Конструкция ТТМиК. 1. Устройство инжекторной системы подачи топлива основные датчики, блок схема
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
1.Устройство инжекторной системы подачи топлива – основные датчики, блок схема. Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части. К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков: лямбда-зонд; положения коленвала; массового расхода воздуха; положения дроссельной заслонки; детонации; температуры ОЖ; давления воздуха во впускном коллекторе.  На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы: бак; электрический топливный насос; топливные магистрали; фильтр; регулятор давления; топливная рампа; форсунки.  В инжекторной системе подачи впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами. Классификация впрыска.По точке установки и количеству форсунок: Моновпрыск, центральный впрыск, или одноточечный впрыск[1] — одна форсунка на все цилиндры, расположенная, как правило, на месте карбюратора (на впускном коллекторе). В настоящее время непопулярна ввиду возросших экологических требований: начиная с Евро-3 экологический стандарт требует индивидуальной дозировки топлива для каждого из цилиндров. Моновпрыски отличались простотой и очень высокой надежностью, прежде всего из-за того, что форсунка находится в относительно комфортном месте, в потоке холодного воздуха. Распределённый впрыск, или многоточечный впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска: Одновременный — все форсунки открываются одновременно. Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (так называемой фазы). Фазированный впрыск — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска. Непосредственный впрыск — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания. Управление системой подачи топлива.В настоящее время системами подачи топлива управляют специальные микроконтроллеры, этот вид управления называется электронным. Принцип работы такой системы основан на том, что решение о моменте и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллер, основываясь на данных, поступающих от датчиков. На ранних моделях системы подачи топлива, в роли контроллера выступали специальные механические устройства. Принцип работы системы питания инжекторного двигателя. Для стабильной работы двигателя необходимо обеспечить сбалансированное поступление топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Приготовление топливовоздушной смеси происходит в впускном трубопроводе, благодаря смешиванию бензина с воздухом. Контроллер с помощью управляющего импульса открывает клапан форсунки и путем изменения длительности импульса регулирует состав топливовоздушной смеси. Принцип работы его основывается на четкой работе контроллера, который включает электромагнитный клапан форсунки с иглой. Он обеспечивает хорошее функционирование , подачи топлива, диагностики, и других.. Регулятор давления топлива поддерживает перепад давления топлива постоянным, соответственно количество топлива, что подается пропорционально времени, при котором форсунки находятся в открытом состоянии. Контроллер поддерживает оптимальное соотношение топливовоздушной смеси путем изменения длительности импульсов. Если длительность импульса увеличивается – смесь обогащается, если уменьшается – смесь обедняется. В контроллер при работе системы поступает со специальных датчиков информация о следующих параметрах: положении и частоте вращения коленчатого вала; массовом расходе воздуха двигателем; температуре охлаждающей жидкости; положении дроссельной заслонки; содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью); наличии детонации в двигателе; напряжении в бортовой сети автомобиля; На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами: топливоподачей (форсунками и электробензонасосом), системой зажигания, регулятором холостого хода, адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле), Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать большое число программных функций и данных с датчиков. Также, современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения и многие другие характеристики и спецификации. Ранее использовалась механическая система управления впрыском. Для оперативного выявления неисправностей инжектора используется компьютерная диагностика инжекторной системы подачи топлива. Основные преимущества инжекторной системы подачи топлива. По сравнению с двигателями, оборудованными карбюраторной системой подачи топлива (в контексте двигателей, имеющих электронный блок управления): Существенное уменьшение расхода топлива даже на ранних системах (например у автомобиля «Нива» ВАЗ-21214, оснащенного инжекторной системой первых поколений, расход топлива в среднем на 30-40 % меньше, чем у аналогичного автомобиля ВАЗ-21213, оснащенного карбюратором). Современные системы обеспечивают расход топлива примерно в 2 раза ниже, чем у последних поколений карбюраторных автомобилей аналогичной массы и рабочего объёма. Значительный прирост мощности двигателя, особенно в области низких оборотов. Упрощается и полностью автоматизируется запуск двигателя. Автоматическое поддержание требуемых оборотов холостого хода. Более широкие возможности управления двигателем (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя). Не требует ручной регулировки системы впрыска Компоненты инжекторной системы питания бензиновых двигателей. Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных: Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель. Датчик (-и) кислорода (лямбда-зонд). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы. Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости. Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры. Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках). Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Описание системы впрыска инжекторных топливных систем. Моновпрыск, или центральный впрыск  Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов: Регулятор давления — обеспечивает постоянную величину рабочего давления 0,1 МПа и предотвращает появление воздушных пробок в топливной системе. Форсунка впрыска — осуществляет импульсную подачу бензина во впускной коллектор двигателя. Дроссельная заслонка — выполняет регулирование объема подаваемого воздуха. Может иметь механический или электрический привод. Блок управления — состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит эталонные данные характеристики впрыска топлива. Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме: Двигатель запущен. Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления. Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и, на основе этой информации, блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки. На электромагнитную катушку направляется сигнал об открытии форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где он смешивается с воздухом. Смесь топлива и воздуха подается в цилиндры. Распределенный впрыск (MPI) Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.  Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic, L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение. Принцип действия распределенного впрыска: В двигатель подается воздух. При помощи ряда датчиков определяется объем воздуха, его температура, скорость вращения коленчатого вала, а также параметры положения дроссельной заслонки. На основе полученных данных электронный блок управления определяет объем топлива, оптимальный для поступившего количества воздуха. Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на требуемый промежуток времени. Система впрыска K-Jetronic Система впрыска K-Jetronic фирмы ВОSСН представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости. Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива. Дозатор-распределитель или регулятор состава и количества рабочей смеси состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь, воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя. Система впрыска L-Jetronic Топливо впрыскивается через форсунки с электромагнитным управлением. Форсунка, установленная перед каждым цилиндром, включается в работу один раз за один оборот коленчатого вала. Для упрощения управления форсунками все они подключаются к электроцепи параллельно. Разность между давлением топлива и давлением во впускном коллекторе двигателя поддерживается на постоянном уровне порядка 2,5...3,0 бар, благодаря чему количество подаваемого топлива определяется исключительно продолжительностью импульса, устанавливаемого ECU. Продолжительность импульса варьируется в соответствии с расходом всасываемого воздуха, частотой вращения коленчатого вала двигателя и другими параметрами, контролируемыми датчиками. Непосредственный впрыск топлива (GDI) Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независимо от режима работы мотора. При этом смесь сгорает практически полностью, благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу. Схема работы системы непосредственного впрыска Такая система впрыска имеет сложную конструкцию и восприимчива к качеству топлива, что делает ее дорогостоящей в производстве и эксплуатации. Поскольку форсунки работают в более агрессивных условиях, для корректной работы такой системы необходимо обеспечение высокого давления топлива, которое должно быть не менее 5 МПа. Конструктивно система непосредственного впрыска включает в себя: Топливный насос высокого давления. Регулятор давления топлива. Топливная рампа. Предохранительный клапан (установлен на топливной рампе для защиты элементов системы от повышения давления больше допустимого уровня). Датчик высокого давления. Форсунки. Электронная система впрыска такого типа от компании Bosch получила наименование MED-Motronic. Принцип ее