Лекции по "Транспорту"

 

Рис. 5. Центробежный маслоочиститель: 1 — колпак; 2 — гайка колпака; 3 — гайка крышки ротора; 4 — крышка ротора; 5 — ротор; 6 — ось маслоочистителя; 7 — шариковый подшипник; 8 — отсечной клапан; 9— сливной клапан; 10 — корпус; 11 — прокладка; 12 — шайба.

 

 

44

Лекция 8.

 

Тема: КОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

 

1. Виды горючей смеси.

2. Смесеобразование и  составы горючих смесей.

3. Общее устройство  и схема работы системы питания.

4. Назначение, устройство  и работа простейшего карбюратора

 

1. Виды горючей смеси

 

Система питания карбюраторных двигателей служит для приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха. Горючая смесь составляется из определенного количества бензина и воздуха. Для образования горючей смеси бензин должен находиться в парообразном состоянии, так как жидкий бензин гореть не может.

Различают три вида смеси бензина с воздухом:

• горючая смесь — смесь паров бензина с воздухом;

• рабочая смесь — смесь, которая образуется в результате смешивания горючей смеси с остаточными отработавшими газами внутри цилиндров двигателя;

• эмульсия — смесь жидкого бензина с воздухом. Такая смесь образуется в каналах карбюратора.

 

2. Смесеобразование и составы  горючих смесей

 

Процесс смесеобразования заключается в смешивании паров бензина с воздухом. Количество воздуха должно быть строго определенным, в противном случае получить нормальную работу двигателя невозможно.

Приготовленная горючая смесь должна удовлетворять следующим требованиям:

• в цилиндрах двигателя смесь должна сгорать за очень короткий отрезок времени, измеряемый тысячными долями секунды.

• сгорание бензинов в смеси должно происходить как можно полнее.

В зависимости от содержания воздуха и бензина различают следующие виды смесей: нормальная, обогащенная, богатая, обедненная и бедная.

Нормальная — это такая смесь, в которой на 1  кг бензина приходится 14,95 кг воздуха (округленно считается 15 кг).

Обогащенная — это такая смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 13...15 кг воздуха.

Богатой называется смесь, в которой на 1 кг бензина будет менее 13  кг воздуха.

Обедненной называется смесь, когда на 1 кг топлива приходится 15... 16,5 кг воздуха.

Бедной называется смесь, у которой на 1 кг бензина приходится более 16,5 кг воздуха.

Если количество воздуха в смеси превышает 21 кг на 1 кг бензина, то такая смесь вообще не воспламеняется.

Итак, рассмотрение свойств различных составов горючей смеси показало:

• если двигатель по условиям работы не должен развивать полной 
мощности (при средних нагрузках), самой выгодной является обедненная смесь, так как расход топлива при этом значительно снижается. Получающееся при этом некоторое снижение мощности двигателя при работе его с неполной нагрузкой значения не имеет;

• при больших нагрузках целесообразно работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность, но увеличивается расход топлива из-за неполноты его сгорания;

• работа на бедной или богатой смеси вызывает перегрев двигателя и снижение мощности и экономичности, поэтому не целесообразна.

 

3. Общее устройство и схема работы системы питания

 

Системой питания называется совокупность приборов и устройство обеспечивающих подачу топлива и воздуха к цилиндрам двигателя и отвод от цилиндров, отработавших газов. Система питания служит для приготовления горючей смеси необходимой для работы двигателя, подачи ее к цилиндрам и отвода из них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отработавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

В систему питания большинства двигателей входят топливный бак 8 (рис.1), фильтр-отстойник 14, карбюратор 3, воздушный фильтр (воздухоочиститель) 2, топливный насос 18, рукоятка управления воздушной заслонкой 4, рукоятка управления дроссельными заслонками 5, педаль подачи топлива 6, выпускные трубы 17, трубы глушителя 16, глушитель 15.

