Классификация карбюраторов

По способу смесеобразования карбюраторы делятся на испарительные и пульверизационные (эжекторные). Испарительные карбюраторы в настоящее время не используются из-за ряда недостатков.

Пульверизационные карбюраторы можно классифицировать по следующим признакам:

  • 1) по числу смесительных камер:
    • • однокамерные,
    • • двухкамерные,
    • • четырехкамерные;
  • 2) по порядку открытия дроссельных заслонок:
    • • с последовательным открытием дроссельной заслонки вторичной камеры (или дроссельных заслонок вторичных камер),
    • • с параллельным открытием дроссельной заслонки вторичной камеры (или дроссельных заслонок вторичных камер);
  • 3) по способу открытия дроссельных заслонок вторичных камер:
    • • принудительный,
    • • автоматический;
  • 4) по направлению главного воздушного канала:
    • • с нисходящим (падающим) потоком,
    • • с горизонтальным или наклонным потоком,
    • • с восходящим воздушным потоком.

Для большинства современных двигателей наибольшее распространение получили карбюраторы с нисходящим потоком. Их преимущество заключается в том, что частицы топлива под действием силы тяжести движутся вниз с большими скоростями, чем скорость потока воздуха.

Это позволяет применять карбюраторы с большим диаметром диффузора и меньшим аэродинамическим сопротивлением всей впускной системы, что улучшает динамические качества двигателя.

Преимуществом карбюраторов с горизонтальным или наклонным воздушным потоком является возможность уменьшить высоту двигателя.

Применение карбюраторов с горизонтальным потоком получило распространение для одно- и двухцилиндровых двигателей, так как это улучшает их компоновку при хорошем наполнении цилиндров. Особенно широкое распространение карбюраторы такого типа получили на мотоциклах.

Карбюраторы с восходящим воздушным потоком применялись в основном на тихоходных нижнеклапанных двигателях с невысокой мощностью. При работе на топливе с высоким содержанием тяжелых фракций такие карбюраторы исключали заливание топливом свечей зажигания при пуске двигателя и его прогреве.

Расположение поплавковой камеры относительно смесительных камер определяется компоновкой автомобиля. При продольном расположении двигателя на автомобиле поплавковая камера в карбюраторе обычно находится перед смесительной камерой (камерами). Это позволяет использовать при разгоне или торможении приливно-отливные явления для улучшения динамических и экономических показателей двигателя.

При разгоне в результате приливных явлений над главным топливным жиклером уровень топлива в поплавковой камере увеличивается, что приводит к обогащению смеси. Аналогичное явление возникает и при движении автомобиля на подъем. При понижении скорости автомобиля, а также при спусках происходят отливные явления и связанное с этим обеднение горючей смеси.

В автомобилях с поперечным расположением двигателя система впуска располагается сзади двигателя, и поплавковая камера также располагается впереди смесительных камер. Однако в этом случае используют карбюраторы с параллельным открытием дроссельных заслонок, так как последовательное их открытие не обеспечивает достаточной равномерности распределения горючей смеси по цилиндрам двигателя (по качеству).

Конструкция и работа карбюраторов

В качестве примеров рассмотрим карбюратор К-88АМ, устанавливаемый на грузовых автомобилях марки «ЗИЛ», и карбюраторы «ОЗОН» мод. 2105 и 2107, устанавливаемые на легковых автомобилях марки «ВАЗ».

Карбюратор К-88АМ двухкамерный с падающим потоком и параллельным открытием дроссельных заслонок.

Верхняя часть — крышка 2 карбюратора (рис. 7.12) формирует впускной канал и закрывает сверху полость поплавковой камеры. К верхнему фланцу крышки на трех винтах крепится воздушный фильтр. Воздушная заслонка 4 устанавливается на оси, на одном конце которой закреплен рычаг 3, связанный с ручным приводом.

К корпусу прикреплены зажим 1 для фиксации тросового привода воздушной заслонки. На другом конце воздушной заслонки закреплен рычаг <5, который через тягу 7 и рычаг 11 связывает ось воздушной заслонки с осью дроссельных заслонок. В крышке сформирована бобышка, в которой находится полость с сетчатым фильтром для подвода топлива через резьбовой штуцер. Снизу в крышке установлен механизм игольчатого клапана с тремя выпускными отверстиями.

В отверстие 17 крышки вворачивается штуцер трубки центробежно-вакуумного ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя. В центре крышки над воздушной заслонкой расположены литые распылители ускорительного насоса с отверстием для крепления топливовоздушного винта.

Средняя часть — корпус 8 карбюратора соединен с крышкой семью винтами и центральным топливоподводящим винтом ускорительного насоса.

Между крышкой и корпусом находится картонная уплотнительная прокладка. Литые большие и малые диффузоры выполнены как одно

Карбюратор К-88АМ

Рис. 7.12. Карбюратор К-88АМ: 7 — зажим привода воздушной заслонки; 2 — крышка карбюратора; 3 — рычаг привода воздушной заслонки; 4 — воздушная заслонка; 5 — балансировочное отверстие поплавковой камеры; 6, 11 — рычаги; 7— тяга; 8— корпус карбюратора; 9 — рычаг привода дроссельной заслонки; 10 — регулировочный винт положения дроссельных заслонок; 12 — смесительная камера; 13 — игольчатые винты регулировки качества горючей смеси; 14 — резьбовое отверстие для штуцера вакуум-корректора угла опережения зажигания; 15 — резьбовое отверстие для штуцера трубки к центробежному датчику ограничителя частоты вращения; 16 — крышка исполнительного мембранного механизма ограничителя частоты вращения; 17 — отверстие для штуцера трубки к центробежному датчику

ограничителя частоты вращения

целое с корпусом. Малые диффузоры на перемычках установлены над большими диффузорами. Распылители выполнены в виде кольцевых канавок по периметру малых диффузоров. Сверху в корпус ввинчены воздушные жиклеры ГДС и системы холостого хода каждой камеры.

Поплавковый механизм выполнен из двух жестко связанных поплавков. Язычок для регулировки уровня топлива в поплавковой камере подпружинен и находится в пластине, соединяющей оба поплавка. Поплавковый механизм подвешен на оси, установленной в вертикальном пазу в стенке поплавковой камеры.

В корпусе расположен механизм ускорительного насоса и механизм экономайзера. В стенке поплавковой камеры имеется пробка для проверки уровня топлива.

Нижняя часть карбюратора — смесительная камера 12 крепится к корпусу четырьмя болтами через уплотнительную прокладку. В нижней части расположены два игольчатых винта 13 для регулирования состава смеси на режиме холостого хода. Рядом расположено резьбовое отверстие 14 под штуцер для подвода разреженного воздуха к мембранному механизму вакуум-корректора угла опережения зажигания. Ось дроссельных заслонок — разрезная. С одной стороны она связана с элементами привода ограничителя частоты вращения, а с другой — через вилку и двуплечий рычаг с рычагом 9 привода дроссельных заслонок. Рычаг 9 связан тягой с приводом механизма ускорительного насоса и экономайзера. Сбоку в смесительной камере расположен винт 10 регулирования положения дроссельных заслонок на режиме холостого хода.

Смесительная камера соединена с мембранным механизмом 16 ограничителя частоты вращения коленчатого вала с помощью трех винтов, находящихся под крышкой ограничителя, которая закреплена четырьмя винтами, и два винта которых опломбированы. Также пломбируются и два винта крышки мембранного механизма. Резьбовое отверстие 15 для штуцера соединяется с центральной частью центробежного датчика.

