|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Тема: Двигатель внутреннего сгоранияСтр 1 из 14Следующая ⇒
СОДЕРЖАНИЕ
Тема: Двигатель внутреннего сгорания Общее устройство и принцип работы двигателя
Общее устройство.
Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. 1а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. 1). Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а, следовательно, и с перемещением поршня.
Рис. 1. Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания: а - продольный вид, б - поперечный вид; 1 - головка цилиндра, 2 - кольцо, 3 - палец, 4 - поршень, 5 - цилиндр, 6 - картер, 7 - маховик, 8 - коленчатый вал, 9 - поддон, 10 - щека, 11 - шатунная шейка, 12 - коренной подшипник, 13 - коренная шейка, 14 - шатун, 15, 17- клапаны, 16 – форсунка Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней мертвой точкой (ВМТ), соответствующей наибольшему удалению поршня от вала (см. рис. 1), и нижней мертвой точкой (НМТ), соответствующей наименьшему удалению его от вала. Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом. Расстояние, проходимое поршнем, между мертвыми точками называется ходом поршня S, а расстояние между осями коренных и шатунных шеек - радиусом кривошипа R (рис. 1б). Ход поршня равен двум радиусам кривошипа: S = 2R. Объем, который описывает поршень за один ход, называется рабочим объемом цилиндра (литражом) Vh:
Vh = (1/4)D2S. (1)
Объем над поршнем Vc в положении ВМТ (см. рис. а) и называется объемом камеры сгорания (сжатия). Сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания составляет полный объем цилиндра Va:
Va=Vh + Vc. (2)
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия е:
е = Va / Vc. (3)
Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, так как сильно влияет на его экономичность и мощность.
Принцип работы.
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ.
Рис. 2. Такт сжатия
Такты Такт впуска - Впускается топливо-воздушная смесь Такт сжатия - Смесь сжимается и поджигается Такт расширения - Смесь сгорает и толкает поршень вниз Такт выпуска - Продукты горения выпускаются
Принцип действия.
Сгорание топлива происходит в камере сгорания, которая расположена внутри цилиндра двигателя, куда жидкое топливо вводится в смеси с воздухом или раздельно. Тепловая энергия, полученная при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу. Продукты сгорания удаляются из цилиндра, а на их место всасывается новая порция топлива. Совокупность процессов, происходящих в цилиндре от впуска заряда (рабочей смеси или воздуха) до выпуска отработанных газов, составляет действительный или рабочий цикл двигателя.
Блок и головка цилиндров Наиболее крупными и сложными деталями кривошипно-шатунного механизма являются блок цилиндров и его головка (или головки). Как показано на рисунке блок цилиндров 5 и головка цилиндров 1 имеют сложную форму, поэтому их изготовляют литьем. Между ними для герметизации стыка установлена прокладка 9. Спереди (а иногда и сзади) также через прокладку 6 к блоку крепится крышка распределительных шестерен. Все остальные детали кривошипно-шатунного механизма расположены в блоке цилиндров, их обычно объединяют в несколько групп.
Рис. 5. Головка и блок цилиндров V-образного восьмицилиндрового двигателя ЗМЗ-53: 1 - головка правого ряда цилиндров, 2 - гильза цилиндра, 3 - прокладка гильзы, 4 - направляющий поясок для гильзы, 5 - блок цилиндров, 6 - прокладка крышки распределительных шестерен, 7 - сальник переднего конца коленчатого вала, 8 - крышка распределительных шестерен, 9 - прокладка головки цилиндров.
Блок цилиндров.
Его отливают из чугуна (СЧ 21, СЧ 15) или из алюминиевых (например, АЛ4) сплавов. Соотношение масс чугунных и алюминиевых блок-картеров составляет примерно 4: 1. За одно целое с блоком отлита верхняя часть картера. В отливке блока цилиндров выполнены рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, постели для коренных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также места для установки других узлов и приборов. Чугунные блок-картеры изготовляют или вместе с цилиндрами или со вставными цилиндрами - гильзами, а алюминиевые только со вставными гильзами. Уплотнение гильз в блоке осуществляется с помощью резиновых колец или прокладок 3. Тщательно обработанная внутренняя поверхность гильз (или цилиндров) называется зеркалом.
Рис. 6. Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛ-130: 1 - поршень, 2 - вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, 3 - маховик, 4- коренная шейка коленчатого вала, 5 - крышка заднего коренного подшипника, 6 - пробка, 7 - противовес, 8 - щека, 9 - крышка среднего коренного подшипника, 10 - передняя шейка коленчатого вала, 11 - крышка переднего коренного подшипника, 12 - шестерня, 13 - носок коленчатого вала, 14 - шкив, 15 - храповик, 16 - упорная шайба, 17 - биметаллические шайбы, 18-шатунные шейки коленчатого вала, 19 - вкладыши шатунного подшипника, 20 - стопорное кольцо, 21 - поршневой палец, 22 - втулка верхней головки шатуна, 23 - шатун, 24 - крышка шатуна, 25 - сальник, 26 - маслоотгонная канавка, 27 - маслосбрасывающий гребень, 28 - дренажная канавка.
Головка цилиндров. Головка закрывает цилиндры сверху; в ней размещены клапаны, камеры сгорания, свечи, форсунки. В головку цилиндров запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена сталеасбестовыми прокладками. Между головкой цилиндров и крышкой клапанов установлены пробковые или резиновые прокладки. Головки отлиты из алюминиевого сплава или чугуна. Двигатели с рядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением - две головки на каждый ряд (двигатель ЗИЛ-130), четыре - на каждые три цилиндра (двигатель ЯМЗ-240), восемь — на каждый цилиндр (двигатель КамАЗ-740).
Поршневая группа
В поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы. Поршень представляет собой металлический стакан, днищем обращенный вверх. Он воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Отлиты поршни из алюминиевого сплава. Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра ограничивают объем камеры сгорания. В головке поршня проточены канавки для колец. При работе двигателя на поршень действуют большие механические и тепловые нагрузки от давления горячих газов. Конструкция поршня должна обеспечивать такой зазор между поршнем и цилиндром, который исключал бы стуки поршня после запуска двигателя и заклинивание его в результате теплового расширения при работе двигателя под нагрузкой. На юбке поршня делают разрезы, придают ему овальную форму в поперечном сечении и коническую - по высоте, производят заделку в поршень специальных компенсационных пластин из металла с малым коэффициентом теплового расширения. Например, в поршнях некоторых двигателей с зажиганием от искры юбку выполняют с косым разрезом, что делает ее более упругой и позволяет устанавливать поршень с минимальным зазором, не опасаясь заклинивания. При шлифовании поршню придают овальную форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца), чтобы под действием боковых усилий и нагрева юбка поршня в рабочем состоянии принимала цилиндрическую форму. Так как температура головки поршня примерно на 100-150°С выше, чем нижней части юбки, то наружный диаметр юбки делают больше, чем диаметр головки. Большую опасность представляет собой перегрев поршня из-за недостаточного его охлаждения. При перегреве прогорает днище поршня, происходит задир рабочей поверхности цилиндра, залегание колец и даже заклинивание поршня. Иногда для улучшения охлаждения поршня на его внутреннюю поверхность направляют струю масла.
