугольнойформы. Окно расположено над кромкой дроссельной заслонки. Образовавшаяся смесь черезносок распылителя вытекает в задроссельное пространство смесительной камеры карбюратора.Величина зазора между кромкой дроссельной заслонки и стенкой смесительной камерыкарбюратора в подобных системах регламентируется производителем карбюратора и, принеобходимости, может корректироваться упорным винтом рычага заслонки. Для предотвращениясамооткручивания, упорный винт должен быть надёжно застопорен (в заводских условияхстопорение винта осуществляется с помощью специальной втулки или же винт «сажают»на краску или герметик).

При нажатии на педаль газаи открывании дроссельной заслонки разряжение в зоне распылителя СХХ падает и системавыключается из работы. Работу двигателя при открытых заслонках будет обеспечиватьглавная дозирующая система.

Неисправности: Поиск причинплохой работы двигателя на холостом ходу рекомендуется начинать с ревизии чистотытопливных жиклёров на работу которых может повлиять даже малозаметная для невооружённогоглаза ворсинка, застрявшая в отверстии. Затем проверяется чистота других жиклёрови каналов системы.

В некоторых карбюраторах подачатоплива в СХХ в режиме торможения двигателем отключается специальными устройствами,например, «Экономайзером принудительного холостого хода», имеющими в своём составеэлектрические, вакуумные или электровакуумные устройства (клапаны). Неисправностьэтих устройств может приводить к нежелательной блокировке топливоподачи в систему,что, в свою очередь, приводит к неустойчивой работе или остановки двигателя на холостомходу.

Ещё одной частой причинойнеправильной работы двигателя может быть нарушение регулировок и заводских настроеккарбюратора.

Настройки карбюратора остаютсянеизменными длительный срок эксплуатации и могут быть нарушены либо неквалифицированнымвмешательством, либо в результате механических поломок деталей. Восстановление настроекнастоятельно рекомендуется производить на карбюраторном стенде за исключением случаев,когда сделать это не представляется возможным. В каждом случае Ваша квалификациядолжна соответствовать сложности проводимых работ.

Описание настроек не входитв рамки данного учебного пособия.

Регулировки карбюратора выполняютсяс периодичностью, указанной регламентом ТО. К ним относят: 1) регулировки оборотовКВ на холостом ходу и 2) содержания вредных веществ (CO; CH; NOX) в отработавшихгазах. Регулировки осуществляются винтом «количества» и «качества».

Винтом «количества» (откручиваяили закручивая винт), изменяют степень приоткрытия дроссельной заслонки (или, вслучае АСХХ, проходное сечение выходного отверстия распылителя), тем самым, увеличиваяили уменьшая количество топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателяи, соответственно, увеличивая или уменьшая обороты КВ.

Винтом «качества» (откручиваяили закручивая винт), изменяют проходное сечение топливного канала, тем самым, увеличиваяили уменьшая количество топлива, поступающего к распылителю и, изменяя состав (качество)смеси (т.е. делая её (смесь) богаче или беднее). Более богатая смесь при сгораниивыделяет больше СО. Обеднённые смеси при сгорании выделяют больше вредных окисловазота.

Регулировки карбюратора проводятсяпосле всех других регулировочных работ на двигателе, предписанных регламентом дляданного типа двигателя. Регулировки не будут иметь смысла, если не будет выполненолюбое из перечисленных ниже условий.

Условия для выполнения регулировки:

Двигатель исправен;

Система зажигания исправна,угол опережения зажигания в пределах нормы;

Свечи зажигания исправны,зазор между электродами свечей зажигания в пределах нормы;

Фазы газораспределения в пределахнормы;

Зазоры в клапанном механизмев пределах нормы;

Карбюратор исправен.

Для выполнения регулировочныхработ, контроля содержания CO; CH; NOX в отработавших газах и контроля скоростивращения КВ, потребуется газоанализатор и тестер, умеющий измерять обороты КВ (например,электронный тахометр).

Выполняя работы без газоанализатораневозможно гарантировать, что экологические характеристики двигателя будут находитьсяв пределах нормы. Тем не менее, в исключительных случаях, не имея прибора, но, следуяперечисленным ниже правилам, можно добиться вполне приемлемых результатов.

Предположим, что необходимоуложиться в экологические нормы и установить обороты коленчатого вала для холостогохода в пределах 900 – 950 оборотов в минуту.

Примечание: Если изначальнокарбюратор настроен на чрезмерно богатую смесь (λ < 0,85), обороты будутрасти при закручивании винта «качества». Максимальными обороты станут при коэффициентеобогащения λ = 0,90 – 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем заворачиваниивинта смесь переобедняется и обороты начнут падать.

Если изначально карбюраторнастроен на чрезмерно обеднённую смесь, обороты будут расти при откручивании винта«качества». Максимальными обороты станут при коэффициенте обогащения λ = 0,90– 0,85 (обогащённая смесь). При дальнейшем откручивании винта смесь переобогащаетсяи обороты начнут падать.

