Учебники 80372

он представляет собой два одинаковых карбюратора (две камеры), конструктивно объединённых одним корпусом с общей поплавковой камерой. Каждая камера подаёт горючую смесь в четыре цилиндра. Корпус карбюратора состоит из трёх частей. В средней части, которая отливается заодно с большими и малыми диффузорами, расположены все дозирующие устройства. Двойные диффузоры имеют большинство автомобильных карбюраторов, так как они позволяют повысить скорость воздуха у распылителя топлива. Главная система работает по принципу понижения разрежения жиклера и состоит из главного, воздушного и жиклера полной мощности. Распылитель ее выполнен в виде кольцевой щели в малом диффузоре. Применение жиклера мощности позволяет интенсифицировать эмульсирование в главной системе путем подмешивания к топливу сначала воздуха, поступающего через воздушный жиклер холостого хода, а затем после жиклера мощности к эмульсии добавляется воздух, прошедший через воздушные жиклеры. В комбинированный топливовоздушный жиклер топливо поступает из полости между жиклерами и, поэтому жиклер имеет большую в три раза пропускную способность, чем жиклер.

Один экономайзер с механическим приводом подает топливо в каналы главных систем обеих камер. Ускорительный насос также обслуживает две камеры, он имеет общий привод с экономайзером. Распылитель выведен в перемычку между камерами карбюратора. В качестве пускового устройства служит воздушная заслонка с автомати-

41

ческим клапаном. Поплавковая камера трубкой соединена с впускным патрубком карбюратора.

Рис. 4.3. Конструктивная схема карбюратора К-88А[2]: 1 – поплавок; 2 – фильтр; 3 – запорная игла; 4 – гнездо иглы;

5 – главный жиклёр; 6 – блок жиклёров системы холостого хода; 7 – воздушный жиклёр главной системы; 8 – жиклёр полной мощности; 9 – малый диффузор; 10 – распылительные отверстия ускорительного насоса; 11 – балансировочная

трубка; 12 – воздушная заслонка; 13 – автоматический клапан; 14 – распылитель; 15 – шток управления клапаном; 16 – шток ускорительного насоса; 17 – шариковый клапан экономайзера; 18 – обратный клапан; 19 – дроссельная заслонка;

20,22 – выходные отверстия системы холостого хода; 21 – винт регулировки состава смеси на холостом ходу; 23 – большой диффузор; 24 – нагнетательный клапан

Система впрыска топлива в двигателях с искровым зажиганием

Практически все существующие системы впрыска можно разделить на три основные группы по месту впрыскивания топлива:

42

системы центрального впрыска, в которых одна электромагнитная форсунка осуществляет непрерывную подачу топлива во впускной коллектор над дроссельной заслонкой, обеспечивая топливом все цилиндры двигателя. В многоцилиндровых и V-образных двигателях устанавливаются две форсунки над каждой дроссельной заслонкой. По способу смесеобразования данные системы наиболее близки к системам топливоподачи и смесеобразования карбюраторных двигателей;

системы распределительного впрыска над впускными клапанами. В этих системах могут применяться форсунки двух типов: электромагнитные форсунки циклового (дискретного) впрыскивания, а также форсунки непрерывного действия;

системы распределенного впрыска непосредственно в полость цилиндра. Эти системы относятся к принципиально новым системам бензиновых двигателей

—с внутренним смесеобразованием, аналогичным системам смесеобразования дизелей.

Преимуществом всех систем впрыскивания топлива по сравнению с карбюраторными двигателями является раздельная подача и регулировка количества и качества топлива и воздуха, позволяющая более точно поддерживать необходимый состав топливовоздушной смеси в каждый момент времени в соответствии с изменяющимся режимом работы двигателя.

Вторым важнейшим преимуществом систем впрыска является использование последних достижений науки, техники и технологии: электронных блоков управления, электромагнитных быстродействующих форсунок, самых различных датчиков, контролирующих количество и состав рабочей смеси и отработавших газов.

43

Указанные преимущества систем впрыска топлива позволяют удовлетворять экологические требования по сокращению токсичных выбросов в атмосферу, повышать технико-экономические и мощностные характеристики двигателей, снижать их массогабаритные параметры.

К недостаткам можно отнести: растущую сложность изготовления двигателей, повышенные требования к качеству топлива и смазочным материалам, усложнение технологии производства, что повышает стоимость двигателей.

Наиболее распространенными являются системы распределенного впрыскивания топлива в зоны впускных клапанов. Эти системы могут быть как с электронным, так и с электромеханическим управлением. На рис. 4.4 приведена принципиальная схема электронной системы распределенного впрыска.

Топливо из бака засасывается в электрический бензонасос и под давлением поступает в топливный фильтр, а затем в подающий топливопровод и регулятор давления, который поддерживает определенное давление топлива в зависимости от нагрузки двигателя. Из регулятора давления избыточное количество топлива возвращается в бензобак по топливопроводу обратного слива, а основная часть топлива направляется в распределительный топливной коллектор (или к «рельсе»), где расположены электромагнитные форсунки, каждая из которых обеспечивает топливом один цилиндр.

Воздух после воздухоочистителя проходит через расходомер и дроссельную заслонку (или байпасные каналы), а в зоне впускного тракта перед впускными клапанами подходит к форсункам, где и происходит начало образования топливовоздушной смеси. Здесь следует отметить, что регулятор давления топлива фактически является ста-

44

билизатором перепада давления между топливом и воздухом. Этот перепад давлений сохраняется постоянным практически на всех режимах работы двигателя.

