Механические свойства металлов

 Поскольку сейчас мы рассматриваем  систему питания карбюраторного  двигателя, остановимся подробнее  на механических насосах.

 

Рис. 2.12. Система питания автомобиля:

1 — топливный бак; 2 — датчик  указателя уровня топлива; 3 —  карбюратор; 4 — воздушный фильтр;

5 — топливный насос; 6 — шланг  подвода нагретого воздуха; 7 —  выпускной трубопровод; 8 — дополнительный  глушитель; 9 — основной глушитель; 10 — труба глушителя; 11 — топливопровод

Рис. 2.13. Схема работы топливного насоса:

1 — фильтр; 2 — всасывающий клапан; 3 — нагнетательный клапан; 4 —  подводная трубка; 5 — головка  топливного насоса; 6 — штанга  привода; 7 — тяга диафрагмы; 8 —  рычаг привода топливного насоса; 9 — ось рычага привода 

 

 Механический насос (рис. 2.13) состоит  из корпуса, подпружиненной диафрагмы  с механизмом привода, впускного  и нагнетательного (выпускного) клапанов, а также сетчатого фильтра. Топливный  насос в зависимости от марки  автомобиля приводится в действие  либо эксцентриком (кулачком) распределительного  вала, либо эксцентриком, размещенным  на валу привода масляного  насоса и прерывателя-распределителя. В обоих случаях вращающийся  эксцентрик качает рычаг привода  топливного насоса, прижатый к  нему пружиной. Этот рычаг воздействует  на шток с подпружиненной диафрагмой.

 Когда рычаг тянет шток  с диафрагмой вниз, пружина диафрагмы  сжимается, и над ней создается  разрежение, под действием которого  впускной клапан, преодолев усилие своей пружины, открывается.

 Через этот клапан топливо  из бака втягивается в пространство  над диафрагмой. Когда рычаг освобождает  шток диафрагмы (часть рычага, связанная  со штоком, перемещается вверх), диафрагма  под действием собственной пружины  также перемещается вверх, впускной  клапан закрывается, и бензин  выдавливается через нагнетательный  клапан к карбюратору. Этот процесс  происходит при каждом повороте  приводного вала с эксцентриком.

 Бензин в карбюратор выталкивается  только за счет усилия пружины  диафрагмы при перемещении ее  вверх. При заполнении карбюратора  до необходимого уровня его  специальный игольчатый клапан  перекроет доступ бензина. Так  как качать топливо будет некуда, диафрагма топливного насоса  останется в нижнем положении: ее пружина будет не в силах  преодолеть создавшееся сопротивление.

 И лишь когда двигатель  израсходует часть топлива из  карбюратора, его игольчатый клапан  откроется и диафрагма под действием пружины сможет втолкнуть новую порцию топлива из бензонасоса в карбюратор.

 Бензонасос имеет рычажок, выступающий  из его корпуса наружу. Он предназначен  для ручной подкачки топлива (например, при испарении бензина из карбюратора  из-за длительного перерыва в эксплуатации).

 Воздушный фильтр (рис. 2.14), расположенный  сверху на карбюраторе, очищает  воздух от пыли и других  механических примесей перед  поступлением его в карбюратор  для последующего смешивания  с бензином. В воздушный фильтр  воздух поступает через трубу  воздухозаборника, которая затем  разделяется на две части. Через  одну часть холодный воздух  всасывается в теплую погоду (летом), через

 другую часть воздух, подогретый  выпускным коллектором, всасывается в холодную погоду (зимой).

 Переход от «лета» к «зиме»  и наоборот на разных автомобилях выполняется по-разному: либо с помощью специального рычажка-переключателя, либо поворотом корпуса воздушного фильтра, либо автоматически.

