Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Изложение нового материала

Предмет «Устройство автомобилей»

СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВС

Преподаватель:

Группа:

Дата:

ЛЕКЦИЯ № 5

Тема: «Карбюраторы двигателей легковых автомобилей. Их устройство и принцип работы»

План занятия

1. Организационный момент - 3 мин.

2. Опрос студентов по предыдущему материалу - 10 мин.

3. Изложение нового материала – 55 мин.

4. Закрепление нового материала -12 мин.

5. Подведение итогов - 7 мин.

6. Задание на дом - 3 мин.

Итого: 90 мин.

Оборудование занятия:

– Мультимедиа, компьютер, DVD - диски;

– Слайды, плакаты;

– Учебные элементы;

Опрос (фронтальный)

Вопросы:

Ø Объясните работу ГДС с компенсацией состава горючей смеси.

Ø Объясните назначение, устройство и работу СХХ.

Ø Объясните назначение, устройство и работу экономайзера и эконостата.

Ø Объясните назначение, устройство и работу ускорительного насоса.

Ø Что обозначает термин «сбалансированный карбюратор»?

Изложение нового материала

Лекция № 5

Закрепление нового материала:

(проводится фронтальный опрос по изложенной теме)

Ø Разбираем правильность ответов.

Ø Выставляем оценки, комментарий;

Задание на дом:

Ø Заполнить тетрадь для лабораторных работ по пройденной теме.

Ø Повторить пройденный материал.

Ø Не забываем про конструкторские разработки.

(Конспект лекции № 5)

На двигателях легковых автомобилей устанавливают карбюраторы эмульсионного типа с падающим потоком, обеспечивающим хорошее наполнение цилиндров горючей смесью. Такие карбюраторы могут иметь несколько смесительных камер с параллельным включением. Это позволяет повысить мощность двигателя из-за лучшей дозировки и распределения горючей смеси по цилиндрам.

Широко применяют двухкамерные карбюраторы с последовательным включением смесительных камер. В таких карбюраторах сначала включается

в работу одна, так называемая первая (основная) камера, а при увеличении нагрузки подключается другая, вторая (дополнительная) камера.

Карбюратор ДААЗ-1107010. На двигателях переднеприводных легковых автомобилях ВАЗ – 2109, ВАЗ – 21099 и других установлены модификации двухкамерного карбюратора указанной модели с падающим потоком и последовательным открытием дроссельных заслонок: Последовательность открытия заслонок позволяет условно разделить работу карбюратора на два периода: период работы на обедненной (экономичной) смеси при малых и средних нагрузках двигателя, которые обеспечиваются работой смеседози-рующей системы первой камеры и период работы на обогащенной смеси при полных нагрузках двигателя, в процессе совместной работы смеседозирующих устройств обеих камер карбюратора.

Карбюратор (рис. 20) через теплоизолирующую прокладку устанавливается на впускной газопровод с помощью четырех шпилек с гайками. Он состоит из двух базовых деталей: корпуса 17 и крышки 24, в которой имеются входные горловины 1 смесительных камер и колодцы для прохода воздуха к двум главным воздушным жиклерам 2. В горловине первой камеры установлена воздушная заслонка 3, а с боковой стороны крышки крепится пусковое устройство с регулировочным винтом 6, пружиной и мембраной 5 в сборе со штоком. В резьбовом канале крышки крепится электромагнитный клапан 20 и топливный жиклер 21 системы холостого хода. Для подачи в карбюратор

топлива и слива его излишков в крышке 24 установлены соответственно патрубки 22 и 23.

Совместно с корпусом 17 отливаются большие диффузоры, в которые вставляются малые диффузоры 19, отлитые заодно с их распылителями. Внутри корпуса размещается поплавковая камера с топливными каналами и установлен распылитель 4 ускорительного насоса. Основная рабочая полость ускорительного насоса размещена в приливе корпуса, к которому крепится крышка с рычагом 12 привода и мембраной 14. Привод ускорительного насоса осуществляется от кулачка 13, установленного на оси дроссельной заслонки 10 первой камеры. К приливу корпуса, образующему рабочую полость с жиклёром 15, крепится крышка 16 экономайзера мощностных режимов с мембраной 18, на которой закреплена игла, воздействующая на шариковый клапан.