Во время работы двигателя топливный насос 18 перекачивает бензин из топливного бака 8 через фильтр-отстойник 14 по трубопроводам 7. В фильтре-отстойнике происходит очистка бензина от крупных механических частиц и воды. Затем бензин проходит через фильтр тонкой очистки, где из него удаляются мельчайшие механические частицы, и поступает в карбюратор 3. Под действием разрежения, которое при такте впуска создается в цилиндрах двигателя и передается в смесительные камеры карбюратора, из распылителей начинает выходить бензин. Одновременно из воздушного фильтра 2 в карбюратор поступает очищенный воздух. В карбюраторе происходит распыление и испарение бензина, а также смешивание бензина с воздухом. Образовавшиеся горючая смесь через впускной трубопровод и впускные кланы поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на днище поршня, и поршень опускается, совершая рабочий ход.

После рабочего хода отработавшие газы последовательно проходят выпускные клапаны и выпускные трубы 17, приемные трубы глушителя 16, глушитель 15, выпускную трубу глушителя 13 и выбрасываются в атмосферу.

 

4. Простейший карбюратор

 

Процесс приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит процесс приготовления горючей смеси, называется карбюратором.

Принцип работы карбюратора аналогичен принципу работы пульверизатора. Простейший карбюратор состоит из поплавковой камеры 8 (рис.2) с поплавком 9 и игольчатым клапаном 10. Поплавковая камера предназначена для поддержания определенного уровня топлива на выходе в смесительную камеру 6, где и происходит смешивание мелкораспыленного бензина с воздухом. Бензин выходит в смесительную камеру через жиклер 7 и распылитель 4. Жиклер — это калиброванное отверстие, которое может пропустить строго определенное количество бензина. Распылитель подает бензина в смесительную камеру. Для обеспечения пульверизации бензина воздух за счет разрежения должен проходить с большой скоростью. Диффузор 3 служит для ускорения движения воздуха. Для предотвращения произвольного вытекания бензина при перекосах двигателя выход из распылителя должен быть на 2...3 мм выше уровня бензина в поплавковой камере.

Топливо в поплавковую камеру подводится через трубопровод 1 и игольчатый клапан 10. При повышении уровня топлива в поплавковой камере поплавок всплывает, поднимая клапан. Когда топливо достигает определенного уровня, клапан закрывает седло и перекрывает поступление бензина внутрь поплавковой камеры. Для регулирования количества смеси, направляемой в цилиндры двигателя, служит дроссельная заслонка 5. Для регулирования количества смеси, направляемой в цилиндры двигателя, служит дроссельная заслонка 5. С увеличением ее открытия увеличивается количество подаваемой в цилиндр двигателя горючей смеси, а следовательно, увеличивается частота вращения коленчатого вала и развиваемая двигателем мощность.

Простейший карбюратор работает следующим образом. При такте впуска, когда поршень движется от ВМТ к НМТ, в цилиндре создается разрежение, передающееся через впускную трубу в смесительную камеру карбюратора. Одновременно в смесительную камеру поступают очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из поплавковой камеры через жиклер и распылитель. В диффузоре происходит их смешивание. Под действием быстрого движения воздуха бензин разбивается на мелкие капли, которые испаряются и смешиваются в виде паров с воздухом. Разрежение в диффузоре зависит от степени открытия дроссельной заслонки. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем сильнее будет разрежение в диффузоре и больше будет истекать топлива. Если дроссельную заслонку прикрыть, то разрежение в диффузоре уменьшится, и уменьшится истечение бензина из поплавковой камеры.

Процесс перемешивания мелкораспыленного топлива с воздухом (образование горючей смеси) начинается в момент поступления его из распылителя в диффузор и продолжается при движении смеси по карбюратору, впускному трубопроводу и в самих цилиндрах.

Если часть топлива испариться не успевает, то оно через зазоры между поршнем и цилиндром стекает в поддон картера двигателя. Интенсивное перемешивание горючей смеси с воздухом происходит в щели между выпускным клапаном и его седлом. Заканчивается процесс смесеобразования в цилиндре двигателя при такте сжатия. Для поддержания атмосферного давления внутри поплавковой камеры в крышке карбюратора имеется вентиляционное отверстие 2.

Элементарный карбюратор имеет только один топливный жиклер, который может пропускать определенное количество бензина. Если установить жиклер с расчетом подачи топлива на максимальные обороты коленчатого вала, то при переходе на минимальные обороты в цилиндры двигателя будет подаваться очень богатая смесь, которая гореть не может. Если же установить жиклер с расчетом подачи топлива на малые обороты, то на больших оборотах двигатель работать не сможет из-за сильного обеднения смеси.

