СИСТЕМА ПИТАНИЯ И ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Система питания предназначена для хранения и очистки топлива, очистки воздуха, образования горючей смеси на различных режимах работы двигателя и выпуска отработавших газов в атмосферу.

Она состоит из топливного бака, топливного насоса, топливного и воздушного фильтров, соединительных трубочек и шлангов, устройства для приготовления горючей смеси нужного состава (карбюратор или инжектор), системы выпуска отработавших газов.

Система выпуска отработавших газов состоит из приемной трубы, собирающей газы из выпускного коллектора, резонатора (средней части системы) и глушителя (концевой части системы). Вылетающие из выпускного коллектора отработавшие газы с шумом, пламенем и искрами через приемную трубу поступают в резонатор.

В резонаторе гасятся пламя и искры, снижается шумность, после чего газы с меньшей уже скоростью поступают в глушитель. Здесь уже окончательно снижается шум и скорость выхода газов.

Необходимо помнить, что 31 раздел ПДД запрещает эксплуатацию автомобиля с негерметичной топливной системой и неисправной системой выпуска отработавших газов.

В качестве топлива в изучаемых автомобилях используется бензин, который маркируется буквенно-цифровым индексом (например, АИ-93). Цифры означают октановое число – показатель стойкости бензина против детонации. Чем выше октановое число, тем выше стойкость.

Детонация – это очень быстрое, взрывное сгорание рабочей смеси в цилиндрах, при котором скорость распространения пламени достигает 3500 м/с (при норме 30 – 35 м/с). Такая скорость сгорания приводит к резкому повышению давления газов, что вызывает сильный удар поршня по коленчатому валу, и как следствие этого, появление детонационных стуков, вредных для работы КШМ.

Причинами детонации являются:

· Применение топлива с низким октановым числом.

· Перегрев двигателя.

· Неправильная установка момента зажигания.

В некоторых случаях можно повысить стойкость бензина против детонации, добавив в него специальную этиловую жидкость Р-9. Но такой бензин становится этилированным. Применение этилированного бензина в развитых странах запрещено, так, как он ядовит. Его основу составляют производные свинца, который не сгорает в двигателе и выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду.

Для уменьшения токсичности в отработавших газах на некоторых автомобилях устанавливают специальные устройства, которые называются каталитический нейтрализатор (катализатор) и включают в себя лямбда-зонд (кислородный датчик с обратной связью) и окислительные катализаторы с керамическими пластинами. Эти устройства устанавливаются на входе системы выпуска отработавших газов и обеспечивают преобразование углеводородов (несгоревшее топливо), окиси углерода и окиси азота в безвредные водяной пар, двуокись углерода (углекислый газ) и обычный азот.

Для эффективной нейтрализации токсичных компонентов и наиболее полного сгорания рабочей смеси необходимо строгое соответствие в ее составе соотношения кислород-топливо. Такая точность обеспечивается системой впрыска топлива, которая непрерывно корректирует подачу топлива в зависимости от условий работы двигателя и сигнала от датчика концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонда). Необходимо помнить, что применение этилированного бензина несовместимо с использованием катализатора, он выводит его из строя.

Горючая смесь – это смесь паров бензина и воздуха. Нормальной считается такая смесь, в которой соотношение бензина и воздуха 1:15, т.е. на 1кг бензина приходится 15 кг воздуха. Такое соотношение чисто теоретически обеспечивает полное сгорание 1 кг бензина.

При работе двигателя на различных режимах семь бензина и воздуха должны быть в других, вызванных необходимостью соотношениях. Применяются следующие виды горючей смеси:

1. Обогащенная – когда на 1 кг бензина приходится от 13 до 15 кг воздуха.

2. Богатая – когда на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха.

3. Обедненная – когда на 1 кг бензина приходится от 15 до 17 кг воздуха.

4. Бедная – когда на 1 кг бензина приходится более 17 кг воздуха.

Эти смеси применяются следующим образом.

При работе двигателя на холостом ходу (без нагрузки – автомобиль стоит, а двигатель работает) смесь должна быть обогащенной. Это необходимо потому, что обороты двигателя малы, горение смеси происходит медленно, в цилиндрах увеличивается количество отработавших газов, разбавляющих смесь. Следовательно, смесь необходимо обогащать (увеличивать количество бензина на то же количество воздуха).

При пуске двигателя смесь должна быть богатой. Пока смесь доберется от карбюратора до цилиндра, часть паров бензина осядет на холодных стенках впускного коллектора и стенках цилиндра. Обогатив ее, мы сделаем ее нормальной для воспламенения к моменту зажигания. Это достигается работой специальной системы пуска, где закрывающаяся воздушная заслонка уменьшает количество поступающего для образования смеси воздуха, делая смесь богатой. По мере прогрева двигателя, заслонка постепенно открывается, делая смесь менее богатой, а после завершения его прогрева и выхода на рабочий режим воздушная заслонка полностью открывается.

При работе двигателя на средних нагрузках смесь должна быть обедненной. Это основной режим работы двигателя, он наиболее экономичен. Автомобиль движется в основном за счет инерции, накопленной при разгоне, а двигатель лишь поддерживает это движение без особых на него нагрузок. Сгорание смеси достаточно быстрое и можно несколько уменьшить количество бензина в смеси на то же количество воздуха. В карбюраторе такая смесь готовится с помощью ГДС – главной дозирующей системы.

Для получения полной мощности (быстрый разгон, резкое ускорение, преодоление препятствий, движение с максимальной скоростью) смесь должна быть обогащенной. Именно такая смесь обеспечивает получение полной мощности, однако из-за недостатка воздуха часть паров бензина сгореть не успевает, и бесцельно выбрасывается в атмосферу. В карбюраторе такая смесь получается при помощи экономайзера или ускорительного насоса.

Специальным устройством, в котором образуется нужная по составу горючая смесь, является карбюратор или инжектор. Принцип их работы в основе своей очень близок друг к другу. Однако инжектор это более современное устройство, дающее больший эффект при его применении, так, как смесь не истекает в камеру сгорания, как в карбюраторе, а впрыскивается, что значительно повышает его КПД.

Работа системы питания регулируется педалью акселератора, чаще называемой «ГАЗ», регулировками специальных систем, обеспечивающих приготовление смеси нужного состава. Хотя воздействие водителем на педаль акселератора приводит к изменению оборотов двигателя, а, следовательно, и к изменению крутящего момента на маховике, тем не менее, именно такое воздействие в определенных случаях вызывает изменение смеси по составу.

Для того чтобы понять это рассмотрим принцип действия карбюратора.