СИСТЕМА ЖИВЛЕННЯ КАРБЮРАТОРНИХ ДВИГУНІВ

Карбюраторні двигуни працюють на бензині — рідкому паливі, що легко випаровується, яке добувають із нафти прямою перегонкою або крекінгом.

Процес прямої перегонки полягає в тому, що нафту підігрівають, а ЇЇ пари конденсують. Найлегші фракції, які відділяються за температури до 195 °С, становлять бензин другої перегонки. В такий спосіб вихід бензину — до 15 % кількості нафти, що переганяється. Крекінг — перероблення нафти та її фракцій з розпадом важких молекул для добування моторних палив. Крекінг буває термічний і каталітичний. У разі термічного крекінгу нафтову сировину нагрівають до температури 500...600 °С в умовах високих тисків (4...5 МПа). Каталітичний крекінг відбувається за одночасної дії високої температури й каталізаторів і тиску приблизно 0,1 МПа. Вихід бензину — до 70 % кількості сировини.

Двигун може розвивати максимальну потужність лише за умови, що бензин має певні характеристики й властивості, основні з яких: питома теплота згоряння, випарність, схильність до детонації. Крім того, бензин не повинен спричиняти корозію металу й має зберігати свою початкову якість тривалий час без змін.

Питома теплота згоряння — це кількість теплоти, що виділяється під час згоряння 1 кг палива. Питома теплота згоряння автомобільних бензинів становить 44 100...46 200 кДж/кг.

Випарність оцінюється за фракційним складом, який характеризується температурами википання 10, 50 та 90 % бензину. Чим нижча температура википання 10 % бензину, тим краще він випаровується в холодному двигуні, що забезпечує його пуск узимку. Чим нижча температура википання 50 % бензину, тим швидше двигун прогрівається після пуску й стійкіше працює в режимі холостого ходу. Чим нижча температура википання 90 % бензину, тим повніше він випаровується й тим менше оливи змивається зі стінок гільз циліндра.

Для автомобільних бензинів температура початку википання становить 35 °С, википання 10 % — 55...70 °С, 50 % — 100...125 °С, 90 % — 160...180 °С і кінця википання — 185...205 °С. Автомобільні бензини, за винятком бензину АИ-98, поділяються на літні та зимові. Останні містять збільшену кількість фракцій, які легко випаровуються, що поліпшує умови пуску.

Бензин маркується літерно-цифровими індексами. Марки застосовуваних автомобільних бензинів: А-72, А-76, А-92, АИ-93, АИ-98 (літера «А» означає, що бензин автомобільний; цифри відповідають найменшому октановому числу бензину, визначеному моторним методом; літера «Й» вказує на те, що октанове число визначено дослідним методом).

Октанове число характеризує детонаційну стійкість бензину.

Детонація — це дуже швидке (вибухове) згоряння робочої суміші в циліндрах карбюраторного двигуна (до 3000 м/с; за нормальних умов швидкість горіння становить ЗО...85 м/с), що супроводжується дзвінкими стуками у двигуні, чорним димом із вихлопної труби, перегріванням і втратою потужності двигуна. При цьому відбуваються прискорене спрацьовування деталей кривошипно-шатунного механізму та обгоряння головок клапанів.

Для визначення октанового числа бензину його порівнюють із сумішшю двох палив: ізооктану й гептану.

Ізооктан слабко детонує, й для нього октанове число умовно беруть за 100. Гептан сильно детонує, й для нього октанове число взято за 0.

Якщо суміш складається з 76 % ізооктану та 24 % гептану, то за детонаційними властивостями октанове число такого бензину дорівнює 76. Чим вище октанове число бензину, тим менша ймовірність детонації. Для повного згоряння палива потрібна певна кількість кисню, що міститься в повітрі.

Визначено, що для повного згоряння 1 кг бензину треба 15 кг повітря. Суміш такого складу називається нормальною. Збіднена пальна суміш містить на 1 кг бензину 15...17 кг повітря. Бідна пальна суміш має в своєму складі понад 17 кг повітря на 1 кг бензину. Збагачена пальна суміш містить 13...15 кг повітря. Багата пальна суміш на 1 кг бензину має менше ніж 13 кг повітря.

Для нормальної роботи двигуна на різних режимах потрібно мати різний склад пальної суміші.

Під час пуску холодного двигуна сумішоутворення дуже погане, пальна суміш, яка готується в карбюраторі, має бути багатою, щоб компенсувати ту частину палива, котре конденсується на стінках циліндрів.

На холостому ходу для стійкої роботи двигуна потрібна збагачена пальна суміш.

На середніх навантаженнях, коли від двигуна не вимагається повної потужності, для забезпечення його економічної роботи пальна суміш має бути збідненою.

На повних навантаженнях, коли потрібна найбільша швидкість згоряння суміші, щоб від двигуна дістати максимальну потужність, суміш має бути збагаченою.

У разі різкого збільшення навантаження або частоти обертання колінчастого вала суміш має бути різко збагаченою, в противному разі двигун зупиниться.

Процес приготування пальної суміші певного складу поза циліндрами двигуна називається карбюрацією, а прилад, в якому відбувається цей процес, — карбюратором.

До системи живлення карбюраторних двигунів (рис. 2.36) входять: • карбюратор; паливний бак; • фільтри для очищення палива й повітря; • паливо підкачувальний насос; • впускний і випускний трубопроводи; глушник.