Винтом «количества» устанавливаемобороты КВ на 100 – 150 оборотов больше нужных нам оборотов холостого хода;

Примечание: В нашем случаеустанавливаем 1050 оборотов (900 + 150 = 1050).

Для более точной регулировкип.п. 2 и 3 рекомендуется повторить;

Винтом «качества» (толькозакручивая, а, следовательно – обедняя смесь) уменьшаем обороты до необходимых намоборотов холостого хода (в нашем случае 900 – 950 оборотов).

Переходная система обеспечиваетработу двигателя без «провалов» на переходных режимах, т.е. в начале открытия илирезком дооткрытии дроссельной заслонки. При резком открывании дросселя происходитобеднение топливовоздушной смеси, обусловленное относительной инерцией топлива,участвующего в смесеобразовании, к воздуху, имеющему большую подвижность. Вследствиеобеднения образуется «провал» (резкое падение оборотов КВ), сменяющийся «подхватом»(резкое увеличение оборотов КВ), либо приводящий к остановке двигателя. То есть,для уменьшения вероятности возникновения провала или уменьшения его «глубины» приработе на переходном режиме состав смеси должен компенсироваться дополнительнойподачей топлива, что и обеспечивается переходной системой карбюратора.

В двухкамерных карбюраторахс последовательным открытием камер переходная система имеется в каждой камере

Система имеет: круглые илищелевые переходные отверстия, выполненные в стенке смесительной камеры над кромкойдроссельной заслонки; топливный и, иногда, воздушный жиклёры. В первичной камерепереходная система частью интегрирована в систему холостого хода и имеет с ней общийтопливный и воздушный жиклёры. Топливо в систему забирается из поплавковой камерычерез топливный жиклёр ГДС и или собственный жиклёр в виде трубки, опущенной в поплавковуюкамеру.

При работе двигателя с закрытымидроссельными заслонками (на холостом ходу) через переходные отверстия первичнойкамеры в систему холостого хода подаётся («подсасывается») эмульсирующий воздух.Переходные отверстия вторичной камеры не работают. Вначале открытия дроссельнойзаслонки переходное отверстие оказывается под ёё кромкой в зоне высокого разряжения.Разряжение приводит к «подсасыванию» топлива из поплавковой камеры к выходу переходногоотверстия (отверстий) и его вытеканию в смесительную камеру карбюратора, где происходитсмешивание с воздухом, поступающим через дроссельную заслонку. Большее количествосмеси, образовавшейся при одновременной работе двух систем (переходной системы иССХ), препятствует возникновению провалов в работе двигателя и способствует плавномуувеличению оборотов КВ. При дальнейшем открытии дросселя и увеличении разряженияв наддроссельной части смесительной камеры, в работу вступает главная дозирующаясистема, и работа двигателя переходит в фазу частичных нагрузок.

В двух – (и более) камерныхкарбюраторах переходная система вторичной камеры функционирует аналогичным образом,обеспечивая бесперебойную работу двигателя при начале открытия дросселя второй камеры.

Переходные системы не имеютподвижных деталей и практически не изнашиваются в процессе эксплуатации. Неисправностипереходной системы, приводящие к перебоям в работе двигателя, как правило, связаныс загрязнением каналов и жиклёров системы или карбюратора в целом. При этом стоитотметить, что несмотря на очень малый размер самих переходных отверстий (щелей),диаметр которых, зачастую, сопоставим с диаметром отверстия от укола тонкой швейнойиглой, их закупорка случается крайне редко.

Главная дозирующая система(ГДС) обеспечивает работу двигателя на режимах неполного дросселирования (частичныхнагрузках). Большинство карбюраторов обладает схожей конструкцией ГДС имеющей всвоём составе: большой и малый диффузоры, размещаемые в главном воздушном каналекарбюратора; главный топливный жиклёр, устанавливаемый у дна поплавковой камерыили ниже её в специальном канале; эмульсионную трубку с радиальными отверстиями,опущенную в эмульсионный колодец; воздушный жиклёр, который, как правило, устанавливаетсяна входе в эмульсионный колодец; распылитель, имеющий выход в главный воздушныйканал .

В зависимости от степени открытиядроссельной заслонки и скорости вращения коленчатого вала двигателя ГДС готовитразличное количество топливовоздушной смеси примерно постоянного состава. Относительнопостоянный состав смеси обеспечивается способом пневматического торможения топливачерез воздушный жиклёр.

Система работает следующимобразом. При открытии дроссельной заслонки, за счёт разряжения, создаваемого движущимсяв цилиндре поршнем, воздух поступает в главный воздушный канал карбюратора. В зонедиффузоров скорость воздушного потока возрастает, что создаёт разряжение у распылителяГДС. Топливо из поплавковой камеры )карбюратора через топливный жиклёр поступаетв эмульсионный колодец и эмульсионную трубку, где смешивается (эмульсируется) воздухом,поступающим через воздушный жиклёр ГДС. Образованная эмульсия через распылительвытекает в главный воздушный канал, где смешивается с основным потоком воздуха.