Главные дозирующие системы имеют топливные жиклеры 1 (рис. 7.13) и наклонные эмульсионные колодцы 28. В верхней части колодцев ввернуты жиклеры 5 полной мощности, образующие со стенками канала кольцевую щель. Воздушные жиклеры 4 установлены в верхней части вертикальных колодцев, которые выведены в среднюю часть кольцевой щели. Топливоподводящие каналы выведены в распылители / / малых диффузоров 6.

Так как обе камеры карбюратора работают одинаково, то его работу можно рассмотреть на примере одной камеры.

Работа на различных режимах протекает следующим образом.

Пуск холодного двигателя. Воздушную заслонку 9 закрывают, а дроссельные заслонки 24 приоткрываются, так как их ось связана тягой 7 (см. рис. 7.12) с воздушной заслонкой. В результате этого в смесительной камере создается разрежение, что обеспечивает обогащение горючей смеси в результате интенсивного истечения топлива из кольцевой

Схема карбюратора К-88АМ

Рис. 7.13. Схема карбюратора К-88АМ: 1 — главный топливный жиклер; 2 — жиклер системы холостого хода; 3 — колодец; 4 — воздушный жиклер ГДС; 5 — жиклер полной мощности; 6 — малый диффузор; 7 — форсунка; 8 — болт; 9 — воздушная заслонка; 10 — клапан воздушной заслонки; 11 — кольцевой распылитель ГДС; 12 — канал; 13 — шток клапана экономайзера; 14 — демпфирующая пружина экономайзера; 15 — пружина ускорительного насоса; 16 — планка; 17 — шток; 18 — поршень ускорительного насоса; 19 — шток шарикового клапана экономайзера; 20 — обратный клапан ускорительного насоса; 21 — шариковый клапан; 22 — серьга; 23 — жиклер экономайзера; 24 — дроссельная заслонка; 25 — рычаг привода экономайзера и ускорительного насоса; 26 — нагнетательный клапан ускорительного насоса; 27 — верхнее переходное и нижнее отверстия системы холостого хода; 28 — эмульсионный

колодец; 29 — запорный клапан

щели малого диффузора 6 (см. рис. 7.13) и эмульсии из отверстий 27 канала холостого хода.

В момент начала работы двигателя в случае несвоевременного открытия воздушной заслонки откроется ее предохранительный клапан 10.

Режим холостого хода. Дроссельные заслонки 24 закрыты. Под действием разрежения под дроссельными заслонками топливо переходит из поплавковой камеры через главные жиклеры 1 и колодец жиклера 5 полной мощности в колодец 3, а затем к жиклеру 2 холостого хода. Необходимый для образования эмульсии воздух из воздушной горловины поступает через верхнее отверстие жиклера 2 холостого хода, а также через воздушный жиклер 4 и жиклер 5 полной мощности.

Образовавшаяся богатая горючая смесь движется по каналу, в конце которого к ней дополнительно подсасывается воздух из верхнего щелевидного отверстия 27, и через нижнее отверстие 27 эмульсия поступает в задроссельное пространство и далее в цилиндры двигателя.

По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается разрежение у верхнего отверстия 27, и эмульсия начинает поступать из обоих отверстий.

При работе двигателя на холостом ходу качество горючей смеси регулируют винтами 13 (см. рис. 7.12), а частоту вращения коленчатого вала — винтом 10.

Малые и средние нагрузки. Дроссельная заслонка занимает промежуточное положение. В этом случае скорость потока воздуха в диффузорах возрастает, и в работу вступает ГДС. Топливо через главный топливный жиклер 1 (см. рис. 7.13) и жиклер 5 полной мощности поступает к распылителю 11. При этом в эмульсионном колодце 28 к топливу подмешивается воздух из воздушного жиклера 4. С увеличением разрежения в малом диффузоре компенсация состава горючей смеси достигается поступлением дополнительного воздуха из жиклера 2 холостого хода, в результате чего уменьшается разрежение у жиклера 5 полной мощности и в колодце 28. Таким образом, осуществляется торможение истечения топлива из главного топливного жиклера 1 и обеднение горючей смеси до необходимого состава.

Максимальные нагрузки (режим максимальной мощности). Работает ГДС и экономайзер. При открытии дроссельной заслонки более чем на 85 % планка экономайзера под воздействием серьги 22 тяги опустится вниз и через пружину 14 нажмет на шток 13, который, воздействуя на шток 19, откроет шариковый клапан 21 экономайзера. В результате дополнительное количество топлива поступит через открывшийся клапан к жиклеру полной мощности. Происходит обогащение горючей смеси, и двигатель развивает полную мощность.

Режим разгона (резкое открытие дроссельных заслонок). Поршень/# ускорительного насоса опускается, так как шток поршня соединен с планкой 16. Под действием возросшего давления топлива под поршнем клапан 20 закрывается, и топливо вытесняется по каналу 12 к нагнетательному клапану 26, после подъема которого через отверстие болта 8 поступает к форсунке 7, где распыляется в виде тонких струй в обе смесительные камеры. Связь поршня 18 с планкой 16 осуществляется через его шток и пружину 14, которая обеспечивает затяжной впрыск топлива. Нагнетательный игольчатый клапан 26 исключает поступление воздуха под поршень при его быстром подъеме, а также подсасывание топлива из колодца ускорительного насоса на средних и больших нагрузках двигателя при постоянном положении дроссельных заслонок.

Карбюраторы «ОЗОН» мод. 2105 (рис. 7.14) и 2107 (рис. 7.15) двухкамерные с падающим потоком и с последовательным открытием дроссельных заслонок.

На корпусе карбюратора (см. рис. 7.14) крепятся детали привода воздушной заслонки и шарнир 3 для фиксации троса управления. Ось воздушной заслонки связана с помощью трехплечего рычага через телескопическую тягу 4 и систему тяг и рычагов с мембранным механизмом 11 и рычагом 17 привода дроссельной заслонки первичной камеры. Со стороны первичной камеры к стенке поплавковой камеры на четырех винтах крепится ускорительный насос мембранного типа, который приводится рычагом 9 от профильного сектора.

Ролик, закрепленный на рычаге 9, контактирует с указанным сектором, обеспечивая затяжное впрыскивание топлива по заданной схеме.

Карбюратор 2105 (общий вид)

Рис. 7.14. Карбюратор 2105 (общий вид): / — элемент крепления тросового привода воздушной заслонки; 2 — крышка карбюратора; 3 — шарнир крепления тросового привода; 4 — телескопическая тяга; 5 — воздушная заслонка; 6 — шпилька; 7 — штуцер подвода топлива; 8 — крышка ускорительного насоса; 9 — рычаг привода ускорительного насоса; 10 — теплоизоляционная прокладка; 11 — мембранный механизм системы пуска; 12 — бобышка для установки винта регулировки качества горючей смеси; 13 — трубка подвода разреженного воздуха к вакуумному регулятору угла опережения зажигания; 14 — винт количества горючей смеси; 15 — механизм экономайзера принудительного холостого хода; 16 — микровыключатель; 17 — рычаг привода дроссельных заслонок; 18 — трубка отвода картерных газов; 19 — пневматический привод вторичной дроссельной заслонки

Распылитель ускорительного насоса крепится сверху корпуса между воздушными каналами и выведен в щель между большим и малым диффузорами.

