Топливная система ГАЗ

Введение

 

Автомобиль — это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозок грузов, людей и выполне­ния специальных задач.

Автомобили в зависимости от назначения и выполняемой ими работы делятся на транспортные и специальные.

Транспортные автомобили предназначены для перевозки грузов и пассажиров. Грузовые автомобили Могут иметь платформу и использоваться как универсаль­ные транспортные средства для перевозки различных грузов и могут быть специализированными, имеющими кузова, приспособленные для перевозки сыпучих и вязких грузов, жидких грузов и скоропортящихся грузов. Кроме типа кузова, грузовые автомобили классифицируются по грузоподъемности и проходимости.

Автомобиль состоит из узлов и механизмов, об­разующих три основные части: шасси, кузов и двигатель. Шасси автомобиля состоит из тележки (ходовой части), трансмиссии и механизмов управления. Кузов автомобиля может иметь различное устройство. У грузового автомобиля к кузову относятся платформа и кабина для водителя. У легковых автомобилей и автобу­сов кузова приспособлены для удобного размещения пас­сажиров. К кузову относятся также крылья, облицовка, капот и брызговики.

Двигатель преобразует тепловую энергию, получаю­щуюся при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу.

Работоспособность автомобиля — состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации, зависит от его надежности.

Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения автомобиля и условий его эксплуатации состоит из сочетаний свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Долговечностью автомобиля называется его свойство сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и ремонта. Долговечность автомобиля определяется прежде всего устанавливаемым заводом-изготовителем ресурсом — амортизационным сроком службы до предельно допустимых износов деталей основных механизмов и агрегатов, вызывающих необходимость прекращения эксплуатации и списания или проведения капитального ремонта (КР) автомобиля.

Для повышения надежности автомобилей промышленность систематически работает над совершенствованием их конструкции и технологии производства. Создаются новые модели автомобилей с высокими эксплутационными и технологическими показателями. Однако независимо от этого необходимо строго соблюдать правила эксплуатации подвижного состава, повышать качество проведения ТО и ремонта автомобилей.

1. Общее устройство топливной системы

Все двигатели имеют принципи­альную одну и ту же систему питания и работают на горючей смеси, состоящей из паров топлива и воздуха.

Топливопроводы служат для соединения приборов пода­чи топлива. Фильтры обеспечивают очистку топлива и установлены у бака и перед карбюратором. Топливный насос подает под давлением топливо из топ­ливного бака к карбюратору и установлен на двигателе. Воздушный фильтр очищает воздух от пыли. Он устанав­ливается на карбюраторе или на кронштейне и соединяется с карбюратором патрубком. Карбюратор служит для приготовления горючей смеси необходимого состава и устанавливается на выпускном тру­бопроводе двигателя. Впускной трубопровод предназначен для подвода горю­чей смеси от карбюратора в цилиндры двигателя и крепится к головке блока. Выпускной трубопровод отводит отработавшие газы из цилиндров к глушителю. Глушитель обеспечивает снижение шума при выходе от­работавших газов в атмосферу.

1.1. Устройство и работа карбюратора

Карбюраторный двигатель будет работать нормально только в том случае, если топливо в горючей смеси нахо­дится в парообразном состоянии и хорошо размешано с воздухом в определенной весовой пропорции. Приготовле­ние горючей смеси в карбюраторе основано на принципе пульверизации, а процесс приготовления ее называется карбюрацией.

Простейший карбюратор состоит из поплавко­вой и смесительных камер (см. приложение 1).

Поплавковая камера служит для поддержания постоян­ного уровня и напора топлива. Камера имеет поплавок и игольчатый клапан с седлом. Топливо в поплавковую ка­меру поступает через отверстие в седле клапана и по мере ее заполнения поплавок всплывает, прижимая игольчатый клапан к седлу. При достижении необходимого уровня топлива в поплавковой камере, отверстие в седле клапана полностью перекрывается. По мере расходования топлива поплавок, опускаясь вместе о игольчатым клапаном, при­открывает отверстие в седле клапана и топливо поступает в камеру — так поддерживается его постоянный уровень. Верхняя часть поплавковой камеры сообщена с атмосферой.

Смесительная камера является продолжением впуск­ного патрубка. Она имеет внутри суженную часть — диф­фузор и поворачивающуюся дроссельную заслонку. В сме­сительной камере происходит распыливание, испарение и смешивание топлива с воздухом. Топливо подводится в смесительную камеру через калиброванное отверстие (жиклер) и трубку (распылитель).

Уровень топлива в поплавковой камере и распылителе при неработающем двигателе будет одинаковым. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, которое через открытый впускной клапан распространяется во впуск­ной трубопровод, а затем в смесительную камеру. Под дей­ствием разности давления в поплавковой камере (атмосфер­ное) и смесительной камере (ниже атмосферного) из распы­лителя вытекает топливо, которое струей воздуха разби­вается на капли, испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Количество смеси, поступающей в цилиндр, регулируется положением дроссельной заслонки.

