план заняття
1. Організаційний момент - 3 хв.
2. Опитування студентів за попереднім матеріалом - 10 хв.
3. Виклад нового матеріалу - 55 хв.
4. Закріплення нового матеріалу -12 хв.
5. Підведення підсумків - 7 хв.
6. Домашнє завдання - 3 хв.
Разом: 90 хв.
Устаткування заняття:
- Мультимедіа, комп'ютер, DVD - диски;
- Слайди, плакати;
- Навчальні елементи;
Опитування (фронтальний)
питання:
Ø Які вимоги пред'являються до системи живлення ДВС?
Ø Як класифікуються системи харчування?
Ø Які переваги систем впорскування перед карбюраторними?
Ø Які вимоги пред'являються до палив?
Ø Що таке карбюрація суміші?
Ø Що таке коефіцієнт надлишку повітря і як класифікується склад суміші?
Ø Назвіть основні режими роботи ДВС.
Виклад нового матеріалу
Лекція № 2
Закріплення нового матеріалу:
(Проводиться фронтальне опитування по викладеної теми)
Ø Розбираємо правильність відповідей.
Ø Виставляємо оцінки, коментар;
Завдання додому:
Ø Заповнити зошит для лабораторних робіт з пройденої теми.
Ø Повторити пройдений матеріал.
Ø Не забуваємо про конструкторські розробки.
(Конспект лекції № 2)
Загальний пристрій і схема роботи системи харчування.
Системою харчування називається сукупність приладів і пристроїв, що забезпечують подачу палива і повітря до циліндрів двигуна і відведення від циліндрів відпрацьованих газів. Система харчування служить для приготування горючої суміші, необхідної для роботи двигуна.
У систему харчування більшості двигунів входять:
топлівнийбак 8 (рис.4), фільтр-відстійник 14, карбюратор 3, повітряний фільтр (очисник повітря) 2, паливний насос 18, рукоятка управління повітряної заслінкою 4, рукоятка управління дросельними заслінками 5, педаль подачі палива 6, випускні труби 17, труби глушника 16, глушник 15.
Під час роботи двигуна паливний насос 18 перекачує бензин з паливного бака 8 через фільтр-відстійник 14 по трубопроводах 7. У фільтрі-відстійнику відбувається очищення бензину від великих механічних частинок і води. Потім бензин проходить через фільтр тонкого очищення, де з нього віддаляються дрібні механічні частки, і надходить в карбюратор 3. Під дією розрідження, яке при такті впуску створюється в циліндрах двигуна і передається в змішувальні камери карбюратора, з розпилювачів починає виходити бензин. Одночасно з повітряного фільтра 2 в карбюратор надходить очищене повітря. У карбюраторі відбувається розпорошення і випаровування бензину, а також змішування бензину з повітрям. Новоутворена горюча суміш через впускний трубопровід і впускні клапани надходить в циліндри двигуна. Гази, що утворилися: після швидкого згоряння робочої суміші в циліндрі, розширюються, тиснуть на днище поршня, і поршень опускається, здійснюючи робочий хід. Після робочого ходу відпрацьовані гази послідовно проходять випускні клапани і випускні труби 17, прийомні труби глушника 16, глушник 75, випускну трубу глушника 13 і викидаються в атмосферу.
Рис.4 Схема харчування карбюраторного двигуна:
1 - канал підведення повітря до очиснику повітря; 2 - очищувач повітря; 3 - карбюратор; 4 - рукоятка ручного управління повітряної заслінкою; 5 - рукоятка ручного управління дросельними заслінками; 6 -0 педаль подачі палива; 7 - паливопровід; 8 - паливний бак; 9 - датчик покажчика рівня палива; 10 - покажчик рівня палива; 11 - кран; 12 - пробка горловини паливного бака; 13 - випускна труба глушника; 14 - фільтр-відстійник; 15 - глушник; 16 - прийомні труби глушника; 17 - випускний трубопровід; 18 - паливний насос; - неочищений повітря; - відпрацьовані гази;
Паливний насос.
