Техническое обслуживание и ремонт системы питания бензиновых ДВС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

Инженерно-технический институт

Кафедра Технологии, эксплуатации и безопасности транспортно-технологических

комплексов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад по теме: «Техническое обслуживание и ремонт системы питания бензиновых ДВС»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        Выполнила: Чистотина И.С.

                                                                                          студентка группы  3СМ-51

                                                                                          Проверил: доцент Быков П.М.

                                                                                          Отметка о зачете:________

                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Череповец 2014

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………………………………..  3

1. Система питания карбюраторных двигателей………………………......... 4
1. Основные неисправности системы питания карбюраторных двигателей………………………………………………………….....
2. Ремонт системы питания карбюраторных двигателей…………….
1. основные дефекты топливных баков…………………………...
2. основные дефекты трубопроводов……………………………...
3. Основные неисправности топливного насоса………………….
4. Обслуживание и ремонт карбюратора………………………….
2. Системы питания двигателей с впрыском топлива………………………
1. Основные неисправности инжекторной системы питания………..
2. Ремонт системы питания инжекторных двигателей……………….
1. Топливный насос с электроприводом. Основные неисправности…………………………………………………….
2. Регулятор давления топлива. Основные неисправности………
3. Электромагнитная форсунка. Неисправности и обслуживание…………………………………………………….
3. Датчик указателя уровня топлива в системе питания карбюраторного двигателя. Неисправности. Диагностика и ремонт……………………….
4. Датчики системы впрыска топлива, их неисправности и диагностика…
5. Техническое обслуживание системы питания…………………………….

Заключение……………………………………………………………………...

Литература………………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Двигатель внутреннего сгорания (далее – ДВС) не зря считается сердцем автомобиля. Именно производимый им крутящий момент является первоисточником всех механических и электрических процессов, происходящих в транспортном средстве. Однако, мотор не может существовать обособленно от обслуживающих его систем – смазки, питания, охлаждения и выпуска газов. Наиболее значимую роль при функционировании ДВС играет система питания двигателя (или топливная система).

Каждый автомобиль характеризуется таким понятием, как «запас хода». Он определяется расстоянием, которое автомобиль способен преодолеть на полном топливном баке без дополнительных заправок. На данный показатель оказывают влияние самые различные факторы: сезонные, погодные и природные условия движения, характер дорожного покрытия, степень загруженности автомобиля, индивидуальные особенности водителя при управлении транспортным средством и т.д.). Однако главенствующую роль в определении «аппетита» автомобиля играет система питания и ее правильная работа.

Система питания топливом бензинового двигателя предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и качества, подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением) и удаления отработанных газов.

Установлено, что для нормального сгорания 1 кг топлива необходимо 15 кг воздуха, смесь с таким соотношением (1:15) называется нормальной. Однако при таком соотношении не происходит полного сгорания топлива, при котором необходимо больше воздуха и соотношение топлива к воздуху должно быть 1:18. Такая смесь называется обедненной. При увеличении соотношения скорость сгорания резко снижается, и при соотношении 1:20 воспламенения не происходит вообще. Но наибольшая мощность двигателя достигается при соотношении 1:13, в этом случае скорость сгорания близка к оптимальной. Такая смесь называется обогащенной.

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. Такие двигатели  называют карбюраторными. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели называют инжекторными.

1. Система питания карбюраторных двигателей.

На рис. 1 представлена принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя.

Рис 1. Схема расположения элементов системы питания карбюраторного двигателя: 1 – заливная горловина с пробкой; 2 – топливный бак; 3 – датчик указателя уровня топлива с поплавком; 4 – топливозаборник с фильтром; 5 – топливопроводы; 6 – фильтр тонкой очистки топлива; 7 – топливный насос; 8 – поплавковая камера карбюратора с поплавком; 9 – воздушный фильтр; 10 – смесительная камера карбюратора; 11 – впускной клапан; 12 – впускной трубопровод; 13 – камера сгорания.

При работе двигателя топливо из бака 2 с помощью насоса 7 подается через фильтры 4 и 6 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 9. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в камеру сгорания двигателя через открытый впускной клапан 11. Затем происходит воспламенение и сгорание подготовленной смеси. Далее осуществляется очистка камеры сгорания от отработанных газов через открытый выпускной клапан  и выхлопную систему отвода.

