Конструкция и работа системы питания бензинового двигателя

Переходная система плавно включает в работу вторичную камеру карбюратора при небольших открытиях ее дроссельной заслонки.

Переходная система вторичной камеры включает в себя топливный жиклер 26 с трубкой, воздушный жиклер 15 и эмульсионный канал с выходными отверстиями 29. В начале открытия дроссельной заслонки 30 перед отверстиями 29 создается большой вакуум. Вследствие этого через топливный жиклер 26 поступает топливо, а через воздушный жиклер 15 — воздух. Образующаяся при этом эмульсия по каналу подводится к выходным отверстиям 29, через них поступает под дроссельную заслонку 30 и обогащает горючую смесь. В результате обеспечивается плавное включение в работу вторичной камеры карбюратора.

Ускорительный насос обогащает горючую смесь при резком переходе двигателя со средней нагрузки на полную (обгон, движение после остановки перед светофором и т.п.).

Ускорительный насос повышает приемистость двигателя, т.е. способность быстро развивать наибольшую мощность.

Ускорительный насос — диафрагменный, с механическим приводом. Топливо поступает в насос из поплавковой камеры через впускной шариковый клапан 40, При резком открытии дроссельной заслонки первичной камеры карбюратора специальный кулачок, установленный на оси заслонки, действует на рычаг 42 привода насоса, который давит на диафрагму 41. Диафрагма, преодолевая усилие возвратной пружины, прогибается и выталкивает топливо через канал, нагнетательный клапан 10 и распылитель 11 Ускорительного насоса в первичную и вторичную камеры, обогащая при этом горючую смесь. Впускной клапан ускорительного насоса в этот момент закрывается.

Эконостат служит для дополнительного обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя.Эконостат представляет собой экономайзерное устройство.Эконостат включает в себя топливный жиклер 25 с трубкой, топливный канал и распылитель 13. Эконостатом оборудована вторичная камера карбюратора. Он вступает в работу при полностью открытых дроссельных заслонках и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. При этом топливо из поплавковой камеры поступает через топливный жиклер 25 и топливный канал в распылитель 13 эконостата и из него во вторичную камеру карбюратора, обогащая горючую смесь.

Экономайзер мощностных режимов исключает изменение степени обогащения горючей смеси из-за пульсации вакуума под дроссельными заслонками карбюратора. Процесс всасывания горючей смеси в цилиндры двигателя является прерывистым, и его пульсация (пульсация вакуума) возрастает при уменьшении частоты вращения коленчатого вала. При этом пульсация вакуума передается и на главную дозирующую систему, снижая ее эффективность автоматического регулирования состава горючей смеси. Экономайзер 21 мощностных режимов — диафрагменного типа. Он соединен с главной дозирующей системой первичной камеры топливным каналом, в котором установлен топливный жиклер 22 экономайзера, и через шариковый клапан 23 — с поплавковой камерой 16. Экономайзер также связан воздушным каналом с поддроссельным пространством. При незначительном открытии дроссельной заслонки 32 шариковый клапан 23 закрыт, так как диафрагма экономайзера удерживается вакуумом под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки вакуум уменьшается, диафрагма экономайзера с иглой прогибается под действием пружины и открывает клапан 23. Топливо из поплавковой камеры проходит через открытый клапан, топливный жиклер 22 и топливный канал в эмульсионный колодец с трубкой 39. Оно добавляется к топливу, выходящему из главного топливного жиклера первичной камеры, и поступает через распылитель 9 в первичную камеру карбюратора, выравнивая состав горючей смеси.

Экономайзер принудительного холостого хода обеспечивает уменьшение расхода топлива и снижает токсичность отработавших газов на режиме принудительного холостого хода двигателя.

Экономайзер принудительного холостого хода состоит из концевого выключателя, установленного на регулировочном винте количества смеси холостого хода, электромагнитного запорного клапана 4 и электронного блока управления. На режиме принудительного холостого хода (торможение двигателем, движение под уклон, при переключении передач) дроссельные заслонки первичной и вторичной камер карбюратора закрыты, педаль управления дроссельными заслонками отпущена. В этом случае концевой выключатель карбюратора замкнут, электромагнитный клапан 4 выключается, его игла запирает топливный жиклер 5 холостого хода, и подача топлива в систему холостого хода прекращается.