Для примусової подачі палива до карбюратора служить паливний насос. На двигунах автомобілів ЗІЛ-431410 паливний насос приводиться в дію від ексцентрика розподільного вала через штангу, на карбюраторних двигунах автомобілів ГАЗ-3110 «Волга», ГАЗ-3307 і ІЖ-2126 «Ода» - безпосередньо від ексцентрика, на двигунах ВАЗ - ексцентриком вала приводу мастильного насоса і розподільника запалювання. Найбільшого поширення набули мембранні насоси, що відрізняються хорошою працездатністю.
Насос Б-10 карбюраторних двигунів автомобілів ЗІЛ (рис. 5, а) складається з трьох основних частин: корпусу 2, клапанної головки 7 і кришки 10. У корпусі насоса встановлено коромисло 17, нагнетательная пружина 4 івалік 14 важеля 1 механізму ручної підкачки палива. У клапанної голівці 7 вбудовані три випускних клапана 13 і три впускних клапана 8, над якими розташований сітчастий фільтр 9. Кришка 10 має перегородку 11, що розділяє вхідну А і нагнетательную Б порожнини насоса. Між клапанною головкою 7 і корпусом 2 затиснута багатошарова лакотканевая мембрана 6, закріплена на штоку 5, нижній кінець якого через шайбу з'єднаний з внутрішнім вильчатим плечем коромисла 17, а його зовнішнє плече пружиною 15 постійно притискається до штанги 18 приводу насоса.
Працює насос наступним чином. При набіганні виступу ексцентрика 19 на штангу 18 коромисло 17, повертаючись на осі 16, своїм вильчатим плечем опускає шток з мембраною вниз, долаючи опір пружини 4. При цьому в порожнині над мембраною створюється розрідження, під дією якого відкриваються впускні клапани 8, і паливо з бака надходить у вхідну порожнину А кришки 10, звідки, пройшовши сітчастий фільтр 9, заповнює простір над мембраною. При збігання виступу ексцентрика 19 з-під штанги 18 під дією пружини 4 шток 5 разом з мембраною піднімається вгору, при цьому під тиском палива, що знаходиться над мембраною, впускні клапани 8 закриваються, а випускні 13 відкриваються, і паливо подається в нагнітальних порожнину Б, з якої воно через отвір штуцера 12 надходить по паливопроводу до карбюратора.
Pис. 5 Мембранний паливний насос: а - розріз насоса; б - механізм ручного підкачування
У тому випадку, якщо витрата палива через дозуючі системи
карбюратора малий і запірний клапан поплавковою камери закритий, насос працює вхолосту. Це пояснюється тим, що паливо, що знаходиться над мембраною, не дозволяє їй переміщатися вгору, при цьому пружина 4 стиснута, а шток 5 знаходиться в нижньому положенні, що дозволяє вильчатого плечу коромисла вільно гойдатися до тих пір, поки не відкриється запірний клапан камери поплавця карбюратора . При ремонтно-регулювальних роботах для заповнення камери поплавця паливом служить механізм ручного підкачування (рис. 5, б).
Валик 14 пазом, сполученим з коромислом 17, діє на його вильчатий кінець, забезпечуючи переміщення штока і мембрани не під дією ексцентрика, а вручну - важелем 1. Для контролю герметичності мембрани і вентиляції корпусу служить отвір 5 (див. Рис. 5 а). Повітряні фільтри.
Двигуни за одну годину роботи споживають від 200 до 350 м3 повітря. У повітрі міститься велика кількість пилу. Якщо цей пил потрапить вдвігатель, то в циліндрах вона змішається з маслом і перетвориться в абразивну суміш, яка викличе інтенсивний знос циліндропоршневої групи, а також клапанного механізму. Пил, яка проникає в карбюратор, може привести до засмічення жиклерів зміни якості горючої суміші, падіння потужності і економічності двигуна.
