Системы питания бензиновых двигателей Лабораторное занятие № 2.1 Системы питания карбюраторных двигателей

Цель: изучение топливных систем карбюраторных двигателей, назначение и устройство карбюраторов, их систем и дополнительных устройств.

Разборка карбюраторов, изучение элементов их систем

Система питания предназначена для приготовления горючей смеси определенного состава и в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя. Она включает устройства для хранения топлива, очистки и подачи воздуха, дозирования воздуха и топлива при образовании горючей смеси и подачи ее в цилиндры, приборы контроля за расходом топлива.

Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор, в котором начинается приготовление смеси, называется карбюратором. Распространение получили пульверизационные карбюраторы, работающие по принципу пульверизатора.

Рисунок 2.1.1─ Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя: 1 − указатель уровня топлива; 2 − топливный бак; 3 − фильтр-отстойник; 4 − топливопровод; 5 – фильтр тонкой очистки топлива; 6 – карбюратор; 7 – впускной трубопровод; 8 − топливоподкачивающий насос

На рисунке 2.1.1 представлена типичная принципиальная схема системы питания автомобильного карбюраторного двигателя. Основной узел этой системы − карбюратор.

Большинство автомобильных карбюраторов выполняются по типовой схеме с некоторыми конструктивными отличиями. В таких карбюраторах главная дозирующая система включает в себя эмульсионный колодец, который соединен, с одной стороны, с поплавковой камерой через главный топливный жиклер, а с другой стороны − с рас-пылителем в диффузоре через канал с большим проходным сечением. К главной дозирующей системе через каналы малого диаметра подсоединены переходная система и система холостого хода. Процесс смесеобразования начинается в каналах карбюратора. В большинстве карбюраторов эмульсирование топлива осуществляется подачей воздуха через воздушный жиклер (обычно в системах холостого хода и эконостата), а в главную дозирующую систему − через воздушный жиклер и эмульсионный колодец. Процесс смесеобразования продолжается в диффузоре карбюратора, где топливовоздушная эмульсия, попадая в поток воздуха, перемешивается с ним.

В зависимости от конструктивных особенностей воздушного канала, его назначения и режимов работы карбюратор может иметь от одного до трех диффузоров. Карбюраторы с одним диффузором и распылителем на многих режимах не могут обеспечить заданную равномерность состава горючей смеси по цилиндрам. Одна из причин этой неравномерности − попадание частиц топлива на стенку, противоположную каналу распылителя. На некоторых режимах возможно стекание топливной пленки по указанной стенке. Поэтому большинство современных карбюраторов в каждом воздушном канале имеют два диффузора, при этом нижняя кромка малого диффузора с распылителем расположена внутри суженной части большого диффузора. На выходе из малого диффузора топливовоздушная смесь подается в воздушный поток, что уменьшает количество топлива, попадающего на стенки смесительной камеры. Кроме того, поток воздуха приобретает повышенную скорость, что позволяет улучшить качество распыливания топлива при равном аэродинамическом сопротивлении.

При уменьшении нагрузки скорость воздуха в диффузоре снижается, что может привести к ухудшению дробления капель топлива. Процесс распыливания топлива переносится в зону двух щелей, образуемых кромкой дроссельной заслонки и стенками смесительной камеры карбюратора. Высокая интенсивность процесса испарения топлива в этой зоне подтверждается тем, что при низкой температуре воздуха и повышенной влажности на кромке дроссельной заслонки образуется ледяная корка, нарушающая нормальную работу карбюратора.

Основные требования к системам смесеобразования сводятся к обеспечению:

− норм на выбросы токсичных веществ с отработавшими газами;

− надежного пуска как холодного, так и прогретого двигателя в широком интервале изменения температуры окружающей среды;

− оптимального состава смеси, близкого к оптимальному, на всех режимах для получения приемлемых индикаторных показателей рабочего процесса;

− стабильности характеристик карбюратора в различных условиях эксплуатации с учетом климатических условий, износа двигателя и т. д.;

− предельной унификации карбюраторов, бензиновых насосов, фильтров как для различных модификаций двигателей одной модели, так и для различных типов двигателей;

− автоматизации работы подсистем, исключению неквалифицированного вмешательства в их регулировку.

Особенностью автомобильного двигателя является широкий диапазон нагрузочных и скоростных режимов. Современный карбюратор обеспечивает: процессы смесеобразования, близкие к оптимальным, на любых режимах и при переходе с одного из них на другой; надежный пуск двигателя, его прогрев при минимальных выбросах токсичных веществ и расходе топлива. При торможении автомобиля необходимо отключать подачу топливовоздушной смеси и в нужный момент переходить на нагрузочный режим или режим холостого хода.

Смесеобразование в карбюраторных двигателях является одним из важнейших факторов, определяющих основные эффективные показатели двигателей. Протекание процесса смесеобразования и равномерность распределения смеси (по составу) и антидетонационных присадок по цилиндрам, динамические качества двигателя зависят, в основном, от следующих факторов:

− фракционного состава бензина, температур испарения отдельных фракций топлива и антидетонатора;

− температуры топлива и воздуха, интенсивности подогрева смеси;

− относительной скорости воздуха и скорости капель топлива, степени турбулентности потока, площади поверхности испарения (капель или слоя пленки топлива), что в значительной степени зависит от дисперсности дробления топлива в распылителе, продолжительности испарения.