Заняття 5 Система живлення карбюраторного двигуна

1. Призначення, характеристика, загальна будова системи живлення карбюраторних двигунів

2. Будова і робота елементів та приладів системи живлення.

1.

Призначення.

Система живлення призначена для збереження, очищення і подачі палива до карбюратора, приготування пальної суміші і подачі її в циліндри двигуна, а також випуску відпрацьованих газів.(рис.1)

Характеристика.

З примусовою подачею палива паливним насосом. Ємність системи – 210 (105х2) л. Паливо, що застосовується – бензин А-76 (АИ-80). Рис 1. Система живлення двигуна ЗМЗ-66.

Будов системи:

- 2 паливних баки; - покажчик рівня палива;

- триходовий кран; - перемикач датчиків рівня палива;

- фільтр-відстійник; - повітряний фільтр;

- фільтр тонкого очищення палива; - впускна труба;

- паливний насос; - обмежувач числа обертів;

- карбюратор К-126Б; - паливопроводи;

- датчик рівня палива; - система випуску відправ. газів.

2. Паливні баки - призначені для збереження запасу палива, що перевозиться автомобілем.

На автомобілі встановлено два паливних баки, місткістю по 105 літрів кожний. Вони закріплені до рами автомобіля позаду кабіни з лівого та правого боку на кронштейнах хомутами.

Бак складається з двох штампованих половин, зварених між собою. У верхній половині виконано три отвори для установки приймальної трубки з сітчастим фільтром, датчика рівня палива і заливної горловини.

У заливну горловину вставлена висувна труба, що служить для полегшення заправлення бака паливом з каністри. Заливна горловина герметично закривається пробкою з впускним та випускним клапанами, які запобігають надмірному підвищенню чи зниженню тиску в баках (при нагріванні, в процесі вироблення палива чи його охолодженні).

В нижній половині бака є зливний отвір з пробкою. Усередині бака є перегородки з отворами для збільшення жорсткості бака і зменшення швидкості переміщення палива під час руху автомобіля.

Триходовий кран - призначений для почергового підключення баків до системи живлення чи їх відключення.

Кран встановлений усередині на підлозі кабіни з правого боку від сидіння водія.

Робота: при повороті рукоятки праворуч - забір палива у систему здійснюється із правого бака. При повороті рукоятки ліворуч – із лівого бака. При установці рукоятки вперед чи назад - баки відключаються від системи живлення.

Фільтр-відстійник - призначений для очищення палива від механічних домішок розміром більш 0,05 мм і відділення води. Установлений на правому лонжероні рами під кабіною.

Складається з:

- корпуса;

- кришки;

- фільтруючого елемента;

- ущільнюючих прокладок.

Фільтруючий елемент зібраний з алюмінієвих пластин, на яких виконані виступи і отвори. Пластини притискаються одна до одної пружиною, а від провертання утримуються стійками. Паливо, що надходить з бака, заповнює корпус фільтра-відстійника. Великі тверді частинки і вода осідають на дні корпуса. Потім паливо проходить через фільтруючий елемент і далі через отвори надходить до насоса.

Фільтр тонкого очищення палива - призначений для очищення бензину від механічних домішок. Встановлений перед карбюратором на компресорі.

Складається з:

- корпуса;

- стакана-відстійника;

- фільтруючого елемента з пружиною;

- прокладки;

- затискного пристрою.

Затискний пристрій притискає стакан-відстійник до корпуса. Фільтруючий елемент притискається до корпуса пружиною, що впирається у стакан-відстійник. При проходженні палива через фільтр частина домішок осідає на дні стакана. У фільтруючому елементі здійснюється кінцева фільтрація палива, яке потім надходить до карбюратора.

Паливний насос.

Характеристика: діафрагмового типу, з важільним приводом від ексцентрика розподільного вала. Продуктивність – 2,5...3,0 л/хв. (при п=2500 об/хв.).

Призначений для подачі палива з бака до карбюратора. Установлений в передній частині двигуна на правому боці кришки розподільних шестірень.

Насос складається з:

- корпуса;

- головки з двома впускними і одним випускним (нагнітальним) клапанами;

- кришки голівки з впускною і випускною порожнинами;

- діафрагми із штовхачем;

- пружини діафрагми;

- двоплечого важеля;

- важеля ручної підкачки палива з валиком.

Рис 2. Паливний насос.