Главные топливные жиклеры установлены в бобышках нижней части поплавковой камеры. Топливные жиклеры системы холостого хода и переходной системы вторичной камеры расположены в горизонтальных каналах корпуса. Топливные жиклеры выполнены в сборе с винтовой пробкой, ввинченной в корпус снаружи. Воздушные жиклеры системы холостого хода и переходной запрессованы в верхнем фланце корпуса карбюратора. В бобышку корпуса со стороны элементов привода дроссельных заслонок запрессована трубка 18 отвода картерных газов двигателя.

К корпусу на кронштейнах двумя винтами крепится мембранный блок пневмопривода дроссельной заслонки вторичной камеры. В крышке мембранного блока имеется бобышка с элементами 1 крепления тросового привода воздушной заслонки.

Со стороны вторичной камеры расположена бобышка с упорным винтом ограничения закрытия дроссельной заслонки вторичной камеры, который регулирует ее положение и предотвращает заклинивание. Дроссельные заслонки поддерживаются в закрытом положении с помощью оттяжной пружины. Со стороны первичной камеры имеется трубка 13 для подвода разреженного воздуха к мембранному механизму вакуумного регулятора угла опережения зажигания. Между смесительной камерой и корпусом расположена теплоизоляционная 10 и две картонные прокладки, которые уменьшают поступление теплоты к поплавковой камере.

Главные дозирующие системы обеих камер карбюратора имеют топливные жиклеры 22 (рис. 7.15) и эмульсионные трубки 27, установленные в вертикальных колодцах и фиксируемые сверху воздушными жиклерами 7 и 14.

Топливные жиклеры 3 и 17 разъемные, установлены с натягом в резьбовой пробке. Воздушные жиклеры 5 и 16 запрессованы в корпусе.

У карбюратора мод. 2107 в бобышке корпуса установлен винт 21 токсичности (заводской настройки регулировки системы холостого хода), который на заводе пломбируется металлической пластиной.

Система холостого хода имеет два переходных отверстия, находящиеся выше дроссельной заслонки первичной камеры, а переходная система вторичной камеры имеет одно отверстие.

31 30 29 28 27 26 25 24

Рис. 7.15. Карбюратор 2107 (чертеж): / — обратный клапан ускорительного насоса; 2 — винт регулировки подачи топлива ускорительным насосом; 3 — топливный жиклер переходной системы вторичной камеры; 4 — воздушный жиклер переходной системы; 5 — воздушный жиклер эконостата; 6 — топливный жиклер эконостата; 7 — главный воздушный жиклер вторичной камеры; 8 — эмульсионный жиклер эконостата; 9 — пневматический привод вторичной дроссельной заслонки; 10 — жиклеры пневматического привода первичной и вторичной камер; 11 — нагнетательный клапан ускорительного насоса; 12 — распылитель ускорительного насоса; 13 — воздушная заслонка; 14 — главный воздушный жиклер первичной камеры; 15 — мембранный механизм системы пуска; 16 — воздушный жиклер системы холостого хода; 17 — топливный жиклер системы холостого хода; 18 — игольчатый клапан поплавка; 19 — топливный фильтр; 20 — поплавок; 21 — винт токсичности; 22 — главный топливный жиклер первичной камеры; 23 — регулировочный винт качества горючей смеси системы холостого хода; 24 — винт количества горючей смеси; 25 — экономайзер принудительного холостого хода; 26 — патрубок; 27 — эмульсионная трубка первичной камеры; 28 — главный топливный жиклер вторичной камеры; 29 — перепускной жиклер ускорительного насоса; 30 — рычаг ускорительного насоса; 31 — мембрана

Карбюраторы «ОЗОН» оснащены пневматическим приводом 9 вторичной дроссельной заслонки. Он представляет собой механизм с возвратной пружиной, связанный штоком через промежуточную пружину с рычагом на оси дроссельной заслонки. Разреженный воздух в рабочую полость мембранного механизма подается из больших диффузоров карбюратора через калиброванные отверстия, которые обеспечивают заданную закономерность открытия дроссельной заслонки. Для сглаживания резких изменений разрежения в рабочей полости в пневматическом канале предусмотрены демпфирующие жиклеры 10. Механизм блокировки предотвращает открытие дроссельной заслонки вторичной камеры на частичных нагрузках, освобождая рычаг на оси вторичной камеры только при открытии дроссельной заслонки первичной камеры на угол, превышающий заданный.

Эконостат имеет воздушный 5, топливный 6 и эмульсионный 8 жиклеры. Распылитель эконостата выведен в малый диффузор вторичной камеры над распылителем ГДС.

Ускорительный насос мембранного типа снабжен обратным шариковым клапаном 1 с ограничительным винтом. Он включает в себя перепускной жиклер 29 с винтом 2 регулировки подачи топлива, распылитель 12 с нагнетательным шариковым клапаном 11. Распылитель выведен в щель между большим и малым диффузорами первичной камеры. Управление ускорительным насосом осуществляется рычагом, на одном конце которого находится ролик, контактирующий с профилированным сектором на оси дроссельной заслонки. Профиль сектора обеспечивает заданный закон подачи топлива в период разгона двигателя при открытии первичной и вторичной дроссельных заслонок. Вторым концом рычаг нажимает на демпфирующий элемент мембранного механизма ускорительного насоса, обеспечивая затяжной впрыск топлива. Перепускной жиклер 28 обеспечивает уменьшение количества подаваемого топлива при разгоне двигателя с медленным открытием дроссельной заслонки путем его перетекания в поплавковую камеру.

Карбюратор имеет систему вентиляции картера двигателя с регулировкой количества отсоса картерных газов в виде золотника, расположенного на оси дроссельной заслонки первичной камеры.

Система пуска имеет воздушную заслонку 13, управляемую вручную тросовым приводом, и полуавтомат привода воздушной заслонки мембранного типа. Степень приоткрытая воздушной заслонки может регулироваться упорным винтом в крышке механизма, который закрыт резьбовой пробкой.

К корпусу дроссельных заслонок карбюратора крепится винтами крышка экономайзера 25 принудительного холостого хода с патрубком 26. Под крышкой установлена мембрана, которая образует рабочую полость. Мембрана связана с иглой экономайзера, помещенной в седло, запрессованное в корпусе дроссельных заслонок.

Работа карбюратора заключается в следующем.

Режим пуска и прогрева холодного двигателя. С помощью тросового привода поворачивают шарнир 3 (см. рис. 7.14), который через телескопическую тягу 4 закрывает воздушную заслонку 5. Одновременно через систему тяг и рычагов приоткроется дроссельная заслонка первичной камеры на необходимую величину. При проворачивании коленчатого вала стартером возникающее разрежение передается к отверстиям системы холостого хода, а через приоткрытую дроссельную заслонку первичной камеры к распылителю ГДС, вызывая истечение из них топливной эмульсии богатого состава. Одновременно разрежение создается в рабочей полости мембранного механизма 15 (рис. 7.15), но оно недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины. В момент появления вспышек разрежение возрастает, под действием которого мембрана втягивается вправо, и тяга через рычаг приоткроет воздушную заслонку. При этом сжимается пружина внутри телескопической тяги.

По мере прогрева двигателя воздушную заслонку полностью открывают.

Режим холостого хода. Дроссельная заслонка приоткрыта. Воздушная заслонка открыта полностью. Разрежение через отверстие, прикрытое иглой экономайзера принудительного холостого хода, передается в каналы системы холостого хода. Под действием разрежения топливо, поступающее в эмульсионный колодец через главный топливный жиклер 22, поднимается к топливному жиклеру 17, частично смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 16, вторично смешивается с воздухом, поступающим через переходное отверстие и через отверстие, регулируемое винтом 23. Далее топливовоздушная эмульсия проходит под иглу через отверстие в ее седле и во впускной трубопровод двигателя. Разрежение в малом диффузоре мало, и топливо из распылителя ГДС не истекает.