В корпусе карбюратора установлены также регулировочные винты 7 и 9 соответственно количества и качества горючей смеси при работе двигателя на холостом ходу. Отверстие под регулировочный винт 9 закрывается заглушкой. Для передачи разрежения от карбюратора к вакуумному регулятору распределителя зажигания в корпусе установлен патрубок 8, а для отсоса картерных газов служит патрубок 11. В первой и во второй смесительных камерах дроссельные заслонки 10 жестко закреплены винтами на осях, связанных с помощью троса с педальным приводом, расположенным в салоне кузова. Воздушная заслонка также с помощью троса соединена с рукояткой управления, расположенной под панелью салона кузова.

К основным устройствам и системам карбюратора относятся: поплавковая камера, система холостого хода, переходные системы, главные дозирующие системы, экономайзер полных нагрузок (эконостат), ускорительный насос, пусковое устройство и система снижения токсичности отработавших газов.

Рис. 20 Карбюратор ДААЗ - 1107010

Система холостого хода позволяет корректировать состав горючей смеси

в диапазоне малых частот вращения коленчатого вала, а также при переходе двигателя на режимы работы при малых и средних нагрузках. На режиме холостого хода дроссельные заслонки 13 первой и 11 второй камер (рис. 21) закрыты, разрежения в диффузорах недостаточно для истечения топлива, а разрежение под дроссельной заслонкой первой камеры достигает значительной величины и передается во все каналы системы.

При этом топливо поступает из поплавковой камеры 9 через главный топливный жиклер 12 первой камеры и эмульсионный колодец 5, поднимается по топливному каналу, проходит жиклер 3, смешивается с воздухом, поступающим из жиклера 4, и по эмульсионному каналу 1 выходит в виде эмульсии под регулировочный винт 15 качества смеси. Из щели 14 на пути эмульсии подсасывается воздух из смесительной камеры. Образовавшаяся таким образом обогащенная горючая смесь поступает во впускной газопровод, а затем в цилиндры двигателя.

Количество смеси на холостом ходу регулируется винтом, установленным на рычаге дроссельной заслонки. При завертывании винта дроссельная заслонка приоткрывается. При выключении зажигания отключается электромагнитный клапан 2, игла которого под действием пружины перекрывает топливный жиклер 3 и не допускает работу системы с выключенным зажиганием.

Рис. 21 Система холостого хода и переходные системы

Переходная система второй камеры вступает в работу в начале открытия дроссельной заслонки 11 второй камеры, когда поток воздуха раздваивается и горючая смесь переобедняется. В этом случае могут происходить обратные вспышки в воздушном фильтре. Во избежание этого явления вторую камеру оснащают переходной системой с выходным отверстием 10, обеспечивающим плавный переход с одного режима работы на другой в моменты начала полного открытия дроссельных заслонок обеих камер. Указанная переходная система работает подобно переходной системе со щелевидным отверстием 14 первой камеры, но она питается топливом через жиклер 6 непосредственно из поплавковой камеры 9. При этом топливо смешивается с воздухом, поступающим через жиклер 8, и образовавшаяся эмульсия по каналу 7 направляется под дроссельную заслонку через выходное отверстие 10. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разрежение в диффузоре второй камеры возрастает, а у отверстия 10 уменьшается, вследствие чего постепенно вступает в работу главная дозирующая система второй камеры, соединенная каналами с поплавковой камерой.

Поплавковая камера карбюратора сбалансирована, это достигается двумя отверстиями 5 (рис. 22), соединяющими поплавковую камеру 9 с воздушным фильтром, вследствие чего в них уравнивается давление и устраняется влияние загрязнения воздушного фильтра на состав горючей смеси. Если поплавковая камера не сбалансирована, т.е. сообщается непосредственно с атмосферой, то при увеличении сопротивления воздушного фильтра (из-за его загрязнения) возрастает разрежение в диффузоре, и горючая смесь значительно обогащается.

