Автомеханик. МДК.01.02. Устройство, ТО и ремонт автомобилей.

Тема 2.2. «Устройство, техническое обслуживание и ремонт двигателей автомобилей»

Тема 2.2.12. «Система питания карбюраторного двигателя»

Отечественные карбюраторные двигатели ВАЗ-2106 (для заднеприводных автомобилей ВАЗ), ВАЗ-21083 (для переднеприводных автомобилей ВАЗ), ЗМЗ-4025.10 (для автомобилей «Волга»), ЗМЗ-4026.10 (для автомобилей «Газель») серийно выпускались приблизительно до 2006 года.

Однако на ходу осталось огромное количество автомобилей с этим двигателем. Двигатели ЗМЗ-4025.10, ЗМЗ-4026.10 и УМЗ-421, а также двигатели УМЗ-421 и УМЗ-4218 (для автомобилей УАЗ) и в настоящее время являются продукцией Заволжского и Ульяновского моторных заводов. Детали к перечисленным двигателям продаются повсеместно в торговых точках автозапчастей.

Устройство системы питания карбюраторного типа рассмотрим на примере двигателей ВАЗ-21083 и ЗМЗ-4026.

Система питания карбюраторного двигателя служит для хранения топлива, очистки топлива и воздуха, приготовления горючей смеси из топлива и воздуха в определенных пропорциях в соответствии с режимами работы двигателя, подачи ее к цилиндрам двигателя и отвода из них отработавших газов (продуктов сгорания) в атмосферу.

Процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом называется карбюрацией, а прибор, в котором совер­шается этот процесс, — карбюратором.

В качестве топлива в карбюраторных двигателях обычно ис­пользуют бензин, который получают в результате переработки нефти.

Рис. 1. 1 – топливный бак; 2 – топливопровод; 3 – фильтр тонкой очистки топлива; 4 – топливный насос; 5 – поплавковая камера карбюратора; 6 – воздухоочиститель; 7 – распылитель карбюратора; 8 – смесительная камера карбюратора; 9 – впускной трубопровод; 10 – впускной клапан; 11 – цилиндр двигателя; 12 – поршень; 13 – выпускной клапан; 14 –.

Принцип действия системы питания карбюраторного двигателя следующий. При вращении коленчатого вала двигателя начинает действовать топливный насос 4 (рис. 1), который засасывает че­рез фильтр 3 топливо из бака 1 и по топливопроводу 2 нагнетает его в поплавковую камеру 5 карбюратора. При движении поршня 12 вниз (такт впуска) под действием разрежения из распы­лителя 7 карбюратора вытекает топливо в смесительную камеру 8, а через воздушный фильтр 6 засасывается очищенный воздух. В смесительной камере 8 кар­бюратора струя воздуха распыляет топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая по впускному трубопроводу 9 через открытый впускной клапан 10 поступает в цилиндр 11 двигателя, где, перемешиваясь с остатками отработавших газов, обра­зует рабочую смесь. При движении поршня вверх происходит сжа­тие рабочей смеси (такт сжатия) и се сгорание (рабочий ход). Про­дукты сгорания (отработавшие газы) через открывающийся выпускной клапан 13 по трубопроводу 14 поступают в глу­шитель и далее в атмосферу (такт выпуска).

Топливный бак 13 (рис. 2) предназначен для хранения запаса топлива. Топ­ливные баки изучаемых автомобилей изготовлены из освинцован­ного с двух сторон стального листа и имеют одинаковые со­ставные части: заливную горловину 17 с пробкой 18, топливозаборную трубку с сетчатым фильтром, датчик указателя уровня топлива 14. Кроме того, топливный бак может иметь вентиляционную трубку 16 для выхода воздуха из бака при заправке, трубку для слива из­лишков топлива от карбюратора в топливный бак 6. Для предупреждения вытекания топлива из бака через карбюратор при опрокидывании автомобиля на сливном шланге 6 имеется обратный клапан 5. Только в системе питания двигателя ВАЗ-21083 имеется сепа­ратор 19 и двухходовый клапан 21, которые служат для ограничения переполнения бака парами топлива.