Для очищення повітря застосовуються повітряні фільтри. На двигунах легкових автомобілів в основному застосовуються повітряні фільтри з сухим елементом, що фільтрує, а на двигунах вантажних автомобілів частіше встановлюються інерційно-масляні повітряні фільтри.
До повітряних фільтрів висувають такі вимоги:
- ефективність очищення повітря від пилу;
- малий гідравлічний опір;
- необхідна пилеемкость;
- надійність в роботі і зручність в обслуговуванні;
- технологічність конструкції.
Повітряні фільтри очищають повітря на 95 ... 96%, завдяки чому в умовах значної запиленості знос деталей знижується в 1,5 - 2 рази.
Мал. 6. Сухий повітряний фільтр:
1 - кронштейн кріплення корпусу фільтра; 2 - корпус фільтра; 3 - кронштейн кріплення кришки; 4 - фільтруючий елемент; 5 - стрілка установки кришки; 6 - дах; 7 - гайка кріплення кришки; 8 -шайба; 9 - верхній витяжний шланг вентиляції картера; 10 - повітрозабірник; 11 - гофрований шланг підігрітого повітря: 12 - важіль заслінки воздухозаборнтка; 13 - патрубок верхнього витяжного шланга
Сухі повітряні фільтри. Сухі фільтри складаються з корпуса 2 (рис. 6), який кріпиться на карбюраторі за допомогою кронштейну 1. Корпус закривається кришкою 6, що закріплюється на кронштейні 3. У корпусі встановлений паперовий фільтруючий елемент 4. Кришка кріпиться через шайбу 8 гайкою 7. Для вентиляції картера двигуна на кришці є патрубок з закріпленим на ньому шлангом 9. повітря в корпус фільтра 2 надходить через повітрозабірник 10. Для забору підігрітого повітря є гофрований шланг 11 і важіль заслінки повітрозабірника 12. шланг 9 з'єднується з патрубком 13.
Повітря через повітрозабірник надходить всередину корпусу і проходить через пори фільтруючого елемента; при цьому механічні частинки осідають на
поверхні фільтруючого елемента 4. Очищений повітря надходить в змішувальні камери карбюратора. У холодну пору року для кращого випаровування бензину необхідно забирати вже нагріте повітря. Для цього важіль 12 слід повернути, перекривши заслінкою доступ холодного повітря, а через гофрований шланг буде надходити прогріте повітря.
Інерційно-масляні повітряні фільтри. Ці фільтри (рис. 7) складаються з корпусу 16, кришки 12 і фільтруючого елемента 6, навколо якого є кільцева щілина 14. У корпусі влаштована масляна ванна 2, заповнена відпрацьованим моторним маслом.
Мал. 7. Інерційно-масляні повітряні фільтри:
А - двигуни автомобіля ЗІЛ; б - дизеля; I. II - перехідники; 2 - масляна ванна; 3 - відбивач; 4, 5, 10, 19, 20 - ущільнювальні прокладки; 6 - фільтруючий елемент; 7 - стяжний гвинт; 8 - гайка-баранчик; 9 - гвинт з баранчиком; 12 - кришка; 13 - патрубок відбору повітря в компресор; 14 - кільцеве вікно; 16 - корпус фільтра; 17 - порожнина; 18 - корпус глушника
Перш чому надійти в патрубок карбюратора, повітря повинне пройти через щілину між корпусом і кришкою або через приймальне вікно по кільцевої щілини 14 до нижнього краю корпусу фільтруючого елемента 6, в порожнині 17 повернути на 180 ° і йти вгору через елемент 6. Пройшовши крізь фільтруючий елемент , повітря знову повертає на 180 ° і направляється в змішувальні камери карбюратора. Коли повітря доходить до нижнього краю фільтруючого елемента і різко змінює напрямок свого руху, механічні частинки через інерцію не встигають розвернутися, вдаряються об поверхню масла і прилипають до нього. Потік повітря, різко змінивши напрямок руху, зриває з поверхні масла дрібні крапельки і разом з дрібним пилом надходить у фільтруючий елемент. Дрібні частинки пилу прилипають до ниток фільтруючого елемента, затримуються так само і крапельки масла.
У міру накопичення масло стікає назад в масляну ванну, змиваючи на своєму шляху пил з фільтруючого елемента 6 і відбивача 3.
У літню пору повітря надходить в повітряний фільтр безпосередньо з атмосфери, а в холодну пору року - підігрітий з простору під капотом двигуна. Для цього горловина повітряного фільтра у двигунів автомобілів ЗІЛ має гофрований патрубок, притиснутий до воздуховоду.
Регулюється потік повітря до фільтру за допомогою заслінки. Якщо заслінка опущена, то повітря забирається з атмосфери, а якщо за допомогою ручки підняти заслінку, то повітря буде надходити в фільтр вже підігрітий працюючим двигуном. Заслінка утримується в потрібному положенні пружиною.
У двигунів з великим споживанням повітря корпус фільтра поміщається всередині корпусу глушника системи впуску 18.
Паливні фільтри.
У паливі можуть міститися різні механічні домішки і вода. Кількість їх в бензині залежить від умов транспортування, зберігання та заправки. Наявність механічних домішок в бензині неприпустимо, так як їх
частинки забруднюють жиклери карбюратора, що призводить до погіршення якості приготовляемой горючої суміші, зменшення потужності двигуна і зниження економічності. Накопичення води в камері поплавця карбюратора може привести до того, що замість бензину в камери змішувачів карбюратора почне надходити вода, і двигун зупиниться (затихне).
Паливний фільтр-відстійник. Для грубої первісної очищення бензину від механічних домішок і води служать паливні фільтри-відстійники
(рис. 8, а).
Фільтр-відстійник складається з корпусу, в якому є стрижень для з'єднання корпусу з кришкою 3 за допомогою стяжного болта. На стрижень надітий фільтруючий елемент 5, притискуваний до кришки 3 пружиною. Для зливу відстою в стрижні виконані радіальні і вихідні отвори, що закриваються пробкою 7. Фільтруючий елемент складається з фільтруючих пластин 9, зверху закритих корпусом елемента, а знизу - опорною шайбою. Збирається фільтруючий елемент на дві стійки. Фільтруючі пластини і корпус елемента мають отвори, що утворюють канали проходу відфільтрованого палива 8. Знизу ці канали закриті опорною шайбою.
Мал. 8. Паливні фільтри;
а - грубої очистки; б і в - тонкого очищення: I, II - корпус; 2, 4, 10, 12 - канали; 3 - крьппкі; 5, 13 - фільтруючі елементи; 6 - виступи; 7 - пробка; 8 - канали; .9 - фільтруючі пластини; 14 - відстійник; 15 - тримач; 16 - гайка-баранчик.
На фільтруючих пластинах є, виступи 6, що запобігають щільне прилягання пластин один до одного. Паливо надходить всередину фільтра через отвір 4, до якого приєднаний штуцер трубки подачі палива з паливного бака. Відфільтроване паливо відводиться через отвір 2.
Працює фільтр-відстійник наступним чином. Паливо надходить у фільтр під дією розрідження, створюваного паливним насосом. Якщо в паливі присутня вода, то вона опускається на дно, так як має більшу питому вагу, ніж бензин. Бензин проходить в щілини між фільтруючими пластинами зовні і зсередини елемента. Механічні частинки, більші, ніж щілини, затримуються, а очищений бензин надходить в бензиновий насос. Для випуску відстою служить пробка 7 зливного отвору. Зазор між фільтруючими пластинами становить 0,05 мм.
Фільтр тонкого очищення палива .Мелкіе механічні частинки можуть пройти через фільтруючий елемент фільтра-відстійника і через сітчастий фільтр впускного каналу насоса. Для очищення палива від дрібних механічних домішок служить фільтр тонкого очищення.
Фільтр складається з корпусу 11 (рис. 8, б і в) і склянки-відстійника 14, з'єднаних один з одним за допомогою коромисла, власника 15 і гайки-баранчика 16. Між корпусом і відстійником поміщена прокладка для запобігання витікання палива. Фільтруючий елемент 13 може виготовлятися у вигляді склянки з пористої кераміки. Застосовуються також сітчасті фільтруючі елементи, в яких на перфорований алюмінієвий склянку намотується латунна сітка і закріплюється пружиною. Останнім часом застосовують фільтруючі елементи з пористого паперу.
паливні баки
На автомобілі можуть встановлюватися по одному, два і більше палива
баків. Ємність баків повинна забезпечувати пробіг автомобіля не менше 400 ... 600 км. На більшості автомобілів паливні баки сталеві, штамповані. Складаються вони з двох зварних половин, внутрішня поверхня яких освинцьованої. Паливні баки вантажних автомобілів мають всередині перегородки, що зменшують плескання бензину на поганих дорогах. Це, по-перше, охороняє стінки бака від гідравлічних ударів і руйнування і, по-друге, запобігає межмолекулярное тертя при плескання бензину, що призводить до накопичення електрики і здатне викликати іскровий розряд і вибух паливного бака.
Паливні баки у легкових автомобілів встановлюють в багажнику або під кузовом автомобіля. У вантажних автомобілів паливні баки встановлюють зліва під кузовом або під кабіною водія. Якщо число баків більше одного, то вони можуть встановлюватися не тільки зліва, а й справа під кузовом. На деяких моделях автомобіля «ГАЗель» паливні баки виготовляють із пластмаси.
Баки кріплять до кронштейнів сталевими стрічками 4 (рис. 9), під які підкладають прокладки 3 і 5. Для зливу відстою є отвори, що закриваються пробками 1 з прокладками 2. На баку встановлюється датчик покажчика рівня палива 13, а також трубки для забору палива з бака і для повернення частини палива з карбюратора в бак. На трубці для забору палива є сітчастий фільтр 10.
Для заправки паливом паливний бак має заливну горловину. На вантажних автомобілях для полегшення заправки в горловині може встановлюватися висувна горловина з сітчастим фільтром.
Заливні горловини паливних баків вантажних автомобілів закриваються пробками з паровим і повітряним клапанами для підтримки всередині бака атмосферного тиску.
При зменшенні кількості бензину в баку может з'явитися розрідження, что виробляти до перебоїв в работе двигуна. При зниженні тиску всередині бака на 2 ... 4 кПа нижче атмосферного відкривається впускний повітряний клапан, і в бак надходить атмосферне повітря через отвір в кришці.
Рис.9. Паливний бак:
1 - зливна пробка; 2 - прокладка зливної пробки; 3, 5, 14 - прокладки; 4 - стрічка; 6 - кронщтейн кріплення бака до рами; 7 - фланець забору і зливу палива з фільтром; 8 - пружина; 9, 11 - фланці; 10 - фільтр; 12 - штифт; 13 - датчик електричного покажчика рівня палива
При роботі автомобіля в жарку пору року відбувається інтенсивне випаровування бензину, і тиск в баку підвищується. Для запобігання надмірному тиску служить випускний паровий клапан. Якщо тиск всередині бака перевищить атмосферний і досягне 110 ... 118 кПа, випускний клапан відкриється, стискаючи пружину, і випустить частина парів бензину в атмосферу.
Заливні горловини паливних баків легкових автомобілів,
як правило, закриваються глухими різьбовими пробками. Карбюратори більшості легкових автомобілів мають патрубки зливу надлишків палива в паливні баки. Через ці трубки підтримується атмосферний тиск в баках.
Автомобілі ВАЗ-2110, -2111, -2112 і деякі інші мають нерозбірний сепаратор, з'єднаний шлангом з баком. При підвищенні тиску за рахунок випаровування бензину пари по шлангу надходять в сепаратор, конденсуються і повертаються назад в паливний бак.
Пробки можуть мати ланцюжок, що охороняє від втрати.
Впускні і випускні трубопроводи. Впускні трубопроводи служать для підведення горючої суміші в циліндри двигуна, а випускні - для відводу відпрацьованих газів з циліндрів.
Впускні трубопроводи у двигунів з V-подібним розташуванням циліндрів розташовуються в розвалі між циліндрами і мають складну форму. Трубопроводи повинні надавати мінімальний опір переміщенню газів, так як це необхідно для кращого наповнення циліндрів двигуна.
У всіх карбюраторних двигунів впускні трубопроводи мають пристрої для підігріву горючої суміші. Для цієї мети канали, за якими горюча суміш подається в циліндри двигуна, омиваються гарячою водою. При працюючому двигуні гаряча вода підігріває трубопровід, а разом з ним і горючу суміш, поліпшуючи випаровування бензину.
Пристрій для підігріву горючої суміші включає в себе заслінку 8 (рис. 10), на зовнішньому кінці осі якої встановлений сектор 6 з написами «Зима» і «Літо». Сектор утримується в потрібному положенні за допомогою стопорній шпильки і гайки 7. Коли температура зовнішнього повітря підніметься вище
50 С, заслінку потрібно повернути в положення «Літо». При цьому вона займає горизонтальне положення, і відпрацьовані гази безпосередньо виходять в глушник, менше стикаючись зі стінкою впускний труби і менше підігріваючи горючу суміш. Взимку при експлуатації заслінку повертають в положення «Зима», і вона перегороджує випускний трубопровід. Відпрацьованим газам доводиться огинати заслінку зверху, стикаючись зі стінкою впускний труби і більш інтенсивно її нагрівати.
Рис.10 Елементи системи впуску та випуску відпрацьованих газів і підігріву горючої суміші:
а - впускний і випускний трубопроводи (двигун автомобіля ГАЗ - 3102 «Волга»); б і в - положення заслінки, відповідні найменшому і найбільшому підігріву суміші; г - глушник шуму системи випуску; 1 - впускний трубопровід; 2 - прилив для установки карбюратора; 3 - отвір для штуцера трубопроводу вакуумного підсилювача гальмівних механізмів; 4 - прокладка; 5 - випускний трубопровід; 6 - сектор регулювання підігріву; 7 - стопорная шпилька і гайка; 8 - заслінка; 9, 14 - днища глушника; 10 - корпус; 11 - перегородка; 12 - камера; 13 - внутрішня труба; 15 - випускна труба; 16 - патрубки передньої стінки глушника; 17 - прийомні труби глушника.
Підігрів горючої суміші необхідний тому, що суміш, яка надходить з карбюратора у впускний трубопровід, містить значну частину палива у вигляді крапельок. Вони осідають на стінках впускного трубопроводу, утворюючи суцільну паливну плівку. Паливна плівка надходить в циліндр нерівномірно, що призводить до зміни складу горючої суміші і погіршення роботи двигуна.
Однак зайвий перегрів горючої суміші теж шкідливий, так як при сильному розширенні суміші ваговій заряд циліндрів зменшується, що призводить до втрати потужності.
Випускні трубопроводи відливають з чавуну, у V-образнихдвігателей для кожного ряду циліндрів окремо. У рядних двигунів в випускному трубопроводі встановлена заслінка для регулювання ступеня підігріву горючої суміші.
Список літератури:
- Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевскій А.А., «Автомобілі», М., Академія, 2007 р
- Богатирьов А.В. та ін., «Автомобілі», М., Колос, 2004 р
- Вишняков М.М. та ін., «Автомобіль. Основи конструкції », М., Машинобудування, 1986.
Ø Які переваги систем впорскування перед карбюраторними?
Ø Які вимоги пред'являються до палив?
Ø Що таке карбюрація суміші?
Ø Що таке коефіцієнт надлишку повітря і як класифікується склад суміші?