Рис. 7. Детали поршневой группы: 1 - поршень, 2 - поршневой палец, 3 - стопорные кольца, 4, 5 - компрессионные кольца, 6 - маслосъемное кольцо. Поршень дизеля КамАЗ-740 отлит из высококремнистого алюминиевого сплава со вставкой из специального чугуна под верхнее компрессионное кольцо. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки и предохранения от задиров. В головке поршня расположена тороидальная камера сгорания, а сбоку от нее в днище — две; выемки для предотвращения касания его с клапанами. Под бобышками в нижней части юбки сделаны выемки для прохода противовесов коленчатого вала в НМТ. С шатуном поршень соединен пальцем 2 плавающего типа, стопорные кольца 3 вставляются в канавки, проточенные в бобышках, кольца ограничивают осевое смещение пальца в поршне. Палец имеет форму пустотелого цилиндрического стержня, он сделан из хромоникелевой стали, упрочнен цементацией и термообработан закалкой. На поршне выполнены канавки для двух компрессионных 4, 5 и одного маслосъемного 6 кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания. Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Иногда маслосъемные кольца делают из стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком. После установки в цилиндр зазор в замке должен быть в пределах 0, 3-0, 5 мм, чтобы кольцо не заклинивало при нагревании. Замки на поршне должны располагаться на равных расстояниях друг от друга по окружности, что уменьшает прорыв газов из цилиндра. Компрессионные кольца и особенно первое (верхнее) из них работают в тяжелых условиях. Из-за соприкосновения с горячими газами и большой работы трения, производимой первым кольцом, оно сильно нагревается (до 225-275°С), что осложняет его смазку и вызывает увеличенный износ как самого кольца, так и верхнего пояса цилиндра. Для повышения износостойкости поверхность верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена (двигатель КамАЗ-740).
Поршневые кольца разрезные, в свободном состоянии их диаметр несколько больше диаметра цилиндра. Поэтому в цилиндре кольцо плотно прижимается к его стенкам. В канавках поршня кольца образуют лабиринт с малыми зазорами, в котором газы, прорывающиеся из надпоршневого пространства, с одной стороны, теряют давление и скорость, а с другой — прижимают кольца к стенке цилиндра.
Рис. 8. Поршневые кольца: а - внешний вид, б - расположение колец на поршне (двигателя ЗИЛ-130), в - составное маслосъемное кольцо; 1 - компрессионное кольцо, 2 - маслосъемное кольцо, 3 - плоские стальные диски, 4 - осевой расширитель, 5 - радиальный расширитель.
Компрессионные кольца имеют разную форму поперечного сечения. Компрессионное кольцо 1 с прямоугольным сечением (а) прилегает к цилиндру по всей наружной поверхности. Для увеличения удельного давления кольца на зеркало цилиндра и более быстрой приработки наружной поверхности кольцу придается коническая форма или делается на верхней внутренней кромке кольца 1 специальная выточка (6). Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую, пластинчатую с осевым и радиальным расширителями (в). При движении вверх маслосъемное кольцо как бы «всплывает» в масляном слое, а при движении вниз острая кромка кольца соскабливает масло. Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня. Маслосъемное кольцо двигателей ЗМЗ и ЗИЛ состоит из двух стальных кольцевых дисков, осевого 4 и радиального 5 расширителей. Вследствие быстрой прирабатываемости и упругости стальные маслосъемные кольца хорошо прилегают к гильзе цилиндра.
Шатуны и коленчатый вал.
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он состоит из верхней головки 5, стержня 6 двутаврового сечения и разъемной нижней головки 3, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышка 1 изготовлены из легированной или углеродистой стали. В верхнюю головку шатуна запрессованы одна или две втулки 4 из оловянистой бронзы, а в нижнюю вставлены тонкостенные стальные вкладыши 8, залитые слоем антифрикционного сплава. Крышка 1 обрабатывается в сборе с шатуном, их нумеруют порядковым номером цилиндра. Ширина нижней головки такова, что позволяет вынимать поршень с шатуном вверх через цилиндр. Нижняя головка 3 шатуна и крышка 1 соединяются двумя болтами 7 или шпильками. Под головки болтов кладут специальные стопорные шайбы с усиками, а гайки имеют резьбу, несколько отличающуюся от резьбы на шпильках или болтах, в результате чего гайки самостопорятся, На двигателях старых конструкций они иногда шплинтовались. Вкладыши двигателя КамАЗ-740 изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Вкладыши шатунных подшипников двигателей. ЗМЗ-24,. ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 выполнены из сталеалюминиевой ленты антифрикционный слой которой представляет собой алюминиевый сплав АМО-1-20. От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками 2), которые входят в канавки, выфрезерованные в шатуне и его крышке.
Рис. 9. Шатун: 1 - крышка нижней головки, 2 - усики, фиксирующие вкладыши от проворачивания, 3 - нижняя головка, 4 - втулка верхней головки, 5-верхняя головка, 6- стержень шатуна, 7 - болт с гайкой для крепления крышки нижней головки, 8 - вкладыши нижней головки.
Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент. Он имеет коренные и шатунные шейки, щеки, соединяющие коренные и шатунные шейки, фланец для крепления маховика, носок, в котором имеется отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка с щеками образует колено (или кривошип) вала. Расположение колен на валу обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов. Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из магниевого чугуна. Стальные валы при одинаковых с литыми чугунными валами размерах шеек и щек имеют большую прочность, а к преимуществам литых валов следует отнести их меньшую стоимость, меньший расход металла при изготовлении, сокращение числа операций механической обработки, а также возможность придания оптимальных форм отдельным элементам кривошипа, например внутренним полостям шатунных и коренных шеек. Литье позволяет выполнить все шейки вала полыми. Шейки стальных коленчатых валов закаливают токами высокой частоты. Все шейки коленчатых валов тщательно шлифуют и полируют. Переходы (галтели) от шеек к щекам выполняют плавными. Количество шатунных шеек в двигателе, имеющем однорядное расположение цилиндров, равно числу цилиндров, а в V-образном двигателе - их в два раза меньше числа цилиндров, так как на каждую шатунную шейку устанавливают по два шатуна. Количество коренных шеек четырехцилиндровых двигателей с рядным расположением цилиндров три или пять, в шестицилиндровых - четыре или семь, а V-образных восьмицилиндровых - пять. Если шатунная шейка с двух сторон имеет коренную шейку, то такой коленчатый вал называют полноопорным. Полноопорный вал меньше прогибается и обеспечивает лучшие условия работы подшипников и больший срок их службы. В современных автомобильных двигателях частота вращения коленчатого вала достигает 3000-4000 об/мин - (грузовые автомобили) и 4500-6000 об/мин - (легковые). Поэтому возникают большие силы инерции, действующие на шатунные шейки, щеки и нижние головки шатунов. Эти силы нагружают подшипники, вызывая их ускоренное изнашивание. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы, расположенные на щеках против шатунных шеек коленчатого вала. Коренные и шатунные шейки вала соединены наклонными каналами, просверленными в щеках и служащими для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам. Шатунные шейки выполняют полыми или высверливают в них полости грязеуловители. В этих полостях под действием центробежных сил отлагаются тяжелые частицы и продукты изнашивания, содержащиеся в масле. Грязеуловители очищают при разборке двигателя, вывертывания пробки.
Рис. 10. Коленчатый вал V - образного 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ-130: 1 - противовес, 2 - заглушка, 3 - полость, 4 - отверстие для крепления маховика, 5 - сверления для подачи масла к шейке.
Фазы газораспределения.
Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан должен открываться до достижения поршнем НМТ, а закрываться после ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем ВМТ, а закрываться после прохождения НМТ. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), называют перекрытием клапанов. Фазы газораспределения подбирают на заводах опытным путем в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем. При этом стремятся использовать колебательное движение газов во впускной и выпускной системах таким образом, чтобы к концу закрытия впускного клапана перед ним оказалась бы волна давления, а к концу закрытия выпускного клапана за ним была бы волна разрежения. При таком подборе фаз газораспределения удается одновременно улучшить заполнение цилиндров свежей смесью и их очистку от отработавших газов. Заводы указывают фазы газораспределения для своих двигателей или в виде диаграмм. Диаграмма показывает, что впускной клапан начинает открываться за 10° до ВМТ, а заканчивает закрываться через 46° после НМТ. Выпускной клапан начинает открываться за 66° до НМТ и заканчивает закрываться через 10° после ВМТ. Перекрытие клапанов в этом случае составляет 20°
Рис. 16. Диаграмма фаз газораспределения: 1 - впуск, 2 – выпуск Правильность установки механизма ВМТ газораспределения определяется зацеплением распределительных шестерен с имеющимися на них метками. Отклонение при установке фаз газораспределения хотя бы на два зуба шестерни или звездочки распределительного вала приводит к удару клапана о поршень, потери компрессии, выходу из строя клапана или двигателя. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении теплового зазора в клапанном механизме. Увеличение этого зазора приводит к уменьшению продолжительности открытия клапана, и наоборот.
Порядок работы цилиндров.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называют порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы зависит от расположения цилиндров, расположения шеек коленчатого и кулачков распределительного валов. У четырехтактного четырехцилиндрового однорядного двигателя такты чередуются через 180°, порядок работы может быть 1-3-4-2 («Москвич-2140», ВАЗ-2106 «Жигули») или 1-2-4-3 (ГАЗ-24 «Волга»). В V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателях шатунные шейки располагаются под углом 90°. Угол между двумя рядами цилиндров тоже 90°. Когда поршень одного цилиндра находится в какой-либо мертвой точке, поршень соседнего цилиндра находится примерно на середине своего хода. Поэтому такты, происходящие в левом ряду цилиндров, смещаются относительно соответствующих тактов, происходящих в цилиндрах правого ряда, на 90°, или 1/4 оборота, коленчатого вала.
Вентилятор и водяной насос.
Вентилятор включает шесть или четыре лопасти 10, приклепанные к крестовине 9. Последняя привернута к шкиву 8, который приводится в движение коленчатым валом с помощью ременной передачи. Шкив шпонкой и гайкой жестко закреплен на валике, который свободно вращается в корпусе 1 водяного насоса на двух шариковых подшипниках. С другой стороны на валик 3 жестко посажена крыльчатка 2 водяного насоса, представляющая собой диск с равномерно расположенными на нем криволинейными лопатками, которые направляют воду в водяную рубашку двигателя.
Рис. 19. Водяной насос и вентилятор. а - устройство, б - привод; 1 - корпус, 2 - крыльчатка, 3 - валик, 4 - пружина, 5 - уплотнительное устройство, 6 - верхний патрубок, 7 - масленка, 8 - шкив, 9 - крестовина, 10 - лопасть вентилятора, 11 - генератор, 12 - ремень
В месте выхода валика из корпуса насоса предусмотрено сальниковое уплотнение, которое не пропускает воду. Уплотнение смонтировано в цилиндрической ступице крыльчатки и застопорено в ней пружинным кольцом. В уплотнение входят текстолитовая уплотняющая шайба 4 и резиновая манжета, которая прижимается пружиной к упорной втулке. Просочившаяся при работе насоса через уплотнение вода сливается через отверстие в корпусе насоса наружу. Водяной насос закреплен на передней стенке блока цилиндров болтами. Между корпусом насоса и блоком установлена паронитовая прокладка. Корпус насоса имеет два патрубка: боковой соединяет полость крыльчатки водяного насоса с нижним патрубком радиатора, а верхний 6 - с корпусом термостата. Термостат автоматически регулирует температуру воды для ускорения прогрева двигателя после пуска. Он изготовлен из латуни. К днищу корпуса 1 термостата припаян сильфон 4 (гофрированный стакан), несущий на себе вспомогательный клапан 3 и полый шток 5 с основным клапаном 2. Сильфон термостата, изготовленный в виде цилиндрической гармошки из тонкой латуни, заполнен легкокипящей жидкостью - смесью воды и этилового спирта.