Корпус насоса, виготовлений із цинкового сплаву, своїм фланцем закріплюється на шпильках кришки розподільних шестірень. У корпусі виконано контрольно-вентиляційний отвір, через який витікає паливо у випадку пошкодження діафрагми.

Діафрагма затиснута між корпусом і головкою та відтискається у верхнє положення пружиною діафрагми.

Двоплечий важіль з’єднаний зі штовхачем діафрагми. Діафрагма пересувається вниз під дією двоплечого важеля, а вверх – під дією пружини.

Впускні клапани захищені сітчастим фільтром.

Робота насоса. При набіганні ексцентрика на кінець двоплечого важеля діафрагма прогинається донизу. Внаслідок створеного розрідження відкриваються впускні клапани і паливо, під дією атмосферного тиску, заповнює наддіафрагмову порожнину. При відході ексцентрика від важеля, діафрагма, під дією пружини діафрагми, відтискається догори і паливо витісняється через випускний клапан у нагнітальну порожнину. Впускні клапани при цьому закриваються під тиском палива.

При повному заповненні поплавкової камери карбюратора паливом діафрагма залишиться в нижньому положенні, тому що її пружина не взмозі виштовхнути палива, вихід якому закритий запірною голкою паливного клапана у поплавцевій камері карбюратора. У цьому випадку двоплечий важіль буде працювати вхолосту частково чи повністю. Як тільки рівень палива в поплавцевій камері понизиться, тиск пружини на діафрагму буде більше тиску палива в нагнітальній порожнині насосу, насос знову почне подачу палива.

Для заповнення поплавцевої камери карбюратора паливом, при непрацюючому двигуні, користуються важелем ручної підкачки палива. При натисканні рукою на цей важіль валик прокручується і давить на коротке плече двоплечого важеля, який приводить у рух шток діафрагми. Якщо важіль відтиснений ексцентриком розподільного вала, ручна підкачка неможлива. У цьому випадку необхідно прокрутити на один оберт колінчастий вал двигуна пусковою рукояткою.

Паливопровід - призначений для з'єднання між собою приладів системи живлення.

Складається з металевих (сталевих і мідних) і гнучких (гумових) трубок. У місцях можливого перетирання, трубки мають запобіжні дротяні спіралі.

Повітряний фільтр інерційно-масляного типу - призначений для очищення повітря, яке надходить у карбюратор і компресор. Він встановлюється на впускному патрубку карбюратора. (рис 3)

Будова повітряного фільтру:

- корпус;

- кришка;

- фільтруючий елемент.

Рис 3. Повітряний фільтр.

У нижній частині корпуса є масляна ванна. Кришка має патрубок для подачі повітря в компресор. Фільтруючий елемент виготовлений з капронового волокна.

Робота: при роботі двигуна повітря, що всмоктується, проходить униз через кільцеву щілину між корпусом і кришкою. Проходячи над масляною поверхнею, повітряний потік змінює напрямок руху на 180˚. При цьому великі частки пилу не встигають змінити напрямок свого руху і попадають в масло. При русі нагору повітря проходить через фільтруючий елемент. Частки пилу, що залишилися в повітрі, прилипають до промасленого капронового волокна. Крапельки масла, захоплені повітряним потоком при русі над масляною ванною, осідають на фільтруючому елементі, а потім стікають назад у масляну ванну, змиваючи прилиплий пил. При цьому фільтруючий елемент частково самоочищується.

Система випуску відпрацьованих газів.

Служить для відведення відпрацьованих газів в атмосферу і зменшення шуму роботи двигуна.

Склад:

- випускні колектори (2 шт.);

- приймальні труби глушника (2 шт.);

- глушник;

- випускна труба глушника.

Зменшення шуму роботи двигуна відбувається за рахунок проходження відпрацьованих газів через перфоровану трубу і резонаторні камери глушника, в наслідок чого пульсація газів у випускній трубі згладжується.

Процес приготування із палива і повітря пальної суміші називається карбюрацією. Повітря, що проходить з великою швидкістю коло вершини трубки, зануреної у рідину, створює розрядження, в результаті якого рідина по трубці підіймається і під дією струменя повітря розпилюється.

Схема будови елементарного карбюратора:

Карбюратор складається з двох основних частин:

- поплавцевої камери, в якій розташований поплавець, та паливний голчастий клапан;

- змішувальної камери, виконаної у вигляді труби, у якій розташована дросельна заслінка, повітряна заслінка, дифузор (вузька горловина), у якій виведена трубка (розпилювач) з поплавцевої камери; розпилювач в нижній частині має отвір суворо визначеного перерізу і форми – жиклер.

