Тема 7. Система живлення автотракторних двигунів.

1

Лабораторна робота № 3.1 Тема: Вивчити в натурі будову приладів системи живлення

карбюраторних двигунів.

Мета роботи: вивчити в натурі будову приладів системи живлення карбюраторнихдвигунів, їх призначення та роботу.

Місце проведення: кабінет механізації. Тривалість роботи: 2 год.

Обладнання і матеріали: методичні вказівки, схема системи живлення карбюра-торного двигуна автомобіля, прилади системи живленнядвигуна ЗІЛ-130, слюсарний інструмент, плакати тапрезентації.

Оформлення роботи: звіт лабораторної роботи виконується на аркушах (ф.А4);структура звіту: титульний лист, вступ, описова частина,висновок.

Завдання:

1) Ознайомитися з правилами техніки безпеки і охорони праці.2) Ознайомитися в натурі із системою живлення карбюраторних двигунів,

розміщенням приладів системи живлення.3) Вивчити в натурі будову приладів системи живлення карбюраторних

двигунів, їх призначення та роботу.

Хід роботи

1. Ознайомитися з правилами техніки безпеки і охорони праці

2. Описати призначення, будову та роботу системи живленнякарбюраторного двигуна (СЖКД).

3. Описати призначення, будову та роботу приладів СЖКД:- карбюратора;- фільтрів грубої та тонкої очистки палива;- повітряних фільтрів;- паливопідкачувального насоса;- глушника.

4. Оформіть та здайте звіт.

Після виконання лабораторної роботи студент повинен:знати: призначення, принцип дії, будову

приладів системи живленнякарбюраторних двигунів.

вміти: розібрати та зібрати приладисистеми живлення карбюраторнихдвигунів.

Тема 7. Система живлення автотракторних двигунів.

2

Теоретичні відомостіПаливом для карбюраторних двигунів можуть служити: бензин, спирти, бензол, газ.Найбільше застосування отримав бензин.Бензин маркується літерно-цифровими індексами. Марки застосовуваних автомобільних бензинів: А-72, А-76, А-82, АИ-92,

АИ-95, АИ-98. Буква А вказує, що бензин автомобільний; цифри – на октанове число; И – вказує, що октанове число визначалосядослідним методом. Для форсованих двигунів з високим ступенем стиснення застосовують спеціальний високооктановий бензин«Екстра».

Автомобільні бензини, за винятком бензину АИ-98, поділяються на літні та зимові. Останні містять збільшену кількістьфракцій, які легко випаровуються, що поліпшує умови пуску.

Система живлення карбюраторного двигуна призначена для збереження, очищення і подачі палива, очищення і подачіповітря, приготування пальної суміші потрібного складу для роботи двигуна на різних режимах і випуску відпрацьованих газів.

Система живлення складається з: паливного бака, датчика і покажчика рівня палива, паливного насоса, паливних фільтрів,паливопроводів, повітряного фільтра, карбюратора, впускного і випускного трубопроводів, а також системи випускувідпрацьованих газів (трубопроводи, глушники).

Принцип дії системи живлення карбюраторного двигуна наступний: при обертанні колінчастого вала двигуна починаєдіяти паливний насос, який засмоктує, через сітчастий фільтр, паливо з бака і по паливопроводу нагнітає його в поплавкову камерукарбюратора. При русі поршня вниз (такт впуску) під дією розрідження з розпилювача карбюратора витікає паливо, а черезповітряний фільтр засмоктується очищене повітря. В змішувальній камері карбюратора струмінь повітря розпилює паливо і,змішуючись з ним, утворює пальну суміш, яка по впускному трубопроводу через відкритий впускний клапан надходить в циліндрдвигуна, де, перемішуючись з залишками відпрацьованих газів утворює робочу суміш. При русі поршня вгору відбувається стискробочої суміші (такт стиску) і її згоряння (робочий хід). Виділяється теплова енергія, яка за допомогою механізмів і системперетворюється на механічну і у вигляді крутного моменту передається на колеса автомобіля, приводячи його в рух. Продуктизгоряння (відпрацьовані гази) через випускний клапан, який відкривається, по трубопроводах надходять в глушник і далі ватмосферу (такт випуску).