Рис. 4.4. Электронная система распределенного впрыска топлива [2]: 1 – топливный бак; 2 – бензонасос; 3 – топливный фильтр; 4 – блок управления; 5 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 6 – маркерный диск; 7 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 – форсунка; 9 – топливный коллектор (рельса); 10 – регулятор давления; 11 – топливопровод обратного слива; 12 – подающий топливопровод; 13 – дроссельная заслонка; 14 – датчик расхода воздуха; 15 – регулятор холостого хода; 16 – байпасные каналы; 17 – датчик положения дроссельной заслонки

45

Регулирование состава топливовоздушной смеси осуществляется за счет изменения количества топлива, подаваемого форсункой во впускной коллектор за один цикл в соответствии с длительностью управляющего импульса напряжения. Длительность этого импульса рассчитывается микропроцессором на основании сигналов, поступающих от различных датчиков и соответствующих программ, заложенныхв память блока управления.

Для приготовления топливовоздушной смеси определенного состава необходимо уменьшать или увеличивать длительность управляющего импульса в соответствии с конкретными режимами и условиями работы двигателя.

Так, при пуске холодного двигателя необходимо значительно обогащать смесь и, соответственно, увеличивать длительность управляющего импульса. Это увеличение осуществляется по специальной программе в соответствии с сигналами датчиков температуры охлаждающей жидкости и всасывающего воздуха. С ростом температуры и увеличением частоты вращения длительность управляющего импульса сокращается, а при достижении частоты вращения 300 – 500 мин-1 пусковой период считается завершенным. Частота вращения коленчатого вала отслеживается датчиком по маркерномудиску.

Устойчивую работу двигателя на холостом ходу с определённой частотой вращения автоматически обеспечивает регулятор холостого хода в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. На холостом ходу непрогретого двигателя дроссельная заслонка закрыта, а воздух поступает через верхний и нижний байпасные каналы. При достижении температуры охлаждающей жидкости 50 – 70 °С регулятор прекращает подачу воздуха через нижний байпасный канал.

46

После этого воздух поступает только через верхний байпас, сечение которого можно изменять винтом регулировки частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Работа прогретого двигателя на частичных нагрузках отслеживается блоком управления по сигналам датчиков частоты вращения коленчатого вала, датчиков расхода и температуры воздуха. Сигнал о переходе двигателя на режим максимальной мощности блок управления получает от датчика положения дроссельной заслонки и в соответствии с данными базовой матрицы увеличивает управляющий импульс, обогащая смесь.

Точность и равномерность подачи топлива по цилиндрам зависит и от качества форсунок. Для распределенного впрыска применяется большое число электромагнитных форсунок, но принцип их действия одинаков. Одна из схем таких электрогидравлическихфорсунокприведенанарис.4.5.

Рис. 4.5. Конструкции форсунок для систем распределенного впрыска [2]: 1 – топливный фильтр;

2 – уплотнительные кольца; 3 – запирающее устройство; 4 – седло; 5 – пружина; 6 – электромагнитсоленоид; 7 – корпус; 8 – электрический разъем

Топливо через фильтр поступает

вкорпус форсунки, а затем к запирающему устройству с распылителем, которое размещено

вседле и прочно соединено с корпусом. Под действием давления топлива и пружины, при-

47

жимающих клапан (штифт) к седлу, выходное отверстие форсунки плотно закрыто. Под действием управляющего импульса напряжения соленоид втягивает якорь и клапан открывается. Быстродействие открытия и закрытия клапана в соответствии с управляющим импульсом определяется жесткостью пружины, массой подвижной части запирающего клапана и индуктивностью обмотки соленоида. С уменьшением сопротивления соленоида и массы подвижных деталей быстродействие форсунки повышается, а разброс цикловых подач по цилиндрам снижается.

При проведении расчёта карбюратора, как правило, ограничиваются расчётом элементов главной дозирующей системы, определяя основные размеры диффузора и жиклёра.

ние свободного падения g = 9,81 м/с2 ; μД – коэффициент расхода диффузора (по рис. 4.6); μЖ – коэффициент расхода жиклёра (определяется по рис. 4.7 при выборе жиклёра с lЖ/dЖ = 2); условная высота столба топлива, задерживающая истечение топлива из распылителя Δh ≈ 4 мм = = 0,004 м; коэффициент наполнения ηV = 0,8784; диаметр цилиндра D, мм (табл. П.1); ход поршня S, мм (табл. П.1); число цилиндров i (табл.П.1); часовой номинальный расход топлива GТ, кг/ч (табл. П.1).

Теоретическую скорость воздуха на номинальных оборотах принимаем в пределах ωВ = 135 – 155 м/с.

Разряжение в диффузоре определяется по формуле

Действительная скорость воздуха в диффузоре

48

Рис. 4.6. График зависимости коэффициента расхода воздуха от разряжения в диффузоре

Рис. 4.7. График зависимости коэффициента расхода топлива от разряжения

Действительный секундный расходвоздуха черездиффузор

Диаметр диффузора

49

Теоретическая скорость топлива при истечении из гласного жиклёра

Действительная скорость топлива при истечении из главного жиклёра

4.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При выполнении работы используется плакаты, поясняющие устройство и работу системы питания бензинового двигателя.

4.3.1.Изучить устройство и принцип работы системы питания бензинового двигателя.

4.3.2.Вычертить схему топливной системы карбюраторного двигателя (см. рис. 4.1).

4.3.3.Вычертить схему и характеристику простейшего карбюратора (см. рис. 4.2).

50