Конструкция и работа системы питания бензинового двигателя

Конструкция и работа системы питания бензинового двигателя.

Система питания двигателя автомобиля состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра, карбюратора, топ­ливопроводов, впускного и выпускного трубопроводов, трубы глу­шителей, основного и дополнительного глушителей (рис. 2.38).

Топливо из бака б подается насосом 7 по топливопроводам 5 в карбюратор 4. Через воздушный фильтр 1 в карбюратор поступает воздух. Приготовленная в карбюраторе горючая смесь подается в цилиндры двигателя по впускному трубопроводу 2. Отработавши газы отводятся из цилиндров двигателя в окружающую среду через выпускной трубопровод 3, трубу 8 глушителей, основной 10 ж дополнительный 9 глушители.

В системе питания двигателя часто бывает установлен фильтр тонкой очистки топлива. Топливный бак соединен шлангом с се­паратором (специальным устройством), служащим для конденса­ции паров бензина, и сливным трубопроводом с карбюратором. На шланге сепаратора и сливном трубопроводе установлены об­ратные клапаны. Один клапан исключает слив топлива из бака через карбюратор при опрокидывании автомобиля, а другой — связывает внутреннюю полость бака с атмосферой. Топливо пода­ется в систему с обратным сливом его части из карбюратора (че­рез калиброванное отверстие) в топливный бак, что обеспечива­ет постоянную циркуляцию топлива в системе. Постоянная цир­куляция топлива исключает воздушные пробки в системе, улуч­шает ее работу и способствует дополнительному охлаждению дви­гателя.

Топливный бак служит для хранения запаса топлива, необходи­мого для определенного пробега автомобиля. На автомобилях при­меняют сварные, штампованные из стали топливные баки, ос­винцованные для предохранения от коррозии, или пластмассо­вые. Наполненный бензином бак обеспечивает пробег автомобиля 350...400 км.

 

 

Рис. 2.38. Система питания бензинового двигателя:

1 — воздушный фильтр; 2, 3 — трубопроводы; 4 — карбюратор; 5 — топливопровод; 6 — бак; 7 — насос; 8 — труба; 9, 10 — глушители

 

 

 

Рис. 2.39. Топливный бак:

1 — половина бака; 2, 9, 12 — трубки; 3 — датчик; 4, 11 — шланги; 5- топливопровод; 6, 14 — пробки; 7 — прокладка; 8 — уплотнитель; 10, 13 – трубы

 

Топливный бак (рис. 2.39) сварен из двух корытообразных по­ловин 1. В верхней части бак имеет заливную горловину, состоя­щую из приемной 13 и наливной 10 труб с уплотнителем 8 и резинового соединительного шланга 11. Заливная горловина закры­вается резьбовой герметичной пробкой б с прокладкой 7. В нижней части бака находится сливное отверстие с резьбовой пробкой 14. Количество топлива в баке контролируют указателем, датчик 3 которого установлен внутри бака. Топливо забирается из бака че­рез топливоприемную трубку 2, имеющую сетчатый фильтр, и через шланг 4 и топливопровод 5 поступает в топливный насос. Связь внутренней полости бака с окружающей средой и ее венти­ляция осуществляются через воздушную 12 и вентиляционную 9 трубки.

В топливных баках легковых автомобилей часто для увеличения жесткости и уменьшения колебаний топлива при движении внут­ри имеются специальные перегородки. Кроме того, в нижней ча­сти бака размещается противоотливное устройство, изготовлен­ное в виде стакана диаметром 150 мм и высотой 80 мм. Это уст­ройство предназначено для исключения перебоев в работе двига­теля и его остановки при резком трогании с места или резком торможении, а также при движении автомобиля на больших ско­ростях на поворотах.

Форма топливного бака во многом зависит от его размещения на автомобиле. Бак может располагаться под полом кузова, в ба­гажнике, под задним и за задним сиденьем, т.е. в местах, более защищенных от ударов при столкновениях. Прикрепляется топ­ливный бак к кузову автомобиля.

Топливный насос служит для подачи топлива из топливного бака в карбюратор. На двигателях автомобилей устанавливают саморе­гулирующиеся топливные насосы диафрагменного типа.