 

Рис. 10. Впускной и выпускной трубопроводы:

1, 5 — трубопроводы; 2, 4,6,7— фланцы; 3 — трубка; 8 — шпилька

 

Впускной и выпускной трубопроводы обеспечивают подачу в цилиндры горючей смеси и удаление отработавших газов. Впускной трубопровод служит для равномерной подачи горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя.

На двигателях автомобилей применяют впускной трубопровод, отлитый из алюминиевого сплава.Для лучшего испарения топлива, оседающего на стенках, трубопровод имеет обогреватель (рубашку), в котором циркулирует жидкость системы охлаждения двигателя. Выпускной трубопровод предназначен для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя. На двигателях автомобилей устанавливают выпускные трубопроводы, отлитые из чугуна. Впускной трубопровод 5 двигателя (рис. 10) имеет фланцы 4 и 6. Фланец 4 предназначен для установки карбюратора, а фланец 6 — для соединения с головкой блока цилиндров.

Выпускной трубопровод 1 имеет фланцы 2 и 7 Фланец 2 служит для крепления приемной трубы глушителей, а фланец 7 — для связи с головкой блока цилиндров. Впускной и выпускной трубопроводы крепятся шпильками 8 к головке блока цилиндров через металлоасбестовые прокладки, обеспечивающие герметичность их соединения.

Глушитель уменьшает шум при выпуске отработавших газов из цилиндров двигателя. На легковых автомобилях обычно устанавливают два глушителя (основной и дополнительный), благодаря чему обеспечивается двойное расширение отработавших газов и более эффективное снижение шума их выпуска. Оба глушителя имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами и используемыми для них материалами.

 

Рис. 11. Глушители:

1 — основной  глушитель; 2, 3, 7, 8 — трубы; 4, 6 — перегородки; 5 — дополнительный глушитель

 

Все детали основного глушителя 1 (рис. 11) изготовлены из коррозионно-стойкой стали, а детали дополнительного глушителя 5 — из углеродистой стали. Глушители неразборные, сварены из двух штампованных половин. Внутри глушителей имеются трубы 3 и 7 с большим количеством отверстий, а также перегородки 4 и 6. Отработавшие газы, поступающие из приемных труб 8 в глушители, сначала в дополнительный 5, а потом в основной 1, расширяются, меняют направление и, проходя через отверстия в трубах, резко снижают свою скорость. Это приводит к уменьшению шума выпуска отработавших газов через трубу 2. Глушители позволяют снизить шум отработавших газов, выбрасываемых в окружающую среду, до 78 дБ. Потери мощности двигателя на преодоление сопротивления глушителей составляют примерно 4%. Глушители на автомобиле прикрепляются к полу кузова резиновыми деталями.

 

4. Система питания бензинового двигателя с впрыском топлива

 

В систему питания двигателя с впрыском топлива входят топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, воздушный фильтр, форсунки, регулятор давления топлива, топливопровод двигателя, впускной и выпускной трубопроводы, топливопроводы, приемные трубы глушителя, резонаторы и глушитель.

На рис. 12 представлена схема части системы питания двигателя с впрыском топлива, обеспечивающей подачу топлива и воздуха к цилиндрам и приготовление горючей смеси, необходимой для всех режимов работы двигателя.

Топливо из бака 6 через топливный фильтр 8 и топливопроводы подается насосом 7 в топливопровод 2 двигателя, который установлен на впускном трубопроводе 4 и в котором закреплены форсунки 3.

 

Рис. 12. Схема системы питания двигателя с впрыском топлива:

1 — заслонка; 2 — топливопровод двигателя; 3 — форсунки; 4 — впускной трубопровод; 5 — регулятор давления; 6 — бак; 7 — насос; 8 — фильтр

 

Во впускной трубопровод из воздушного фильтра поступает чистый воздух, количество которого регулируется воздушной дроссельной заслонкой 1. Регулятор 5 при работающем двигателе поддерживает давление топлива в топливопроводе 2 двигателя и в форсунках 3 в пределах 0,28... 0,33 МПа. При такте впуска в поток воздуха, движущийся с большой скоростью во впускном трубопроводе 4, под давлением из форсунок 3 впрыскивается мелкораспыленное топливо. Топливо смешивается с воздухом, и образующаяся горючая смесь из впускного трубопровода поступает в цилиндры двигателя в соответствии с порядком работы двигателя.