Найпростіший карбюратор (рис. 2.37) складається з поплавцевої А та змішувальної Б камер. У першій є поплавець 2, шарнірно закріплений на осі, а також голчастий клапан 3. У змішувальній камері розташовано дифузор 7 і дросельну заслінку 8. Дифузор забезпечує . збільшення швидкості повітряного потоку в центрі змішувальної камери, а дросельною заслінкою змінюють прохідний переріз для

пальної суміші й тим самим регулюють ту її кількість, що надходить з карбюратора в циліндри двигуна.

Сполучаються камери А і Б трубкою, в яку з боку поплавцевої камери вгвинчено паливний жиклер (пробку з каліброваним отвором, що пропускає певну кількість палива), а кінець трубки з боку змішувальної камери становить розпилювач. Рівень палива в поплавцевій камері має бути на 1,5...2,0 мм нижчий від краю розпилювача.

Під час роботи двигуна, коли поршень рухається від ВМТ до НМТ і впускний клапан відкритий (такт впускання), в змішувальній камері карбюратора створюється рух повітря, швидкість якого збільшується при проходженні дифузора, досягаючи 50... 150 м/с, і біля кінця розпилювача виникає розрідження. Паливо з розпилювача надходить у змішувальну камеру, де перемішується з повітрям,

утворюючи пальну суміш. Поплавцева камера А за допомогою по плавця 2 та голчастого клапана J безперервно підтримує нормальний рівень палива. У міру відкривання дросельної заслінки зростає частота обертання колінчастого вала. При цьому збільшується швидкість руху повітря в змішувальній камері карбюратора, внаслідок чого зростають швидкість витікання бензину з розпилювача та кількість повітря що

проходить через дифузор. Однак кількість бензину, який проходить крізь жиклер і потім витікає з розпилювача, зростає швидше, внаслідок чого співвідношення бензину й повітря в пальній суміші змінюється в бік збагачення.

Отже, найпростіший карбюратор забезпечує роботу двигуна тільки на одному певному режимі. Тому сучасні карбюратори обладнуються додатковими пристроями й системами, що усувають недоліки найпростішого карбюратора.

Головний дозувальний пристрій забезпечує поступове збіднення (компенсацію) суміші в разі переходу від малих навантажень двигуна до середніх. У карбюраторних автомобілях застосовують спосіб компенсації суміші, який називають пневматичним гальмуванням палива.

У карбюраторі з пневматичним гальмуванням палива в міру відкривання дросельної заслінки 9 (рис. 2.38, а) збільшується розрідження в дифузорі 8. Кількість палива, що надходить крізь головний жиклер 2 і його розпилювач 6, також збільшуватиметься. Однак збагаченню суміші перешкоджає надходження повітря крізь повітряний жиклер 5 і розпилювач 6.

Надходження повітря в канали головного дозувального пристрою зменшує розрідження, що діє на головний жиклер 2, внаслідок чого паливо витікає з нього під дією того розрідження, яке виникає в колодязі 3, а не у вузькому перерізі дифузора 8.

У результаті з розпилювача 6 у повітряний потік витікає не бензин, а його суміш з невеликою кількістю повітря. Цю суміш називають емульсією.

Добиранням каліброваних отворів головного 2 й повітряного 5 жиклерів забезпечується економічний (збіднений) склад пальної суміші.

Система холостого ходу призначається для приготування пальної суміші на малій частоті обертання колінчастого вала двигуна. В цьому режимі дросельна заслінка щільно прикрита, й розрі-

Рис. 2.38

Схеми систем і пристроїв карбюратора:

а — головної дозувальної системи; б — системи холостого ходу; в — економайзера; г — прискорювального насоса; д — пускового пристрою; / — поплавцева камера; 2— головний жиклер; 3— емульсійний колодязь; 4— емульсійна трубка; 5— повітряний жиклер головної дозувальної системи; 6 — розпилювач; 7 — повітряна заслінка; 8 — дифузор; 9 — дросельна заслінка; 10 ~ паливний жиклер системи холостого ходу; // — повітряний жиклер системи холостого ходу; 12, 14 — отвори; 13 — гвинт регулювання якості суміші; /5 — шток економайзера; 16 — планка; 17 — тяга; 18 — важіль; 19 — клапан економайзера; 20 — зворотний клапан; 21 — поршень прискорювального насоса; 22 — розпилювач прискорювального насоса; 23 — нагнітальний клапан прискорювального насоса; 24 — серга; 25 — балансувальний канал; 26— запобіжний клапан повітряної заслінки дження в дифузорі таке мале, що з головного дозувального пристрою паливо не надходить. У режимах холостого ходу після такту випускання в циліндрах залишається багато (порівняно з кількістю пальної суміші) залишкових газів. Суміш повітря, бензину й залишкових газів називається робочою сумішшю. На холостому ходу робоча суміш горить повільно, тому для стійкої роботи двигуна її треба збагачувати паливом.

Система холостого ходу (рис. 2.38, б) має паливний 10 і повітря-ний // жиклери. Під дросельною заслінкою 9 створюється велике розрідження. Під дією цього розрідження паливо проходить крізь жиклер 10, змішується з повітрям, що надходить крізь жиклер 11, і у вигляді емульсії витікає крізь отвір 12. Емульсія розпилюється повітрям, яке проходить крізь щілину між дросельною заслінкою та стінкою змішувальної камери.

