Автомобили

Строительные машины и оборудование

Требования, предъявляемые к бензинам. Топливом для карбюраторных двигателей являются автомобильные бензины. Требования, предъявляемые к качеству применяемого бензина, следующие: быстрое образование бензино-воздушной (горючей) смеси необходимого состава; сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации), минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя; небольшие отложения смолистых веществ в системе питания в двигателе; наименьшее отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду; сохранность первоначальных свойств в длительном интервале времени.

Показатели качества бензинов. Качество бензинов определяет ГОСТ 2084—77.

Все марки автомобильных бензинов имеют буквенно-цифровое обозначение: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А обозначает «Автомобильный бензин», следующие за ней цифры — октановое число бензина в безразмерных единицах.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Октановое число является показателем, определяющим детонационные свойства бензина. Детонацией называется сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью, превышающей скорость звука. Это явление сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя.

При детонации в двигателе возникают ударные нагрузки, которые могут стать причиной его разрушения. Детонация является результатом образования в рабочей смеси углеводородных перекисей, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью. Чем выше октановое число бензина, тем меньше возможность появления детонации.

Кроме октанового числа бензина на возникновение детонации при работе двигателя влияют следующие эксплуатационные факторы: перегрев двигателя свыше нормы, большая нагрузка при малой частоте вращения коленчатого вала, неправильная (ранняя) установка зажигания. Следовательно, для устранения детонации в двигателе необходимо изменить режим его работы: снять нагрузку и повысить частоту вращения, выдерживать нормальный тепловой режим, а также следить за правильной установкой зажигания.

Из конструктивных факторов, влияющих на возникновение детонации, нужно отметить такие, как форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания, диаметр цилиндра, и такой важнейший конструктивный параметр двигателя, как степень сжатия.

Для каждого типа карбюраторного двигателя допускается применение бензина со строго определенным октановым числом. Величина октанового числа применяемого бензина определяется степенью сжатия двигателя. Чем выше степень сжатия, тем более высокое октановое число должен иметь бензин. Например, при степени сжатия 7—7,2 применяют бензин А-76, а при 8,5—8,8 — бензин АИ-93.

Октановое число бензинов в нашей стране определяют по моторному и исследовательскому методам, сущность которых заключается в сравнении работы одноцилиндрового двигателя на испытуемом бензине и на эталонном топливе. В качестве эталонного топлива используют смесь двух углеводородов — изооктана и нормального гептана. Октановое число первого принимают за 100 единиц, а второго — за 0. Если составлять смесь из этих углеводородов в определенном процентном отношении, то оно и будет характеризовать октановое число. Так, смесь из 76% изооктана и 24% гептана будет равноценна бензину с октановым числом 76.

Испытание бензина по моторному методу проводят следующим образом: вначале запускают двигатель на испытуемом бензине и доводят его при повышении нагрузки до возникновения детонации, которая фиксируется по шкале указателя детонации. Затем переводят питание двигателя на эталонную смесь, имеющую предполагаемое октановое число на две единицы больше, чем у бензина. Если в фиксированном режиме нагрузки детонация не наступит, то двигатель переводят на другую смесь с октановым числом, меньшим на две единицы, и опять наблюдают за возникновением детонации. Если детонация будет наблюдаться, то подсчитывают величину октанового числа как среднее арифметическое октановых чисел двух взятых эталонных смесей. С целью большей достоверности указанное испытание проводят три раза.

Исследовательский метод испытания бензина по схеме проведения не отличается от моторного. Разница заключается лишь в режиме нагрузки на двигатель в момент испытания. Величина нагрузки устанавливается несколько меньше, чем при моторном методе. В результате детонация будет возникать при эталонных смесях с большим содержанием изооктана. Поэтому октановое число, получаемое по исследовательскому методу, будет на несколько единиц выше, чем по моторному.

Метод определения октанового числа отражается в марке бензина. Буква А обозначает, что октановое число определено моторным методом, буква И — свидетельствует о величине октанового числа, определенного по исследовательскому методу.

Для повышения октанового числа в некоторые бензины добавляют специальные присадки. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором ТЭС (тетраэтилсвинец). Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и для отличия от обычных бензинов окрашивается. При этом каждой марке бензина соответствует определенный цвет окраски. Например, этилированный бензин А-76 окрашивают в желтый цвет. Применение этилированных бензинов ограничивается из-за повышенной токсичности их продуктов сгорания.