Для регулирования работы двигателя на холостом ходу имеются регулировочный винт 24 количества горючей смеси, который регулирует положение иглы, и регулировочный винт 23 состава (качества) горючей смеси.

Режим принудительного холостого хода. Данный режим имеет место при торможении автомобиля двигателем, когда отпущена педаль управления дроссельными заслонками, а сцепление не выключено. В этом случае дроссельные заслонки закрыты, а частота вращения коленчатого вала превышает частоту вращения на холостом ходу. При этом в рабочей полости (справа от мембраны на рис. 7.15) экономайзера принудительного холостого хода создается атмосферное давление, в то время как в полости слева от мембраны существует разрежение. Тогда мембрана прогибается, и игла, связанная с ней, перекрывает выход топливовоздушной эмульсии.

Если частота вращения коленчатого вала ниже порогового значения 1200—1260 мин-1 или производится нажатие на педаль управления дроссельными заслонками, в рабочей полости экономайзера принудительного холостого хода создается разрежение, под действием которого мембрана отводит иглу от ее седла, обеспечивая поступление топливовоздушной эмульсии через систему холостого хода. Смену атмосферного давления на разрежение и наоборот обеспечивает электропневмоклапан, который соединен шлангом через патрубок 26 с рабочей полостью экономайзера. Электропневмоютапан срабатывает от микропереключателя 16 (см. рис. 7.14) и электронного блока управления, подключенного параллельно микропереключателю. При частоте вращения коленчатого вала 1600—1680 мин-1 электронный блок отключается, но электропневмоклапан остается открытым из-за включенного микропереключателя. На режиме принудительного холостого хода резко закрываются дроссельные заслонки, что вызывает выключение микропереключателя и, как следствие, переключение электропневмоклапана на подачу воздуха из окружающей среды (атмосферное давление) в рабочую полость.

Электронный блок управления и электропневмоклапан устанавливаются отдельно от карбюратора.

Режим средних (частичных) нагрузок. Работает в основном первичная камера, которая обеспечивает работу двигателя в широком диапазоне. При этом необходимый состав горючей смеси обеспечивается совместной работой ГДС и системы холостого хода.

По мере открытия дроссельной заслонки первичной камеры переходные отверстия попадают под действие разрежения, и через них также начинает поступать топливовоздушная смесь. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разрежение в распылителе ГДС увеличивается, топливо в эмульсионном колодце начинает подниматься и при достижении отверстий в эмульсионной трубке 27 (см. рис. 7.15) захватывается воздухом, поступающим через жиклер 14, и увлекается в распылитель. С этого момента начинается совместная работа системы холостого хода и ГДС. При достижении определенного разрежения в смесительной камере начинает открываться дроссельная заслонка вторичной камеры.

Режим максимальной мощности. Дроссельные заслонки открыты полностью. Разрежение в канале системы холостого хода падает, а в малых диффузорах возрастает, в результате чего топливовоздушная смесь интенсивно истекает из распылителя, а через систему холостого хода сокращается до незначительного. При достижении разрежения в малом диффузоре вторичной камеры определенной величины вступает в работу эконостат, дополнительно обогащая горючую смесь на режиме полных нагрузок.

Режим разгона. Резко открываются дроссельные заслонки. Кулачок привода ускорительного насоса поворачивается и воздействует на рычаг 30, который сжимает пружину, помещенную внутри телескопического стакана мембрану 31 насоса. Разжимаясь, пружина плавно перемещает мембрану, чем обеспечивает затяжной впрыск топлива. При перемещении мембраны топливо через канал поступает в нагнетательный клапан 77 и далее через распылитель 12 впрыскивается в первичную смесительную камеру карбюратора.

Кулачок ускорительного насоса имеет специальный профиль, благодаря чему обеспечивается двойной впрыск топлива, причем второй впрыск совпадает с началом открытия дроссельной заслонки вторичной камеры.

Приборы топливоподачи и очистки воздуха

Топливный бак

Емкость топливных баков, служащих для хранения топлива, рассчитывают на 400—600 км пробега автомобиля без заправки. Баки изготовляют сварными из двух штампованных сварных половин. Форма топливного бака зависит от места его размещения на автомобиле. Размещают бак в местах, наиболее защищенных от удара при возможных столкновениях автомобиля.

В верхней части бак имеет заливную горловину, которая может иметь сетчатый фильтр. Заливная горловина герметично закрывается крышкой, которая может иметь впускной и выпускной клапаны для сообщения с окружающей средой. В некоторых случаях эти клапаны устанавливаются на баке в виде отдельного корпуса. На легковых автомобилях для простоты конструкции вместо клапанов бак с окружающей средой соединяют вентиляционной трубкой. Однако в этом случае потери топлива вследствие его испарения будут больше.

Для повышения жесткости стенки бака имеют выштамповки, а внутри — перегородки, которые также играют роль волнорезов при резких перемещениях топлива.

Для определения количества топлива, находящегося в баке, в нем размещают датчик уровня топлива, который подключается к указателю, расположенному на щитке приборов в кабине водителя. Топливо из бака отбирается через трубку, на которой установлен сетчатый фильтр.

Топливные фильтры

Механические примеси в топливе являются причиной засорения системы и быстрого изнашивания деталей топливоподающей аппаратуры. Поэтому в карбюраторных двигателях топливо, прошедшее очистку, не должно содержать механических примесей размером более 15—20 мкм. Для этого в системах подачи топлива двигателей грузовых автомобилей предусматривают последовательную очистку топлива в нескольких фильтрах.

Предварительная (грубая) очистка топлива производится в фильтрах-отстойниках, устанавливаемых между топливным баком и топливным насосом, где топливо поступает в корпус 3 (рис. 7.16, а) фильтра через отверстие 4 и, пройдя фильтрующий элемент 5, выходит из корпуса через отверстия 2 В металлическом стакане / из топлива отстаивается вода и механические примеси, которые могут быть выпущены через отверстия, закрываемые пробкой 9.

Топливные фильтры

Рис. 7.16. Топливные фильтры: а — грубой очистки; бив — тонкой очистки; 1 — стакан; 2 — выходное отверстие; 3 — корпус; 4 — входное отверстие; 5 — фильтрующий элемент; 6 — выступы; 7— отверстия; 8— пластины; 9— пробка; 10— керамический фильтрующий элемент;

11 — скоба; 12 — латунная сетка

Фильтрующий элемент 5 представляет собой набор тонких пластин с отверстиями 7 и штампованными выступами б, благодаря которым в собранном виде между пластинами остаются щелевые зазоры, которые задерживают механические примеси размером более 0,05 мм.

Вторичная очистка (тонкая) осуществляется фильтром, устанавливаемым между топливным насосом и карбюратором. Топливо через входное отверстие 4 (см. рис. 7.16, б) подается в стеклянный или пластмассовый стакан /, который прижимается скобой 11 к корпусу 3. Из стакана топливо поступает в пористый керамический элемент 10, где оно подвергается тонкой очистке, и затем через выходное отверстие 2 подается к карбюратору. Керамические элементы обеспечивают тонкую очистку топлива от механических частиц размером 0,012—0,015 мм.

Двигатели легковых автомобилей оборудуются только фильтром тонкой очистки (см. рис. 7.16, в) с фильтрующим элементом из латунной сетки 12, установленной на алюминиевом или капроновом патроне.