Система холостого ходу карбюратора здебільшого має два вхідних отвори, один з яких розташований трохи вище від кромки закритої дросельної заслінки, а другий — нижче від неї. На малій частоті обертання крізь нижній отвір 12 подається емульсія, а крізь верхній 14 — підсмоктується повітря. Коли дросельна заслінка відкривається, емульсія надходить крізь обидва отвори. Цим забезпечується плавний перехід від режиму холостого ходу до малих навантажень.

Прохідний переріз нижнього отвору можна змінювати повертанням регулювального гвинта 13. Упорним гвинтом (на схемі не показано) змінюється положення дросельної заслінки 9, коли відпущено педаль керування.

Економайзер призначається для збагачення пальної суміші на повних навантаженнях (дросельна заслінка повністю відкрита). Коли дросельна заслінка відкрита більше ніж на 75...85 %, важіль 18 (рис. 2.38, е), з'єднаний з тягою 17, відпускає шток 75 і відкриває клапан 19, Паливо до розпилювача 6 надходитиме тепер не тільки крізь головний жиклер 2, а й крізь клапан економайзера, отже, забезпечується збагачення пальної суміші.

Прискорювальний насос призначається для збагачення суміші в разі різкого відкриття дросельної заслінки. При цьому важіль 18 (рис. 2.38, г), з'єднаний сергою 24 з тягою 17, діє на планку 16 і переміщує поршень 21 униз. Тиск палива в колодязі насоса збільшується, й закривається зворотний клапан 20, перешкоджаючи перетіканню палива в поплавцеву камеру. Крізь нагнітальний клапан 23, що відкрився, й жиклер-розпилювач 22 у змішувальну камеру додатково впорскується бензин, і пальна суміш короткочасно збагачується.

Пусковий пристрій, виконаний у вигляді повітряної заслінки 7(рис. 2.38, д), призначається для збагачення суміші під час пуску й прогрівання холодного двигуна. Щоб дістати багату пальну суміш, повітряну заслінку закривають, чим збільшують розрідження в змішувальній камері.

Для запобігання надмірному збагаченню суміші на повітряній заслінці передбачено клапан 26, який відкривається під тиском повітря, коли істотно збільшується розрідження в змішувальній камері після запуску двигуна.

Водій відкриває або закриває повітряну заслінку за допомогою троса й важеля, закріпленого на осі заслінки. Водночас із закриттям повітряної заслінки трохи відкривається дросельна заслінка 9.

Вісь повітряної заслінки, як правило, встановлюється у вхідному патрубку ексцентричне, щоб під дією різниці тисків потоку повітря на обидві частини заслінки вона намагалася відкритися.

Карбюратор К-88А. На восьмициліндровому двигуні автомобіля ЗИЛ-130 установлено карбюратор К-88А (рис. 2.39), що має дві змішувальні камери, кожна з яких живить чотири циліндри. Поплавцева камера, її корпус 18 з повітряною заслінкою 16, економайзер і Прискорювальний насос — спільні деталі для обох камер карбюратора.

Поплавцева камера сполучається каналом б із вхідним патрубком карбюратора, над яким розташовано повітряний фільтр. Це запобігає збагаченню пальної суміші (в разі забруднення повітряного фільтра) внаслідок збільшення перепаду розріджень у дифузорах і поплавцевій камері. Такі поплавцеві камери називаються балансованими.

У змішувальній камері встановлено малий 10 і великий 11 дифузори. Двома дифузорами досягається підвищення швидкості повітря в малому дифузорі при порівняно невеликому загальному опорі потокові повітря.

Компенсація складу суміші в карбюраторі К-88А здійснюється пневматичним гальмуванням палива.

Дросельні заслінки ЗО обох змішувальних камер, жорстко закріплені на одній осі, відкриваються одночасно.

Під час пуску й прогрівання холодного двигуна закривають повітряну заслінку 16. Водночас за допомогою важелів і тяг, які з'єднують повітряну заслінку з валиком дросельних заслінок, трохи відкриваються дросельні заслінки ЗО. У змішувальних камерах створюється велике розрідження. В результаті подаватимуться велика кількість палива з кільцевих щілин малих дифузорів /0та емульсія з отворів 32 й 33 системи холостого ходу.

У разі несвоєчасного відкриття повітряної заслінки після перших спалахів робочої суміші в циліндрах двигуна повітря, що надходить крізь запобіжний клапан 17\ отвір 75у повітряній заслінці, не допустить надмірного збагачення суміші.

На малій частоті обертання колінчастого вала (режим холостого ходу) дросельні заслінки ЗО прикриті, joMy швидкість повітря й розрідження в дифузорах 10 невеликі, й паливо не

витікатиме з їхніх кільцевих щілин. За дросельними заслінками створюється велике розрідження, що передається крізь отвори 32 в емульсійні канали, а з них до жиклерів 7 системи холостого ходу. При цьому паливо з поплавцевої камери надходить крізь головні жиклери 1 до жиклерів холостого ходу.

Повітря, що надходить крізь верхні отвори жиклерів системи холостого ходу, перемішується з паливом. Утворена емульсія рухається емульсійними каналами й крізь отвори 32 виходить у за дросельний простір обох змішувальних камер. Коли дросельні заслінки відкриті, крізь отвори 33 підсмоктуватиметься повітря, що поліпшить емульгування палива. В міру відкривання дросельних заслінок зростатиме розрідження біля отворів 33, і з них також надходитиме емульсія, що забезпечить плавний перехід від роботи двигуна з малою частотою обертання колінчастого вала до роботи під навантаженням.

