автослесарное дело. Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального
 Скачать 6.72 Mb.
|
|
Рис. 28. Главная дозирующая система с пневматическим торможе- нием топлива что топливо из главной дозирующей системы поступать не будет. В режиме холостого хода в цилиндрах остается большое количество отработавших газов в отношении к поступающе- му заряду горючей смеси. Такая рабочая смесь горит мед- ленно, поэтому для устойчивой работы двигателя ее необхо- димо обогатить топливом. Это достигается подводом топ- лива за дроссельную заслонку, в область наибольшего раз- ряжения. Система холостого хода (рис. 29) состоит из топливного жиклера холостого хода, воздушного жиклера и регулиро- вочного винта. 67 Под дроссельной заслонкой создается большее разряже- ние, под действием которого топливо переходит через жик- лер холостого хода, смешивается с воздухом из воздушного жиклера и в виде эмульсии вытекает из отверстия под дрос- селем. Система холостого хода имеет два отверстия: одно над дросселем, другое ниже его. При малых оборотах коленча- того вала через нижнее отверстие вытекает топливная эмуль- сия, а через верхнее подсасывается воздух. При открытии дроссельной заслонки эмульсия поступает в камеру сгора- ния через оба отверстия, чем и обеспечивается плавный пе- реход от оборотов холостого хода к малым нагрузкам. Про- Рис. 29. Система холостого хода 68 ходное сечение нижнего отверстия изменяется вращением регулировочного винта. За счет изменения сечения эмульси- онного канала можно менять качество подаваемой горючей смеси: завертывая регулировочный винт — обеднять смесь, а вывертывая — обогащать. Количество поступающей горючей смеси регулируют упорным винтом дроссельной заслонки. При ввертывании винта дроссель открывается, увеличивая количество посту- пающей смеси, что в свою очередь увеличивает частоту вра- щения коленчатого вала двигателя. И, наоборот, при вы- вертывании винта дроссель закрывается, количество посту- пающей смеси уменьшается, вызывая тем самым умень- шение количества числа оборотов коленчатого вала двига- теля. Экономайзер служит для обогащения горючей смеси при полных нагрузках и при разгоне автомобиля, когда дроссель открыт не полностью. Так как главная дозирующая система карбюратора отре- гулирована для обеспечения приготовления горючей смеси обедненного состава, то для получения максимальной мощ- ности двигателя требуется обогатить смесь. Это достигается с помощью экономайзера (рис. 30), когда топливо поступает к распылителю не только через главный жиклер, но и через клапан экономайзера. Совместное действие главной дозиру- ющей системы и экономайзера обеспечивает обогащенную смесь, необходимую для получения наибольшей мощности двигателя. Экономайзер состоит из клапана, прижимаемого к седлу пружиной, жиклера и деталей привода. Рычаг привода кла- пана экономайзера неподвижно закреплен на оси дроссель- ной заслонки. Клапан срабатывает, когда дроссель открыва- ется более чем на 3/4, и обеспечивает дополнительную пода- чу топлива к распылителю. Ускорительный насос служит для обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, что важ- 69 Рис. 30. Экономайзер но для обеспечения приемистости двигателя, то есть воз- можности резкого перехода от малых нагрузок к большим. При резком открытии дроссельной заслонки увеличение количества поступающего воздуха в смесительную камеру происходит гораздо быстрее, чем подача топлива через жик- леры и распылители, что приводит к резкому обеднению горючей смеси и может вызвать остановку двигателя. Во избежание этого необходимо обеспечить принудительное 70 Рис. 31. Ускорительный насос впрыскивание бензина в смесительную камеру для кратко- временного обогащения горючей смеси. Ускорительный насос (рис. 31) состоит из колодца, што- ка, планки, тяги, рычага, нагнетательного и обратного кла- панов. При резком открытии дросселя пружина сжимается, и поршень, быстро перемещаясь вниз, давит на топливо. Об- разующийся гидравлический удар топлива закрывает обрат- ный и открывает нагнетательный клапаны. Топливо через распылитель попадает в смесительную камеру. Пружина, разжимаясь, продолжает перемещать поршень вниз еще в течение 1-2 с, что обеспечивает более продолжительное вре- мя впрыска дополнительной порции топлива. 