Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

Основным конструктивным элементом форсунки явля- ется распылитель, имеющий одно или несколько сопловых отверстий, формирующих факел впрыскиваемого топлива.
Существуют форсунки закрытого и открытого типа. В четырехтактных дизелях применяют форсунки закрытого типа, сопловые отверстия которых закрываются запорной иглой. Поэтому внутренняя полость в корпусе распылите- лей форсунок сообщается с камерой сгорания только в пери- од впрыскивания топлива.
Турбонаддув в дизелях, то есть подача заряда воздуха в цилиндр под давлением для повышения мощности (рис. 40).
Рис. 40. Схема турбонаддува дизеля:
1 — цилиндр; 2 — мембрана; 3 — пружина; 4 — перепускной кла-
пан; 5 — турбина; 6 — компрессор
Для наддува дизель оборудуют турбокомпрессором, ис- пользующим энергию отработавших газов. Увеличивая на- полнение цилиндров воздухом, турбокомпрессор повышает эффективность сгорания одновременно увеличенной дозы впрыскиваемого топлива. Это дает возможность повысить эффективную мощность дизеля до 30 %. Однако наддув уве- личивает тепловую и механическую напряженность деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного меха- низмов.
86

Сжатый компрессором воздух нагнетается в камеру сго- рания под давлением 0,15 — 0,2 МПа. Различают:
• 0,15 МПа — низкий наддув;
• 0,2 МПа — средний наддув;
• свыше 0,2 МПа — высокий наддув.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из каких агрегатов состоит система питания дизельного
двигателя?
2. Каково назначение топливоподкачивающего насоса ?
3.
Каково назначение
ТНВД?
4.
Объяснить работу плунжерной секции
ТНВД.
5. Для чего предназначена и как действует муфта опереже-
ния впрыскивания топлива ?
6. В чем заключается принцип работы регулятора частоты
вращения коленчатого вала?
7. ДЛЯ чего применяют турбонаддув дизеля?
Система питания двигателя автомобиля
с газобаллонной установкой
В качестве топлива для двигателей автомобилей с газо- баллонными установками применяют горючие газы:
• сжатые (природные) газы — главным образом это ме- тан, хранящийся при давлении до 20 МПа;
• сжиженные (нефтяные) газы — как правило, бутано- пропановые смеси;
• сжижающиеся при давлении 1,6 МПа.
Газовоздушные смеси имеют более высокие, чем бензи- новоздушные, антидетонационные свойства, незначительную токсичность отработавших газов. Из-за отсутствия конден-
87

сации паров исключается смывание пленки масла со стенок гильз и поршней двигателя. Уменьшается степень нагаро- образования на стенках камер сгорания цилиндров. В резуль- тате срок службы двигателя увеличивается в 1,5—2 раза.
К недостаткам газобаллонных установок можно отнес- ти:
• повышенные требования пожаро- и взрывоопасности;
• уменьшение мощности двигателя из-за более низкой, чем у бензина, скорости горения газовоздушной сме- си;
• потеря грузоподъемности автомобиля вследствие мас- сивности газобаллонных установок.
Двигатели, работающие на газообразном топливе, созда- ются на базе карбюраторных. Карбюраторные двигатели обо- рудуются специальной газобаллонной установкой, но сохра- няют способность работать и на бензине.
Газобаллонная установка на сжатом газе (рис. 41) со- стоит из:
• баллонов для хранения газа;
• расходных вентилей;
• наполнительных вентилей;
• подогревателя;
• редуктора высокого давления;
• электромагнитного клапана с фильтром;
• редуктора низкого давления;
• карбюратора-смесителя.
На базовом автомобиле модели ЗИЛ-138 установлено восемь баллонов для хранения сжатого газа, сгруппирован- ных в две группы. Баллоны изготовлены из цельнотянутых стальных труб с толщиной стенок до 7 мм. Они расположе- ны под платформой кузова.
Через расходные вентили газ может поступать в систе- му питания как от одной из групп, так и от обеих сразу.
Зарядка баллонов газом производится через наполнительный
88

Рис. 41 а. Схема газобаллонной установки на сжатом газе

Рис. 41 б. Схема газобаллонной установки на сжиженном газе

вентиль. Из баллонов через расходные вентили газ поступа- ет в подогреватель, который предохраняет систему от замер- зания, возможного вследствие расширения газа в редукторе высокого давления. Для подогрева используется теплота отработавших газов. Из редуктора высокого давления газ поступает в электромагнитный клапан, который открывает- ся при пуске двигателя для перепускания газа в редуктор низкого давления.
Редуктор низкого давления имеет две ступени, и давле- ние газа в нем понижается с небольшим превышением ат- мосферного давления. Далее газ поступает в карбюратор- смеситель, а на режиме холостого хода — непосредственно в дроссельное пространство. Редуктор низкого давления иг- рает определяющую роль в системе питания. Он понижает давление газа, поступающего в карбюратор-смеситель, до- зирует газ для приготовления газовоздушной смеси необхо- димого состава и отключает газовую магистраль при оста- новке двигателя.
Работа двигателя на бензине обеспечивается по стандар- тной схеме питания бензином, которая автономно подклю- чена к карбюратору-смесителю.
Газобаллонная установка на сжиженном газе (рис. 416) состоит из:
• баллона с газовой арматурой;
• наполнительного, магистрального и расходных венти- лей;
• испарителя;
• редуктора;
• смесителя.
Сжиженный газ в жидком и парообразном состоянии находится в баллоне, сваренном из листовой стали. На бал- лоне расположены расходные вентили паровой и жидкостной фаз газа. При пуске и прогреве двигателя пользуются газом от паровой фазы, а после прогрева — от жидкостной. От рас-
91

ходных вентилей газ поступает к магистральному вентилю и далее по шлангам высокого давления в испаритель, где сжиженный газ под действием тепла охлаждающей жидко- сти двигателя испаряется. Далее в парообразном состоянии газ через фильтры (улавливаются механические примеси и смолистые вещества) поступает в газовый редуктор. Здесь происходит двухступенчатое снижение давления газа до уров- ня несколько выше атмосферного. Далее газ через дозирую- ще-экономайзерное устройство по газопроводу поступает к обратному клапану входного патрубка смесителя и через форсунки — к дроссельным заслонкам газового смесителя.
Из смесителя газовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает.
Газобаллонные установки для автобусов аналогичны рас- смотренной, но имеют два баллона сжиженного газа, уста- новленных по левому борту или на крыше салона автобуса.
Кроме того, предусматривается установка вместо магист- рального вентиля электромагнитного клапана и двух мано- метров, показывающих давление газа в баллоне и на первой ступени редуктора.
В легковом автомобиле ГАЗ-2407 «Волга» элементы га- зобаллонной установки объединены в узлы:
• двухступенчатый редуктор-испаритель;
• фильтр сжиженного газа с электромагнитным клапаном;
• расходный вентиль жидкостной фазы с расходным вен- тилем паровой фазы;
• наполнительный вентиль с вентилем максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном.
Работу газобаллонной установки контролируют по:
• манометру, показывающему давление газа в полости первой ступени редуктора;
• указателю уровня сжиженного газа в баллоне.
Двигатель может работать как на бутанопропановой сме- си, так и на бензине. Для этой цели совместно с газовым
92

смесителем устанавливается карбюратор с сетчатыми пла- мегасителями, что используется для маневрирования в га- раже и передвижения на короткое расстояние. Запрещается переводить работу двигателя с одного вида топлива на дру- гое при его работе, так как это приведет к повреждению диа- фрагмы газового редуктора.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие горючие газы используются в газобаллонных уста-
новках?
2. Каковы преимущества газового топлива ?
3. Каковы недостатки применения газового топлива?
4. Из каких приборов состоит газобаллонная установка ав-
томобиля для работы на сжатом газе?
5. Из каких узлов состоит газобаллонная установка легково-
го автомобиля ?
Приборы подачи топлива, очистки воздуха
и выпуска отработавших газов
Топливный бак выштамповывается из стального листа, имеет заливную горловину с сетчатым фильтром, а также внутренние перегородки для устранения резких перемеще- ний топлива во время движения автомобиля. В пробке за- ливной горловины имеется паровоздушный клапан, действие которого аналогично действию клапана в системе охлажде- ния двигателя. В баке расположен поплавковый датчик уров- ня топлива. Вместимость топливных баков обычно рассчи- тана на 400-500 км пробега автомобиля.
Топливные фильтры сетчатого типа устанавливаются помимо горловины топливного бака в крышке корпуса топ- ливного насоса и штуцере поплавковой камеры карбюрато-
93

pa. Топливо из бака поступает в фильтр-отстойник (рис. 42, а) грубой очистки, где от топлива отделяются механические примеси и вода. Его съемный фильтрующий элемент состо- ит из тонких пластин. Топливо очищается, проходя через щели между ними. Фильтр грубой очистки дизельного топ- лива (рис. 42, в) устанавливается на раме автомобиля. Круп- ные механические примеси и вода собираются в нижней ча- сти стакана, а из верхней через сетчатый фильтр подается топливо к топливоподкачивающему насосу.
Фильтр тонкой очистки (рис. 42, б) имеет керамичес- кий фильтрующий элемент или медную мелкоячеистую сет- ку, свернутую в рулон. Устанавливают его перед карбюрато- ром. В дизельных двигателях фильтр тонкой очистки оконча- тельно очищает топливо перед его поступлением в ТНВД и устанавливается в самой высокой точке системы питания дизеля для сбора и удаления через специальный клапан-жик- лер попавшего в систему воздуха. Каждая секция фильтра имеет бумажные фильтрующие элементы.
Рис. 42. Топливные фильтры:
а — грубой очистки
94

Рис. 42. Топливные фильтры
в — грубой очистки
дизельного топлива:
1 — сливная пробка; 2 —
стакан; 3 — успокоитель;
4 — фильтрующая сетка;
5 — отражатель; 6 — paс-
пределитель; 7 — корпус
б — тонкой очистки:
1 — корпус; 2 — болт; 3 —
уплотнительная шайба; 4,8
— пробки; 5 — фильтрую-
щий элемент; 6 — колпак;
7,11 — пружина; 9 — стер-
жень; 10 — клапан-жиклер;
12 — пробка клапана
95

Топливный насос (рис.43) служит для подачи по топли- вопроводу бензина из бака к карбюратору. Располагаются топливные насосы в развале двигателя или сбоку крышки распределительных шестерен. Наибольшее распространение получили топливные насосы диафрагменного типа. Топлив- ный насос приводится в действие непосредственно от экс- центрика распределительного вала или через штангу, а так- же имеется рычаг для ручной подачи топлива. При набега-
Рис. 43. Топливный насос:
1 — рычаг привода; 2 — рычаг ручной подкачки; 3 — шток; 4 —
пружина; 5 — диафрагма; 6 — впускной клапан; 7 — фильтр; 8 —
крышка насоса; 9 — выпускной клапан; 10 — пружина рычага
96

