Система живлення карбюраторного двигуна: призначення, основні функціональні елементи, принцип дії.

Назначение, схема и основные при­боры/Система питания карбюраторного двигателя служит для приготовления горючей смеси, состоящей из паров топлива и воздуха, подачи ее в ци­линдры двигателя, а также удаления из цилиндров отработавших газов.

В систему питания карбюраторного двигателя входят приборы и устройства для хранения топлива и контроля его количества; фильтрации и подачи топ-

лива; фильтрации и подачи воздуха, а также приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя; от­вода газов из цилиндра и глушения шу­ма при выпуске^

На рис. 38 приведена принципиальная схема системы питания автомобильного карбюраторного двигателя 8. Топливо
из бака 4, закрытого пробкой 3, подает-ся насосом 9 по трубопроводам к при-бору приготовления горючей смеси —карбюратору 14, проходя очистку в фильтре-отстойнике 6 и фильтре 10тонкой очистки топлива. Количество
топлива в баке контролируют по указа-телю У, в электрическую цепь которого включен датчик 2. Воздух поступает
в карбюратор через воздушный фильтр13. Приготовленная в карбюраторе го-рючая смесь подается в цилиндры дви-
гателя по впускному трубопроводу 12,в котором она подогревается. Отрабо-тавшие газы отводятся из цилиндров
в атмосферу через систему выпуска, со-стоящую из выпускного трубопровода //, трубу 7 и глушитель 5 шума выпу-
ска.-Конструкция системы выпуска ана-логична для всех систем смесеобразова-ния. »

Горючая смесь/Топливом для образо­вания горючей смеси служа> бензины марки А-72. А-76. АИ-93, АИ-98. Теоре­тически подсчитано, что для полного сгорания 1' кг бензина требуется около 15кг воздуха (точнее кислорода, содер­жащегося в этом количестве воздуха).

Состав горючей смеси характеризуют коэффициентом избытка воздуха

а = £д/£<ь

где Ь_а — действительное количество воз­духа, участвующего в процессе сгора­ния; Ц) — количество воздуха, теорети­чески необходимое для полного сгора­ния топливаД

Если в составе горючей смеси масса воздуха соответствует теоретически не­обходимой для полного сгорания 1 кг бензина, т. е. примерно 15 кг, то ос = 1 и такая смесь называется^пр»'° тьг^"-При избытке воздуха (а > 1) смесь на­зывается бедной, а при недостатке (а < 1) — богатой. Чрезмерное пере­обеднение или переобогащение смеси приводит к тому, что горючая смесь те­ряет способность к воспламенению электрической искрой. При а = 0,8-=-0,9 двигатель развивает максимальную мощность, что объясняется наибольшей скоростью сгорания горючей смеси. Такая смесь называется мощност-нпй смт^гк'^г' Работа на смесях с ос < 0,8 -т-0,9 сопровождается сниже­нием мощности и увеличением удельно­го расхода топлива. При а = 1,1 в дви­гателе происходит наиболее полное сго­рание топлива и экономичность работы получается наивысшей (экономичная смесь).

Рис. 39 Характеристики карбюраторов: / — идеального; 2 - простейшего

Работа на смесях при а > 1,1 со­провождается значительным падением

мощности двигателя и возрастанием удельного расхода топлива.

Горючая смесь, поступая в цилиндры, смешивается с остаточными отработав­шими газами и образуется рдбочая смесь. Добавление к горючей смеси от­работавших инертных газов оказывает отрицательное влияние на воспламене­ние и горение рабочей смеси. Чем боль­ше процентное содержание остаточных газов в рабочей смеси, тем медленнее она горит. Если содержание отработав­ших газов в цилиндрах довести до 50% процентов по массе, то воспламенение рабочей смеси становится невоз­можным.

Очевидно, когда необходима макси­мальная мощность, горючаГя смесь дол­жна иметь мощностной состав. Однако большую часть времени автомобильный двигатель работает в режиме частичных нагрузок, когда мощность, развиваемая двигателем, меньше максимальной. При таком режиме основное значение имеет минимальный расход топлива, который достигается при экономичном составе горючей смеси. Так как по мере умень­шения мощности содержание в цилин­драх отработавших газов возрастает, то приготовляемая горючая смесь должна немного обогащаться. Изложенные тре­бования к изменению состава горючей смеси на режимах максимальной мощ­ности, частичных и малых нагрузках по расходу топлива G иллюстрирует гра­фик (рис. 39, кривая 7), который назы­вают характеристикой идеального кар­бюратора.

Простейший карбюратор. Схема про­стейшего (элементарного) карбюратора с движением воздуха сверху вниз — па­дающим потоком показана на рис. 40.

Карбюратор состоит из четырех ос­новных частей: поплавковой камеры 7 с поплавком 8, жиклера 6 с распылите­лем 5, диффузора 2 и дроссельной за­слонки 4.

Топливо поступает в поплавковую ка­меру из бака через трубопровод 10. В камере находится поплавок, который действует на запорную иглу 9. При до­стижении топливом предельного уровня в поплавковой камере поплавок прижи­мает иглу к седлу, прекращая доступ топлива. При снижении уровня топлива поплавок опускается и открывает до­ступ топлива в камеру. Чем больше расход топлива, тем ниже его уровень и тем большее проходное сечение для топлива создается между иглой и сед­лом. Поплавковая камера каналом 11 сообщается с трубой /. Наивысший уро­вень топлива в поплавковой камере на несколько миллиметров (расстояние ДА) ниже кромки выходного отверстия рас­пылителя, что предотвращает истечение топлива при неработающем двигателе.

В воздушной трубе 1 установлен диф­фузор 2, в самую узкую часть которого выведен конец распылителя 5. Диффу­зор служит для повышения скорости движения воздуха через карбюратор и увеличения разрежения у распылите­ля.

Рис. 40 Схема простейшего карбюратора

За диффузором в воздушной трубе находится дроссельная заслонка 4, свя­занная с педалью. Водитель, нажимая на педаль, меняет положение дроссель­ной заслонки и регулирует количество горючей смеси, подаваемой в ци­линдры. Чем больше открыта дроссель­ная заслонка, тем большее количество горючей смеси поступает в цилиндры и тем большую мощность может разви­вать двигатель. Участок трубы 1 от гор­ловины диффузора до оси дроссельной заслонки называют смесительной каме­рой 3.

При работе двигателя воздух движет­ся по трубе 1 сверху вниз. В диффузоре скорость воздуха, а следовательно, и разрежение увеличиваются. Перепад давления воздуха между поплавковой камерой и диффузором создает условия для вытекания из распылителя топлива, которое подхватывается потоком возду­ха и распыливается. В смесительной ка­мере значительная часть топлива испа­ряется,образуя горючую смесь. На количество топлива, поступающего в распылитель, влияют не только пере­пад давлений воздуха, но и размеры от­верстия в жиклере 6 (калиброванной пробке) и уровень топлива в поплавко­вой камере.

Одной из основных трудностей приго­товления горючей смеси является крат­ковременность этого процесса. Ско­рость движения воздуха и смеси во впускном тракте двигателя составляет 30—100 м/с, а время смесеобразования иногда не превышает 0,02 с. Улучше­нию испарения топлива и процесса сме­сеобразования в этих условиях способ­ствуют применение в качестве топлива легкоиспаряющейся жидкости, увеличе­ние поверхности испарения распылива-нием топлива и обдув поверхности ка­пель топлива, пониженное давление среды, в которую вытекает топливо, подогрев топлива и воздуха, подача из распылителя эмульсии.

По мере открытия дроссельной за­слонки увеличивается количество возду­ха, проходящего через карбюратор, воз­растают его скорость и разрежение в диффузоре, что увеличивает расход топлива. Однако требуемого соответ­ствия между повышением расходов воз­духа и топлива не происходит, вслед­ствие чего горючая смесь, приготовляе­мая простейшим карбюратором, при увеличении открытия дроссельной за­слонки обогащается (см. рис. 39). Сопо­ставление характера изменения составов смеси простейшего (кривая 2) и идеаль­ного (кривая /) карбюраторов позво­ляет сделать заключение о том, что при работе двигателя на различных режи­мах простейший карбюратор пригото­вляет смесь, состав которой не соответ­ствует требуемому. Кроме того, при небольших нагрузках разрежение в диф­фузоре простейшего карбюратора на­столько мало, что приготовление горю­чей смеси становится невозможным.

Для исправления характеристики про­стейшего карбюратора, служащего ос­новой современных карбюраторов, его дополняют рядом устройств, обеспечи­вающих приготовление на различных режимах горючей смеси, близкой по со­ставу к требуемой.

^Для автомобильных карбюраторных двигателей характерны следующие ре­жимы работы: пуска двигателя, требую­щего вследствие плохого испарения топлива очень богатой смеси; холосто­го хода и малых нагрузок (а = 0,6 -г- 0,8); частичных нагрузок (а = 0,9 -н 1,1); максимальных (полных) нагрузок (ос = 0,8 -г- 0,9); резкого откры­тия дроссельной заслонки, которое не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси.

Соответственно основным режимам работы двигателя карбюратор имеет следующие дозирующие системы и устройства: пусковое устройство, си­стему холостого хода, главное дозирую­щее устройство, экономайзер, эконостат (не обязательно) и ускорительный на­сос.