71 Рис. 32. Пусковое устройство Пусковое устройство предназначено для обогащения смеси при пуске и прогреве холодного двигателя. Устройство выполнено в виде заслонки (рис. 32) с при- водом из кабины водителя. Для предупреждения чрезмер- ного обогащения смеси на воздушной заслонке может быть предусмотрен клапан, который открывается под давлени- ем атмосферы при возникновении значительного разреже- ния в смесительной камере карбюратора после пуска двига- теля. Водитель регулирует положение заслонки с помощью троса, выведенного в кабину. Одновременно с закрытием 72 воздушной заслонки приоткрывается дроссель и не дает дви- гателю остановиться. Ось воздушной заслонки установлена во впускном пат- рубке карбюратора несимметрично, чтобы под действием разницы давлений потока воздуха на обе части заслонки она стремилась открыться. При такой конструкции заслонки смесь предохраняется от переобогащения при пуске двигате- ля. В то же время это не дает двигателю остановиться, так как смесь автоматически обогащается при снижении числа оборотов коленчатого вала. Балансировка карбюратора предотвращает обогащение горючей смеси в случае засорения воздушного фильтра. С этой целью поплавковая камера карбюратора сообщается с атмосферой через канал, выходящий в пространство над воз- душной заслонкой. В этом случае разрежение вследствие засорения воздушного фильтра в равной степени передается и в поплавковую камеру, исключая подачу излишнего топ- лива в распылитель. На двигателях отечественных автомобилей устанавлива- ют карбюраторы со сбалансированной поплавковой камерой и падающим потоком, когда горючая смесь движется сверху вниз. Для улучшения наполнения и равномерного распре- деления горючей смеси по камерам сгорания цилиндров при- меняют двухкамерные карбюраторы. Главное дозирующее устройство обеспечивает пневматическое торможение топ- лива, что компенсирует состав горючей смеси. В корпусе карбюратора располагаются две смесительные камеры, каж- дая из которых питает свою группу цилиндров. Поплавко- вая камера, всасывающий патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и ускорительный насос являются общими для обеих камер и карбюратора. Ограничитель максимальной частоты вращения колен- чатого вала двигателя отечественных автомобилей (рис. 33) состоит из центробежного датчика и пневматического диа- фрагменного исполнительного механизма. 73 Рис. 33. Схема ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала: 1 — регулировочный винт; 2 — пружина; 3 — клапан; 4 — седло; 5 — ротор; 6 — диафрагменный механизм; 7 — тяга; 8 — дроссельная заслонка; 9,10 — жиклеры; 11 — пружина Датчик крепится к крышке распределительных шесте- рен и его ротор приводится во вращение от распределитель- ного вала двигателя. Исполнительный механизм воздейству- ет на дроссельные заслонки. Сам механизм закреплен на кар- бюраторе. Датчик соединен воздухопроводами с исполнитель- ным механизмом и всасывающим патрубком карбюратора. Пока частота вращения коленчатого вала не превышает максимального значения, клапан датчика открыт, а верхняя и нижняя полости исполнительного механизма сообщаются с всасывающим патрубком и смесительной камерой кар- 74 бюратора. В это время механизм не воздействует на дрос- сельные заслонки. Если частота вращения коленчатого вала превысит зна- чение, на которое отрегулирован датчик, клапан ротора под действием центробежных сил перекроет канал доступа воз- духа в полость над диафрагмой. Разрежение, передаваемое из смесительной камеры, создает силу, которая перемещает диафрагму вверх. При этом через рычаг и шток прикрыва- ются дроссельные заслонки, в результате чего частота вра- щения коленчатого вала не превысит заданного значения. В исходное положение устройство возвращается под действи- ем натянутой пружины, и дроссельные заслонки открыва- ются. Корпусные детали карбюраторов выполняются из алю- миниевых сплавов. Для уплотнения разъемов между систе- мами карбюратора применяются картонные или выполнен- ные из бензомаслостойкой резины прокладки. Жиклеры, поплавок, сетчатый фильтр и некоторые шайбы изготовля- ют из меди или ее сплавов. Рычаги, тяги, распылители, ре- гулировочные винты, пружины и винты крепления выпол- няют из стали, диафрагмы — из резины. Все чаще на современных автомобилях карбюраторные системы питания двигателей заменяются инжекторными системами впрыска бензина. На двигатели легковых автомобилей может быть уста- новлена: • система распределенного впрыска топлива; или • система центрального одноточечного впрыска топли- ва. Основными преимуществами инжекторных систем по сравнению с карбюраторными системами питания являют- ся: • отсутствие добавочного сопротивления потоку возду- ха в виде диффузора карбюратора, что способствует 75 улучшению наполнения