Благодаря двум сообщающимся объемам поплавковой камеры, которые охватывают смесительные камеры с двух сторон, обеспечена надежная подача к ним топлива через фильтр 6 даже при сильных кренах автомобиля. Карбюратор имеет двойной поплавок 10 из эбонита, соединенный с запорным устройством 8, и патрубок 7 с жиклером, перепускающим излишки топлива обратно в топливный бак.

Рис. 22 Главная дозирующая система

Главные дозирующие системы приготавливают горючую смесь необходимого состава при работе двигателя на режимах с частичными нагрузками и при полном открытии дроссельных заслонок 14 и 11. При этом топливо из поплавковой камеры 9 через жиклеры 13 поступает к эмульсионным колодцам, в которых находятся эмульсионные трубки 12, и смешивается с воздухом, поступающим из воздушных жиклеров 4. Затем эта топливно-воздушная смесь поступает через каналы 3 в распылитель 2, где смешивается с воздухом, проходящим через диффузоры 1 смесительных камер, образуя горючую смесь.

Дозированием количества воздуха, поступающего в эмульсионные колодцы через жиклеры 4, можно получить характеристику карбюратора, близкую к оптимальной. Это объясняется тем, что воздух, поступающий в колодцы через жиклеры 4, изменяет разрежение перед жиклерами 13. При этом интенсивность истечения топлива значительно снижается (затормаживается), а отверстия в эмульсионных трубках 12 обеспечивают хорошее эмульгирование топлива. Подбором размеров воздушных жиклеров 4 можно обеспечить такую закономерность изменения разрежения у топливных жиклеров 13, которая позволяет по мере открытия дроссельных заслонок и увеличения разрежения в диффузоре обеднять горючую смесь до необходимых значений коэффициента избытка воздуха.

Количество смеси, поступающей в двигатель, регулируется открытием дроссельных заслонок. При этом дроссельная заслонка 14 первой камеры соединяется механически с дроссельной заслонкой 11 второй камеры таким образом, что, когда первая открыта на ²/₃ своего полного открытия, в этот момент начинает открываться заслонка 11 второй камеры. Следовательно, на режимах дросселирования в основном работает первая смесительная камера, обеспечивающая работу двигателя в диапазоне нагрузочных режимов.

Экономайзер мощностных режимов (рис. 23) служит для обогащения смеси на мощностных режимах (при больших и полных открытиях дроссельной заслонки), обеспечивая тем самым соответствующий этим режимам состав горючей смеси. Экономайзер мощностных режимов мембранного типа соединяется каналом 10 с поплавковой камерой, в которой установлены топливные жиклеры 2 и 4. Полость над мембраной 7 соединяется с поддроссельным пространством воздушным каналом 6. Жиклер 9 экономайзера устанавливается в топливном канале 10. Через шариковый клапан 8 соединяются внутренняя полость под мембраной и поплавковая камера карбюратора.

При открытии дроссельной заслонки 5 на большой угол разрежение во впускном газопроводе уменьшается и соответственно снижается его воздействие через канал 6 на мембрану 7. Вследствие этого пружина отжимает вправо связанные с ней мембрану 7 и клапан 8. При этом дополнительное количество топлива через жиклер 9 по каналу 10 поступает в главную дозирующую систему, обогащая горючую смесь.

Рис. 23 Экономайзер и эконостат мощностных режимов

Экономайзер (эконостат) полных нагрузок взаимодействует со I второй смесительной камерой и вступает в работу на нагрузочных и скоростных режимах, близких к предельным, при полностью открытых дроссельных заслонках 5 и 1, обогащая горючую смесь для получения максимальной мощности двигателя. При этом топливо поступает через жиклер 3, проходит эмульсионную трубку 11 и по топливному каналу поступает к впрыскивающей трубке 12 эконостата, размещенной выше распылителя главной дозирующей системы.

Эконостат предотвращает переобеднение смеси главной системой при большом расходе воздуха. В этом случае у его распылителя, установленного значительно выше диффузора, создается достаточное разрежение и через него начинает поступать топливо от жиклера к поплавковой камере.

