Принцип дії найпростішого карбюратора

Лабораторна робота №5

Тема: Призначення, конструкція та принцип дії системи живлення карбюраторного двигуна

Мета роботи: Ознайомитися з призначенням та конструкцією системи живлення карбюраторного двигуна, її принципом дії та класифікацією основних приладів.

 

Короткі відомості

Система живлення карбюраторних двигунів служить для зберігання палива, очищення повітря і палива, приготування горючої суміші, підведення її в циліндри двигуна і відведення відпрацьованих газів з них.

До основних елементів системи живлення карбюраторного двигуна входять: 1- паливний насос, 2- повітряний фільтр, 3- карбюратор, 4- рукоятка керування повітряною заслонкою, 5 і 6 - рукоятка і педаль керування дроселями, 7- паливопроводи, 8 і 9- покажчик і вимірювач рівня палива, 10 - паливний бак, 11 - кран, 12 - фільтр-відстійник, 13- глушник, 14 - приймальні труби глушника, 15 - випускний трубопровід двигуна, 16 - випускна труба глушника.

Принцип роботи системи живлення карбюраторного ДВЗ

Система живлення карбюраторного двигуна складається з паливного бака, паливного фільтра-відстійника, паливного насоса, фільтра тонкого очищення палива, карбюратора, повітряного фільтра, впускного трубопроводу, випускного трубопроводу, «газоотводящей» труби з глушником шуму випуску відпрацьованих газів, сполучних трубопроводів і бензостійкі шлангів, паливо забірного крана; покажчика рівня палива в паливному баку, педалі управління дросельної заслінкою, кнопки управління повітряної і дросельної заслінками карбюратора. При роботі двигуна паливо з паливного бака примусово за допомогою паливного насоса подається в камеру поплавця карбюратора, попередньо очистивши у фільтрі-відстійнику і фільтрі тонкого очищення. Одночасно в карбюратор надходить повітря, попередньо очищене в повітряному фільтрі. У карбюраторі паливо змішується з повітрям в заданій пропорції і утворюється горюча суміш, яка по впускному трубопроводу надходить у циліндри двигуна, де стискається, запалюється і згорає, виділяючи теплову енергію, яка за допомогою механізмів і систем перетворюється на механічну і у вигляді крутного моменту передається на колеса автомобіля, приводячи його в рух. Відпрацьовані гази з випускного трубопроводу відводяться в атмосферу.

Пальна суміш

Пальною сумішшю називається суміш парів (бензину) з повітрям у відповідній пропорції. Підраховано, що для повного згоряння 1 кг бензину в циліндрах двигуна потрібно близько 15 кг повітря. Дійсне кількість повітря, що бере участь в утворенні горючої суміші, може бути і більше, і менше зазначеної величини. Тому склад пальної суміші прийнято характеризувати коефіцієнтом надлишку повітря α.

Якщо в згорянні 1 кг бензину бере участь 15 кг повітря, тобто стільки, скільки теоретично необхідно, то α = 15:15 = 1, така суміш називається нормальною.

Збагаченої (силовий) пальною сумішшю називається суміш, що складається з 1 кг бензину і 13,5 кг повітря: а = = 13,5:15 = 0,9.

Під час роботи двигуна на збагаченої суміші він розвиває найбільшу потужність при дещо збільшеному витраті палива. Тому в карбюраторі така суміш готується, коли автомобілю необхідно подолати затяжний підйом чи іншу ділянку важкої дороги.

Якщо α = 12:15 = 0,8, така суміш називається багатою. При роботі двигуна на ній відбувається неповне її згоряння в циліндрах через нестачу повітря, що веде до втрати потужності і економічності, з'являються «постріли» з глушника.Робота двигуна на такій суміші не допускається, нею можна користуватися тільки при пуску холодного двигуна. При α = 0,4 горюча суміш у циліндрах не запалюється через нестачу повітря.

Якщо α = 16,5: 15 = 1,1, така пальна суміш називається збідненої. Її ще називають економічною, так як горюча суміш згорає найбільш повно. При цьому незначно зменшується потужність двигуна. Карбюратори сучасних автомобілів відрегульовані так, що в них більшу частину часу готується збіднена пальна суміш.

При α = 19: 15 = 1,2 горюча суміш називається бідною. Під час роботи на такій суміші двигун перегрівається, зменшується потужність і економічність, з'являються спалахи в карбюраторі («чхання»). Робота на такій суміші не допускається. Необхідно виявити причину і усунути її. Якщо 1,4, то горюча суміш у циліндрах не запалюється.

Режимами роботи автомобільного двигуна є: пуск, холостий хід, малі навантаження, середні і повні навантаження, різкі переходи з малих навантажень на великі.

Навантаження карбюраторного двигуна визначається ступенем відкриття дросельної заслінки карбюратора.

При пуску холодного двигуна карбюратор повинен готувати багату пальну суміш. Так як частота обертання колінчастого вала двигуна невелика, а стінки циліндрів холодні, то горюча суміш погано випаровується. Частина її парів конденсується на холодних стінках циліндрів, змиваючи масляну плівку на них, а стікаючи в піддон картера, розріджує там масло. При цьому суміш кілька збіднюється і запалюється електричною іскрою від системи запалювання.

При роботі двигуна на холостому ходу та малих навантаженнях карбюратор повинен готувати збагачену горючу суміш, тому що частота обертання колінчастого вала невелика і циліндри недостатньо очищаються від відпрацьованих газів, які збіднюють горючу суміш.

Під час роботи двигуна на середніх навантаженнях пальна суміш повинна бути збідненої, на повних навантаженнях - збагаченою. Різке відкриття дросельної заслінки в карбюраторі може викликати збіднення пальної суміші і двигун зупиниться. Для попередження цього служить прискорювальний насос.

Принцип дії найпростішого карбюратора

Процесприготуванняпальноїсуміші поза циліндрівдвигунаназиваєтьсякарбюраціей, а прилад, в якому вона готується- карбюратором.

Схема роботи найпростішого карбюратора: 1 - паливопровід, 2 - отвір в камері поплавця, 3 - дифузор, 4 - розпилювач, 5 - дросельна заслінки, 6 - змішувальна камера, 7 - жиклер, 8-поплавкові камера, 9 - поплавок. 10 - голчастий клапан.

Елементарний (найпростіший) карбюратор складається з камери поплавця з поплавцем і запірної голкою, змішувальної камери з дифузором і дросельною заслінкою. Поплавкова і змішувальна камери повідомляються між собою каналом, в якому встановлений жиклер з розпилювачем. Розпилювач виведений в горловину дифузора так, що паливо буде перебувати в ньому нижче верхнього краю на 2-3 мм, що запобігає його витікання при не працюючому двигуні. Поплавкова камера каналом А повідомляється з атмосферою. Бензин з паливного бака надходить в камеру поплавця через відкриту запірну голку, що спирається на важіль пустотілого поплавка. Коли бензин досягне заданого рівня, поплавець спливає і своїм важелем впливає на запірну голку, припиняючи надходження бензину в камеру поплавця. Змішувальна камера верхньою частиною сполучається з атмосферою, нижньої з циліндром через клапан.

Працює карбюратор так. При обертанні колінчастого вала поршень рухається від ВМТ до НМТ, над ним створюється розрідження, яке через відкритий впускний клапан і дросельну заслінку передається в змішувальну камеру. Отже, в змішувальній камері тиск нижче атмосферного (0,075-0,090 МПа), а в поплавковой - атмосферний тиск (0,1 МПа). Через різницю тисків бензин починає витікати з розпилювача в дрібно розпиленому вигляді в змішувальну камеру, туди ж спрямовується і повітря.

У звуженої частини дифузора швидкість руху повітря збільшується, він підхоплює розпилений бензин. При цьому бензин випаровується і, змішавшись з повітрям, утворює горючу суміш, яка через відкриту дросельну заслінку і впускний клапан поступає в циліндр, наповнюючи його. Здійснюється такт впуску.

Зі збільшенням відкриття дросельної заслінки збільшується кількість спливав бензину, тобто швидкість його закінчення обганяє витікання повітря. Горюча суміш збагачується. А при пуску двигуна бензин в силу своєї інертності відстає від швидкості надходження повітря. Горюча суміш збіднюється. Крім того, такий карбюратор не забезпечує роботу двигуна на холостому ходу.

Карбюратори в залежності від напрямку потоку горючої суміші поділяються на карбюратори з висхідним, падаючим і горизонтальним потоками. Найбільшого поширення набули карбюратори з падаючим потоком, так як у них кращі умови сумішоутворення і наповнення циліндрів.

 

Режим прискорення

При різкомунатискані на педаль газу і відкриттюдросельноїзаслінкипаливо не встигає за повітрямщо приводить до сильного збідненняпальноїсуміші і двигунглохне.Щобцього не сталосявстановлюютьприскорювальний насос. При різкому відкриттідросельноїзаслінкивідосізаслінокзусилляпередається на шток прискорювального насоса і поршень витісняєпаливо, яке є в колодціприскорювального насоса і через канал паливовідкриваєнагнітаючий клапанпотрапляє до розпилювачаекономайзера,цим самим збагачуючи пальну суміш і не даючидвигунузаглохнути.

Відцентрово-вакуумний обмежувач частоти обертання колінчастого вала має відцентровий датчик, який кріпиться на кришці розподільних шестерень, і вакуумний діафрагмовий механізм, що діє на дросельні заслінки.

Управління дросельною та повітряною заслінками карбюратора здійснюється за допомогою приводу управління, який складається з педалі управління дросельними заслінками (педаль газу), яка тягами шарнірно з'єднана з віссю дросельних заслінок карбюратора. На тяги впливає пружина, яка прагне утримувати заслінки в закритому положенні. Водій, натискаючи на педаль, долає опір пружини і відкриває дросельні заслінки, що веде до збільшення частоти обертання колінчастого вала. На вісь дросельних заслінок можна впливати також за допомогою кнопки, яка тросом, вміщених у металеву оболонку, сполучена з віссю дросельних заслінок. При витягуванні кнопки на себе зусилля передається на вісь дросельних заслінок, і вони відкриваються. Завдяки тертю між тросом і оболонкою заслінки утримуються у відкритому положенні, забезпечуючи роботу двигуна в заданому режимі. Управління повітряною заслінкою здійснюється кнопкою, яка тросом з'єднується з віссю повітряної заслінки. При витягуванні кнопки на себе зусилля через трос передається на вісь повітряної заслінки, і вона закривається (наприклад, при пуску холодного двигуна). Одночасно через тягу передається зусилля на вісь дросельних заслінок і вони відкриваються на задану величину. Завдяки тертю між тросом і оболонкою заслінки утримуються в заданому положенні, що дозволяє водієві здійснювати пуск двигуна стартером або пусковою рукояткою. Кнопки і встановлені на панелі в кабіні автомобіля.