Файл: Корниенко А.Г. Конструктивные схемы автомобилей, тракторов и принцип действия их агрегатов и механизмов лекция.pdf

- 67 -

пусковое устройство; система холостого хода; главное дозирующее устройство; экономайзер; ускорительный насос.

Дозирующим называется устройство, обеспечивающее приготовле­ ние горючей смеси требуемого (наивыгоднейшего) состава на одном или нескольких режимах работы двигателя. Современные карбюраторы имеют, как правило, пять дозирующих устройств по числу основных режимов работы двигателя: главное дозирующее устройство, эконо­ майзер, ускорительный насос, систему холостого хода и пусковое устройство.

Главное дозирующее устройство является основным элементом каж­ дого карбюратора, который служит для приготовления экономичной горючей смеси при режиме средних (частичных) нагрузок, т.е. обе­ спечивает работу двигателя на режиме средних нагрузок. Кроме то­ го, главное дозирующее устройство работает на режиме максимальных нагрузок, а при малых нагрузках совместно с системой холостого хода. Основой конструкции главного дозирующего устройства являет­ ся простейший карбюратор. Необходимое изменение состава смеси при увеличении нагрузки или числа оборотов коленчатого вала достига­ ется изменением количества подаваемого топлива.

Главные дозирующие устройства карбюраторов по методу корректи­ рования состава смеси делятся на три типа:

- метод изменения разрежения у топливного жиклера (карбюрато­ ры К-82М, К-8Д, К-8ДМ, К-88 и К-89);

- метод изменения разрежения в диффузоре (К-80, К-80Б, K-8I с переменным сечением диффузора и К—22, К-49А - перепуском воздуха);

- метод компенсационного жиклера (МКЗ-б, MK3-I4, K-IA).

Главное дозирующее устройство с изменением разрежения у топлив­ ного жиклера (рис.13,а) имеет колодец с воздушным жиклером. Посту­ пающий через жиклер воздух уменьшает перепад давлений, под кото­ рым происходит истечение топлива из распылителя, т.е. сникает рас­ ход топлива. Необходимый характер изменения состава рабочей смеси по мере увеличения нагрузки двигателя получают подбором проходных сечений топливного и воздушного жиклеров.

Главное дозирующее устройство с изменением разрежения в диффу­ зоре (рис.13,о) имеет диффузор переменного проходного сечения. По мере открытия дроссельной заслонки, пластинки диффузора расхо­

дятся под давлением воздушного потока и увеличивают проходное се­ чение диффузора.

- 68 -

3)

t)

Рис.13. Принципиальные схемы главных дозирующих устройств

Таким образом, достигается понижение разрежения у распылителя, и расход топлива уменьшается. Это обеспечивает постепенное обед­ нение горючей смеси по мере увеличения открытия дроссельной за­ слонки .

Главное дозирующее устройство с компенсационным жиклером (рис.13,$ имеет два жиклера: главный и компенсационный.

При ..енении нагрузки двигателя главный жиклер дает горючую смесь как и простейший карбюратор, т.е. он не обеспечивает необ­ ходимую подачу топлива при полной нагрузке двигателя. Недостающая часть топлива подается через компенсационный жиклер, распылитель которого соединен колодцем с атмосферой. Расход топлива через ком пенсационный жиклер не зависит от разрежения в диффузоре и опреде ляется только разностью уровней в колодце и поплавковой камере.

При неработающем двигателе топливо в поплавковой камере и в компенсационном колодце находится на одном уровне. После пуска двигателя и увеличения разрежения в диффузоре уровень топлива в

- 69 -

колодце понижается и достигает нуля, так как расход топлива через распылитель превышает приток топлива через компенсационный жиклер. Через распылитель будет поступать эмульсия. Совместная работа глав­ ного и компенсационного жиклеров обеспечивает характеристику рабо­ ты карбюратора, близкую к требуемой характеристике.

Система холостого хода (рис.14) обеспечивает устойчивую работу двигателя без нагрузки, т.е. когда в цилиндры двигателя поступает небольшое количество горючей смеси, соответствующее мощности двига­ теля, затрачиваемой на преодоление сил трения в двигателе и на при­ вод вспомогательных механизмов. В этом случае дроссельная заслонка почти прикрыта, что вызывает резкое снижение разрежения в диффузо­ ре и прекращение подачи топлива главной дозирующей системой.

Для приготовления рабочей смеси на холостом ходу используется разрежение, которое образуется за дроссельной заслонкой.

Жиклер холостого хода I располо­ жен в канале 2, который соединен с поплавковой камерой, с задроссельным пространством и с атмос­ ферой через воздушный жиклер 3.

Топливо за счет разрежения по каналу 2 поступает вверх, смешива­ ется с воздухом и через отверстие 5 в виде эмульсии поступает в двига­ тель.

Для обеспечения плавного перехода с холостого хода на малые на­ грузки в карбюраторах предусматривают два выходных отверстия (4 и 5) системы холостого хода. Подача топлива через систему холостого хода прекращается тогда, когда через диффузор будет поступать до­ статочное количество воздуха для создания необходимого разрежения у распылителя главной дозирующей систеш.

Пусковое устройство обеспечивает запуск двигателя, так как при пуске холодного двигателя разрежение в диффузоре имеет незначитель­ ную величину, ибо коленчатый вал вращается с малыми оборотами. При этом через распылитель поступает небольшое количество топлива, ко­ торое плохо распыливается при небольших скоростях воздуха, прохо­ дящего через карбюратор. Низкая температура впускных трубопроводов,

- 70 -

малое количество и плохое распиливание топлива приводят к обеднению горючей смеси и затруднению пуска двигателя.

Необходимое обогащение горючей смеси при пуске двигателя дости­ гается за счет применения воздушной заслонки, прикрывая которую, создают при пуске значительное разрежение в диффузоре, что обеспе­ чивает интенсивную подачу топлива из распылителей главного дозиру­ ющего устройства и системы холостого хода. Воздух для образования горючей смеси проникает через щели у кромки воздушной заслонки.

На воздушной заслонке устанавливается автоматический клапан, который открывается при резком увеличении разрежения при пуске дви­ гателя, благодаря чему поступает дополнительный воздух и умен^.'ается переобогащение смеси.

Экономайзер обеспечивает обогащение горючей смеси на режимах, близких к полной нагрузке двигателя, что позволяет сочетать работу двигателя на экономической смеси при прикрытой дроссельной заслон­ ке и получение максимальной мощности при полностью открытой дрос­ сельной заслонке. В отличие от ускорительного насоса экономайзер обеспечивает длительное обогащение смеси в течение зсего периода разгона автомобиля или работы двигателя на максимальных нагрузках.

Экономайзер состоит из жиклера и клапана, последний может иметь механический или пневматический привод.

При механическом приводе шток привода соединен с дроссельной заслонкой, при открытии которой на 80-85% клапан открывает топливу дополнительный проход в смесительную камеру через жиклер и распы­ литель.

При пневматическом приводе шток привода клапана соединен с порш­ нем, который находится в цилиндре, соединенном с задроссельным про­ странством.

При полном открытии дроссельной заслонки разность давлений в воз­ душном патрубке и задроссельном пространстве уменьшается , и шток клапана под действием пружины открывает клапан. Дополнительное то­ пливо поступает в смесительную камеру.

Действие экономайзера с вакуумным приводом зависит от числа обо­ ротов коленчатого вала, уменьшение которых сопровождается пониже­ нием разрежения за дроссельной заслонкой, благодаря чему сила пру­ жины преодолеет это разрежение при меньшей степени открытия дрос­ сельной заслонки. Такое свойство экономайзера с вакуумным приводом

- 71 -

обеспечивает более быстрое обогащение сы^си при увели ении нагруз­ ки, чем в карбюраторе с механический приводом экономайзера. При неизменном положении дроссельной заслонки после уменьшения нагруз­ ки экономайзер автоматически выключается, так как возрастает чис­ ло оборотов, а вместе с тем и разрежение за дроссельной заслонкой, которое закроет клапан экономайзера. Экономайзер с пневматическим приводом обеспечивает обогащение смеси при разгоне автомобиля, вследствие чего разгон происходит значительно быстрее, чем без экономайзера, т.е. повышаются динамические качества автомобиля. Однако при большом числе оборотов дзлгателя, даже при полностью открытой дроссельной заслонке, разрежение увеличится настолько, что экономайзер может выключиться и не обеспечит двигателю воз­ можности развить максимальную мощность. Поэтому на новых карбюра­ торах К-62, К-84, К-89, К-89, K-2I, К-75 и других устанавливаются по два экономайзера. Один из них имеет вакуумный привод, а другой механический. При этом удачно сочетаются ncj. :тельные качества различных экономайзеров.