Перехід від холостого ходу до малих і середніх навантажень здійснюється збільшенням відкриття дросельних заслінок. Система холостого ходу плавно зменшує подачу емульсії. В цей час зростають швидкість руху повітря й розрідження в дифузорах, а отже, починає працювати головний дозувальний пристрій. Паливо з поплавцевої камери надходить крізь головні жиклери / і жиклери 29 повної потужності, змішується з повітрям, що потрапляє крізь повітряні жиклери 8, і у вигляді емульсії виходить крізь кільцеві щілини малих дифузорів. Повітря, що надходить у розпилювачі 9 крізь повітряні жиклери 8і жиклери /системи холостого ходу, сповільнює підвищення розрідження біля головних жиклерів 1 і жиклерів 29 повної потужності. Завдяки цьому гальмується витікання палива з головних жиклерів, і пальна суміш збіднюватиметься до потрібного складу.

У разі повного навантаження двигуна збагачення суміші забезпечується економайзером. Як тільки дросельні заслінки ЗО майже повністю відкриються, шток 21 натисне на штовхач 20 і відкриє кульковий клапан економайзера 19. Завдяки цьому збільшиться приплив палива до жиклерів 29 повної потужності, суміш збагатиться, й двигун розвине повну потужність.

У разі різкого відкриття дросельних заслінок короткочасне збагачення суміші, потрібне для швидкого розганяння автомобіля, забезпечується прискорювальним насосом. Різке відкривання дросельних заслінок супроводжується швидким переміщенням униз важеля 28, серги 27 і тяги 24, а заразом і планки 22, яка через пружину швидко відпускає шток 23 з поршнем 25, Тиск під поршнем зростає, зворотний клапан 26 закривається, й відкривається нагнітальний клапан 12, Паливо під тиском проходить крізь отвір порожнистого гвинта 13, а потім у вигляді тонких струменів впорскується крізь отвори 14 у змішувальні камери. Нагнітальний клапан 12 не дає повітрю надходити в колодязь прискорювального насоса під час

швидкого піднімання поршня 25насоса, а паливу — підсмоктуватися з колодязя прискорювального насоса в змішувальні камери при великій частоті обертання колінчастого вала й постійному положенні дросельних заслінок.

Передача зусилля від планки 22 на поршень 25 прискорювального насоса через пружину потрібна для затяжного впорскування палива й захисту деталей під час різкого відкривання дросельних заслінок.

На двигуні автомобіля ГАЗ-53А встановлюють двокамерний карбюратор К-126Б з пневматичним гальмуванням палива. За будовою й принципом дії

він подібний до карбюратора К-88А.

Обмежувач максимальної частоти обертання колінчастого вала, що встановлюється на двигуні вантажного автомобіля, запобігає підвищеному спрацьовуванню деталей двигуна.

Такий обмежувач відцентрово-вакуумного типу (рис. 2.40) складається з відцентрового датчика та виконавчого діафрагмового механізму. Датчик кріпиться до кришки розподільних шестерень і складається з ротора 5, в якому встановлено сідло 1 та клапан 2 на пружині 7. Натяг останньої регулюється гвинтом 6. Ротор 5 датчика приводиться в обертання від розподільного вала двигуна. Трубопроводами датчик сполучено з виконавчим механізмом та вхідним патрубком карбюратора.

Виконавчий діафрагмовий механізм кріпиться до карбюратора, діє на його дросельні заслінки 19 і складається з діафрагми 11 зі штоком 13 та двоплечого важеля 16, установленого на одному кінці валика 77. До одного кінця важеля приєднано пружину 14, яка постійно намагається повернути важіль і валик у бік відкривання дросельних заслінок, а до іншого кінця — шток 13 діафрагми 11. До іншого кінця валика //прикріплено пластинчастий важіль 20, який входить у вилку 21 валика важеля 22 привода дросельних заслінок. Зазор між важелем 20 та кінцями вилки 21 дає змогу повернути валик //відносно важеля 22 на певний кут.

Коли двигун не працює, клапан відтягується пружиною /і вхідна порожнина патрубка карбюратора сполучається з верхньою порожниною виконавчого механізму.

Якщо частота обертання колінчастого вала двигуна досягне 3100 хв, то клапан 2, переміщуючись унаслідок збільшення відцентрової сили, перекриє отвір сідла 1 і тим самим припинить доступ повітря у верхню порожнину виконавчого механізму. Ця порожнина через канали й жиклери 18, /5сполучиться зі змішувальною камерою карбюратора, тому в ній створиться велике розрідження, що діятиме на діафрагму 11, шток 13, валик 7/дросельної заслінки 19, переборють зусилля пружини 14 і дасть змогу дросельним заслінкам 19 карбюратора закритися незалежно від положення важеля 22, зв'язаного з педаллю керування дросельними заслінками. Паливний бак має заливальну горловину, а також внутрішні перегородки для запобігання різким переміщенням палива й датчик покажчика рівня палива. В заливальній горловині є сітчастий фільтр, а в ЇЇ пробці (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, ГАЗ-24 «Волга») — паровий і повітряний клапани, дія яких аналогічна дії клапанів пробки радіатора системи охолодження. Місткість паливних баків автомобілів ГАЗ-24 «Волга» - 55 л, ГАЗ-53А - 90 л і ЗИЛ-130 - 170 л.