Поплавцева камера – призначена для підтримання необхідного рівня палива при роботі двигуна. Вона заповнюється паливом, що надходить від паливного насосу. При досягненні паливом визначеного рівня поплавець притискає голку до сідла, припиняючи доступ палива. При зниженні рівня палива (по мірі його витрачення) поплавець опускається і відкриває доступ палива в камеру. Максимальний рівень палива у поплавцевій камері на кілька міліметрів нижче кромки вихідного отвору розпилювача, що перешкоджає витоку палива при непрацюючому двигуні.

Змішувальна камера призначена для приготування пальної суміші шляхом змішування палива з повітрям.

Робота елементарного карбюратора:

Змішувальна камера з’єднана з циліндрами двигуна за допомогою впускного трубопроводу (колектора), через який, в такті впуску, розрідження з циліндрів передається у змішувальну камеру. Повітря, проходячи через дифузор, збільшує швидкість і створює у ньому місцеве розрідження. За рахунок різниці тисків у поплавцевій камері і дифузорі паливо починає витікати через розпилювач. Повітря, що проходить струмінь палива, розбиває його на краплини, тобто розпилює. Паливо випаровується і інтенсивно змішується з повітрям. Далі, утворена пальна суміш надходить у циліндри двигуна.

В залежності від навантаження на двигун, кількісне співвідношення між паливом і повітрям повинне змінюватись. В залежності від цього співвідношення пальна суміш може бути:

- нормальною, якщо повітря у ній стільки, скільки теоретично необхідно для повного згоряння палива;

- збагаченою і багатою, якщо кількість повітря менша від необхідної;

- збідненою чи бідною, якщо кількість повітря більша від теоретично необхідної.

Збагачені суміші згоряють з максимальною швидкістю і двигун при цьому розвиває максимальну потужність. Такі суміші називають потужносними.

При згорянні збіднених сумішей швидкість горіння зменшується, але завдяки надлишку кисню паливо згоряє найбільш повно, у результаті чого знижується питома його витрата. Такі суміші називають економічними.

Карбюратор К-126 призначений для приготування пальної суміші, що надходить у циліндри двигуна і забезпеченні якісного і кількісного її регулювання в залежності від режиму роботи двигуна

Характеристика.

Двокамерний, емульсійний, з падаючим потоком пальної суміші, з одночасним відкриттям дросельних заслінок і збалансованою поплавцевою камерою, поплавцева камера з’єднується каналом із вхідним патрубком карбюратора, над яким розміщується повітряний фільтр. Збільшення розрідження внаслідок засмічення повітряного фільтру в однаковій мірі передається як на дифузор, так і в поплавцеву камеру).

Загальна будова.

Карбюратор складається з трьох корпусних деталей:

- корпус поплавцевої камери;

- кришки поплавцевої камери;

- корпуса змішувальних камер, конструктивно об’єднаного з корпусом виконавчого механізму пневмовідцентрового обмежувача частоти обертання колінчастого валу.

Карбюратор має дві змішувальні камери, кожна з який обслуговує чотири циліндри незалежно одна від іншої.

Поплавцева камера – одинарна, збалансована. У корпусі поплавцевої камери виконане оглядове вікно для спостереження за рівнем палива і роботою поплавцевого механізму. У процесі експлуатації автомобіля необхідно контролювати рівень палива в камері тому, що його зниження призводить до збідніння пальної суміші і надмірному підвищенню витрати палива.

До кришки поплавцевої камери прикріплений поплавцевий механізм. Поплавковий механізм складається з поплавця, підвішеного на осі в стійках кришки і паливного клапана. При досягненні необхідного рівня палива в поплавцевій камері поплавець піднімається вгору і закриває паливий клапан. В міру витрати палива поплавець опускається і відкриває клапан, відновлюючи подачу палива.

У корпусі змішувальних камер встановлені дві жорстко зв'язані між собою дросельні заслінки. Корпус має отвір і канали для приєднання вакуумного регулятора випередження запалювання й обмежувача частоти обертання колінчастого вала.

У корпусних деталях карбюратора розташовані п’ять дозуючих систем:

- система пуску холодного двигуна (СПХД);

- система холостого ходу (СХХ);

- головна дозуюча система (ГДС);

- система економайзера (СЕ);

- система прискорювального насосу (СПН).

Будова і робота дозуючих систем.

Система пуску холодного двигуна складається з повітряної заслінки з двома автоматичними клапанами і приводу керування нею. При роботі системи пуску холодного двигуна повітряна заслінка майже закрита, а дросельна – відкрита приблизно на кут 12º. Під дією розрідження відбувається інтенсивне витікання палива через розпилювачі ГДС та отвори СХХ. При цьому утворюється дуже збагачена пальна суміш, але через малу швидкість повітряного потоку, а також внаслідок низької температури повітря паливо розпилюється і випаровується погано і у вигляді плівки осідає на стінках впускної труби та циліндрів двигуна, а тому суміш знову стає нормальною. Після пуску двигуна при закритій ще повітряній заслінці перезбагаченню пальної суміші запобігає автоматичне відкривання її автоматичних повітряних клапанів.

Рис 5. Будова систем карбюратора К–126Б.

Система холостого ходу (СХХ).

Встановлена в кожній змішувальній камері.

Склад СХХ:

- паливний жиклер СХХ;

- повітряний жиклер СХХ;

- верхній (перехідний) отвір;

- нижній (регульований) отвір;

- регулювальний гвинт (в нижньому отворі).

Робота СХХ.

У режимі холостого ходу дросельна заслінка відкрита усього на 1-20 внаслідок цього, розрідження в дифузорах дуже мале і не може викликати витікання палива з розпилювача. Зона найбільшого розрідження знаходиться під дросельною заслінкою. У цій зоні розташований регульований отвір СХХ, через нього до жиклерів холостого ходу передається розрідження, під дією якого паливо з поплавцевої камери надходить до жиклера СХХ. Потім, паливо змішується з повітрям, що проходить через повітряний жиклер СХХ, і утворюється паливна емульсія (бензин у вигляді піни), яка через регульований отвір надходить у змішувальну камеру. При цьому через верхній отвір відбувається додатковий забір повітря, який забезпечує збіднення суміші і, отже, економічну роботу двигуна.

При незначному збільшенні частоти обертання колінчастого валу (внаслідок відкривання дросельної заслінки) верхні (перехідні) отвори СХХ також опиняються в зоні сильного розрідження і через них починає надходити паливна емульсія. Тим самим забезпечується додаткове збагачення пальної суміші і перехід на режим малих навантажень.

Головна дозуюча система (ГДС).

ГДС встановлена в кожній камері.

Будова ГДС:

- великий дифузор;

- малий дифузор (з розпилювачем);

- головний паливний жиклер;

- компенсаційний колодязь (виконаний у корпусі поплавцевої камери і з'єднання з нею через головний паливний жиклер);

- емульсійна трубка (розміщена в компенсаційному колодязі);

- повітряний жиклер (дозує надходження повітря усередину емульсійної трубки).

Робота.

В міру відкривання дросельної заслінки збільшується розрідження в малому дифузорі. Унаслідок цього в роботу вступає головна дозуюча система, що забезпечує приготування економічної пальної суміші при середніх навантаженнях на двигун. У цьому режимі паливо з поплавцевої камери надходить через головний паливний жиклер, компенсаційний колодязь, розпилювач – у змішувальну камеру. В компенсаційному колодязі паливо змішується з повітрям, що надходить через повітряний жиклер ГДС і в змішувальну камеру надходить не чисте паливо, а паливна емульсія.

При середніх навантаженнях на двигун ГДС і СХХ працюють одночастно і забезпечують приготування пальної суміші економічного складу.

Система економайзера (СЕ).

СЕ призначена для забезпечення приготування пальної суміші збагаченого складу при роботі двигуна на максимальних навантаженнях.

Будова СЕ: - клапан економайзера;

- розпилювачі (по одному у кожній камері) розташовані у блоці розпилювачів;

- механічний привід (в склад якого входить тяга, вилчастий важіль з роликом, планка приводу прискорювального насосу й економайзера, шток клапана економайзера).

Для одержання максимальної потужності дросельні заслінки відкриваються повністю. За 5-70, до їхнього повного відкриття важіль, встановлений на осі заслінок, через механічний привід відкриває клапан економайзера. Під дією розрідження паливо з поплавцевої камери через відкритий клапан і розпилювачі надходить у змішувальні камери, забезпечуючи додаткове збагачення пальної суміші потужністного складу.

Система прискорювального насоса (СПН).