нии эксцентрика или давлении штанги на наружный конец двуплечего рычага насоса диафрагма штоком оттягивается вниз, а нагнетательная пружина сжимается. Над диафраг- мой создается разрежение, под действием которого откры- ваются впускные клапаны насоса. Топливо заполняет полость над диафрагмой. Когда эксцентрик сбегает с наружного пле- ча рычага (или ослабевает давление штанги), диафрагма под действием нагнетательной пружины возвращается в исход- ное положение. Над диафрагмой создается давление топли- ва, под действием которого закрываются впускные клапаны и открывается выпускной клапан. Топливо из насоса вытес- няется в карбюратор.
Диафрагму изготовляют из лакоткани или прорезинен- ной ткани, клапаны — из бензомаслостойкой резины, а их пружины — из бронзовой проволоки. Нагнетательная пру- жина выполнена из пружинистой стали, корпус — из алю- миниевого сплава.
Чтобы подать топливо к карбюратору при неработающем двигателе, необходимо несколько раз нажать на рычаг руч- ной подкачки топлива. На дизельных двигателях устанавли- вается топливоподкачивающий насос поршневого типа (рис.
44), который закрепляется на ТНВД. Привод осуществляет- ся от эксцентрикового вала этого насоса.
При движении поршня вниз под действием пружины над ним создается разрежение и происходит засасывание топли- ва в эту полость. В то же время топливо, находящееся под поршнем, вытесняется в магистраль к ТНВД. При движе- нии поршня вверх под действием эксцентрика топливо вы- талкивается через нагнетательный клапан в эту же магист- раль и через фильтр тонкой очистки попадает к топливному насосу высокого давления. При достижении в магистрали установленного давления поршень перемещаться не будет, так как давление пружины над поршнем и топлива под пор- шнем будет одинаковым.
97

Рис. 44. Схема топливоподкачивающего насоса
дизельного двигателя
При неработающем двигателе топливо можно закачивать в магистраль с помощью ручного насоса, который установ- лен на корпусе топливоподкачивающего насоса. Ручной на- сос используется также для удаления воздуха из системы питания перед пуском двигателя. Шток поршня ручной под- качки после пользования необходимо обязательно закреп- лять, чтобы не вызвать прекращения подачи топлива в сис- тему питания двигателя.
Топливопроводы высокого давления (> 20 МПа) изго- товлены из стальных трубок, концы которых имеют конус и прижаты накидными гайками к гнездам штуцеров ТНВД и форсунок двигателя.
Воздушный фильтр (рис. 45) инерционно-масляного типа устанавливают непосредственно на карбюраторе или соеди- няют с карбюратором при помощи воздушного патрубка.
Фильтр состоит из:
• корпуса с масляной ванной;
98

Рис. 45. Воздушные фильтры карбюраторного двигателя:
а — инерционно-масляный, б — с сухим фильтрующим
элементом: 1 — крышка; 2 — гайка-барашек; 3, 4 — возду-
хозаборные патрубки; 5 — сухой фильтрующий элемент; 6 —
корпус фильтра; 7, 8 — патрубки вентиляции картера
99

• крышки с патрубком;
• фильтрующего элемента (набивка из металлической сетки или капронового волокна);
• стяжного винта с барашковой гайкой.
В инерционно-масляном фильтре воздух проходит двой- ную очистку. Под действием разрежения, создаваемого ра- бочим двигателем, воздух направляется вниз, ударяется о поверхность масляной ванны и, резко изменив направление, поступает через фильтрующий элемент во всасывающий па- трубок карбюратора. Крупные частицы пыли остаются в мас- ле. Воздух, проходя через фильтрующий элемент, полнос- тью очищается от пыли и по центральному каналу поступа- ет к карбюратору. На легковых автомобилях чаще устанав- ливается воздушный фильтр с сухим фильтрующим элемен- том, также имеющим две ступени очистки. Наружный слой из нетканных синтетических волокон осуществляет первич- ную очистку, а вторичную — внутренняя вставка из гофри- рованного картона.
На дизельных двигателях устанавливают воздушные филь- тры сухого типа также с двухступенчатой очисткой (рис. 46).
Воздух засасывается через заборник, выведенный из подка- потного пространства, и попадает на первую ступень очист- ки, резко изменяя направление движения в инерционной решетке. Крупные частицы пыли попадают в сменную крыш- ку фильтра.
Под воздействием разрежения, создаваемого эжектором, расположенным у глушителя шумов отработавших газов, они отсасываются в атмосферу. Далее воздух поступает на вто- рую ступень очистки, оснащенную сменным картонным фильтрующим элементом. В порах картона задерживаются самые мелкие частицы пыли.
Впускные трубопроводы (коллекторы) служат для пода- чи горючей смеси в камеры сгорания цилиндров двигателя.
Они имеют сложную систему каналов, обеспечивающих рас-
100