Рис. 2.14. Воздушный фильтр двигателя:

1 — гайка; 2 — шайба; 3 — уплотняющая  прокладка; 4 — регулирующая перегородка; 5 — прокладка регулирующей перегородки; 6 — фильтрующий элемент приточной  вентиляции картера; 7 — фильтрующий  элемент воздуха; 8 — крышка; 9 —  приемный патрубок подогретого  воздуха; 10 — приемный патрубок  холодного воздуха; 11 — корпус

 

Система питания дизельного двигателя

Дизельное топливо представляет смесь керосиновых, газойлевых и соляровых фракций после отгона из нефти бензиновой фракции. К основным свойствам дизельного топлива относятся воспламеняемость, оцениваемая цетановым числом, вязкость, температура застывания, чистота и др. Дизельное топливо выпускается разных сортов: ДЛ — летнее, ДЗ — зимнее и ДА — арктическое, отличаются эти топлива друг от друга главным образом температурами застывания, температурой вспышки и вязкостью

Система питания дизельного двигателя (рис. 54) состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса с ручным насосом, топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива, форсунок и трубопроводов низкого и высокого давления.

При работе двигателя топливо из топливного бака засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки топлива и нагнетается через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. Из насоса высокого давления топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам, через которые в мелкораспыленном виде оно впрыскивается в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя. Излишнее топливо от насоса высокого давления и форсунок возвращается в топливный бак.

Воздух в цилиндры поступает после очистки его в воздушном фильтре.

Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в определенной последовательности. Он расположен в развале блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала через шестерни. Насос (рис. 55) состоит из корпуса, кулачкового вала, секций (по числу цилиндров) и механизма поворота плунжеров. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя.

На заднем конце кулачкового вала насоса расположена муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Секция насоса высокого давления состоит (рис. 56) из плунжерной пары, роликового толкателя и нагнетательного клапана.

Плунжерная пара представляет собой гильзу с двумя отверстиями, расположенными на разных уровнях, и плунжер, в верхней части которого имеются два отверстия и винтовая канавка. Плунжер подогнан к гильзе с высокой точностью.

При движении плунжера вниз под действием пружины топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный впускной канал в корпусе в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх под действием кулачка и толкателя топливо перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцевая кромка плунжера не перекроет окно гильзы. Дальнейшее движение плунжера вверх вызовет повышение давления в надплунжерном пространстве. Когда давление достигнет величины, при которой открывается нагнетательный клапан, плунжер приподнимается и топливо по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. Движущийся плунжер, продолжая перемещаться, создает давление, преодолевающее натяжение пружины иглы форсунки. Игла поднимается, начинается впрыск топлива в цилиндр двигателя. Впрыск продолжается до момента, когда кромка винтовой канавки открывает отверстие в гильзе; давление топлива падает, разгрузочный поясок нагнетательного клапана, опускаясь в гнездо под действием пружины, увеличивает объем в топливопроводе между форсункой и клапаном, за счет чего достигается четкая отсечка подачи топлива. При перемещении рейки плунжер поворачивается, И кромка винтовой канавки открывает отверстие гильзы раньше или позже, вследствие чего изменяется время, в течение которого закрыты отверстия гильзы, а следовательно, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, для ввода в цилиндр двигателя дозы тонкораспыленного топлива под давлением. Фор-гайка сунка закрытого типа (рис. 57) состоит из стального корпуса, гайки, распылителя, запорной иглы, штанги и фильтра. Поступившее топливо проходит через фильтр, вертикальный канал, кольцевую канавку и затем поступает в топливную полость корпуса распылителя. Когда давление в полости распылителя становится больше усилия пружины форсунки, запорная игла поднимается вверх и топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. С понижением давления в топливопроводе ниже усилия, создаваемого пружиной, игла распылителя под ее действием опускается и закрывает отверстие распылителя — подача топлива прекращается. Избыток топлива отводится по сливному трубопроводу в бак. -Форсунка регулируется на давление впрыска 17,5 ... 18,5 МПа.

Все приборы системы питания дизельного двигателя соединены топливопроводами низкого и высокого давления. Топливопроводы низкого давления изготовлены из прозрачной маслобензостойкой пластмассы, а высокого давления — из толстостенных стальных трубок.

Для поддержания заданной частоты, вращения коленчатого вала служит регулятор, который относится к типу всережимных регуляторов прямого действия. Этот регулятор изменяет количество подаваемого в цилиндр топлива в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала. Регулятор (рис. 58) устанавливается в развале между двумя рядами топливных секций и состоит из ведущей шестерни и муфты, на которой шарнирно закреплены грузы. Во время вращения грузы раздвигаются под действием центробежной силы и через упорный подшипник перемещают муфту. Муфта упирается в палец рычага, который связан одним концом с рейкой топливного насоса. При перемещении рейки одновременно перемещается один конец двуплечего рычага. Второй конец этого рычага, будучи соединен со второй рейкой, перемещает ее.