камер сгорания цилиндров и получению более высокой мощности двигателя; • улучшение продувки цилиндров за счет использова- ния возможности более длительного периода перекры- тия клапанов (когда одновременно открыты впускные и выпускные клапаны), • улучшение качества приготовления рабочей смеси за счет продувки камер сгорания чистым воздухом без примеси паров топлива; • более точное по составу смеси распределение топлива по цилиндрам, что дает возможность использования бензина с более низким октановым числом; • значительно большая степень оптимизации состава ра- бочей смеси на всех режимах работы двигателя с уче- том его технического состояния. К недостаткам системы впрыска топлива по сравнению с карбюраторной системой питания двигателя следует отнес- ти значительно более высокую степень сложности изготов- ления деталей инжекторной системы и ее насыщенность элек- тронными приборами, что на сегодняшний день приводит к удорожанию в изготовлении и обслуживании двигателя при эксплуатации. Система распределенного впрыска топлива относится к наиболее современным и совершенным. Основным функци- ональным элементом системы является электронный блок управления (ЭБУ), который, по существу, представляет со- бой бортовой компьютер автомобиля. Используя сигналы множества датчиков, ЭБУ осуществляет оптимальное уп- равление механизмами и системами двигателя, обеспечивая наиболее эффективную и экономичную работу двигателя на всех режимах с максимальной экологической защитой. Система распределенного впрыска топлива включает в себя: • подсистему подачи воздуха с дроссельной заслонкой; 76 • подсистему подачи топлива с форсунками по одной на каждый цилиндр; • систему дожигания отработавших газов; • систему улавливания и сжижения паров бензина. Управление подачей воздуха производится непосрсд- ственно водителем путем воздействия на дроссельную зас- лонку. ЭБУ в зависимости от степени подачи воздуха обес- печивает оптимальную для различных режимов работы двигателя подачу топлива. Помимо непосредственно управляющих функций ЭБУ имеет функции самообучения, закладывая в память и учи- тывая предыдущие параметры и характеристики работы дви- гателя, изменение его технического состояния, а также диа- гностические и самодиагностические функции. Система центрального одноточечного впрыска топлива имеет главное отличие от рассмотренной выше системы: в ней отсутствует отдельный для каждого цилиндра (распре- деленный) впрыск бензина. Подача топлива в этой системе осуществляется с помощью центрального модуля впрыска с одной электромагнитной форсункой. Далее дроссельной зас- лонкой осуществляется регулировка подачи топливовоздуш- ной смеси. Распределение горючей смеси по цилиндрам про- исходит аналогично карбюраторной системе. Состав и функции остальных элементов данной системы такие же, как и в системе распределенного впрыска топлива. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что называется обедненной горючей смесью ? 2. Какие режимы работы двигателя вы знаете? 3. Назвать составляющие системы питания карбюраторно- го двигателя. 4. Назвать основные устройства и системы карбюратора. 5. Какие существуют системы инжекторного впрыска бен- зина и в чем их отличие? 77 Система питания дизельного двигателя Система питания дизельного двигателя должна созда- вать высокое давление впрыска топлива в камеру сгорания цилиндра; дозировать порции топлива в соответствии с на- грузкой двигателя; производить впрыск топлива в строго определенный момент, в течение заданного промежутка вре- мени и с определенной интенсивностью; хорошо распылять и равномерно распределять топливо по объему камеры сго- рания; надежно фильтровать топливо перед его поступлени- ем в насосы и форсунки. Дизельное топливо представляет собой смесь керосино- вых, газойлевых и соляровых фракций после отгона из не- фти бензина. К основным свойствам дизельного топлива относятся: воспламеняемость, оцениваемая октановым чис- лом; вязкость; чистота и температура застывания, по кото- рым различают дизельное топливо по сортам: ДЛ — летнее, ДЗ — зимнее, ДА — арктическое. Система питания дизельного двигателя (рис. 34) состоит из: • топливного бака; • фильтров грубой и тонкой очистки воздуха; • топливоподкачивающего насоса; • топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опереже- ния впрыска топлива; • форсунок; • трубопроводов высокого и низкого давления; • воздушного фильтра; • выпускного газопровода; • глушителя шума отработавших газов. Система питания дизеля разделяется на