1. 1. Основные неисправности системы питания карбюраторных двигателей.

Не поступает топливо в карбюратор вследствие чрезмерного засорения фильтра топливозаборника или фильтра тонкой очистки. Возможны неисправности и топливного насоса.

Двигатель не развивает полной мощности и (или) работает с перебоями из-за нарушения уровня топлива в поплавковой камере, загрязнения топливных или воздушных фильтров, жиклеров или каналов. Возможно, карбюратор просто неправильно отрегулирован.

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

Загрязнение воздушного фильтра способствует увеличению концентрации вредных веществ в выхлопных газах, выбрасываемых в атмосферу, так как содержание бензина в горючей смеси значительно возрастает. Необходимо периодически заменять фильтрующий элемент. Срок его замены оговаривается инструкцией завода-изготовителя, но при эксплуатации автомобиля по пыльным дорогам, этот срок может и должен быть уменьшен.

Правильно отрегулированный карбюратор готовит нормальную горючую смесь. Однако со временем нарушаются регулировки, засоряются жиклеры и каналы, выходят из строя детали карбюратора, и в цилиндры может поступать постоянно богатая или бедная смесь, что пагубно сказывается на работе двигателя.

1. 2. Ремонт системы питания карбюраторных двигателей.

1. 2.1. Основные дефекты топливных баков:

• пробоины или сквозная коррозия стенок;
• разрушение сварного шва в месте приварки наливной трубы;
• вмятины стенок и наливной трубы;
• нарушение соединения перегородок со стенкой;
• нарушение герметичности в местах сварки и пайки;
• повреждение резьбы;

При общей площади пробоин и сквозных коррозионных разрушений более 600 см бак бракуют. При меньшей площади повреждений бак ремонтируют постановкой заплат с последующей их приваркой или припайкой высокотемпературным припоем. Нарушение соединения перегородок со стенками устраняют сваркой. Небольшие трещины, а также нарушение герметичности устраняют пайкой низкотемпературным припоем. Значительные трещины устраняют пайкой высокотемпературным припоем, а в некоторых случаях и постановкой заплат. После ремонта баки испытывают на герметичность.

1.2.2. Основные дефекты трубопроводов:

• вмятины на стенах;
• трещины;
• переломы или истирания.

Вмятины на трубопроводах устраняют правкой (прогонкой шарика).  
При наличии трещин или переломов, а также перетирания трубок дефектные места вырезают, затем топливопроводы низкого давления соединяют при помощи соединительных трубок, а высокого давления – сваркой встык. Если при этом длина трубки уменьшилась, то вставляют дополнительный кусок трубки.

Изношенные соединительные поверхности топливопроводов низкого давления восстанавливают с помощью развальцовочного приспособления ПТ-265.10Б (рис. 2).

 

Рис. 2. Приспособление ПТ-265.10Б для развальцовки трубопроводов низкого давления: 1 — боек; 2 — зажимное устройство; 3 — тиски; 4 — трубка.

Для этого отрезают неисправный конец трубки с изношенной поверхностью, вставляют трубку 4 в отверстие зажимного устройства 2, соответствующее ее диаметру, так, чтобы торец трубки выступал примерно на 2... 3 мм над верхней кромкой отверстия, и зажимают трубку. Развальцовку трубок производят легкими ударами молотка по бойку 1.

Для высадки уплотняющего конуса на топливопроводах высокого давления используют приспособление ПТ-265.00Д (рис. 3.). Перед высадкой уплотняющего конуса несправный конец топливопровода отрезают и отгибают на длину 15 мм.

Надев на топливопровод накидную гайку, устанавливают сухарики и кольцо.

Рис. 3. Приспособление ПТ-265.00А для высадки уплотняющего конуса на топливопроводах высокого давления: 1 — упорное кольцо; 2 — пуансон; 3 — предохраняющая игла; 4 — стяжная гильза; 5 — обжимные сухарики.

Топливопровод устанавливают в стяжную гильзу 4. Приспособление устанавливают на пресс и производят высадку конусной головки. По окончании высадки внутренний канал топливопровода рассверливают сверлом соответствующего диаметра.

Отремонтированные топливопроводы проверяют на герметичность, а трубопроводы высокого давления и на пропускную способность путем пролива на стенде с контрольной секцией топливного насоса и эталонной форсункой.

3. Топливный насос. Неисправности и ремонт.