Отработавшие газы отводятся из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод, резонаторы и глушитель в окружающую среду.

Рассмотрим устройство и работу приборов системы питания двигателя с впрыском топлива.

Топливный насос (рис. 13) представляет собой центробежный роликовый насос с приводом от электродвигателя, который смонтирован совместно с насосом в одном герметичном 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 в топливопровод, подводящий топливо к топливному фильтру.

 

Рис. 13. Топливный насос:

1, 12 –штуцеры; 2 — основание; 3 — статор; 4, 11 — клапаны; 5 — крышка; 6,18— каналы; 7, 9 — корпуса; 8 — якорь; 10 — коллектор; 13 — щетка; 14 —муфта; 15 — вал; 16 — сепаратор; 17 — ролик

 

Топливо, поступившее в насос, проходя через электродвигатель, охлаждает его.Обратный клапан 11 исключает слив топлива из топливопровода и образование воздушных пробок после выключения топливного насоса. Предохранительный клапан 4 ограничивает давление топлива, создаваемое насосом, при возрастании его выше допустимого — 0,45...0,6 МПа. Топливный насос включается при включении зажигания. Подача насоса составляет 130 л/ч.

Топливопровод двигателя (рис. 14) служит для подвода топлива к форсункам. Он является общим для четырех форсунок. В один конец топливопровода 4 ввернут штуцер 3 для подвода топлива от насоса, а на другом конце закреплен регулятор 5 давления топлива, связанный с ресивером и топливным баком. В топливопроводе двигателя одним концом закреплены форсунки 2, которые другим концом закреплены во впускном трубопроводе 1. Концы форсунок уплотнены резиновыми кольцами круглого сечения. Топливопровод 4 крепится двумя болтами к впускному трубопроводу.

Регулятор давления топлива (рис. 15) поддерживает давление в топливопроводе и форсунках работающего двигателя в пределах 0,28... 0,33 МПа, что необходимо для приготовления горючей смеси требуемого качества на всех режимах работы двигателя. Регулятор давления состоит из корпуса 1 и крышки 3, между которыми закреплена диафрагма 4 с клапаном 2. Внутренняя полость регулятора делится диафрагмой на две полости — вакуумную и топливную.

 

Рис. 14. Топливопровод двигателя:

1 — впускной трубопровод; 2 — форсунка; 3 — штуцер; 4 — топливопровод; 5 —регулятор давления

 

Рис. 15. Регулятор давления топлива:

а — клапан закрыт; 6 — клапан открыт; 1 — корпус; 2 — клапан; 3 — крышка;4 — диафрагма

 

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

При закрытии воздушной дроссельной заслонки 1 (см. рис. 12) вакуум в ресивере увеличивается, клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива и перепускает избыточное топливо по сливному топливопроводу в топливный бак 6. При этом давление топлива в топливопроводе 2 двигателя понижается. При открытии воздушной дроссельной заслонки вакуум в ресивере уменьшается, клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива. В результате давление топлива в топливопроводе двигателя повышается.

Форсунка (рис. 16) представляет собой электромагнитный клапан. Форсунка предназначена для впрыска дозированного количества топлива, необходимого для приготовления горючей смеси при различных режимах работы двигателя. Дозирование количества топлива зависит от длительности электрического импульса, поступающего в обмотку катушки электромагнита форсунки. Впрыск топлива форсункой синхронизирован с положением поршня в цилиндре двигателя.

 

Рис. 16. Форсунка;

1 — насадка; 2 — игла; 3, 9 — корпуса; 4 — катушка; 5 — фильтр; 6— крышка; 7— пружина; 8 — сердечник

 

Форсунка состоит из корпуса 3, крышки 6, катушки 4 электромагнита, сердечника 8 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 состоянии 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 распылителя открывается, и топливо под давлением выпрыскивается в распыленном виде.

После прекращения поступления электрического импульса в обмотку катушки электромагнита магнитное поле исчезает, и под действием пружины 7 сердечник 8 электромагнита и игла 2 запорного клапана возвращаются в исходное положение. Отверстие в корпусе 9 распылителя закрывается, и впрыск топлива из форсунки прекращается.

 

5. Техника безопасности