Сітчасті фільтри встановлюють у кришці корпусу паливного насоса й у штуцері поплавцевої камери карбюратора.

Фільтри-відстійники застосовуються для грубого й тонкого очищення палива.

Паливний фільтр грубої очистки встановлюють біля паливного бака. Його фільтрувальний елемент складається з тонких пластин З (рис. 2.41, о), що мають виштампувані виступи заввишки 0,05 мм. Паливо очищається, проходячи крізь щілини між пластинами.

Фільтр тонкої очистки палива має керамічний фільтрувальний елемент 5 (рис. 2.41, б) або густу сітку, згорнуту в рулон. Установлюють його перед карбюратором.

Паливопідкачувальний насос призначається для подавання палива з бака в поплавцеву камеру карбюратора. Найбільш поширені паливо підкачувальні насоси діафрагмового типу (рис. 2.42), Після

того, як ексцентрик розподільного вала двигуна натиснув на зовнішній кінець важеля 1 насоса, діафрагма 5 штоком 3 відтягується вниз. У порожнині над діафрагмою створюється розрідження, під дією якого відкриваються впускні клапани 6. Паливо з бака, пройшовши крізь сітчастий фільтр 7, заповнює порожнину над діафрагмою.

Коли виступ ексцентрика сходить із важеля 7, пружина /0 повертає останній у вихідне положення. Водночас діафрагма 5 під дією пружини 4 прогинається вгору. Під тиском палива, що надійшло в

порожнину над діафрагмою, закриваються впускні клапани й відкривається випускний 9. Паливо з насоса надходить у поплавцеву камеру карбюратора. Під час заповнювання поплавцевої камери паливом діафрагма насоса залишається в нижньому положенні, а важіль 7 переміщується по штоку 3 вхолосту. Паливо до карбюратора в цьому разі не надходить.

Щоб заповнити поплавцеву камеру карбюратора, коли двигун не працює, треба натиснути на важіль 2 ручного підкачування, зв'язаний із діафрагмою насоса.

Діафрагму 5 виготовляють із лакотканини або прогумованої тканини, клапани — з бензооливостійкої гуми, а їхні пружини — з бронзового дроту.

Паливопідкачувальний насос Б-10, що встановлюється на двигунах ЗИЛ-130, має три впускних і три випускних клапани. Зусилля від ексцентрика розподільного вала двигуна до важеля привода паливного насоса передається штангою.

Повітряний фільтр установлюється на карбюраторі й очищає повітря, що надходить у нього, від пилу.

В інерційно-оливному фільтрі (рис. 2.43, а) повітря зазнає подвійного очищення: розрідженням потік повітря спрямовується вниз, ударяється об поверхню оливи (частинки пилу залишаються в оливі) й, різко змінивши напрям, надходить крізь фільтрувальний елемент у вхідний патрубок карбюратора. Фільтрувальний елемент виготовляють із металевої сітки або капронової набивки.

У повітряному фільтрі з сухим фільтрувальним елементом автомобілів «Жигули» також відбувається подвійне очищення. Зовнішній шар елемента 9 (рис. 2.43, б) виконано із синтетичних нетканих волокон (первинна очистка), а всередині міститься гофрований картон (вторинна очистка).

Патрубок 11, повернутий до радіатора, призначається для забирання повітря з підкапотного простору. Патрубок 8 забирає повітря з простору над випускним трубопроводом, що потрібно взимку. Із зимового положення в літнє фільтр переставляють за кольоровими мітками, нанесеними на його кришці.

Впускний трубопровід сполучає карбюратор із циліндрами двигуна. Трубопроводи відливають з чавуну або алюмінієвого сплаву. Алюмінієві впускні трубопроводи V-подібних двигунів ЗМЗ-53 і ЗИЛ-ІЗО кріпляться до головок правого й лівого циліндрів. Трубопровід підігрівається теплотою охолодної рідини, що забезпечує повне випаровування бензину.

Випускний трубопровід призначається для відведення відпрацьованих газів із циліндрів. У V-подібних двигунів ЗМЗ-53 і ЗИЛ-ІЗО є по два випускних трубопроводи, розташованих з обох боків двигуна. Приймальні труби від кожного випускного трубопровода йдуть до одного глушника 8 (див. рис. 2.36), розташованого під рамою автомобіля.

Глушник, що його встановлюють під двигуном, зменшує шум під час випускання відпрацьованих газів. Він має вигляд резервуара, всередині якого розміщено трубу з багатьма отворами й кількома поперечними перегородками. Відпрацьовані гази, потрапляючи в порожнину глушника, розширюються й, проходячи крізь отвори в трубі та перегородках, різко знижують швидкість, що й сприяє зниженню шуму.

СИСТЕМА ЖИВЛЕННЯ ДИЗЕЛІВ

Система живлення дизелів має відповідати таким вимогам:

• створювати високий тиск упорскування палива в циліндр;

• дозувати порції палива відповідно до навантаження дизеля;

• впорскувати паливо в камеру згоряння в певний момент, протягом заданого проміжку часу і з певною інтенсивністю;

• добре розпилювати й рівномірно розподіляти паливо по об'єму

камери згоряння;

• забезпечувати початок упорскування й порції палива, що подаються насосом, однаковими в усіх циліндрах;

• надійно фільтрувати паливо перед його надходженням у насоси й форсунки.

Ці вимоги зумовлені тим, що на процес сумішоутворення в дизелі відводиться мало часу (близько 0,001 с), тому дуже важливо розпилити паливо на найдрібніші краплинки й рівномірно розподілити їх по всьому об'єму повітря в камері згоряння.