Рис. 20. Термостат (а, б) и паровой клапан (в, г). а - основной клапан закрыт, б - основной клапан открыт, в - открыт паровой клапан, г - открыт воздушный клапан; А - направление потока воды в водяной насос, Б - направление потока воды в радиатор: 1 - корпус, 2 - основной клапан, 3 - боковой (вспомогательный) клапан, 4 – гофрированный стакан, 5 – шток, 6 - коробка термостата, 7 - паровой клапан, 8 - пружина парового клапана, 9 - пароотводная трубка, 10 - воздушный клапан, 11 - пружина воздушного клапана, 12 - крышка заливной горловины радиатора.
При температуре воды ниже 70°С давление насыщенных паров жидкости в сильфоне низкое. Он под действием упругости гофрированных стенок сжат, основной клапан 2 полностью закрыт, а вспомогательный 3 открыт. Вода циркулирует по малому кругу (минуя радиатор). При температуре воды выше 70°С под давлением испаряющейся жидкости стакан растягивается, а шток и клапаны выдвигаются. Через открывшийся основной клапан вода проходит в радиатор. При температуре воды выше 85°С вспомогательный клапан полностью закрывает боковые отверстия корпуса. Доступ воды из термостата в водяной насос прекратится. На некоторых двигателях применяют двух- и одноклапанные термостаты с твердым наполнителем - церезином (нефтяным воском). При температуре 70-83°С церезин плавится и, расширяясь, перемещает шток с клапаном, который открывается и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор. При снижении температуры церезин затвердевает и уменьшается в объеме. Под действием возвратной пружины клапан термостата закрывается, и вода циркулирует по малому кругу. На некоторых двигателях не предусмотрена установка термостата в системе охлаждения.
Паровоздушный клапан (рис. 20 в, г), с помощью которого внутренняя полость радиатора сообщается с атмосферой, смонтирован в крышке 12 заливной горловины радиатора Паровоздушный клапан состоит из парового клапана 7 и размещенного внутри него воздушного клапана 10. Паровой клапан под действием пружины 8 плотно закрывает горловину радиатора. Если температура воды в радиаторе повышается до 105°С, то под давлением пара паровой клапан открывается, и избыток пара выходит наружу. Когда при охлаждении воды и конденсации пара в радиаторе создается разрежение, открывается воздушный клапан и в радиатор входит атмосферный воздух. Воздушный клапан закрывается под действием пружины 11, когда давление воздуха внутри радиатора уравновешивается атмосферным. Воздушный клапан позволяет полностью сливать воду из системы охлаждения при закрытой крышке горловины и предохраняет трубки радиатора от разрушения под влиянием атмосферного давления при остывании двигателя. Для контроля за температурой охлаждающей жидкости служат сигнальные лампы и дистанционные термометры. Лампы и указатели термометров помещены на щитке приборов, а их датчики размещены в головках цилиндров или верхнем бачке радиатора.
Моторные масла.
Для смазывания деталей автомобильных двигателей используют высококачественные моторные масла. Масла, используемые для двигателей внутреннего сгорания, должны обладать оптимальной вязкостью, хорошей смазывающей способностью, высокими антикоррозийными свойствами, стабильностью. Для улучшения эксплуатационных свойств масел к ним добавляют специальные присадки. В последнее время моторные масла наряду с ранее принятыми наименованиями сортов маркируются по новой классификации. Масло должно строго соответствовать марке двигателя и сезону. Слишком вязкое масло плохо проходит в зазоры между трущимися деталями, а недостаточно вязкое не держится в зазоре. В обоих случаях увеличивается износ трущихся поверхностей деталей и мощность двигателя снижается. Надежность работы двигателей во многом зависит от чистоты моторных масел. Масла не должны содержать механических примесей и воды. Механические примеси и вода попадают в масла главным образом при транспортировке, приеме, выдаче и хранении, а механические примеси особенно при работе двигателей в условиях большой запыленности воздуха. Поэтому при выполнении всех операций необходимо предупреждать попадание в масла механических примесей и воды.
Масляный насос.
Шестеренчатый насос создает циркуляцию масла в смазочной системе двигателя. Он установлен обычно на блок-картере или на крышке коренного подшипника коленчатого вала. Насосы смазочной системы выполняют двухсекционными (рис. 24 а) и односекционными (рис. 24 б). Двухсекционный насос имеет две секции: основную и радиаторную. Секции разделены между собой проставкой 2. Каждая секция работает независимо от другой как односекционный насос. Односекционный насос состоит из маслоприемника 9, корпуса 6, крышки и двух шестерен. В корпусе насоса выполнены два цилиндрических колодца для установки шестерен. Ведущая шестерня 4 насоса крепится шпонкой на валу, который опирается на втулки, запрессованные в корпусе и крышке насоса. Ведомая шестерня 5, находясь в зацеплении с ведущей, свободно вращается на пальце, запрессованном в корпусе. Вращаясь в разные стороны, шестерни зубьями перегоняют масло от входного канала корпуса к нагнетательному 7.
Рис. 24. Принципиальная схема смазочной системы: а - двухсекционный, б - односекционный, в - предпусковой, 1 - ведущая шестерня радиаторной секции, 2 - проставка, 3 - ведущий вал, 4 - ведущая шестерня основной секции, 5 - ведомая шестерня основной секции, 6 - корпус, 7 - нагнетательный канал, 8 - сетка маслоприемника, 9 - маслоприемник, 10 -редукционный клапан, 11 - регулировочный винт, 12 - выходное отверстие, 13 - впускное отверстие, 14 - крышка, 15 - корпус, 16 - шестерня привода насоса.
В корпусе насоса есть прилив, в расточке которого смонтирован редукционный клапан 10. Последний предотвращает чрезмерное повышение давления, которое создается масляным насосом при пуске холодного двигателя, т. е. когда масло имеет большую вязкость. С помощью регулировочного винта 11 можно изменить силу давления пружины клапана. Привод масляного насоса осуществляется у тракторных двигателей от, коленчатого вала через приводную шестерню, а у автомобильных - от шестерни, выполненной заодно с распределительным валом. Для подачи масла в смазочную систему во время запуска пускового двигателя некоторые тракторные двигатели имеют предпусковой насос (рис. 24 в). Шестерня 16 привода предпускового насоса находится в постоянном зацеплении с шестерней пускового двигателя. Поэтому после его запуска шестерни предпускового насоса забирают масло через заборную трубку из поддона картера и подают через обратный клапан в масляную магистраль. После запуска основного двигателя давление в масляной магистрали повышается и срабатывает обратный клапан, перекрывая поступление масла из блок-картера в предпусковой насос. Масляный радиатор.