Принцип работы такого фильтра аналогичен работе фильтра с керамическим фильтрующим элементом. Двигатели современных легковых автомобилей могут оборудоваться неразборным фильтром тонкой очистки топлива с бумажным фильтрующим элементом.

Топливный насос

Топливный насос служит для принудительной подачи топлива из топливного бака в карбюратор. На отечественных автомобильных карбюраторных двигателях применяют мембранные топливные насосы, отличающиеся один от другого главным образом числом клапанов, а также формами корпуса и рычага привода.

На рис. 7.17 показан топливный насос двигателя ГАЗ-53А. Насос состоит из трех частей: корпуса 2, клапанной головки 7 и крышки 6.

Отлитый из цинкового сплава корпус, головка и крышка соединены между собой винтами. В корпусе на оси 14 установлен вильчатый рычаг 13, прижимаемый пружиной 12 к эксцентрику распределительного вала двигателя. Вильчатым концом рычаг охватывает шток 10 диафрагмы 3, которая отжимается верхней пружиной 9. Края диафрагмы зажаты между корпусом и головкой насоса. В центральной части диафрагмы закреплен шток. В головке насоса смонтированы клапаны: два всасывающих 4 и один нагнетательный 8. Над всасывающими клапанами размещен сетчатый фильтр 5. Рычаг 1 ручной подкачки топлива закреплен неподвижно на валике 11 и удерживается в нижнем положении пружиной, установленной на валике между рычагом и корпусом насоса.

Под действием эксцентрика распределительного вала двигателя рычаг 13 сжимает пружину 9 и перемещает через шток 10 мембрану 3 вниз. Объем полости над диафрагмой увеличивается, вследствие чего в ней создается разрежение, под действием которого открываются всасы-

Топливный насос

Рис. 7.17. Топливный насос: 1 — рычаг ручной подкачки топлива; 2 — корпус; 3 — диафрагма; 4 — всасывающий клапан; 5— фильтр; 6— крышка; 7— головка; 8— нагнетательный клапан; 9 — пружина мембраны; 10— шток; 11 — валик рычага ручной подкачки топлива; 12— пружина рычага; 13 — рычаг; 14 — ось

вающие клапаны и топливо поступает в эту полость, проходя сетчатый фильтр. После того как эксцентрик распределительного вала освободит рычаг 13, диафрагма 3 переместится вверх под действием пружины 9. При этом в полости над диафрагмой повысится давление, под действием которого закроются всасывающие клапаны 4 и откроется нагнетательный клапан 8, а топливо поступит в головку и затем по трубопроводу в фильтр тонкой очистки.

Производительность топливных насосов грузовых автомобилей 100—180 л/ч, а максимальный перепад давления при нулевой подаче 20—30 кПа. Наибольшая подача насоса в 3—5 раз превышает максимальный расход топлива двигателем. Однако пружина 9 подобрана так, что ее сила упругости не может преодолеть силы, действующей на запорную иглу в поплавковой камере карбюратора. Поэтому когда поплавковая камера заполнена, диафрагма насоса остается в нижнем положении, а рычаг 13 перемещается вхолостую.

Таким образом, насос изменяет количество подаваемого топлива соответственно расходу двигателем.

Поплавковая камера карбюратора может быть заполнена топливом перед пуском двигателя с помощью устройства для ручной подкачки. При качании рукой рычага 1 валик 11, поворачиваясь, отжимает рычаг 13 насоса вниз или отпускает его. В результате этого топливо засасывается в полость над диафрагмой и затем нагнетается в карбюратор. Эксцентрик распределительного вала при этом не должен касаться рычага 13.

Воздухоочистители

В воздухе всегда присутствует пыль от 0,0001 до 0,1 г/м3 (высокая запыленность), а иногда даже до 2 г/м3 (нулевая видимость). При попадании в цилиндр пыль, смешиваясь с маслом, образует абразивную пасту, которая резко повышает интенсивность изнашивания трущихся пар (цилиндр—поршень, поршень—кольца, кольца—цилиндр). Поэтому воздух при подаче в цилиндры нужно подготовить — очистить от пыли.

Воздух очищают тремя способами:

  • фильтрация — загрязненный воздух проходит через фильтрующий элемент (чаще всего из специальной бумаги);
  • инерционный — движущийся с большой скоростью воздух резко меняет направление движения. Под действием возникающих при этом центробежных сил из потока воздуха к стенкам корпуса выбрасываются тяжелые механические примеси;
  • контактный — в процессе движения воздух контактирует с липким веществом (маслом), к которому и прилипают механические частицы.

В воздухоочистителях используется комбинированный способ очистки. Различают «сухие» и «мокрые» воздухоочистители.

Требования, предъявляемые к воздухоочистителям:

  • • высокая степень очистки воздуха;
  • • малое сопротивление проходу воздуха, чтобы не снижать наполнение цилиндров;
  • • простота конструкции и технического обслуживания.

«Сухие» воздухоочистители (рис. 7.18) применяются на большинстве автомобилей. Их основой является одноразовый фильтрующий элемент 9, в котором между крышками запрессованы края фильтровальной бумаги. Для лучшей очистки и меньшего сопротивления воздуху поверхность бумаги должна быть большой. Чтобы уменьшить размеры фильтра, бумагу складывают гармошкой. Поверх гармошки размещают обечайку из плотного картона для предохранения фильтровальной бумаги от повреждения, а с наружной стороны фильтрующего элемента — дополнительный поролоновый фильтр 3. В таком виде фильтрующий элемент устанавливается в корпус 8, закрывается крышкой 10 и стягивается барашковой гайкой /. В холодное время года посредством термопереключателя 5 обеспечивается забор подогретого воздуха из зоны выпускного трубопровода.

Воздухоочиститель двигателя автомобиля марки «ВАЗ» «сухого» типа

Рис. 7.18. Воздухоочиститель двигателя автомобиля марки «ВАЗ» «сухого» типа: 1 — барашковая гайка; 2 — шайба; 3 — дополнительный фильтр; 4 — уплотнительное кольцо; 5 — термопереключатель; 6 — рычаг переключателя; 7 — приемный патрубок подогретого воздуха; 8

корпус; 9 — фильтрующий элемент; 10 — крышка

Ранее имели большее распространение, применяются и в настоящее время воздухоочистители «мокрого» типа (рис. 7.19).

При работе двигателя в результате разрежения во впускном трубопроводе загрязненный воздух через воздухозаборник 5 поступает в крышку-переходник 4 и через кольцевую щель 3 направляется вниз к масляной ванне 1 и отражателю 8. У поверхности масла воздух резко изменяет направление и движется к фильтрующему элементу 2, набив-

9 8

Рис. 7.19. Масляно-инерционный воздухоочиститель «мокрого» типа: 1 — масляная ванна; 2 — фильтрующий элемент; 3 — кольцевая щель; 4 — крышка-переходник; 5 — воздухозаборник; 6 — патрубок; 7 — корпус; 8 — отражатель; 9 — переходник крепления

ка которого может быть из капронового волокна или металлической сетки. При изменении направления движения воздуха крупные частицы пыли продолжают по инерции двигаться вниз и оседают в масле (первая ступень очистки).

Воздух, захватывая частицы масла, несет его на набивку фильтрующего элемента, которая, таким образом, всегда смочена маслом. Проходя через фильтрующий элемент 2, воздух освобождается от мельчайших частиц пыли (вторая ступень очистки), повторно изменяет направление движения и через переходник 9 поступает в карбюратор, а через патрубок 6 отбора воздуха к компрессору.