Ускорительный насос (рис. 24) служит для кратковременного обогащения горючей смеси в режиме ускорения (разгона) автомобиля. Особенностью его устройства является наличие распылителей 1 в каждой смесительной камере. Ускорительный насос — мембранного типа с приводом от кулачка 6, расположенного на оси дроссельной заслонки 7. Производительность насоса не регулируется, а зависит только от профиля кулачка 6. При резком открытии дроссельной заслонки 7 кулачок 6 перемещает рычаг 5 и через толкатель 4 нажимает на мембрану 3, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Мембрана через колодец ускорительного насоса, шариковый клапан 2 и распылители 1 подает топливо в первую и вторую смесительные камеры, тем самым обогащая горючую смесь. При возвращении мембраны в исходное положение топливо из поплавковой камеры засасывается через обратный шариковый клапан 8 и поступает в рабочую полость ускорительного насоса.

Рис. 24 Ускорительный насос

Пусковое устройство (рис.25) обеспечивает приготовление богатой смеси, что способствует быстрому пуску и прогреву холодного двигателя. В нем предусмотрены мембранный и рычажный механизмы для закрытия воздушной заслонки 7 и прикрытия дроссельной заслонки 15. Особенность этих механизмов заключается в использовании фигурных кромок на рычаге 4.

Наружная фигурная кромка 10 воздействует на промежуточный рычаг 14, связанный с дроссельными заслонками через регулировочный винт 13, фиксируемый скобой 12. При полном закрытии воздушной заслонки 7 дроссельная заслонка 15 первой камеры приоткрывается на 0,8... 1,5 мм (величина h). В промежуточных положениях рычага 4 его фигурные кромки 5 и 6 взаимодействуют со штифтом поводка 8 воздушной заслонки и допускают ее открытие на определенный угол. Ручное управление рычагом 4 осуществляется рукояткой из салона кузова посредством тяги 11. При пуске холодного двигателя рычаг 4 поворачивается против часовой стрелки (вытягиванием рукоятки на себя); при этом образовавшийся зазор между кромками 5 и 6 рычага и штифтом поводка 8 позволяет возвратной пружине 9 удерживать воздушную заслонку в закрытом положении.

Рис 25 Пусковое устройство карбюратора

Одновременно с этим из-за значительного разрежения под прикрытой дроссельной заслонкой и в смесительной камере вступают в работу система холостого хода и главная дозирующая система первой камеры, приготовляя богатую горючую смесь.

С увеличением разрежения под дросселем первой камеры мембрана 1 будет воздействовать на шток 3 и принудительно приоткрывать воздушную заслонку. Величину приоткрывания (пускового зазора h = 2,5... 3,2 мм) заслонки можно регулировать винтом 2. Величина приоткрывания зависит от ширины паза между кромками 5 и 6 рычага 4 и от положения регулировочного винта 2.

По мере прогрева двигателя рычаг 4 поворачивают по часовой стрелке; при этом с помощью профиля 10 этого рычага дроссельная заслонка приоткрывается на больший угол, а фигурной кромкой 6 полностью открывается воздушная заслонка. Все элементы пускового устройства подобраны таким образом, чтобы воздушная заслонка при пуске и начале прогрева двигателя открывалась и закрывалась автоматически, не допуская чрезмерного обогащения или обеднения горючей смеси.

Система снижения токсичности отработавших газов обеспечивает управление включением и отключением электромагнитного клапана 3 (рис.26) карбюратора 4 при его работе в режиме экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ). Это происходит, например, при движении автомобиля под уклон или при быстром его торможении, когда резко закрывается дроссельная заслонка 5 при высокой частоте вращения коленчатого вала. На указанном режиме при помощи электромагнитного клапана прекращается подача топлива в систему холостого хода, что снижает расход топлива и токсичность отработавших газов. Электронный блок управления ЭБУ 2 является основным узлом экономайзера принудительного холостого хода и всей системы снижения токсичности, встроенной в карбюратор. Информация к блоку поступает в виде импульсов напряжения по двум каналам: от концевого выключателя 10 о положении дроссельной заслонки и от катушки зажигания 1, связанной с электронным коммутатором 11, о частоте вращения коленчатого вала. Поступающая по обоим каналам информация обрабатывается блоком управления, который в необходимые моменты подает напряжение, достаточное для включения электромагнитного запорного клапана. Концевой выключатель 10 регулировочного (упорного) винта 8 соединяет пятую клемму электронного блока управления 2 с «массой» автомобиля при закрытой дроссельной заслонке 5.

Принцип работы системы управления электромагнитным клапаном заключается в следующем. Перед пуском двигателя дроссельная заслонка первой камеры карбюратора закрыта. При этом регулировочный винт 8 количества горючей смеси, контактируя с рычагом 6 привода дроссельных заслонок, замыкает электрическую цепь. В результате этого ток поступает с корпуса карбюратора 4 на пятую клемму электронного блока управления 2 и далее через шестую клемму на электромагнитный клапан 3, который

Рис. 26 Принципиальная схема управления ЭПХХ

открывает топливный жиклер, установленный в канале 9 системы холостого хода. После пуска двигателя и его работы на холостом ходу электромагнитный клапан 3 получает питание от электронного блока управления.

При возрастании частоты вращения коленчатого вала более 1 900 об/мин блок управления 2 отключается и не действует на электромагнитный клапан, но в катушку последнего ток поступает, так как пятая клемма блока управления не соединяется с «массой». При резком закрытии дроссельных заслонок, что имеет место при принудительном холостом ходе, рычаг 6 упирается в регулировочный винт 8 и шунтирует пятую клемму на «массу». В этом случае электромагнитный клапан отключается, так как на него ток не поступает, его игла перекрывает топливный жиклер холостого хода, прерывая подачу горючей смеси.

При снижении частоты вращения коленчатого вала до значения 1 650 об/мин включается блок управления 2 и на электромагнитный клапан 3 снова подается ток, который открывает топливный жиклер, и горючая смесь подается к каналу 9. Карбюратор имеет также полость 7 подогрева горючей смеси при выходе ее из системы холостого хода.

На двигателях базовой модели автомобиля ВАЗ-2110 с бесконтактной системой зажигания установлен карбюратор ДААЗ-110-7010-31. Если в системе питания двигателя имеется датчик расхода топлива, то устанавливается карбюратор ДААЗ-2114-1107010-31, отличающийся от карбюратора базовой модели автомобиля отсутствием патрубка слива топлива в бак.

На двигателях автомобилей особо малого класса ВАЗ-1111 «Ока» и ЗАЗ-1105 «Таврия» также установлены карбюраторы ДААЗ соответственно моделей 1111-1107010 и 21081-1107010. Устройство, и принцип действия основных смеседозирующих систем указанных карбюраторов не имеет принципиальных различий от вышеописанного (см. рис.20), за исключением того, что одноименные жиклеры каждого карбюратора имеют свои тарировочные данные.

КАРБЮРАТОР К - 126Г

В целях уменьшения расхода топлива, особенно на переходных неустановившихся режимах, и снижения токсичности отработавших газов на двигателях легковых автомобилей применяют многокамерные карбюраторы с последовательным включением смесительных камер. В двухкамерных карбюраторах первичная камера обеспечивает работу двигателя на режиме холостого хода при малых и средних нагрузках; вторичная камера включается в работу при переходе к полным нагрузкам, когда в первичной камере образуется недостаточное количество горючей смеси. Вторичная камера вступает в работу при открытии дроссельных заслонок на угол более 50° полного открытия. Регулирование состава смеси основано на принципе пневматического торможения топлива в сочетании с работой системы холостого хода (в первичной системе) и с работой дополнительной, переходной системы (во вторичной).

Дроссельные заслонки первичной и вторичной камер имеют механическую или пневматическую связь. Примером механической связи кулисно-рычажного привода может служить привод дроссельных заслонок карбюратора К-126Г, применяемого на автомобиле ГАЗ-24 «Волга».

Рис. 27 Карбюратор К-126Г

а—общий вид; б–схема привода дроссельной заслонки дополнительной смесительной камеры; 1 и 8— отверстия;

2—кopnус; 3—воздушная заслонка; 4 —ось воздушной заслонки; 5– жиклер системы холостого хода: 6—пробка фильтра; 7~- рычаг привода воздушной заслонки; 9—регулировочный винт; 10–тяга; II–корпус смесительных камер; 12~рычаг малой частоты вращения; 13—рычаг привода дроссельной заслонки основной смесительной камеры; 14–регулировочный винт частоты вращения холостого хода; 15–ось дроссельной заслонки дополнительной камеры; 16–жестко соединенный с осью; 17–палец рычага оси дроссельной заслонки дополнительной камеры; 18–кулиса; 19–прорезь кулисы; 20—палец рычага оси дроссельной заслонки основной камеры; 21–винт, ограничивающий закрытие дроссельной заслонки; 22–ось дроссельной заслонки основной смесительной камеры; 23–радиусный паз кулисы; 24–возвратная пружина.

Привод дроссельных заслонок карбюратора К-126Г работает следующим образом. При повороте рычага 13 (рис. 27) поворачивается ось 22 дроссельной заслонки основной смесительной камеры и палец 20 рычага, установленного на оси рычага 13. Пока палец перемещается по радиусному пазу 23 кулисы и не соприкасается с его торцом, открывается дроссельная заслонка только основной смесительной камеры. При дальнейшем повороте рычага 13 палец 20 нажимает на торец радиусного паза 23 и начинает поворачиваться кулиса 18, соединенная продолговатой прорезью 19 с пальцем 17 рычага 16, установленного на оси дроссельной заслонки дополнительной камеры. Кулиса нажимает на палец 17, который перемещается в продолговатой прорези 19 и поворачивается по радиусу вместе с рычагом 16 и осью 15, и дроссельная заслонка дополнительной смесительной камеры начинает открываться одновременно с дроссельной заслонкой основной камеры. Возвратная пружина 24 в этом случае закручивается, а после прекращения воздействия на рычаг 13 раскручивается, перемещая кулису в исходное положение, и закрывает дроссельную заслонку дополнительной камеры.

Совершенствование карбюраторов автомобильных двигателей определяется ужесточением норм на токсичность отработавших газов и повышение топливной экономичности. В большей мере эта тенденция проявляется на двигателях легковых автомобилей, что приводит к дальнейшему усложнению конструкции карбюраторов, применяемых на них. К прогрессивным конструктивным решениям следует отнести: автономную систему холостого хода с отключением ее на режиме принудительного холостого хода, мембранный ускорительный насос и эконостат, который представляет собой особую дозирующую систему, предназначенную для подачи дополнительного топлива при больших расходах воздуха, характерных для режима полной мощности, то есть, когда двигатель работает с полностью открытой дроссельной заслонкой.

Питание эконостата осуществляется непосредственно из поплавковой камеры. Канал, подающий топливо к эмульсионному жиклеру эконостата, проходит выше уровня поплавковой камеры, поэтому на малых и средних нагрузках разрежение, создаваемое у эмульсионного жиклера,
оказывается недостаточным для подъёма топлива в канал эконостата и он начинает работать только при больших расходах воздуха. При значительных нагрузках создается разрежение, достаточное для поступления топлива в эту зону. Эконостат подает распыленное топливо перед основным распылителем в количестве, не обходимом для оптимальной компенсации состава смеси.

Список литературы:

1. Вишняков Н.Н. и др., «Автомобиль. Основы конструкции», М., Машиностроение, 1986.

2. Тур Е.Я., Серебряков К.Б., Жолобов А.А., «Устройство автомобиля», М., Машиностроение, 1991 г.

3. Пузанков А.Г., «Автомобили. Устройство и техническое обслуживание», М., Академия, 2007 г.

4. Тихомиров А.И., «Карбюраторы К-126, К- 135. Устройство, регулировка, ремонт», М., Колесо, 2004 г.

5. Павлов И.П., «Карбюраторы «Солекс». Разборка, сборка, обслуживание», СПб, ГезаКом, 1999 г.