При большем открытии дроссельнойзаслонки больше воздуха проходит через диффузоры карбюратора. С увеличением количествавоздуха (разряжения в зоне диффузора) увеличивается количество топлива, поступающегов эмульсионный колодец, равно как увеличивается и количество эмульсирующего воздуха,проходящего через воздушный жиклёр. Поступление в эмульсионный колодец воздуха черезвоздушный жиклёр снижает разряжение у топливного жиклёра и препятствует непропорциональному(относительно воздуха) росту в смеси топливной составляющей (т.е, чрезмерному обогащениюсмеси) при увеличении нагрузки. Данная совокупность процессов обеспечивает для разныхрежимов двигателя приготовление разного количества смеси нужного состава.

Главные дозирующие системыподавляющего большинства карбюраторов являются исключительно «гидропневматическими»системами и не имеют подвижных элементов. Система стабильна в работе и практическине изнашивается в процессе эксплуатации. Для поддержания ГДС в рабочем состояниидостаточно следить за её чистотой и чистотой карбюратора в целом. Следует понимать,что при загрязнении топливных жиклёров система будет «готовить» бедные смеси, апри загрязнении воздушных жиклёров – богатые.

В многокамерных карбюраторахглавную дозирующую систему имеет каждая камера.

бензинкарбюратор двигатель внутренний сгорание

Инжекторная система питания

Инжектор (injector) переводитсяс английского как “форсунка”. Общепринятый термин “инжекторная система питания”подразумевает подачу топлива во впускной коллектор или непосредственно в цилиндрыпутем впрыска.

Первые системы впрыска топливапоявились в 1894 году — даже раньше, чем простейшие карбюраторы. Однако из-за сложностиконструкции о них долгое время не вспоминали. Внедрение систем впрыска бензина всерийные автомобили началось в 60-е годы прошлого века, когда впервые возникла необходимостьснизить токсичность отработанных газов. Вначале это были чисто механические системы,в которых количество впрыскиваемого топлива напрямую зависело от степени открытиядроссельной заслонки. С развитием электротехники на смену механическим системампришли электронные. Именно ими и оснащено большинство эксплуатируемых у нас иномарок.

Простейшая электронная системавпрыска включает в себя электрический бензонасос, регулятор давления, электронныйблок управления, датчики угла поворота дроссельной заслонки, температуры охлаждающейжидкости и числа оборотов коленвала и собственно инжектор. Системы впрыска бензинаавтомобилей современных моделей намного сложнее, так как для получения улучшенныххарактеристик двигателя в электрическую схему впрыска входит еще целый ряд датчикови устройств — датчики детонации и температуры впускного воздуха, лямбда-зонд, катализатори т.д. В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива системы впрыскаделятся на три типа — одноточечный, многоточечный и непосредственный.

Одноточечный впрыск предполагаетналичие одной форсунки, которая стоит на месте карбюратора. В системах многоточечноговпрыска на каждый цилиндр имеется своя форсунка, которая подает топливо в коллекторвблизи к впускным клапанам. В самых современных системах впрыска топливо подаетсяфорсункой непосредственно в цилиндры, как у дизелей.

Системы впрыска бензина посравнению с карбюраторами имеют целый ряд преимуществ: благодаря более точной дозировкетоплива снижается токсичность выхлопов, повышается экономичность, ДВС расходуеттоплива меньше, а мощностные характеристики улучшаются, немцы заявляют, что на 12%,а японци утверждают, что на 20%. Кроме того, исправный двигатель с системой впрыскахарактеризуется лучшими пусковыми свойствами (независимо от температуры), болееустойчивой работой, большей надежностью. Хитрость заключается в том, что карбюраторсвоими диффузорами, заслонками и жиклёрами сильно затормаживает воздух, двигательзадыхается, ему приходится тянуть воздух и топливо с силой, а вот ижекторная системапитания позволяет двигателю вздохнуть полной грудью.

Недостатков у инжекторов два — высокие требования к качеству используемоготоплива и более дорогая стоимость обслуживания и запчастей. А ресурс инжекторовдействительно во многом зависит от качества бензина. Продающееся на некоторых заправкахтопливо содержит не только самые разные механические примеси, но и смолы и агрессивныехимические соединения, которые значительно сокращают жизнь инжекторам. В качествепрофилактики для увеличения срока их службы в наших условиях эксплуатации можетслужить систематическая промывка инжекторов — через каждые 20-25 тыс. км. В противномслучае они могут так закоксоваться, что никакая промывка уже не поможет. А стоятинжекторы довольно дорого. Если возникает необходимость замены инжекторов, автолюбителисразу вспоминают добрым словом карбюратор, чистку которого можно провести самостоятельно(или очень недорого у специалистов).

Устройство форсунки:a — форсунка одноточечного впрыска,

б — форсунка распределенноговпрыска.

1 — фильтр,

2 — электрический разъем,

3 — обмотка электромагнита,

4 — корпус форсунки,

5 — сердечник,

6 — корпус клапана,

7 — клапан (б — игла клапана),