Рис. 2. Устройство системы питания двигателя ВАЗ-21083: 1 – фильтр тонкой очистки топлива; 2 – шланг подвода топлива к топливному насосу; 3 – топливный насос; 4 – заборник подогретого воздуха; 5 – обратный клапан; 6 – шланг отвода топлива от карбюратора; 7 – заборник холодного воздуха; 8 – терморегулятор; 9 – воздушный фильтр в сборе; 10 – карбюратор; 11 – трубка слива топлива; 12 – трубка подвода топлива от бака; 13 – топливный бак; 14 – фланец датчика уровня топлива и трубки забора топлива; 15 – шланг сепаратора; 16 – шланг наливной трубы; 17 – наливная труба; 18 – пробка топливного бака; 19 – сепаратор; 20 – шланг двухходового клапана; 21 – двухходовый клапан.

Часть топлива, подаваемая насосом через калиброванное от­верстие специального штуцера карбюратора, расположенного перед игольчатым клапаном поплавковой камеры ниже основ­ного штуцера подачи топлива, по сливному шлангу 6 через об­ратный клапан 5 стекает в бак. При этом получается непрерывная циркуляция части топлива, что препятствует образованию воз­душных пробок и прекращению подачи топлива.

Топливопроводы 6, и 12 (рис. 2) служат для подачи топлива от топливного бака 13 к топливному насосу 3 и карбюратору 10 и включают в себя металли­ческие стальные трубки и шланги из бензостойкой резины, соеди­няемые между собой и с приборами системы питания при помощи стальных хомутов.

Топливные фильтры 1 (рис. 2) предназначены для очистки топлива, пода­ваемого из топливного бака к приборам системы питания. В систе­мах питания изучаемых автомобилей предусмотрена установка топ­ливного фильтра тонкой очистки топлива с бумажным фильтрую­щим элементом, а также дополнительных сетчатых фильтров в отдельных приборах системы питания. Фильтр тонкой очистки топлива обычно устанавливается на шланге подвода топлива из топливного бака к топливному насосу и может иметь неразборную или разборную конструкцию.

Дополнительные сетчатые фильтры имеются на топливозаборной трубке бензобака, на впускных клапанах топливных насосов, а также в крышках карбюраторов в канале подвода топлива к игольчатому клапану поплавкового механизма.

Воздушный фильтр предназначен для очистки воздуха, поступа­ющего в карбюратор двигателя для приготовления горючей смеси, от механических примесей, предотвращая тем самым попадание твердых абразивных частиц в цилиндры двигателя и уменьшая из­нос его деталей. На изучаемых легковых автомобилях воздушные фильтры сухого типа со сменными фильтрующими элементами. В терморегуляторе устанавливается заслонка, автоматически управляемая термосиловым элементом. При пониженной температуре окружающего воздуха термосиловой элемент устанавливает заслонку в положение, обеспечивающее забор теплого воздуха из зоны выпускного трубопровода двигателя через воздухозаборник 1 (рис. 3). При повышении температуры окружающего воздуха заслонка занимает

Рис. 3. Воздушный фильтр двигателя ВАЗ-21083

1 – воздухозаборник горячего воздуха; 2 – воздухозаборник холодного воздуха. 3 – воздухопровод; 4 – терморегулятор; 5 – крышка воздухоочистителя; 6 – прокладка; 7 – фильтрующий элемент; 8 – корпус; 9, 10 – прокладки корпуса.

положение, при котором холодный воздух подается через воздухозаборник 2. Промежуточные положения заслонки терморегулятора позволяют подавать в двигатель смесь теплого и холодного воздуха, что способствует лучшему смесеобразованию, большей полноте сгорания и вследствие этого снижению токсичности отработавших газов и уменьшению расхода топлива.

Впускной трубопровод служит для подачи горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя. Их, как правило, отливают из алюми­ниевых сплавов. Впускные трубопроводы подогреваются охлаждающей жидкостью или отработавшими газами, что способствует испарению топливной пленки.

Выпускной трубопровод предназначен для отвода отработавших газов к приемным трубам и глушителю. Выпускной трубопровод отливают из чугу­на. Теплоту отработавших газов используют для подогрева горючей смеси на выпуске. Для этой цели впускной и выпускной трубопроводы соединя­ются шпильками через железоасбестовую прокладку. Выпускные трубопроводы соединяются через выпускную трубу с глушителем.

Глушитель. В момент открытия выпускных клапанов давление отрабо­тавших газов 0, 3—0, 5 МПа, а температура свыше 1000 К. Через клапаны отработавшие газы проходят с большой скоростью, и их выпуск отличается высоким уровнем шума. Глушитель (см. рис. 4) состоит из корпуса 10 и 22 с вваренными днищами, внутренних труб с отверстиями 13, 15, 16, 18, 20 и перегородок 12, 14, 19, об­разующих резонансные камеры.

Отработавшие газы по приемным трубам поступают в глушитель. Дви­гаясь по внутренним трубам, газы выходят через отверстия в камеры, после чего они вновь поступают в трубы. Это повторяется несколько раз. Таким образом, в значительной степени сокращается скорость движения выхлопных газов и создавемой ими звуковой волны.

Рис. 4. Выпускная труба и глушители: 1. Прокладка; 2. Кронштейн крепления приемной трубы: 3. Приемная труба; 4 и 5. Хомуты соединения труб; 6. Дополнительный глушитель; 7. Крючок подвески глушителя; 8. Основной глушитель; 9. Подушка подвески глушителя; 10. Корпус дополнительного глушителя; 11. Теплоизоляция дополнительного глушителя: 12. Глухая перегородка; 13. Перфорированная труба: 14. Диафрагма; 15. Передняя перфорированная труба: 16. Впускной патрубок; 17. Средняя перегородка: 18. Выпускной патрубок: 19. Передняя перегородка: 20. Задняя перфорированная труба; 21. Задняя перегородка; 22. Корпус основного глушителя

Топливный насос 1 (рис.6) служит для подачи топлива из топливного бака 19 в карбюратор 5 под давлением. На всех рассматриваемых двигателях топливные насосы диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала, имеют сходное устрой­ство и принцип действия.

Когда эксцентрик 17 (рис. 5) привода насоса набегает выпуклой частью на рычаг привода 16, последний перемещается и перемещает шток 13 с диафрагмой 12 вниз, сжимая пружину 14. При этом в рабочей полости над диафрагмами создается разрежение, открывается впускной кла­пан 9, и топливо из бака засасывается по топливопроводу через сетчатый фильтр 8 и впускной клапан 9 в полость головки насоса 11 над диафрагмой. Когда выступающая часть эксцентрика пройдет толкатель, шток с диафрагмами под дей­ствием пружины поднимается вверх, создается избыточное дав­ление топлива, под действием которого впускной клапан закры­вается, а выпускной 5 открывается, и топливо нагнетается по топ­ливопроводу в поплавковую камеру карбюратора. Производительность насоса несколько превышает потребность топлива для работы на всех режимах нагрузки на двигатель. Поэ­тому, когда расход топлива небольшой, ход штока с рабочими диафрагмами будет неполным, а ход рычага 16 частично холостым, так как усилия пружины 14 недостаточно, чтобы поднять диафрагму и открыть давлением топлива игольча­тый клапан поплавковой камеры 5 (рис. 1).

При нажатии на рычаг уси­лие передается на рычаг привода 16 и шток с ди­афрагмой опускается вниз, а при отпускании рычага диафрагма поднимаются вверх и нагнетают топливо в карбюратор. Это требу­ется делать для подкачки топлива после длительной стоянки авто­мобиля, а также при проверке исправности насоса.   Рис. 5. Топливный насос двигателя ЗМЗ-4026: 1 — корпус; 2 — рычаг ручного привода; 3 — уплотнитель; 4 — сетчатый фильтр контрольного отверстия; 5 — нагнетательный клапан; 6 — крышка; 7 — винт крепления крышки фильтра; 8 — сетчатый фильтр; 9 — всасывающий клапан; 10 — тарелка; 11 — головка насоса; 12 — диафрагма; 13 — пружина штока; 14 — шток; 15 — пружина рычага привода; 16 — рычаг привода; 17 — эксцентрик распредвала.

Рис. 6. Система питания двигателя ЗМЗ-4026: 1 — топливный насос; 2 — фильтр тонкой очистки топлива; 3 — питающий топливопровод; 4 — воздухозаборный шланг; 5 — карбюратор; 6 — воздушный фильтр; 7, 8 — штуцеры; 9 — крышка фильтра отстойника (грубой очистки топлива); 10 — прокладка; 11 — фильтрующий элемент; 12 — пружина; 13 — стакан-отстойник; 14 — сливная пробка; 15 — сетчатый фильтр топливозаборника; 16 — кронштейн топливного бака; 17 — сливной трубопровод; 18 — топливозаборник; 19 — топливный бак; 20 — датчик указателя уровня топлива; 21 — хомут; 22 — наливная горловина; 23 — фильтр-отстойник; 24 — рычаг ручного привода топливного насоса; 25 — прокладка топливного насоса.

ДЗ. 1. С.К. Шестопалов «Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей» стр. 59.

2. Чумаченко Ю.Т. и др. «Автослесарь. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Изд. 9-е. Уч. пос.- Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 544 с. стр. 61.