топливо- и воз- духоподводяшую аппаратуру. Наибольшее распространение 78 Рис. 34. Схема системы питания дизельного двигателя КамАЗ-740 получила топливоподводящая аппаратура раздельного типа, когда топливный насос и форсунки выполнены отдельно. Топливоподача осуществляется по двум магистралям: низкого и высокого давления. Назначение магистрали низ- кого давления состоит в хранении топлива, его фильтрации и подачи под малым давлением к топливному насосу высо- кого давления. Назначение магистрали высокого давления состоит в обеспечении подачи и впрыскивания необходимо- го количества топлива в цилиндры двигателя в строго опре- деленный момент. Топливоподкачивающий насос дизеля подает топливо из бака через фильтры грубой и тонкой очистки по топливопро- водам низкого давления к топливному насосу высокого дав- ления (ТНВД), который в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам. Форсунки, расположенные в голов- ках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в каме- ры сгорания двигателя. Так как топливоподкачивающий на- сос подает к ТНВД топлива больше, чем необходимо, то его избыток, а с ним и попавший в систему воздух, по дренаж- ным трубопроводам отводится обратно в бак. Топливный насос высокого давления служит для подачи в камеры сгорания двигателя через форсунки требуемых пор- ций топлива. Состоит из одинаковых секций (рис. 35) по количеству цилиндров двигателя. Секция состоит из : • корпуса; • втулки плунжера (гильзы); • плунжера; • поворотной втулки; • нагнетательного клапана, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совер- шает возвратно-поступательное движение. 80 Рис. 35. Схема работы плунжерной пары секции ТНВД: а — впрыск (всасывание); б — начало подачи; в — конец подачи 1 — отсечное окно; 2 — нагнетательный клапан; 3 — впускное окно; 4 — косая кромка плунжера; 5 — осевое сверление в плунжере При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом, и одновременно оно подает- ся насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие, и топли- во поступает в надплунжерное пространство. Затем под дей- ствием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, пере- пуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отвер- стие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втул- кой и плунжером примерно в один микрон, преодолевая уси- лие пружины, поднимает нагнетательный клапан и посту- пает в топливопровод. Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает по- вышение давления выше уровня давления, создаваемого пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки при- 81 поднимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускного отверстия в гильзе. В результате давление над плунжером резко пада- ет, нагнетательный клапан под действием пружины закры- вается и надплунжерное пространство разъединяется с топ- ливопроводом высокого давления. При дальнейшем движе- нии плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал через продольный паз и винтовую кромку плунжера. Количество топлива, подаваемого в форсунку, регули- руется поворотом плунжера (рис. 36) с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. В зависимости от угла поворота плунжера изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия винтовой кром- кой выпускного отверстия. В результате изменяется про- должительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя. Для остановки двигателя необходимо прекратить подачу топлива. Для этого устанавливают плунжер рейкой в такое положение, чтобы винтовая канавка оказалась обращенной к выпускному отверстию. В этом случае при перемещении Рис. 36. Этапы регулировки количества подаваемого топлива 82 плунжера вверх все топливо над ним по канавке через вы- пускное (отсечное) отверстие и топливопроводы попадает в бак. Всережимный регулятор частоты вращений автомати- чески поддерживает заданную частоту вращения коленчато- го вала (рис. 37). Регулятор находится в развале корпуса ТНВД и приводится в движение от его кулачкового валика. Во время работы двигателя с частотой вращения колен- чатого вала, соответствующей данному положению педали управления подачи топлива, центробежные силы грузиков регулятора уравновешены усилием пружин. Если нагрузка на двигатель уменьшится (на спуске), то частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и грузы регулятора, пре- одолевая сопротивление пружины, несколько разойдутся и переместят рейку ТНВД в положение, уменьшающее пода- чу топлива. Если частота вращения уменьшается, то центро- |