Масляный радиатор охлаждает масло в летнее время. Он представляет собой неразборный узел, состоящий из ряда стальных трубок овального сечения и двух бачков: нижнего и верхнего. Для увеличения поверхности охлаждения на каждой трубке навита спираль из тонкой стальной ленты. У масляных радиаторов некоторых двигателей трубки радиатора проходят через охлаждающие пластины, бачки разделены перегородками. К бачкам приварены штуцера, к которым монтируют маслоподводящую и маслотводящую трубки и ушки для крепления радиатора. Масляный радиатор установлен впереди водяного радиатора. У двигателей с воздушным охлаждением масляный радиатор выполнен из единой многократно изогнутой трубки с навитой на нее ленточной спиралью. Масло, двигаясь по трубкам радиатора, обдуваемого снаружи воздухом, охлаждается при полностью открытых жалюзи или шторки на 10-12°С.
Масляный фильтр.
Для очистки от механических примесей масла, циркулирующего в системе двигателя, служит масляный фильтр. У большинства современных автотракторных двигателей в качестве фильтра применяют центробежный очиститель (реактивную центрифугу). В центрифугах (рис. 25 а) масло очищается под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора.
Рис. 25. Схема работы центрифуги: а - реактивной, б – полнопоточной активно-реактивной, 1 - ротор, 2 - механические примеси, 3 - ось, 4 - маслозаборная трубка, 5 - маслоподеодящий канал, 6 - жиклер (форсунка), 7 - корпус ротора, 8 - насадок, 9 - пустотелая ось, 10 - маслоотводящая трубка, 11-корпус фильтра, А, Б - каналы, В-кольцевая полость.
Основные части центрифуги - ротор 1 и ось 3, которая нижней частью ввернута в корпус фильтра. Масло в центрифуге очищается следующим образом. Из масляного насоса оно под давлением поступает через продольное и радиальное отверстия оси и центрирующей колонки внутрь ротора 1. Из ротора масло подходит через трубки к калиброванным отверстиям - жиклерам (форсункам) 6 и вытекает из них с большой скоростью. Отталкивающее действие (реакция) вытекающих струй масла вызывает вращение ротора в обратную сторону. Масло, вытекающее из ротора в корпус фильтра, сливается в картер двигателя. При нормальном давлении масла ротор вращается с частотой вращения около 630 рад/с. При быстром вращении ротора тяжелые примеси, содержащиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам ротора и оседают на них в виде плотного смолистого слоя. На двигателях последних выпусков применяется полнопоточная масляная центрифуга. Особенность ее состоит в том, что все масло очищается в роторе реактивной центрифуги. В отличие от рассмотренной центрифуги в пустотелую ось 9 ротора вставлена маслоотводящая трубка 10, имеющая выход к масляной магистрали. Во время работы двигателя масло от насоса поступает через каналы корпуса фильтра в кольцевой зазор между осью и трубкой, попадая затем через радиальные отверстия оси и корпуса внутрь ротора В нем поток очищенного масла разделяется. Часть масла (около 20%) идет на привод ротора во вращение и стекает через жиклеры 6 в картер. Основная же часть масла по верхнему ряду радиальных отверстий в корпусе ротора и его оси поступает в маслоотводящую трубку 10 и далее в масляную магистраль. В роторе полнопоточной центрифуги маслозаборные трубки отсутствуют. В некоторых двигателях применена новая активно-реактивная центрифуга. В отличие от реактивной активно-реактивная центрифуга не имеет жиклеров (форсунок). Струи масла, под действием которых вращается ротор, не сливаются в поддон, а поступают для смазывания трущихся деталей двигателя. К оси 9 неподвижно прикреплен насадок 8, имеющий каналы А, касательные к его окружности. В верхней части корпуса 7 ротора выполнены касательно расположенные каналы Б. Неочищенное масло под давлением 0, 6-0, 7 МПа от масляного насоса поступает через кольцевую полость В (между осью и трубкой) в каналы А. Вытекая из этих каналов под давлением, струи масла, направленные касательно к стенкам колонки ротора, образуют активный момент, который заставляет ротор вращаться в направлении движения струи, как показано на рисунке стрелкой. Механические примеси, содержащиеся в масле, под действием центробежных сил отлагаются на внутренних стенках вращающегося ротора в виде смолистого слоя. Очищенное масло с большой скоростью выбрасывается через тангенциально расположенные каналы Б в верхней части ротора и через радиальные отверстия поступает в канал неподвижной оси и далее в масляную магистраль. При этом возникает реактивная сила, которая тоже вращает ротор. Таким образом, вращение ротора центрифуги происходит за счет суммарной энергии двух потоков масла: активного действия струй при поступлении в ротор по каналам А и реактивного действия - при выходе из ротора по каналам Б.
Рис. 26. Полнопоточный масляный фильтр: 1 - маслоотводяшая трубка, 2 - трубка охлажденного в радиаторе масла, 3 - трубка отвода горячего масла в радиатор, 4 - радиаторный клапан, 5, 6 - каналы отвода очищенного неохлажденного и охлажденного масла в магистраль, 7 - канал подвода неочищенного масла в фильтр, 8 - сливной клапан, 9- полость слива масла в картер двигателя, 10 - регулировочные винты клапанов, 11- корпус фильтра, 12- перепускной клан, 13 - пустотелая ось, 14 - крышка, 15 - насадок (завихритель масла), 16 - корпус ротора, 17- стакан, 18- упорная шайба, 19 - колпак.
В центробежных масляных фильтрах ротор состоит из корпуса 16 и стакана 17. Площадь верхнего днища ротора больше площади нижнего, поскольку диаметр верхней шейки оси меньше диаметра нижней. Общая сила давления масла, направленная вверх, больше силы, действующей на нижнее днище ротора. Вследствие этого при работе двигателя ротор всплывает и разгружает опорный торец. При увеличении давления в роторе больше нормального он перемещается еще выше. От перемещения вверх ротор удерживается упорной шайбой 18, а от перемещения вниз - буртом оси 13. Осевой разбег 0, 3-1, 5 мм. В корпусе фильтра установлены три клапана: перепускной 12, сливной 8 и радиаторный 4.
Перепускной клапан поддерживает давление масла в роторе. Если давление масла при входе в ротор повышается до 0, 65 МПа (при густом масле или загрязненном роторе), клапан открывается, и неочищенное масло стекает в картер двигателя. У некоторых двигателей перепускной клапан при открытии пропускает масло в масляную магистраль, минуя центрифугу. Перепускной клапан регулируют на давление 0, 65-0, 70 МПа регулировочным винтом 10. Радиаторный клапан служит для перепуска холодного масла, которое, минуя масляный радиатор, поступает в масляные каналы двигателя. Открытие клапана должно происходить при разности давлений 0, 06-0, 07 МПа. Радиаторный клапан не регулируют. Сливной клапан 8 предназначен для слива излишков очищенного масла в картер при повышении давления в масляных каналах двигателя. Клапан регулируют регулировочным винтом 10 до нормального давления масла в смазочной системе. Масляные фильтры некоторых двигателей снабжены вместо радиаторного клапана краном-переключателем, с помощью которого масляный радиатор в зимнее время отключают.
Турбокомпрессор.
Мощность двигателя, имеющего определенный литраж, можно повысить, подавая в цилиндр воздух, предварительно сжатый в компрессоре (наддув). Если в цилиндры подано больше воздуха, то можно подать больше топлива, которое полностью сгорит и выделит больше энергии. Турбокомпрессор (рис. 31) используется для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя. Турбокомпрессор состоит из центробежного компрессора и газовой турбины, колес 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4.
Рис. 31. Турбокомпрессор: 1 - средний корпус, 2 – втулка, 3-корпус компрессора, 4 – вал, 5 - колесо компрессора, 6 - канал подвода масла, 7 - корпус турбины, 8 - вставка турбины, 9 - колесо турбины, 10 - водяная рубашка.
Отработавшие газы по выпускному трубопроводу попадают в камеру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса 9 турбины, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее обработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу. Закрепленное на валу колесо 5 компрессора засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлением 0, 05-0, 06 МПа нагнетает по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя, увеличивая наполнение их воздухом. Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения (около 40 тыс. об/мин), незначительная их несбалансированность может вызвать сильную вибрацию. Поэтому опорой валу служит бронзовый подшипник типа «качающейся» втулки 2. Через специальный щелевой ленточный фильтр масло нагнетается к втулке и по сверлению в ней оно поступает во внутреннюю полость для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку, которая гасит вибрацию, возникающую при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла, поступающего в турбокомпрессор, на среднем корпусе установлен штуцер для манометра. Нормальное давление масла после фильтра турбокомпрессора должно быть 0, 2-0, 4 МПа. Детали турбокомпрессора охлаждаются водой, поступающей из системы охлаждения двигателя в водяную рубашку 10 среднего корпуса.
Топливные фильтры
На автомобильных двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра - грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки топлива очищает топливо от крупных механических примесей.
Рис. 32. Фильтры грубой очистки топлива: а – тракторный, б –автомобильный, 1 - сливная пробка, 2 – топливоподводящая трубка, 5 – распределитель потока воздуха, 6 - нажимное кольцо, 7 – стакан, 8 – сетчатый фильтрующий элемент, 9 – успокоитель, 10 – пластинчатый фильтрующий элемент, 11 – отверстия, 12 – стержень, 13 – пластины, 14 – выступ, А – вход топлива, Б – выход очищенного топлива
Фильтр грубой очистки топлива (рис. 32, а) имеет сетчатый фильтрующий элемент 8, состоящий из отражателя и латунной сетки с ячейками размером 0, 09 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввертывается в корпус 3 и прижимает к нему распределитель 5, имеющий восемь отверстий, равномерно расположенных по окружности. Фильтрующий элемент находится внутри стакана 7. Стакан закрепляют на корпусе с помощью нажимного кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитовой прокладкой. В нижней части стакана установлен успокоитель 9. В резьбовую втулку стакана ввернута сливная пробка 1. Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку 2 и отверстия распределителя 5. Затем оно стекает вниз через кольцевую щель между отражателем и стенкой стакана. Часть топлива по инерции попадает под успокоитель, где оседают крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через центральное отверстие успокоителя топливо поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетчатый элемент, топливо очищаемся от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей топливоотводной трубке 4. В фильтре грубой очистки топлива автомобиля (фильтре-отстойнике) (рис. 32, б) в качестве фильтрующего элемента использован набор пластин 13, изготовленных из алюминиевой ленты толщиной 0, 15 мм. В пластинах выполнены выступы 14 высотой 0, 05 мм и отверстия 11 для прохода топлива и два отверстия для прохода фиксирующих стержней 12. Топливо поступает в фильтр через входное отверстие и попадает в стакан 7. Поскольку скорость движения топлива в стакане резко уменьшается по сравнению со скоростью в топливопроводах, вода и крупные механические примеси отстаиваются и оседают на дно. Для периодического слива отстоя служит пробка 1. Затем топливо проходит в щели между пластинами и через отверстия в пластинах выходит очищенным через отводящее отверстие. Частицы крупнее 0.05 мм задерживаются фильтром. Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических примесей и воды. Тракторный фильтр обычно имеет несколько топливных фильтрующих элементов (ЭТФ), установленных в корпусе 6. В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива отстоенного топлива из фильтра. Фильтрующие элементы 4 состоят из цилиндрических картонных заключенных в жестяные крышки каркасов с отверстиями для прохода топлива и фильтрующих штор, изготовленных из специальной бумаги и свернутых в многогранную винтовую гармошку. В верхней и нижней частях фильтрующие элементы уплотнены резиновыми кольцами. Фильтрующие элементы неразборные. Каждый из них надевается на штырь. Сверху на корпус фильтра устанавливается крышка 7, на которой смонтирован продувочный вентиль 9. Все фильтрующие элементы работают параллельно. Поток топлива под давлением подкачивающей помпы входит через отверстие А в корпус фильтра, а затем проходит через отверстия каркаса и через фильтрующие шторы внутрь фильтрующего элемента. Очищенное от мельчайших примесей топливо через отверстие Б направляется топливопроводом низкого давления в топливный насос. Продувочный вентиль служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Если во время работы подкачивающей помпы отвертывают рукоятку вентиля, то шарик под давлением топлива отходит от гнезда и через открывшееся отверстие из корпуса фильтра тонкой очистки по трубке 5 наружу выходит топливо. При наличии в топливной системе воздуха из сливной трубки будут вначале выделяться воздушные пузырьки. Когда топливо из трубки пойдет ровной струей, рукоятку заворачивают, и шарик перекрывает сливное отверстие.
Рис. 33. Фильтры тонкой очистки топлива
На некоторых двигателях установлены двухсекционные фильтры тонкой очистки топлива (рис. 33, б). В этих фильтрах топливо проходит последовательно оба фильтрующих элемента. Второй элемент является контрольным: по степени его загрязнения судят о работе фильтра грубой очистки топлива и первого элемента тонкой очистки. В случае загрязнения первый элемент тонкой очистки можно промыть, не снимая фильтр. Для этого в крышке фильтра вмонтирован кран, который может быть установлен в два положения: рабочее и на промывку. Во время промывки направление потока топлива в первой секции меняется на обратное. При этом отвертывают на два оборота сливную пробку первой секции и сливают осевшие частицы с наружной поверхности фильтрующего элемента. На более мощных тракторных двигателях на двухступенчатый фильтр тонкой очистки устанавливают дополнительный контрольный фильтр, включающий один фильтрующий элемент, взаимозаменяемый с основными. Фильтр тонкой очистки топлива автомобиля (рис. 33, в) устанавливают между топливным насосом и карбюратором. Фильтр состоит из корпуса 6, стакана-отстойника 14 и фильтрующего элемента 4. Фильтрующий элемент может быть выполнен керамическим или из мелкой сетки, свернутой в виде рулона. При работе двигателя часть механических примесей выпадает в виде осадка на дно стакана-отстойника, а остальные задерживаются фильтрующим элементом.
Карбюратор.
Процесс приготовления горючей смеси вне цилиндра двигателя называют карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс, - карбюратором. Приготовление горючей смеси в карбюраторе основано на принципе пульверизации, которое состоит в том, что жидкость под действием разрежения вытекает из распылителя (трубки) и разбрызгивается (распыляется) воздухом на мельчайшие частицы. Простейший карбюратор (рис. 34) состоит из поплавковой камеры 8, диффузора 3, распылителя 4, смесительной камеры 6 и дроссельной заслонки 5. Топливо подается в поплавковую камеру самотеком или насосом по топливопроводу 1. Поплавковая камера соединена со смесительной камерой распылителем 4, в котором установлен жиклер. Он представляет собой пробку с небольшим калиброванным отверстием, через которое проходит определенная порция топлива в единицу времени.
Рис.34. Схема работы простейшего карбюратора: 1 - топливопровод, 2 - отверстие в поплавковой камере, 3 - диффузор, 4 - распылитель, 5 - дроссельная заслонки, 6 - смесительная камера, 7 - жиклер, 8-поплавковая камера, 9 - поплавок. 10 - игольчатый клапан
Определенный уровень топлива в поплавковой камере поддерживается поплавком 9 и игольчатым клапаном 10. При наполнении топливом поплавковой камеры поплавок всплывает и через рычажок поднимает игольчатый клапан, который перекрывает отверстие в подводящем топливопроводе, прекращая дальнейшее поступление топлива в камеру. Благодаря этому в поплавковой камере и в распылителе топливо находится на одном уровне, не доходя до верхнего конца распылителя на 2-3 мм. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, которое передается в смесительную камеру карбюратора. Поступающий в карбюратор воздух проходит через узкое сечение диффузора, в результате чего скорость движения воздуха, а следовательно, и разрежение возрастают. Между поплавковой камерой и диффузором создается перепад давлений, благодаря чему топливо начинает фонтанировать из распылителя. Топливо при этом распыливается, перемешивается с воздухом, частично испаряется и в виде горючей смеси поступает в цилиндры двигателя. Горючая смесь - это смесь, приготовленная в карбюраторе из паров мелкораспыленного топлива (бензина) и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина необходимо 15 кг воздуха. Смесь в таком соотношении бензина и воздуха называют нормальной. При избытке воздуха смесь называется обедненной (содержит 15-17 кг воздуха на 1 кг бензина) или бедной (свыше 17 кг воздуха). Смесь при отношении бензина и воздуха 1: 21 и более не воспламеняется. При недостатке воздуха смесь называется обогащенной (13-15 кг воздуха) или богатой (менее 13 кг воздуха). Если на 1 кг бензина приходится менее 5 кг воздуха, смесь не воспламеняется. В условиях эксплуатации двигатели работают с изменяющимися нагрузками и частотой вращения коленчатого вала. В соответствии с режимом работы двигателя должен изменяться и состав горючей смеси, приготовляемой карбюратором. Например, при пуске необходима богатая смесь, для получения наибольшей мощности двигателя при полной его загрузке и холостом ходе - обогащенная, а при средних нагрузках - обедненная горючая смесь. Различают поплавковые и беспоплавковые (диафрагменные) карбюраторы. На пусковых двигателях современных дизелей устанавливают беспоплавковые карбюраторы.
Беспоплавковый карбюратор.
Основные части беспоплавкового карбюратора (рис. 2): корпус 3, крышка 8, диафрагма 9, установленная между ними, распылитель 6 с главным жиклером, дроссельная 2 и воздушная 7 заслонки. С помощью диафрагмы регулируется поступление топлива в карбюратор и поддерживается определенный уровень топлива в распылителе. Полость над диафрагмой служит камерой для топлива. Полость под диафрагмой через отверстие постоянно сообщается с атмосферой. Из бака топливо поступает через штуцер 4, сетчатый фильтр и седло клапана в камеру (полость над диафрагмой). Поступление топлива регулируется клапаном 12, который находится на левом конце качающегося рычага и прижимается к седлу пружиной 11. Левый конец рычага опирается на диафрагму в центре. Для предпускового обогащения горючей смеси диафрагму можно прогнуть принудительно, нажав на кнопку утопителя 10, который размещен в нижней части карбюратора. Если нажать на кнопку, диафрагма прогнется вверх, и топливный клапан 12 принудительно откроется Топливо заполнит полость над диафрагмой и будет вытекать в смесительную камеру через жиклер-распылитель. Жиклер - это калиброванное отверстие в детали, дозирующее расход жидкости.