Паливо для дизелів має відповідати таким вимогам:

• добре прокачуватися, забезпечуючи безперебійну роботу паливо подавальної апаратури (тобто мати оптимальну в'язкість, певні низькотемпературні властивості, не містити води й механічних домішок);

• забезпечувати добре розпилювання, сумішоутворення й випаровування, а також швидке самозаймання, повне згоряння та м'яку роботу без димлення, що залежить від його хімічного складу, який оцінюється октановим числом (показник займистості дизельного палива);

•                  не спричинювати підвищеного нагаро-* й лакоутворення на клапанах, поршневих кільцях, поршнях, за коксування розпилювача й зависання його голки (схильність до нагаро й лакоутворення дизельного палива залежить від його хімічного складу, в'язкості, а також умісту механічних домішок);

• не спричинювати корозії резервуарів, баків та інших деталей двигуна (корозійність палива залежить від умісту в ньому кислот, сірчистих сполук і води);

• бути стабільним під час транспортування Й зберігання. В'язкість — один із найважливіших показників якості дизельного палива. Від неї залежать однорідність складу робочої суміші, розпилюваність і випарність палива в циліндрі, надійність та довговічність паливної апаратури.

Паливо малої в'язкості добре розпилюється, випаровується й згоряє. Проте в цьому разі підвищується спрацьовування плунжерних пар паливного насоса, що призводить до витікання палива через збільшені зазори. Якщо в'язкість висока, паливо погано розпилюється, погіршується процес згоряння, знижується економічність роботи та підвищується димність вихлопу дизеля.

До важливих експлуатаційних характеристик дизельного палива належать його низькотемпературні властивості, які характеризують рухливість палива за мінусових температур. У дизельному паливі містяться парафінові вуглеводні, які за високої температури перебувають у розчиненому стані, а в разі зниження її викристалізовуються.

Низькотемпературні властивості оцінюються температурами помутніння й застигання.

Температурою помутніння називають температуру, за якої змінюється фазовий склад палива, тобто поряд із рідкою фазою з'являється тверда. При цьому паливо мутніє через виділення мікроскопічних кристалів льоду (якщо в паливі є вода) й твердих вуглеводнів.

Температурою застигання називають температуру, за якої паливо втрачає рухливість.

До системи живлення дизелів входять: • паливний бак; • фільтри грубої та тонкої очистки палива; • паливо проводи; • паливний насос високого тиску; • все режимний регулятор частоти обертання; • автоматична муфта випередження впорскування палива; + форсунка; ф підкачувальні насоси.

Паливопідкачувальний насос 10 дизеля КамАЗ-740 (рис. 2.44) засмоктує паливо з бака 1 крізь фільтри грубої 4 й тонкої 18 очистки.

Паливопроводами низького тиску 2, 7, П і 13 паливо надходить до насоса високого тиску 12, який розміщено між рядами циліндрів. Відповідно до порядку роботи циліндрів дизеля насос 12 подає паливо паливопроводами 8 високого тиску до форсунок 6, розташованих у головках циліндрів. Форсунки розпилюють і впорскують паливо в камери згоряння. Паливопідкачувальний насос 10 подає до насоса 12 більше палива, ніж потрібно для роботи дизеля, тому надлишкове паливо, а з ним і повітря, що потрапило до системи, дренажними паливопроводами 17 і 20 відводяться з насоса 12 і фільтра тонкої очистки /<?назад у паливний бак. Паливо, що просочилося крізь зазор між корпусом розпилювача та голкою форсунки, зливається в бак паливопроводами 5, 15, і 21.

Паливний бак автомобіля КамАЗ місткістю 125, 170 або 250 л має заливну горловину, яку обладнано висувною трубою із сітчастим фільтром. Горловина закривається герметичною кришкою. В нижній частині бака є кран для зливання відстою. Рівень палива можна контролювати за покажчиком, сигнали до якого надходять від реостатного датчика, розташованого в баці.

Фільтр грубої очистки (відстійник) автомобіля КамАЗ, який попередньо очищає паливо, встановлено з лівого боку автомобіля на рамі. Фільтр (рис. 2.45) складається з корпусу 7, стакана 2, фільтрувальної сітки 4, заспокоювача 3 й відбивача 5. Для ущільнення між

корпусом і стаканом ставиться кільце. Знизу в стакані 2 є зливальна пробка 1. Паливо з бака надходить у фільтр підвідним штуцером і стікає в стакан. Великі сторонні частинки й вода збираються в ниж-

ній частині стакана. З верхньої частини паливо крізь фільтрувальну сітку 4 подається відвідним штуцером до паливопідкачувального насоса.

Фільтр тонкої очистки (рис. 2.46) остаточно очищає паливо перед його надходженням у насос високого тиску. Його встановлено в найвищій точці системи живлення для збирання й відведення в бак крізь спеціальний клапан-жиклер Ю повітря, що потрапило до системи разом із частиною палива. Фільтр автомобіля КамАЗ складається з двох секцій, що мають спільний корпус 1. До кожної секції входить ковпак б" із привареним до нього стержнем 9 і паперовий фільтрувальний елемент 5. Знизу в стержень вкручено зливальну пробку 8. Ковпаки з'єднано з корпусом болтами 2 й ущільнено шайбами 3. У фільтрі є зливальний клапан, відрегульований на тиск 0,15 МПа. Клапан регулюється добиранням регулювальних шайб, розташованих усередині клапана. Розняття фільтра ущільнено прокладками.