Ускорительный насос обеспечивает обогащение горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки и улучшает приемистость двигателя, так как при резком открытии заслонки происходит кратко­ временное обеднение горючей смеси. Обеднение смеси происходит по­ тому, что при резком изменении разрежения в диффузоре скорость дви­ жения воздуха растет значительно быстрее, чем скорость топлива, которое более инертно, чем воздух, так как плотность топлива при­ мерно в 600 раз больше плотности воздуха. Обеднение смеси проис­ ходит также вследствие поступления большого количества голодного воздуха, что приводит к конденсации паров топлива на стенках тру­ бопровода . ^

В карбюраторах применяются ускорительный насос с механическим приводом (рис.15).

Поршень ускорительного насоса I поднимается при закрытии дрос­ сельной заслонки, с которой он соединен стержнем 2, пластиной 4, штоком 5 и рычагом 6.

При этом топливо заполняет насос.

- 72

При резком открытии за­ слонки 8 пластина 4 нажимает на пружины и перемещает пор­ шень, давлением топлива за­ крывается всасывающий и от­ крывается нагнетательный клапаны. Топливо через жик­ лер 7 поступает в смеситель­ ную камеру, обогащая смесь.

При медленном открытии дроссельной заслонки топливо из насоса перетекает в по­ плавковую камеру, так как всасывающий клапан не плот­ но садится в седло.

Пружина 3 введена в привод ускорительного насоса для улучше­ ния приемистости двигателя, так как она обеспечивает впрыск то­ плива в течение 1-3 сек., т.е. впрыск происходит и после останов­ ки дроссельной заслонки.

Для предотвращения обогащения горючей смеси при засорении воздуш­ ного фильтра в карбюраторах поплавковая камера сообщается с ат­ мосферой через балансировочный канал (или трубку), соединенный с воздушным патрубком карбюратора. При этом увеличение разрежения в смесительной камере вследствие увеличенного сопротивления воздуш­ ного фильтра в равной степени будет передаваться по балансировоч­ ному каналу в поплавковую камеру, чем достигается уравнение (ба­ лансирование) давления воздуха в обеих полостях. Такие карбюрато­ ры называются балансированными, и поплавковые камеры их выполня­ ются герметичными.

Качественный состав горючей смеси, приготовленный балансиро­ ванным карбюратором, не зависит от сопротивления воздухоочисти­ теля. Небалансированный карбюратор в случае засорения воздухоочис­ тителя приготовляет обогащенную горючую смесь, вследствие разнос­ ти давлений в поплавковой и смесительной камерах и усиления исте­ чения топлива из жиклеров.

- 73 -

Для лучшего испарения топлива применяется специальный подогрев впускного трубопровода в зависимости от сезона эксплуатации (зим­ него или летнего). Подогрев впускного трубопровода обычно обеспе­ чивается за счет тепла отработавших газов (3M3-2IA) или специаль­ ной водяной рубашкой, связанной с системой охлаждения (ЗИЛ-375).

При отсутствии подогрева топливо конденсируется на стенках впускного трубопровода, что приводит к обеднению горючей смеси, снижается экономичность и мощность двигателя. Чрезмерный подогрев приводит к снижению коэффициента наполнения цилиндров ^ v • так как объем смеси увеличивается и, следовательно, весовое количест­ во смеси в цилиндрах уменьшается.

карбюраторы типа К-88, К-88А, К-89 и К-89А устанавливаются на двигателях автомобилей ЗИЛ-130, ЗИЛ-131, "Урал"-375, ЛАЗ-695Е и др. л и карбюраторы двухкамерные с падающим потоком горючей смеси, с балансированной поплавковой камерой и двойным распыливанием то­ плива. Необходимый состав смеси обеспечивается за счет пневмати­ ческого торможения топлива и двух экономайзеров с пневматическим и механическим приводами. Каждая камера карбюратора имеет свою систему холостого хода с питанием от главного топливного канала и раздельные главные жиклеры.

Смесительные камеры для каждого ряда блока цилиндров раздель­ ные, однако обслуживаются общей поплавковой камерой, одним уско­ рительным насосом, общей воздушной заслонкой и двумя общими для обеих камер экономайзерами.

Карбюраторы имеют лневыоцентробежный ограничитель максималь­ ного числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Карбюраторы типа К-88 состоят из трех основных частей: корпу­ са воздушной горловины, поплавковой камеры и смесительных камер.

Б корпусе воздушной горловины находятся: воздушная заслонка, сетчатый фильтр, игольчатый клапан подачи топлива и форсунки ус­ корительного насоса.

В корпусе поплавковой камеры находятся: поплавок с пружиной, поршень ускорительного насоса, шариковый впускной и игольчатый нагнетательный клапаны ускорительного насоса, два клапана эконо­ майзеров, два главных жиклера, два жиклера холостого хода, два жиклера полной мощности и два жиклера воздушных.

-74 -

Вкорпусе смесительных камер находятся дроссельные заслонки и два регулировочных винта холостого хода.

При малых и средних нагрузках двигателя клапаны экономайзеров

смеханическим и пневматическим приводами закрыты, поэтому карбю­ ратор подает смесь экономического состава.

При неустановившихся режимах работы двигателя экономайзер с пневматическим приводом несколько обогащает смесь. Во время режи­ ма полных нагрузок экономайзер с механическим приводом обеспечи­ вает получение полной мощности двигателя, так как дозирование то­ плива в это время осуществляется жиклером полной мощности, проход­ ное сечение которого рассчитано на приготовление рабочей смеси мощностного состава.

Для обеспечения пуска холодного двигателя используется воздуш­ ная заслонка с автоматическим клапаном, которая кинематически связана с дроссельными заслонками.

Необходимую приемистость при резком открытии дроссельных заслонок обеспечивает ускорительный насос, привод которого объеди­ нен с механическим приводом клапана экономайзера. Топливо насосом подается через форсунки, ударяется о стенки малых диффузоров, раз­ бивается на мелкие частицы и, смешиваясь с воздухом, направляется во внутренний трубопровод.

Карбюратор К-88А отличается от К-88 тем, что в нем нет экономай­ зера с пневматическим приводом. Карбюраторы К-89 и К-89А по кон­ струкции и принципу работы аналогичны К-88, К-88А и отличаются от них лишь размерами.

Карбюратор К-126Б, устанавливаемый на двигателях 3M3-53, двух­ камерный, с падающим потоком смеси и балансированной поплавковой камерой. Каждая камера карбюратора действует независимо от другой на четыре своих цилиндра через впускной коллектор, разделенный nepers дкой на две ветви.

Для обеспечения нормальной работы двигателя на всех режимах кар­ бюратор имеет дозирующие системы: холостого хода, главную, эконо­ майзера, ускорительного насоса и пуска холодного двигателя. Систе­ мы холостого хода, главная и экономайзера имеются в каждой камере карбюратора, а остальные общие на обе камеры карбюратора. Карбюра­ тор работает по принципу пневматического торможения топлива. Глав­

ная дозирующая система состоит из большого и малого диффузоров,

- 75 -

главных топливного и воздушного жиклеров. Главный воздушный жиклер регулирует поступление воздуха внутрь эмульсионной трубки, распо­ ложенной в компенсационном колодце. Система экономайзера состоит из клапана, общего для обеих камер, и распылителей экономайзера, объединенных с распылителем ускорительного насоса.

Система ускорительного насоса состоит из поршня, механизма при­ вода, обратного и нагнетательного клапанов и распылителя. Система холостого хода состоит из топливного и воздушного жиклеров и двух отверстий в смесительной камере карбюратора. Проходное сечение ниж­ него отверстия регулируется винтом для установления состава горю­ чей смеси.

Система пуска холодного двигателя состоит из воздушной заслонки с автоматическим воздушным клапаном. Обогащение горючей смеси осу­ ществляется за счет разрежения при прикрытии воздушной заслонки.

Для глушения шума выпуска применяются глушители прямоточного типа с системой резонаторных и расширительных камер.

Пульсация давления отработавших газов, проходящих через глуши­ тель, сглаживается и они выходят из выпускной трубы глушителя поч­ ти без шума.

б) Топливная система дизельного двигателя

Топливная система дизельных двигателей служит для подачи возду­ ха и топлива в цилиндры двигателя, для приготовления горючей смеси внутри цилиндров и для отвода отработавших газов.

Подача топлива в цилиндры дизельных двигателей осуществляется или насосом высокого давления, или отдельными форсунками, или на­ сос-форсунками. Форсунка предназначена для впрыска топлива в мелкораспыленном виде в камеру сгорания. Схемы питания двух- и четырех­ тактных дизельных двигателей имеют принципиально различную топлив­

топливный насос высокого давления и форсунки. Организованное .дви­ жение воздуха в камере сгорания обеспечивается формой самой ка­ меры и системой продувки (в двухтактном дизельном двигателе).