Общее устройство двигателя 18 Классификация, основные параметры, механизмы и системы двигателя 18


Электронные системы впрыскивания топлива



страница7/11
Дата31.07.2016
Размер2.3 Mb.
ТипГлава
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

6.3. Электронные системы впрыскивания топлива
Применение и принцип работы систем впрыска топлива. Пределом обеднения смеси является неравномерность распределения ее по цилиндрам. В двигателях с карбюраторным питанием неравномерность состава смеси может достигать 10... 15 %. Этот недостаток может быть устранен применением систем впрыска топлива. В этом случае улучшаются равномерность распределения топлива по цилиндрам, газодинамические характеристики впускного тракта, обеспечивается более высокий коэффициент наполнения цилиндров свежим зарядом, появляется возможность применения топлива с более низким октановым числом и т.д. При применении систем впрыска топлива мощность двигателя повышается в среднем на 10... 12 %, улучшается топливная экономичность, снижается токсичность отработавших газов.

Система электронного впрыска топлива включает в себя топливный насос с электроприводом и регулятор давления, поддерживающий постоянное рабочее давление в Системе до 0,17...0,20 МПа.



Рис. 6.10. Электромагнитная форсунка:

а — принципиальная схема; б - схема расположения электромагнитной форсунки на впускном газопроводе; 1 - корпус; 2 - игольчатый клапан; 3 - мембрана; 4 — соленоид; 5 — распределительное устройство; 6 - отверстие- 7 — топливная магистраль; 8 - факел топлива; 9 - сливной канал; 10 - клапан-' 11 -электромагнитная форсунка; 12 - распиливающий конус; 13 - газопровод

Впрыск топлива во впускные каналы цилиндров осуществляется электромагнитными форсунками, время открытия которых зависит от давления во впускной системе двигателя и частоты вращения коленчатого вала.

Принципиальная схема электромагнитной форсунки для впрыска топлива показана на рис. 6.10, а. В корпусе 1 форсунки расположены игольчатый клапан 2, нагруженный усилием мембраны 3 и
соленоид 4. '

Когда игла прижата к седлу распылителя, поступающее из топливной магистрали 7 топливо проходит через корпус форсунки на слив. В соответствии с электрическим сигналом от распределительного устройства 5 соленоид 4 освобождает мембрану 3, в этом случае сливной канал 9 закрывается, а игла 2 под давлением топлива поднимается.

На выходе из сопла форсунки факел топлива 8 получает вращательное движение и впрыскивается в виде широкого конуса. Часть топлива, просочившаяся между иглой и корпусом, удаляется через отверстие сливную магистраль. Максимальный подъем иглы составляет 0,15... 0,17 мм, а продолжительность подъема иглы колеблется в пределах 1,5... 6,5 мс.

Расположение электромагнитной форсунки 11 показано на рис. 6.10, б. Она закрепляется на впускном газопроводе 13, а ее распыливающий конус 12 при а>


впрыскивании топлива направлен в зону проходного отверстия 0'8
впускного клапана 10.

Особенностью электронной топливовпрыскивающей системы является то, что она функционирует во взаимосвязи с электронным блоком управления, а в качестве главного управляющего параметра для регулирования подачи топлива используется величина расхода воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого в надклапанные пространства, зависит

от массовой скорости воздушного потока и его объема во впускном тракте.

На снятой с двигателя легкового автомобиля характеристике (рис. 6.11) показаны усредненные показатели, характеризующие эффективный удельный расход топлива ge и среднее эффективное давление ре. Испытания проведены соответственно при встроенной системе впрыска топлива (сплошные линии) и при работе двигателя с классической (карбюраторной) системой питания (пунктирные линии). Количественная оценка этих кривых во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала показывает реальное преимущество системы впрыска топлива, как по экономическим, так и по динамическим показателям.

Наряду с этим основным препятствием более широкого распространения систем впрыска топлива является их более высокая стоимость по сравнению с карбюраторами, а также то, что системы впрыскивания топлива сложнее систем топливоподачи с использованием карбюраторов из-за большого числа подвижных прецизионных механических элементов и электронных устройств и требуют более квалифицированного обслуживания в эксплуатации.

Современные системы впрыскивания топлива. По мере развития" систем впрыскивания топлива на автомобили устанавливались механические, электронные, аналоговые и цифровые системы. К настоящему времени структурные схемы систем впрыскивания топлива стабилизировались и в основном классифицируются на два вида: распределенное и центральное впрыскивание топлива.

При распределенном впрыскивании топливо подается в зону впускных клапанов каждого цилиндра отдельной форсункой вответствующих впускных клапанов цилиндров (согласованное впрыскивание), или группами форсунок без согласования момента впрыскивания с процессами впуска в каждый цилиндр (несогласованное впрыскивание).

Системы распределенного впрыскивания топлива позволяют повысить безотказность пуска, ускорить прогрев и увеличить мощ-ностные показатели двигателя, а также дают возможность применения газодинамического наддува, расширяют возможности создания различных конструкций впускного газопровода.

При центральном впрыскивании топливо подается одной форсункой, устанавливаемой на участке до разветвления впускного газопровода. В этом случае конструкция двигателя не имеет существенных изменений. Система центрального впрыскивания практически взаимозаменяема с карбюратором и может применяться на уже эксплуатируемых двигателях. При центральном впрыскивании по сравнению с карбюратором обеспечивается большая точность и стабильность дозирования топлива.



Система распределенного впрыскивания топлива. На рис. 6.12 представлена система распределенного впрыскивания топлива L-Jetronic. Электрический топливный насос 1 подает топливо из бака 3 через фильтр 2 в топливный коллектор 4, в котором с помощью стабилизатора 5 поддерживается постоянный перепад давлений на входе и выходе топлива из форсунок 13. Стабилизатор перепада давлений поддерживает постоянное давление впрыскивания и обеспечивает возврат избыточного топлива обратно в * бак. Этим обеспечивается циркуляция топлив в системе и исключается образование паровых пробок. Из коллектора топливо поступает к рабочим форсункам, которые подают его в зону проходных отверстий впускных клапанов. Количество впрыскиваемого топлива задается электронным блоком управления 6 (ЭБУ) в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. В процессе работы системы впрыскивания ЭБУ взаимодействует также с датчиком-распределителем 17 системы зажигания.

Объем поступающего воздуха является основным параметром, определяющим дозирование топлива. Воздух поступает в цилиндры через измеритель 8 расхода воздуха и впускной газопровод. Воздушный поток, поступающий в двигатель, отклоняет напорно-измерительную заслонку 7 измерителя расхода воздуха на определенный угол. При этом с помощью потенциометра электрический сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки, подается в блок управления, который определяет необходимое количество топлива и выдает импульсы управления моментом подачи топлива. Электронная схема управления впрыскивания топлива получает питание от аккумуляторной батареи 19 и начинает работать при включении зажигания и системы впрыскивания выключателем 20.




Рис. 6.12. Электронная система впрыскивания топлива L-Jetronic:

1 — топливный насос; 2 — фильтр; 3 — топливный бак; 4 — топливный коллектор; 5 — стабилизатор перепада давлений; 6 — электронный блок управления; 7 — напорно-измерительная заслонка; 8 — измеритель расхода воздуха; 9 — дроссельная заслонка; 10 — датчик положения дроссельной заслонки; 11 — регулировочный винт системы холостого хода; 12 — пусковая форсунка; 13 — форсунка с электронным управлением; 14 — датчик кислорода; 15, 16 — регистрирующие датчики; 17 — датчик-распределитель; 18 — регулятор расхода воздуха на холостом ходу; 19 — аккумуляторная батарея; 20 — выключатель зажигания

и системы впрыскивания

Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя. Если впускной клапан в момент впрыскивания топлива форсункой закрыт, то топливо накапливается в пространстве перед' клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом.

Регулирование количества поступающего к цилиндрам двигателя воздуха производится дроссельной заслонкой 9, управляемой из салона педалью. В системе предусмотрен регулятор 18 расхода воздуха на холостом ходу, расположенный около дроссельной заслонки. Он обеспечивает дополнительную подачу воздуха при пуске и прогреве двигателя. По мере прогрева двигателя, начиная с температуры охлаждающей жидкости 50...70°С, регулятор прекращает подачу дополнительного воздуха. После этого при закрытой дроссельной заслонке воздух поступает только через верхний байпасный (обводной) канал, сечение которого можно изменять регулировочным винтом 11, что обеспечивает возможность регулирования частоты вращения в режиме холостого хода.

Стабилизатор 5 перепада давлений поддерживает постоянное избыточное давление топлива относительно давления воздуха в впускном газопроводе. В этом случае цикловая подача топлива форсункой 13 зависит от времени, в течение которого открыт ее клапан. Следовательно, основной принцип электронного управления впрыскиванием топлива заключается в изменении (модуляции) электрического импульса, управляющего форсункой при поддержании постоянного перепада давления топлива.

Длительность имцульсов управления временем впрыскивания топлива форсункой корректируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости по информации от датчика 15. Введенный в систему датчик 14 кислорода обеспечивает поддержание необходимого состава горючей смеси.

На режимах полного открытия дроссельной заслонки и разгона автомобиля необходимо обогащение горючей смеси, что обеспечивается ЭБУ по информации от датчика 10 положения дроссельной заслонки. При открытии заслонки контактная система датчика выдает импульсы, которые приводят к обогащению смеси в режиме разгона автомобиля.

В датчике 10 положения дроссельной заслонки предусмотрена контактная пара, от замкнутого или разомкнутого состояния которой зависит отключение или включение топливоподачи в режиме принудительного холостого хода. Подача топлива прекращается при закрытой дроссельной заслонке, когда частота вращения коленчатого вала двигателя более 1000 об/мин, и возобновляется при снижении частоты вращения до 850 об/мин.

С целью облегчения пуска холодного двигателя в системе предусмотрена дополнительная пусковая форсунка 12, которая представляет собой электромагнитный клапан с вихревым центробежным распылителем. Продолжительность открытия форсунки зависит от температуры охлаждающей жидкости в двигателе, фиксируемой датчиком 16.

Система центрального впрыскивания топлива. Типичным примером центрального впрыскивания топлива является электронная система Mono-Motronic (рис. 6.13). Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей обычно малого класса, например ВАЗ-21214, -21044. Конструктивно она включает в себя следующие основные устройства: электронный блок управления 13 на базе микропроцессора, смесительную камеру 3 с дроссельной заслонкой и установленным на ней датчиком 8, фиксирующим ее положение, электромагнитную форсунку 6, регулятор 7 давления


Рис. 6.13. Электронная система центрального впрыскивания топлива

Mono-Motronic:

1 — катушки зажигания; 2 — распределитель электронного зажигания; 3 — смесительная камера; 4 — регулятор частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода; 5 — диффузор с датчиком температуры; 6 — электромагнитная форсунка; 7 — регулятор давления топлива; 8 — датчик положения дроссельной заслонки; 9 — возвратный топливный клапан; 10 — топливный фильтр; 11.— емкость с активированным углем для сбора паров бензина (адсорбер); 12 — электрический топливный насос; 13 — электронный блок управления; 14 — разъем для диагностики; 75 — датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя; 16— датчик температуры охлаждающей жидкости; 17 — кислородный датчик

топлива, электрический топливный насос 12, топливный фильтр 10, датчик 16 температуры охлаждающей жидкости, регулятор 4 частоты вращения в режиме холостого хода.