Паливопроводи високого тиску (понад 20 МПа) між насосом високого тиску й форсунками виготовлено зі сталевих трубок, кінці яких мають конус і притиснуті накидними гайками через шайби до конусних гнізд штуцерів насоса й форсунок. Щоб запобігти поломкам паливопроводів унаслідок вібрацій, їх кріплять скобами й кронштейнами.

Паливний насос високого тиску призначається для подавання в циліндри двигуна (через форсунки) в певні моменти часу потрібних порцій палива. Цей насос — найскладніший вузол системи живлення дизеля.

Паливний насос дизеля КамАЗ-740 (рис. 2.47) складається з восьми однакових секцій відповідно до кількості циліндрів двигуна. До секції входять корпус 1, втулка 9 плунжера, плунжер 6, поворотна втулка 4, нагнітальний клапан 11, який штуцером 12 притиснутий до втулки плунжера. Під дією кулачка вала й пружини 5 плунжер здійснює зворотно-поступальний рух.

Під час руху плунжера вниз (під дією пружини) в порожнині втулки виникає розрідження, й коли відкривається впускне вікно 2, порожнина заповнюється паливом (рис. 2.48, а). Під час руху плунжера вгору (під дією кулачка) в надплунжерному просторі різко підвищується тиск (впускне вікно перекрите), й паливо крізь нагнітальний клапан 4, що відкрився, подається в паливопровід високого тиску (рис. 2.48, 6). При цьому мінімальний зазор між втулкою та плунжером дорівнює приблизно 1 мкм; тиск подачі палива досягає 20 МПа. Коли скісна кромка 5 плунжера відкриє відсічне вікно /, тиск палива у втулці плунжера різко знизиться, нагнітальний клапан 4 під дією пружини швидко закриється, й подача палива припиниться. Оскільки в цей момент плунжер ще рухається вгору, то паливо, яке витискається ним, крізь осьову 3 й радіальну просвердлини в

плунжері перетікає у відсічне вікно 7, минаючи виточку на плунжері (рис. 2.48, в).

Кількість палива, що подається секцією паливного насоса високого тиску до форсунки, регулюється повертанням плунжера за допомогою зубчастої рейки #(див. рис. 2.47), втулки 4 та повідка, що

зв'язує їх. Обидві зубчасті рейки переміщуються вздовж корпусу насоса під дією педалі керування подачею палива або регулятора частоти обертання колінчастого вала.

Залежно від кута повороту плунжера змінюється відстань, яку він проходить від моменту перекриття впускного вікна 2 до моменту відкриття скісною кромкою 5відсічного вікна 1 (див. рис. 2.48, в). У результаті змінюється тривалість впорскування, а отже, порція палива, що подається в циліндр.

Для зупинки двигуна треба перекрити подачу палива. Для цього плунжер установлюють рейкою в таке положення, щоб радіальна просвердлина в ньому виявилася повернутою до відсічного вікна. Коли плунжер переміщатиметься вгору, все паливо з над плунжерного простору просвердлиною 3 й виточкою на плунжері перетікатиме до вікна 7, а потім — у паливний бак; у циліндр паливо не подається.

Всережимний регулятор частоти обертання автоматично підтримує задану частоту обертання колінчастого вала зміною (залежно від навантаження) кількості впорскуваного в циліндр палива. Регулятор дизеля КамАЗ розміщується в розвалі корпусу паливного насоса високого тиску й приводиться в дію від його кулачкового валика. Під

час роботи двигуна з частотою обертання колінчастого вала, що відповідає даному положенню педалі керування подачею палива, відцентрові сили тягарців регулятора зрівноважені зусиллям пружини. Якщо навантаження на двигун зменшиться (наприклад, автомобіль поїде на спуск), то частота обертання колінчастого вала почне зростати, тягарці регулятора, долаючи опір пружини, трохи розійдуться й перемістять рейку паливного насоса — подача палива зменшиться, що не дасть змоги дизелю істотно збільшити частоту обертання вала. В разі зниження частоти обертання вала відносно тієї, що відповідає положенню педалі керування подачею палива, відцентрова сила тягарців зменшиться й регулятор під дією зусилля пружини перемістить рейку в зворотному напрямі — подача палива збільшиться, а частота обертання колінчастого вала зросте до заданого положенням педалі значення.

Автоматична муфта випередження впорскування палива призначається для зміни моменту початку впорскування палива залежно від частоти обертання колінчастого вала, що поліпшує пускові якості дизеля й підвищує його економічність. Ведена півмуфта 13 (рис. 2.49) кріпиться на конічній поверхні переднього кінця кулачкового валика паливного насоса шпонкою та гайкою, а ведуча півмуфта 7 — на маточині веденої (може повертатися на ній). Між маточиною та півмуфтою 1 установлено втулку 3. Ведуча півмуфта приводиться в дію розподільною проміжною шестірнею через вал із

гнучкими сполучними муфтами. На ведену пів муфту обертання передається двома тягарцями П, які коливаються в площині, перпендикулярній до осі обертання муфти, на осях 16, запресованих у ведену пів муфту. Проставка 12 ведучої пів муфти впирається одним кінцем у палець тягарця, а іншим — у профільний виступ. Пружини 8 намагаються втримати тягарці на упорі у втулку 3 ведучої пів муфти.