Простейший карбюратор может удовлетворительно ра­ботать только при определенной нагрузке и частоте враще­ния коленчатого вала двигателя. При всяком изменении ре­жима работы двигателя, нагрузки или частоты вращения коленчатого вала воздушный поток и разрежение в диффу­зоре карбюратора будут меняться. Увеличение скорости воздуха в диффузоре вызовет и увеличение истечения топли­ва из распылителя. Однако количество истекающего топлива увеличивается в большей степени, чем это требуется, и смесь переобогащается. Кроме того, простейший карбюратор не обеспечивает горючую смесь нужного состава для бы­строго пуска двигателя, работы на холостом ходу, на режи­ме максимальной мощности и при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала. Для приготовления смеси тре­буемого состава на разных режимах двигателя в конструк­цию простейшего карбюратора вводится ряд дополнитель­ных устройств.

Чтобы получить необходимый состав горючей смеси в диапазоне от малых до больших нагрузок, в карбюратор введена главная дозирующая система.

Для получения смеси богатого состава, необходимого для пуска двигателя, карбюратор оборудуют системой, пуска. Работа двигателя на малых оборотах холостого хода обеспечивается системой холостого хода, которая приготавлива­ет смесь богатого состава, когда дроссель почти закрыт. Необ­ходимый состав смеси при полных нагрузках и при резком увеличении числа оборотов коленчатого вала достигается вве­дением в карбюратор устройств — экономайзера и насо­са-ускорителя.

Главная дозирующая система. Основное количество смеси подается в цилиндры двигателя главной дозирующей системой. В карбюраторах применяют главную дозирующую систему с пневматическим торможением топлива. Эта систе­ма состоит из топливного и воздушного жиклеров и диффузора постоянного сечения (см рис. 1).

С увеличением нагрузки (открытия дросселя) или числа оборотов коленчатого вала разрежение в диффузоре увеличи­вается, в результате чего увеличивается истечение топлива из топливного жиклера и смесь будет обогащаться. Для обеспече­ния получения смеси обедненного состава установлен воздуш­ный жиклер, тормозящий истечение топлива в результате сни­жения разрежения, у топливного жиклера. Чем больше будет разрежение в диффузоре, тем больше будет поступать воздуха через воздушный жиклер, и через распылитель будет поступать уже не топливо, а эмульсия и в диапазоне от малых оборотов холостого хода до полных нагрузок смесь будет необходимого обедненного состава.

Система холостого хода. При работе двигателя на малых обо­ротах холостого хода требуется незначительная мощность от двигателя, следовательно, дроссель почти закрыт и в цилиндры необходимо подать небольшое количество горючей смеси. Вслед­ствие того, что дроссель прикрыт, разрежение в смесительной камере настолько мало, что топливо из распылителя главной до­зирующей системы поступать не будет. Топливо на этом режиме подведено за дроссель, где наибольшее разрежение.

Система холостого хода состоит из топливного жиклера холостого хода, воздушного жиклера, каналов и регулировочного винта. При работе на малых оборотах холо­стого хода разрежение через отверстие в стенке смесительной камеры передается в канал, а оттуда к топливному жиклеру холостого хода (см рис.2.)

Топливо поступает к топливному жиклеру холостого хода из распылителя главного жиклера, поднимается по вертикаль­ному каналу и поступает в горизонтальный канал. Из горизон­тального канала топливо направляется в вертикальный эмуль­сионный канал, в который сверху через воздушный жиклер поступает воздух.

В дальнейшем к эмульсии добавляется воздух из верхнего отверстия, расположенного выше дросселя. Эмульсия попадает в смесительную камеру через нижний канал, заканчивающийся отверстием, расположенным за дросселем. Количество поступаю­щей эмульсии изменяют регулировочным винтом, ввернутым в нижний канал.

Канал, расположенный выше дросселя, используется для уменьшения разрежения в системе холостого хода, а также для плавного перехода с малых оборотов холостого хода к средним нагрузкам, когда дроссель уже начнет открываться, а подачи топлива из распылителя главного жиклера еще не будет.

При приоткрытом дросселе разрежение за ним будет пере­даваться не только на нижний регулируемый канал, но и на верхний (см. рис. 2). При этом из обоих каналов будет посту­пать эмульсия, обеспечивая плавный переход от малых оборо­тов холостого хода к средним нагрузкам.

Количество поступающей горючей смеси регулируют упор­ным винтом дросселя. При ввертывании упорного винта дрос­сель открывается и количество поступающей смеси увеличивает­ся, что вызывает увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя. При вывертывании упорного винта дроссель закры­вается, количество поступающей смеси уменьшается и число оборотов коленчатого вала снижается.

Не изменяя положения упорного винта дросселя, можно за счет вращения регулировочного винта эмульсионного канала менять качество подаваемой смеси, завертывая винт — обеднять смесь, а вывертывая — обогащать.

Пусковое устройство. Для получения горючей смеси бога­того состава, что необходимо для пуска холодного двигателя, в карбюраторе устанавливают воздушную заслонку с автоматиче­ским клапаном (см. рис. 3).

В момент пуска двигателя воздушную заслонку прикрывают при помощи троса из кабины водителя, а дроссель автоматически приоткрывается. При таком положении заслонок большое разрежение (несмотря на небольшое число обо­ротов коленчатого вала) создается как в смесительной камере, так и под дросселем и топливо обильно стекает из главной дозирующей системы и системы холостого хода, воздух в необходимом количестве поступает через открываю­щийся автоматический клапан, горючая смесь получается богатого состава и двигатель легко пускается. Как только двигатель будет пущен, воздушную заслонку необходимо открыть.

Рис. 3.

В приводе заслонки имеется пружина, стремящаяся удерживать ее в закрытом состоянии, но при пуске двигателя кнопку управления воздушной заслонкой вдвигают на ³/₄ —²/з ее полного хода и вследствие несимметричного расположения за­слонки на оси поток воздуха, давя на большую часть заслон­ки, открывает ее. При такой конструкции заслонки смесь предохраняется от излишнего переобогащения при пуске дви­гателя и в то же время не дает двигателю остановиться, авто­матически обогащая смесь при снижении оборотов коленча­того вала.

Экономайзер (см. рис. 4). Главная дозирующая система карбюратора обычно регулируется так, чтобы обеспечить приготовление смеси обедненного состава, однако при полной нагрузке дви­гателя от него требуется максимальная мощность, которая может быть получена только на смеси обогащенного состава. Обогащение смеси в карбюраторе должно осуществляться не только при полном открытии дросселя (полная нагрузка), но и при разгоне автомобиля, когда дроссель открыт не полностью. Обогащение смеси в карбюраторе осуществляется при помощи экономайзера, подающего дополнительное топливо в смесительную камеру. В зависимости от способа приведения в действие экономайзер может быть с механическим или пнев­матическим приводом.

Экономайзер с механическим приводом состоит из седла, в котором размещен клапан с пружиной, Жиклера экономайзера и деталей привода: рычага, серьги, тяги, планки и штока. Рычаг привода неподвижно закреплен на оси дросселя. При открытии дросселя до ³/₄ шток, перемещаясь вниз, еще не касается клапана, и он под действием пружины закрыт, т. е. дополнительной подачи топлива нет и в карбюра­торе работает главная дозирующая система.

При положении дросселя, соответствующем ³/₄ открытия (начало полных нагрузок), шток, перемещаясь, давит на клапан и, преодолевая усилие пружины, открывает его. Дополнительное топливо начнет поступать из поплавковой камеры через отвер­стие в седле и жиклер в распылитель главной дозирующей си­стемы, обогащая смесь, что позволяет получить от двигателя максимальную мощность.

Экономайзер с пневматическим приводом состоит из колодца, в котором помещен поршень, свя­занный через шток и планку с клапаном. Под поршнем находится пружина, старающаяся вытолкнуть его вверх. Клапан эконо­майзера, находясь в нижнем положении, закрывает отверстие жиклера. Полость колодца, расположенная под поршнем, сое­динена каналом со смесительной камерой карбюратора под дросселем.

При работе двигателя на малых оборотах холостого хода и средних нагрузках разрежение под дросселем велико и, пере­даваясь по каналу в колодец, удерживает поршень в нижнем положении, клапан экономайзера закрыт.

На полных нагрузках, а также при разгоне автомобиля, когда разрежение за дросселем снижается, пружина поднимает поршень и связанный с ним клапан, тем самым открывая отвер­стие жиклера.

Дополнительное топливо, необходимое для обогащения смеси, поступает из поплавковой камеры через жиклер и канал в рас­пылитель главной дозирующей системы.

Насос-ускоритель. При резком открытии дросселя увели­чивается количество воздуха, поступающего через смесительную камеру карбюратора, а увеличение подачи топлива через жиклеры и распылители наступает не сразу, а через определен­ный промежуток времени, что приводит к резкому обеднению смеси и к остановке двигателя. Для обеспечения приемистости двигателя, т. е. способности к резкому переходу от малых к большим нагрузкам, карбюраторы имеют насосы-ускорители.

Насос-ускоритель состоит из колодца, поршня с пружиной, штока, планки, тяги, рычага и двух клапанов: обратного и нагнетательного (см. рис. 5).

Полость под поршнем заполнена топливом, поступающим че­рез открытый обратный клапан.

При плавном открытии дросселя поршень насоса - ускорителя, плавно опускаясь вниз, вытесняет топливо обратно в поплавко­вую камеру, так как при этом обратный клапан открыт. Когда дроссель открывается резко, пружина сжимается и поршень, быстро перемещаясь вниз, давит на топливо, которое закры­вает обратный клапан и, открыв нагнетательный клапан, через распылитель попадает в смесительную камеру. Пружина, разжимаясь, продолжает перемещать поршень вниз в течение 1—2 сек, что необходимо для более продолжительного впрыска топлива. Если во всех рассматриваемых системах и устройствах топливо поступало в смесительную камеру под действием разности давления воздуха, то насос-ускоритель подает топливо принудительно.