Фракционный состав бензина определяет способность образовывать в карбюраторе однородную топливовоздушную смесь нужного состава и является показателем испаряемости бензина в процессе карбюрации. В ГОСТ 2084—77 указаны температуры, при которых перегоняются 10, 50, 90% бензина. Эти температуры свидетельствуют о наличии в бензине определенных фракций.

По температуре перегонки 10% бензина можно судить о наличии в нем пусковых фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя. Чем ниже температура tю, тем легче и быстрее можно пустить холодный двигатель.

Устойчивость работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала зависит от температуры испарения 50% бензина Чем ниже эта температура, тем лучше испаряются средние рабочие фракции бензина, обеспечивая поступление горючей смеси в двигатель. Эти же фракции определяют приемистость двигателя, т. е. его способность переходить с малой частоты вращения коленчатого вала на большую.

Температура испарения 90% бензина (t90) и температура конца перегонки свидетельствуют об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси при работе двигателя на полной мощности. Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу двигателя и перерасходу бензина.

Остаток и потери, определяемые при перегонке, характеризуют свойство бензина давать отложения при сгорании в двигателе, а также его физическую стабильность (испаряемость при хранении).

Давление насыщенных паров характеризует так же, как и фракционный состав, испаряемость бензина. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и быстрее происходит пуск холодного двигателя. Если давление насыщенных паров слишком велико, то бензин может испариться до поступления в смесительную камеру карбюратора, что приведет к образованию паровых пробок в системе питания и к остановке или перебоям в работе двигателя. В высокогорных районах, на юге применяют бензин с низким давлением насыщенных паров. Зимой, наоборот, желательно применять бензины с несколько повышенным давлением насыщенных паров.

Коррозионные свойства бензинов определяются содержанием в них органических и минеральных кислот, щелочей, серы и других соединений. При попадании воды в бензин могут образоваться активные разрушители черных и цветных металлов. Наличие в бензине кислот и щелочей проверяют пробой на нейтральность с помощью индикаторов метилоранжа и фенолфталеина, а содержание активной серы — испытанием на медной пластинке (опусканием пластинки в бензин).

Присутствие перечисленных веществ в бензинах ГОСТ ом не допускается, а общее содержание серы может быть в пределах 0,12—0,01%, причем значения, меньшие на порядок, относятся к бензинам, аттестованным государственным Знаком качества.

Автомобильные бензины содержат в своем составе непредельные углеводороды, которые, окисляясь при хранении, образуют смолистые отложения. Оседая на деталях топливной аппаратуры, впускном трубопроводе двигателя и на клапанах, смолы нарушают рабочий режим и снижают мощность двигателя. Содержание фактических смол в бензине допускается в пределах от 2 до 10 мг/100 мл.

Индукционный период характеризует склонность бензина к окислению (химическую стабильность) и смолообразование в процессе хранения и потребления. Индукционный период измеряется временем в минутах, в течение которого испытуемый бензин не окисляется под давлением в среде чистого кислорода при температуре 100°С. Началом окисления считается момент изменения давления в специальном приборе, где определяется этот показатель. Индукционный период для бензинов массового потребления составляет 600—990 мин.

Гарантированный срок хранения бензинов на складах и нефтебазах составляет 5 лет. В период этого срока допускается изменение фракционного состава на 1—3 °С. Новый Государственный стандарт на автомобильные бензины ( ГОСТ 2084—77) предусматривает повышение требований к бензинам массового потребления и особенно к бензинам с государственным Знаком качества.

По сравнению с бензинами массового потребления в бензинах А-76, АИ-93 и АИ-98 со Знаком качества значительно снижены: кислотность в 3—3,7 раза, содержание фактических смол в 1,3— 3,5 раза, содержание серы в 5—10 раз.

Бензины марок А-76 и АИ-98 со Знаком качества выпускают только летнего вида, а остальные бензины — летнего и зимнего видов. Летние бензины применяют с 1 апреля по 1 октября, а зимние— с 1 октября по 1 апреля, причем в северных и северо-восточных районах круглогодично. Летние бензины также можно применять в течение всего года в южных районах.