Мал. 1. Система живлення карбюраторного двигуна:1 - паливний насос, 2 - повітряний фільтр, 3 - карбюратор, 4 - рукоятка керування повітряною заслінкою, 5 і 6 - рукоятка і педаль керування

дроселями, 7 - паливопроводи, 8 і 9 - покажчик і вимірювач рівня палива, 10 - паливний бак, 11 - кран, 12 - фільтр-відстійник, 13 - глушник, 14 -приймальні труби глушника, 15 - випускний трубопровід двигуна, 16 - випускна труба глушника.

Паливо заливають у паливний бак 10 через горловину. З бака (мал. 1) воно подається в карбюратор 3 паливним насосом 1 попаливопроводу 7 через фільтр-відстійник 12, у якому очищається від сторонніх домішок. В такті впуску повітря засмоктується вкарбюратор з атмосфери через повітряний фільтр 2. В карбюраторі паливо розпилюється, змішується з повітрям і починаєвипаровуватись. Рухаючись по впускному трубопроводу, паливо продовжує перемішуватися з повітрям. Процес перемішуванняпалива з повітрям відбувається й у циліндрах двигуна під час тактів впуску і стиску. Після згоряння робочої суміші відпрацьованігази, через випускний трубопровід 15, глушитель 13 та випускну трубу 16 виходять в атмосферу.

Режимами роботи автомобільного двигуна є: пуск, холостий хід, малі навантаження, середні і повні навантаження, різкіпереходи з малих навантажень на великі.

Для нормальної роботи двигуна на різних режимах потрібно мати різний склад пальної суміші.Навантаження карбюраторного двигуна визначається ступенем відкриття дросельної заслінки карбюратора.Під час пуску холодного двигуна карбюратор повинен готувати багату пальну суміш. Так як частота обертання колінчастого

вала двигуна невелика, а стінки циліндрів холодні, то горюча суміш погано випаровується. Частина її парів конденсується нахолодних стінках циліндрів, змиваючи масляну плівку на них та стікаючи в піддон картера, розріджує там оливу. При цьому суміштрохи збіднюється і запалюється електричною іскрою від системи запалювання.

При роботі двигуна на холостому ходу та малих навантаженнях карбюратор повинен готувати збагачену горючу суміш, томущо частота обертання колінчастого вала невелика і циліндри недостатньо очищаються від відпрацьованих газів, які збіднюютьгорючу суміш.

Під час роботи двигуна на середніх навантаженнях пальна суміш повинна бути збідненою, на повних навантаженнях –збагаченою. Різке відкриття дросельної заслінки в карбюраторі може викликати збіднення пальної суміші і двигун зупиниться. Дляпопередження цього служить прискорювальний насос.

Процес приготування пальної суміші певного складу поза циліндрами двигуна називається карбюрацією, а прилад, в якомувідбувається цей процес, – карбюратором.

Тема 7. Система живлення автотракторних двигунів.

3

Карбюратор К-88А. Встановлюється на восьмициліндровому двигуні автомобіля ЗІЛ-130 та складається з двох змішувальнихкамер (мал. 2), кожна з яких живить чотири циліндри. Поплавцева камера, її корпус 18 з повітряною заслінкою 16, економайзер іприскорювальний насос – спільні деталі для обох камер карбюратора.

Поплавцева камера сполучається каналом 6 із вхідним патрубком карбюратора, над яким розташовано повітряний фільтр. Цезапобігає збагаченню пальної суміші (в разі забруднення повітряного фільтра) внаслідок збільшення перепаду розріджень удифузорах і поплавцевій камері. Такі поплавцеві камери називаються балансованими.

У змішувальній камері встановлено малий 10 і великий 11 дифузори. Двома дифузорами досягається підвищення швидкостіповітря в малому дифузорі при порівняно невеликому загальному опорі потокові повітря.