Действие регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу основано на изменении положения дроссельной заслонки или перепуска воздуха в обход дроссельной заслонки. После обработки информации от датчика частоты вращения микропроцессор формирует управляющий сигнал, подаваемый на исполнительное устройство, в качестве которого в таких системах может быть использован шаговый микроэлектродвигатель, который воздействует на дроссельную заслонку или клапан обводного, канала. Все системы центрального впрыскивания топлива имеют кислородный датчик 17 (А,-зонт), позволяющий поддерживать в оптимальных соотношениях количество воздуха к топливу, обеспечивая необходимый (стехиометрический) состав горючей смеси на всех режимах работы двигателя.

Система центрального впрыскивания топлива отличается от рассмотренной выше системы впрыска (см. рис. 6.12) следующим: отсутствует распределенный (отдельно для каждого цилиндра) впрыск топлива; процесс топливоподачи происходит с помощью

центрального отсека (модуля), в котором установлена одна электромагнитная форсунка 6 (см. рис. 6.13), обеспечивающая впрыскивание топлива; регулировка подачи топдивовоздушной смеси дроссельной заслонкой, а также распределение ее по цилиндрам двигателя происходит по принципу работы карбюраторной системы.

Наряду с этим в этой системе отсутствует датчик массового расхода воздуха, но в диффузоре 5 установлен датчик поступающего воздуха, которого нет в системе распределенного впрыскивания. Состав и функции действия остальных устройств центральной системы впрыскивания во многом подобны рассмотренной системе распределенного впрыска топлива.



Комплексные системы управления двигателем. Комплексная микропроцессорная система управления работой двигателя предназначена для выработки оптимального состава рабочей смеси, подачи топлива через форсунки в цилиндры двигателя, а также для своевременного его воспламенения с учетом оптимального угла опережения зажигания.

Примерная структурная схема комплексной системы управления двигателем прказана на рис. 6.14. В соответствии с этой схемой блок управления работает в совокупности с датчиками и исполнительными устройствами. Основным элементом блока управления является электронный микропроцессор* который производит обработку всех необходимых данных, обеспечивающих работу двигателя, и предназначен для: формирования момента и длительности импульсов электрического тока при работе электромагнитных форсунок; формирования импульса электрического т,ока для работы катушек зажигания с учетом необходимого угла опережения зажигания; управления работой регулятора добавочного воздуха; включения электрического бензонасоса (через реле); управления работой двигателя в резервном режиме (в случае отказа отдельных элементов системы).

Примером внедрения комплексной системы является двигатель ЗМЗ-4062, устанавливаемый на автомобиле»ГАЗ-3110 и его модификациях. Кроме того на базе этого двигателя ведется разработка дизельного двигателя, с электронным управлением впрыска топлива для легковых автомобилей ГАЗ и грузовых — семейства

«ГАЗель».

Сущность работы комплексной системы управления двигателем ЗМЗ-4062 заключается в следующем. При включении зажигания на панели приборов загорается и гаснет контрольная лампа. Это означает, что система исправна и готова к работе. Блок управления выдает команду на включение через реле электробензонасоса, который создает давление бензина в топливопроводе форсунок.

При вращении вала двигателя в процессе его пуска старт вращения коленчатого вала и данные, заложенные в его память. Для каждого конкретного режима работы двигателя блок управления выдает свои данные по оптимальному количеству топлива и углу опережения зажигания в зависимости от показаний, полученных от всех датчиков и оперативной памяти. Блок управления непрерывно корректирует выходные данные по изменяющимся сигналам датчиков.

Таким образом, управлением работой двигателя с помощью комплексной системы достигается более экономичная работа двигателя при повышении его мощностных показателей, а также выполнение норм по токсичности отработавших газов.

6.4. Карбюраторы двигателей грузовых автомобилей и автобусов

На двигателях грузовых автомобилей семейств ЗИЛ, «Урал» и некоторых моделей автобусов ЛИАЗ, ЛАЗ устанавливают карбюраторы К-88АТ или К-90. Они унифицированы по многим смесе-дозирующим системам и узлам, за исключением системы холостого хода. Это является основным отличием карбюратора К-90, так как у него в каналах холостого хода установлены два электромагнитных клапана и контактный датчик положения дроссельных заслонок, которые входят в рассмотренную ранее систему экономайзера принудительного холостого хода (см. рис. 6.9). Это обеспечивает снижение уровня токсичности отработавших газов и уменьшение расхода топлива автомобилями и автобусами на которых устанавливаются карбюраторы типа К-90.



Карбюратор К-88АТ. Карбюратор (рис. 6.15) имеет две смесительные камеры, каждая из которых предназначена для питания одного ряда цилиндров. Карбюратор состоит из четырех основных частей: корпуса 10 воздушной горловины, корпуса 6 поплавковой камеры и диффузоров, корпуса 51 смесительных камер и пневмоинерционного ограничителя 41 максимальной частоты вращения коленчатого вала. Для балансировки карбюратора служит балансировочный канал 28, соединяющий воздушную горловину с поплавковой камерой 55, в результате чего в них уравновешивается давление и устраняется влияние загрязнения воздухоочистителя на состав горючей смеси.

Рис. 6.15. Схема карбюратора К-88АТ:



1 — экономайзер; 2 — клапан экономайзера; 3 — толкатель; 4 — обратный клапан; 5 — ускорительный насос; 6 — корпус поплавковой камеры и диффузоров; 7 — поршень; 8 — шток привода ускорительного насоса и экономайзера; 9 — шток поршня; 10 — корпус воздушной горловины; 11 — планка; 12, 14, 39, 50 — пружины; 13 — шток толкателя; 15 — направляющая; 16 — жиклер холостого хода; 17— колодец жиклера холостого хода; 18, 42 — трубопроводы; 19, 47, 52 — воздушные жиклеры; 20 — кольцевая щель диффузора; 21 — малый диффузор; 22 — предохранительный клапан; 23 — воздушная заслонка; 24 — распылитель; 25 — смесительная полость; 26— форсунка; 27 — жиклер форсунки; 28— балансировочный канал; 29, 34, 48, 53, 54 — воздушные каналы; 30 — канал холостого хода; 31 — поплавок; 32 — сетчатый фильтр; 33 — запорный клапан; 35 — корпус датчика; 36 — клапан датчика; 37 — седло клапана; 38 — вал привода ротора; 40 — ротор; 41 — пневмоинерционный ограничитель; 43 — мембрана; 44 — крышка вакуумной камеры; 45 — корпус вакуумной камеры; 46 — шток мембраны; 49, 69 — рычаги привода дроссельных заслонок; 51 — корпус смесительных камер; 55 — поплавковая камера; 56 — главный жиклер; 57 — колодец жиклера полной мощности; 58 — регулировочный винт; 59, 60 — соответственно верхнее и нижнее отверстия системы холостого хода; 61 — жиклер полной мощности; 62 — большой диффузор; 63 — дроссельная заслонка; 64, 67 — топливные каналы; 65 — колодец форсунок; 66 — игольчатый клапан; 68 — ось дроссельных заслонок

Поддержание необходимого состава обедненной горючей смеси в карбюраторе достигается торможением топлива воздухом. Для этой цели смесительные камеры снабжены самостоятельными главными дозирующими устройствами с входящими в них воздушными жиклерами 19, а также малым 21 и большим 62 диффузорам и, улучшающими процесс смесеобразования в результате повышения в них скорости воздуха. Каждая смесительная камера имеет самостоятельную систему холостого хода с питанием из колодцев 57 жиклеров 61 полной мощности. Общими для обеих камер карбюратора является горловина с воздушной заслонкой 23 и сетчатым фильтром 32, поплавковая камера 55 с поплавком 31 и запорным клапаном 33, экономайзер / и ускорительный насос 5 с форсункой 26. В обеих смесительных камерах дроссельные заслонки 63 закреплены на одной оси 68 и открываются одновременно.

Управление дроссельными заслонками 63 осуществляется из кабины водителя педалью 6 (см. рис. 6.1) или рукояткой 5, а управление воздушной заслонкой — с помощью рукоятки 4. Обе смесительные камеры карбюратора работают одновременно и их процессы смесеобразования одинаковы, поэтому работу карбюратора рассмотрим на примере работы одной из смесительных камер.

При пуске и прогреве двигателя воздушную заслонку 23 (см. рис. 6.15) закрывают, а так как она конструктивно через систему тяг связана с осью 68 дроссельной заслонки 63, то последняя несколько приоткрывается, вследствие чего в смесительной камере создается разрежение, что обеспечивает обогащение горю- ■' чей смеси в результате интенсивного истечения топлива из кольцевой щели 20 малого диффузора 21 и эмульсии из отверстий 59 и 60 канала 30 холостого хода. Наряду с этим обогащение горючей смеси происходит и из-за нескольких нажатий на педаль дроссельной заслонки, в результате чего поршень 7 ускорительного насоса перемещается вниз и дополнительно через форсунку 26 впрыскивает топливо в малый диффузор 21.

В момент начала работы двигателя в случае несвоевременного открытия воздушной заслонки 23 под действием разности давлений открывается предохранительный клапан 22, что предотвращает сильное обогащение горючей смеси.



При малой частоте вращения коленчатого вала на режиме холостого хода дроссельная заслонка 63 прикрыта, поэтому разрежение в диффузоре недостаточно для истечения топлива.

Максимальное разрежение создается за дроссельной заслонкой, которое передается через отверстия 60 и 59 в эмульсионный канал 30 и к жиклеру 16 холостого хода. Под действием этого разрежения топливо из поплавковой камеры 55 через главный жиклер 56 и колодец 57 жиклера полной мощности поступает в колодец 17, а затем к жиклеру 16 холостого хода. При этом необходимый для образован душной горловины через верхнее отверстие жиклера 16 холостого хода, а также из воздушного жиклера 19 и жиклера 61 полной мощности.

Образовавшаяся богатая горючая смесь движется по каналу 30 холостого хода, в конце которого к ней дополнительно подсасывается воздух из верхнего щелевидного отверстия 59, и, через нижнее отверстие 60 эмульсия поступает в пространство смесительной камеры за дроссельной заслонкой и затем в цилиндры двигателя.

По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается разрежение у верхнего отверстия 59, и эмульсия начинает поступать из обоих отверстий. Этим достигается плавный переход двигателя от работы на режиме холостого хода к работе под нагрузкой, которая обеспечивается главной дозирующей системой.



При работе двигателя на холостом ходу качество горючей смеси регулируют винтом 58, а частоту вращения коленчатого вала — ввернутым в корпус привода карбюратора упорным винтом, изменяющим степень прикрытия дроссельной заслонки.

При малых и средних нагрузках двигателя переход от режима холостого хода к режиму частичных нагрузок происходит по мере открытия дроссельной заслонки. При этом система холостого хода плавно прекращает подачу эмульсии, а так как разрежение и скорость воздуха в диффузорах возрастают, то в работу вступает главная дозирующая система. К топливу, поступающему из поплавковой камеры через главный жиклер 56 и жиклер 61 полной мощности, подмешивается воздух из воздушного жиклера 19. Образовавшаяся при этом эмульсия поступает в кольцевую щель 20 малого диффузора 21. С увеличением разрежения в малом диффузоре компенсация состава горючей смеси достигается поступлением дополнительного воздуха из жиклера 16 холостого хода, в результате чего уменьшается разрежение около жиклера 61 полной мощности и в колодце 57. Таким образом, воздух, поступающий через воздушные жиклеры 19 и 16, тормозит истечение топлива из главного жиклера 56 и горючая смесь обедняется до необходимого состава.

При больших нагрузках двигателя обогащение горючей смеси осуществляется экономайзером 1 с механическим приводом, состоящим из кинематически связанных рычага 69 привода дроссельных заслонок и штока 8 привода ускорительного насоса и экономайзера, на конце которого закреплена планка 11. При открытии дроссельной заслонки 63 более чем на 80% планка 11 перемещается вниз и через направляющую 75 и пружину 14 нажимает ия эмульсии воздух поступает из воз на шток 13 толкателя, который, воздействуя на толкатель 3, открывает шариковый клапан 2 экономайзера, и дополнительное количество топлива поступает по каналу 64 к жиклеру 61 полной мощности. В результате этого происходит обогащение горючей смеси и двигатель развивает полную мощность

При резком открытии дроссельных заслонок (режим ускорения) кратковременное обогащение горючей смеси происходит в результате подачи дополнительного топлива из колодца ускорительного насоса 5, а также резервного топлива, находящегося в колодце 57 над жиклером 61 полной"мощности. Резкое открытие дроссельной заслонки сопровождается быстрым перемещением штока 8 и планки 11 вниз. При этом давление под поршнем /возрастает, обратный шариковый клапан 4 закрывается, а топливо по каналу 67 через игольчатый клапан 66 поступает в колодец 65 форсунки 26. Затем через жиклер 27 форсунки топливо подается в смесительную полость 25, где оно смешивается с воздухом и в виде тонких струй впрыскивается через распылитель 24 в смесительную камеру для обогащения горючей смеси.

Связь поршня 7 с планкой 11 осуществляется через шток 9 поршня и пружину 12, которая необходима для обеспечения затяжного впрыскивания топлива. Установка нагнетательного игольчатого клапана 66 исключает возможность поступления воздуха под поршень 7 при его быстром подъеме, а также устраняет подсасывание топлива из колодца ускорительного насоса на средних и больших нагрузках двигателя при постоянном положении дроссельной заслонки.



Пневмоинерционный ограничитель 41 (см. рис. 6.15) максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя состоит из центробежного датчика инерционного типа и исполнительного механизма с вакуумно-мембранным приводом на ось дроссельных заслонок.

Центробежный датчик установлен на крыше распределительных шестерен. В корпусе 35датчика, закрытом пластмассовой крышкой, установлен ротор 40, вал 38 привода которого в передней части уплотнен сальником. На этом же конце вала имеется паз для' концевого выступа валика 22 (см. рис. 3.4) привода ротора от распределительного вала.

Исполнительный механизм установлен на корпусе 51 (см. рис. 6.15) смесительных камер. Между разъемными плоскостями крышки 44 и корпуса 45 вакуумной камеры установлена мембрана 43, соединенная с верхним концом штока 46. На оси 68 дроссельных заслонок установлен рычаг 49, соединенный одним плечом с нижним концом штока 46 мембраны, а другим — с пружиной 50, под действием которой рычаг 49 поворачивается и удерживает дроссельные заслонки 63 в открытом положении. Так как ось <5# может проворачиваться на некоторый угол относительно валика рычага привода заслонок из-за их шарнирно-вйльчатого соединения, то при срабатывании ограничителя дроссельные заслонки прикрываются, независимо от положения педали управления подачей топлива.

Пространство над мембраной 43 вакуумной камеры при помощи трубопровода 42 и канала 34 сообщается с полостью ротора 40,

а через канал 48, жиклеры 47, 52 и каналы 54> 53 это же пространство соединяется со смесительной камерой карбюратора. Пространство под мембраной через канал 29 постоянно сообщается с воздушным патрубком карбюратора.

Если частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает максимального значения, то ротор 40 датчика, вращаясь, не развивает достаточной Центробежной силы и клапан 36 датчика, удерживаясь пружиной 39, не закрывает отверстие седла 37 клапана. При этом пространство над мембраной 43 сообщается с воздушной горловиной через трубопровод 42, канал 34, полость ротора 40 и трубопровод 18, а пространство под мембраной — через канал 29. Таким образом, давление воздуха снизу-и сверху мембраны 4? одинаковое и шток 46 мембраны не воздействует на механизм привода дроссельных заслонок;

При частоте вращения коленчатого вала в пределах 3100..; 3200 об/мин клапан 36 датчика развивает значительную центробежную силу, при этом пружина 39 растягивается и клапан закрывает отверстие в седле 37, перекрывая доступ воздуха из воздушной горловины в пространство над мембраной 43, которое через канал 48 и жиклеры 47 и 52 сообщается со смесительной камерой карбюратора, вследствие чего в этом пространстве создается разрежение. Так как пространство под мембраной через канал 29 соединяется с воздушной горловиной, то давление под мембраной становится выше давления над ней. Из-за разности давлений мембрана 43 поднимается вверх вместе со штоком 46, который, преодолевая натяжение пружины 50, перемещает рычаг 49 и прикрывает дроссельные заслонки 63.

В результате прикрытия дроссельных заслонок уменьшается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и обеспечивается поддержание максимальной частоты вращения коленчатого вала в заданных пределах (3100... 3200 об/мин).



Карбюратор К-135МУ. На V-образных восьмицилиндровьгх двигателях автомобилей ГАЗ-3307 и их модификациях установлен карбюратор К-135МУ (рис. 6.16), который по принципу действия смесеюбразующих систем, а также конструкции ограничителя максимальной частоты вращенияколенчатого вала во многом аналогичен рассмотренному выше карбюратору К-88АТ, за исключением ^ некоторых конструктивных особенностей. Все дозирующие системы и устройства расположены в трех основных частях карбюратора: корпусе 36 поплавковой камеры, ее крышке 2 с фланцем и корпусе 31 смесительных камер. Корпус смесительных камер конструктивно объединен с корпусом исполнительного механизма пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения, ротор 19 которого приводится в действие от распределительного вала двигателя.

Все каналы жиклеров снабжены пробками для обеспечения доступа к ним без разборки карбюратора. Топливные жиклеры

Рис. 6.16. Схема карбюратора К-135МУ: 1 — шток привода ускорительного насоса; 2 — крышка поплавковой камеры; 3 — воздушный жиклер главной дозирующей системы; 4 — малый диффузор; 5 — трубка топливного жиклера холостого хода; 6 — воздушная заслоыка; 7 — распылитель; 8 — блок распылителей с полым болтом; 9 — нагнетательный клапан; 10 — воздушный жиклер; // — игольчатый клапан поплавковой камеры; 12 — сетчатый фильтр; 13 — поплавок; 14 — смотровое окно; 15 — пробка жиклера; 16 — мембрана исполнительного механизма; 17 — клапан ограничения, частоты вращения коленчатого вала; 18 — пружина; 19 — корпус ротора; 20 — регулировочный винт; 21 — пружина ограничителя; 22 — ось дроссельных заслонок; 23, 25 — жиклеры соответственно вакуумный и воздушный; 24 — прокладка; 26— манжета; 27— главный топливный жиклер; 28— эмульсионная трубка; 29 — дроссельная заслонка; 30 — винты регулирования качества смеси; 31 — корпус смесительных камер; 32 - большой диффузор; 33 —" электромагнитный клапан; 34 — рычаг привода; 35 — впускной клапан; 36 — корпус поплавковой камеры; 37 — клапан экономайзера

холостого хода могут быть ввернуты снаружи, так как они выведены через крышку на корпус смесительных камер.

В крышке корпуса расположена воздушная заслонка с двумя автоматическими клапанами и приводом, который соединен с осью дроссельных заслонок системой рычагов и тяг.

В карбюраторе применен электромагнитный клапан 33, который автоматически отключает поступление топлива в смесительные камеры при движении автомобиля «накатом».

Ускорительный насос со штоком / и клапан 37 экономайзера являются общими для обеих камер карбюратора. Распылители экономайзера и насоса выведены в каждую камеру. Система пуска холодного двигателя является общей для обеих камер карбюратора.

Клапан экономайзера включается в работу за 5...7° до полного открытия дроссельных заслонок. Привод экономайзера и ускорительного насоса конструктивно объединен.



6.5. Приборы топливоподачи, очистки воздуха и газопроводы

Топливный бак. На автомобиле может быть установлен один или несколько топливных баков, являющихся резервуарами для хранения топлива. Емкость топливного бака должна обеспечивать, пробег автомобиля без заправки 400...600 км. Форма топливного бака, особенности конструкции его наливной горловины и способ крепления зависят от места установки бака на автомобиле. В остальном же топливные баки различных автомобилей сходны по устройству.

Они состоят из двух штампованных половин (см. рис. 6.1), сваренных между собой. Внутри бака имеются перегородки, которые повышают его жесткость и уменьшают гидравлические удары при резких перемещениях топлива. Уровень топлива в баке определяется с помощью указателя 8, установленного на щитке приборов, и датчика 9, расположенного в гнезде бака.

Топливные баки некоторых моделей автомобилей оборудуют приборами, которые контролируют начало расхода резервного топлива, рассчитанного на пробег не менее 50 км.

Заливная горловина 11 топливного бака имеет сетчатый фильтр и герметично закрывается крышкой, в которую для уменьшения потерь топлива вследствие испарения встроены два автоматических клапана, сообщающие полость бака с атмосферой для выравнивания давления в нем. При разрежении в баке в пределах 0,015...0,040 МПа открывается впускной клапан и бак сообщается с атмосферой; при избыточном давлении в баке, равном 0,01... 0,02 МПа, открывается выпускной клапан.



Топливные фильтры. Для очистки топлива от механических примесей и воды применяются топливные фильтры (рис. 6.17). На пути от бака к карбюратору топливо очищается сетчатыми фильтрами бака, топливного насоса и карбюратора. Кроме того, между баком и топливным насосом устанавливают фильтр-отстойник щелевого типа, а между карбюратором и топливным насосом — фильтр тонкой очистки топлива. Такая тщательная очистка топлива необходима потому, что даже самые небольшие механические примеси и вода нарушают работу карбюратора.

Фильтр грубой очистки (рис. 6.17, а) имеет фильтрующий элемент 5, состоящий из тонких пластин 9 с отверстиями 8 и штампованными выступами 6. В собранном фильтрующем элементе из за наличия выступов образуются щелевые зазоры, в которых за держиваются и выпадают в отстойник механические примеси с размером частиц более-0^05 мм. Топливо поступает в корпус 3 фильтра через отверстие 4 щ пройдя фильтрующий элемент 5, выходит из корпуса через отверстие 2. В металлическом стакане 1 из топлива отстаивается вода, которая вместе с механическими примесями спускается через отверстие, закрываемое пробкой 7.

Фильтр тонкой очистки (рис. 6.17, б) в значительной мере способствует безотказной работе смеседозирующих систем карбюратора и особенно жиклеров, имеющих отверстия с малым проходным сечением. Топливо через впускное отверстие 12 подается в стеклянный стакан-отстойник 14, прижимаемый к корпусу 11 скобой 15. Из стакана топливо поступает в пористый керамический элемент 13, где оно подвергается тонкой очистке, и затем через выходное отверстие 10 — к карбюратору.

Двигатели большинства легковых автомобилей оборудуются только фильтром тонкой очистки (рис. 6.17, в) с фильтрующим элементом из латунной сетки 16, установленной на алюминиевом или капроновом патроне. Принцип работы такого фильтра аналогичен фильтру с керамическим фильтрующим элементом.



Топливный насос. Для принудительной подачи топлива к карбюратору служит топливный насос. На двигателях автомобилей ЗИЛ-431410 топливный насос приводится в действие от эксцентрика распределительного вала через штангу, на двигателях автомобилей ГАЗ-31029, -3110 «Волга», -3307 и «Москвич-21412» — непосредственно от эксцентрика; на двигателях ВАЗ — эксцентриком вала привода смазочного насоса и распределителя зажигания. Наибольшее распространение получили мембранные насосы, отличающиеся хорошей работоспособностью.

Насос Б-10 карбюраторных двигателей автомобилей ЗИЛ (рис. 6.18, а) состоит из трех основных частей: корпуса 2, клапанной головки 7 и крышки 10. В корпусе насоса установлены коромысло 17, нагнетательная пружина 4 и валик 14 рычага 1 механизма ручной подкачки топлива. В клапанную головку 7 встроены три выпускных клапана 13 и три впускных клапана 8, над которыми расположен сетчатый фильтр 9. Крышка 10 имеет перегородку 11, разделяющую впускную А и нагнетательную Б полости насоса. Между клапанной головкой 7 и корпусом 2 зажата многослойная лакотканевая мембрана 6, закрепленная на штоке 5, нижний конец которого через шайбу соединен с внутренним вильчатым плечом коромысла 17, а его наружное плечо пружиной 15 коромысла постоянно прижимается к штанге 18 привода насоса.

Работает насос следующим образом. При набегании выступа эксцентрика 19 на штангу 18 коромысло 17, поворачиваясь на оси 16, своим вильчатым плечом опускает шток с мембраной вниз, преодолевая сопротивление нагнетательной пружины 4. При этом в полости над мембраной создается разрежение, под действием

Рис. 6.17. Топливные фильтры: а — грубой очистки; б, в — тонкой очистки; 1, 14 — стаканы-отстойники; 2, 4, 10, 12— отверстия в корпусах фильтров; 3, 11 — корпуса; 5, 13, 16— фильтрующие элементы; б— выступы; 7— пробки; 8— отверстия в пластинчатом фильтре; 9 — пластины; 15 — скоба



9 10 11


Рис. 6.18. Мембранный топливный насос:

а — разрез насоса; б — механизм ручной подкачки; 1 — рычаг механизма ручной подкачки топлива; 2 — корпус; 3 — контрольное отверстие; 4 — пружина нагнетательная; 5 — шток; 6 — мембрана; 7 — головка клапанная; 8 — впускные^ клапаны; 9 — сетчатый фильтр; 10 — крышка; 11 — перегородка крышки; 12 — отверстие под штуцер; 13 — выпускные клапаны; 14 — валик; 15 — пружина коромысла; 16 — ось; 17 — коромысло; 18 — штанга; 19 — эксцентрик; А — впускная полость; Б — нагнетательная полость
которого открываются впускные клапаны 8, и топливо из бака поступает во впускную полость А крышки 10, откуда, пройдя сетчатый фильтр 9, заполняет пространство над мембраной. При сбе-гании выступа эксцентрика 19 из-под штанги 18 под действием нагнетательной пружины 4 шток 5 вместе с мембраной поднимается вверх. При этом под давлением топлива, находящегося над мембраной, впускные клапаны 8 закрываются, а выпускные 13 открываются и топливо подается в нагнетательную полость Б, из которой оно через отверстие 12 и штуцера поступает по топливопроводу к карбюратору.

В том случае если расход топлива через дозирующие системы карбюратора мал и запорный клапан поплавковой камеры закрыт, насос работает вхолостую. Это объясняется тем, что топливо, находящееся над мембраной, не позволяет ей перемещаться вверх. При этом нагнетательная пружина 4 сжата, а шток 5 находится в нижнем положении, что позволяет вильчатому плечу коромысла свободно качаться до тех пор, пока не откроется запорный клапан поплавковой камеры карбюратора. При ремонтнорегулировочных работах для заполнения поплавковой камеры топливом служит механизм ручной подкачки (рис. 6.18, б). Валик 14 пазом, соединенным с коромыслом 17, действует на его вильчатый конец, обеспечивая перемещение штока и мембраны не под действием эксцентрика, а вручную — рычагом 1.

Для контроля герметичности мембраны и вентиляции корпуса служит отверстие 3,

Воздухоочиститель. Для очистки воздуха от пыли на двигатель устанавливают воздухоочиститель. Применение воздухоочистителя позволяет уменьшить изнашивание деталей цилиндропоршневой группы двигателя примерно в 2 — 3 раза, по сравнению с изнашиванием их при работе карбюратора без фильтрации воздуха. Кроме того, воздухоочиститель снижает уровень шума, возникающего во впускном тракте во время процесса впуска. Широкое распространение получили масляно-инерционные двухступенчатые воздухоочистители (у двигателей большинства моделей автомобилей ЗИЛ) и сухие со сменными фильтрующими элементами (у двигателей автомобилей ГАЗ, ВАЗ и «Москвич»).

Масляно-инерционный воздухоочиститель (рис. 6.19) состоит из корпуса 7, фильтрующего элемента 2, масляной ванны 1, крышки-переходника 4 для забора воздуха, отражателя 8, воздухосборника 5, переходника 9 для крепления воздухоочистителя и патрубка 6 отбора воздуха.

При работе двигателя в результате разрежения во впускном газопроводе запыленный воздух через воздухосборник 5 поступает в крышку-переходник 4 и через кольцевую щель 3 направляется вниз к масляной ванне 1 и отражателю 8. У поверхности масла воздух резко изменяет направление и движется к фильтрующему элементу 2, набивка которого может быть выполнена из капронового волокна или металлической сетки. При изменении направления движения воздуха крупные частицы пыли, продолжая по инерции двигаться вниз, оседают в масле.

Проходя через фильтрующий элемент 2, воздух неоднократно изменяет направление движения, в результате чего мельчайшие частицы пыли задерживаются в его набивке. Очищенный воздух через переходник 9 поступает в воздушную горловину карбюратора и к патрубку 6 отбора воздуха.

Сухие воздухоочистители имеют сменные фильтры, в которых воздух очищается от пыли, проходя через фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого металлического каркаса и сменного свернутого рулона специальной пористой бумаги или картона. Для предварительной очистки воздуха и увеличения пылеемкости фильтра на его свернутый рулон дополнительно надевают элемент из синтетической ваты.

Газопроводы. Впускной газопровод служит для подвода горючей смеси от карбюратора к соответствующим каналам в блоке цилиндров, выпускной — для отвода отработавших газов из двигателя. Первый обычно отливают из алюминиевого сплава, а второй — из серого чугуна. Газопроводы должны оказывать минимальное сопротивление перемещению газов, обеспечивая возможно большее наполнение и лучшую очистку цилиндров от отработавших газов. Впускные газопроводы должны обеспечивать также равномерное распределение горючей смеси по цилиндрам двигателя.

Наряду с этим в процессе протекания горючей смеси по впускному газопроводу мельчайшие частицы топлива оседают на стенках его каналов. Это приводит к тому, что состав смеси, поступающей в цилиндры двигателя, становится различным, тем самым нарушается нормальный процесс сгорания топлива.



Рйс. 6.19. Масляно-инерционный воздухоочиститель:



1 — масляная ванна; 2 — фильтрующий элемент; 3 — кольцевая щель; 4 -^

крышка-переходник; 5 -- воздухосборник; 6 — патрубок; 7 — корпус; 8 —

отражатель; 9 — переходник

Во избежание описанного явления во впускном газопроводе применяют подогрев горючей смеси. Для этой цели часть впускного газопровода выполняют с двойными стенками, между которыми циркулируют отработавшие газы или охлаждающая жидкость, поступающая из рубашки охлаждения.

В V-образных двигателях имеются один впускной и два выпускных газопровода. Впускной газопровод (рис. 6.20) располагают

Рис. 6.20. Впускной газопровод V-образного карбюраторного двигателя:

/ — корпус клапана вентиляции картера; 2, 3, 4, 5 — шпильки; 6, 9 — каналы

системы охлаждения; 7, 8 — каналы подвода горючей смеси

между головками блока. Он отливается из алюминиевого сплава и крепится фрезерованными плоскостями через прокладки на шпильках гайками к обеим головкам блока.

Каналы 7 м 8, подводящие горючую смесь к цилиндрам, омываются горячей водой через каналы 6 и 9 системы охлаждения, что и создает подогрев смеси. Шпильки 2, 3, 4, 5 служат для крепления соответственно карбюратора, патрубка радиатора, патрубка вентиляции картера, соединенного с клапаном 1, и топливного насоса. Впускные каналы в газопроводе расположены так, что каждая камера карбюратора питает горючей смесью определенную группу цилиндров с учетом порядка работы двигателя, чем обеспечивается одинаковое по качеству состояние потока горючей смеси.

В однорядных двигателях оба газопровода, как правило, объединены в единый узел, который фланцами патрубков при помощи шпилек и гаек присоединен к блоку цилиндров или головке блока. В таких двигателях для регулирования интенсивности подогрева горючей смеси отработавшими газами в выпускном газопроводе или воздушном патрубке перед воздухоочистителем устанавливается поворотная заслонка, позволяющая изменять количество теплоты, поступающей для подогрева горючей смеси от выпускного газопровода. Изменение положения поворотной заслонки производится, как правило, автоматически с помощью биметаллических спиралей или специальных терморегуляторов.

Контрольные вопросы.


  1. Каково соотношение количества топлива и воздуха в нормальной, обедненной и обогащенной горючих смесях?

  2. В чем заключается принцип работы элементарного карбюратора и каковы его недостатки?

  1. Перечислите основные смеседозирующие системы современного карбюратора.

  2. На каком принципе основано действие главной дозирующей системы карбюратора?

  3. В чем заключается разница в назначениях ускорительного насоса и экономайзера?

  1. В чем заключается принцип работы системы впрыскивания топлива?

  1. Какова разница между распределенной и центральной системами впрыскивания топлива?

  1. Перечислите основные устройства систем впрыскивания топлива.

  1. Каковы назначение и принцип действия воздухоочистителя и топливного насоса?




  1. Каковы назначение, устройство и принцип действия топливного фильтра грубой очистки?

  2. На чем основано действие пневмоинерционного ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя?




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница