Система питания топливом карбюраторного двигателя

Система питания двигателя топливом предназначена для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя.

Схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис.9,А). Она включает бак топлива 4, отстойник 6, бензонасос 9, фильтр 10, карбюратор 14, и соединительные трубопроводы.

Бензин заливается в бак через пробку 3, уровень топлива замеряется датчиком 2. Бензонасос 9 создает разряжение во впускном трубопроводе, и топлива засасывается через отстойник 6. В нижней части отстойника скапливается вода, которая удаляется при техническом обслуживании. Насос подает топливо через фильтр 10 в карбюратор. В карбюраторе топливо смешивается с воздухом, проходящим через воздушный фильтр 13. Затем горючая смесь подается во впускной коллектор 12. Отработавшие газы собираются выпускным коллектором 12. Они подаются по трубе 7 в глушитель 5 и выбрасываются в атмосферу.

Горючая смесь приготавливается из бензина и воздуха. Они смешиваются в пропорции: 1 кг бензина на 15 кг воздуха. Если бензина взято меньше, то образуется бедная смесь. При большем содержании бензина в воздухе образуется богатая смесь. Чрезмерно бедная и богатая смеси не горят. Состав смеси оценивают коэффициентом a избытка воздуха. Он равен отношению действительно поданного в бензин воздуха к теоретически необходимому воздуху. Двигатель развивает максимальную мощность при обогащенной смеси, когда a=0,8..0,9. Двигатель работает с наибольшей экономичностью при обедненной смеси, когда a=1,1. Если a<0,8 или a>1,1, то снижается мощность двигателя и возрастает расход бензина. Если a<0,8, то увеличивается содержание окиси углерода в отработавших газах. При работе двигателя в цилиндрах остаются отработавшие газы. Чем больше таких газов, тем хуже работает двигатель. Если количество остаточных газов превышает 50% от объема цилиндра, то смесь не горит.

Рассмотрим принцип работы карбюратора на примере простейшего карбюратора, показанного на рис.9,В. Он состоит из двух основных частей: поплавковой камеры 7 и воздушной трубы 1.

Поплавковая камера обеспечивает постоянный уровень бензина в карбюраторе, автоматически компенсируя его расход. Для этого в камеру установлен поплавок 8 и запорная игла 9 (это клапан). При низком уровне бензина поплавок опускается вниз, игла открывается, топливо подается насосом в камеру. При достижении нормального уровня игла закрывает подачу бензина. В воздушной трубе установлен диффузор 2. Он представляет собой кольцо с небольшим отверстием. Через это отверстие воздух проходит с большой скоростью, и в диффузоре образуется разряжение.

Под действием разряжения топливо засасывается из камеры, проходит через калиброванное отверстие 6 (жиклёр), и по трубке распылителя 5 подается в поток воздуха.

Рис. 9. А) Схема системы питания топливом;

В) Простейший карбюратор;

С) Главное дощирующее устройство;

Д) Система холостого хода;

Е) Ускорительный насос;

Ж) Бензонасос двигателя автомобиля ГАЗ-53А

Разряжение прямо пропорционально количеству подаваемого воздуха, поэтому количество бензина пропорционально количеству воздуха. Под диффузором установлена заслонка. Она называется дроссельной заслонкой, так как предназначена для регулирования подачи воздуха. Водитель, нажимая на педаль газа, поворачивает заслонку, изменяет подачу воздуха, увеличивается или уменьшается мощность двигателя. Карбюратор подает бензин пропорционально количеству воздуха.

При большой скорости вращения коленчатого вала простейший карбюратор образует чрезмерно богатую смесь. Для приготовления нормальной смеси на частичных нагрузках применяют более сложное дозирующее устройство, приведенное на рис.9,С). Для обеднения смеси применяют разряжение у топливного жиклера 3. В трубку распылителя 8 устанавливают воздушный колодец 5. Колодец соединяется с воздухом через воздушный жиклёр 6. Отверстие жиклера и высота колодца подбираются таким образом, что обеспечивается обеднение смеси при частичных нагрузках. При этом в бензин поступает воздух, образуется эмульсия. В распылитель подается эмульсия, содержащая меньшее количество бензина.