СПН призначена для забезпечення приємистості двигуна, його здатності швидко збільшити частоту обертання колінчастого вала, наприклад, при розгоні автомобіля. Це досягається впорскуванням у змішувальну камеру додаткової порції палива у випадку різкого відкриття дросельних заслінок.

Склад:

- поршень зі штоком і пружиною;

- зворотний клапан;

- нагнітальний клапан;

- розпилювачі (по одному у кожній камері) встановлені в блоці розпилювачів;

- механічний привід (спільний з економайзером).

Робота СПН:

При різкому відкриванні дросельних заслінок поршень насоса переміщується вниз. Під тиском палива зворотний клапан закривається, а нагнітальний клапан відкривається. Додаткове паливо через розпилювачі впорскується в повітряний потік, короткочасно збагачуючи пальну суміш.

При повільному відкриванні дросельної заслінки паливо встигає перетікати з підпоршневої порожнини в поплавцеву камеру через зазор між поршнем і стінками циліндра прискорювального насоса.

Обмежувач частоти обертання колінчастого вала.

При роботі двигуна можуть виникнуть режими, коли частота обертання колінчастого вала зростає більше припустимих меж та приводить до підвищеного зносу деталей двигуна, а також перевитрати палива.

Призначення: для обмеження максимальної частоти обертання колінчастого вала двигуна.

Характеристика: пневмовідцентрового типу.

Склад:

- відцентровий датчик із приводом від розподільного вала (установлений на кришці розподільних шестірень двигуна);

- виконавчий механізм із діафрагмовим приводом (установлений на корпусі змішувальних камер карбюратора).

Датчик складається з:

- корпусу;

- ротора із клапаном та пружиною. Ротор з'єднаний з розподільним валом;

- трубопровід.

Виконавчий механізм складається з:

- корпуса;

- кришки;

- діафрагми зі штоком;

- підпружиненим важелем.

Важіль з'єднаний з віссю дросельних заслінок.

Наддіафрагмова порожнина виконавчого механізму з'єднана через канали в корпусі зі змішувальною камерою, де при роботі двигуна створюється значне розрідження. Піддіафрагмова порожнина з'єднана з повітряним патрубком карбюратора, де розрідження менше. Крім того, при відкритому клапані ротора відцентрового датчика обидві порожнини з'єднані між собою через трубопровід. Розрідження в обох порожнинах корпуса виконавчого механізму внаслідок цього однакове.

Робота.

При досягненні максимальної частоти обертання (3200 об/хв.) клапан ротора датчика під дією відцентрових сил закривається, роз'єднуючи наддіафрагмову і піддіафграгмову порожнину і передається розрідження зі змішувальної камери.

Діафрагма зі штоком переміщується вгору, тягнучи за собою важіль, який, повертає вісь дросельних заслінок, прикриваючи їх. Унаслідок цього зменшується подача пльної суміші і частота обертання колінчастого вала зменшується.

Прикривання дросельних заслінок у цьому випадку здійснюється незалежно від положення педалі подачі палива.

Будова приводу керування карбюратором

Керування карбюратором здійснюється за допомогою педалі і двох кнопок, тобто має ножне та ручне керування.

Привід ножного керування складається з:

- педалі, закріпленої в кронштейні на підлозі кабіни;

- штовхача;

- важелів (4 шт.);

- тяг (4 шт.);

- нижнього та верхнього валиків привода;

- кронштейнів (4 шт.).

При натисканні на педаль зусилля через систему тяг і важелів передається на тягу з пружиною, відкриваючу дросельну заслінку. Пружина запобігає поломкам деталей приводу в тому випадку, якщо хід педалі відрегульований таким чином, що він виявиться більше, ніж це необхідно для повного відкриття дросельних заслінок.

Після звільнення педалі, тяги і важелі пружиною повертаються у вихідне положення, і дросельні заслінки закриваються.

Привід ручного керування складається з:

- кнопки керування дросельними заслінками;

- кнопки керування повітряною заслінкою;

- гнучкої тяги дросельних заслінок;

- гнучкої тяги повітряної заслінки.

Ручне керування дросельними заслінками здійснюється у випадку, коли потрібно встановити визначене число обертів колінчастого вала двигуна, щоб не тримати постійно ногу на педалі.

Інша кнопка зв'язана через гнучку тягу з важелем повітряної заслінки. Витягуючи кнопку, можна цілком чи частково прикрити повітряну заслінку. Ця операція проводиться під час пуску холодного двигуна.

Фіксація положення кнопок здійснюється поворотом їх навколо осі на 90о в будь-який бік.