Рис. 35. Беспоплавковый карбюратор: а – устройство, б - схема работы; 1 - винт регулировки количества смеси, 2 - дроссельная заслонка, 3 – корпус, 4 - штуцер, подводящий топливо к карбюратору, 5 - винт регулировки качества смеси, 6 - жиклер-распылитель. 7 - воздушная заслонка, 8 – крышка, 9 - диафрагма, 10 - утопитель, 11 - пружина, 12 - клапан
Главную дозирующую систему в карбюраторе составляют жиклер-распылитель 6 и смесительная камера. Смесительная камера занимает среднюю часть корпуса карбюратора. Во время работы двигателя при нагрузке воздушная и дроссельная заслонки открыты. Когда поршень перемещается вверх, воздушный поток с большой скоростью проходит из атмосферы в картер пускового двигателя через смесительную камеру карбюратора, над распылителем создается сильное разрежение, топливо выходит фонтаном из распылители и, распыливаясь в воздушном потоке, поступает в картер двигателя. По мере расхода топлива давление в камере снижается и диафрагма выгибается вверх Конец качающегося рычага, расположенный в центре диафрагмы, перемещается тоже вверх, а другой конец рычага - вниз и отводит клапан от седла, открывая доступ топливу в карбюратор. После того как полость над диафрагмой заполнится топливом, давление с обеих сторон диафрагмы выравнивается и диафрагма возвращается в исходное положение, а клапан закрывает отверстие, по которому топливо поступает в карбюратор. Во время работы двигателя на холостом ходу (рис. 35, б) воздушная заслонка 7 открыта, а дроссельная 2 прикрыта. Наибольшая скорость, а, следовательно, и разрежение создаются около краев дроссельной заслонки. Поэтому топливо из распылителя не вытекает, а поступает через жиклер и канал холостого хода за дроссельную заслонку, где смешивается с основным потоком воздуха. Часть воздуха проникает через воздушный канал 13 и примешивается в виде пузырьков к топливу, выходящему из жиклера 14 холостого хода. Величину проходного отверстия воздуха регулируют винтом 5. При завертывании винта смесь обогащается, а при вывертывании - обедняется. Минимальная порция смеси, подаваемой на холостом ходу двигателя, регулируется упорным винтом 1, который ограничивает величину закрытия дроссельной заслонки. При пуске двигателя для подсоса топлива в смесительную камеру воздушную заслонку прикрывают. Благодаря этому в смесительной камере образуется разрежение и топливо большими порциями поступает одновременно из обоих жиклеров. Чтобы предотвратить пересос топлива в смесительную камеру во время пуска двигателя с прикрытой воздушной заслонкой, перед жиклером-распылителем установлен пластинчатый клапан. Дроссельной заслонкой можно регулировать порции пропускаемой в двигатель горючей смеси. Воздушной заслонкой регулируют содержание поступающего в карбюратор воздуха или качество горючей смеси. При меньшем поступлении воздуха (в случае прикрытия воздушной заслонки) горючая смесь обогащается. Чтобы пыль не попадала внутрь при отсутствии воздушного фильтра и неработающем двигателе, карбюратор закрывают крышкой. Между карбюратором и цилиндром двигателя устанавливают прокладку. Поплавковый автомобильный карбюратор. Двигатель автомобиля работает в разнообразных и тяжелых условиях, режимы его работы часто меняются, поэтому он снабжен более сложным карбюратором, чем пусковой двигатель. На современных автомобильных двигателях устанавливают двухкамерные карбюраторы с падающим потоком. Карбюратор (рис. 36) состоит из трех корпусных деталей, соединенных винтами: корпуса 12 поплавковой камеры, крышки 6 и корпуса 16 смесительных камер, который конструктивно объединен с корпусом пневмоцентробежного ограничителя 17 частоты вращения коленчатого вала. Между крышкой поплавковой камеры, ее корпусом и корпусом смесительных камер установлены уплотнительные картонные прокладки. В корпусе поплавковой камеры расположены два больших 4 и два малых 3 диффузора, эмульсионные трубки (выведенные в малые, диффузоры), воздушные и топливные жиклеры. Все каналы жиклеров снабжены пробками 13 для обеспечения доступа к ним без разборки карбюратора. В корпусе поплавковой камеры размещены поплавок 11, подвешенный на оси 9, и игольчатый клапан 8 подачи топлива. Поплавок и клапан поддерживают необходимый уровень топлива в распылителе при неработающем двигателе. Поплавковая камера имеет сбоку смотровое окно для контроля за уровнем топлива и состоянием поплавкового механизма. В крышке поплавковой камеры находится воздушная заслонка 2 с двумя автоматическими клапанами 1. В корпусе смесительных камер расположены две дроссельные заслонки 16, находящиеся на одной оси.
Рис. 36. Автомобильный карбюратор К-126Б: (ГАЗ-24) 1 - клапан, 2 - воздушная заслонка, 3 - малый диффузор, 4 - большой диффузор, 5 - регулировочный винт, 6 - крышка поплавковой камеры, 7 - сетчатый фильтр, 8 - игольчатый клапан, 9 - ось поплавка, 10 - рычажок поплавка, 11 – поплавок, 12 - корпус поплавковой камеры, 13 -пробка, 14 - ось дроссельных заслонок, 15 - дроссельная заслонка, 16 - корпус смесительных камер, 17 - ограничитель частоты вращения коленчатого вала.
Для обеспечения необходимого состава горючей смеси на различных режимах работы двигателя современные автомобильные карбюраторы имеют следующие дозирующие системы: · главную; · холостого хода; · пуска холодного двигателя; · экономайзера; · ускорительного насоса.
Рассмотрим работу карбюратора в разных режимах. Обе камеры карбюратора работают параллельно, но независимо, каждая подает горючую смесь в свой ряд цилиндров. Каждая камера имеет главную дозирующую систему и систему холостого хода. Воздушная заслонка, поплавковая камера, экономайзер и ускорительный насос - общие для двух камер карбюратора.
Неисправности стартеров.
Характерные неисправности стартеров следующие: стартер не включается, якорь стартера не проворачивает коленчатый вал, при включении стартера слышен сильный скрежет зубьев. Если стартер не включается в работу, нужно включить фары или лампу плафона в кабине и наблюдать, как изменяется при этом накал Если он не изменится, значит в цепи стартера нет тока Ток может не поступать вследствие обрыва в цепи, подгорания подвижного контактного диска и зажимов реле стартера, загрязнения коллектора, износа щеток, ослабления пружин щеткодержателей. Щелчок, слышимый в момент включения стартера, свидетельствует об исправности реле стартера и пускового реле. Причина частых щелчков и ударов шестерни о венец маховика - обрыв в удерживающей обмотке реле стартера. При этом якорь реле втягивается только втягивающей обмоткой без участия удерживающей. Если стартер включился, а коленчатый вал двигателя вращается медленно или совсем не вращается, причиной этого может быть разряженность аккумуляторных батарей, окисление зажимов, подгорание коллектора, износ и зависание щеток. Сильный скрежет зубьев при включении стартера наблюдается при износе или забоинах зубьев пусковой шестерни или венца маховика.
СОДЕРЖАНИЕ
Тема: Двигатель внутреннего сгорания |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 289; Нарушение авторского права страницы