Компенсація складу суміші в карбюраторі К-88А здійснюється пневматичним гальмуванням палива.Дросельні заслінки 30 обох змішувальних камер, жорстко закріплені на одній осі, відкриваються одночасно.Під час пуску й прогрівання

холодного двигуна закриваютьповітряну заслінку 16. Водночас задопомогою важелів і тяг, якіз'єднують повітряну заслінку зваликом дросельних заслінок,трохи відкриваються дросельнізаслінки 30. У змішувальнихкамерах створюється великерозрідження. В результатіподаватимуться велика кількістьпалива з кільцевих щілин малихдифузорів 10 та емульсія з отворів32 й 33 системи холостого ходу.

У разі несвоєчасного відкриттяповітряної заслінки після першихспалахів робочої суміші вциліндрах двигуна, повітря, щонадходить крізь запобіжнийклапан 17, отвір 15 у повітрянійзаслінці, не допустить надмірногозбагачення суміші.

На малій частоті обертанняколінчастого вала (режимхолостого ходу) дросельнізаслінки 30 прикриті, томушвидкість повітря й розрідження вдифузорах 10 невеликі, й паливоне витікатиме з їхніх кільцевихщілин. За дросельними заслінкамистворюється велике розрідження, що передається крізь отвори 32 в емульсійні канали, а з них до жиклерів 7 системи холостогоходу. При ньому паливо з поплавцевої камери надходить крізь головні жиклери 1 до жиклерів холостого ходу.

Повітря, що надходить крізь верхні отвори жиклерів системи холостого ходу, перемішується з паливом. Утворена емульсіярухається емульсійними каналами й крізь отвори 32 виходить у за дросельний простір обох змішувальних камер. Коли дросельнізаслінки відкриті, крізь отвори 33 підсмоктуватиметься повітря, що поліпшить емульгування палива. В міру відкриваннядросельних заслінок зростатиме зрідження біля отворів 33, і з них також надходитиме емульсія, що забезпечить плавний перехідвід роботи двигуна з малою частотою обертання колінчастого вала до роботи під навантаженням.

Перехід від холостого ходу до малих і середніх навантажень здійснюється збільшенням відкриття дросельних заслінок. Системахолостого ходу плавно зменшує подачу емульсії. В цей час зростають швидкість руху повітря й розрідження в дифузорах, а отже,починає працювати головний дозувальний пристрій. Паливо з поплавцевої камери надходить крізь головні жиклери 1 і жиклери 29повної потужності, змішується з повітрям, що потрапляє крізь повітряні жиклери 8, і у вигляді емульсії виходить крізь кільцевіщілини малих дифузорів. Повітря, що надходить у розпилювачі 9 крізь повітряні жиклери 8 і жиклери 7 системи холостого ходу,сповільнює підвищення розрідження біля головних жиклерів 1 і жиклерів 29 повної потужності. Завдяки цьому гальмуєтьсявитікання палива з головних жиклерів, і пальна суміш збіднюватиметься до потрібного складу.

У разі повного навантаження двигуна збагачення суміші забезпечується економайзером. Як тільки дросельні заслінки 30 майжеповністю відкриються, шток 21 натисне на штовхач 20 і відкриє кульковий клапан економайзера 19. Завдяки цьому збільшитьсяприплив палива до жиклерів 29 повної потужності, суміш збагатиться, й двигун розвине повну потужність.

У разі різкого відкриття дросельних заслінок короткочасне збагачення суміші, потрібне для швидкого розгону автомобіля,забезпечується прискорювальним насосом. Різке відкривання дросельних заслінок супроводжується швидким переміщенням унизважеля 28, серги 27 і тяги 24, а заразом і планки 22, яка через пружину швидко відпускає шток 23 з поршнем 25. Тиск під поршнемзростає, зворотний клапан 26 закривається, й відкривається нагнітальний клапан 12. Паливо під тиском проходить крізь отвірпорожнистого гвинта 13, а потім у вигляді тонких струменів впорскується крізь отвори 14 у змішувальні камери. Нагнітальнийклапан 12 не дає повітрю надходити в колодязь прискорювального насоса під час швидкого піднімання поршня 25 насоса, а паливу– підсмоктуватися з колодязя прискорювального насоса в змішувальні камери при великій частоті обертання колінчастого вала йпостійному положенні дросельних заслінок.

