Система питания двигателя автомобиля

Версия 00:24, 15 марта 2010

Одним из важнейших достоинств двигателя внутреннего сгорания является то, что автомобиль на одной заправке топливом может проехать 500 - 600 и более километров. Это расстояние называется запасом хода автомобиля. Конечно, максимальный пробег машины «на одном баке» зависит от многих факторов, но основным из них является именно правильная работа системы питания двигателя. Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания. Поскольку в этой книге мы с вами рассматриваем работу карбюраторного бензинового двигателя, то в дальнейшем, под топливом будет подразумеваться именно бензин.

Рис. 13 Схема расположения элементов системы питания

1 - заливная горловина с пробкой; 2 - топливный бак; 3 - датчик указателя уровня топлива с поплавком; 4 - топливозаборник с фильтром; 5 - топливопроводы; 6 - фильтр тонкой очистки топлива; 7 - топливный насос; 8 - поплавковая камера карбюратора с поплавком; 9 - воздушный фильтр; 10 - смесительная камера карабюратора; 11 - впускной клапан; 12 - впускной трубопровод; 13 - камера сгорания

Система питания (рис. 13) состоит из: 1)топливного бака, 2)топливопроводов, 3)фильтров очистки топлива, 4)топливного насоса, 5)воздушного фильтра, 6)карбюратора.

Топливный бак - это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова. У рачительного водителя первая ступень очистки бензина происходит при заливке его в топливный бак. Для этого в заливной горловине бака следует установить сетчатый или какой-либо другой фильтр. К сожалению, в нашем бензине содержится много примесей. Не говоря уже о простой воде, там еще присутствуют твердые частицы и вязкие компоненты, которые все вместе могут легко вывести систему питания из строя.

Если вспомнить слова известного юмориста, то «старые колготки, много на что могут сгодиться». Но грязь и воду от бензина - они очень хорошо отделяют! И пусть завидует «загнивающий запад» нашей смекалке! Вторая ступень очистки топлива - сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности оставшимся после «колготок» примесям и воде, попасть в систему питания двигателя. Наличие и количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов (см. рис. 63). Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40 - 50 литров. Когда же уровень бензина в баке уменьшается до 5 - 9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка - лампа резерва. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке.

Топливный фильтр (как правило, устанавливается самостоятельно) - следующий, третий этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется одноразовый фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Топливный насос- предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор. Насос состоит из (рис. 14): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной - четвертой ступени очистки бензина.

Рис. 14 Схема работы топливного насоса

а) всасывание топлива, б) нагнетание топлива

1 - нагнетательный патрубок; 2 - стяжной болт; 3 - крышка; 4 - всасывающий патрубок; 5 - впускной клапан с пружиной; 6 - корпус; 7 - диафрагма насоса; 8 - рычаг ручной подкачки; 9 - тяга; 10 - рычаг механической подкачки; 11 - пружина; 12 - шток; 13 - эксцентрик; 14 - нагнетательный клапан с пружиной; 15 - фильтр для очистки топлива

Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса (ВАЗ 2105) или от распределительного вала двигателя (ВАЗ 2108). При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик набегает на шток привода топливного насоса. Шток начинает давить на рычаг, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму опускаться вниз. Над ней создается разряжение и впускной клапан, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой. При сбегании эксцентрика со штока, диафрагма освобождается от воздействия рычага и, за счет жесткости пружины, поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный. Бензин над диафрагмой отправляется к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток, бензин всасывается и процесс повторяется. Обратите внимание на то, что подача бензина в карбюратор происходит только за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. А это означает, что когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена и игольчатый клапан (см. рис. 16) перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. И до тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии «вытолкнуть» из насоса очередную порцию бензина.

Так как топливный бак расположен ниже карбюратора, то возникает необходимость в принудительной подаче бензина. Если предположить, что бак находится на крыше автомобиля, то потребность в насосе отпадает. В этом случае бензин будет поступать в карбюратор самотеком, что и используют некоторые водители в «безвыходной» ситуации при отказе насоса в работе. Закрепив канистру с бензином в положении, явно выше карбюратора и соединив их между собой (не забывая правил противопожарной безопасности), можно продолжить поездку.

Воздушный фильтр (рис. 15) - необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

Рис. 15 Воздушный фильтр

1 - крышка; 2 - фильтрующий элемент; 3 - корпус; 4 - воздухозаборник

Учтите, при загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином. А чем это грозит кроме финансовых затрат, вы узнаете чуть позднее.

Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режимов работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество этой смеси. Карбюратор – это один из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Давайте разберемся с устройством и принципом работы карбюратора на несколько упрощенной схеме.

Рис. 16 Схема работы простейшего карбюратора

1 - топливная трубка; 2 - поплавок с игольчатым клапаном; 3 - топливный жиклер; 4 - распылитель; 5 - корпус карабюратора; 6 - воздушная заслонка; 7 - диффузор; 8 - дроссельная заслонка

Простейший карбюратор (рис. 16) состоит из: 1)поплавковой камеры, 2)поплавка с игольчатым запорным клапаном, 3)распылителя, 4)смесительной камеры, 5)диффузора, 6)воздушной и дроссельной заслонок, 7)топливных и воздушных каналов с жиклерами.

Как же все-таки готовится горючая смесь? При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, через воздушный фильтр и карбюратор, устремляется в освободившийся объем цилиндра (см. рис. 13). При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель, который расположен в самом узком месте смесительной камеры – диффузоре, высасывается топливо. Это происходит по причине разности давлений в поплавковой камере карбюратора, которая связана с атмосферой, и в диффузоре, где создается значительное разряжение. Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе из диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем уже готовая горючая смесь поступает в цилиндры.

Каждый из вас периодически пользуется каким-либо устройством, использующим принцип пульверизации. Неважно, что это – флакон с духами, банка с краской и насадкой к пылесосу или бачок-опрыскиватель для увлажнения цветов. В любом случае, за счет разности давлений из некой емкости высасывается жидкость, которая затем дробится и смешивается с воздухом. Для примера можно взять даже обычный чайник, так как, вместе со своим носиком, он очень похож на поплавковую камеру с распылителем. Зальем в чайник воду так, чтобы уровень в его носике не доходил до края примерно 1-1,5 мм. И если вы создадите сильный поток воздуха (например, вентилятором или феном), то он будет высасывать воду из носика чайника, смешиваться с ней и «увлажнять» пол в вашей квартире. Примерно также это происходит и в карбюраторе, но вместо пола, тщательно измельченный и смешанный с воздухом бензин попадает в цилиндры двигателя.

Из схемы работы простейшего карбюратора (рис. 16) можно понять, что двигатель не будет работать нормально, если уровень топлива в поплавковой камере (воды в чайнике) выше нормы, так как в этом случае бензина будет выливаться больше, чем надо. Если же уровень бензина будет меньше нормы, то и его содержание в смеси будет меньше, что опять нарушит правильную работу двигателя. Исходя из этого, количество бензина в камере должно быть неизменным. Уровень топлива в поплавковой камере карбюратора регулируется специальным поплавком (рис.16), который, опускаясь вместе с игольчатым запорным клапаном, позволяет бензину поступать в камеру. Когда же поплавковая камера начинает наполняться, поплавок всплывает и закрывает своим клапаном проход для бензина. Это простейший пример саморегулирующегося автомата. Ну, а если и сейчас непонятно, то придется зайти в соседний «кабинет», располагающийся обычно рядом с кухней, и посмотреть на работу запорного клапана в сливном бачке, всем известного домашнего сантехнического прибора.

В салоне у водителя под правой ногой имеется педаль газа, предназначенная для управления карбюратором. А на что конкретно, на какую деталь карбюратора передается усилие ноги? Когда водитель «давит на газ», на самом деле он управляет той заслонкой, которая обозначена на рисунке 16, как дроссельная. Дроссельная заслонка, посредством рычагов или троса, связана именно с педалью газа. В исходном положении заслонка закрыта. А когда водитель нажимает на педаль, заслонка начинает открываться, поток воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается. При этом, чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше высасывается топлива, так как повышаются объем и скорость потока воздуха, проходящего через диффузор и «высасывающее» разряжение увеличивается. Когда же водитель отпускает педаль газа, заслонка под воздействием возвратной пружины начинает закрываться. Поток воздуха уменьшается, и в цилиндры поступает все меньше и меньше горючей смеси. Двигатель «теряет обороты», уменьшается крутящий момент на колесах автомобиля, и соответственно, мы с вами едем медленнее. А если совсем убрать ногу с педали газа, то дроссельная заслонка закроется полностью. Возникает вопрос! А как же теперь со смесеобразованием? Ведь мотор заглохнет!

Рис. 17a Схема работы системы холостого хода

1 - топливный канал системы холостого хода; 2 - топливный жиклер системы холостого хода; 3 - игольчатый клапан поплавковой камеры карбюратора; 4 - топливный жиклер; 5 - дроссельная заслонка; 6 - винт «качества» системы холостого хода; 7 - воздушный жиклер системы холостого хода; 8 - воздушная заслонка

Оказывается, для поддержания работы двигателя на холостом ходу, в карбюраторе есть свои каналы, по которым воздух все-таки может попасть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином (рис. 17а). При закрытой дроссельной заслонке воздуху не остается другого пути, кроме как проходить в цилиндры по каналу холостого хода. А по пути, он высасывает бензин из топливного канала и, смешиваясь с ним, опять же, превращается в горючую смесь. Почти готовая к «употреблению» смесь попадает в поддроссельное пространство, там окончательно перемешивается и затем поступает в цилиндры двигателя.

Рис. 17б Винты регулировки карабюратора 1 -винт “количества”; 2 - винт “качества”

На рисунке 17а вы можете увидеть один из двух винтов регулировки карбюратора. С помощью этого винта регулируется качество смеси (соотношение воздуха и бензина), необходимое для работы двигателя на холостом ходу. А вторым винтом (количества смеси – рис. 17б) регулируется плотность прикрытия самой дроссельной заслонки, от положения которой будет зависеть объем потока воздуха.

На холостом ходу, при нормально работающей системе подачи топлива и отрегулированном карбюраторе, коленчатый вал двигателя должен устойчиво вращаться со скоростью примерно 800 – 900 об/мин. В объеме этой книги не хотелось бы затрагивать работу и других систем карбюратора, так как у всех вас будут различные модели этого весьма сложного устройства. Карбюраторы «Озон» отличаются от своих собратьев серии «Солекс», «пятерочные» (ВАЗ 2105) отличается от «восьмерочных» (ВАЗ 2108), а об «иномарочных» и говорить не стоит. Поэтому хочется напомнить вам о том, что существует литература по конкретным моделям ваших автомобилей. Однако есть кое-что общее в автомобилях отечественного производства. В частности, на панели приборов (или под ней) располагается рукоятка «подсоса», которая управляет воздушной заслонкой карбюратора (рис.16). Если прикрывать эту заслонку (вытягивать на себя рукоятку «подсоса»), то будет увеличиваться разряжение в смесительной камере карбюратора. Вследствие этого топливо из поплавковой камеры начинает высасываться более интенсивно и горючая смесь обогащается, что необходимо для запуска холодного двигателя.

Затем, по мере прогрева, водитель должен постепенно утапливать рукоятку «подсоса» (приоткрывать заслонку), не допуская уж очень больших оборотов коленчатого вала, так как повышенные обороты, не полностью прогретого двигателя, резко сокращают его ресурс. По окончании же прогрева, воздушную заслонку следует открыть полностью (это ее нормальное положение). Надо отметить, что современный автомобиль не нуждается в полном прогреве его двигателя перед началом движения, стоя на месте! Системы подачи топлива, охлаждения и смазки двигателя давным-давно претерпели качественные изменения по сравнению с автомобилями выпуска 30-х годов. Поэтому двигатель не пострадает оттого, что почти сразу после его запуска, Вы начнете плавное движение автомобиля. О степени прогрева двигателя вам «расскажет» стрелочный указатель температуры охлаждающей жидкости, который расположен на щитке приборов (см. рис.63). Вертикальное положение стрелки говорит о том, что двигатель уже полностью прогрелся.

При вытягивании рукоятки «подсоса», на щитке приборов включается лампочка, подсвечивающая окошко (обычно желтого цвета) с соответствующим символом. Погаснет эта лампочка только тогда, когда воздушная заслонка будет полностью открыта (кнопка подсоса полностью утоплена). Карбюратор смешивает бензин с воздухом в строго определенной пропорции. Горючая смесь называется нормальной, если на одну часть бензина приходится 15 частей воздуха (1:15). Это соотношение может меняться в зависимости от различных факторов, и соответственно будет меняться качество смеси. Если воздуха будет больше, то смесь называется обедненной или бедной. Если же воздуха меньше – обогащенной или богатой.

Обедненная и бедная смеси - это голодная пища для двигателя, в ней топлива меньше нормы. Обогащенная и богатая смеси – слишком калорийная пища, так как топлива в ней больше, чем надо. Вышеприведенная терминология соответствует известным словам: «недокорм» и «голод» или «перекорм» и «обжорство». Если подумать о своем здоровье, то из четырех предложенных вариантов, для постоянного рациона лучше выбрать легкий «недокорм», чем другие три «убивающие диеты».

Режимы работы карбюратора

Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.

Пуск холодного двигателя. При этом режиме воздушную заслонку карбюратора следует полностью закрыть, то есть рукоятку «подсоса» надо вытянуть «до упора». Педаль газа при пуске холодного двигателя трогать не рекомендуется, поэтому и дроссельная заслонка также полностью закрыта. Состав горючей смеси для пуска холодного двигателя должен быть, и получается, богатым.

Режим холостого хода. Автомобиль стоит на месте или движется «накатом». Двигатель (полностью прогретый) работает на оборотах холостого хода. Воздушная заслонка полностью открыта, а дроссельная закрыта. Состав смеси при этом получается обогащенным.

Режим частичных (средних) нагрузок. Машина едет со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, а нога водителя слегка нажимает на педаль газа, поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.

Режим полных нагрузок. Водитель плавно, почти до конца, нажал на педаль газа, автомобиль едет с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.

Режим ускорения. Водитель резко нажал на педаль газа «до пола», для ускорения автомобиля при обгоне, при отрыве от потока транспорта и тому подобное. Состав смеси получается обогащенным, близким к богатому. Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!

Если в вашем автомобиле имеется прибор - эконометр, то именно на средней скорости движения автомобиля он покажет минимальный расход топлива. Любая «грубая» работа с педалью газа значительно увеличивает расход топлива, резко возрастают нагрузки на все механизмы и детали двигателя. При этом страдают и детали агрегатов, через которые крутящий момент передается на ведущие колеса. Вождение автомобиля с резкими ускорениями и замедлениями просто не имеет смысла. Расход бензина при таком стиле езды резко увеличивается, уменьшается ресурс двигателя, загрязняется окружающая среда, тратятся нервы, а выигрыш во времени составляет мизерную величину или вообще отсутствует. Не мешает знать, что разница во времени прибытия в конечную точку маршрута протяженностью 40 - 50 километров в городских условиях, у «нормальных» и «дерганых» водителей, составляет не более 5 - 6 минут. Так стоит ли «дергаться»?

Основные неисправности системы питания

Не поступает топливо в карбюратор вследствие засорения компенсационного отверстия в пробке топливного бака (или вентиляционной трубки бака), чрезмерного засорения фильтра топливозаборника или фильтра тонкой очистки. Возможны неисправности и топливного насоса: повреждение диафрагмы или ее пружины, а также «зависание» или не плотное закрытие клапанов. Для устранения неисправности все упомянутые элементы системы питания следует последовательно проверить. Затем промыть и поставить на место все то, что исправно, а неисправные узлы и детали поменять на новые.

Двигатель не развивает полной мощности и (или) работает с перебоями из-за нарушения уровня топлива в поплавковой камере, загрязнения топливных или воздушных фильтров, жиклеров или каналов. А возможно карбюратор просто неправильно отрегулирован. Для устранения неисправности надо заменить или промыть соответствующие фильтры, продуть воздухом под давлением все каналы и жиклеры карбюратора, и произвести необходимые регулировки.

Подтекание топлива может происходить по причине потери герметичности топливного бака, фильтра, насоса, карбюратора или в многочисленных соединениях топливопровода.