Впускной и выпускной трубопроводы

Впускной трубопровод обеспечивает подачу горючей смеси в цилиндры, а выпускной — удаление отработавших газов. Впускной трубопровод обычно отливают из алюминиевого сплава, а выпускной — из серого чугуна. Трубопроводы должны оказывать минимальное сопротивление движению газов с целью обеспечения максимального наполнения цилиндров горючей смесью и лучшей их очистки от отработавших газов. Впускной трубопровод, кроме того, должен обеспечивать равномерное распределение горючей смеси по всем цилиндрам. Однако при движении по нему происходит осаждение частиц топлива на стенки, что приводит к изменению состава топлива в отдельных цилиндрах. Для лучшего испарения топлива, оседающего на стенках трубопровода, применяют подогрев горючей смеси, для чего часть впускного трубопровода выполняют с двойными стенками, между которыми циркулируют отработавшие газы или охлаждающая жидкость, поступающая из системы охлаждения.

В У-образных двигателях два выпускных трубопровода, впускной (рис. 7.20) устанавливается между головками блока цилиндров. Он крепится гайками на шпильках к обоим блокам на двух продольных и двух поперечных прокладках.

Впускной трубопровод У-образного двигателя ЗИЛ

Рис. 7.20. Впускной трубопровод У-образного двигателя ЗИЛ: / — клапан; 2—5 — шпильки;

6 и 9 — каналы системы охлаждения; 7 и 8 — каналы подвода горючей смеси к цилиндрам

Каналы 7 и 8, подводящие горючую смесь к цилиндрам, омываются горячей охлаждающей жидкостью чрез каналы 6 и 9 системы охлаждения, что и создает подогрев горючей смеси. Шпильки 2, 3, 4 и 5 служат для крепления соответственно карбюратора, патрубка радиатора, патрубка вентиляции картера, соединенного с клапаном / топливного насоса. Впускные каналы в трубопроводе расположены так, что каждая камера карбюратора питает горючей смесью определенную группу цилиндров.

У однорядных двигателей оба трубопровода могут быть объединены в один узел или выполнены отдельно. Крепятся они фланцами с помощью шпилек к блоку цилиндров или головке блока цилиндров.

Глушители

Отработавшие газы при выходе из цилиндра создают сильный шум, так как они проходят через узкую клапанную щель с большой скоростью и под большим давлением.

Для снижения уровня шума перед выходом из выпускной трубы скорость и давление газов снижают следующими способами: многократным изменением направления газового потока, расчленением потока на мелкие струйки, пропуском потока из малого объема в большой и охлаждением газа. В глушителе неизбежно теряется часть мощности двигателя, и чем интенсивнее снижается уровень шума, тем эти потери больше.

Системы снижения уровня шума при выпуске отработавших газов состоят из ряда отдельных или комбинированных глушителей для легковых автомобилей и моноблочного глушителя для грузовых.

При установке на легковой автомобиль основного / (рис. 7.21) и дополнительного глушителя обеспечивается двойное расширение отработавших газов и более эффективное снижение уровня шума. Оба глушителя имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами и используемыми для них материалами.

Глушители

Рис. 7.21. Глушители: / — основной глушитель; 2, 3, 7, 8 — трубы; 4, 6 — перегородки;

5 — дополнительный глушитель

Все детали основного глушителя 1 изготовляются из коррозионно-стойкой стали, а дополнительного глушителей 5 — из углеродистой стали. Глушители неразборные, сварены из двух штампованных половин. Внутри глушителей имеются трубы 3 и 7с большим числом отверстий, а также перегородки 4 и 6. Отработавшие газы, поступающие из приемных труб в глушителей (сначала в дополнительный 5, а потом в основной /), расширяются, меняют направление и, проходя через отверстия в трубах, резко снижают свою скорость. Это приводит к снижению уровня шума при выпуске отработавших газов через трубу 2.

В систему могут включаться нейтрализаторы отработавших газов.

Нейтрализаторы отработавших газов

Нейтрализаторы служат для снижения концентрации в отработавших газах токсичных компонентов. Основными токсичными веществами в отработавших газах являются оксид углерода (СО), группа оксидов азота (N0,., основной из них 1Ч02) и углеводороды (СП1НП).

Различают термические и каталитические нейтрализаторы.

В термических нейтрализаторах происходит полное восстановление СО в С02 и догорание СН. Оксид углерода (СО) обладает значительной теплотой сгорания, но горит при температуре выше 700 °С. Для его сжигания в термоизолированной камере подогревают (при необходимости) отработавшие газы и подают в нее дополнительную порцию воздуха. Применение дополнительной подачи топлива для подогрева и нагнетание воздуха приводят к увеличению расхода топлива до 15 %.

Наиболее распространены каталитические нейтрализаторы. Их действие основано на понижении энергии, выделяющейся при химических процессах окисления токсических веществ, путем применения катализаторов (платины, палладия, родия).

Каталитические нейтрализаторы делятся по типу на окислительные (переводят СО в С02 и дожигают СН) и восстановительные (восстанавливают 1ЧОх в свободный азот и кислород), а также трехкомпонентные (нейтрализуют все три токсина — СО, СН и МОх, т. е. являются окислительно-восстановительными).

Каталитические нейтрализаторы могут быть однокамерными и двухкамерными. Носитель может быть керамический или металлический.

Чаще всего применяют трехкомпонентные нейтрализаторы. Наиболее эффективно они работают в сочетании с 1-зондами, однако и без них способны снизить выбросы токсинов на 50 %. 1-зонд представляет собой датчик определения количества свободного кислорода в отработавших газах. По полученным данным электронный микропроцессор определяет коэффициент избытка воздуха а.

Эффективная работа каталитического нейтрализатора соответствует очень узкому диапазону значений коэффициента избытка воздуха (0,98 <а<1). При отклонении состава горючей смеси от указанных значений эффективность действия нейтрализатора резко падает. Использование микропроцессора совместно с 1-зондом позволяет поддерживать состав смеси с точностью ±1 %.

Устройство каталитического нейтрализатора

Каталитический нейтрализатор состоит из металлического корпуса (рис. 7.22), в котором находится носитель 2, покрытый активным каталитическим слоем. Носитель может быть насыпной и монолитный, керамический или металлический. Чаще применяют монолитные нейтра-

5

Рис 7.22. Каталитический нейтрализатор: / — А.-зонд; 2 — керамический элемент нейтрализатора; 3 — корпус нейтрализатора; 4 — дополнительный глушитель; 5 — приемная труба

глушителя

лизаторы из термостойкой керамики. В их корпусе выполнены каналы квадратного сечения. Поверхности канала покрыты тонкой пленкой катализатора — платиной, палладием, родием (в соотношении 1 : 16 : 1). На один нейтрализатор требуется 1,5—3 г благородных металлов. Платина способствует окислительным процессам, родий — восстановительным. Слоем благородных металлов покрывают предварительно нанесенный на керамику слой оксида алюминия, который увеличивает активную поверхность катализатора и стимулирует ускорение реакций.

Чтобы повысить сопротивление керамики ударным нагрузкам и компенсировать термическое расширение металлических деталей, между корпусом и перегородками помещают набивку из высоколегированной проволоки.

Нормальная работа нейтрализатора протекает при температуре 250 °С, т. е. после продолжительного прогрева двигателя. Наиболее эффективно они работают при температуре 400—800 °С. При более высокой температуре происходит спекание промежуточного слоя с катализатором.

Система питания бензинового двигателя с впрыском топлива

Современный пульверизационный карбюратор отличается от простейшего более чем десятком дополнительных устройств, и все же ему свойственна «стихийность» в смесеобразовании. К тому же карбюраторная система питания имеет предел адаптации к режимам работы двигателя.

По сравнению с карбюраторной системой система питания с впрыском топлива имеет ряд преимуществ:

  • • более высокая мощность двигателя;
  • • улучшенная экономичность;
  • • возможность точного регулирования состава горючей смеси;
  • • меньшая токсичность отработавших газов;
  • • возможность увеличения степени сжатия на 2—3 единицы.

Улучшение мощностных и экономических показателей достигается

путем точного распределения топлива по цилиндрам и меньшего сопротивления системы впуска (нет карбюратора). Возможность увеличения степени сжатия возникает вследствие лучшей продувки цилиндров свежим зарядом воздуха, что снижает их температуру.

Недостатки системы впрыска:

  • • высокая стоимость:
  • • сложность технического обслуживания, требующая специального оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • • повышенные требования к качеству и очистке бензина.

На рис. 7.23 приведена классификация систем впрыска по таким показателям, как место и способ подачи топлива, способы регулирования топлива и определения расхода воздуха.

Классификация систем впрыска бензина

Рис. 7.23. Классификация систем впрыска бензина

При центральном впрыске используется одна форсунка, которая устанавливается на месте карбюратора и осуществляет впрыск во впускной трубопровод, обслуживая все цилиндры двигателя.

При распределенном впрыске отдельные форсунки устанавливаются в зоне впускных клапанов каждого цилиндра. При непосредственном впрыске форсунки устанавливаются в головке блока цилиндров и осуществляют впрыск непосредственно в камеру сгорания.

При фазированном впрыске подача бензина осуществляется только на впуске каждой форсункой в строго определенный момент времени, а при нефазированном — на каждом обороте коленчатого вала всеми форсунками синхронно.

Электронный способ регулирования количества подаваемого топлива является наиболее прогрессивным и в настоящее время вытесняет механический и пневматический способы.

Система центрального впрыска

Благодаря простоте, надежности и сравнительно невысокой стоимости система центрального впрыска нашла применение на недорогих автомобилях. При этом она уступает системе распределенного впрыска по мощностным и экономическим показателям, так как допускает образование топливной пленки на стенках впускного трубопровода, как и в случае с карбюратором. Кроме того, из-за большого расстояния меж-

ду форсункой и впускными клапанами ухудшается работа двигателя на режиме разгона, а значительные габаритные размеры самой форсунки увеличивают гидравлическое сопротивление впускной системы.

Принцип действия. Форсунка 2 (рис. 7.24), управляемая электронным блоком управления (ЭБУ) 4, подает топливо во впускной трубопровод. Воздух, поступающий из воздухоочистителя, проходит через измеритель 1 расхода воздуха, смешиваясь с бензином, образует топливовоздушную смесь. Бензин из топливного бака подается через фильтр 6 с помощью электрического насоса 7 под давлением 100—150 кПа.

Система центрального впрыска топлива

Рис. 7.24. Система центрального впрыска топлива: 1 — измеритель расхода воздуха; 2 — форсунка; 3 — регулятор давления топлива; 4 — электронный блок управления; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — топливный фильтр; 7 — насос; 8 — датчик положения дроссельной заслонки;

9 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 — регулятор холостого хода

Электронный блок управления выдает управляющий сигнал форсунке на основании сигналов, полученных от измерителя / расхода воздуха, датчика 8 положения и скорости открытия дроссельной заслонки и датчика 9 температуры охлаждающей жидкости. От аккумуляторной батареи 5 осуществляется питание электроэнергией электронного блока управления. Впрыск бензина происходит прерывисто с частотой, соответствующей частоте вращения коленчатого вала.

Форсунка 2 объединена с регулятором 3 давления, дроссельной заслонкой и регулятором 10 холостого хода в одном блоке.

Система распределенного впрыска

В настоящее время система распределенного впрыска топлива (рис. 7.25) является наиболее распространенной на автомобильных двигателях.

Система распределенного впрыска топлива

Рис. 7.25. Система распределенного впрыска топлива: 1 — насос; 2 топливный бак; 3 — фильтр; 4 — рампа форсунок; 5 — регулятор давления топлива; 6 — ЭБУ; 7 — датчик положения дроссельной заслонки; 8 — измеритель расхода воздуха; 9 — замок зажигания; 10— аккумуляторная батарея; 11 — регулятор дополнительной подачи воздуха; 12— впускной трубопровод (ресивер); 13 — датчик частоты вращения коленчатого вала; 14 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 15 — электромагнитная форсунка; 16 — кислородный датчик (^-зонд)

Бензин из бака 2 подается электрическим насосом 1 через фильтр 3 тонкой очистки в рампу 4 форсунок. Рампа форсунок (рис. 7.26) одновременно является топливной магистралью, в которой поддерживается избыточное давление топлива с помощью регулятора давления 5. Таким образом, электромагнитные форсунки, постоянно находящиеся под давлением, впрыскивают топливо в зону впускных клапанов по сигналу ЭБУ. Избыток топлива регулятор 5 (см. рис. 7.25) возвращает обратно в

Рампа форсунок

Рис. 7.26. Рампа форсунок: 1 — впускной трубопровод; 2 — форсунка; 3 — штуцер; 4 — рампа; 5 — регулятор давления топлива

бак. При использовании двух впускных клапанов на цилиндр форсунка впрыскивает топливо на перемычку между клапанами.

Воздух в цилиндры поступает через воздухоочиститель, измеритель 8 расхода воздуха и впускной трубопровод (ресивер) 12, а его количество регулируется дроссельной заслонкой.

От измерителя 8 расхода воздуха и датчика 13 частоты вращения коленчатого вала сигналы поступают в ЭБУ. После обработки этих сигналов и получения значения циклового расхода воздуха по заданному алгоритму в соответствии с режимом работы двигателя ЭБУ выдает управляющие импульсы необходимой длительности для открытия клапанов форсунок, обеспечивая тем самым необходимую подачу топлива. Она корректируется блоком управления в зависимости от положения и скорости поворота дроссельной заслонки на основании сигналов датчика 7, а также температуры охлаждающей жидкости на основании сигналов от датчика 14.

На режимах принудительного холостого хода при закрытой дроссельной заслонке (в датчике 7 срабатывает соответствующая контактная пара) и частоте вращения коленчатого вала более 1500 мин-1 подача топлива отключается и возобновляется при частоте вращения коленчатого вала ниже 900 мин-1.

На холостом ходу для обеспечения устойчивой работы двигателя с заданной частотой вращения коленчатого вала предусмотрено, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, автоматическое регулирование количества воздуха, поступающего в двигатель.

У непрогретого двигателя на холостом ходу при незакрытой дроссельной заслонке воздух поступает через верхний и нижний каналы регулятора 11 дополнительной подачи воздуха. По мере прогрева двигателя, начиная с температуры охлаждающей жидкости 50—70 °С, регулятор прекращает подачу воздуха, и он поступает только через верхний канал, сечение которого изменяется винтом регулирования частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Рампа 4 форсунок (см. рис. 7.26) представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками 2 и регулятором 5 давления топлива, который связан с ресивером и топливным баком. Рампа закрепляется на головке блока цилиндров или впускном трубопроводе. В конец рампы ввернут штуцер 3 для подвода топлива от насоса. Нижним концом форсунки закрепляются во впускном трубопроводе /.

Регулятор давления топлива (рис. 7.27) поддерживает давление 0,38—0,33 МПа в рампе и форсунках работающего двигателя.