Топливный насос – предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор.

Насос состоит из (рис. 4): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.

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

Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса или от распределительного вала двигателя. При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик 13 набегает на шток привода топливного насоса 12. Шток начинает давить на рычаг 10, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму 7 опускаться вниз. Над диафрагмой создается разряжение и впускной клапан 5, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой.

При сбегании эксцентрика со штока диафрагма освобождается от воздействия рычага и за счет жесткости пружины поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный 14. Бензин над диафрагмой поступает к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток процесс повторяется.

К числу неисправностей бензиновых насосов относится:

• недостаточная производительность или отсутствие подачи топлива;
• повышенное или пониженное давление подачи.

Недостаточная производительность или прекращение подачи топлива может быть по причине прорыва диафрагмы, неплотности соединений, неплотности клапанов, ослабления или поломки рабочей пружины диафрагмы, ослабления пружины клапанов, износа или заедания приводного рычага. Низкое давление подачи может быть также вследствие ослабления рабочей пружины диафрагмы или износа приводного рычага. Высокая жесткость пружины диафрагмы приводит к повышенному давлению подачи. 

Бензиновые насосы при ремонте подвергаются проверке, полной или частичной разборке, мойке, просушке и контролю деталей, их ремонту или замене, и затем сборке и испытанию на специальных установках на развиваемое давление и производительность.

При наличии повреждений диафрагмы в виде сквозных прорывов, трещин в дисках и т. п. необходимо заменить отдельные диски или диафрагму в сборе.

Для определения состояния насоса отсоединяют шланг от карбюратора, и конец его опускают в банку. На миг включают стартер или качают ручным рычагом. Исправный насос создает сильную струю бензина.

Если прорвана диафрагма, то бензин проникает в картер двигателя, уровень масла повышается, масло разжижается, легко стекает со щупа и пахнет бензином. Это все очень огнеопасно. Поврежденную диафрагму заменяют. Работа клапанов иногда нарушается по причине выпадения их седел из гнезд. В этом случае седло сажают в гнездо, закрепляя его с другой стороны. Если появилась течь топлива в разъеме корпуса и крышки насоса, то обычно покороблены плоскости прилегания. В этом случае надо притереть плоскости разъема наждачной бумагой.

4. Обслуживание и ремонт карбюратора.

Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режима работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество смеси.

Карбюратор, это одно из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Разберемся с устройством и принципом работы карбюратора на несколько упрощенной схеме (рис 5).

Рис. 5. Схема устройства и работы простейшего карбюратора: 1 – топливная трубка; 2 – поплавок с игольчатым клапаном; 3 – отверстие для связи поплавковой камеры с атмосферой; 4 – воздушная заслонка; 5 – распылитель 6 – диффузор; 7 – дроссельная заслонка; 8 – корпус карбюратора; 9 – топливный жиклер.

При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, через воздушный фильтр и карбюратор, устремляется в освободившийся объем цилиндра (см. рис. 1).

При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель 5, который расположен в самом узком месте смесительной камеры (диффузоре 6), вытекает топливо (рис. 5)

 Это происходит по причине  разности давлений в поплавковой  камере карбюратора, которая связана  с атмосферой, и в диффузоре, где  создается значительное разрежение.

Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе из диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем эта горючая смесь поступает в цилиндр.

При капитальном ремонте карбюраторы подвергаются разборке, мойке и контролю деталей, сборке и регулированию.

Детали карбюратора после разборки должны быть тщательно промыты в керосине или бензине и просушены путем обдувки сжатым воздухом. При сильном отложении смолистых веществ на жиклерах, игольчатых клапанах поплавкового механизма, дозирующих иглах и деталях вакуумного привода экономайзера их необходимо промыть в ацетоне или растворителях.  
Неисправные детали карбюратора после проверки ремонтируют или заменяют новыми. Кроме общей проверки, ряд деталей и узлов, влияющих на состав смеси, проверяется на специальных приспособлениях в соответствии с техническими условиями на их ремонт и регулирование. Проверке подвергаются поплавки, игольчатые клапаны поплавкового механизма, жиклеры, диффузоры. 

Поплавки проверяют на герметичность и соответствие веса требованиям технических условий. Проверка герметичности поплавка производится опусканием его в горячую воду с температурой не ниже 60—80°С с выдерживанием в воде не менее одной минуты. Отсутствие или наличие пузырьков воздуха укажет на герметичность поплавка, или на наличие трещины или отверстия. Трещины и отверстия в поплавке запаивают мягкими припоями, предварительно выдержав поплавок в кипятке до полного испарения бензина. Вмятины поплавка устраняют правкой, для чего поплавок предварительно распаивают и после правки вновь спаивают.

2. Системы питания двигателей с впрыском топлива.

Эти системы в зависимости от количества форсунок и места впрыска топлива делятся на одноточечные (моновпрысковые) (рис. 6, а) и многоточечные (в них каждый цилиндр имеет персональную форсунку, впрыскивающую топливо во впускной коллектор в непосредственной близости от впускного клапана конкретного цилиндра) (рис. 6, б). 

Рис. 6. Системы впрыска: а — одноточечная; б — многоточечная.

Устройство системы впрыска топлива, а также схема расположения ее основных узлов показаны на рис. 7.

 

Рис. 7. Схема расположения основных узлов системы впрыска топлива: 1 – топливный бак; 2 – топливный насос; 3 – топливный фильтр; 4 – регулятор давления топлива; 5 – датчик положения распределительного вала; 6 – распределительный вал; 7 – высоковольтный провод; 8 – электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал от ЭБУ; 9 – электромагнитная форсунка; 10 – дроссельная заслонка; 11 – впускной трубопровод; 12 – датчик массового расхода воздуха; 13 – воздушный фильтр; 14 – датчик температуры воздуха; 15 – датчик положения дроссельной заслонки; 16 – впускной клапан; 17 – камера сгорания; 18 – цилиндр; 19 – поршень; 20 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 21 – выпускной клапан; 22 – свеча зажигания; 23 – пружина впускного клапана; 24 – выпускной трубопровод; 25 – датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд); 26 – каталитический нейтрализатор; 27 – дополнительный глушитель; 28 – основной глушитель; 29 – электронный блок управления (ЭБУ); 30 – диагностическая лампа-сигнализатор; 31 – диагностическая колодка.

Работа системы впрыска топлива заключается в том, чтобы на любом режиме работы двигателя обеспечить оптимальный состав горючей смеси в цилиндрах. Это достигается тем, что ЭБУ 29, основываясь на постоянно получаемой от датчиков 5,12,14,15,20,25 информации о различных параметрах, управляет моментом и продолжительностью открытия иглы распылителя форсунки. Изменение любого параметра (температуры воздуха и охлаждающей жидкости, оборотов коленчатого вала, состава выхлопных газов и т.п.) ЭБУ мгновенно пересчитывает и выдает сигнал на форсунки 9 для формирования иной порции топлива и времени ее подачи.

2.1 Основные неисправности инжекторной системы питания.

Негерметичность впускной системы, приводит к тому, что датчик массового расхода или абсолютного давления воздуха дает "неправильный" сигнал электронному блоку, который посылает форсунке неверные управляющие импульсы.

Признаком этой неисправности будет неустойчивая работа двигателя, плохая приемистость автомобиля.

Работу "подозрительного" датчика можно проверить, установив на его место заведомо исправный.

Холодный или горячий двигатель не запускается. Включение стартера не обеспечивает запуск двигателя. В таком случае нет смысла повторять попытки без проверки системы.

Возможные причины могут быть в ненадежности электрических соединений, негерметичности топливной системы, неисправности датчика температуры воздуха, датчика массового расхода воздуха, повреждении шланга между регулятором давления и топливным баком, негерметичности форсунок.

Устранение неисправностей заключается в проверке соединений электрических разъемов, соединений топливной системы, замене неработающих датчиков, поврежденных шлангов и форсунок.

Загрязнение топливного фильтра может привести к низкому давлению топлива из-за снижения пропускной способности топливной магистрали. Если фильтр поврежден, грязь может попасть в форсунки.

Засорены форсунки. Если засорена форсунка моновпрыска, или по крайней мере три из четырех форсунок распределенного впрыска, то двигатель не будет заводиться. Если засорены одна или две форсунки, то двигатель будет троить или двоить, будут наблюдаться характерные для работы не всех цилиндров потеря мощности, вибрации и пульсирующий выхлоп. Форсунки засоряются, если поврежден топливный фильтр. В форсунках очень небольшое отверстие, через которое осуществляется впрыск. Исправный топливный фильтр не пропускает частицы, способные засорить это отверстие, но если в фильтре образовалось микроотверстие, то мусор может попасть в бензопровод и в форсунки. В форсунках могут постепенно откладываться слои лакообразных загрязнений, пока полностью их не засорят. Кроме того форсунки могут замерзнуть, так как в топливе могут быть парафины, вода, смолы, другие загрязнения, которые при низких температурах становятся твердыми, пока топливо в магистрали между фильтром и форсунками. Далее они попадают в форсунку и закрывают отверстие. Такое замерзание обычно лечится подогревом форсунок. Если двигатель завелся, то достаточно прогреть его, чтобы избавиться от замерзших частиц. Механические загрязнения устранить сложнее. Для этого форсунки моют на специальном оборудовании (в ультразвуковой ванне). Если мощность двигателя постепенно снижается, он начинает плохо заводиться, то имеет смысл помыть форсунки для профилактики.

2.2. Ремонт системы питания инжекторных двигателей.

2.2.1. Топливный насос с электрическим приводом. Основные неисправности.

Топливный насос с электрическим приводом может располагаться в топливопроводе (навесной – рис. 8) или в топливном баке (погружной – рис. 9). На большинстве современных автомобилей топливный насос встроен в топливный бак. Такая схема обеспечивает лучшее охлаждение насоса, сокращает вероятность потерь за счет отсутствия всасывающей магистрали. С другой стороны, система имеет максимальную длину нагнетательного топливопровода, что повышает его уязвимость.

Рис. 8. Топливный подвесной насос с электрическим приводом: 1 – электродвигатель; 2 – щеточный узел; 3 - обратный клапан; 4 – крышка; 5 - впускной порт; 6 - рабочее колесо.

Работу топливного насоса обеспечивают два клапана – обратный и редукционный. Обратный клапан запирает топливную систему при остановке двигателя. Редукционный клапан поддерживает определенное давление в системе, перепуская часть топлива обратно на впуск.

Рис. 9 . Погружной электрический топливный насос: а — топливозаборник с насосом; б — внешний вид насоса.

Неисправности электробензонасоса делятся на механические и электрические. «Электрика» создает проблемы редко. Могут выйти из строя щетки или коллектор электромотора, но это происходит при пробеге свыше 150–200 тыс. км. Мельчайшие механические примеси способствуют износу трущихся поверхностей, и при работе на некачественном бензине срок службы насоса иногда составляет 1,5-2 года. Причиной снижения ресурса данного узла может быть и езда с малым уровнем топлива в баке (при горящей «лампочке»). Снижение рабочего давления в системе происходит в результате засорения сетчатого фильтра топливоприемника мусором, а также смолами (рис.10) Зимой причиной отказов может стать вода, попадающая в топливный бак и замерзающая в самом насосе или на фильтре топливоприемника, в результате чего развивается коррозия (рис. 11.).

Рис. 10. Загрязнение фильтра топливоприемника.

Рис. 11. Коррозия бензонасоса.

Признаки неполадок: перебои в работе двигателя на больших оборотах под нагрузкой; мотор не развивает предельной мощности, снижаются максимальная скорость автомобиля и его приемистость; холодный двигатель работает неравномерно, при снижении оборотов в режиме прогрева глохнет. Лучший способ диагностики насоса – манометром проверить давление в топливной системе (при работающем двигателе).

Чтобы исключить ошибку в «диагнозе», перед проверкой насоса необходимо заменить топливный фильтр, если он предусмотрен конструкцией системы питания. Если давление в системе ниже предельно допустимого, смените или промойте фильтр топливоприемника. Нет положительного результата – бензонасос требует замены.

2.2.2. Регулятор давления топлива. Основные неисправности.

Рис .11. Регулятор давления топлива: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — патрубок для вакуумного шланга; 4 — диафрагма; 5 — клапан; А — топливная полость; Б — вакуумная полость.

Служит для изменения давления в рампе, в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе. В стальном корпусе регулятора расположен подпружиненный игольчатый клапан, соединенный с диафрагмой. На диафрагму, с одной стороны воздействует давление топлива в рампе, а с другой разрежение во впускном трубопроводе. При увеличении разрежения, во время прикрытия дроссельной заслонки, клапан открывается, излишки топлива сливаются по сливному трубопроводу обратно в бак, а давление в рампе уменьшается.