Передача зусилля від планки 22 на поршень 25 прискорювального насоса через пружину потрібна для затяжного впорскуванняпалива й захисту деталей під час різкого відкривання дросельних заслінок.

Паливний бак. Паливо на автомобілі зберігається в одному чи декількох паливних баках. Кожен бак виготовленийштампуванням з освинцьованої сталі з двох половин, з'єднаних між собою зварюванням. Усередині бака є перегородки з отворамидля запобігання швидкого перетікання палива з однієї порожнини бака в іншу, коли автомобіль різко змінює напрямок руху, чигальмує або рухається на підйом. Крім того, перегородки підвищують жорсткість бака.

У верхній половині бака встановлюється паливо заливна горловина, що закривається кришкою з ущільнювальною прокладкою ідвома клапанами. Клапан навантажений сильною пружиною і запобігає витоку парів палива, особливо в жаркий період року, коли

Мал. 2. Схема карбюратора К-88А:1–головний жиклер; 2–поплавець; 3–корпус поплавцевої камери; 4–голчастий клапан; 5–сітчастий фільтр; 6–каналбалансування поплавцевої камери; 7–жиклер холостого ходу; 8–повітряний жиклер головної дозувальної системи;

9–розпилювач головної дозувальної системи; 10–малий дифузор; 11–великий дифузор; 12–нагнітальний клапан;13–порожнистий гвинт; 14–отвір розпилювача прискорювального насоса; 15–отвір у повітряній заслінці;

16–повітряна заслінка; 17–запобіжний клапан; 18–корпус поплавцевої камери; 19–кульковий клапан економайзера;20–штовхач клапана економайзера; 21–шток клапана економайзера; 22–планка; 23–шток поршня прискорю-

вального насоса; 24–тяга; 25–поршень; 26–зворотний клапан; 27–серга; 28–важіль дросельних заслінок; 29–жиклерповної потужності; 30–дросельні заслінки; 31–гвинти регулювання холостого ходу; 32,33–відповідно регульований

круглий і нерегульований прямокутний отвори системи холостого ходу; 34–корпус змішувальних камер.

Тема 7. Система живлення автотракторних двигунів.

4

бензин інтенсивно випаровується, чим досягається значна економія палива. Однак при підвищенні тиску в бакові більш 0,1–0,18МПа клапан відкривається і випускає пари бензину в атмосферу, запобігаючи ушкодженню (розриву) бака. Так як паливо прироботі двигуна увесь час витрачається, то в бакові може створитися розрідження, і паливо перестане надходити до паливногонасосу. Щоб цього не відбулося, у кришці встановлений клапан розрідження, навантажений слабкою пружиною. Тому коли вбакові тиск нижче атмосферного (0,016–0,034 МПа), клапан відкривається і пропускає в бак повітря, підтримуючи в ньомуатмосферний тиск.

Забирається паливо з бака по трубопроводу через кран трубки із сітчастим фільтруючим елементом. Кран фланцем кріпиться наверхній частині бака. Для контролю рівня палива в бакові є електричний датчик з поплавцем, що проводом з'єднаний зпокажчиком, встановленим на щитку приладів автомобіля. Кріпиться паливний бак хомутами на рамі автомобіля. Паливний баквиконують такої ємності, щоб автомобіль міг проїхати на одній заправці 300–600 км.

Фільтри для очищення палива. Фільтр-відстійник (мал. 3, а) служить для попередньої (грубої) чистки палива від частокбільш 0,05 мм і встановлюється наавтомобілях ЗІЛ між паливним баком інасосом. Він складається з корпуса 4, доякого через ущільнювальну прокладкуболтом 5 кріпиться склянка-відстійник 1. Усклянці на пустотілому стрижніустановлений фільтруючий елемент 7,набраний з латунних чи алюмінієвихпластин 9 на стійці 10 і пружиною 2піджимається до корпуса 4 черезущільнювальну прокладку. На кожнійпластині видавлені виступи висотою0,05 мм і просвердлені отвори 8 для проходупалива. Завдяки виступам між пластинамиутворяться щілини, крізь які проходитьпаливо, домішки затримуються і разом зводою опускаються вниз у склянку-відстійник, звідки періодично видаляютьсяшляхом викручування зливної пробки 11.Паливо підводиться по штуцері 6 і,очистивши, по отворах 8 проходить укорпус і штуцером 3 відводяться в паливнийнасос.

Фільтр тонкого очищення служить для остаточного очищення палива від дрібних домішок і води. Встановлюється міжпаливним насосом і карбюратором. Він складається (мал. 3, б) з корпуса 12 з паливо підвідним і відвідним штуцерами і вушком,для кріплення на двигуні. Знизу до корпуса через ущільнювальну бензиностійку прокладку скобою 16 і смушковою гайкою 17кріпиться склянка-відстійник 13, усередині якої встановлений керамічний чи латунний сітчастий фільтруючий елемент 14 ізпружиною 15.

Паливо під тиском, створюваним паливним насосом, по паливо проводу підводиться в корпус фільтра й опускається в склянку-відстійник, де відокремлюються вода й інші домішки. Далі воно проходить крізь пори фільтруючого елемента, остаточноочищується і по трубопроводу потрапляє в поплавцеву камеру.

Паливні фільтри, насос, бак, карбюратор герметично з'єднуються між собою паливо проводами, виготовленими з міді, латуніабо стали. Сталеві паливо проводи мають антикорозійне покриття з олова, свинцю або міді. У місцях вигину встановлюютьбензиностійкі шланги.

Повітряний фільтр служить для очищення повітря, що надходить у карбюратор і піддон картера, а в двигуні автомобіля ЗІЛкомпресор, що значно підвищує термін його служби. На двигунах автомобілів ЗІЛ, встановлюють інерційно-масляні (контактні)фільтри з подвійним очищенням повітря.

Повітряний фільтр інерційно-масляного типуВМ-16 двигуна автомобіля ЗІЛ-130 (мал. 4, а)складається з корпуса 1, у нижню частину якого залитаолива до заданого рівня – така ж, як і у піддоні картера.У центрі корпуса встановлений повітряний патрубок 10із тримачем 8 і смушковою гайкою 7 для кріпленнякришки фільтра. Над оливою знаходиться відбивач 2, анад ним – фільтруючий елемент 3 із кришкою 4,набраний з капронових чи металевих ниток, змоченихоливою. Обойма фільтруючого елемента кріпиться вкорпусі з зазором для проходу повітря до оливноїванни. Кришка з гумовим перехідним патрубком 5 зрозширювальною пружиною 6 з'єднується з повітрянимканалом 12, до якого повітря надходить через забірники11. У каналі встановлена заслінка 13, керування якоювиведене в кабіну водія. При закритій заслінцінепрогріте повітря надходить у прийомний патрубокчерез забірники (мал. 4, б), а при відкритій – з-підкапотного простору (мал. 4, в), де воно підігріваєтьсявід зіткнення з нагрітими частинами двигуна, щополіпшує сумішоутворення в карбюраторі.

Суть очищення повітря полягає в тому, що воно направляється до масляної ванни, вдаряється об оливу, з нього випадаютьвеликі частки пилу, волокна (перша ступінь очищення). При цьому повітря захоплює частки олії, змінює напрямок руху іпроходить у фільтруючий елемент, де стикається з вологими нитками, остаточно очищується (друга ступінь очищення) і попатрубку 10 надходить у карбюратор. Частина повітря по паливо проводу 9 надходить у компресор і піддон картера.

Мал. 3. Фільтри грубої (а) і тонкої (б) очистки палива.

Мал. 4. Повітряний фільтр (а), надходження повітря з зовнішньогосередовища (б), з-під капота (в)

Тема 7. Система живлення автотракторних двигунів.