У разі збільшення частоти обертання колінчастого вала тягарці під дією відцентрових сил розходяться, в результаті чого ведена пів муфта повертається відносно ведучої в напрямі обертання кулачкового валика, що збільшує кут випередження впорскування палива. В разі зменшення частоти обертання колінчастого вала тягарці під дією пружини сходяться. Ведена пів муфта повертається разом із валиком паливного насоса в бік, протилежний напряму обертання валика, що зменшує кут випередження впорскування палива.

Форсунка (рис. 2.50) призначається для впорскування й розпилювання палива. Паливопроводом високого тиску паливо надходить у штуцер 8 і, пройшовши крізь фільтр 9, просвердлинами в корпусах форсунки 6 і розпилювача 1 потрапляє в порожнину голки 14. Коли плунжер секції насоса створить достатній тиск, він, діючи на голку знизу вгору, долає зусилля пружини 13 і відштовхує голку, після чого

починається впорскування палива крізь чотири отвори в розпилювачі. Після відсічення подачі палива в насос тиск його у форсунці знижується й голка знову опускається, припиняючи вихід палива з розпилювача. Паливо, що просочилося між голкою та корпусом розпилювача, відводиться з форсунки каналами в її корпусі. Форсунку встановлюють у головці циліндра й закріплюють скобою.

Підкачувальні насоси призначаються для подавання палива до насоса високого тиску в потрібній кількості й підтримання перед ним достатнього тиску.

Паливопідкачувальний насос поршневого типу дизеля КамАЗ (рис. 2.51) установлюється на задній кришці регулятора частоти обертання й приводиться в дію від ексцентрика кулачкового валика насоса високого тиску. Коли штовхач 7 опускається, поршень / під дією пружини 5 рухається вниз, створюючи розрідження в порожнині А. Впускний клапан 4, стискаючи пружину 3, піднімається й пропускає паливо в цю порожнину. Водночас із порожнини Б паливо витісняється в нагнітальну лінію (клапан 9 закритий). Під час руху поршня / вгору паливо з порожнини А крізь нагнітальний клапан 9 надходить у порожнину В (впускний клапан 4 закритий).

Для заповнення системи паливом і видалення з неї повітря на автомобілі КамАЗ є два ручних підкачувальних насоси: один закріпле-

но до фланця паливо підкачувального насоса, а другий установлено на кронштейні на корпусі зчеплення з правого боку автомобіля. Обидва насоси аналогічні за будовою. Для прокачування палива рукоятку з поршнем 2 приводять у рух від руки вгору — вниз.

Схема фільтрації повітря. Атмосферне повітря треба очистити від пилу, щоб зменшити спрацьовування тертьових деталей, і рівномірно розподілити за циліндрами.

Повітря крізь сітки ковпака 5 (рис. 2.52) надходить у трубу 4 повітрозбірника, а потім — у повітряний фільтр. Проходячи інерційну решітку 3 й різко змінюючи напрям свого руху, повітря спочатку звільняється від великих частинок пилу, які під дією сил інерції й розрідження викидаються в атмосферу ежектором 6, Потім дрібніші частинки пилу затримуються в картонному фільтрувальному елементі 2 Очищене повітря трубопроводами надходить у циліндри 7 дизеля.

Повітряний фільтр автомобілів КамАЗ (рис. 2.53) установлено позаду кабіни й обладнано змінним картонним елементом 9. Повітря надходить у фільтр вхідним патрубком. Усередині корпусу 3 розміщуються інерційна решітка та пило збірна порожнина, що сполучається з патрубками відсмоктування пилу. До патрубка 8 приєднано трубку, що веде до ежектора, встановленого у вихідній трубі глушника. Для контролю за роботою повітряного фільтра на лівому впускному трубопроводі встановлено індикатор запиленості, який у разі збільшення розрідження у впускних трубопроводах сигналізує опусканням червоного сигнального прапорця про необхідність промивання або заміни картонного фільтрувального елемента.

Наддування. Для збільшення літрової потужності дизелів у деяких із них застосовують так зване наддування, тобто подачу в циліндри повітря на такті впускання під тиском, що створюється нагнітачем (компресором). При цьому кількість повітря, яке надходить у циліндри, збільшується, що дає змогу спалювати в них більше палива й таким чином підвищувати потужність дизеля.

На автомобільних дизелях найчастіше застосовують газотурбінне наддування (рис. 2.54). Тиск повітря підвищується у відцентровому компресорі б, робоче колесо якого приводиться в обертання турбіною 5, що використовує енергію потоку відпрацьованих газів до надходження їх у глушник.

Колеса компресора й турбіни, встановлені на спільному валу, обертаються з однаковою частотою. Цей агрегат називається турбокомпресором. На V- подібному дизелі встановлюють один або два турбокомпресори; в останньому випадку кожен турбокомпресор обслуговує свій ряд циліндрів. Щоб тиск наддування не перевищував допустимого значення (0,2 МПа), використовують перепускний клапан 4, який при досягненні потрібного тиску наддування (він діє на мембрану 2) відкривається й перепускає частину відпрацьованих газів повз турбіну 5. Іноді для зменшення температури повітря після компресора його пропускають через холодильник.

Газотурбінне наддування дає змогу збільшити літрову потужність дизеля до 15...18 кВт/л, тобто на 20...40 %, і застосовується для авто* мобільних дизелів ЯМЗ-238Ф, КамАЗ-7403 та ін.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: