ТОРА

ИСТОЧНИКИ ТОКА

Vidos — Sun, 22 Nov 2009 01:03:56 GMT

Документ Без Имени

Аккумуляторные батареи

Химические процессы. Принцип действия простейшего свинцо-во-кислотного аккумулятора показан на рис. 10.1. Электроды 2 аккумулятора установлены в бачке 1, изготовленном из диэлектрика и заполненном электролитом (25...30%-ным раствором сер¬ной кислоты H2S04, что соответствует плотности электролита 1,25... 1,31 г/см3).
В аккумуляторе в результате химических процессов накаплива¬ется электрическая энергия. При прохождении тока заряда 13 между электродами происходит процесс преобразования электрической энергии в химическую, называемый зарядом аккумулятора. Обратный процесс, при котором химическая энергия превращается в электрическую и ток разряда /р идет к потребителю, называется разрядом аккумулятора.
Предположим, что имеется полностью заряженный аккумуля¬тор. В этом случае активная масса положительного электрода пред¬ставляет собой перекись свинца РЬ02, а отрицательного — губчатый свинец Pb.

Принцип действия элементарного аккумулятора:
а — процесс разряда; б — процесс заряда; 1 — бачок; 2 — электроды; Iр — ток
разряда; I3 — ток заряда

Процессы разряда и заряда могут быть объяснены теорией двойной сульфатации, в соответствии с которой при раз¬ряде (рис. 10.1, а) вследствие восстановления двуокиси свинца РЬО на положительном электроде и окисления губчатого свинца РЬ на отрицательном электроде на обоих электродах происходит обра¬зование одного и того же продукта — PbS04 (сульфата свинца).
В процессе разряда количество воды в электролите увеличива¬ется, а количество серной кислоты уменьшается. При этом пони¬жается плотность электролита и падает электродвижущая сила (ЭДС). Когда вся активная масса обоих электродов будет покрыта сульфатом свинца, ЭДС может стать равной нулю. Однако на прак¬тике это не допускается во избежание порчи аккумулятора.
Таким образом, процесс разряда аккумулятора можно описать следующим химическим уравнением:

Электролит                               Электролит
+                                  -        +
РЮ2 + 2H2S04 + Pb = PbS04 + 2Н20 + PbS04.
Аккумулятор заряжен              Аккумулятор разряжен

Во время заряда (рис. 10.1, б) аккумулятор подсоединяют к источнику постоянного тока. При прохождении зарядного тока химические процессы происходят в обратном направлении: сульфат свинца отрицательного электрода превращается в губчатый свинец РЬ, сульфат свинца положительного электрода — в двуокись свинца РЬ02. Количество воды в электролите уменьшается, а количество серной кислоты увеличивается, т.е. повышается его плотность. Процесс продолжается до тех пор, пока на обоих электродах сульфат свинца не преобразуется в активные вещества РЬ02 и РЬ; при этом ЭДС возрастает до максимальной величины.
Следовательно, химическое уравнение заряда аккумулятора можно записать следующим образом:

Электролит                              Электролит
+                             -                +                                 -
PbS04 + 2Н20 + PbS04 = РЬ02 + 2H2S04 + Pb.
Аккумулятор разряжен            Аккумулятор заряжен

Во время процесса заряда изменяется цвет пластин, при этом положительная пластина приобретает светло-коричневый цвет, а отрицательная — светло-серый. Наряду с этим при заряде и разряде изменяется и плотность электролита, по величине которой судят о степени заряженности аккумулятора.
Сравнив химические уравнения разряда и заряда, можно убедиться, что они тождественны, но реакции в них протекают в различных направлениях. Такая химическая реакция называется обратимой и позволяет весь процесс, происходящий в аккумуляторе, Характеристики аккумулятора. Основными характеристиками аккумуляторов, определяющими их работоспособность, являются электродвижущая сила, напряжение, емкость.
Электродвижущей силой (ЭДС) называется величина, численно равная работе, совершаемой источником тока при переносе единицы заряда по всей замкнутой цепи, и обозначаемая Еа. Она измеряется в вольтах (В) и зависит от химических свойств актив¬ной массы пластин и плотности электролита. Температура элект¬ролита существенно не влияет на величину ЭДС, которая на прак¬тике определяется по эмпирической формуле Ей = 0,84 + у, где у — плотность электролита при 15 °С, г/см3.
С изменением плотности электролита изменяется и величина ЭДС. Так, при температуре 15 °С плотность электролита может быть в пределах 1,09... 1,31 г/см3, при этом соответственно изменяется и ЭДС в пределах 1,93...2,15 В. ЭДС аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных аккумуля¬торов, Е5 = пЕя, где п — число аккумуляторов.
Напряжением аккумулятора называется разность потенциалов положительных и отрицательных пластин (электродов) при замкнутой внешней цепи. Напряжение на клеммах аккумулятора отли¬чается от его ЭДС на величину падения напряжения в самом аккумуляторе, обусловленную его внутренним сопротивлением. При разряде напряжение на клеммах аккумулятора меньше его ЭДС, а при заряде — больше его ЭДС. В среднем можно считать, что на¬пряжение на клеммах аккумулятора равно примерно 2 В. Для того чтобы получить напряжение, соответствующее принятой на авто¬мобиле системе электроснабжения, несколько двухвольтовых ак¬кумуляторов объединяют в батарею с номинальным напряжени¬ем 6, 12 или 24 В.
Емкость аккумуляторной батареи является наиболее важной величиной, характеризующей ее работоспособность. Под емкос¬тью понимается такое количество электричества, которое отдает полностью заряженная батарея при непрерывном разряде ее до определенного конечного разрядного напряжения. Емкость С изме¬ряется в ампер-часах (Ач) и определяется как произведение силы разрядного тока /р в амперах на время разряда 1 в часах: С = Ipt. Она зависит от силы разрядного тока, плотности и температуры электролита, типа пластин и количества вещества (активной мас¬сы), участвующего в реакции, т.е. от размеров используемой поверхности пластин.

Емкость аккумуляторной батареи при параллельном соедине¬нии входящих в нее аккумуляторов равна сумме их емкостей, а ЭДС батареи равна ЭДС одного аккумулятора. При последовательном соединении аккумуляторов емкость батареи равна емкости одного аккумулятора, а ЭДС равна сумме аккумуляторов, входя¬щих в батарею. Номинальная емкость батареи определяется при 20-часовом режиме разряда. Разряд должен проводиться постоянным током /р - 0,05 С20 А (где С20 — номинальная емкость бата¬реи при 20-часовом режиме разряда и температуре электролита 25 °С) и прекращаться по достижении конечного напряжения на выходах, равного 5,25 В у 6-вольтной батареи и 10,5 В у 12-вольт¬ной батареи.
С увеличением силы разрядного тока емкость батареи уменьшается, а при пуске двигателя стартером снижается в 3 — 6 раз, так как сила разрядного тока в этом случае возрастает до нескольких сотен ампер. При понижении температуры электролита ем¬кость батареи также уменьшается вследствие увеличения вязкости электролита. При этом снижается скорость протекания химичес¬ких процессов и замедляется проникновение электролита в поры активной массы пластин. В пределах температур от 18 до 27 °С ем¬кость батареи изменяется в среднем на 1 % на каждый градус.
Устройство аккумуляторной батареи. Свинцово-кислотные ак-кумуляторные батареи состоят из трех, шести или двенадцати отдельных аккумуляторов, соединенных последовательно между собой. Каждая такая батарея (рис. 10.2) состоит из моноблока 3 с отсеками для аккумуляторов; крышек 4 с заливными отверстиями, закрываемыми пробками 5; отрицательных 14 и положительных 17 пластин, собранных соответственно в полублоки 7 и 13; сепараторов 16; токоведущих бареток 12 с выводными штырями и межэлементных перемычек 8, служащих для последовательного соединения аккумуляторов в батарею.
Пластины аккумулятора являются наиболее ответственной частью батареи и представляют собой решетки, в ячейки которых вмазывается активная масса. Решетки положительных и отрицательных пластин отливаются из свинцово-сурьмянистого сплава (94 % — РЬ и 6 % — Sb). Присадка сурьмы повышает литейные качества и прочность пластин. Выпускаются также пластины, сплав решеток которых имеет пониженное содержание сурьмы (1,5... 2 %), но увеличенное количество других присадок, позволяющих со¬здавать так называемые необслуживаемые батареи с повышенным сроком службы.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея:

1 — отсеки моноблока; 2— вставка; 3 — моноблок; 4 — крышка; 5— пробка; 6, 9— выводные штыри; 7, 13— полублоки; 8 — межэлементные перемычки; 10 — отражатель; 11 — предохранительный щиток; 12 — токоведущие баретки; 14, 17 — отрицательные и положительные пластины соответственно; 15 — призма; 16 — сепараторы; 18 — шламовая камера

Активной массой для положительных пластин является свин¬цовый сурик РЬ304 (порошок ярко-красного цвета) и свинцовый глет* РЬО, а для отрицательных — свинцовый порошок, свинцовый глет и раствор серной кислоты с добавлением специальных расширителей. После нанесения активная масса высушивается и затвердевает, прочно скрепляясь с решеткой. Пластины помещают в банки с электролитом, где они проходят заводскую формовку — зарядку электрическим током, в результате которой вещества, вмазанные в пластины, переходят на положительных пластинах в перекись свинца РЬ02 темно-коричневого цвета, а на отрицатель¬ных пластинах — в губчатый свинец Pb светло-серого цвета.
После формовки поверхности пластин становятся пористыми, вследствие чего в сотни раз увеличивается поверхность соприкосновения электролита с активным веществом по сравнению с ви¬димыми поверхностями пластин, что обеспечивает возможность повышения их емкости до заданной величины. После окончания формовки пластины могут быть оставлены в заряженном или разряженном состоянии. На автомобили, как правило, устанавливают батареи с сухозаряженными пластинами.
Отрицательные и положительные пластины мостиками-баретками 12 объединяются в группы, называемые полублоками. Отрица¬тельных пластин в полублоках 7 ставят на одну больше и так, чтобы каждая положительная пластина находилась между отрицательными. Это вызвано тем, что положительные пластины легко коробятся, если они подвержены действию тока лишь с одной стороны.
Сепараторы 16 — изоляторы, которые помещают между по-ложительными и отрицательными пластинами. Сепараторы исключают образование токоведущих мостиков между пластинами разной полярности при выпадении из них частиц активной массы. Сепа¬раторы в основном изготавливают из мипора или мипласта. Чтобы лучше предохранить пластины аккумулятора от замыканий, сепа¬раторы делают несколько большего размера, чем пластины. Поверхность сепараторов со стороны отрицательной пластины гладкая, а со стороны положительной — ребристая. Ребристая поверхность улучшает доступ электролита к положительной пластине, что весь¬ма важно при работе аккумулятора в режиме стартерного разряда.
Электролит, которым заполняют отсеки аккумуляторной батареи, состоит из химически чистой серной кислоты и дистиллированной воды. В крайнем случае при отсутствии дистиллированной воды допускается применение дождевой или снеговой воды, со¬бранной в стеклянную тару непосредственно из атмосферы. Сер¬ную кислоту плотностью 1,83 г/см3 для удобства пользования раз¬водят в дистиллированной воде до плотности 1,40... 1,45 г/см3. За¬тем плотность электролита понижают до требуемой величины в зависимости от времени года и района, в котором эксплуатирует¬ся аккумуляторная батарея.
Плотность электролита, приведенная к температуре 25 °С, для полностью заряженной батареи должна составлять 1,23... 1,30 г/см3. В центральных районах плотность электролита в летнее и зимнее время должна быть 1,27 г/см3, а в южных 1,25 г/см3. В районах Крайнего Севера ее увеличивают зимой до 1,30 г/см3, а летом уменьшают до 1,27 г/см3. При полном разряде батареи плотность электролита снижается на 0,15...0,17 г/см3.
Электролит необходимо приготовлять в керамической, эбони¬товой или другой кислотостойкой таре. Сначала в тару заливают дистиллированную воду, а затем серную кислоту. Смесь должна быть тщательно перемешана. При этом нужно соблюдать меры предосторожности, так как попадание на кожу электролита и тем более серной кислоты вызывает тяжелые ожоги. Уровень электро¬лита, залитого в аккумулятор, должен быть на 10... 15 мм выше верхних кромок сепараторов или предохранительного щитка 11. При эксплуатации автомобилей для доведения уровня электроли¬та до нормы следует доливать только дистиллированную воду или электролит.
Моноблок 3 представляет собой бак, в отсеках 1 которого ус-тановлены собранные полублоки аккумуляторов батареи. Его из-готавливают из эбонита, асфальтопековой пластмассы или тер¬мопласта. Для увеличения прочности и кислотостойкое™ в отсеки моноблока запрессовывают кислотоупорные полихлорвиниловые вставки 2. На дне каждого отсека имеются призмы 15, На которые опираются положительные и отрицательные пластины. Между этими призмами образуется шламовая камера 18, в которой оседают мелкие частицы активной массы (шлам), выпадающей из плас¬тин по мере работы аккумуляторной батареи.
Каждый отсек моноблока закрывается крышкой 4, в которой имеется отверстие для заливки электролита и контроля его уровня. Заливочные отверстия закрываются вентиляционной пробкой 5 с отражателем 10, предохраняющим электролит от выплескивания во время движения. Полюсные выводы отдельных аккумуляторов соединяют межэлементными перемычками 8 последовательно, т.е. положительный вывод одного аккумулятора соединяют с отрицательным выводом другого. К крайним выводам батареи приваривают выводные штыри 6, на которых имеются знаки «+» и «-», обозначающие полюсы батареи. Выводной штырь 9 положитель¬ного полюса имеет несколько больший диаметр, чем штырь 6 отрицательного полюса.
Маркировка батарей означает их типы в соответствии с приня¬тыми условными обозначениями. Типы батарей характеризуются назначением, числом аккумуляторов в батарее, номинальной ем¬костью; их условные обозначения состоят из цифр и букв, написанных на перемычке, моноблоке или крышке в определенной последовательности.
Например, на автомобиле ЗИЛ-431410 устанавливается акку-муляторная батарея 6СТ-90ЭМН. Первая цифра маркировки оз¬начает число последовательно соединенных аккумуляторов в ба¬тарее, буквы СТ — батарею стартерного типа; число 90 — номи¬нальную емкость батареи в ампер-часах при 20-часовом режиме разряда, буквы ЭМ — материал моноблока (Э — эбонит, Т — термопласт) и сепараторов (М — мипласт, Р — мипор, С — стек¬ловолокно); буква Н означает, что батарея несухозаряженная. Кроме того, условное наименование батарей, поставляемых в страны с тропическим климатом, должно содержать букву Т.

Генераторные установки

На современных автомобилях устанавливают генераторы пере-менного тока. Для нормальной работы имеющихся на автомобиле потребителей тока должно быть стабильное напряжение питания, поэтому независимо от частоты вращения ротора генератора и числа подключенных потребителей напряжение генератора должно быть постоянным. Поддержание постоянства напряжения и за¬щита генератора от перегрузки обеспечиваются прибором, назы¬ваемым регулятором напряжения или релерегулятором,
В зависимости от дорожно-климатических условий и режимов эксплуатации автомобилей напряжение генератора, питающее потребителей, рассчитанных на номинальное напряжение 12 В, должно быть в пределах 13,2... 15,5 В.
Генератор переменного тока трехфазный, синхронный, с элек-тромагнитным возбуждением, по сравнению с генератором постоянного тока он имеет меньшие металлоемкость и габаритные размеры. При той же мощности он проще по конструкции и отличается большим сроком службы. Синхронным генератор называется потому, что частота вырабатываемого им тока пропорциональна частоте вращения ротора генератора. Удельная мощность генератора переменного тока, т. е. мощность генератора, приходя¬щаяся на единицу его массы, примерно в 2 раза больше, чем у генератора постоянного тока. Это позволяет в 2 — 3 раза увеличить передаточное число привода генератора, вследствие чего при ча¬стоте вращения на режиме холостого хода двигателя генераторы переменного тока развивают до 40 % номинальной мощности, что обеспечивает лучшие условия заряда аккумуляторных батарей и, как следствие, повышение их срока службы. Наряду с этим гене¬раторы переменного тока, несмотря на их различие в номерах серий, по многим моделям легковых и грузовых автомобилей со¬ответственно унифицированы и имеют ряд взаимозаменяемых деталей (приводные шкивы, крыльчатки, подшипники и др.), а по устройству не имеют принципиальных различий.
Устройство генератора переменного тока рассмотрим на при¬мере генераторов серии Г250-ГЗ, который устанавливается на грузовом автомобиле ГАЗ-3307. Генератор представляет собой трехфазную 12-полюсную электрическую машину с выпрямителями на кремниевых диодах; вентиляция — проточная. Основными частями генератора (рис. 10.3, а) являются статор, ротор, две крышки, вентилятор и приводной шкив.
Статор 7 имеет неподвижную обмотку 18, в которой индуци¬руется ЭДС, а ротор 8 — обмотку 9 возбуждения генератора, с помощью которой при вращении ротора создается подвижное электромагнитное поле. Статор является магнитопроводом и на¬бран из тонких листов электротехнической стали, изолированных один от другого. На внутренней поверхности статора имеется во¬семнадцать зубцов 17, на которые устанавливаются катушки 19 трехфазной обмотки. Каждая фаза состоит из шести последовательно соединенных катушек; фазные обмотки соединены между собой по схеме «звезда», а их свободные концы 16 присоединены к трем зажимам выпрямительного блока.
Ротор 8 состоит из двух клювообразных стальных наконечников, входящих один в другой и образующих двенадцатиполюсную электромагнитную систему. Между наконечниками на втулке 15, установленной на рифленой поверхности вала 14 ротора, намотана

Генератор переменного тока:

а — конструкция; 6 — электрическая схема; 1, 10 — крышки генератора; 2 — корпус кремниевых диодов; 3, 12 — шарикоподшипник; 4 — контактные кольца; 5 — медно-графитовые щетки; 6 — щеткодержатель; 7 — статор; 8 — ротор; 9 — обмотка возбуждения; 11 — вентилятор; 13 — приводной шкив; 14 — вал ротора; 15 — втулка; 16 — концы обмоток; 17 — зубцы статора; 18 — обмотка статора; 19 — катушки трехфазной обмотки; «+» и «Ш» (шунт) — выводы на передней крышке

обмотка возбуждения, концы которой припаяны к контактным кольцам 4. Вал ротора вращается в двух шарикоподшипниках 3 и 12, расположенных в крышках 1 и 10, изготовленных из алю¬миниевого сплава. Обе крышки имеют кронштейны для крепления генератора на двигателе и прорези, через которые вентилятором 11 просасывается воздух, охлаждающий генератор.
На задней крышке 10 крепится натяжная планка для регулировки натяжения ремня вентилятора. На передней крышке 1 установлен щеткодержатель 6, в отверстие которого вставляются две медно-графитовые щетки 5, прижимаемые пружинами к контактным кольцам 4.
На генераторе имеются три вывода: один из них положитель¬ный (+), другой — шунт (III) и третий на корпус (-). Одна из щеток соединена с корпусом генератора, а другая с его изолиро¬ванным выводом Ш. На валу ротора посажен приводной шкив 13, который в зависимости от серии генератора Г-250 (Г-250-ГЗ, Г-250-В2 и др.) имеет различные диаметры и сечение ручья под ре¬мень, что является одним из параметров унификации генераторов.
Обмотка возбуждения генератора питается постоянным током от аккумуляторной батареи или от выпрямителя, к которым припаяны ее выводы. При вращении ротора электромагнитное поле его полюсов пересекает витки катушек статора, индуцируя в каждой фазе переменную ЭДС. Вырабатываемый генератором переменный ток преобразуется в постоянный выпрямительным блоком, собранным по трехфазной двухполупериодной схеме на шести кремниевых диодах. Диоды попарно расположены в трех секциях на специальном оребренном корпусе 2, закрепленном в крышке 1 генератора.
Электрическая схема соединения обмоток генератора и выпря¬мителей показана на рис. 10.3, б. Выпрямительный блок обеспечивает также постоянное соединение цепи генератора с аккумуляторной батареей, а так как его диоды пропускают ток только в одном направлении, то этим исключается возможность разряда аккумуляторной батареи через обмотки генератора, когда напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи.

Регуляторы напряжения

Существенным недостатком вибрационных реле-регуляторов, работающих совместно с генераторами постоянного тока, являет¬ся большое искрообразование между контактами в период их раз¬мыкания. Это вызывает сильное окисление и эрозию контактов, вследствие чего происходят потери напряжения и мощности ге¬нератора. Поэтому на современных автомобилях применяют гене¬раторные установки переменного тока с полупроводниковыми контактно-транзисторными и бесконтактно-транзисторными реле-регуляторами. В полупроводниковых бесконтактно-электронных регуляторах сила тока возбуждения генератора регулируется при помощи полупроводников-транзисторов, эмиттерно-коллекторная цепь которых включена последовательно с обмоткой возбуждения генератора.
Сущность работы бесконтактно-электронных регуляторов за-ключается в том, что при напряжении на клеммах генератора мень¬ше предельного транзистор, включенный последовательно с об¬моткой возбуждения генератора, открыт и пропускает ток воз¬буждения.
Если напряжение превышает предельное значение, то транзи¬стор запирается и резко изменяется сила тока в обмотке возбуж¬дения генератора.
Этот процесс обычно происходит с большой частотой, и прак¬тически напряжение генератора остается постоянным.
Принципиальная схема такого регулятора напряжения показа¬на на рис. 10.4, его работа заключается в следующем. Когда на¬пряжение генератора ниже заданной величины, стабилитрон Д1 не пропускает ток, так как напряжение на нем меньше напряже¬ния стабилизации. При этом транзистор Т1 закрыт, и ток идет по цепи: «+» аккумуляторной батареи—амперметр А—выключатель ВЗ —резистор R5—диод Д2 —резистор R6 —«-» аккумуляторной батареи. При этом база составного транзистора Т2—ТЗ оказывает¬ся под положительным потенциалом и в цепи база-эмиттер тран¬зистора Т2 и база —эмиттер транзистора ТЗ проходит ток, открывая составной транзистор Т2 —ТЗ и соединяя цепь обмотки воз-буждения генератора с минусом аккумуляторной батареи.
Цепь тока обмотки возбуждения: «+» аккумуляторной батареи — амперметр А—выключатель ВЗ —зажим В регулятора—обмотка возбуждения ОВ генератора — зажим Ш регулятора—переход кол-лектор—эмиттер составного транзистора Т2 —ТЗ —«-» аккумуля¬торной батареи.
Д1 — стабилитрон; Д2, ДЗ — диоды; Tl, Т2, ТЗ — транзисторы; Rl — R6 — рези-сторы; CI, С2 — конденсаторы; В1, В, Ш — зажимы регулятора; ВЗ — выключа-тель; А — амперметр; ОВ — обмотки возбуждения генератора
Когда напряжение генератора достигает заданного значения (13,5... 15,0 В), происходит «пробой» (т.е. резкое снижение сопро¬тивления) стабилитрона Д1, и через резистор R1, стабилитрон Д1 и переход база—эмиттер транзистора Т1 начинает проходить ток управления. Транзистор Т1 открывается. Так как транзистор Т1 включен параллельно цепи, состоящей из диода Д2 и резисто¬ра R6, при очень малом сопротивлении перехода коллектор—эмит¬тер открытого транзистора Т1 сила тока в цепи диода Д2 и резис¬тора R6 резко падает. Поэтому отрицательные потенциалы базы и эмиттера составного транзистора Т2 —ТЗ

Принципиальная электросхема бесконтактно-транзисторного регулятора напряжения:

Д1 — стабилитрон; Д2, ДЗ — диоды; Tl, Т2, ТЗ — транзисторы; Rl — R6 — рези-сторы; CI, С2 — конденсаторы; В1, В, Ш — зажимы регулятора; ВЗ — выключа-тель; А — амперметр; ОВ — обмотки возбуждения генератора

оказываются равными, и составной транзистор Т2 —ТЗ закрывается. При этом цепь об¬мотки возбуждения прерывается, что приводит к снижению на¬пряжения генератора. Напряжение на стабилитроне также умень-шается, сопротивление стабилитрона возрастает, ток через него не проходит, и транзистор Т1 закрывается, а составной транзис¬тор Т2 —ТЗ открывается. Цепь обратной связи, состоящая из кон¬денсатора С1 и резистора R4, ускоряет открытие и закрытие тран¬зисторов. Когда составной транзистор Т2 —ТЗ закрывается, поло¬жительный потенциал его коллектора повышается и по цепи об¬ратной связи R4...C1 и переходу база —эмиттер транзистора Tl, а также через резистор R3 действует импульс тока, способствую¬щий более быстрому открыванию транзистора Т1, что ускоряет закрытие составного транзистора Т2—ТЗ.
Конденсатор С1 при этом заряжается. Когда составной транзи¬стор Т2 —ТЗ открывается, конденсатор С1 разряжается и ток идет по цепи: конденсатор С1 — резистор R4—коллектор —эмиттер со¬ставного транзистора Т2 — ТЗ — резистор R3 — эмиттер — база тран¬зистора Т1 — конденсатор С1, что способствует более быстрому закрыванию транзистора Т1, а следовательно, открыванию со¬ставного транзистора Т2 —ТЗ.
При запирании составного транзистора Т2—ТЗ прерывается ток в цепи обмотки возбуждения генератора и в ней индуцирует¬ся ЭДС самоиндукции. Под действием этой ЭДС создается ток са¬моиндукции, который проходит через гасящий диод ДЗ, тем са¬мым предотвращая пробой транзисторов Т2 и ТЗ. Конденсатор С2 выполняет роль фильтра.
На ряде моделей грузовых автомобилей семейства ЗИЛ-4314, -4333 и легковых автомобилей семейства ГАЗ устанавливаются ге¬нераторы серий соответственно 32.3701 и 1601.3701, которые по устройству не имеют существенных отличий от генератора, пред¬ставленного на рис. 10.3, но работают совместно с бесконтактно-электронными регуляторами напряжения типа 13.3702; 201.3702 и.др. Типичным примером такого регулятора напряжения явля¬ется регулятор серии 13.3702-01, устанавливаемый на автомо¬билях ГАЗ-31029, -3110 «Волга» и др. Он обеспечивает поддержа¬ние напряжения генератора в пределах 13,4... 14,7 В.
Его электронная схема включает в себя измерительный блок (рис. 10.5) состоящий из резисторов Rl, R2, R3, R4, диода VD1 и транзистора VT2, управляющего транзистора VT3, предусили-теля VT6, выходного каскада с транзистором VT8 и схемы его защиты с транзистором VT4. Наряду с этим для обеспечения раз¬личных режимов работы элементов регулятора применительно к реальным условиям эксплуатации автомобиля в него дополнитель¬но встроены резисторы R5 —R9, R12 —

Электросхема электронного регулятора напряжения 13.3702-01 (автомобилей ГАЗ-31029, -3110 «Волга»):
1 — регулятор напряжения; 2 — выключатель; 3 — указатель тока; 4 — аккумуляторная батарея; 5 — генератор; Rl— R14 — резисторы; CI —С4 — конденсаторы; VD1 VD5, VD7, VD9 - диоды; VT2-VT4, VT6, VT8 — транзисторы

R14, диоды VD5, VD7, VD9 и конденсаторы С1, СЗ, С4.
При напряжении генератора ниже допустимого уровня транзистор VT2, а следовательно, и транзистор VT3 закрыты (сопротивление их перехода эмиттер —коллектор составляет несколько десятков тысяч Ом), а транзисторы VT6 и VT8 открыты (сопротивление их переходов эмиттер — коллектор не превышает 2 Ом). Такой режим обеспечивает протекание тока максимальной силы через обмотку возбуждения генератора.
По мере увеличения частоты вращения ротора генератора на-пряжение на его выводах увеличивается. Когда напряжение генератора достигнет определенной величины, транзистор VT2, а сле¬довательно, и транзистор VT3 откроются, а транзисторы VT6 и VT8 закроются. Это вызовет прекращение протекания тока в цепи обмотки возбуждения генератора. Напряжение генератора начнет снижаться, что приведет к закрытию транзисторов VT2, VT3 и открытию транзисторов VT6 и VT8. По обмотке возбуждения вновь начнет протекать ток, и напряжение генератора начнет повышаться. Таким образом, изменяя силу тока (среднее значение) в обмотке возбуждения, транзистор VT8 автоматически регулирует напряжение генератора в заданных пределах.
Для предохранения от выхода из строя транзистора VT8 при аварийном повышении силы тока в цепи возбуждения генератора (например, замыкание вывода «Ш» на вывод «+») в схеме преду¬смотрена электронная защита, которая работает следующим об¬разом. При протекании рабочего тока по обмотке возбуждения генератора транзистор VT4 находится в закрытом состоянии и не влияет на режим работы транзисторов VT6 и VT8.

Если по какой-либо аварийной причине в цепи обмотки воз¬буждения генератора резко увеличится напряжение, на коллекто¬ре транзисторов VT6, VT8 возникнет импульс напряжения, кото¬рый, воздействуя через конденсатор С2 и цепочку обратной связи (резисторы R10 и R11) на транзисторы VT3, VT4, переведет их в автоколебательный режим, и средняя сила тока, протекающего через транзистор VT8, резко снизится, что предохраняет его от преждевременного отказа.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Vidos — Sat, 21 Nov 2009 20:24:49 GMT

Документ Без Имени

Общие сведения и принципиальная схема электрооборудования

Электрическая энергия на автомобилях используется для зажигания рабочей смеси в цилиндрах карбюраторного двигателя, пуска двигателя стартером, питания приборов освещения, световой и звуковой сигнализации, контрольно-измерительных, радиоприемных и электронных устройств, а также для питания дополнительного электрооборудования. Для питания электрической энергией перечисленных потребителей тока в сети электрооборудования автомобиля смонтирована система электроснабжения. Она состоит из источников тока — аккумуляторной батареи и генераторной установки, соединенных параллельно с потребителями тока и между собой.
Аккумуляторная батарея предназначена для питания стартера и приборов системы зажигания при пуске двигателя, питания потребителей тока при неработающем двигателе или при малой частоте вращения якоря генератора, поддержания постоянства напряжения в сети электроснабжения при изменении нагрузки на генератор. На автомобилях устанавливают свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, так как они выдерживают разрядные токи большой силы (200...600 А) при пуске двигателя (поэтому их называют стартерными).
Генераторная установка является основным источником тока в системе электроснабжения автомобиля, обеспечивающим питание всех потребителей и заряд аккумуляторной батареи при работе двигателя с малой, средней и высокой частотами вращения коленчатого вала. В генераторную установку входят генератор и устройства, служащие для поддержания необходимых напряжения и силы тока.
На современных автомобилях применяются генераторы переменного тока при однопроводной системе электроснабжения с номинальным напряжением 12 или 24 В. Вторым проводом явля

Принципиальная схема электрооборудования автомобиля:

1 — аккумуляторная батарея; 2 — генератор; 3 — регулятор напряжения; 4 — выключатель зажигания; 5— реле стартера; 6— стартер; 7 — свеча; 8 — распределитель зажигания; 9 — катушка зажигания; 10, 20, 24 — термобиметаллические предохранители; 11, 14, 16 — указатели соответственно уровня топлива, температуры охлаждающей жидкости и давления масла; 12, 13, 17 — датчик соответственно уровня топлива, температуры охлаждающей жидкости и давления масла; 15 — контрольная лампа указателей поворота; 18 — переключатель указателей поворота; 19 — реле-прерыватель указателей поворота; 21, 25 — передние фонари; 22, 23 — фары; 26 — переключатель света фар; 27 — центральный переключатель света; 28 — контрольная лампа дальнего света; 29 — выключатель сигналов торможения; 30, 32 — задние фонари; 31 — фонарь номерного знака; 33 — звуковой сигнал; 34 — электродвигатель стеклоочистителя; 35 — переключатель электродвигателя стеклоочистителя; 36 — кнопка включения звукового сигнала

ется так называемый корпус («масса») — рама и другие металли¬ческие детали автомобиля, с которыми соединяются отрицатель¬ные полюсы источников тока.
Для передачи электрической энергии от источников к потре¬бителям тока служит сеть электроснабжения, состоящая из про¬водов, соединительных устройств и коммутационных приборов. Расположение в этой сети источников тока и их соединение с потребителями тока показано на общей принципиальной схеме электрооборудования (рис. 9.1). Таким образом, автомобиль осна¬щен сложной системой энергоснабжения с эффективными ис¬точниками тока, приборами и устройствами электрооборудова¬ния автомобиля, от исправности которых в значительной степени зависит надежность автомобиля в целом.

Потребители тока, их классификация и назначение

В зависимости от целевого назначения и функциональных свя¬зей приборы и устройства, потребляющие электрическую энергию, подразделяются на системы и группы, являющиеся составными частями общей схемы электрооборудования автомобилей.
Система зажигания предназначена для своевременного воспла-менения рабочей смеси на всех режимах работы карбюраторного двигателя. Бесперебойное зажигание рабочей смеси достигается путем подвода к свечам зажигания тока высокого напряжения, обеспечивающего температуру разряда до 10 000°С. Повышение степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала современ¬ных двигателей требует увеличения высокого напряжения до та¬кого значения, при котором энергия искрового разряда между электродами свечи будет составлять не менее 25...40 МДж. Это обусловливает легкий пуск и бесперебойную работу двигателя при различных нагрузочных режимах.
Для карбюраторных двигателей наряду с контактной (класси¬ческой) системой широко применяют контактно-транзисторные и электронные системы зажигания.
Система пуска служит для проворачивания коленчатого вала при пуске двигателя. Для его подготовки к пуску следует обеспе¬чить вращение коленчатого вала с пусковой частотой, при кото¬рой создаются необходимые условия для смесеобразования и вос¬пламенения рабочей смеси. Для этой цели служит электродвига¬тель постоянного тока — стартер, питаемый от аккумуляторной батареи. Он является основной частью системы пуска, к которой относятся также устройства предпускового подогрева двигателей (электрофакельное устройство, жидкостные подогреватели, све¬чи подогрева воздуха и т.п.). Стартер в период пуска соединяется с помощью зубчатой передачи с маховиком двигателя и передает мощность, необходимую для проворачивания коленчатого вала. Стартер является самым мощным потребителем электрической энергии на автомобиле.
Группа контрольно-измерительных приборов включает в себя при-боры для контроля за работой основных механизмов и систем двигателя, а также автомобиля в целом. Наибольшее распростра¬нение получили указывающие (шкально-стрелочные) и сигнали¬зирующие (световые или звуковые) приборы.
Указывающие приборы служат для измерения давления масла или воздуха, температуры охлаждающей жидкости, уровня топ¬лива, частоты вращения коленчатого вала (тахометры), пройден¬ного пути и скорости движения (спидометры), силы тока (ампер¬метры) и напряжения (вольтметры) и др.
Сигнализирующие приборы предназначены для передачи ин-формации водителю световым или звуковым сигналом (индикато¬ром) о состоянии механизмов двигателя или систем автомобиля (например, световая индикация перегрева охлаждающей жидко¬сти, утечки тормозной жидкости и т.д.).
По принципу действия контрольно-измерительные приборы подразделяются на электрические, магнитоэлектрические, термо-импульсные и др.
Приборы освещения и световой сигнализации служат для освещения пути следования автомобиля в темное время суток, световой сигна-лизации о маневрах, выполняемых автомобилем, а также для внут¬реннего освещения салона кузова или кабины. К внешним свето¬вым приборам относятся фары (включая фары ближнего и дальне¬го света, противотуманные и дополнительные), передние, задние и боковые фонари, а также фонари освещения номерного знака.
Дополнительное электрооборудование автомобилей имеет вспо-могательное назначение. К нему относятся стеклоочистители, звуковые сигналы, коммутационные приборы (предохраните¬ли, выключатели, провода), электроустройства, обеспечивающие отопление и вентиляцию кузова и кабины, а также устройства, снижающие уровень радио- и телепомех (резисторы, фильтры, дроссели и т.д.).

Полупроводниковые приборы системы электрооборудования

В приборах и аппаратах электрооборудования автомобилей боль¬шое место занимают полупроводники, содержащие различные примеси алюминия или сурьмы. Примеси уменьшают сопротив¬ление полупроводников, увеличивая их проводимость. Одно из свойств полупроводников (в отличие от металлов) — способность резко увеличивать свою проводимость с повышением температу¬ры. Другое свойство полупроводников — односторонняя проводи¬мость. При нанесении на поверхность полупроводника некоторых металлов (например, индия, алюминия и др.) на границе между металлом и полупроводником образуется тончайший (0,01 мм) изолирующий слой, называемый запирающим слоем.
Запирающий слой свободно проводит ток в одном направле¬нии и почти не проводит ток в обратном направлении. Это свой¬ство широко используется при изготовлении полупроводниковых диодов, служащих для преобразования переменного тока в посто¬янный.
Диод (рис. 9.2, а) — двухэлектродный полупроводниковый при¬бор, который проводит ток только в одном (прямом) направле¬нии. Кристалл 5 полупроводника (кремний или германий) при¬паивают к дну металлического корпуса 6. Затем на кристалл напа¬ивают слой металла 4 с хорошей электропроводимостью. В месте контакта металла и полупроводника образуется запирающий слой,

Схемы устройства полупроводников: диода (я) и транзистора (в) и их условные обозначения соответственно (б, г):

1 — проводник выводной; 2 — крышка; 3 — герметизирующий изолятор; 4, 7 — электропроводный слой металла; 5 — кристалл полупроводника; 6 — корпус; 8 — электрод транзистора; Э — эмиттер; К — коллектор; Б — база

который в одном (прямом) направлении обладает очень малым сопротивлением, равным десятым долям Ома, а в обратном — сотням и даже тысячам Ом. Герметизирующий изолятор 3 изолирует от крышки 2 выводной проводник 1.
Стабилитрон — кремниевый диод, который обладает свойством проводить ток в обратном (непроводящем) направлении без разрушения запорного слоя при определенном напряжении.
Транзистор (рис. 9.2, в) — трехэлектродный полупроводниковый прибор. Средний электрод 8 транзистора, выполненный из кристалла полупроводника (кремния или германия), называется базой (Б). На две стороны кристалла наплавляют металл 7с хорошей электропроводимостью (индий и др.). Наплавленные слои называются электродами. Один из них называют эмиттером (Э), а другой — коллектором (К). Выводные проводники от базы и эмиттера изолированы от корпуса, а коллектор соединен с корпусом транзистора. В других типах транзисторов на корпус может соединятся эмиттер, а коллектор и база изолированы от корпуса.
Транзисторы, диоды и стабилитроны применяют в транзисторных системах зажигания, регуляторах напряжения генератора, коммутаторах, измерительных и других приборах.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ОТ ГАЗОБАЛЛОННОЙ УСТАНОВКИ

Vidos — Sat, 21 Nov 2009 19:58:44 GMT

Сжиженные и сжатые газы

Применяемые на газобаллонных автомобилях в качестве моторных топлив горючие газы подразделяются на два основных вида: сжиженные и сжатые.
Сжиженные газы при температуре -30...+30°С и относительно небольшом давлении (1,0... 1,6 МПа) находятся в жидком состоянии. Основные компоненты сжиженного газа: пропан, бутан, этан и близкие к ним углеводороды — этилен, пропилен, бутилен и их изомеры. Эти газы получаются главным образом при добыче, перегонке и крекинге жидких нефтепродуктов, поэтому их часто называют сжиженными нефтяными газами (СНГ). Компонентный (углеводородный) состав этих газов может изменяться в широких диапазонах.
Эксплуатация автомобилей, работающих на сжиженном газе, показывает, что их лучшие экономические, динамические и экологические показатели могут быть получены только при условии строгой регламентации компонентного состава газа, используемого как моторное топливо в соответствии с принятым стандартом и техническими условиями.
Стандарт предусматривает выпуск двух марок СНГ: ПА — пропан автомобильный; ПБА — пропан-бутан автомобильный. Марка газа ПА применяется в зимний период в тех климатический районах, где температура воздуха опускается ниже -20 °С. Рекомендуемый температурный интервал ее применения от -20 "С до -35 °С. Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах при температуре окружающего воздуха не ниже -20 "С.
Сжиженный пропан-бутановый газ согласно стандарту содержит зимой 80...90% пропана, а летом 40...60% пропана, остальное — бутан.
Сжатые природные газы (СПГ), называемые часто комприми-руемыми газами, при температуре -30...+30 "С и любом высоком давлении находятся в газообразном состоянии. К таким газам относятся метан, водород и др. Наибольший интерес для использования в качестве газового топлива на автомобилях представляет метан, являющийся основной частью природного газа, добываемого из газовых нефтяных подземных скважин. Метан является также составной частью биогаза, получаемого искусственным путем на химических заводах.
Подаваемые в магистральные газопроводы с различных месторождений природные газы отличаются своим многообразием по компонентному составу и качественным показателям, но для заправки автомобилей применяется сжатый до 20 МПа природный газ только двух марок: А и Б. В обоих случаях основой является метан (95...97 %). Точный компонентный состав этих газов определен техническими условиями.
Применение вместо бензина сжатого природного газа благодаря его огромным запасам и небольшой стоимости целесообразно, особенно на внутригородских и пригородных перевозках. Однако невысокое значение объемной теплоты сгорания сжатого газа по сравнению с сжиженным газом не позволяет обеспечить хранение на автомобиле достаточного количества газа даже при высоком давлении. Вследствие этого запас хода газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, примерно вдвое меньше, чем автомобилей, работающих на сжиженном газе, баллоны которого к тому же имеют значительно меньшую массу. Поэтому для газобаллонных автомобилей использование сжиженных газов предпочтительнее, чем сжатого.
Перевод автомобильного транспорта с жидкого на газообразное топливо в целом экономически и технически оправдан. Так, стоимость газового топлива примерно в 1,5 — 2 раза меньше стоимости бензина, а из-за более полного сгорания газа в цилиндрах двигателя срок замены моторного масла увеличен на 35... 50 %. Кроме того, из-за отсутствия конденсации газового топлива и смыва масла со стенок цилиндров срок службы двигателя значительно увеличивается.
По сравнению с бензином газообразное топливо обеспечивает также более высокое октановое число, что позволяет значительно повысить степень сжатия, тем самым увеличить мощность и экономичность двигателя. По сравнению с карбюраторными (бензиновыми) двигателями продукты сгорания двигателей, работающих на газе, содержат значительно меньше токсичных веществ и не имеют ядовитых соединений свинца.
Однако применение сжиженных и сжатых газов имеет ряд недостатков. Меньший срок службы газовой аппаратуры по сравнению с бензиновой системой питания требует внедрения более сложных приборов и устройств. Это сопровождается повышением стоимости газовой аппаратуры, составляющей 20...25 % от общей стоимости автомобиля. Наряду с этим газовые баллоны находятся под высоким избыточным давлением. Это требует соблюдения более строгих мер безопасности при эксплуатации автомобилей. Кроме того, повышаются требования к помещениям при техническом обслуживании и ремонте газобаллонных установок.
В зависимости от количества и массы газовых баллонов металлоемкость автомобилей при использовании СНГ увеличивается на 70... 150 кг, а при использовании СПГ — на 550...950 кг, что существенно снижает грузоподъемность и повышает материалоемкость газобаллонных автомобилей.
По пусковым качествам при температуре окружающего воздуха не ниже -5 °С газовые двигатели не отличаются от бензиновых. При более низких температурах пуск холодного двигателя вызывает затруднения. Кроме того, к недостаткам применения газового топлива по сравнению с бензиновым относятся худшее массовое наполнение цилиндров, снижение скорости горения смеси и меньшее выделение теплоты при ее сгорании. В результате этого мощность двигателя в зависимости от вида применяемого газа уменьшается на 7... 10 % при такой же степени сжатия, как у карбюраторных двигателей. Поэтому увеличение мощности газовых двигателей достигается обычно путем повышения их степени сжатия. Так, если у бензинового двигателя ЗИЛ-508 степень сжатия 7,1, то у его газовой модификации — 8,2; у бензинового двигателя ЗМЗ-511 — 7,6, а у его газовой модификации — 8,7.

Газобаллонные установки СНГ и СПГ

Для работы на сжиженных и сжатых газах обычно используют серийные автомобили, на которых устанавливают газобаллонные установки для работы на СНГ или СПГ. Основными моделями автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе, являются грузовые автомобили ГАЗ-53-19, -33075, ЗИЛ-431810, -441610, легковые автомобили ГАЗ-24-17, автобусы ЛиАЗ-677Г и ЛАЗ-695П, а работающих на сжатом природном газе — автомобили ГАЗ-53-27, -33076, ЗИЛ-431610, -431710, -ММЗ-45054, автобусы ЛАЗ-695НГ, ЛиАЗ-677МГ. Рабочий цикл двигателей этих автомобилей такой же, как и у карбюраторных, но их системы питания имеют принципиальное различие, так как процесс смесеобразования осуществляется с помощью специальной газоподающей аппаратуры. Для грузовых автомобилей и легковых автомобилей-такси ГАЗ-24-17 «Волга» газовые приборы и арматуру выпускает Рязанский завод автомобильной аппаратуры, а для легковых автомобилей ВАЗ, «Москвич» — Новогрудский завод газовой аппаратуры (НГЗА).
В газобаллонных автомобилях, работающих на сжиженном газе, имеются газовая и бензиновая системы питания. Газовая система питания является основной и предназначена для выполнения транспортной работы. Она обеспечивает запас хода газобаллонных автомобилей, равный 375...420 км. В закрепленных на рамах этих автомобилей баллонах газ находится одновременно в двух агрегатных состояниях: в жидком и газообразном. Баллоны для
СНГ рассчитаны на избыточное давление 1,6 МПа, а минимальное давление газа в них, при котором сохраняется работоспособность газовой аппаратуры и двигателя, должно составлять 0,06...0,08 МПа. Особенность газовой аппаратуры, работающей на СНГ, заключается в том, что рабочее давление зависит не от объема газа в баллоне, а от его компонентного состава и температуры наружного воздуха.
Бензиновая система питания является резервной и предназначена для пуска двигателя в холодное время года и передвижения автомобиля на небольшие расстояния (15... 25 км) в случаях полного расходования газа или отказа газового оборудования. При работе двигателя на резервной системе питания его мощность значительно меньше мощности, полученной при работе на газовом топливе.
Газобаллонные автомобили, работающие на СПГ, выполнены по универсальной схеме, т.е. эффективно могут работать как на сжатом газе, так и на бензине. Использование двух систем питания позволяет увеличить запас хода автомобилей и расширить сферы их применения.
В отличие от газобаллонных установок, работающих на СНГ, в установках СПГ рабочее давление газа в баллоне изменяется по мере его расходования от максимального (20 МПа) до давления, близкого к атмосферному.
Газобаллонные установки для работы на СНГ грузовых автомобилей. Установки для работы на сжиженном газе грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ (рис. 8.1) включают в себя: баллон 11 для хранения газа с двумя расходными вентилями (вентиль 12 предназначен для отбора жидкостной фазы газа, а вентиль 10 — паровой фазы); магистральный вентиль 8; испаритель 23; двухступенчатый редуктор 2 с фильтром 4, магистральный фильтр 3, газовый смеситель 14 с воздхоочистителем 19 и проставкой 75.
Газобаллонные установки СНГ грузовых автомобилей семейства ЗИЛ отличаются от установок СНГ грузовых автомобилей семейства ГАЗ в основном тем, что у первых газовый редуктор расположен на двигателе, а у вторых на передней стенке кабины под капотом.
При пуске и прогреве двигателей газобаллонных автомобилей их питание осуществляется газом от паровой фазы, а после прогрева при переходе на нагрузочные режимы — от жидкостной. На нагрузочных режимах газ из баллона 11 через расходный вентиль 12 поступает к магистральному вентилю 8, а от него по трубопроводу 7 высокого давления — в испаритель 23. Проходя по каналам испарителя, СНГ переходит в парообразное состояние под действием теплоты нагретой жидкости, поступающей по шлангу 20 из системы охлаждения двигателя, которая затем отводится в компрессор 21 по шлангу 22.

Схема газобаллонной установки для работы на СНГ грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ:

1 — экономайзерное устройство; 2 — двухступенчатый редуктор; 3 — магистральный фильтр; 4 — фильтр редуктора; 5 — манометр; 6 — указатель давления газа; 7 — трубопровод высокого давления; 8 — магистральный вентиль; 9 — бензобак; 10 — вентиль паровой фазы; — баллон; 12 — вентиль жидкостной фазы; 13 — трубопровод низкого давления; 14 — газовый смеситель; 15 — про-ставка; 16 — фильтр-отстойник; 17 — бензонасос; 18 — карбюратор; 19 — воздухоочиститель; 20, 22 — шланги охлаждающей жидкости; 21 — компрессор;
23 — испаритель

Из испарителя газ поступает в магистральный фильтр 31 где очищается от механических примесей и смолистых веществ. Затем газ через дополнительный фильтр 4 поступает в первую ступень редуктора 2, где давление понижается до 0,20 МПа. Затем газ по¬ступает во вторую ступень редуктора, где давление снижается до давления, близкого к атмосферному. Под действием разрежения во впускном газопроводе двигателя газ из второй ступени посту¬пает в дозирующее экономайзерное устройство 7, встроенное в редуктор, а затем — по трубопроводу 13 низкого давления — в газовый смеситель 14, где смешивается с воздухом, образуя горю¬чую смесь, которая поступает в цилиндры, обеспечивая работу двигателя. Остановку двигателя на короткое время производят выключением зажигания, а при длительной остановке перекрывают также и магистральный вентиль 8.
Работу газовой установки контролируют с помощью маномет¬ра 5 и указателя б давления газа, расположенных в кабине водите¬ля и соединенных соответственно с датчиком давления газов в первой ступени редуктора и датчиком уровня сжиженных газов в баллоне. В кабину также выведена рукоятка управления магист¬ральным вентилем 8.
Резервная (бензиновая) система питания (см. рис. 8.1) включает в себя бензобак 9, бензопровод, фильтр-отстойник 16, бензона¬сос 11, карбюратор 18 с сетчатым пламегасителем. Однокамерный беспоплавковый карбюратор 18 горизонтального типа имеет про-ставку 75, которая является переходным узлом для присоединения карбюратора к выпускному газопроводу двигателя. Принцип рабо¬ты резервной системы питания аналогичен принципу работы клас¬сической карбюраторной системы питания бензинового двигате¬ля. Для предотвращения одновременной работы автомобиля на двух видах топлива в систему топливоподачи устанавливают элек¬тромагнитный запорный клапан, а для прекращения подачи бен¬зина в резервную систему питания бензобак 9 снабжают краном.
Работа двигателя на смеси двух видов топлива одновременно приводит к нарушению состава горючей смеси, что сопровожда¬ется обратными вспышками и является пожароопасным.
Газобаллонные установки для работы на СНГ легковых автомо-билей. По принципу действия и расположению аппаратуры газо-баллонные установки сжиженного газа отечественных легковых автомобилей не имеют существенных различий. В газобаллонной установке автомобиля ГАЗ-24-17 «Волга» (рис. 8.2) баллон 5 раз-мещается в багажнике автомобиля. На нем монтируются датчик 6 указателя уровня сжиженного газа и объединенные в один узел расходный вентиль 7 жидкостной фазы и расходный вентиль 9 паровой фазы, а также газонаполнительное устройство 8 с венти¬лями, обратными и предохранительными клапанами. Конструктивно объединены также редуктор 7 с испарителем и газовым фильтром 12 с электромагнитным клапаном.
Сжиженный газ под избытком давления из баллона 5 поступа¬ет через расходные вентили 7или 9 по трубопроводу 11 в газовый фильтр 12. Из фильтра очищенный газ по трубопроводу 13 посту¬пает в двухступенчатый редуктор 1, в испарителе которого проис¬ходит одновременное испарение СНГ и понижение его давления до 0,10... 0,15 МПа. Для испарения газа используется нагретая жидкость системы охлаждения двигателя, которая поступает в испа¬ритель из головки цилиндров через шланг 3 и сливается из него через шланг 14 в трубопровод отопителя кузова. Из редуктора 7 газ по шлангу через регулировочный винт 2 поступает в смесительное устройство 4 и через форсунки — в карбюратор-смеситель, где приготавливается горючая смесь, необходимая для данного режима работы двигателя.

Схема газобаллонной установки для работы на СНГ автомобиля ГАЗ-24-17 «Волга»:

1 — редуктор; 2 — регулировочный винт; 3, 14 — шланги охлаждающей жидкости; 4— смесительное устройство; 5 — баллон; 6 — датчик указателя уровня газа; 7— расходный вентиль жидкостной фазы; 8— газонаполнительное устройство; 9 — расходный вентиль паровой фазы; 10 — бензиновый трубопровод; 11, 13 — газовые трубопроводы; 12 — газовый фильтр

Газобаллонная установка позволяет полноценно работать авто-мобилю ГАЗ-24-17 «Волга» как на СНГ, так и на бензине, который поступает к двигателю по трубопроводу 10 из топливного бака. В кабине водителя под панелью приборов установлены: пере¬ключатель вида топлива (СНГ — бензин), выключатель электро¬магнитного клапана газового фильтра и кнопочный выключатель пускового клапана. Пусковой электромагнитный клапан срабаты¬вает после включения системы зажигания.
В газобаллонных установках, применяемых на легковых авто¬мобилях малого класса ВАЗ и «Москвич» (рис. 8.3), сжиженный нефтяной газ хранится в несъемном баллоне 4. Его полный объем составляет 50 л, полезный (за вычетом воздушной подушки над жидким газом) — 43 л. На баллоне установлен корпус блока 3 наполнительно-расходной арматуры, закрытый герметизирующим кожухом, к которому подсоединены вентиляционные шланги, отводящие (при появлении утечки) просочившийся под днище автомобиля газ.
Для заправки предусмотрен наполнительный вентиль, а к дру¬гому расходному вентилю присоединен газопровод 1. В блок арма¬туры баллона кроме наполнительного и расходного вентилей с штуцерами входят контрольно-предохранительные устройства, включая датчик указателя уровня СНГ и контрольный клапан максимального наполнения баллона. Наполнительный вентиль снабжен также обратным клапаном, который при заполнении баллона предотвращает возможный выброс газа из него в

Схема размещения газового оборудования на автомобилях малого класса (ВАЗ и «Москвич»):

1,11 — газовые трубопроводы; 2 — бензобак; 3 — блок наполнительно-расход-ной арматуры; 4 — баллон; 5 — бензиновый трубопровод; 6 — переключатель; 7 — бензонасос; 8 — электромагнитный клапан; 9 — карбюратор; 10 — газосмесительное устройство; 12 — жидкостные трубопроводы (шланги); 13— редуктор-испаритель;14 — газовый клапан-фильтр

момент отсоединения наконечника заправочного шланга.
При выходе из баллона сжиженный газ предварительно посту¬пает в топливозаборную трубку, закрепленную на корпусе блока J наполнительно-расходной арматуры. В соединении трубки и кор¬пуса установлен скоростной клапан, предотвращающий выход газа из баллона при обрыве магистрального газопровода или от¬казах газоподающей аппаратуры. Следовательно, система подачи сжиженного газа к двигателю снабжена несколькими предохра¬
нительными устройствами, исключающими утечку газового топ¬лива.
При работе двигателя топливо из баллона сначала поступает в газовый клапан-фильтр 14, установленный под капотом, оттуда — в двухступенчатый редуктор-испаритель 13, где происходит испа¬рение газа под действием горячей жидкости, циркулирующей по трубопроводам 12, и снижение его давления до атмосферного. Да¬лее по газопроводу 11 через тройник-дозатор топливо поступает в газосмесительное устройство 10 и карбюратор 9, где приготавли¬вается горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя.
Для перехода с одного вида топлива на другой служит пере¬ключатель 6, расположенный на панели приборов рядом с кноп¬кой управления пусковым электромагнитным клапаном редукто¬ра-испарителя. Электромагнитный клапан 8 (между бензонасосом и карбюратором) отключает подачу газа при работе двигателя на бензине, который бензонасосом 7 подается в карбюратор 9 по трубопроводу 5 из бензобака 2

Газовые испарители, редукторы и смесители

Газовая система питания включает в себя устройства, пред-назначенные для подогрева и испарения газового топлива, пониже¬ния давления сжатого или сжиженного газа до давления, близкого к атмосферному, приготовления и подачи газовоздушной смеси на всех режимах работы двигателя. Эти устройства обеспечивают также прекращение подачи газа при любой остановке двигателя.
Испаритель. Для превращения сжиженного газа в газообразное состояние перед поступлением его в редуктор служит испаритель 23 (см. рис. 8.1). Для испарения газа может быть использована теплота жидкостной системы охлаждения двигателя, теплота отработав¬ших газов или система электрического подогрева.
На автомобилях ЗИЛ-431810, ГАЗ-53-19, -33075 установлен испаритель (рис. 8.6), состоящий из двух литых корпусов 7 и 8, изготовленных из алюминиевого сплава. Внутри этих корпусов находятся жидкостные полости, сообщающиеся между собой при помощи соединительной втулки 9. Полости снабжены входным 4 и выходным 5 жидкостными штуцерами для подвода и отвода на¬гретой жидкости из системы охлаждения двигателя. При необхо¬димости слива жидкости в нижней части испарителя предусмотрен кран 1. Вход СНГ в газовые каналы 2 испарителя происходит через штуцер

Испаритель СНГ:

1 — кран; 2 — газовый канал; 3, 6 — соответственно входной и выходной газовые штуцеры; 4, 5 — соответственно входной и выходной жидкостные штуцеры; 7, 8 — корпуса испарителя; 9 — соединительная втулка; 1 — жидкостная полость

3, а выход — через штуцер 6. Разборная конструкция ис¬парителя позволяет очищать газовые каналы от отложений. Испаритель обеспечивает нормальную работу двигателя на всех режи¬мах и в любое время, года при температуре охлаждающей жидко¬сти 80 °С и выше. Сжиженный газ, превращенный в газообразное состояние, поступает через фильтр к газовому редуктору.
Подогреватель сжатого газа. Для предварительного подогрева сжатых газов, имеющих повышенное содержание влаги и угле¬кислоты, служит подогреватель газа. Его работа позволяет избежать конденсации влаги в газопроводах и замерзания ее в зимнее время.
Источником теплоты могут служить отработавшие газы или охлаждающая жидкость двигателя. На автомобилях ЗИЛ-431610, ГАЗ-53-27, -33076 установлен подогреватель, использующий тепло¬ту отработавших газов. Подогреватель (рис. 8.7) состоит из корпуса 2 в котором помещен теплообменный змеевик 5. Подогреватель вклю¬чается через патрубок 1 в систему выпуска отработавших газов до глушителя. Отработавшие газы, пройдя подогреватель, вы¬брасываются в атмосферу, минуя глушитель, через приваренный выходной патрубок 6. Теплота отработавших газов подогревает СПГ, находящийся в змеевике, соединенном с подводящим 3 и отводя¬щим 4 штуцерами.
Интенсивность подогрева газа регулируется размером отвер¬стий дозирующих шайб, устанавливаемых в патрубке 7, которы¬ми определяется степень подогрева СПГ в зависимости от време¬ни года.
ни года.

Фильтры газа. Для очистки газа от механических примесей применяют фильтры газа. Сжи¬женный газ от механических примесей может очищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливание смолистых ве¬ществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе газа. Для этих целей в газобал-

Подогреватель СП Г автомобилей ГАЗ и ЗИЛ:

1,6 — соответственно входной и выходной патрубки отработавших газов; 2 — корпус; 3, 4 — соответственно подводящие и отводящие газовые штуцеры; 5 — теплообменный змеевик

лонной установке автомобиля применяют фильтр с войлочными кольцами и сетчатый фильтр, которые устанавливают в магистра¬ли после испарителя.
Фильтр газа 3 (см. рис. 8.1) с войлочными кольцами имеет фильтрующий элемент, который состоит из сетки и пакета вой¬лочных колец. Сетчатый фильтр газа 4(см. рис. 8.1) обычно уста¬навливают в газовом редукторе.
На автомобиле ГАЗ-24-17 «Волга» фильтр газа 12(си. рис. 8.2) объединен в одном корпусе с электромагнитным клапаном и уста-навливается на трубопроводе жидкой фазы газа. Фильтрующим элементом служат чередующиеся сетчатые и войлочные шайбы.
На автомобилях, работающих на сжатом газе, один фильтр установлен на входе в редуктор высокого давления, а другой — на линии низкого давления перед двухступенчатым редуктором. Фильтр состоит из корпуса 4 (рис. 8.8), стакана 2, войлочного фильтрующего элемента 3 и стяжного болта 1. Конструктивно фильтр объединен в одном корпусе с электромагнитным клапаном 5.
Газовый редуктор. Для понижения (редуцирования) давления сжатого или сжиженного газа до давления, близкого к атмосфер¬ному, используют газовый редуктор 2 (см. рис. 8.1).
Автомобильные газовые редукторы снабжены дополнительными

устройствами, которые обеспе-чивают автоматическое перекры-тие поступления газа к двигателю при его остановке, надеж¬ную герметичность при нерабо-тающем двигателе, возможность регулировать вторую ступень ре-дуктора на избыточное давление и дозировать подачу газа в со-ответствии с нагрузочным ре-жимом работы двигателя.
Редукторы могут иметь одну, две и три ступени снижения дав-ления; при этом увеличение числа ступеней улучшает ста¬бильность регулируемого давления, но одновременно усложняет конструкцию.

Фильтр газа с электромаг¬нитным клапаном для СПГ:

1 — стяжной болт; 2 — стакан; 3 — фильтрующий элемент; 4 — корпус; 5 — электромагнитный клапан

Для газобаллонных установок сжиженного газа с рабочим дав¬лением 1,6 МПа наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы низкого давления, а для газобаллонных установок, работающих на сжатом газе с давлением до 20 МПа, используют в основном трехступенчатую систему редуцирования газа, состоящую из одноступенчатого редуктора высокого давления и двухступенчатого редуктора низкого давления. Работа редуктора рассчитана на поступление в него газа в парообразном состоянии. Рассмотрим работу двухступенчатого газового редукто¬ра (рис. 8.9), который унифицирован для большинства отечествен¬ных грузовых газобаллонных автомобилей.
При неработающем двигателе и закрытом магистральном вентиле, расположенном в кабине водителя, газ в редуктор не поступает. Пружина 7 (рис. 8.9, а) прогибает мембрану 2 первой ступени редуктора вверх и с помощью двуплечего рычага 9 открывает клапан 3 первой ступени. Клапан 8 второй ступени пока закрыт, так как коническая пружина 6 прогибает мембрану 4 второй ступени, поднимая горизонтальное плечо двуплечего рычага 7 вверх. Дав¬ление во всех ступенях редуктора при этом равно атмосферному.
Если открыть магистральный вентиль, то газ (на рис. 8.9, б, в его движение показано сплошными стрелками) из баллона поступает в первую ступень редуктора и прогибает мембрану 2 (рис. 8.9, б) вниз, которая под давлением 0,24...0,30 МПа с помощью двупле¬чего рычага 9 закрывает клапан 3 первой ступени. При большем давлении открывается предохранительный клапан 10 и лишний газ из первой ступени редуктора выходит в атмосферу.
Преодолевая усилие конической пружины 6, газ открывает клапан 8 второй ступени и через дозирующее устройство 12 по трубке 13 поступает в смесительную камеру карбюратора-смесителя 14. Для того чтобы открылся клапан 8 второй ступени, разре¬жение при пуске или во время работы двигателя (на рис. 8.9, б показано контурными стрелками) из впускного газопровода 15 по трубке 16 передается разгрузочному устройству 17 которое под действием разрежения сжимает пружину 6 и позволяет пружине 5 второй ступени прогнуть мембрану 4 вниз и открыться клапану 8.
На рис. 8.9, в показана работа газового редуктора и карбюратора-смесителя на холостом ходу. При этом режиме работы разрежение в диффузоре очень мало, обратный клапан 17 закрыт и газ из второй ступени редуктора поступает во впускной газопровод 15 только по трубке 18 холостого хода.
Основными требованиями, предъявляемыми к работе газового редуктора, являются малые колебания входного давления газа при

Схема работы двухступенчатого газового редуктора низкого давления:

а — при неработающем двигателе; б — при нагрузочном режиме двигателя; в — на холостом ходу; 1, 5, 6 — пружины; 2 — мембрана первой ступени; 3 — клапан первой ступени; 4 — мембрана второй ступени; 7 — двуплечий рычаг второй ступени; 8— клапан второй ступени; 9 — двуплечий рычаг первой ступени; 10 — предохранительный клапан; 11 — разгрузочное устройство; 12 — дозирующее устройство; 13, 16, 18 — соединительные газовые трубки; 14 — карбюратор-смеситель; 15 — впускной газопровод; 17— обратный клапан

работе двигателя на холостом ходу и нагрузочных режимах.
Дозирующе-экономайзерное устройство. Дозирование газа осуществляется в дозирующе-экономайзерном устройстве. Оно по

Схема работы дозирующего экономайзерного устройства:

1, 2 — жиклеры соответственно экономичной и мощностной регулировок; 3 клапан; 4, б — пружины; 5 — мембрана

зволяет регулировать качество горючей смеси в соответствии с режимами работы двигателя. Подача газа регулируется таким образом, чтобы на частичных нагрузках двигатель работал на обедненных смесях, позволяющих получить наилучшую экономичность и минимальную токсичность отработавших газов. При полном от¬крытии дроссельных заслонок (в режиме максимальной мощности двигателя) горючая смесь при помощи экономайзерного устройства обогащается.
В дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа (рис. 8.10) входят жиклеры экономичной 1 и мощностной 2 регу¬лировок, клапан 3, мембрана 5 и пружины 4 и 6. Работа экономайзерного устройства осуществляется под действием разрежения, создаваемого во впускном газопроводе.
При разрежении во впускном газопроводе, равном 0,018... 0,055 МПа (что соответствует переходу к работе двигателя с ми¬нимальной частотой вращения коленчатого вала на частичные на¬грузки), мембрана 5, преодолевая усилие пружины 6 экономай¬зера, прогибается и клапан 3 экономайзера, под действием пру¬жины 4 клапана закрывается. В этом случае газ в смеситель посту¬пает только через жиклер 1 экономичной регулировки.
При более низком разрежении во впускном газопроводе пру¬жина 6 экономайзера открывает клапан 3, и дополнительная пор¬ция газа через жиклер 2 мощностной регулировки поступает в газовый смеситель.
На включение пневматического экономайзера влияет разре¬жение перед клапаном 3, которое, в свою очередь, зависит от расхода газа.
Газовые смесители. Приготовление горючей смеси и регулиро¬вание ее подачи для получения заданной частоты вращения ко¬ленчатого вала двигателя происходит в газовых смесителях. Чтобы повысить коэффициент наполнения и мощность двигателя, сме¬ситель должен обладать минимальным сопротивлением потоку га¬зовоздушной смеси. Смеситель должен обеспечивать надежный пуск и устойчивую работу двигателя на холостом ходу, а также плав¬ный его переход с одного нагрузочного режима работы на другой.
Существенным отличием работы газового смесителя от карбю¬ратора является то, что в нем топливо не испаряется, так как газ в него подается уже в парообразном состоянии. Подача газа в сме¬ситель в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии позволяет вынести дозирующие элементы в отдельный блок или объединить их с газовым редуктором, упростить конструкцию смесителя. Кроме того, смесители газа не требуют ускорительных устройств, так как при резком открытии дроссельных заслонок для увеличения мощности двигателя расход газа растет пропорционально расходу воздуха. Конструктивно газовые смесители могут быть объедине¬ны с карбюратором (карбюратор-смеситель) или выполнены отдельно.
Смесители для работы на СНГ в зависимости от модели двига¬теля имеют различные модификации, отличающиеся диаметром диффузоров, способами регулировки частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя и приводом дроссельных заслонок. Основные топливодозирующие элементы смесителей оди¬наковы и конструктивно объединены с газовым редуктором.

Баллоны и арматура

Баллоны для СНГ. Газовые баллоны автомобилей и автобусов, работающих на сжиженном газе, обеспечивают его хранение при температуре -40...+40 "С. Баллоны оборудованы контрольно-пре-дохранительной и расходно-наполнительной арматурой. При заполнении баллона жидким газом часть его немедленно испаряется, и весь свободный объем над уровнем жидкости образует паро¬вую подушку. Испарение жидкости продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары не достигнут точки насыщения при данной температуре. Во избежание разрушения баллона давлением жид¬кости и пара при повышении температуры окружающей среды разрешается заполнять его сжиженным газом лишь до определенного уровня — обычно до 87...90% объема баллона, а примерно 10... 13 % объема оставляют для паров.
Обечайка (средняя часть баллона) 11 (рис. 8.14) — цилиндри¬ческая, а переднее днище 1 — сферическое. На переднем днище баллона установлена унифицированная арматура. Она состоит из расходных вентилей 8 и 2 соответственно паровой и жидкостной фаз газа, наполнительного вентиля 3, предохранительного клапа¬на 4, датчика 6 указателя уровня СНГ и вентиля 7 его максималь-

Газовый баллон с арматурой для работы на СНГ:

1 — переднее днище; 2, 8 — расходные вентили соответственно жидкостной и паровой фаз газа; 3 — наполнительный вентиль; 4 — предохранительный клапан; 5 — тройник; 6 — датчик указателя уровня СНГ; 7 — вентиль максимального уровня газа; 9 — маркировочная таблица; 10 — сливная пробка; 11 — обечайка (средняя часть) баллона

ного уровня. Из баллона в магистральные трубопроводы сжиженный газ отбирается через тройник 5 в жидкой или газообразной фазе. Для слива конденсата (неиспарившейся части СНГ) в ниж¬ней части баллона установлена сливная пробка 10, а с целью пред¬охранения арматуры от грязи перед передней частью баллона размещают брызговик.
Газовые баллоны, применяемые на отечественных газобаллон¬ных автомобилях для работы на СНГ, могут быть различны по объему (вместимости), размерам и собственной массе. Разрабо¬танный типоразмерный ряд предусматривает семь модификаций газовых баллонов, объемом 50...250 л. При этом наружный диа¬метр баллонов составляет 360...575 мм, длина — 800... 1300 мм, а масса — 45,0...98,5 кг.
Баллоны подвергают пневматическим и гидравлическим испы¬таниям, первоначальному клеймению на заводе-изготовителе, а затем и в эксплуатации. Пневматические испытания проводят (пос¬ле изготовления) под максимальным рабочим давлением 1,6 МПа. Годные газовые баллоны окрашивают в красный цвет. На них де¬лают надписи «Пропан», «Огнеопасно». Результаты пневматичес¬ких испытаний (заводом-изготовителем) заносят в паспорт на баллон, оформленный в соответствии с правилами Госгортехнад-зора России. Гидравлические испытания под давлением 2,4 МПа осуществляют в процессе эксплуатации автомобилей один раз в два года на специальных испытательных пунктах.
При заводском клеймении баллона на переднем днище нано¬сят маркировочную таблицу 9 (см. рис. 8.14), в которой указывают: завод-изготовитель с клеймом ОТК, порядковый номер баллона, рабочее давление, объем и собственную массу баллона, дату (ме¬сяц и год) его изготовления. Даты первого и последующих гидрав¬лических испытаний в период эксплуатации наносят на средней цилиндрической части 11 баллона белой краской. При этом ука¬зывают месяц и год первого и год последующего переосвидетель¬ствований (например, 05.90 — 92).
Автомобили запрещается эксплуатировать после истечения срока испытания баллона, без клейма ОТК завода на баллонах, с нару¬шенной герметичностью вентилей и ослабленным креплением баллонов, а также с баллонами, имеющими повреждения (забои¬ны, вмятины, глубокую коррозию). На забракованных баллонах рядом с датой последнего испытания выбивают круглое клеймо диаметром 12 мм с изображением креста внутри круга, а сами баллоны приводятся в негодность путем нанесения насечки на резьбе горловины, исключающей возможность

Баллон для СПГ с арматурой:

1 — штуцер; 2 — баллон; 3 — наполнительный вентиль; L, S, D — соответственно длина, толщина стенки, диаметр баллона

дальнейшей эксплуатации таких баллонов.
Баллоны для СПГ и их арматура. Газовые баллоны 2 (рис. 8.15) рассчитаны на максимальное рабочее давление и должны обеспе¬чивать длительное хранение СПГ в сжатом состоянии. Их изготавливают в виде бесшовных труб диаметром D = 219 мм, толщиной стенки S= 6,5...9,3 мм и длиной L = 1660... 1750 мм. Материалом для них может служить углеродистая или легированная сталь с последующей термической

Система вентиляции картера

LElik — Fri, 20 Nov 2009 17:40:27 GMT

Система вентиляции картера служит для удаления из картера двигателя газов, поступающих в него при работе двигателя по зазорам между поршнем и цилиндром. Удаление картерных газов необходимо для обеспечения нормального давления в картере двигателя и для снижения вредного влияния этих газов на свойства моторного масла. В основном картерные газы представляют собой смесь продуктов сгорания топлива, паров топлива и паров воды, получающихся в результате сгорания топлива. Водяные пары приводят к образованию эмульсии и пены в масле, что затрудняет доступ масла к трущимся поверхностям и таким образом снижает смазочные свойства масла. Пары топлива разжижают масло, что также ухудшает его смазочные свойства. В результате воздействия других компонентов картерных газов в масле образуются также кислоты, осадки и другие примеси, снижающие устойчивость конструктивных элементов двигателя к старению. В принципе известны два типа систем вентиляции картера: открытая и закрытая. В открытой системе картерные газы отводятся в атмосферу, в закрытой отсасываются во впускной трубопровод двигателя.

Поскольку при использовании открытой системы происходит загрязнение окружающей среды вредными примесями, на двигателях японских автомобилей используется закрытая система вентиляции картера, которая обеспечивает отвод картерных газов во впускной трубопровод и затем в цилиндры двигателя. При такой системе исключается выброс картерных газов, содержащих вредные примеси, в атмосферу. Принципиальная схема организации закрытой системы вентиляции картера приведена на рис.245. Основным элементом системы является клапан вентиляции картера, который открывается под действием разряжения во впускном коллекторе и пропускает картерные газы в воздушный фильтр, где они смешиваются с воздухом и подаются в цилиндры. При работе двигателя в режиме достаточно высокой частоты вращения коленчатого вала клапан вентиляции картера открыт и обеспечивает максимальный поток картеркартерных газов во впускной коллектор. При работе в режиме холостого хода (максимальном разрежении во впускном коллекторе) клапан вентиляции картера прикрывается и уменьшает поток картерных газов во впуской коллектор, предотвращая выброс более загрязненых картерных газов в атмосферу. Удаление частиц масла, содержащихся в картерных газах, осуществляется при их проходе через специальный маслоуловитель, установленный до клапана вентиляции картера (например, под крышкой клапанного механизма).

Проверка действия системы заключается в проверке исправности клапана вентиляции картера. Клапан должен обеспечить прохождение потока воздуха в направлении воздушного фильтра и препятствовать прохождению потока в обратном направлении (рис.246). Если клапан пропускает поток в том и другом направлении, замените его.Клапан вентиляции картера можно проверить без его снятия при работающем двигателе. Для этого запустите двигатель, установите режим холостого хода и снимите шланг вентиляции с клапана. Если клапан работает нормально, должен прослушиваться характерный свист входящего воздуха. Если входное отверстие клапана закрыть пальцем, должно ощущаться всасывание (рис.247, стрелкой указывается) утечки в местах соединении и на возможность свободного прохождения воздуха через шланг и заменяется при необходимости. Следует учитывать, что система принудительной вентиляции картера нормально функционирует только при надежном уплотнении всех связанных с нею систем двигателя. Любая утечка по крышке клапанной коробки, прокладке головки цилиндров, картера, пробке заливной горловины (для масла), впускному патрубку или по вакуумным шлангам приводит к снижению эффективности действия системы вентиляции и собственно двигателя.
Вентиляция картера необходима для поддержания в нем нормального давления и удаления паров бензина и газов, прорывающихся через неплотности поршневых колец и вызывающих коррозию деталей, загрязнение и разжижение масла. Кроме того, попадающие в картер отработавшие газы повышают в нем давление, что приводит к разрушению уплотнений и появлению течи масла при работе двигателя.
[color=orange]
В рассматриваемых двигателях вентиляция картера осуществляется принудительно путем отсоса газов через вытяжной шланг и воздухоочиститель (минуя фильтрующий элемент) в цилиндры двигателя, где происходит их сгорание. Для очистки картерных газов от масла и смол в системе вентиляции имеется маслоотделитель. На двигателях ВАЗ-2105 отсос картерных газов в смесительную камеру карбюратора регулируется с помощью специального золотника 1 (рис. 30), расположенного на оси дроссельных заcлонок карбюратора. При работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу картерные газы отсасываются в небольшом количестве через калиброванное отверстие 2 золотникового устройства. При открытии дроссельной заслонки вместе с ее осью поворачивается золотник и через имеющуюся в нем канавку сообщает шланг 5 отвода картерных газов непосредственно с задроссельным пространством карбюратора. Разрежение в задроссельном пространстве при этом падает, а на входе в карбюратор, наоборот, возрастает и основная часть картерных газов проходит через корпус воздушного фильтра, за счет чего увеличивается интенсивность вентиляции картера с возрастанием нагрузки на двигатель. У двигателя автомобиля "Москвич" и Нива ВАЗ-2121 с карбюратором ДААЗ система вентиляции аналогична вышеописанной.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ

Vidos — Thu, 19 Nov 2009 10:16:14 GMT

собенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или, как их принято называть, дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля), является приготовление горючей смеси топлива с воз¬духом внутри цилиндров.
В дизелях топливо поступает от насоса высокого давления и впрыскивается форсунками в цилиндры под давлением, в несколь¬ко раз превышающим давление воздуха в конце такта сжатия. Смесеобразование начинается с момента поступления топлива в цилиндр. При этом в результате трения о воздух струя топлива распыляется на мельчайшие частицы, которые образуют топлив¬ный факел конусообразной формы. Чем мельче распылено топли¬во и чем равномернее распределено оно в воздухе, тем полнее сгорают его частицы.
Испарение и воспламенение топлива осуществляются за счет высокой температуры и давления сжатого воздуха (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550... 700 °С, а давление — 3,5...5,5 МПа). Следует отметить, что после начала горения смеси температура, и давление в камере сгорания резко возрастают, что ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц распыленного факела топлива.
Чтобы обеспечить наилучшие мощностные и экономические показатели работы дизеля, необходимо впрыскивать топливо в его цилиндры до прихода поршня в ВМТ. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала впрыскива¬ния топлива, называют углом опережения впрыскивания топлива.
Для того чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен начинать подавать топ¬ливо еще раньше. Это вызвано необходимостью иметь некоторое время на нагнетание топлива от насоса к форсунке.
Угол по кривошипу коленчатого вала, на который поршень не доходит до ВМТ в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения подачи топлива.
При малой нагрузке в цилиндрах дизеля практически всегда имеется достаточное количество воздуха для полного сгорания топ¬лива. В этом случае коэффициент избытка воздуха имеет сравни¬тельно ббльшую величину, так как с увеличением нагрузки воз¬растает только подача топлива, но при этом значение коэффициента избытка воздуха уменьшается, вследствие чего ухудшается процесс сгорания топлива. Поэтому среднее значение коэффици¬ента избытка воздуха а для различных типов дизелей, обеспечива¬ющего их бездымную работу, принимают равным 1,3... 1,5, что обусловливает также высокую экономичность дизелей по сравне¬нию с карбюраторными двигателями.
Существенное влияние на улучшение смесеобразования и про¬цесса сгорания оказывают способы приготовления рабочей смеси и принятая форма камеры сгорания. По способу приготовления рабочей смеси различают объемное, объемно-пленочное и пленочное смесеобразования. Каждому из этих способов присущи свои характерные особенности, для реализации которых требуются камеры сгорания с соответствующими конструктивными решениями. Су¬ществующие камеры сгорания дизелей по общности основных при¬знаков их конструкции объединяют в две группы: неразделенные (однополостные) и разделенные (двухполостные).
Неразделенные камеры сгорания (7.1, а) представляют со¬бой объем 3, заключенный между днищем поршня, когда он на¬ходится в ВМТ, и плоскостью головки 2. Такие камеры называют также однополостными с объемным смесеобразованием, так как процесс смесеобразования основан на впрыскивании топлива непосредственно в толщу горячего воздуха, находящегося в каме¬ре сгорания дизеля. При этом для лучшего перемешивания частиц распыленного топлива с воздухом свежему заряду сообщают при впуске вращательное движение с помощью завихрителей или винтовых впускных каналов, а форму камеры сгорания стремятся согласовать с формой струи топлива, подаваемой форсункой 1. Такой принцип смесеобразования используется в дизелях ЯМЗ, 7.1. Камеры сгорания дизелей: а — ЯМЗ-236М2; б — ЗИЛ-645; в — вихревого типа; 1, 7 — форсунки; 2, 6 — головки цилиндров; 3, 5 — камеры сгорания; 4 — поршень; 8 — пристеночная струя топлива; 9 — объемная струя топлива; 10 — основная камера; 11 — канал; 12 — дополнительная камера КамАЗ и Д-245.12, последний устанавливается на автомобиле ма¬лой массы ЗИЛ-5301 «Бычок».
В современных дизелях используется также пленочное смесеоб-разование, которое характеризуется тем, что большая часть впрыс-киваемого топлива подается на горячие стенки шарообразной ка¬меры сгорания, на которых оно образует сначала пленку, а затем испаряется, отнимая часть тепла от стенок.
Принципиальная разница между объемным и пленочным спо¬собами смесеобразования заключается в том, что в первом случае частицы распыленного топлива непосредственно смешиваются с воздухом, а во втором основная часть топлива сначала испаряется и затем в парообразном состоянии перемешивается с воздухом при интенсивном вихревом движении его в камере.
Разновидностью указанных способов смесеобразования явля¬ется объемно-пленочное смесеобразование, которое обладает свой¬ствами как объемного, так и пленочного смесеобразования. Су¬щественным преимуществом этого процесса является возможность создания многотопливных дизелей, позволяющих использовать наряду с дизельным топливом высокооктановые бензины и спир¬товые (метаноловые) смеси. В отечественном автомобилестроении к таким двигателям можно отнести дизель ЗИЛ-645, у которого процесс смесеобразования происходит в объемной камере сгора¬ния 5 (рис. 7.1, б), расположенной в поршне 4 в виде наклонной цилиндрической выемки с сферическим дном. Вращение воздуш¬ного заряда в камере обеспечивается при помощи вихреобразую-щего канала, создающего кольцевой вихрь, направление враще¬ния которого показано стрелкой. Топливо в камеру сгорания впрыс¬кивается из двухдырочного распылителя форсунки 7, располо¬женного в головке цилиндра 6. Пристеночная струя 8 топлива на¬правлена вдоль образующей камеры сгорания, объемная струя 9 пересекает внутренний объем камеры сгорания ближе к ее центру. Из-за пристеночной струи такой процесс часто называют объем¬ным пристеночно-пленочным смесеобразованием. Этот процесс по сравнению с другими способами смесеобразования экономичен и обеспечивает более мягкую работу дизеля с плавным нарастанием давления в его цилиндрах, а также улучшает пусковые качества дизеля.
Разделенные камеры сгорания состоят из двух объемов, соединенных между собой каналами: основного объема, заключенного в полости над днищем поршня, и дополнительного, расположен¬ного чаще всего в головке блока. Применяются в основном две группы разделенных камер: предкамеры и вихревые камеры. Дизе¬ли с такими камерами называют соответственно предкамерными и вихревыми.
В дизелях вихревого типа (рис. 7.1, в) объем дополнительной ка¬меры 12составляет 0,5...0,7 общего объема камеры сгорания. Основная 10 и дополнительная 12 камеры соединяются каналом 11, который располагается тангенциально к образующей дополнительной камере, в результате чего обеспечивается вихревое движение воздуха.
В дизелях предкамерного типа предкамера имеет цилиндрическую форму и соединяется прямым каналом с основной камерой, расположенной в днище поршня. В результате начального воспламенения и сгорания свежего заряда в предкамере создается высокая температура и давление, способствующие более эффективному смесеобразованию и сгоранию топлива в основной камере.
Современные быстроходные вихре- и пред камерные дизели имеют достаточно высокие мощностные показатели при сравнительно высокой степени сжатия. Но у них есть недостаток — затрудненный пуск дизеля, для устранения которого применяют специальные пусковые устройства. Общее устройство системы питания дизелей К системе питания дизелей относятся топливо- и воздухопод-водящая аппаратура, выпускной газопровод и глушитель шума отработавших газов. В четырехтактных дизелях наибольшее распространение получила топливоподводящая аппаратура разделенного типа, у которой топливный насос высокого давления и форсунки конструктивно выполнены отдельно и соединены топливопроводами. Топливоподача осуществляется по двум основным магистралям: низкого и высокого давления. Назначение механизмов и узлов магистрали низкого давления состоит в хранении топлива, его фильтрации и подаче под малым давлением к насосу высокого давления. Механизмы и магистрали высокого давления обеспечивают подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры дизеля.
Основными механизмами и узлами топливной аппаратуры дизелей ЯМЗ-236М2, -238М2 (7.2, а) являются топливный 7.2. Схемы систем питания дизелей: а - ЯМЗ-236М2; 6 - КамАЗ-740; /, 4, 6, 33, 35, 38, 39, 44 - сливные топливопроводы; 2 — муфта опережения впрыскивания топлива; 3, 36 — фильтры тонкой очистки; 5, 30 — форсунки; 7, 8, 13, 28, 31, 37, 41, 45 — топливопроводы низкого давления; 9, 25 — топливопроводы высокого давления; 10, 29 — насосы высокого давления; // — крышка всережимного регулятора; 12, 27 — топливоподкачивающие насосы; 14, 40 — топливные баки; 15 — штуцер; 16 — крышка фильтра; 17, 43 — фильтры грубой очистки; 18 — корпус фильтра; 19 — фильтрующий элемент; 20 — каркас фильтрующего элемента; 21 — топливоза-борная трубка; 22 — перепускной клапан; 23 — вал; 24 — крышка подшипников; 26 — насос ручной подкачки топлива; 32 — магнитный клапан; 34 — факельные
свечи; 42 — тройник насос 10 высокого давления, топливоподкачивающий насос 12 низкого давления, муфта 2 опережения впрыскивания топлива, форсунки 5, расположенные в головках цилиндров, топливный бак 14 с фильтром 17 грубой очистки топлива, фильтр J тонкой очистки топлива, топливопроводы 8 и 7 низкого давления, топливопроводы 9 высокого давления, сливные топливопроводы 6, 4 и 1.
Привод насоса высокого давления осуществляется от распределительного вала дизеля с помощью зубчатой передачи. Вал 23 привода установлен в подшипниках, закрытых крышкой 24. При помощи автоматической муфты 2 опережения впрыскивания топлива он соединяется с кулачковым валом насоса, на заднем конце которого под крышкой 11 смонтирован всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала дизеля.
Взаимодействие механизмов и узлов топливной аппаратуры, а также циркуляция топлива в них происходят следующим образом. Топливоподкачивающий насос 12 низкого давления через топливопровод 13 засасывает топливо из бака 14 через фильтр 17 грубой очистки и нагнетает его под избыточным давлением по топливопроводу 8 в фильтр 3 тонкой очистки.
Из этого фильтра по топливопроводу 7 топливо поступает к насосу высокого давления, откуда оно под большим давлением по топливопроводам 9 подается в соответствии с порядком работы дизеля к его форсункам 5, через которые впрыскивается в цилиндры.
Так как насос низкого давления подает больше топлива, чем это необходимо для работы дизеля, то часть топлива, не использованного в насосе высокого давления, через перепускной клапан 22 по сливным топливопроводам 4 и 1 отводится обратно в бак. Просочившееся через зазоры в деталях форсунок 5 топливо сливается в бак по сливным топливопроводам 6. При этом неиспользованное топливо обеспечивает смазывание и охлаждения деталей насоса и форсунки.
В дизелях семейства КамАЗ-740 (7.2, б) топливо из бака 40 под действием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом 27 низкого давления, проходит фильтры 43 грубой и 36 тонкой очистки.
По топливопроводам 41, 45, 28 и 37 магистрали низкого давления топливо поступает к насосу 29высокого давления и от него по топливопроводам 25 высокого давления подается к форсункам 30 в соответствии с порядком работы дизеля. Неиспользованное топливо и попавший в систему воздух отводятся через перепускной клапан насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по сливным топливопроводам 35 и 38. Из форсунок лишнее топливо по топливопроводам 44 и 33 поступает в бак через тройник 42 и топливопровод 39. Механизмы и узлы магистрали низкого давления В магистраль низкого давления входят топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающий насос низкого давления, насос для ручной подкачки топлива (см. рис. 7.2, б) и топливопроводы.
Топливный бак. У автомобилей МАЗ-5335, -5432 топливный бак 14 (см. рис. 7.2, а) изготовлен из листовой стали, установлен на кронштейн рамы с правой стороны и закреплен хомутами. Заправочный объем бака — 200 л. Бак имеет выдвижную заливную горловину с фильтрующей сеткой и герметичной пробкой. Пробка имеет двойной клапан для впуска и выпуска воздуха. В баке устанавливается фильтр предварительной (грубой) очистки топлива и датчик указателя уровня топлива. В нижней части бака имеется сливное отверстие, закрываемое пробкой.
Фильтр грубой очистки топлива. Фильтр грубой очистки топлива предназначен для предварительной очистки топлива. В автомобилях семейства МАЗ фильтр /7 размещается в топливном баке 14 (см. рис. 7.2, а) и состоит из корпуса с топливозаборной трубкой 21, крышки 16 и фильтрующего элемента 19, представляющего собой металлический каркас 20 с отверстиями, на который навит хлопчатобумажный шнур. Насосом низкого давления топливо из топливозаборной трубки 21 подается к фильтрующему элементу и, пройдя его, через штуцер 15 поступает в топливопровод 13 низкого давления.
В отличие от дизелей ЯМЗ топливные фильтры грубой очистки дизелей КамАЗ-740 и ЗИЛ-645 имеют следующие конструктивные особенности.
Фильтр грубой очистки не имеет специального (хлопчатома-терчатого) фильтрующего элемента, а очистка топлива происходит при помощи фильтрующей сетки со специальным успокоителем масла, которые установлены в корпусе-стакане и прикреплены у автомобилей КамАЗ к лонжерону рамы, а у автомобилей ЗИЛ-4331 — к кронштейну топливного бака.
Фильтр тонкой очистки топлива. Фильтр тонкой очистки (. 7.3) служит для окончательной очистки топлива перед поступлением его в топливный насос высокого давления. Он состоит из корпуса 8, крышки 4 и фильтрующего элемента 3. Крышка с корпусом соединена болтом 5, который ввертывается в стержень 9. Герметичность соединения обеспечивается уплотнительной прокладкой.
На входе в фильтр имеется жиклер 6, через который часть (избыток) топлива отводится по сливному топливопроводу помимо фильтрующего элемента. Это предотвращает излишнее загрязнение фильтра и способствует непрерывной циркуляции топлива в магистрали низкого давления, что исключает попадание воздуха в магистраль высокого давления. 7.3. Фильтр тонкой очистки топлива: 1— пружина; 2 — каркас; 3 — фильтрующий элемент; 4 — крышка; 5 — болт; 6 — жиклер; 7, 10 — пробки; 8 — корпус; 9 — стержень Сменный фильтрующий элемент 3 выполнен в виде стального каркаса 2, имеющего большое число отверстий. Каркас обмотан слоем ткани, поверх которой располагается слой фильтрующей массы, пропитанной специальным связывающим веществом. Наружная поверхность фильтрующего элемента обмотана марлевой лентой. К крышке 4 фильтрующий элемент поджимается пружиной 1. При работе насоса высокого давления топливо через жиклер 6 подается к фильтрующему элементу, проходит через него и попадает в полость между каркасом 2 и стержнем 9, откуда оно, поднимаясь вверх через канал в крышке 4, по топливопроводу поступает к насосу высокого давления. Для выпуска воздуха, попавшего в топливо при заполнении и прокачивании системы питания, служит отверстие в крышке, закрываемое пробкой 7. Отстой из фильтра выпускается через нижнее отверстие с резьбовой пробкой 10.
Топливный фильтр тонкой очистки дизелей КамАЗ-740 и ЗИЛ-645 имеет следующие особенности. Фильтр тонкой очистки 36 ( 7.2) расположен выше других приборов системы питания, что способствует концентрации в нем воздуха, проникающего в фильтр при циркуляции топлива, и облегчает сбрасывание в бак по сливному топливопроводу через жиклер с дополнительно установленным в нем клапаном, открывающимся при избыточном давлении 0,15...0,17 МПа. Для повышения качества очистки топлива фильтр тонкой очистки снабжен двумя параллельно работающими сменными фильтрующими элементами, изготовленными из пакета специальной бумаги и установленными в одном сдвоенном корпусе.
Топливоподкачивающий насос низкого давления. Насос предназначен для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления. Топливоподкачивающий насос поршневого типа приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления. На входе и выходе топлива в корпусе / (рис. 7.4, а) насоса установлены впускной 13 и выпускной 15 клапаны с пружинами 14 и 16. Поршень 19 приводится в движение через роликовый толкатель 3, состоящий из ролика 2, штока 5 и пружины 4, которая прижимает толкатель к эксцентрику 23 (рис. 7.4, б).
При движении поршня 19 вверх под давлением предварительно поступившего в насос топлива впускной клапан 13 закрывается, а выпускной клапан /5 открывается. При этом топливо из по- 7.4. Топливоподкачивающий насос низкого давления дизелей семейства ЯМЗ: а — устройство; 6 — схема перепуска топлива; в — схема всасывания и нагнетания; 1 — корпус; 2 — ролик; 3 — толкатель; 4, 14, 16, 18 — пружины; 5, 9 — штоки; 6 — дренажный канал; 7, 17 — штуцеры; 8, 19 — поршни; 10 — рукоятка; 1.1 — цилиндр; 12 — прокладка; 13, 15 — соответственно впускной и выпускной клапаны; 20 — направляющая втулка; 21 — хвостовик; 22 — перепускной канал; 23 — эксцентрик; А, Б — нагнетательные полости лости А через перепускной канал 22 поступает в полость Б, объем которой вследствие перемещения поршня вверх увеличивается.
При движении поршня 19 вниз (рис. 7.4, в) выпускной клапан 15 закрывается и топливо из полости Б нагнетается к выходному отверстию насоса, откуда через выпускной штуцер 17 поступает в фильтр тонкой очистки и затем к насосу высокого давления.
При этом из-за увеличения объема в полости А возникает разрежение, под действием которого открывается впускной клапан 13 (см. рис. 7.4, б) и в эту полость через отверстие впускного штуцера 7 (см. рис. 7.4, а) поступает новая порция топлива, и цикл работы насоса повторяется.
При различных режимах работы дизеля постоянное давление в перепускном канале 22 (см. рис. 7.4, б) достигается переменным ходом поршня 19, обеспечиваемым специально подобранной пружиной 18. На режимах частичных нагрузок дизеля при малых расходах топлива в полости Б возникает давление и поршень 19 не совершает своего полного хода, поэтому шток 5 (см. рис. 7.4, а) толкателя частично перемещается вхолостую, вследствие чего подача топлива уменьшается.
Для предотвращения разжижения масла в картере насоса высокого давления топливо, просочившееся между штоком 5 и стенками отверстия его направляющей втулки 20, поступает обратно в полость впускного клапана 13 через дренажный канал 6.
На корпусе насоса низкого давления установлен насос ручной подкачки "топлива, который служит для заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха после проведения ре-монтно-профилактических работ или длительной стоянки автомобиля. Насос состоит из цилиндра 11, поршня 8 со штоком 9 и рукоятки 10.
Для ручной подкачки топлива отвертывают рукоятку 10 с резьбового хвостовика 21 (см. рис. 7.4, в) и, действуя ею, как штоком в обычном поршневом насосе, нагнетают в магистраль топливо или удаляют из нее воздух. После окончания ручной подкачки рукоятку 10 навертывают на хвостовик 21 до плотного прилегания поршня к прокладке 12 (см. рис. 7.4, а), чтобы не допустить подсоса воздуха в систему питания через насос ручной подкачки.
По сравнению с дизелями ЯМЗ-236М2 и -238М2 в дизелях КамАЗ-740, ЗИЛ-645 и Д-245.12 топливный насос низкого давления при наличии конструктивных изменений в устройстве отдельных узлов не имеет существенных различий по принципу действия.
Насос низкого давления дизеля КамАЗ-740 ( 7.5) работает следующим образом. При опускании толкателя / поршень 2 под действием пружины 3 движется вниз. При этом в полости А создается разрежение и впускной клапан 4, сжимая пружину, перепускает топливо в эту полость по топливопроводу от фильтра грубой 7.5. Схема топливоподкачиваю-щего насоса дизеля КамАЗ-740: 1 — толкатель; 2 — поршень; 3 — пружина; 4 — впускной клапан; 5 — насос ручной подкачки; 6 — выпускной клапан; А, Б — полости соответственно всасывания и нагнетания очистки. Одновременно топливо, находящееся в нагнетательной полости Б, вытесняется к топ¬ливному насосу высокого давле¬ния (ТНВД).
При движении поршня 2 вверх под давлением предвари¬тельно поступившего топлива за¬крывается впускной клапан 4 и открывается выпускной клапан 6. В этом случае топливо из полос¬ти А через перепускной канал по¬ступает в полость Б и при последующем перемещении поршня 2 вниз описанный цикл работы насоса повторяется.
К фланцу насоса низкого давления крепится насос 5 ручной подкачки топлива. В системе питания дизелей КамАЗ установлен второй насос ручной подкачки топлива аналогичного типа, кото¬рый крепится через кронштейн к картеру сцепления. Этот насос позволяет подкачивать топливо без опрокидывания кабины, что создает значительные удобства при пуске двигателя, особенно в сложных условиях эксплуатации. Механизмы и узлы магистрали высокого давления К приборам питания магистрали высокого давления дизелей относятся топливный насос высокого давления, муфта опереже¬ния впрыскивания, форсунки и топливопроводы.
Топливный насос высокого давления. Для точного дозирования топлива и подачи его в определенный момент под высоким дав¬лением к форсункам применяется топливный насос высокого давления. Наибольшее распространение на дизелях получили мно¬госекционные насосы с постоянным ходом плунжера и регули¬ровкой конца подачи топлива.
По расположению секций насосы подразделяются на рядные и V-образные. Каждая секция топливного насоса обеспечивает рабо¬ту одного из цилиндров дизеля, поэтому число секций топливного насоса определяется числом его цилиндров. Топливный насос ди¬зеля Д-245.12 — рядный четырехсекционный, ЯМЗ-236М2 — ряд 7.6. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-236М2: 1 — корпус насоса; 2, 29, 37 — винты; 3 — рейка; 4 — зубчатый венец; 5 — перепускной клапан; 6— плунжер; 7— штуцер; 8 — пробка; 9— корпус регулятора; 10 — тяга; 11 — шестерня; 12 — кулачковый вал; 13 — привалочная плоскость; 14 — эксцентрик; 15 — ролик; 16 — поворотная втулка; 17 — выступы плунжера; 18 — толкатель; 19 — кулачки; 20 — подшипник; 21 — опорные пальцы; 22, 32, 38 — пружины; 23, 26 — соответственно ведущая и ведомая полумуфты; 24 — крышка; 25 — грузы; 27 — ось; 28, 39 — тарелки; 30 — отводящий канал; 31 — упор; 33 — нагнетательный клапан; 34 — седло; 35 — гильза; 36 — подводящий канал; 40 — болт регулировочный ный шестисекционный, дизелей ЯМЗ-238М2 и ЗИЛ-645 — рядный восьмисекционный, дизеля КамАЗ-740 — V-образный восьмисекционный. Давление впрыскивания, создаваемого насосами, составляет 17,0... 18,5 МПа. Конструктивно топливные секции рядных насосов дизелей ЯМЗ-236М2, -238М2, ЗИЛ-645 и Д-245.12 существенных различий не имеют. Типичным примером конструкции рядного топливного насоса высокого давления является насос дизеля ЯМЗ-236М2 ( 7.6), состоящий из шести одинаковых секций. В нижней части корпуса 1 насоса на двух ра-диально-упорных шарикоподшипниках 20, уплотненных самоподжимными сальниками, установлен кулачковый вал 12 с шестерней 11.
На кулачковом валу имеются профилированные кулачки 79 для каждой насосной секции и эксцентрик 14 для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к привалоч-ной плоскости 13 насоса высокого давления.
В перегородке корпуса напротив каждого кулачка установлены роликовые толкатели 18. Оси роликов 75 своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей. Насосные секции установлены в верхней части корпуса и крепятся винтами 29. Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 6 и гильзы 35. Плунжерную пару изготавливают из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окончательной обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в соединении зазор 0,0015...0,0020 мм. Этим достигается максимальная плотность сопряжения взаимодействующих деталей, обеспечивающих необходимое давление впрыскивания топлива.
Топливо к плунжерным парам подводится по каналу 36, а отводится по каналу 30, в переднем конце которого под колпаком установлен перепускной клапан 5. Если давление в каналах превышает 0,16...0,17 МПа, то клапан открывается и перепускает часть топлива в бак. Попавший в каналы насоса воздух выпускается через отверстие, закрываемое пробкой 8. На торец гильзы 35 притертой торцовой поверхностью опирается седло 34 нагнетательного клапана 33. Седло прижато к гильзе плунжера штуцером 7 через уплотнительную прокладку.
Нагнетательный клапан 33 состоит из головки с запорной конической фаской, разгрузочного пояска и хвостовика с прорезями для прохода топлива. Сверху на клапан установлена пружина 32, которая прижимает его к седлу. Верхний конец упирается в выступ упора 31.
При вращении кулачкового вала 12 насоса выступ кулачка 19 набегает на роликовый толкатель 18, который через болт 40 воздействует на плунжер 6 и перемещает его вверх. Когда выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина 38, упирающаяся в тарелки 39 и 28, возвращает плунжер в первоначальное положение. Рейка 3 входит в зацепление с зубчатым венцом 4 поворотной втулки 16, надетой на гильзу, а в вертикальные пазы нижней части втулки входят выступы 17 плунжера.
При перемещении рейки 3 вдоль ее оси втулка 16 поворачивается на гильзе и, действуя на выступы 77 плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом 37, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой 10 регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе Р.
Выступающий из насоса передний конец рейки закрыт запломбированным колпачком, в который ввернут винт 2 ограничения мощности двигателя при обкатке автомобиля.
Для опережения впрыскивания топлива в цилиндры дизеля в зависимости от частоты вращения его коленчатого вала в передней части насоса установлена центробежная муфта. Она состоит из ведущей 23 и ведомой 26 полумуфт. На ведомой полумуфте закреплены две оси 27 с установленными на них центробежными грузами 25, в вырезах которых размещены пружины 22, опирающиеся с одной стороны на оси 27, а с другой — на опорные пальцы 21 ведущей полумуфты 23. Механизм муфты в сборе закрыт крышкой 24, которая навернута на резьбу ведомой муфты.
На дизеле ЗИЛ-645 топливный насос высокого давления рядный восъмисекционный, создает давление впрыскивания до 18,5 МПа. Он установлен в развале блока цилиндров. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала через две пары зубчатых колес, упругую муфту привода и автоматическую.муфту опережения впрыскивания.
Насосные секции топливного насоса так же, как у насоса дизелей ЯМЗ, плунжерного (золотникового) типа с постоянным ходом плунжера. Несмотря на отдельные конструктивные отличия насоса работа его секций принципиально не отличается от работы секций насоса дизелей ЯМЗ-236М2, -238М2.
На дизелях автомобилей КамАЗ устанавливают V-образные насосы высокого давления. Они располагаются в развале блока цилиндров и приводятся в действие от шестерени привода. В корпусе 1 насоса ( 7.7) установлен механизм 20 поворота плунжеров, соединенный с правой и левой рейками, которые действуют на плунжеры нагнетательных секций, расположенные в два ряда. 7.7. Насос высокого давления с V-образным расположением секций: 1 — корпус насоса; 2 — ролик толкателя; 3 — толкатель; 4 — пята; 5 — тарелка; б — поворотная втулка; 7 — пружина толкателя; 8 — шайба; 9 — плунжер; 10, 11, 16— прокладки; 12— штифт; 13— рейка; 14— гильза; 15— корпус секции насоса; 17 — нагнетательный клапан; 18 — рычаг; 19 — регулятор; 20 — механизм поворота плунжеров; 21 — насос ручной подкачки топлива; 22 — топливный насос низкого давления В каждом ряду расположено по четыре нагнетательных секции, давление впрыскивания которых по сравнению с давлением впрыскивания дизелей ЯМЗ-236М2, -238М2 увеличено и составляет (18+05) МПа. Секции насоса расположены под углом 75° в два ряда, что повышает прочность кулачкового вала за счет уменьшения его длины, позволяет увеличить давление впрыскивания и повысить работоспособность плунжерных пар.
Каждая секция насоса состоит из корпуса 15, гильзы 14 с плунжером 9, поворотной втулки 6, нагнетательного клапана 17, прижатого штуцером к гильзе плунжера через уплотнительную прокладку 16. Положение гильзы 14 относительно корпуса 15 фиксируется штифтом 12. В нижней части гильза и корпус уплотняются прокладками 10 и //.
Так же, как и у дизелей ЯМЗ, топливные секции насоса плунжерного типа имеют постоянный ход плунжера. Плунжер приводится в движение от кулачкового вала насоса через ролик 2 толкателя 3. Пружина 7 толкателя в верхней части упирается в шайбу 8, а через тарелку 5 постоянно прижимает ролик 2 к кулачку. Толкатель от поворота фиксируется сухарем, выступ которого входит в паз корпуса насоса.
Начало подачи топлива регулируется установкой пяты 4 определенной толщины. При установке пяты большей толщины топливо будет подаваться раньше, меньшей толщины — позднее. Чтобы изменить количество подаваемого топлива, плунжер 9 поворачивается относительно гильзы 14 при помощи рейки 13 насоса, которая связана с поворотной втулкой 6.
Управление подачей топлива осуществляется из кабины водителя педалью, воздействующей с помощью тяг и рычага 18 на всережимный регулятор 19 частоты вращения коленчатого вала, расположенный в развале топливного насоса. На крышке регулятора 19 закреплен топливный насос 22 низкого давления и насос 21 ручной подкачки топлива. Работа насоса высокого давления плунжерного типа, установленного на дизелях ЯМЗ-236М2, -238М2, Д-245.12, КамАЗ-740 и ЗИЛ-645, состоит из наполнения надплунжерного пространства топливом с частичным его перепуском, подачи топлива под давлением к форсункам, отсечки и перепуска его в сливной топливопровод. При работе двигателя рейка топливного насоса перемещается в соответствии с изменением подачи 7.8. Схема работы секции насоса высокого давления: а — впуск (наполнение); б — начало подачи; в — конец подачи;1— плунжер; 2 — паз; 3 — выпускное отверстие; 4 — сливной канал; 5 — пружина; 6 — нагнетательный клапан; 7 — разгрузочный поясок; 8 — надплунжерное про-странство; 9— впускное отверстие; 10 — подводящий канал; 11 — корпус насоса; 12 — гильза; 13 — винтовая кромка топлива, при этом одновременно поворачиваются плунжеры всех секций.
Ввиду того что все секции работают одинаково, рассмотрим работу насоса на примере одной из секций дизеля ЯМЗ-236М2. При движении плунжера 1 вниз (рис. 7.8, а) внутреннее простран¬ство гильзы 12 наполняется топливом из подводящего канала 10 корпуса 11 насоса. При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под
действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх (рис. 7.8, б), перепуская топливо обратно в подводящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера / не перекроет впускное отвер¬стие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топли¬ва резко возрастает, и при 1,2... 1,8 МПа топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и посту¬пает в топливопровод.
Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повыше¬ние давления (до 16,5+05 МПа), которое превышает давление, со¬здаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винто¬вая кромка 13 (7.8, в) плунжера не откроет выпускное отвер¬стие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закры¬вается и надплунжерное пространство разъединяется с топливо¬проводом высокого давления. При дальнейшем движении плун-жера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продоль¬ный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.
Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода примерно на 70... 80 мм3. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесеобразования и сгорания рабочей сме¬си, а также повышает надежность работы форсунки.
Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впуск¬ного отверстия до момента открытия выпускного отверстия назы¬вается активным ходом плунжера, который в основном и опреде¬ляет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.
Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера 1 зубчатой рей¬кой. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.
На рис. 7.9 показаны следующие положения винтовой кромки плунжера за цикл работы топливной секции:
положение а — максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 1. В этом случае расстояние п от винтовой кромки 5 плунжера до выпускного отверстия 2 будет наиболь¬шим;
положение б — промежуточная подача, так как при повороте плунжера по часовой стрелке расстояние h уменьшается и выпуск¬ное отверстие открывается раньше;
положение в нулевая подача топлива. Плунжер повернут так, что его продольный паз 3 расположен напротив выпускного от- 7.9. Схема изменения подачи топлива: а — максимальная подача; б — промежуточная подача; в — нулевая подача; 1 — плунжер; 2 — выпускное отверстие; 3 — продольный паз; 4 — впускное отверстие; 5 — винтовая кромка; h — расстояние от впускного отверстия до винтовой кромки плунжера верстия 2 (Л = 0), в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в сливной канал, подача топлива прекращается и двигатель останавливается.
Момент начала подачи топлива каждой секцией по углу поворота коленчатого вала изменяют регулировочным болтом 40 (7.6) с контргайкой, ввернутым в толкатель. При вывертывании болта верхний торец плунжера раньше перекрывает впускное отверстие 4 ( 7.9) гильзы и топливо раньше подается к форсунке, т.е. угол начала подачи топлива увеличивается. При ввертывании болта в толкатель этот угол уменьшается и топливо к форсунке подается с запаздыванием.
Муфта опережения впрыскивания. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот и топливо из секций топливного насоса высокого давления подается в цилиндры дизеля в соответствии с порядком его работы. Для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала служит муфта опережения впрыскивания топлива, которая дополнительно поворачивает кулачковый вал относительно вала привода топливного насоса, обеспечивая тем самым углы опережения впрыскивания, близкие к оптимальным.
Механизм опережения впрыскивания дизелей ЯМЗ имеет две полумуфты, установленные в корпусе 5 (рис. 7.10, я): ведущую б и ведомую 10. Ведущая полумуфта надета на ступицу ведомой полумуфты и может на ней поворачиваться, а ведомая полумуфта жестко закреплена на кулачковом валу 11 насоса. Ведущая полумуфта через промежуточные детали 2, 3 и 4 соединена с валом 1 привода. Между полумуфтами расположены два одинаковых груза 7, установленных на осях 8 ведомой полумуфты, а своим криволинейным вырезом грузы охватывают опорные пальцы 12 ведущей полумуфты. Между осями 8 и опорными пальцами 12 враспор установлены пружины 9, которые, стремясь увеличить расстояние между ними, поворачивают одну полумуфту относительно другой. В этом случае (рис. 7.10, б, I) грузы 7 смещаются к центру механизма, а ведомая полумуфта занимает исходно

СИСТЕМА ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Vidos — Wed, 18 Nov 2009 11:50:10 GMT

Смесеобразование и общее устройство системы питания

Смесеобразование. Сущность процесса смесеобразования в карбюраторных двигателях заключается в получении мельчайших частиц бензина, полном их испарении и перемешивании с воздухом. Процесс получения смеси воздуха с мелкораспыленным и частично испаренным бензином называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс, — карбюратором. Основным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возможных режимов работы двигателя. При этом смеседозирующие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотношение между распыленным топливом и воздухом. Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и паров бензина с воздухом называется горючей смесью. В цилиндрах двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточными газами) и превращается в рабочую смесь.
В карбюраторных двигателях процесс смесеобразования происходит за тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий в смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко распылиться, перемешаться с воздухом и испариться. Распыление топлива происходит главным образом из-за разности скоростей поступления топлива и воздуха. Наибольшая скорость движения топлива в смесительной камере карбюратора равна 5...7 м/с, а воздуха — 100... 150 м/с, что примерно в 20 —25 раз больше. С повышением скорости перемещения воздуха в смесительной камере тонкость распыления бензина увеличивается, а следовательно, увеличивается и скорость его испарения. Увеличение скорости испарения бензина происходит еще и за счет подогрева горючей смеси горячими стенками цилиндров, камер сгорания и днищами поршней. Если такой подогрев смеси оказывается недостаточным, то применяют местный подогрев участка впускного газопровода, связывающего карбюратор с цилиндрами двигателя, отработавшими газами. Наиболее полное смесеобразование обеспечивается при температуре 45...65"С.
Состав горючей смеси. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг (или 12,5 м3) воздуха. Однако при работе карбюраторного двигателя количество воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительного количества воздуха La, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству Ц. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называется нормальной (а = La/LT - 1); если больше 15 кг, но не больше 17 кг, то обедненной (а = 1,05... 1,15); если больше 17 кг, то бедной (а = 1,2... 1,25); если меньше 15 кг, но не меньше 12 кг, то обогащенной (а = 0,8...0,95); если меньше 12 кг, то богатой (а = = 0,4...0,7). Наибольшая экономичность достигается при работе двигателя на обедненной смеси. Общее устройство системы питания. В карбюраторном двигателе система питания служит для приготовления горючей смеси, подачи ее к цилиндрам и отвода из них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отработавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

Карбюраторы двигателей легковых автомобилей

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 в связи с лучшей дозировкой и распределением горючей смеси по цилиндрам.
Широко применяются 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. Моделями таких типов карбюраторов оснащаются двигатели многих легковых автомобилей.
Карбюратор 2108-1107010. На двигателях переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ установлен двухкамерный карбюратор 2108-1107010 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 смеседозирующей системы первой камеры, и период работы на обогащенной смеси при полных нагрузках двигателя в процессе совместной работы смеседозирующих устройств обеих камер карбюратора.
Карбюратор через теплоизолирующую прокладку устанавливается на впускной газопровод с помощью четырех шпилек с гайками. Он состоит из двух базовых деталей корпуса и крышки , в которой имеются входные горловины / смесительных камер и колодцы для прохода воздуха к двум главным воздушным жиклерам. В горловине первой камеры установлена воздушная заслонка, а с боковой стороны крышки крепится пусковое устройство с регулировочным винтом, пружиной и мембраной в сборе со штоком. В резьбовом канале крышки крепится электромагнитный клапан и топливный жиклер 21 системы холостого хода. Для подачи в карбюратор топлива и слива его излишков в крышке установлены соответственно патрубки.
Совместно с корпусом отливаются большие диффузоры, в которые вставляются малые диффузоры, отлитые заодно с их распылителями. Внутри корпуса размещается поплавковая камера с топливными каналами и установлен распылитель ускорительного насоса. Основная рабочая полость ускорительного насоса размещена в приливе корпуса, к которому крепится крышка с рычагом привода и мембраной 14. Привод ускорительно насоса осуществляется от кулачка, установленного на оси дроссельной заслонки первой камеры. К приливу корпуса, образующему рабочую полость с жиклером, крепится крышка с мембраной экономайзера мощностных режимов, на которой закреплена игла, воздействующая на шариковый клапан.

Для передачи разрежения от карбюратора к вакуумному регулятору распределителя зажигания в корпусе установлен патрубок, а для отсоса картерных газов служит патрубок.
В первой и во второй смесительных камерах дроссельные заслонки 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 приборов салона кузова.
К основным устройствам и системам карбюратора относятся: система холостого хода и переходные системы, поплавковая камера, главные дозирующие системы, экономайзер мощностных режимов, экономайзер полных нагрузок (эконостат), ускорительный насос, пусковое устройство и система снижения токсичности отработавших газов.
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 первой и второй камер закрыты, разрежение 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 через главный топливный жиклер первой камеры и эмульсионный колодец, поднимается по топливному каналу, проходит жиклер, смешивается с воздухом, поступающим из жиклера, и по эмульсионному каналу выходит в виде эмульсии под регулировочный винт качества смеси. Из щелевидного отверстия на пути эмульсии подсасывается воздух из смесительной камеры. Образовавшаяся таким образом обогащенная горючая смесь поступает в впускной газопровод, а затем в цилиндры двигателя.
Количество смеси на холостом ходу регулируется упорным винтом, установленным на рычаге дроссельной заслонки. При завертывании винта дроссельная заслонка приоткрывается.
В этом карбюраторе при выключении зажигания отключается электромагнитный клапан, игла которого под действием пружины перекрывает топливный жиклер и не допускает работу системы с выключенным зажиганием.
Переходная система второй камеры вступает в работу в начале открытия дроссельной заслонки, 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 эмульсионным отверстием, обеспечивающим плавный переход с одного режима работы на другой в моменты начала полного открытия дроссельных заслонок обеих камер. Данная переходная система работает подобно переходной системе с ще-левидным отверстием первой камеры, но она питается топливом через жиклер непосредственно из поплавковой камеры. При этом топливо смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер, и образовавшаяся эмульсия по каналу направляется под дроссельную заслонку через выходное отверстие 10. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки разрежение в диффузоре второй камеры возрастает, а у отверстия уменьшается, вследствие чего постепенно вступает в работу главная дозирующая система второй камеры, соединенная каналами с поплавковой камерой.
Поплавковая камера карбюратора сбалансированная, это достигается двумя отверстиями, соединяющими поплавковую камеру с воздушным фильтром, вследствие чего в них уравновешивается 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.

Главная дозирующая система:

Благодаря двум сообщающимся объемам поплавковой камеры, которые охватывают смесительные камеры с двух сторон, обеспечена надежная подача к ним топлива через фильтр даже при сильных кренах автомобиля. Карбюратор имеет двойной поплавок из эбонита, соединенный с запорным устройством, и патрубок с жиклером, перепускающим излишки топлива обратно в топливный бак.
Главные дозирующие системы приготавливают горючую смесь необходимого состава при работе двигателя на режимах с частичными нагрузками и полном открытии дроссельных заслонок. При этом топливо из поплавковой камеры через жиклеры поступает к эмульсионным колодцам, в которых находятся эмульсионные трубки, и смешивается с воздухом, поступающим из воздушных жиклеров. Затем эта топливовоздушная смесь поступает через каналы в распылитель, где смешивается с воздухом, протекающим через диффузоры / смесительных камер, образуя горючую смесь. Дозированием количества воздуха, поступающего в эмульсионные колодцы через жиклеры, можно получить характеристику карбюратора, близкую к оптимальной. Это объясняется тем, что воздух, поступающий в колодцы через жиклеры, изменяет разрежение перед топливными жиклерами. При этом интенсивность истечения топлива значительно снижается (затормаживается), а отверстия в эмульсионных трубках обеспечивают хорошее эмульсирование топлива. Подбором размеров воздушных жиклеров можно обеспечить такую закономерность изменения разрежения у топливных жиклеров, 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 первой камеры соединяется механически с дроссельной заслонкой второй камеры таким образом, что в тот момент, когда первая открыта на 2/з своего полного открытия, начинает открываться заслонка второй камеры. Следовательно, на режимах дросселирования в основном работает первая смесительная камера, обеспечивающая работу двигателя в широком диапазоне.
Экономайзер мощностных режимов 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. Он соединяется каналом 10 с поплавковой камерой, в которой установлены главные топливные жиклеры.

Рис. 6.6. Экономайзер и эконостат мощностных режимов:

Полость над мембраной /соединяется с поддроссельным про-странством воздушным каналом. Жиклер экономайзера уста-навливается в топливном канале. Через шариковый клапан соединяются внутренняя полость под мембраной и поплавковая камера карбюратора.
При открытии дроссельной заслонки на большой угол разре¬жение во впускном газопроводе уменьшается и соответственно снижается его воздействие через воздушный канал на мембрану. Вследствие этого пружина отжимает вправо связанные с ней мем¬брану и шариковый клапан. При этом дополнительное коли¬чество топлива через жиклер экономайзера по каналу поступает в главную дозирующую систему, обогащая горючую смесь.
Экономайзер полных нагрузок (эконостат) взаимодействует со второй смесительной камерой и вступает в работу на нагрузочных и скоростных режимах, близких к предельным, при полностью открытых дроссельных заслонках, обогащая горючую смесь для получения максимальной мощности двигателя. При этом топли¬во поступает через топливный жиклер, проходит эмульсионную трубку и по топливному каналу поступает к впрыскивающей трубке эконостата, размещенной выше распылителя главной дозирующей системы.
Ускорительный насос служит для кратковременного обогащения горючей смеси в режиме ускорения (разгона) автомобиля. Особенностью его устройства является наличие распылителей в каждой смесительной камере. Ускорительный насос мембранного типа с приводом от кулачка, расположенного на оси дроссельной заслонки . Производительность насоса не регулируется, а зависит только от профиля кулачка. При резком открытии дроссельной заслонки кулачок перемещает рычаг и через толкатель 4 нажимает на мембрану , преодолевая сопротивление возвратной пружины. Мембрана через колодец ускорительного насоса, шариковый клапан и распылители 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 и поступает в рабочую полость ускорительного насоса.
Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой смеси, что способствует быстрому пуску и прогреву холодного двигателя. В нем предусмотрены мембранный и рычажный механизмы для закрытия воздушной заслонки и прикрытия дроссельной заслонки. Особенность этих механизмов заключается в использовании фигурных кромок на рычаге.

Наружная фигурная кромка воздействует на промежуточный рычаг, связанный с дроссельными заслонками через регулировочный винт, фиксируемый скобкой. При полном закрытии воздушной заслонки дроссельная заслонка первой камеры приоткрывается на 0,8... 1,5 мм (величина И'). В промежуточных положениях рычага его фигурные кромки взаимодействуют со штифтом поводка 8 воздушной заслонки и допускают ее открытие на определенный угол. Ручное управление рычагом осуществляется рукояткой из салона кузова посредством тяги.
При пуске холодного двигателя рычаг поворачивается против часовой стрелки (вытягиванием рукоятки на себя); при этом образовавшийся зазор между фигурными кромками рычага и поводка позволяет возвратной пружине удерживать воздушную заслонку в закрытом положении. 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, приготавливая богатую горючую смесь.С увеличением разрежения под дросселем первой камеры мембрана будет воздействовать на шток и принудительно приоткрывать воздушную заслонку. Величину приоткрывания заслонки (пускового зазора) h = 2,5... 3,2 мм можно регулировать винтом. Величина приоткрывания зависит от ширины паза между кромками рычага и от положения регулировочного винта.
По мере прогрева двигателя рычаг 4 поворачивают по часовой стрелке, при этом с помощью наружной фигурной кромки 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 черезмерного обогащения или обеднения горючей смеси.
Система снижения токсичности отработавших газов обеспечивает управление включением и отключением электромагнитного клапана 3 (рис. 6.9) карбюратора 4 при его работе в режиме экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ). Это происходит, например, при движении автомобиля под уклон или его быстром 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 2 является основным узлом экономайзера принудительного холостого хода и всей системы сни-

Принципиальная схема управления ЭПХХ:

жения 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 открывает топливный жиклер, установленный в канале 9 системы холостого хода. После пуска двигателя и при его работе на холостом ходу электромагнитный клапан 3 получает питание от электронного блока управления.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала более 1900 об/мин электронный блок управления 2 отключается и не действует на электромагнитный клапан, но в катушку клапана поступает ток, 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 уменьшении частоты вращения коленчатого вала до 1650 об/мин включается электронный блок управления 2 и на электромагнитный клапан 3 снова подается ток, который открывает топливный жиклер и подает горючую смесь из канала 9. Карбюратор имеет также полость 7 подогрева горючей смеси при выходе ее из системы холостого хода.
На двигателях переднеприводных автомобилей «Москвич-2141», -21412 устанавливают соответственно карбюраторы ДААЗ-2141-1107010 типа «Озон» и ДААЗ-21412-1107010 типа «Солекс», а на двигателях автомобилей ЗАЗ-1102, -1105 «Таврия» — ДААЗ-21081-1107010. Устройство и принцип действия основных смеседозирую-щих систем этих карбюраторов не имеют принципиальных различий от описанных выше, за исключением того, что привод дроссельной заслонки второй камеры у карбюратора ДААЗ-2141-1107010 пневматический. Кроме того, различны тарировочные данные жиклеров этих карбюраторов.

Электронные системы впрыскивания топлива

Применение и принцип работы систем впрыска топлива. Пределом обеднения смеси является неравномерность распределения ее по цилиндрам. В двигателях с карбюраторным питанием неравномерность состава смеси может достигать 10... 15 %. Этот недостаток может быть устранен применением систем впрыска топлива. В этом случае улучшаются равномерность распределения топлива по цилиндрам, газодинамические характеристики впускного тракта, обеспечивается более высокий коэффициент наполнения цилиндров свежим зарядом, появляется возможность применения топлива с более низким октановым числом и т.д. При применении систем впрыска топлива мощность двигателя повышается в среднем на 10... 12 %, улучшается топливная экономичность, снижается токсичность отработавших газов.
Система электронного впрыска топлива включает в себя топливный насос с электроприводом и регулятор давления, поддерживающий постоянное рабочее давление в системе до 0,17...0,20 МПа.
Впрыск топлива во впускные каналы цилиндров осуществляется электромагнитными форсунками, время открытия которых зависит от давления во впускной системе двигателя и частоты вращения коленчатого вала.
Принципиальная схема электромагнитной форсунки для впрыска топлива показана на рис. 6.10, а. В корпусе 1 форсунки расположены игольчатый клапан 2, нагруженный усилием мембраны 3, и соленоид 4.
Когда игла прижата к седлу распылителя, поступающее из топливной магистрали 7 топливо проходит через корпус форсунки на слив. В соответствии с электрическим сигналом от распределительного устройства 5 соленоид 4 освобождает мембрану 3, в этом случае сливной канал 9 закрывается, а игла 2 под давлением топлива поднимается.
На выходе из сопла форсунки факел топлива
Расположение электромагнитной форсунки 11 показано на рис. 6.10, б. Она закрепляется на впускном газопроводе 13, а ее распиливающий конус 12 при впрыскивании топлива направлен в зону проходного отверстия впускного клапана

Характеристика двигателя с системой впрыска топлива и карбюратором:

Особенностью электронной топливовпрыскивающей системы является то, что она функционирует во взаимосвязи с электронным блоком управления, а в качестве главного управляющего параметра для регулирования подачи топлива используется величина расхода воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Количество топлива, впрыскиваемого в надкла-панные пространства, зависит от массовой скорости воздушного потока и его объема во впускном тракте

На снятой с двигателя легкового автомобиля характеристике (рис. 6.11) показаны усредненные показатели, характеризующие эффективный удельный расход топлива ge и среднее эффективное давление ре. Испытания проведены соответственно при встроенной системе впрыска топлива (сплошные линии) и при работе двигателя с классической (карбюраторной) системой питания (пунктирные линии). Количественная оценка этих кривых во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала показывает реальное преимущество системы впрыска топлива, как по экономическим, так и по динамическим показателям.
Наряду с этим основным препятствием более широкого распространения систем впрыска топлива является их более высокая стоимость по сравнению с карбюраторами, а также то, что системы впрыскивания топлива сложнее систем топливоподачи с использованием карбюраторов из-за большого числа подвижных прецизионных механических элементов и электронных устройств и требуют более квалифицированного обслуживания в эксплуатации. Современные системы впрыскивания топлива. По мере развития систем впрыскивания топлива на автомобили устанавливались механические, электронные, аналоговые и цифровые системы. К настоящему времени структурные схемы систем впрыскивания топлива стабилизировались и в основном классифицируются на два вида: распределенное и центральное впрыскивание топлива.
При распределенном впрыскивании топливо подается в зону впускных клапанов каждого цилиндра отдельной форсункой в определенный момент времени, согласованный с открытием советствующих впускных клапанов цилиндров (согласованное впрыскивание), или группами форсунок без согласования момента впрыскивания с процессами впуска в каждый цилиндр (несогласованное впрыскивание).
Системы распределенного впрыскивания топлива позволяют повысить безотказность пуска, ускорить прогрев и увеличить мощ-ностные показатели двигателя, а также дают возможность применения газодинамического наддува, расширяют возможности создания различных конструкций впускного газопровода.
При центральном впрыскивании топливо подается одной форсункой, устанавливаемой на участке до разветвления впускного газопровода. В этом случае конструкция двигателя не имеет существенных изменений. Система центрального впрыскивания практически взаимозаменяема с карбюратором и может применяться на уже эксплуатируемых двигателях. При центральном впрыскивании по сравнению с карбюратором обеспечивается большая точность и стабильность дозирования топлива.
Система распределенного впрыскивания топлива. На рис. 6.12 представлена система распределенного впрыскивания топлива L-Jetronic. Электрический топливный насос 1 подает топливо из бака 3 через фильтр 2 в топливный коллектор 4, в котором с помощью стабилизатора 5 поддерживается постоянный перепад давлений на входе и выходе топлива из форсунок 13. Стабилизатор перепада давлений поддерживает постоянное давление впрыскивания и обеспечивает возврат избыточного топлива обратно в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлив в системе и исключается образование паровых пробок. Из коллектора топливо поступает к рабочим форсункам, которые подают его в зону проходных отверстий впускных клапанов. Количество впрыскиваемого топлива задается электронным блоком управления 6 (ЭБУ) в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. В процессе работы системы впрыскивания ЭБУ взаимодействует также с датчиком-распределителем 17 системы зажигания.
Объем поступающего воздуха является основным параметром, определяющим дозирование топлива. Воздух поступает в цилиндры через измеритель 8 расхода воздуха и впускной газопровод. Воздушный поток, поступающий в двигатель, отклоняет напорно-измерительную заслонку 7 измерителя расхода воздуха на определенный угол. При этом с помощью потенциометра электрический сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки, подается в блок управления, который определяет необходимое количество топлива и выдает импульсы управления моментом подачи топлива. Электронная схема управления впрыскивания топлива получает питание от аккумуляторной батареи 19 и начинает работать при включении зажигания и системы впрыскивания выключателем 20.

Электронная система впрыскивания топлива L-Jetronic:

Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя. Если впускной клапан в момент впрыскивания топлива форсункой закрыт, то топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом.
Регулирование количества поступающего к цилиндрам двигателя воздуха производится дроссельной заслонкой 9, управляемой из салона педалью. В системе предусмотрен регулятор 18 расхода воздуха на холостом ходу, расположенный около дроссельной заслонки. Он обеспечивает дополнительную подачу воздуха при пуске и прогреве двигателя. По мере прогрева двигателя, начиная с температуры охлаждающей жидкости 50...70°С, регулятор прекращает подачу дополнительного воздуха. После этого при закрытой дроссельной заслонке воздух поступает только через верхний байпасный (обводной) канал,, сечение которого можно изменять регулировочным винтом 11, что обеспечивает возможность регулирования частоты вращения в режиме холостого хода.
Стабилизатор 5 перепада давлений поддерживает постоянное избыточное давление топлива относительно давления воздуха в впускном газопроводе. В этом случае цикловая подача топлива форсункой 13 зависит от времени, в течение которого открыт ее клапан. Следовательно, основной принцип электронного управления впрыскиванием топлива заключается в изменении (модуляции) электрического импульса, управляющего форсункой при поддержании постоянного перепада давления топлива.
Длительность импульсов управления временем впрыскивания топлива форсункой корректируется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости по информации от датчика 15. Введенный в систему датчик 14 кислорода обеспечивает поддержание необходимого состава горючей смеси.
На режимах полного открытия дроссельной заслонки и разгона автомобиля необходимо обогащение горючей смеси, что обеспечивается ЭБУ по информации отдатчика 10 положения дроссельной заслонки. При открытии заслонки контактная система датчика выдает импульсы, которые приводят к обогащению смеси в режиме разгона автомобиля.
В датчике 10 положения дроссельной заслонки предусмотрена контактная пара, от замкнутого или разомкнутого состояния которой зависит отключение или включение топливоподачи в режиме принудительного холостого хода. Подача топлива прекращается при закрытой дроссельной заслонке, когда частота вращения коленчатого вала двигателя более 1000 об/мин, и возобновляется при снижении частоты вращения до 850 об/мин.
С целью облегчения пуска холодного двигателя в системе предусмотрена дополнительная пусковая форсунка 12, которая представляет собой электромагнитный клапан с вихревым центробежным распылителем. Продолжительность открытия форсунки зависит от температуры охлаждающей жидкости в двигателе, фиксируемой датчиком 16.

Электронная система центрального впрыскивания топлива
Mono- Motronic:

Система центрального впрыскивания топлива. Типичным примером центрального впрыскивания топлива является электронная система Mono-Motronic . Ее устанавливают на двигателях небольшого рабочего объема автомобилей обычно малого класса, например ВАЗ-21214, -21044. Конструктивно она включает в себя следующие основные устройства: электронный блок управления 13 на базе микропроцессора, смесительную камеру 3 с дроссельной заслонкой и установленным на ней датчиком 8, фиксирующим ее положение, электромагнитную форсунку 6, регулятор 7давления

топлива, электрический топливный насос 12, топливный фильтр 10, датчик 16 температуры охлаждающей жидкости, регулятор 4 частоты вращения в режиме холостого хода.
Действие регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу основано на изменении положения дроссельной заслонки или перепуска воздуха в обход дроссельной заслонки. После обработки информации от датчика частоты вращения микропроцессор формирует управляющий сигнал, подаваемый на исполнительное устройство, в качестве которого в таких системах может быть использован шаговый микроэлектродвигатель, который воздействует на дроссельную заслонку ил

Система смазки

Vidos — Tue, 17 Nov 2009 16:25:15 GMT

Система смазки
Чтобы масло могло выполнять вышеперечисленные функции, нужно обеспечить его циркуляцию во всех частях двигателя с помощью присадки Molykote A. Циркуляция присадки осуществляется с помощью насоса, забирающего масло из картера и нагнетающего его под определённым давлением в систему смазки.
Система смазки довольна проста. Масляный насос качает масло с присадкой Molykote A из поддона картера и пропускает его через фильтр. Далее оно подается в основные масляные каналы двигателя. В результате создается давление масла. Затем масло направляется в те места, где оно необходимо: в основные подшипники, поршневую группу, механизм газораспределения, так присадка попадает в важные узлы двигателя.
Важным свойством масла, которое оказывает влияние на давление, является его вязкость. Вязкость замедляет текучесть масла, когда оно омывает каналы и подшипники двигателя. Присадку Molykote A можно использовать в маслах с различной вязкостью.
Кроме вязкости, на степень давления масла внутри системы также влияет зазор в подшипниках. Чем меньше зазор – тем больше давление. Так как масло распределяется по всему двигателю с помощью давления, то его падение сразу же влияет на способность масла циркулировать. По мере «старения» двигателя, зазоры, которые когда-то помогали поддерживать давление масла на оптимальном уровне, становятся уже не такими плотными, а это ведет к уменьшению давления. В результате двигатель быстрее изнашивается. Лучший способ избежать старения двигателя и возникающих в результате проблем с давлением - Molykote A.
Самый простой и эффективный способ уменьшения износа двигателя это новый продукт Molykote A.
Регулярная своевременная замена масла с продуктом Molykote A, необходима для поддержания нужного давления масла, жизненно важна для того, чтобы Ваш автомобиль как можно дольше находился в рабочем состоянии.

Система охлажденя

Vidos — Tue, 17 Nov 2009 12:39:03 GMT

Как известно, на моторе WL-T, существует довольно большая опастность перегреть головку блока и соответственно "попасть" на дорогостоящий ремонт с заменой лопнувшей головки на новую. Давайте попробуем в одном месте собрать всю информацию о том, как не допустить этого, а также что же делать, если это случилось. В момент сгорания рабочей смеси температура в цилиндре двигателя достигает 2000°, средняя температура находится на уровне 800–1000°°С. Очевидно, что в таких условиях двигатель долго работать не сможет по причине перегрева и последующего выхода из строя его металлических частей. Для обеспечения нормальной температуры работы мотора в каждом автомобиле предусмотрена система охлаждения. Еще одной задачей этой системы является ускорение прогрева холодного двигателя
Сегодня автомобили выпускаются с жидкостными системами охлаждения. В качестве охлаждающего элемента в них используется вода, тосол или антифриз. Еще встречаются автомобили с воздушной системой охлаждения, например «Запорожец». Мы рассмотрим жидкостную систему, поскольку в современных автомобилях применяется только она.

Основными элементами системы охлаждения являются:
рубашка охлаждения блока и головки блока цилиндров;
термостат;
насос (помпа);
радиатор;
расширительный бачок радиатора;
вентилятор;
соединительные патрубки и шланги.

Схема системы охлаждения двигателя
Рубашка охлаждения представляет собой множество каналов и отверстий в блоке и головке блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Циркулировать ее заставляет специальный прибор — водяной насос (помпа). Он имеет привод от шкива коленчатого вала, с которым соединен ременной передачей. При необходимости натяжение ремня регулируется с помощью натяжного ролика привода распределительного вала или путем отклонения корпуса генератора.
СОВЕТ Иногда приводной ремень издает характерный свист, особенно на холодном двигателе. Проверьте его состояние: ремень нужно либо подтянуть, либо заменить.
Термостат предназначен для обеспечения оптимального теплового режима работы двигателя. Дело в том, что жидкость в системе охлаждения может циркулировать по большому (термостат открыт) или малому (термостат закрыт) кругу. Малый круг циркуляции используется для быстрого прогрева холодного двигателя, а также в холодное время года во избежание переохлаждения мотора. В теплое время года жидкость циркулирует по большому кругу. Термостат направляет жидкость либо по большому, либо по малому кругу циркуляции — в зависимости от текущего режима работы и условий эксплуатации.
Для контроля температуры охлаждающей жидкости в системе на панели приборов имеется специальный датчик. Нормальная рабочая температура двигателя — 80–90°°С. Если температура достигает 100° С ― жидкость закипает (из радиатора идет характерный пар). В этом случае необходимо остановить автомобиль и заглушить двигатель. Иначе мотор может выйти из строя, и потребуется его капитальный ремонт.
Когда водитель заводит автомобиль и двигатель еще холодный, термостат полностью закрыт, жидкость может циркулировать лишь по малому кругу. По мере прогрева мотора термостат приоткрывается, некоторое количество жидкости направляется на большой круг (при этом другая часть продолжает циркулировать по малому кругу). Как только температура охлаждающей жидкости достигает 80–90°°С, термостат полностью открывается и вся жидкость начинает циркулировать по большому кругу. Если в процессе езды двигатель переохлаждается, термостат вновь частично либо полностью закрывается, направляя часть жидкости или ее всю на малый круг.

Радиатор — прибор, который служит для охлаждения жидкости за счет встречного потока воздуха или с помощью специального вентилятора. Радиатор установлен в передней части моторного отсека. Прибор состоит из большого количества трубок, каналов и перепонок. Благодаря такой конструкции объем одновременно охлаждающейся жидкости существенно увеличивается.

Радиатор и вентилятор
Характерная неисправность радиатора — засорение. Это приводит к ухудшению либо прекращению циркуляции жидкости. Симптом засорения: радиатор теплый только в верхней части, его нижний шланг не прогревается. Как правило, достаточно промыть радиатор сильной струей воды, подавая ее в направлении, обратном обычной циркуляции охлаждающей жидкости. Промывать следует до тех пор, пока выходящая вода не станет чистой. При самостоятельном выполнении этой операции следует учитывать, что перед промывкой радиатор необходимо снять (нельзя промывать его вместе с двигателем). В продаже имеются химические растворы, разрушающие и вымывающие посторонние отложения (например, «Икар»).
Течь радиатора также несложно устранить: в частности, отверстие можно запаять. Кроме того, выпускаются специальные таблетки, позволяющие убрать такое повреждение радиатора (достаточно бросить таблетку в радиатор). Автолюбители со стажем наверняка помнят способ, широко используемый в советское время. В радиатор бросали сигарету и заводили мотор. Сигарета циркулировала вместе с охлаждающей жидкостью и, подчиняясь законам физики, устремлялась к отверстию, забивала его, течь радиатора прекращалась. Правда, перечисленные способы подходят для устранения только небольших отверстий. Если дыра в радиаторе образовалась приличная, его однозначно придется менять.
Охлаждающая жидкость заливается в систему охлаждения через расширительный бачок, который обычно изготавливается из пластмассы. Он устанавливается под капотом. Расширительный бачок выполняет еще одну важную функцию, а именно — компенсирует изменение объема и давления жидкости в системе при ее нагревании либо охлаждении.
Важным прибором системы охлаждения является вентилятор. Его основная задача ― увеличение потока воздуха, проходящего через радиатор при движении автомобиля. Кроме того, вентилятор создает поток воздуха при работающем двигателе автомобиля, стоящего на месте.
В современных машинах применяются вентиляторы двух типов: работающий постоянно, с приводом от коленчатого вала; электрический ― включается, когда температура охлаждающей жидкости приближается к опасной отметке 100°°С (может включаться как вручную, так и автоматически).
Элементы системы охлаждения (охлаждающая рубашка, помпа, радиатор и др.) соединяются между собой шлангами и патрубками. Кстати, иногда жидкость вытекает из системы охлаждения не из-за отверстия в радиаторе, а по причине плохо зажатых патрубков либо их механических повреждений (разрывы и трещины).
Когда двигатель автомобиля начинает перегреваться, в первую очередь нужно проверить состояние системы охлаждения. Следите за уровнем охлаждающей жидкости и степенью натяжения приводного ремня вентилятора. Возможно, неисправен термостат. Последний случай может сопровождаться следующими симптомами: двигатель слишком долго прогревается до нормальной рабочей температуры, затем начинает перегреваться. При этом стрелка датчика температуры охлаждающей жидкости находится в красной зоне, хотя радиатор остается холодным. Зимой при данной неисправности заметно ухудшается обогрев салона.
Термостат — недорогой прибор, на большинстве машин его замена выполняется быстро, и более-менее опытный автомобилист сможет выполнить эту работу своими силами.
Система охлаждения автомобиля время от времени требует несложного технического обслуживания.
Первое правило автомобилиста — периодически проверять уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке автомобиля. Жидкость со временем убывает по естественным причинам: в процессе эксплуатации она нагревается до высокой температуры, поэтому входящая в ее состав вода понемногу испаряется. Когда жидкости в бачке недостаточно, ее нужно доливать до требуемого уровня. Если делать это приходится изредка (раз в несколько месяцев) — поводов для беспокойства нет. Однако если вы доливаете жидкость постоянно — ищите утечку: в лучшем случае дело обойдется заменой патрубков, в худшем — придется менять радиатор или помпу.
Не допускайте работы двигателя в состоянии перегрева. Бывает, что он перегревается и при исправной системе охлаждения, например в жаркую погоду в случае движения с малой скоростью либо простоя в автомобильной пробке. Учтите, что даже кратковременная работа перегретого мотора приводит к деформации его частей и исправить последствия можно будет, только сделав дорогостоящий капитальный ремонт либо вообще заменив двигатель.
В качестве охлаждающей жидкости в теплое время года возможно использование обыкновенной воды. Однако перед наступлением холодов ее нужно слить и залить незамерзающую жидкость (как известно, вода при замерзании расширяется, что может нанести вред деталям автомобиля). Лучше всего использовать незамерзающую жидкость круглый год.
Чаще всего для системы охлаждения применяется специальная жидкость ― тосол. В маркировке тосола указывается температура, которую он выдерживает: тосол А-40 не замерзнет при температуре до минус 40°°С, тосол А-65 — при температуре до минус 65°°С.
По химическому составу тосол является смесью дистиллированной воды с этиленгликолем и специальными присадками. Жидкость обладает антивспенивающими и антикоррозийными свойствами. Тосол не дает отложений, поскольку в него входит не обыкновенная, а дистиллированная вода.
ВНИМАНИЕ В систему охлаждения двигателя рекомендуется заливать только дистиллированную воду во избежание различного рода отложений.
В качестве охлаждающей жидкости также используется антифриз (он более морозоустойчив).
Следует периодически проверять состояние ремня привода помпы: нет ли на нем трещин, надрывов, хорошо ли он натянут. Помните, что в случае выхода из строя этого ремня эксплуатировать машину нельзя: перестанет работать помпа, следовательно, не будет циркулировать охлаждающая жидкость, быстро перегреется и выйдет из строя двигатель. Рекомендуется иметь в машине запасной ремень: даже если вы не сможете в дороге поменять его самостоятельно, кто-то из проезжающих мимо водителей наверняка вам поможет.
Наблюдайте за температурным датчиком системы охлаждения. В случае выхода его из строя можно слишком поздно заметить перегрев. Очень важный прибор — датчик электрического привода вентилятора. Он включает вентилятор, когда температура охлаждающей жидкости приближается к критической отметке 100°°С, но если датчик неисправен — вентилятор не сработает, жидкость продолжит нагреваться и в итоге закипит.
ВНИМАНИЕ Если стрелка температурного датчика на панели приборов попала в красную зону (то есть пересекла отметку 100°°С) — немедленно заглушите двигатель, откройте капот и дайте мотору остыть.
Кстати, если мощности системы охлаждения недостаточно для охлаждения двигателя (такое бывает, например, летом при стоянии в пробках), включите на полную мощность печку (вентилятор отопителя устанавливается на максимум) — таким образом вы дополните систему охлаждения радиатором отопителя салона. Этот нехитрый прием часто оказывается эффективным и в ряде случаев помогает остудить двигатель.
Когда из-под капота доносится резкий свистящий звук, необходимо проверить состояние приводного ремня. Если с ним все в порядке — видимо, придется заменить подшипник водяного насоса. В случае его поломки в дороге ехать дальше будет нельзя.
Некоторые водители при перегреве двигателя, остановившись, открывают не только капот, но и пробку радиатора. Последнее категорически недопустимо! Дело в том, что горячая жидкость в системе находится под давлением и при открытии пробки она может выстрелить. Есть вероятность, что находящиеся рядом люди получат тяжелые ожоги от кипящего тосола.
ВНИМАНИЕ Открывать пробку радиатора можно только при остывшем двигателе.
Кстати, открытие пробки радиатора охлаждению жидкости не способствует.

Система охлажденя

Vidos — Tue, 17 Nov 2009 12:38:46 GMT

Газораспределительный механизм

Vidos — Tue, 17 Nov 2009 08:32:45 GMT

ГРМ состоит:

1. Распредвал.

2. Две шестерни.

3. Толкатель.

4. Штанги.

5. Коромысло.

6. Оси коромысел.

7. Клапана.

8. Пружины с деталями крепления.

9. Направляющие втулки.

Распределительный вал.

Служит для открытия клапанов в определённой последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распределительные валы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Устанавливают его в отверстия стенок и рёбрах картера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорные шейки (рис.8). для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстия вставляют втулки, внутренняя поверхность которых покрыта слоем баббита. На валу помимо опорных шеек имеется кулачки по два на каждый цилиндр, шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса. На распределительном валу двигателя ЗМЗ-53 этот эксцентрик и противовес установлены на шпонке впереди распределительной шестерниОт переднего торца распределительных валов двигателей ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53 приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничения числа оборотов коленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке токами высокой частоты.

Для предупреждения осевого смещения вала при работе двигателя между шестернёй и передней опорной шейкой вала установлен фланец, который закреплён двумя болтами к передней стенке блока цилиндров

Привод распределительного вала. От коленчатого вала осуществляется при помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торце коленчатого вала насажана стальная шестерня, а на переднем конце распределительного вала – текстолитовая (ЗМЗ-53) или чугунная (ЗИЛ-130) шестерня. Распределительная шестерня от провёртывания на валу удерживается шпонкой и закрепляется шайбой и болтом, завёрнутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеют косые зубья, вызывающие при вращении вала его осевое смещение. Внутри фланца на носке вала установлено дистанционное кольцо, толщина которого несколько больше толщины фланца, в результате чего достигается небольшое осевое смещение распределительного вала. В четырёхтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала, т.е. за это время должны последовательно открыться впускные им выпускные клапаны каждого цилиндра, а это возможно, если число оборотов распределительного вала будет в два раза меньше числа оборотов коленчатого вала. В четырёхтактных двигателях диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза больше, чем диаметр шестерни коленчатого вала.Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и направления поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень двигается от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, расширения (рабочего хода) и впуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, на шестернях ГРМ делают метки: одну на зубе шестерни коленчатого вала, а другую между двумя зубьями шестерни распределительного вала. При сборке двигателя эти метки должны совпадать.

Толкатели. Предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам. Толкатели изготовлены из малых цилиндрических стаканов, во внутренней части которых имеются сферические углубления для установки штанги. Изготовлены толкатели из чугуна или стали и размещены в направляющих, выполненных в блоке цилиндров. При работе двигателя толкатели всё время провёртываются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа. Вращение толкателя достигается за счёт выпуклой поверхности его нижней головки и скошенной поверхности кулачка распределительного вала.

Штанги. Передают усиление от толкателей к коромыслам и выполнены в виде стальных или дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон стальными наконечниками. Наконечники штанг имеют сферическую поверхность, которой они управляют с одной стороны в углубление толкателя, а с другой – в сферическую поверхность регулировочного блока коромысла.

Коромысла. Передают усилия от штанги клапану. Изготовляют коромысла из стали. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Коромысло устанавливают на полую ось, закреплённую в стойках на головке цилиндров. От продольного перемещение коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. На двигателях ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53 коромысла не равноплечие. В короткое плечо завёрнут регулировочный винт с контргайкой, опирающийся в сферическую поверхность наконечника штанги

Клапаны. Служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных клапанов в зависимости от порядка работы двигателя. В изучаемых двигателях впускные и выпускные каналы выполнены в головках цилиндров и заканчиваются вставными гнёздами из жаропрочного чугуна.Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30⁰ (градусов) кромку, называемую фаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели эти поверхности взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют не одинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше, чем диаметр выпускного. В связи с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются (выпускной клапан, омывается горячими отработавшими газами, нагревается дольше), материал, из которого они изготовлены, также неодинаков. Впускные клапаны изготовлены из хромистой, а выпускные – из сильхромовой жароупорной стали. Для увеличения срока службы выпускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 на их рабочую поверхность наплавлена жароупорная наплавка, стержни изготовлены пустотелыми и имеют натриевое наполнение, способствующее лучшему отводу тепла от головки клапана к его направляющей втулке. Стержень клапана цилиндрической формы, в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов помещены в направляющих втулках, которые изготовлены из чугуна или металлокерамические. Втулки запрессовывают в головку цилиндров и стопорят замочными кольцами.Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не даёт возможности клапану отрываться от коромысла.

Опережение открытия и закрытия клапанов. При рассмотрении рабочего процесса четырёхтактного двигателя установлено, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент прихода поршня в мёртвые точки. Однако в связи со значительным числом оборотов коленчатого вала период времени, отводимый на впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов, очень невелик, наполнение цилиндров и очистка их затруднены. Для получения наибольшей мощности необходимо как лучше заполнять цилиндры горючей смесью и очищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается для прихода поршня в ВМТ в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9 – 24⁰ поворота коленчатого вала, а закрывается после прихода поршня в НМТ в начале такта сжатия, т.е. с запаздыванием в 51 – 64⁰. Продолжительность открытия впускного клапана составляет 240 – 270⁰ поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси. Поступление смеси до прихода поршня в ВМТ в конце такта выпуска и после НМТ начала такта сжатия происходит за счёт инерционного напора горючей смеси во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах. Выпускной клапан открывается за 44 – 57⁰ до прихода поршня в НМТ в конце такта горения – расширение и закрывается после прихода поршня в МТ такта выпуска на 13 – 27⁰. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 – 260⁰ поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширение невелико и оно используется для очистки цилиндров от продуктов сгорания. После прохождения поршнем ВМТ отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции. Момент открытия и закрытия клапанов относительно мёртвых точек в градусах поворота коленчатого вала называется фазами газораспределения.