В топливном насосе (рис. 2.40) между верхней 7 (с крышкой 9) и нижней 1 частями корпуса установлен блок диафрагм 3, кото­рый соединен со штоком 11. Шток охватывается вильчатым кон­цом балансира 15 рычага 16 привода насоса. На штоке установлена пружина 2 блока диафрагм. В верхней части корпуса насоса нахо­дятся всасывающий 10 и нагнетательный 4 клапаны. Привод насо­са осуществляется толкателем от эксцентрика вала привода мас­ляного насоса. Под воздействием эксцентрика толкатель нажима­ет на верхнюю часть рычага 16, а балансир 15 через шток 11 пере­мещает блок диафрагм 3 вниз. При этом пружина 2 сжимается. Объем полости над блоком диафрагм увеличивается, и топливо под действием разрежения из бака поступает в насос через всасы­вающий патрубок 8, сетчатый фильтр б и всасывающий клапан 10. Нагнетательный клапан насоса при этом закрыт. Вверх блок диа­фрагм перемещается под действием пружины 2, когда балансир 15 не удерживает шток 11.

Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан 4, и топливо через нагнетательный патрубок 5 поступает в карбюра­тор. Всасывающий клапан в этом случае закрыт. Когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена, запорная игла поплавка перекроет доступ топлива в карбюратор. При этом блок диафрагм топливного насоса останется в нижнем положении, и рычаг 16 с балансиром будет перемещаться вхолостую. Рычаг 12 с пружиной Л? служит для ручной подкачки топлива в карбюратор перед пус­ком двигателя. Он воздействует на балансир 15 через эксцентрик 14. Насос саморегулируется, — при небольших расходах топлива ход блока диафрагм недоиспользуется, а ход рычага механиче­ской подкачки топлива с балансиром будет частично холостым. Насос устанавливается на специальном приливе на блоке цилин­дров двигателя и крепится к нему двумя шпильками.

Топливный фильтр тонкой очистки очищает топливо, поступа­ющее в карбюратор, от механических примесей. Очистка топлива необходима, чтобы не засорялись каналы и жиклеры карбюрато­ра, имеющие малые сечения. Фильтр тонкой очистки топлива мо­жет быть неразборным, с бумажным фильтрующим элементом, и разборным.

Разборный фильтр (рис. 2.41) состоит из корпуса 4, отстойни­ка 3 и фильтрующего элемента 2. Фильтрующий элемент изготов­лен из латунной сетки, намотанной в два слоя на стакан из алю­миниевого сплава, который имеет на боковой поверхности ребра и отверстия для прохода топлива. Сетка на стакане удерживается пружиной, надетой снаружи на фильтрующий элемент.

 

Рис. 2.40. Топливный насос:

1,7 — части корпуса; 2, 13 — пружины; 3 — блок диафрагм; 4, 10— клапаны; 5,8 — патрубки; 6 — фильтр; 9 — крышка; 11 — шток; 12, 16 — рычаги; 14 —эксцентрик; 15 — балансир

 

 

 

Рис. 2.41. Разборный топливный фильтр тонкой очистки:

1 – пружина; 2 — филь­трующий элемент; 3 — отстойник; 4 — корпус

 

Фильтрующий элемент 2 находится внут­ри отстойника 3 и поджимается пружиной 1 к корпусу фильтра через уплотнительную прокладку.

При очистке топливо сначала поступает в отстойник, где осаждаются наиболее круп­ные частицы примесей, а затем очищается, проходя через сетку внутрь стакана фильт­рующего элемента.

Фильтры тонкой очистки топлива обыч­но устанавливаются между топливным на­сосом и карбюратором.

Воздушный фильтр очищает воздух, посту­пающий в карбюратор, от пыли и других при­месей. Пыль содержит мельчайшие кристаллы твердого кварца, которые, оседая на смазы­ваемые поверхности трущихся деталей двига­теля, вызывают их интенсивное изнашивание.

На двигателях автомобилей применяют главным образом воздушные фильтры сухо­го типа со сменными бумажными или кар­тонными фильтрующими элементами.

Воздушный фильтр (рис. 2.42, а) состоит из корпуса 1, крыш­ки 7 и фильтрующего элемента 3. Стальной штампованный кор­пус имеет патрубок 10 забора холодного воздуха из подкапотного пространства, патрубок 2 забора теплого воздуха из воздухозабор­ника на выпускном трубопроводе, вытяжной коллектор системы вентиляции картера двигателя и оси 9 крепления крышки. Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Крышка корпуса.фильтра — стальная, штампованная, имеет перегородку 8, в за­висимости от расположения которой обеспечивается сезонная ре­гулировка температуры воздуха, поступающего в двигатель. Летом крышку фильтра устанавливают так, что перегородка 8 перекры­вает патрубок 2, и в двигатель поступает холодный воздух. Зимой крышку устанавливают в положение, при котором перегородка 8 перекрывает патрубок 10, и в двигатель поступает теплый воздух. Герметичность соединения крышки и корпуса фильтра обеспечи­вается резиновой прокладкой 6. Фильтрующий элемент 3 имеет цилиндрическую форму. Он состоит из гофрированного картонно­го фильтра 5 и обкладки-предочистителя 4 из нетканого синтети­ческого материала (слоя синтетической ваты). Обкладка-предочи-ститель выполняет роль элемента предварительной очистки воз­духа и увеличивает пылеемкость фильтра. Воздух, поступающий в фильтр, сначала проходит через обкладку-предочиститель, а по­том через картонный фильтрующий элемент.

 

 

 

Рис. 2.42. Воздушные фильтры:

а — без терморегулятора; б — с терморегулятором; 1, 22 — корпуса; 2, 10, 11, 12, 16 — патрубки; 3, 19 — фильтрующие элементы; 4 — обкладка; 5 — фильтр; 6, 18, 24— прокладки; 7, 17— крышки; S — перегородка; 9 — ось; 13 — терморегулятор; 14— шланг; 15 — термосиловой элемент; 20 — шпилька; 21 — защелка; 23 — пластина; 25 — заслонка

 

Воздушный фильтр, приведенный на рис. 2.42, б, имеет термо­регулятор. Корпус 22 и крышка 17фильтра — стальные, штампо­ванные. В корпусе размещен картонный фильтрующий элемент 19 с наружным слоем синтетической ваты для предварительной очи­стки воздуха, увеличивающий пылеемкость фильтра. Фильтрую­щий элемент плотно прижимается к корпусу крышкой, которая крепится к корпусу на шпильке 20 гайкой и четырьмя защелками 21. Шпилька установлена в кронштейне, приваренном к корпусу. Гер­метичность крышки с корпусом обеспечивается уплотнитслытой прокладкой 18. Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему через пластину 23 и резиновую прокладку 24 на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Корпус снизу имеет патрубок для отсоса картерных газов, а сбоку — патрубок 16 забо­ра воздуха, на котором стяжным болтом закреплен терморегуля­тор 13. Терморегулятор обеспечивает постоянную подачу в воз­душный фильтр подогретого до температуры 25... 35 °С воздуха. Он имеет пластмассовый корпус с патрубком 12 подвода холодного воздуха и патрубком 11 со шлангом 14 подвода теплого воздуха. Внутри терморегулятора находится заслонка 25 с приводом от термосилового элемента 75, который позволяет автоматически поддерживать требуемую температуру воздуха, поступающего в воз­душный фильтр. При температуре воздуха ниже 25 °С заслонка пе-

рекрывает патрубок 12 подвода холодного воздуха, и в фильтр поступает через патрубок 11 теплый воздух из зоны выпускного ¹ трубопровода двигателя. При температуре воздуха более 35 °С за­слонка перекрывает патрубок 11, и через патрубок 12 поступает холодный воздух из подкапотного пространства двигателя. Проме­жуточные положения заслонки терморегулятора обеспечивают подачу смеси теплого и холодного воздуха, что способствует луч­шему смесеобразованию, более полному сгоранию смеси и, как следствие, снижению токсичности отработавших газов и умень­шению расхода топлива.

Карбюратор служит для приготовления горючей смеси (смесь бензина с воздухом), в количествах и по составу соответствующей всем режимам работы двигателя.

Двигатель автомобиля имеет следующие пять режимов работы: пуск, холостой ход, средние (частичные) нагрузки, полную на­грузку и резкий переход со средних нагрузок на полную.

На каждом режиме работы в цилиндры двигателя должна по­ступать горючая смесь в разном количестве и различного по со­ставу качества. Только в этом случае двигатель будет работать ус­тойчиво и иметь наилучшие показатели по мощности и эконо­мичности.

На двигателях автомобилей применяют двухкамерные балан­сированные карбюраторы с падающим потоком смеси. Карбюра­торы имеют дне смесительные камеры, которые включаются в работу последовательно: сначала основная (первичная) камера, а при увеличении нагрузки —дополнительная (вторичная) камера. Это позволяет повысить мощность двигателей в результате луч­шей дозировки и распределения горючей смеси по цилиндрам. Поток горючей смеси в камерах карбюраторов движется сверху вниз, что улучшает наполнение цилиндров смесью. Поплавковая камера карбюраторов балансированная (уравновешенная), так как она связана с атмосферой через воздушный фильтр. Это обеспе­чивает приготовление карбюраторами горючей смеси, не завися­щей по своему составу от степени засорения воздушного фильтра. Поплавковая камера находится в передней части карбюраторов (по ходу автомобиля), что исключает переобогащение горючей смеси при торможении и повышает уровень топлива в распылите­лях при движении на подъемах для обогащения горючей смеси и увеличения мощности двигателей.