Рычаг управления подачей топлива связан с системой рычагов, с которыми, в свою очередь, связана калиброванная пружина, воздействующая на рычаг, соединенный с рейкой. Натяжение пружины зависит от положения педали привода, которой устанавливается режим работы двигателя.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива служит для изменения момента начала впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, благодаря чему улучшаются пуск двигателя и его экономичность.

Состоит муфта опережения впрыска (рис. 59) из двух полумуфт — ведущей и ведомой. Ведомая полумуфта закреплена на конце кулачкового вала насоса. Ведущая полумуфта посажена свободно на втулке ступицы ведомой полумуфты и приводится во вращение от распределительной шестерни через гибкие соединительные муфты. На осях ведомой полумуфты шарнирно насажены грузы, прижимаемые в исходное положение двумя пружинами. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил раздвигаются и при помощи профильных выступов поворачивают ведомую полумуфту, а с ней и кулачковый валик по ходу вращения, увеличивая угол опережения впрыска. При уменьшении частоты вращения пружины отводят кулачки к исходному положению, а ведомая полумуфта, поворачиваясь против хода вращения, уменьшает этот угол.

Система зажигания

Рабочая смесь в цилиндре двигателя загорается от проскакивающей в нужный момент электрической искры. Для обеспечения своевременного воспламенения рабочей смеси предназначена система зажигания, которая бывает трех типов:

       контактная;

       бесконтактная (транзисторная);

       электронная.

Можно сказать, что время контактной и бесконтактной систем практически ушло. В современных машинах, как правило, используется электронная система зажигания. Однако, учитывая тот факт, что многие наши соотечественники ездят на советских и старых российских автомобилях, вкратце рассмотрим принципы работы контактной и транзисторной систем зажигания. Последняя, в частности, используется на ВАЗ-2108. Что касается электронной системы зажигания, то на практике изучать ее нет необходимости, поскольку отрегулировать электронное зажигание можно только на специализированной станции технического обслуживания.

Электрическая искра в контактной системе зажигания образуется между электродами свечи зажигания в конце такта сжатия. Поскольку промежуток сжатой рабочей смеси между электродами свечи имеет высокое электрическое сопротивление, между ними должно создаваться большое напряжение — до 24 000 В: только в этом случае будет вызван искровой разряд. Кстати, искровые разряды должны появляться при определенном положении поршней в цилиндрах и чередоваться в соответствии с установленным порядком работы цилиндров. Иначе говоря, искра не должна проскакивать во время такта впуска, сжатия или выпуска.

Контактная система батарейного зажигания состоит из следующих элементов:

       источников электрического  тока (аккумулятора и генератора);

       катушки зажигания;

       замка зажигания (в него водитель вставляет  ключ, чтобы завести автомобиль);

       прерывателя тока  низкого напряжения;

       распределителя  тока высокого напряжения;

       конденсатора;

       свечей зажигания (из расчета на один цилиндр  — одна свеча);

       электрических  проводов низкого и высокого  напряжения.

Источники электрического тока обеспечивают его подачу в систему зажигания. При запуске двигателя источником является аккумулятор. Работающий двигатель постоянно получает подзарядку от генератора.

Основное предназначение катушки зажигания (она располагается в моторном отсеке) — преобразование тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Когда по первичной обмотке низкого напряжения проходит электрический ток, вокруг нее создается мощное магнитное поле. После прекращения подачи тока (эту задачу выполняет прерыватель) магнитное поле исчезает и пересекает большое количество витков вторичной обмотки высокого напряжения, в результате чего в ней возникает ток высокого напряжения. Значительный рост напряжения (от 12 до требуемых 24 000 В) достигается за счет разницы числа витков в обмотках катушки.

Катушка зажигания

Полученное напряжение позволяет преодолеть пространство между электродами свечи зажигания и получить электрический разряд, в результате которого образуется требуемая искра.