Таким образом, простейший карбюратор имеет следующие недостатки:

• из-за отсутствия специального обогатительного устройства не позволяет запустить холодный двигатель;

• при прикрытой дроссельной заслонке (работа двигателя на малых оборотах) не может подавать в цилиндр необходимое количество бензина;

• не обеспечивает работу двигателя при резком открытии дроссельной заслонки;

• не обеспечивает необходимого обогащения смеси при работе двигателя на полных нагрузках.

Для обеспечения нормальной работы на различных режимах в современных карбюраторах имеются дополнительные устройства:

• пусковое устройство, предназначенное для приготовления горючей смеси богатого состава при запуске холодного двигателя;

• система холостого хода, позволяющая двигателю работать с малыми нагрузками;

• главная дозирующая система, которая должна поддерживать работу двигателя на средних режимах, приготавливая горючую смесь обедненного состава;

• экономайзер или эконостат для обогащения горючей смеси с 
целью получения от двигателя полной мощности;

• ускорительный насос для обеспечения принудительного впрыска топлива при резком открытии дроссельной заслонки.

 

Контрольные вопросы

 

1. Объясните назначение  и устройство основных приборов  систем питания.

2. Назовите составы  горючей смеси.

3. Объясните назначение, устройство и работу простейшего карбюратора.

4. Назовите недостатки  простейшего карбюратора.

5. Какие дополнительные  устройства обеспечивают нормальную  работу двигателя на различных  режимах?

 

Рис. 1. Схема системы питания карбюраторного двигателя:

1 – канал подвода  воздуха к воздухоочистителю; 2 –  воздухоочиститель; 3 – карбюратор; 4 – рукоятка ручного управления  воздушной заслонкой; 5 – рукоятка  ручного управления дроссельными  заслонками; 6 – педаль подачи  топлива; 7 – топливопровод; 8 – топливный бак; 9 – датчик указателя уровня топлива; 10 – указатель уровня топлива; 11 – кран; 12 – пробка горловины топливного бака; 13 – выпускная труба глушителя; 14 – фильтр-отстойник; 15–глушитель; 16–приемные трубы глушителя; 17–выпускной трубопровод;  18—топливный насос; → —неочищенный воздух; ›→ −топливо; → −отработавшие газы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема впускной системы с простейшим карбюратором (а) и характеристики карбюраторов (б): 1 — трубопровод; 2 — отверстие в поплавковой камере; 3 — диффузор; 4 — распылитель;  5 — дроссельная заслонка; 6 — смесительная камера; 7—жиклер; 8— поплавковая камера; 9 — поплавок; 10—игольчатый клапан; А—характеристика простейшего карбюратора при оптимальном составе горючей смеси в точках 1, 2; Б — характеристика идеального карбюратора; α — коэффициент избытка воздуха

 

Лекция 9

Тема: КОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ КАРБЮРАТОРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ

План занятия:

1. Назначение, устройство  и принцип действия пускового  устройства.

2. Назначение, устройство  и принцип действия системы холостого хода.

3. Назначение, устройство  и работа главной дозирующей  системы.

4. Назначение, устройство  и принцип действия экономайзера.

5. Назначение, устройство  и принцип действия ускорительного  насоса.

1. Назначение, устройство и принцип  действия пускового устройства.

 

Пусковое устройство карбюратора служит для приготовления богатой смеси при запуске холодного двигателя.

Пусковое устройство карбюратора (рис. 3) состоит из воздушной заслонки 2 и автоматического воздушного клапана 1. Управляют воздушной заслонкой из кабины водителя при помощи кнопки, соединенной гибкой тягой с рычажной системой управления воздушной заслонкой. При запуске холодного двигателя воздушную заслонку закрывают. Дроссельная заслонка 6 при этом автоматически слегка приоткрывается, и оба выходных отверстия, нижнее 7 и верхнее 9, системы холостого хода оказываются ниже дроссельной заслонки. Разрежение, которое создается в цилиндрах двигателя, передается в карбюратор. При закрытой воздушной заслонке разрежение будет создаваться ниже дроссельной заслонки у выходных отверстий системы холостого хода, а также в диффузоре 13 около распылителя 3 главной дозирующей системы.