действия зависит от вида смесеобразования: Послойное — реализуется на малых и средних оборотах двигателя. Воздух подается в камеру сгорания на большой скорости. Топливо впрыскивается по направлению к свече зажигания и, смешиваясь на этом пути с воздухом, воспламеняется. Стехиометрическое. При нажатии на педаль газа происходит открытие дроссельной заслонки и осуществляется впрыск топлива одновременно с подачей воздуха, после чего смесь воспламеняется и полностью сгорает. Гомогенное. В цилиндрах провоцируется интенсивное движение воздуха, при этом на такте впуска происходит впрыск бензина Устройство, конструкция и виды форсунок (инжектора)  Форсунка (другое название — инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска. В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и пьезоэлектрическая. ☑ Электромагнитная форсунка Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло. Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло. ☑ Электрогидравлическая форсунка Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели. Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень. По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива. ☑ Пьезоэлектрическая форсунка Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail. Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная дозировка впрыскиваемого топлива. Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе. В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива. Количество впрыскиваемого топлива определяется: • длительностью воздействия на пьезоэлемент; • давлением топлива в топливной рампе.   Впрысковая (Карбюраторная) система питания двигателя Устройство и работа карбюраторной системы. Предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания. Устройство системы питания инжекторного двигателя  Рис.1. Схема подачи топлива двигателя с системой впрыска топлива 1 – форсунки; 2 – пробка штуцера для контроля давления топлива;3 – рампа форсунок; 4 – кронштейн крепления топливных трубок;5 – регулятор давления топлива; 6 – адсорбер с электромагнитным клапаном; 7 – шланг для отсоса паров бензина из адсорбера;8 – дроссельный узел; 9 – двухходовой клапан;10 – гравитационный клапан; 11 – предохранительный клапан;12 – сепаратор; 13 – шланг сепаратора; 14 – пробка топливного бака; 15 – наливная труба; 16 – шланг наливной трубы; 17 – топливный фильтр; 18 – топливный бак; 19 – электробензонасос; 20 – сливной топливопровод; 21 – подающий топливопровод. Система питания состоит из(рис. 13): – топливного бака; – топливопроводов; – фильтров очистки топлива; – топливного насоса; – воздушного фильтра; – карбюратора. Топливный бак –это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной при аварии части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова. Первая ступень очистки топлива – это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине крупным примесям и воде попасть в систему питания двигателя. Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов (см. рис. 67). Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40–50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5–9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка – лампа резерва топлива. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке. Топливный фильтр(как правило, устанавливается самостоятельно) – второй этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется неразборный фильтр, при загрязнении которого требуется его замена. Топливный насос –предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор. Насос состоит из (рис. 14): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.  Рис. 14. Схема работы топливного насоса:1 –нагнетательный патрубок; 2 – стяжной болт; 3 – крышка; 4 – всасывающий патрубок; 5 – впускной клапан с пружиной; 6 – корпус; 7 – диафрагма насоса; 8 – рычаг ручной подкачки; 9 – тяга; 10 – рычаг механической подкачки; 11 – пружина; 12 – шток; 13 – эксцентрик; 14 – нагнетательный клапан с пружиной; 15 – фильтр очистки топлива Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса или от распределительного вала двигателя. При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик набегает на шток привода топливного насоса. Шток начинает давить на рычаг, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму опускаться вниз. Над диафрагмой создается разряжение и впускной клапан, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой. При сбегании эксцентрика со штока диафрагма освобождается от воздействия рычага и за счет жесткости пружины поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный. Бензин над диафрагмой поступает к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток процесс повторяется. Обратите внимание на то, что подача бензина в карбюратор происходит лишь за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. Это означает, что когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена и игольчатый клапан (см. рис. 16) перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. До тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии "вытолкнуть" из насоса очередную порцию бензина. Воздушный фильтр(рис. 15)–необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.  