Регулятор давления состоит из корпуса /, крышки, между которыми закреплена мембрана 4 с клапаном 2. Внутренняя полость регулятора делится мембраной на две части: вакуумную и топливную.

Вакуумная полость находится в крышке 3 регулятора и связана с ресивером, а топливная полость — в корпусе 1 регулятора и связана с топливным баком.

Работа регулятора давления топлива

Рис. 7.27. Работа регулятора давления топлива:

коппус: 2— кгтяпян: _?—

— клапан открыт; 1 —

При закрытии дроссельной заслонки разрежение в ресивере 12 (см. рис. 7.25) увеличивается, клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива и перепускает избыточное топливо по сливному топливопроводу в топливный бак 2. При этом давление топлива в рампе 4 понижается. При открытии дроссельной заслонки разрежение в ресивере уменьшается, клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива. В результате давление топлива в рампе повышается.

Электромагнитная форсунка (рис. 7.28) представляет собой электромагнитный клапан. Она предназначена для впрыска дозированного топлива. Дозирование топлива зависит от длительности электрического импульса, поступающего в обмотку катушки электромагнита форсунки от ЭБУ.

Форсунка состоит из корпуса 3, крышки 6, обмотки катушки 4 электромагнита, иглы 2 запорного клапана, корпуса 9 распылителя, насадки 1 распылителя и фильтра 5. При работе двигателя топливо под давлением поступает в форсунку через фильтр 5 и проходит к запорному клапану, который находится в закрытом положении под действием пружины 7.

При поступлении электрического импульса в обмотку катушки 4 электромагнита возникает магнитное поле, которое притягивает сердечник 8 и вместе с ним иглу 2 запорного клапана. При этом отверстие в корпусе 9 открывается и топливо под давлением впрыскивается в распыленном виде.

После прекращения поступления электрического импульса в обмотку катушки электромагнита магнитное поле исчезает, и под действием пружины 7 сердечник 8 и игла 2 возвращаются в исходное положение. При этом отверстие в корпусе 9 закрывается, и впрыск топлива прекращается.

Электромагнитная форсунка

Рис. 7.28. Электромагнитная форсунка: 1 — насадка; 2 — игла; 3 — корпус; 4 — обмотка электромагнитной катушки; 5 — фильтр; 6 — крышка; 7 — пружина; 8 — сердечник; 9 — корпус распылителя

Топливный насос (рис. 7.29) приводится в действие от электродвигателя, который объединен с насосом в одном корпусе.

Центробежный роликовый насос состоит из статора 3, внутренняя поверхность которого незначительно смещена относительно оси якоря 8 электродвигателя; цилиндрического сепаратора 16, соединенного с якорем электродвигателя; и роликов 17, расположенных в сепараторе. Сепаратор с роликами находится между основанием 2 и крышкой 5 насоса.

При работе насоса топливо поступает через штуцер 1 и канал 18 к вращающемуся сепаратору 16, переносится роликами и через выходные каналы 6 подается в полость электродвигателя и далее через клапан 11 и штуцер 12 по топливопроводу к топливному фильтру.

Топливо, проходя в полости электро-

двигателя, охлаждает его. Обратный клапан 11 предотвращает слив топлива из топливопровода и образование воздушных пробок после выключения насоса. Предохранитель-

2 3 4 5 6 7 8 9

18 17 16 15 14

Рис. 7.29. Топливный насос: /, 12 5 — крышка; 6, 18 — каналы; 7, 9

муфта; 15

штуцеры; 2 — основание; 3 — статор; 4, 11 — клапаны; корпусы; 8 — якорь; Ю — коллектор; 13 — щетка; 14 — вал; 16— сепаратор; 17— ролик

ный клапан 4 ограничивает давление топлива, создаваемое насосом (0,45—0,6 МПа). Подача насоса 130 л/ч.

В настоящее время на отечественных автомобилях марок «ВАЗ», «Москвич», «ГАЗ» получила широкое распространение система распределенного впрыска «Мотроник», которая оснащена единым электронным блоком управления с системами питания и зажигания. Для формирования управляющих сигналов система ЭБУ получает информацию от следующих датчиков:

  • • датчик массового расхода воздуха (ДМРВ);
  • • датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
  • • датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ);
  • • датчик детонации (ДД);
  • • датчик кислорода (ДК);
  • • датчик скорости автомобиля (ДСА);
  • • датчик положения коленчатого вала (ДПКВ);
  • • датчик фаз (ДФ).

Система непосредственного впрыска

Для того чтобы обеспечить качественное смесеобразование внутри цилиндра, необходимо повысить давление впрыска. Поэтому в системе непосредственного впрыска топлива насос низкого давления подает топливо через фильтр к насосу высокого давления, который создает в аккумуляторе (накопитель, где топливо находится под высоким давлением) давление 5—13 МПа. При превышении давления специальный регулятор перепустит избыточное топливо на вход насоса высокого давления. Значение давления в аккумуляторе регистрируется датчиком давления и передается на ЭБУ. Топливо из аккумулятора подается к электромагнитным форсункам, которые включаются по команде от микропроцессора.

Благодаря впрыску топлива сразу после подачи искры в цилиндре обеспечивается воспламенение топливовоздушной смеси нормального состава, который поддерживает ЭБУ. При этом в удаленных от электродов зонах состав горючей смеси остается обедненным и бедным (в самых крайних зонах). Таким образом, при непосредственном впрыске обеспечивается неравномерный состав топлива по всему объему камеры сгорания.

Из возникшего очага горения фронт пламени распространяется в периферийные зоны, где воспламеняет бедные составы смеси с коэффициентом избытка воздуха а > 2. В результате существенно повышается топливная экономичность двигателя и снижается вероятность возникновения детонации.

По сравнению с системой распределенного впрыска система непосредственного впрыска обладает следующими недостатками: более высокая стоимость из-за наличия аппаратуры высокого давления, сложные температурные условия работы форсунки, сложная камера сгорания, повышенные требования к бензину (ограничение содержания серы). Кроме того, использование насосов высокого давления или на-сос-форсунок традиционных конструкций осложняется отсутствием у бензина смазывающих свойств.

Контрольные вопросы

  • 1. Назовите приборы, входящие в систему питания двигателя.
  • 2. В чем заключается отрицательное действие детонации?
  • 3. Как обозначаются бензины?
  • 4. За счет чего в карбюраторе происходит интенсивное перемешивание воздуха с бензином?
  • 5. Что такое коэффициент избытка воздуха? Какая горючая смесь называется нормальной, обедненной, обогащенной, бедной, богатой?
  • 6. Что такое нижний и верхний пределы воспламеняемости горючей смеси?
  • 7. Назовите требования, предъявляемые к карбюратору.
  • 8. Принцип действия простейшего карбюратора. Почему он не отвечает предъявляемым требованиям?
  • 9. Назначение главной дозирующей системы карбюратора. Из чего она состоит?
  • 10. Объясните назначение и принцип действия пускового устройства карбюратора.
  • 11. Объясните назначение и принцип действия экономайзера и ускорительного насоса.
  • 12. Объясните, как работает система холостого хода карбюратора.
  • 13. Расскажите о классификации карбюраторов.
  • 14. Какие способы очистки воздуха вы знаете?
  • 15. Какой способ для снижения уровня шума при выпуске отработавших газов используется в глушителях?
  • 16. Расскажите, как устроен каталитический нейтрализатор отработавших газов.
  • 17. Какие преимущества имеет система впрыска топлива по сравнению с карбюраторной системой питания?
  • 18. Объясните принцип действия системы питания с распределенным впрыском топлива.
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >