Устройство карбюраторных двигателей внутреннего сгорания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему: Устройство карбюраторных двигателей внутреннего сгорания

1. Система питания карбюраторного двигателя

Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на одной заправке топливом может проехать 500 - 600 и более километров. Это расстояние называется запасом хода автомобиля. Конечно, максимальный пробег машины «на одном баке» зависит от многих факторов, но основным из них является правильная работа системы питания двигателя.

Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания.

В этом разделе мы рассматриваем работу бензинового двигателя, то в дальнейшем под топливом будет подразумеваться именно бензин.

Система питания состоит из:

- Топливного бака;

- Топливопроводов;

- Фильтров очистки топлива;

- Топливного насоса;

- Воздушного фильтра;

- Карбюратора.

Топливный бак - это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Первая ступень очистки топлива - это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине примесям и воде попасть в систему питания двигателя.

Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов .

Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40 - 50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5 - 9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка - лампа резерва топлива. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке.

Топливный фильтр (как правило, устанавливается самостоятельно) -- второй этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется разовый фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Топливный насос -- предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор.

Насос состоит из: корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.

Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса или от распределительного вала двигателя. При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик набегает на шток привода топливного насоса. Шток начинает давить на рычаг, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму опускаться вниз. Над диафрагмой создается разряжение и впускной клапан, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой.

При сбегании эксцентрика со штока диафрагма освобождается от воздействия рычага и за счет жесткости пружины поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный. Бензин над диафрагмой отправляется к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток процесс повторяется.

Обращаем внимание на то, что подача бензина в карбюратор происходит лишь за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. Это означает, что когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена и игольчатый клапан перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. До тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии «вытолкнуть» из насоса очередную порцию бензина.

Так как топливный бак расположен ниже карбюратора, то возникает необходимость в принудительной подаче бензина. Если предположить, что бак находится на крыше автомобиля, то потребность в насосе отпадает. В этом случае бензин будет поступать в карбюратор самотеком, что и используют некоторые водители в «безвыходной» ситуации при отказе насосав работе.

Закрепив канистру с бензином в положении, явно выше карбюратора и соединив их между собой, можно продолжить поездку (не забывая при этом правил противопожарной безопасности).

Воздушный фильтр - необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

При загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином. Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режима работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество смеси.

Карбюратор, это одно из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Давайте разберемся с устройством и принципом работы карбюратора на несколько упрощенной схеме.

Простейший карбюратор состоит из:

поплавковой камеры;

поплавка с игольчатым запорным клапаном;

распылителя;

смесительной камеры;

диффузора;

воздушной и дроссельной заслонок;

Топливных и воздушных каналов с жиклерами

При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, черес воздушный фильтр и карбюратор, устремляется ъ освободившийся объем цилиндра.

При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель, который расположен в самом узком месте смесительной камеры (диффузоре), высасывается топливе (рис. 16). Это происходит по причине разности давлений в поплавковой камере карбюратора, которая связана с атмосферой, и в диффузоре, где создается значительное разряжение.

Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем эта горючая смесь поступает в цилиндры.

Мы периодически пользуется каким-либо устройством, где применен принцип пульверизации. Неважно, что это - флакон с духами, банка с краской и насадкой к пылесосу или бачок-опрыскиватель для увлажнения цветов. В любом случае, за счет разности давлений из некой емкости высасывается жидкость, которая затем дробится и смешивается с воздухом.

Примерно так это происходит и в карбюраторе, но вместо пола тщательно измельченный и смешанный с воздухом бензин попадает в цилиндры двигателя.

Из схемы работы простейшего карбюратора можно понять, что двигатель не будет работать нормально, если уровень топлива в поплавковой камере (воды в чайнике) выше нормы, так как в этом случае бензина будет выливаться больше, чем надо. Если уровень бензина будет меньше нормы, то и его содержание в смеси будет тоже меньше, что опять нарушит правильную работу двигателя. Следовательно, количество бензина в камере всегда должно быть неизменным.

Уровень топлива в поплавковой камере карбюратора регулируется специальным поплавком , который, опускаясь вместе с игольчатым запорным клапаном, позволяет бензину поступать в камеру. Когда поплавковая камера начинает наполняться, поплавок всплывает и закрывает своим клапаном проход для бензина.

В салоне автомобиля у водителя под правой ногой имеется педаль «газа», предназначенная для управления карбюратором. А на что конкретно, на какую деталь карбюратора передается усилие ноги?

Когда водитель «давит на газ», на самом деле он управляет той заслонкой, которая обозначена на рис. , как дроссельная.

Дроссельная заслонка связана с педалью «газа» посредством рычагов или троса. В исходном положении заслонка закрыта. Когда водитель нажимает

На педаль, заслонка начинает открываться и поток воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается. При этом, чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше высасывается топлива, так как повышаются объем и скорость потока воздуха, проходящего через диффузор и «высасывающее» разряжение увеличивается.

Когда водитель отпускает педаль «газа», заслонка под воздействием возвратной пружины начинает закрываться. Поток воздуха уменьшается, и в цилиндры поступает все меньше и меньше горючей смеси. Двигатель «теряет обороты», уменьшается крутящий момент на колесах автомобиля, и соответственно, мы едем медленнее.

А если совсем убрать ногу с педали «газа»?

Тогда дроссельная заслонка закроется полностью. И тут же возникает вопрос. А как теперь со смесеобразованием? Ведь мотор заглохнет!

Оказывается, для поддержания работы двигателя на холостом ходу, в карбюраторе есть свои каналы, по которым воздух может попасть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином 6).

При закрытой дроссельной заслонке воздуху не остается другого пути, кроме как проходить в цилиндры по каналу холостого хода. По пути он высасывает бензин из топливного канала и, смешиваясь с ним, превращается в горючую смесь. Почти готовая к «употреблению» смесь попадает в поддроссельное пространство, там окончательно перемешивается и затем поступает в цилиндры двигателя.

Один из двух винтов регулировки карбюратора. С помощью этого винта регулируется качество смеси (соотношение воздуха и бензина), необходимое для работы двигателя на холостом ходу. Вторым винтом, «количества» смеси, регулируется плотность прикрытия дроссельной заслонки, от положения которой зависит объем проходящего через карбюратор потока воздуха.

На холостом ходу, при нормально работающей системе подачи топлива и отрегулированном карбюраторе, коленчатый вал двигателя должен устойчиво вращаться со скоростью примерно 800 -900 об/мин.

В карбюраторных автомобилях отечественного производства есть и кое-что общее. В частности, на панели приборов (или под ней) располагается рукоятка «подсоса», которая управляет воздушной заслонкой карбюратора (рис. И ).

Если прикрывать эту заслонку (вытягивать рукоятку «подсоса» на себя), то разряжение в смесительной камере карбюратора будет увеличиваться. Вследствие этого топливо из поплавковой камеры начинает высасываться более интенсивно и горючая смесь обогащается, что необходимо для запуска холодного двигателя.

По мере прогрева двигателя, водитель должен постепенно задвигать рукоятку «подсоса» (приоткрывать заслонку), не допуская очень больших оборотов коленчатого вала, так как повышенные обороты не полностью прогретого двигателя резко сокращают его ресурс. По окончании прогрева воздушную заслонку следует открыть полностью (это ее нормальное положение).

О степени прогрева двигателя «расскажет» стрелочный указатель температуры охлаждающей жидкости, который расположен на щитке приборов. Вертикальное положение стрелки говорит о том, что двигатель прогрелся полностью.

При вытягивании рукоятки «подсоса» на щитке приборов включается лампочка, подсвечивающая окошко (обычно желтого цвета) с соответствующим символом. Погаснет эта лампочка только тогда, когда воздушная заслонка будет полностью открыта (рукоятка «подсоса» полностью задвинута).

Карбюратор смешивает бензин с воздухом в строго определенной пропорции. Горючая смесь называется нормальной, если на одну часть бензина приходится пятнадцать частей воздуха (1:15). В зависимости от различных факторов качество смеси (соотношение бензина и воздуха) может меняться. Если воздуха будет больше, то смесь становится обедненной или бедной. Если воздуха меньше, то смесь превращается в обогащенную или богатую.

Обедненная и бедная смеси - это голодная пища для двигателя, в них топлива меньше нормы. Обогащенная и богатая смеси - слишком калорийная пища, так как топлива в них больше, чем надо. Вышеприведенной терминологии соответствует известные слова: «недоедание» и «голод» или «переедание» и «обжорство». Если подумать о своем здоровье, то из четырех предложенных вариантов для постоянного рациона лучше выбрать легкое «недоедание», чем три другие «убивающие диеты».

2. Режимы работы карбюратора

Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.

Пуск холодного двигателя. При этом режиме воздушную заслонку карбюратора следует полностью закрыть. Это означает, что рукоятка «подсоса» должна быть вытянута на себя «до упора». Педаль «газа» при пуске холодного двигателя трогать не рекомендуется, поэтому дроссельная заслонка будет тоже полностью закрыта. Состав горючей смеси для пуска холодного двигателя должен быть, и получается, богатым.

Режим холостого хода. Автомобиль стоит на месте или движется «накатом». Двигатель (полностью прогретый) работает на оборотах холостого хода. Воздушная заслонка открыта, а дроссельная закрыта. Состав смеси при этом получается обогащенным.

Режим частичных (средних) нагрузок. Машина движется со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, нога водителя слегка нажимает педаль «газа», поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.

Режим полных нагрузок. Водитель плавно, почти до конца нажал педаль «газа», автомобиль движется с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.

Режим ускорения. Водитель резко нажал педаль «газа» «до пола», для ускорения автомобиля при обгоне, при «отрыве» от потока транспорта и тому подобное. Состав смеси получается обогащенным, близким к богатому.

Внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!

Если автомобиле имеется прибор «эконометр», то на средней скорости движения автомобиля он покажет минимальный расход топлива.

Любая «грубая» работа педалью «газа» значительно увеличивает расход топлива, резко возрастают нагрузки на все механизмы и детали двигателя. При этом страдают еще и детали агрегатов, через которые крутящий момент передается на ведущие колеса.

Вождение автомобиля с резкими ускорениями и замедлениями просто не имеет смысла. Расход бензина при таком стиле вождения резко увеличивается, уменьшается ресурс двигателя, загрязняется окружающая среда, тратятся нервы, а выигрыш, во времени составляет мизерную величину или вообще отсутствует. Разница во времени прибытия в конечную точку маршрута протяженностью 40 - 50 километров в городских условиях, у «нормальных» и «дерганых» водителей, составляет не более 5 - 6 минут. Так стоит ли «дергаться»?

3. Основные неисправности системы питания

Не поступает топливо в карбюратор вследствие засорения компенсационного отверстия в пробке топливного бака (или вентиляционной трубки бака), чрезмерного засорения фильтра топливозаборника или фильтра тонкой очистки. Возможны неисправности и топливного насоса: повреждение диафрагмы или ее пружины, а также «зависание» или не плотное закрытие клапанов.

Для устранения неисправности все упомянутые элементы системы питания следует последовательно проверить. Затем промыть и поставить на место все то, что исправно, а неисправные узлы и детали заменить.

Двигатель не развивает полной мощности и (или) работает с перебоями из-за нарушения уровня топлива в поплавковой камере, загрязнения топливных или воздушных фильтров, жиклеров или каналов. А возможно, карбюратор просто неправильно отрегулирован.

Для устранения неисправности надо заменить или промыть соответствующие фильтры, продуть воздухом под давлением все каналы и жиклеры карбюратора, а также произвести необходимые регулировки.

Подтекание топлива может происходить по причине потери герметичности топливного бака, фильтра, насоса, карбюратора или в многочисленных соединениях топливопровода.

Для устранения неисправности следует подтянуть хомуты креплений топливных шлангов, поменять поврежденные прокладки. Негерметичность, возникшую по причине механических повреждений элементов системы питания, устраняют путем их замены.

4. Эксплуатация системы питания

Топливный бак, как правило, не требует к себе внимания со стороны водителя на протяжении всего срока службы автомобиля. Но иногда все же приходится снимать бак с машины и промывать его от грязи, которая попала туда в результате заправки машины некачественным бензином. В случае небольшого загрязнения можно попробовать слить отстой, для чего надо отвернуть пробку в нижней части топливного бака. А если сильно не повезет, то придется демонтировать всю систему питания.

Если засоряется компенсационное отверстие в пробке топливного бака или вентиляционная трубка, то создается разряжение, которое не позволяет' бензину поступать в карбюратор (топливный насос не в состоянии справиться с этим разряжением). Определить «вакуум» можно по звуку во время открытия пробки топливного бака. Каждому из вас приходилось открывать консервные банки, поэтому звук будет знакомым.

Загрязнение воздушного фильтра способствует увеличению концентрации вредных веществ в выхлопных газах, выбрасываемых в атмосферу, так как содержание бензина в горючей смеси значительно возрастает. Необходимо периодически менять фильтрующий элемент. Срок его замены оговаривается инструкцией завода-изготовителя, но при эксплуатации автомобиля по пыльным дорогам, этот срок может и должен быть уменьшен.

Правильно отрегулированный карбюратор готовит нормальную горючую смесь. Однако со временем нарушаются регулировки, засоряются жиклеры и каналы, выходят из строя детали карбюратора, и в цилиндры может поступать постоянно богатая или бедная смесь, что пагубно сказывается на работе двигателя.

Если карбюратор готовит богатую смесь, то наблюдаются следующие явления: карбюратор двигатель газ питание

Черный дым и «выстрелы» из глушителя;

Повышенный расход топлива;

Потеря мощности двигателя;

Перегрев двигателя;

Разжижение масла в поддоне картера двигателя.

Признаками того, что карбюратор готовит бедную смесь, являются:

«хлопки» в карбюраторе;

Потеря мощности двигателя;

Перегрев двигателя.

Вышеописанные «кошмары» могут наблюдаться также и при неисправностях системы зажигания.

Надо призадуматься и решить для себя один важный вопрос. Или вам придется овладеть необходимым минимумом навыков по регулировкам карбюратора, или периодически, при малейших подозрениях на неправильную работу двигателя, отправляться к автомеханику.

При обслуживании карбюратора необходимо производить очистку наружной и внутренней поверхностей его корпуса, продувку сжатым воздухом жиклеров топливных и воздушных каналов, проверку и регулировку уровня топлива в поплавковой камере, проверку и, в случае необходимости, замену диафрагм карбюратора, а также регулировку оборотов холостого хода двигателя с помощью винтов «качества» и «количества».

Для успешного обслуживания карбюратора следует внимательно изучить соответствующий раздел «руководства по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля. Тогда, после нескольких попыток, вы будете в состоянии наладить правильную работу карбюратора.

О том, что существует топливный насос, необходимо вспоминать перед первой поездкой после длительной стоянки автомобиля. Поскольку поплавковая камера карбюратора связана с атмосферой, то, естественно, бензин частично испаряется. При длительной стоянке автомобиля бензин испаряется практически полностью.

Чтобы не «мучить» двигатель безуспешными попытками запуска, предварительно следует накачать бензин в поплавковую камеру карбюратора с помощью рычага ручной подкачки, который располагается в нижней части корпуса топливного насоса .

Система питания двигателя с впрыском топлива

Карбюраторы, так долго служившие верой и правдой многим поколениям автомобилистов, уходят в историю. Основная причина этого заключается в том, что карбюраторы не могут удовлетворять современным требованиям по расходу топлива и содержанию вредных веществ в отработавших газах. Применение систем впрыска топлива позволяет решить эти проблемы.

5. Каталитический нейтрализатор отработавших газов

В системе выпуска современных автомобилей устанавливается каталитический нейтрализатор] отработавших газов.

назначение нейтрализатора - уменьшить концентрацию вредных веществ, которые содержатся в продуктах сгорания. Самые вредные из них три -- углеводороды, окись углерода да и окислы азота. Каждая составляющая должна нейтрализоваться отдельно, поэтому появилось название - трехфункциональный (трехкомпонентный) каталитический нейтрализатор.

Нейтрализатор размещается как можно ближе к двигателю в выхлопной системе

Внутри термостойкого корпуса нейтрализатор находится носитель из керамической основы, н которую наносится активный каталитически

Материал, состоящий из тончайшего слоя благородных металлов. В носителе имеется множество продольных каналов, проходя по которым отработавшие газы подвергаются нейтрализации, в результате чего токсичность выхлопа снижается примерно на 90%. После нейтрализатора основными компонентами выхлопных газов становятся относительно безопасные двуокись углерода, азот и водяной пар.

Каталитический нейтрализатор может успешно работать при соотношении топлива с воздухом близким к стехиометрическому. Для измерения количества кислорода в выпускной системе устанавливается датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд). Датчик отслеживает концентрацию кислорода в отработавших газах и передает информацию в электронный блок управления двигателем (эбу), который дает команду на изменение количества впрыскиваемого в цилиндры двигателя топлива.

Датчик концентрации кислорода не работает только во время прогрева двигателя, при этом эбу определяет состав смеси, впрыскиваемой в цилиндр двигателя, без участия этого датчика.

Высокая стоимость и недолговечность катализаторов, являются их серьезным недостатком, но здоровье людей важнее.

Основные неисправности системы выпуска отработавших газов.

Повышенный шум выхлопных газов является следствием повреждения основного или дополнительного глушителя, потери плотности соединений, а также повреждения прокладок.

Для устранения этой неисправности поврежденные элементы системы выпуска отработавших газов следует заменить на новые. При наличии сварочного оборудования можно попробовать заварить те дырки в трубах и глушителях, которые еще можно заварить.

Повышенное содержание окиси углерода в выхлопных газах и потеря мощности двигателя могут стать следствием частичного или полного выхода из строя каталитического нейтрализатора. Устраняется такая неисправность только заменой нейтрализатора.

Эксплуатация системы выпуска отработавших газов

Каталитический нейтрализатор, основной и дополнительный глушители, а также соединительные трубы не должны прикасаться к металлическим частям кузова, амортизаторам и тросу стояночного тормоза. К примеру, «ручник» нередко выходит из строя только из-за того, что горячая труба прожгла или оплавила оболочку тросика. Поэтому основной глушитель должен надежно «висеть» на резиновых амортизаторах, поддерживая при этом в подвешенном состоянии и дополнительный глушитель с трубами.

Давление и температура в системе выпуска отработавших газов весьма велики, поэтому лучший ремонт при повреждении элементов системы - это их замена. Попытки «залепить» дыры в глушителе клеящей лентой или пастой, как правило, не дают ожидаемого эффекта. Через пару недель или чуть позже, опять образуются дыры.

При эксплуатации автомобиля с каталитическим нейтрализатором необходимо помнить о том, что долговечность нейтрализатора зависит от качества бензина. Нейтрализатор моментально выйдет из строя, если в топливный бак был залит этилированный бензин, правда, такой бензин в наше время продается редко.

Размещено на Allbest.ru