Для устранения неисправности следует подтянуть хомуты креплений топливных шлангов, поменять поврежденные прокладки. Негерметичность, возникшую по причине механических повреждений элементов системы питания, устраняют путем их замены. Если же вы предпочитаете ремонт, то производить его необходимо только в специализированных мастерских. То, что очередной дилетант пытался заварить дырку в бензобаке, обычно слышат все в радиусе километра от взрыва.

Эксплуатация системы питания

Топливный бак, как правило, не требует к себе внимания со стороны водителя на протяжении всего срока службы автомобиля. Однако иногда, все же приходится снимать бак с машины и капитально промывать его от грязи, которая попала туда в результате заправки машины некачественным бензином. В случае небольшого загрязнения можно попробовать слить отстой, для чего надо отвернуть пробку в нижней части топливного бака. Ну а если сильно не повезет, то приходится демонтировать всю систему питания. Если забивается компенсационное отверстие в пробке топливного бака (или вентиляционная трубка), то создается разряжение, которое не позволяет бензину поступать в карбюратор, так как топливный насос не справляется с этим разряжением. Определить «вакуум» можно по звуку во время открытия пробки топливного бака. Думаю, все из вас открывали консервные банки, и поэтому звук будет вам знаком.

Загрязнение воздушного фильтра способствует увеличению концентрации вредных веществ в выхлопных газах, выбрасываемых в атмосферу, так как содержание бензина в горючей смеси значительно возрастает. Необходимо периодически менять фильтрующий элемент. Срок его замены оговаривается инструкцией завода-изготовителя, но при эксплуатации автомобиля по пыльным дорогам, этот срок может (и должен) быть уменьшен. Правильно отрегулированный карбюратор готовит нормальную горючую смесь. Однако со временем нарушаются регулировки, засоряются жиклеры и каналы, выходят из строя детали карбюратора, и в цилиндры может поступать постоянно богатая или бедная смесь, что пагубно сказывается на работе двигателя.

Если карбюратор готовит богатую смесь, то наблюдаются: 1)черный дым и «выстрелы» из глушителя, 2)повышенный расход топлива, 3)потеря мощности двигателя, 4)перегрев двигателя, 5)разжижение масла в поддоне картера двигателя.

Если карбюратор готовит бедную смесь, то наблюдаются: 1)«хлопки» в карбюраторе, 2)потеря мощности двигателя, 3)перегрев двигателя.

Вышеописанные «кошмары» могут наблюдаться и при неисправностях системы зажигания, но об этом мы поговорим позже. А сейчас каждый из вас должен призадуматься и решить для себя один важный вопрос. Или вам придется овладеть необходимым минимумом навыков по регулировкам карбюратора, или периодически, при малейших подозрениях на неправильную работу двигателя отправляться к автомеханику.

При обслуживании карбюратора необходимо производить очистку наружной и внутренней поверхностей его корпуса, продувку сжатым воздухом жиклеров, топливных и воздушных каналов, проверку и регулировку уровня топлива в поплавковой камере, проверку и, в случае необходимости, замену диафрагм карбюратора, а также регулировку оборотов холостого хода двигателя с помощью, уже известных вам, двух винтов. Для успешного обслуживания карбюратора следует внимательно изучить соответствующий раздел «Руководства по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля. Тогда, после нескольких попыток, вы будете в состоянии наладить правильную работу карбюратора.

А если все-таки вы не уверены в своих знаниях, то лучше обратиться за помощью к специалисту или, по крайней мере, к «знающему» соседу. О том, что существует топливный насос, следует вспоминать перед первой поездкой после каждой длительной стоянки автомобиля. Так как поплавковая камера карбюратора связана с атмосферой, то естественно бензин будет частично испаряться, а при длительной стоянке, он испарится полностью. Для того чтобы не «мучить» двигатель безуспешными попытками запуска, предварительно следует накачать бензин в поплавковую камеру карбюратора с помощью рычага ручной подкачки, который располагается в нижней части корпуса топливного насоса.

Ссылка на материал,использованный для этой страницы:
Текст и картинки с http://avtodelosarov.narod.ru/