При низкой скорости вращения коленчатого вала у простейшего карбюратора образуется малое разряжение в диффузоре. Его недостаточно для подъема бензина на высоту ∆ h – смесь слишком бедная. Уменьшать высоту ∆ h нельзя: бензин будет самопроизвольно вытекать из распылителя. Для устранения этого недостатка применяют отдельную систему холостого хода, показанную на рис.9,Д),а. На холостом ходу и малых нагрузках двигателя бензин подается через дополнительный канал 7, и распиливается в месте установки дроссельной заслонки. Количество бензина дозируется жиклером 8 холостого хода. В канале 7 устанавливают эмульсионный колодец 5 и воздушный жиклер 6. В закрытом (прикрытом) состоянии заслонки под ней образуется большое разряжение. Топливо через отверстие 2 поступает в воздушную трубу и смешивается с воздухом. Количество подаваемой эмульсии регулируется винтом 3 (винт количества). Степень открытия заслонки, то есть число оборотов холостого хода, регулируется винтом 10 (винт холостого хода). Винтом устанавливается приоткрытое положение заслонки. Для плавного перехода от холостого хода к частичным нагрузкам предусмотрено дополнительное отверстие 4. Через это отверстие подается эмульсия при открывании заслонки (см. рис. 9,Д), б)). На современных карбюраторах устанавливают дополнительно регулировочный винт (винт качества) в канал 7, с помощью которого регулируется количество подаваемого бензина. Он оказывает наибольшее влияние на содержание окиси углерода в отработавших газах. При частичных и больших нагрузках система холостого хода практически не влияет на работу карбюратора.

Чтобы улучшить приемистость двигателя применяют ускорительные насосы. Под приемистостью понимают свойство двигателя быстро увеличивать частоту вращения коленчатого вала при резком нажатии на педаль газа. Это свойство необходимо для быстрого выполнения маневра обгон. Принцип работы насоса показан на рис.9,е). Ускорительный насос обычно содержит небольшой поршневой насос. При резком нажатии на педаль газа насос подает дополнительную порцию бензина в отдельный распылитель 7. Эту порцию хорошо видно при повороте заслонки, если снять воздушный фильтр. Поршневой насос снабжается обратным клапаном 2. Он обеспечивает заполнение колодца 3 при опускании педали газа. Игольчатый клапан 5 отключает жиклер 7 от насоса при опускании педали газа, и предотвращает заполнение колодца 3 воздухом. Поршень 4 соединяется с приводом заслонки планкой 7 (пластиной). Для обеспечения работы карбюратора в случае заедания поршня в колодце установлена пружина 8.

Регулировка карбюратора выполняется на холостом ходу двигателя винтами холостого хода, качества и количества. При регулировке следует применять газоанализатор. Без газоанализатора правильно отрегулировать карбюратор невозможно.

В системе питания применяются специальные бумажные фильтры очистки бензина, конструкция которых имеет несущественные отличия от конструкции фильтра очистки масла (см. рис.6,в)). Конструкция бензонасоса существенно отличается шестеренчатого и центробежного насосов.

Конструкция бензонасоса показана на рис.9,Ж). Насос приводится в работу от эксцентрика, расположенного на валу ГРМ, с помощью рычага 13. Рычаг 1 применяется при ручной подкачке бензина.

Рабочим элементом насоса является диафрагма 3. Она установлена между корпусом 2 насоса и крышкой 6. Мембрана соединена с рычагом 13 штоком 10. При движении левого конца рычага вниз мембрана перемещается вниз штоком. При движении конца рычага вверх мембрана перемещается вверх пружиной 9. Полость, сверху над мембраной, заполнена бензином. При движении мембраны вниз в полость засасывается бензин из бензобака, а при движении вверх – из полости подается бензин в карбюратор. При заполнении полости открывается всасывающий клапан 4, нагнетательный клапан 8 закрыт. При подаче бензина закрыт всасывающий клапан, открывается нагнетательный клапан. Максимальное давление бензина ограничено силой сжатия пружины.

При ручной подкачке поворачивают валик 11, который вырезом поворачивает рычаг 13. Если эксцентрик вала ГРМ повернул рычаг 13 на максимальный угол, то ручная подкачка не работает. Чтобы подкачать бензин нужно провернуть коленчатый вал двигателя стартером или вручную. Если насос перегрет и в нем образовались паровые пробки, он не работает (даже в режиме ручной подкачки). Чтобы завести двигатель и освободить проезжую часть, рекомендуют охладить насос, обливая его водой.