5

Частки пилу, затримані фільтруючим елементом, стікають разом з оливою в корпус фільтра. Тому в оливній ванні фільтра прироботі в курних умовах оливу заміняють щодня, а взимку, навесні і у вологу осінь – при першому технічному обслуговуванні.

У сухому повітряному фільтрі фільтруючий елемент виготовлений зі спеціального пористого паперу у виді гофрованої стрічки,укладеної в металевий перфорований каркас, встановлений у корпусі на пінопластових прокладках. При роботі двигуна повітряпроходить через пори паперу, очищається і надходить у карбюратор. Фільтруючий елемент заміняють новим через 10–12 тис. кмпро бігу. Під час роботи в курних умовах його заміняють частіше. Крім того, періодично виймають фільтруючий елемент іструшують його від пилу, очищаючи при цьому і корпус фільтра

Паливо-підкачувальний насос призначається для подавання палива з бака в поплавцеву камеру карбюратора. Найбільшпоширені паливо-підкачувальні насоси діафрагмового типу (мал. 5). Після того, як ексцентрик розподільного вала двигунанатиснув на зовнішній кінець важеля насоса, діафрагма штоком відтягується вниз. У порожнині над діафрагмою створюєтьсярозрідження, під дією якого відкриваються впускні клапани. Паливо з бака, пройшовши крізь сітчастий фільтр, заповнюєпорожнину над діафрагмою.

Коли виступ ексцентрикасходить із важеля, пружинаповертає останній у вихіднеположення. Водночасдіафрагма під дією пружинипрогинається вгору. Підтиском палива, що надійшлов порожнину над діафрагмою,закриваються впускніклапани й відкриваєтьсявипускний. Паливо з насосанадходить у поплавцевукамеру карбюратора. Під часзаповнювання поплавцевоїкамери паливом діафрагманасоса залишається внижньому положенні, аважіль переміщується поштоку вхолосту. Паливо докарбюратора в цьому разі ненадходить. Щоб заповнитипоплавцеву камерукарбюратора, коли двигун непрацює, треба натиснути на важіль ручного підкачування, зв'язаний із діафрагмою насоса.

Діафрагму виготовляють із лакотканини або прогумованої тканини, клапани – з бензиностійкої гуми, а їхні пружини – збронзового дроту.

Паливо-підкачувальний насос Б-10, що встановлюється на двигунах ЗІЛ-130, має три впускних і три випускних клапани.Зусилля від ексцентрика розподільного вала двигуна до важеля привода паливного насоса передається штангою.

Впускний і випускний трубопроводи. Впускний трубопровід двигуна автомобіля ЗІЛ-130 являє собою кришку міжциліндрового простору, відлитий з алюмінієвого сплаву. У кришці виконані канали для підведення пальної суміші до циліндрів іфланець для установки карбюратора. Канали омиваються охолодною рідиною, що сприяє підігріванню пальної суміші,запобіганню утворення плівки на внутрішній поверхні впускного трубопроводу в холодний час року. Охолодна рідина відводятьсячерез фланець, у якому встановлений термостат. На кришці виконаний фланець для кріплення оливо заливної горловини і штуцервентиляції картера.

Глушник служить для зменшення шуму випуску відпрацьованих газів, і гасіння тліючих часток сажі. Він складається зциліндричного корпуса, усередині якого встановлені перегородки, що утворюють розширювальні камери. Гази, що відробили,підводяться по випускних трубах і попадають у перфоровані труби, де змінюють напрямок і швидкість руху, завдяки чомузменшується шум випуску. Тліючі частки сажі труться об стінки труб і, втрачаючи енергію, гаснуть. Гази, що відробили,відводяться по трубі в атмосферу.

Контрольні питання:1. Паливо для карбюраторних двигунів та склад пальної суміші.2. Призначення, будова та робота системи живлення карбюраторних двигунів.3. Призначення, будова та робота основних приладів системи живлення карбюраторних двигунів:

- карбюратора;- фільтрів грубої та тонкої очистки палива;- повітряних фільтрів;- паливопідкачувального насоса;- глушника.

4. Система випуску відпрацьованих газів.

Мал. 5. Паливопідкачувальний насос діафрагмового типу: