Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Система питания карбюраторного двигателя ЗИЛ

Введение

По проходимости автомобили делятся на три группы: обычной (дорожной), повышенной и высокой проходимости. Первые из них (ЗИЛ-130) используются главным образом на дорогах. Повышенной проходимости — ГАЗ-66 и ЗИЛ-131 — могут двигаться по дорогам и участкам местности вне дорог.

Двигателем называется машина, в которой тот или иной вид энергии преобразуется в механическую работу. Двигатели, в которых тепловая энергия преобразуется в механическую работу, являются тепловыми.

Тепловая энергия получается при сжигании какого-либо топлива. Двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри цилиндра и энергия образующихся при этом газов воспринимается движущимся в цилиндре поршнем, называется поршневым двигателем внутреннего сгорания. Такие двигатели в основном и применяются на современных автомобилях.

Рассмотрим двигатель ЗиЛ-130:

Двигатель состоит из механизм и систем обеспечивающих его работу:

-кривошитно-шатунный механизм,

-газораспределительный механизм,

-система охлаждения,

-система смазки,

-система питания.

В данной работе рассматривается система питания карбюраторного двигателя ЗИЛ.

Назначение

Все двигатели, работающие на бензине, имеют принципиально одну и ту же систему питания и работают на горючей смеси, состоящей из паров топлива и воздуха. В систему питания входят приборы, предназначенные для хранения, очистки и подачи топлива, приборы очистки воздуха и прибор, служащий для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха.

Система питания карбюраторных двигателей состоит из топливного бака, отстойника , топливного насоса , карбюратора , воздухоочистителя и впускного трубопровода .

Топливо помещается в топливном баке, вместимость которого достаточна для работы автомобиля в течение одной смены. Топливный бак грузового автомобиля расположен сбоку автомобиля на раме.

Из топливного бака топливо поступает к топливным фильтрам-отстойникам, в которых от топлива отделяются механические примеси и вода. Фильтр-отстойник расположен на раме у топливного бака. Подачу топлива из бака через фильтр тонкой очистки к карбюратору осуществляет топливный насос, расположенный на картере двигателя» между рядами цилиндров сверху двигателя .

Приготовление необходимой горючей смеси из топлива и воздуха происходит в карбюраторе, установленном сверху двигателя на впускном трубопроводе. Воздух, поступающий для приготовления горючей смеси в карбюратор, проходит очистку от пыли в воздушном фильтре, расположенном непосредственно на карбюраторе или сбоку двигателя. В этом случае воздушный фильтр соединен с карбюратором патрубком.

Все приборы подачи топлива соединены между собой металлическими трубками — топливопроводами, которые крепятся к раме или кузову автомобиля, а в местах перехода от рамы или кузова к двигателю — шлангами из специальных сортов бензостойкой резины.

Карбюратор соединен с впускными каналами головки цилиндров двигателя при помощи впускного трубопровода, а выпускные каналы соединены с выпускным трубопроводом, последний при помощи трубы соединен с глушителем шума выпуска отработавших газов.

Чтобы предотвратить возможность работы двигателя с чрезмерно большой частотой вращения коленчатого вала, в систему питания грузовых автомобилей включен ограничитель частоты вращения коленчатого вала.

Карбюратор К-88АМ двигателя ЗИЛ-130 имеет две смесительные камеры, каждая из которых обслуживает четыре цилиндра. При работе двигателя на средних нагрузках топливо из поплавковой камеры поступает через главные жиклеры, а затем через жиклеры полной мощности в эмульсионные каналы . В этих каналах к топливу подмешивается воздух, поступающий из воздушных жиклеров и жиклеров системы холостого хода. Образовавшаяся эмульсия попадает в смесительные камеры через кольцевые щели малых диффузоров. Поддержание постоянного состава обедненной смеси происходит за счет торможения топлива воздухом.

Марки автомобильных бензинов и их свойства.

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).

В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные.

Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Ассортимент, качество и состав автомобильных бензинов: Основную массу автомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ 2084–77 и ГОСТ Р51105-97 и ТУ 38.001165-97. В зависимости от октанового числа ГОСТ 2084–77 предусматривает пять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для первых двух марок цифры указывают октановые числа, определяемые по моторному методу, для последних — по исследовательскому. В связи с увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдается заметная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых. Бензин А-72 практически не вырабатывается ввиду отсутствия техники, эксплуатируемой на нем.

Наибольшая потребность существует в бензине А-92, который вырабатывается по ТУ 38.001165–97, хотя доля бензина А-76 в общем объеме производства остается очень высокой. Указанные ТУ предусматривают также марки бензинов А-80 и А-96 с октановыми числами по исследовательскому методу соответственно 80 и 96. Эти бензины предназначены в основном для поставки на экспорт. Бензин АИ-98 с октановым числом 98 по исследовательскому методу производится по ТУ 38.401-58-122–95 и ТУ 38.401-58-127–95. Бензины А-76, А-80, АИ-91, А-92 и А-96 допускается вырабатывать с использованием этиловой жидкости. Малоэтилированный бензин АИ-91 с содержанием свинца 0,15 г/дм3 выпускается по отдельным техническим условиям (ТУ 38.401-58-86–94). При производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использование алкилсвинцовых антидетонаторов не допускается.

Существуют требования ГОСТ 2084–77 к качеству автомобильных бензинов. Все бензины, вырабатываемые по ГОСТ 2084–77, в зависимости от показателей испаряемости делят на летние и зимние. Зимние бензины предназначены для применения в северных и северо-восточных районах в течение всех сезонов и в остальных районах с 1 октября до 1 апреля. Летние — для применения во всех районах кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля по 1 октября; в южных районах допускается применять летний бензин в течение всех сезонов.

Параметры автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ 2084–77, существенно отличаются от принятых международных норм, особенно в части экологических требований. В целях повышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества до уровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105–97 “Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия”, который вводится в действие с 01.01.99 г. Этот стандарт не заменяет ГОСТ 2084–77, которым предусмотрен выпуск как этилированных, так и неэтилированных бензинов. В соответствии с ГОСТ Р 51105–97 будут вырабатываться только неэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3).

В зависимости от октанового числа по исследовательскому методу установлено четыре марки бензинов: “Нормаль-80”, “Регуляр-91”, “Премиум-95”, “Супер-98”. Бензин “Нормаль-80” предназначен для использования на грузовых автомобилях наряду с бензином А-76. Неэтилированный бензин “Регуляр-91” предназначен для эксплуатации автомобилей взамен этилированного А-93. Автомобильные бензины “Премиум-95” и “Супер-98” полностью отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, ввозимых в Россию.

С целью ускорения перехода на производство неэтилированных бензинов взамен этиловой жидкости допускается использование марганцевого антидетонатора в концентрации не более – 5 мг Мn/дм3 для марки “Нормаль-80” и не более 18 мг Мn/дм3 для марки “Регуляр-91”. В соответствии с европейскими требованиями по ограничению содержания бензола введен показатель “объемная доля бензола” — не более 5 %. Установлена норма по показателю “плотность при 15 °С”. Ужесточена норма на массовую долю серы — до 0,05 %. Для обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального использования бензинов введено пять классов испаряемости для применения в различных климатических районах по ГОСТ 16350 – 80. Наряду с определением температуры перегонки бензина при заданном объеме предусмотрено определение объема испарившегося бензина при заданной температуре 70, 100 и 180 °С. Введен показатель “индекс испаряемости”. В ГОСТ Р 51105–97 наряду с отечественными включены международные стандарты на методы испытаний (ISO, EN, ASTM).

По составу автомобильные бензины представляют собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля, изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования. Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе.

Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических углеводородов с экологической точки зрения является лимитирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50 %.

Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90–93 единицы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30–40 %, олефиновых — 25–35 %. В их составе практически отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно высокой химической стабильностью (индукционный период 800–900 мин.). По сравнению с бензинами каталитического риформинга для бензинов каталитического крекинга характерно более равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для производства автомобильных бензинов целесообразно использовать смесь компонентов каталитического риформинга и каталитического крекинга.

Бензины таких термических процессов, как крекинг, замедленное коксование имеют низкую детонационную стойкость и химическую стабильность, высокое содержание серы и используются только для получения низкооктановых бензинов в ограниченных количествах.

При производстве высокооктановых бензинов используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с трет-бутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15 % из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.

Для достижения требуемого уровня детонационных свойств этилированных бензинов к ним добавляют этиловую жидкость (до 0,15 г свинца/дм3 бензина). К бензинам вторичных процессов, содержащим непредельные углеводороды, для их стабилизации и обеспечения требований по индукционному периоду разрешается добавлять антиокислители Агидол-1 или Агидол-12. В целях обеспечения безопасности в обращении и маркировки этилированные бензины должны быть окрашены. Бензин А-76 окрашивается в желтый цвет жирорастворимым желтым красителем К, бензин АИ-91 — в оранжево-красный цвет жирорастворимым темно-красным красителем Ж. Этилированные бензины, предназначенные для экспорта, не окрашиваются.

Примерные компонентные составы автомобильных бензинов различных марок приведены в таблице. В последнее время ассортимент автобензинов значительно пополнился за счет новых марок, выпускаемых по техническим условиям. Это обусловлено резким ростом производства неэтилированного бензина и сокращением производства бензина этилированного.

При этом тетраэтилсвинец заменяется на различные нетрадиционные присадки и добавки, ранее выпускаемыми химической и микробиологической промышленности в иных целях.

К таким веществам относятся различные эфиры, спирты, металлоорганические соединения и т.д. Необходимость производства таких бензинов по техническим условиям диктуется тем, что все присадки и добавки могут вводиться в строго определенных концентрациях. Для контроля содержания этих компонентов в технических условиях предусматриваются специальные показатели и вводятся дополнительные методики контроля.

Все бензины, выпускаемые по техническим условиям, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51313-99 "Бензины автомобильные. Общие технические требования", который введен с 01 июля 2000г.

Соответствие бензинов, выпускаемых по техническим условиям, требованием ГОСТ Р 51313-99 проверяется при их сертификации, которая является обязательной.

В таблице приведены некоторые из основных показателей топлив, применяемых в двигателях:

Система питания

Приборы системы питания. Все двигатели, работающие на бензине, имеют принципиально одну и ту же систему питания и работают на горючей смеси, состоящей из паров топлива и воздуха. В систему питания входят приборы, предназначенные для хранения, очистки и подачи топлива, приборы очистки воздуха и прибор, служащий для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха.

Карбюратор соединен с впускными каналами головки цилиндров двигателя при помощи впускного трубопровода, а выпускные каналы соединены с выпускным трубопроводом, последний при помощи трубы соединен с глушителем шума выпуска отработавших газов.

Карбюратор К-88АМ двигателя ЗИЛ-130 имеет две смесительные камеры, каждая из которых обслуживает четыре цилиндра. При работе двигателя на средних нагрузках топливо из поплавковой камеры поступает через главные жиклеры, а затем через жиклеры полной мощности в эмульсионные каналы (рис. 19). В этих каналах к топливу подмешивается воздух, поступающий из воздушных жиклеров и жиклеров системы холостого хода. Образовавшаяся эмульсия попадает в смесительные камеры через кольцевые щели малых диффузоров. Поддержание постоянного состава обедненной смеси происходит за счет торможения топлива воздухом.

Топливный насос. На автомобилях карбюратор расположен выше топливного бака и подача топлива осуществляется принудительно. Для принудительной подачи топлива из бака к карбюратору на двигателе установлен топливный насос диафрагменного типа.

Насос (рис. 20) состоит из трех основных частей! корпуса, головки и крышки. В корпусе на оси размещен двуплечий рычаг с возвратной пружиной и рычаг ручной подкачки. Между корпусом и головкой насоса закреплена диафрагма, собранная на штоке, имеющем две тарелки. Двуплечий рычаг воздействует на шток через текстолитовую упорную шайбу. Под диафрагмой установлена нагнетательная пружина.

В головке насоса расположены два впускных и один выпускной клапаны. Клапаны имеют направляющий стержень, резиновую шайбу и пружину. Сверху впускных клапанов расположен сетчатый фильтр.

Топливный насос диафрагменного типа приводится в действие непосредственно от эксцентрика распределительного вала .

При набегании эксцентрика или штанги на наружный конец двуплечего рычага внутренний конец его, перемещаясь, прогибает диафрагму вниз и над ней создается разрежение (см. рис. 20, а). Под действием создавшегося разрежения топливо из бака поступает по трубопроводу к впускному отверстию насоса и проходит через сетчатый фильтр к впускным клапанам, при этом нагнетательная пружина насоса сжимается. Когда выступ эксцентрика сходит с наружного конца двуплечего рычага, диафрагма под действием нагнетательной пружины перемещается вверх и в камере над ней создается давление. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан в выпускной канал и затем по трубке в поплавковую камеру карбюратора (см. рис. 20, б).

Для уменьшения пульсации топлива над нагнетательным клапаном имеется воздушная камера. При работе насоса в этой камере создается давление, благодаря которому топливо подается к карбюратору равномерно. Производительность топливного насоса рассчитана на работу с максимальным расходом топлива, однако в действительности количество подаваемого топлива должно быть меньше производительности насоса.

При заполненной поплавковой камере игольчатый клапан закрывает отверстие в седле и в топливопроводе, идущем от насоса к карбюратору, создается давление, которое распространяется в полость над диафрагмой. В этом случае диафрагма насоса остается в нижнем положении, так как нагнетательная пружина не может преодолеть создавшееся давление, и двуплечий рычаг под действием эксцентрика и возвратной пружины качается вхолостую.

Для заполнения поплавковой камеры карбюратора топливом при неработающем двигателе служит рычаг ручной подкачки, расположенный сбоку корпуса насоса. Рычаг имеет валик со срезанной частью и возвратную пружину. В отжатом положении срез валика находится над коромыслом и не воздействует на него. При перемещении рычага ручной подкачки валик краями вырезанной части надавливает на внутренний конец двуплечего рычага и перемещает диафрагму вниз.

Рычагом ручной подкачки можно пользоваться тогда, когда эксцентрик освободил наружный конец двуплечего рычага .

Топливные фильтры и отстойники. Топливо, поступающее к жиклерам карбюратора, не должно иметь механических примесей и воды, так как примеси засоряют отверстия жиклеров, а замерзшая в зимнее время вода явится причиной прекращения подачи топлива. Для очистки топлива в системе питания двигателя предусмотрена установка фильтров и отстойников. Сетчатые фильтры устанавливают в заливных горловинах топливных баков, в корпусе диафрагменного насоса и во входных штуцерах поплавковой камеры карбюратора.

На грузовых автомобилях в систему питания дополнительно включены по два фильтра-отстойника. Один из фильтров-отстойников грубой очистки устанавливают у топливного бака. Этот фильтр (рис. 21, а) состоит из крышки и съемного корпуса. Внутри корпуса на стойках расположен фильтрующий элемент из набора тонких фильтрующих пластин, имеющих выштампованные выступы высотой 0,05 мм, поэтому между пластинами остается щель шириной 0,05 мм. Топливо из бака поступает через входное отверстие в отстойник фильтра. Так как отстойник имеет больший объем, чем топливопровод, скорость поступающего топлива резко снижается, что приводит к осаждению механических примесей и воды.

Топливо, проходя через щели фильтрующего элемента, дополнительно очищается от механических примесей, которые оседают на фильтрующем элементе.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 21, б) устанавливают перед карбюратором. Он состоит из корпуса, стакана-отстойника, фильтрующего элемента с пружиной и зажимом стакана. Фильтрующий элемент может быть выполнен керамическим или из мелкой сетки, свернутой в виде рулона.

Топливо, подаваемое диафрагменным насосом, поступает в стакан-отстойник. Часть механических примесей выпадает в виде осадка в стакане-отстойнике, а остальные примеси задерживаются на поверхности фильтрующего элемента.

Фильтр грубой очистки топлива установлен у топливного бака и предназначен для предварительной очистки топлива, поступающего в топливо подкачивающий насос. Состоит он из корпуса, отстойника, крышки с подводящими штуцерами, сетчатого фильтрующего элемента, сливной пробки и пробки выпуска воздуха из системы.

Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для очистки топлива от мелких частиц. Он состоит из двух колпаков, крышки и двух фильтрующих элементов. В нижней части каждого колпака ввернута сливная пробка. Сменный фильтрующий элемент изготовлен из бумаги. В крышке фильтра имеется сливной клапан, через который сливается часть топлива вместе с воздухом, попавшим в систему низкого давления.

Воздушный фильтр. Автомобиль зачастую эксплуатируется в условиях сильного запыления воздуха. Пыль, попадая в цилиндры двигателя вместе с воздухом, вызывает ускоренный износ как цилиндров, так и поршневых колец. Очистка воздуха, поступающего для приготовления горючей смеси, осуществляется в воздушном фильтре.

На автомобиле ЗИЛ-130 применяют воздушные фильтры инерционно-масляного типа. Фильтр (рис. 22) состоит из корпуса масляной ванны, крышки с патрубком, фильтрующего элемента, изготовленного из металлической сетки или капронового волокна, стяжного винта с барашковой гайкой.

Воздух под действием разрежения, создаваемого работающим двигателем, через патрубок попадает во входную кольцевую щель и, двигаясь по ней вниз, ударяется о масло, к которому прилипают крупные частицы пыли. При дальнейшем движении воздух подхватывает частицы масла и смачивает им фильтрующий элемент. Масло, стекающее с фильтрующего элемента, смывает частицы пыли, осевшие на отражателе. Воздух, проходя через фильтрующий элемент, полностью очищается от механических примесей и по центральному патрубку поступает в смесительную камеру карбюратора.

Фильтр устанавливают при помощи переходного патрубка непосредственно на карбюраторе и соединяют с карбюратором при помощи воздушного патрубка.

Топливный бак. Для хранения запаса топлива, необходимого для работы автомобиля, установлен топливный бак. Он состоит из двух половинок, штампованных из листовой стали и соединенных сваркой. Внутри бака, для увеличения жесткости и уменьшения ударов топлива при

его перемещении, установлены перегородки. Бак имеет заливную горловину с пробкой, в которой размещены два клапана, действие которых подобно действию паровоздушных 'клапанов пробки горловины радиатора. Паровой клапан предотвращает потерю топлива при его испарении, а воздушный — препятствует возникновению разрежения в баке при расходовании топлива.

Топливный бак дизельного автомобиля аналогичен по своему устройству топливному баку автомобиля, работающего на бензине, но в пробке его нет клапанов. Для предупреждения разрежения в, баке при выработке топлива, из него в верхней части установлена трубка, сообщающая внутреннюю полость бака с атмосферой.

Сверху бака установлен датчик указателя уровня топлива и штуцер с краном и заборной трубкой. Заборная трубка внизу заканчивается сетчатым фильтром. В нижней части бака имеется сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой.

Вместимость топливного бака автомобиля следующая: ЗиЛ-130—170 л.

Впускные трубопроводы. Подача горючей смеси от карбюратора к цилиндрам двигателя осуществляется через впускной трубопровод.

Впускной трубопровод двигателя ЗИЛ-130 отлит из алюминиевого сплава и закреплен к головкам правого и левого рядов цилиндров. Впускной трубопровод имеет сложную систему каналов, по которым горючая смесь подводится к цилиндрам. Между впускными каналами впускного трубопровода имеется пространство, сообщенное с полостью охлаждения головок цилиндров.

Для уплотнения мест соединения между впускным трубопроводом и головками цилиндров устанавливают прокладки.

Выпускные трубопроводы. Они служат для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, выполнены отдельно и прикреплены с наружной сторон головок цилиндров.

Для уменьшения сопротивления проходу горючей смеси и отработавших газов каналы впускных и выпускных трубопроводов изготовляют более короткими и с плавными переходами. Уплотняют выпускные трубопроводы при помощи металлоасбестовых прокладок, а крепят их на шпильках с гайками.