Рис. 15. Воздушный фильтр:1–крышка; 2 – фильтрующий элемент; 3 – корпус; 4 – воздухозаборник При загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином. Чем это грозит кроме лишних финансовых затрат, вы узнаете через несколько страниц. Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режима работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество смеси. Карбюратор, это одно из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя..  Рис. 16. Схема устройства и работы простейшего карбюратора:1 –топливная трубка; 2 – поплавок с игольчатым клапаном; 3 – отверстие для связи поплавковой камеры с атмосферой; 4 – воздушная заслонка; 5 – распылитель 6 – диффузор; 7 – дроссельная заслонка; 8 – корпус карбюратора; 9 – топливный жиклер Простейший карбюратор состоит из(рис. 16): – поплавковой камеры; – поплавка с игольчатым запорным клапаном; – распылителя; – смесительной камеры; – диффузора; – воздушной и дроссельной заслонок; – топливных и воздушных каналов с жиклерами. При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, через воздушный фильтр и карбюратор, устремляется в освободившийся объем цилиндра (см. рис. 13). При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель, который расположен в самом узком месте смесительной камеры (диффузоре), вытекает топливо (рис. 16). Это происходит по причине разности давлений в поплавковой камере карбюратора, которая связана с атмосферой, и в диффузоре, где создается значительное разрежение. Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе из диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем эта горючая смесь поступает в цилиндр. Из схемы работы простейшего карбюратора (рис. 16) можно понять, что двигатель не будет работать нормально, если уровень топлива в поплавковой камере (воды в чайнике) выше нормы, так как в этом случае бензина будет выливаться больше чем надо. Если уровень бензина будет меньше нормы, то и его содержание в смеси будет тоже меньше, что опять-таки нарушит правильную работу двигателя. Следовательно, количество бензина в камере всегда должно быть неизменным. Уровень топлива в поплавковой камере карбюратора регулируется специальным поплавком (рис. 16), который, опускаясь вместе игольчатым запорным клапаном, позволяет бензину поступать в камеру. Когда поплавковая камера начинает наполняться, поплавок всплывает и закрывает игольчатым клапаном проход для бензина. Дроссельная заслонка связана с педалью "газа" посредством рычагов или троса. В исходном положении заслонка закрыта. Когда водитель нажимает на педаль, заслонка начинает открываться и поток воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается. При этом чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше высасывается топлива, так как повышаются объем и скорость потока воздуха, проходящего через диффузор и "высасывающее" разряжение увеличивается. Когда водитель отпускает педаль "газа", заслонка под воздействием возвратной пружины начинает закрываться. Поток воздуха уменьшается, и в цилиндры поступает все меньше и меньше горючей смеси. Двигатель теряет обороты, уменьшается скорость вращения колес автомобиля, и соответственно, мы с вами едем медленнее. А если совсем убрать ногу с педали "газа"? Тогда дроссельная заслонка закроется полностью. И тут же возникает вопрос. А как теперь со смесеобразованием? Ведь мотор заглохнет! Оказывается, для поддержания работы двигателя на холостом ходу в карбюраторе есть свои каналы, по которым воздух может попасть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином (рис. 17 а, поз. 6).  Рис. 17а. Схема работы системы холостого хода:1 –игольчатый клапан поплавковой камеры карбюратора; 2 – топливный жиклер системы холостого хода; 3 – топливный канал системы холостого хода; 4 – воздушная заслонка; 5 – воздушный жиклер системы холостого хода; 6 – канал системы холостого хода; 7 – винт "качества" системы холостого хода; 8 – дроссельная заслонка; 9 – топливный жиклер При закрытой дроссельной заслонке воздуху не остается другого пути, кроме как проходить в цилиндры по каналу холостого хода. По пути он высасывает бензин из топливного канала и, смешиваясь с ним, превращается в горючую смесь. Почти готовая к "употреблению" смесь попадает в поддроссельное пространство и затем через впускной трубопровод поступает в цилиндры. На рисунке 17а (поз. 7) показан один из двух винтов регулировки карбюратора. С помощью этого винта регулируется качество смеси (соотношение воздуха и бензина), необходимое для работы двигателя на холостом ходу. Вторым винтом, "количества" смеси (рис. 17б, поз. 1), регулируется плотность прикрытия дроссельной заслонки, от положения которой зависит объем проходящего через карбюратор потока воздуха.  Рис. 17б. Винты регулировки карбюратора:1 –винт "количества"; 2 – винт "качества" На холостом ходу, при нормально работающей системе подачи топлива и отрегулированном карбюраторе, коленчатый вал двигателя должен устойчиво вращаться со скоростью примерно 800–900 об/мин. В объеме этой книги не хотелось бы затрагивать работу других систем карбюратора, так как у всех вас будут различные модели этого весьма сложного устройства. Карбюраторы "Озон" отличаются от своих "собратьев" серии "Солекс", "пятерочные" (ВАЗ-2105) отличается от "восьмерочных" (ВАЗ-2108, 2109), а об "иномарочных" и говорить не стоит. Поэтому хочется еще раз напомнить вам о том, что существует литература по конкретным моделям вашихавтомобилей. Тем не менее в карбюраторных автомобилях отечественного производства есть и кое-что общее. В частности, на панели приборов (или под ней) располагается рукоятка "подсоса",которая управляет воздушной заслонкойкарбюратора (рис. 16 и 17). Если прикрывать эту заслонку (вытягивать рукоятку "подсоса" на себя), то разрежение в смесительной камере карбюратора будет увеличиваться. Вследствие этого топливо из поплавковой камеры начинает высасываться более интенсивно и горючая смесь обогащается, что необходимо для запуска холодного двигателя. По мере прогрева двигателя, водитель должен постепенно задвигать рукоятку "подсоса" (приоткрывать заслонку), не допуская очень больших оборотов коленчатого вала, так как повышенные обороты не полностью прогретого двигателя резко сокращают его ресурс. По окончании прогрева воздушную заслонку следует открыть полностью (это ее нормальное положение). О степени прогрева двигателя вам "расскажет" стрелочный указатель температуры охлаждающей жидкости, который расположен на щитке приборов (см. рис. 67). Вертикальное положение стрелки говорит о том, что двигатель прогрелся полностью. При вытягивании рукоятки "подсоса" на щитке приборов включается лампочка, подсвечивающая окошко (обычно желтого цвета) с соответствующим символом. Погаснет эта лампочка только тогда, когда воздушная заслонка будет полностью открыта (рукоятка "подсоса" полностью задвинута). Карбюратор смешивает бензин с воздухом в строго определенной пропорции. Горючая смесь называется нормальной,если на одну часть бензина приходится пятнадцать частей воздуха (1:15). В зависимости от различных факторов качество смеси(соотношение бензина и воздуха) может меняться. Если воздуха будет больше, то смесь становится обедненной или бедной.Если воздуха меньше, то смесь превращается в обогащенную или богатую. Системы карбюратора Карбюратор двигателя состоит из 5 основных систем карбюратора: 1) главная дозирующая система карбюратора предназначена для смешивания топлива с воздухом в установленных пропорциях, что обеспечивается с помощью специальных жиклеров с калибром (топливные и воздушные жиклеры). 2) система холостого хода карбюратора предназначена для поддержания работы двигателя на малых оборотах коленчатого вала. 3) система пуска карбюратора предназначена для подачи воздуха в эмульсионные трубки через воздушную заслонку и жиклеры. 4) система экономайзера карбюратора предназначена для обогащения горючей смеси во время продолжительной нагрузки. 5) система ускорительного насоса карбюратора предназначена для кратковременного обогащения горючей смеси во время разгона автомобиля.  Смесеобразование в карбюраторных двигателях. При = 0,85…0,9  смесь горит с наибольшей скоростью, при этом значении достигается максимальная мощность Nemax. При = 1,1…1,3 достигается наибольшая экономичность и достаточно устойчивое протекание рабочего процесса. Предел обеднения смеси, при котором еще возможна работа двигателя несколько выше = 1,35…1,4.Приготовление горючей смеси осуществляется за счет смешивания двух компонентов топлива и воздуха в определенной пропорции. Оба компонента перед попаданием в систему должны быть тщательно очищены от различных видов загрязнений и примесей. Горючая смесь приготавливается в карбюраторе за счет мелкокалиберных жиклеров, и заслонки, с помощью которых топливо дозируется и распыляется на мельчайшие частицы, после чего перемешивается с воздухом. Горючая смесь имеет свой состав, который приготавливается при определенном соотношением масс топлива к воздуха. Для того, чтобы сгорел 1 кг бензина теоретически необходимо смешать с ним 14,9 кг воздуха (при расчетах принимают 15). Правда идеального не бывает, и количество воздуха, которое расходуется на приготовление горючей смеси, немного больше или меньше по сравнению с теоретическим. В связи с этим состав горючей смеси характеризуется коэффициентом воздуха, который участвует в процессе сгорания топлива, к теоретически обусловленному количеству воздуха. Для точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси приняли названия следующих смесей: 1) богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха равным 0,70-0,85 2) обогащенная смесь с коэффициентом избытка воздуха 0,85-0,95 3) обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,05-1,15 4) бедная смесь с коэффициентом избытка воздуха 1,15-1,20 Двигатель должен работать в оптимальном режиме. Оптимальный режим работы двигателя обеспечит нормальная горючая смесь. То есть горючая смесь должна быть не переобагащенная, и не переобедненная, так как в этих случаях снижается экономичность и мощность двигателя. Процесс смесеобразования служит для перемешивания топлива с воздухом таким образом, чтобы к каждой частице топлива было подведено количество кислорода, необходимое для полного сгорания топлива с наибольшим выделением теплоты. В процессе смесеобразования происходит приготовление горючей смеси и с помощью системы питания происходит регулирование её состава и количества в зависимости от режима работы двигателя. В карбюраторном двигателе процесс смесеобразования начинается в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе и заканчивается в цилиндре. Процесс карбюрации включает в себя: движение воздуха через карбюратор и по впускному тракту; движение топлива по каналам и через калиброванные отверстия (жиклеры); течение топлива или эмульсии через жиклеры; испарение топлива и перемешивание его с воздухом; На процесс карбюрации оказывают влияние: время; температура смеси, что улучшает качество смесеобразования. -конструктивные факторы: принципиальная схема карбюратора и конструкция его узлов, число и расположение карбюраторов; качество обработки элементов впускной системы, форма и сечение впускного трубопровода, форма камеры сгорания. -качество топлива. В зависимости от свойств бензина испарение может происходить с неодинаковой интенсивностью. Повышенное содержание легких фракций обуславливает высокое содержание паров в смеси, лучшую равномерность распределения топлива в воздухе и более легкий пуск, тяжелых – большую вероятность попадания в цилиндр в жидкой фазе. Приготовление смеси осуществляется в карбюраторе (Рис. 19).
Бензин из бака поступает в поплавковую камеру, регулирование уровня топлива в ней осуществляется поплавком и закрытием запорной иглы. Из камеры топливо через калиброванное отверстие (жиклер) поступает в распылитель. Для улучшения истечения и распыления топлива устье распылителя расположено в горловине диффузора. Для предотвращения вытекания топлива при неработающем двигателе и при наклонном положении карбюратора устье распылителя расположено на 2…5 мм выше уровня топлива в поплавковой камере. Топливо из-за разницы давлений в диффузоре и поплавковой камере начинает попадать в диффузор при скорости воздуха 8 – 10 м/с. Сразу после выхода струи топлива из распылителя начинается ее распад в результате воздействия сил аэродинамического сопротивления, причем скорость воздуха значительно больше скорости топлива. Такой способ распыла называют пневматическим, так как для дробления топлива используется кинетическая энергия топлива. На расстоянии нескольких миллиметров от отверстия распылителя струя распадается на пленки и капли различных диаметров (примерно 2 мм), и в дальнейшем капли могут дробиться на более мелкие. Улучшение распыления увеличивает суммарную поверхность капель и способствует более быстрому их испарению. При максимальной скорости истечения топлива 5 – 6 м/с и воздуха 120 – 150 м/с средний диаметр капель достигает 0,01…0,025 мм и может считаться предельным, так как дальнейшее уменьшение диаметра капель не влияет на интенсивность поверхностного испарения. Распыление топлива интенсифицируется при увеличении относительной скорости обдува воздуха, и, наоборот, мелкость и однородность распыления ухудшаются при больших значениях вязкости воздуха и коэффициента поверхностного натяжения. При поступлении смеси во впускной трубопровод под действием сил, возникающих при взаимодействии капель с потоком воздуха, гравитационных сил, а так же в силу изменения направления движения часть топлива (20-30%) оседает на стенки в качестве пленки медленно движущуюся в направлении цилиндра. Исследования показали, что скорость пленки в 30 – 40 раз ниже скорости движения воздуха. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет Заочного обучения Кафедра: Сельскохозяйственной техники технологий Контрольная работа по дисциплине: «Конструкция транспортных и транспортно - технологических машин и комплексов» на тему: «Топливная система бензиновых двигателей» Выполнил: Нестеренко Роман Александрович Студент: гр.№ 82710 «С», 3 (сокр) курса Направление: Эксплуатация ТТМиК Профиль: Автомобили и автомобильное хозяйство Шифр: 170607 Проверил: Павлюченко Григорий Васильевич Барнаул 2019 г. |