Бензины массового потребления А-76, АИ-93 и АИ-98 выпускают этилированными. Но в целях снижения их токсичности и отложений на деталях двигателей содержание свинца в антидетонационной присадке снижено до 0,24 г вместо 0,41 г на 1 кг бензина А-76 и до 0,50 г вместо 0,82 г на 1 кг бензина АИ-93 или АИ-98.

Бензин А-72 должен выпускаться неэтилированным, но до 1982 г. некоторым нефтеперерабатывающим заводам разрешен выпуск этилированного бензина А-72, который окрашен в розовый цвет.

При использовании товарных бензинов на автотранспортных предприятиях необходимо контролировать их качество по паспорту. Паспорт содержит важнейшие показатели бензина: октановое число, фракционный состав, содержание ТЭС , фактических смол и давление насыщенных паров.

Бензин считается удовлетворяющим ГОСТ у, если основные показатели имеют отклонения в допустимых пределах, и тогда его можно использовать по прямому назначению. Если отклонения показателей превышают норму, то бензин исправляют смешением с другим бензином более высокого качества, пользуясь правилом среднеарифметического смешения

Исправление качества топлив путем смешения по какому-либо показателю ведут таким образом, чтобы не испортить другие показатели.

В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяются бензины и газы. Выпускаемые бензины должны удовлетворять следующим требованиям.

1. Иметь высокую теплоту сгорания. Теплота сгорания различных топлив зависит от их химического состава и измеряется в килокалориях на один килограмм (ккал/кг или кДж/кг). У топлив, применяемых в двигателях внутреннего сгорания, учитывается низшая теплота сгорания, исключающая теплоту, которая расходуется на испарение содержащейся в топливе влаги. Высшая теплота сгорания жидких топлив примерно на 600 ккал/кг больше низшей теплоты сгорания. Так, теплота сгорания бензина, плотность которого в среднем 0,745 г/см3 (при 20 °С), должна находиться в пределах 10500— 11000 ккал/кг.

2. Обладать хорошей испаряемостью. Быстрый запуск карбюраторных двигателей и нормальная их работа зависят от испаряемости бензина. Об испаряемости бензина судят по его фракционному составу и упругости паров, которые определяются лабораторным путем. По фракционному составу ( ГОСТ 2084—73) определяются свойства бензина, влияющие на работу двигателя. Температура выкипания 10% бензина должна быть не выше 80 °С, что соответствует испарению легких фракций и характеризует пусковые свойства бензина. Температура выкипания 50% бензина не должна превышать 145 °С и характеризует быстроту прогрева двигателя после запуска и устойчивую работу. Температура выкипания 90% бензина должна быть не выше 195 °С и характеризует общую испаряемость бензина и полноту его сгорания в двигателях.

3. Иметь хорошую детонационную стойкость. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Скорость сгорания рабочей смеси при нормальной работе двигателя составляет 25—35 м/с. При детонации скорость сгорания рабочей смеси достигает 2000—2500 м/с и сопровождается появлением ударной волны и резким повышением давления газов. Для повышения детонационной стойкости в бензин добавляют этиловую жидкость, содержащую тетраэтилсвинец РЬ (С2Н6)4 в количестве 0,41—0,82 г на 1 кг бензина.

4. Обладать хорошей физико-химической стабильностью. При хранении, транспортировке, использовании бензин не должен изменять свои физико-химические качества. При длительном хранении в бензине образуются смолы и другие продукты окисления. Содержание фактических смол в бензинах А-72, А-76, АИ-93, АИ-98 в соответствии с ГОСТ 2084—73 допускается 5—10 мг на 100 мл на месте потребления бензина. В автомобильные бензины с примесью продуктов термического и каталитического крекинга добавляется антиокислитель в количестве 0,007—0,010% параоксидифениламина и 0,05—0,15% древесно-смоляного антиокислителя прямой гонки или пиролиза-та ( ГОСТ 2084—73).

5. Не содержать механических примесей, воды, водорастворимых кислот и щелочей. При транспортировке и заправке в бензин попадают вода, пыль и другие загрязняющие примеси. Бензин способен растворять в себе небольшое количество (до 0,04%) воды, которая при понижении температуры превращается в кристаллы льда. Кристаллы льда покрывают фильтрующие элементы топливных фильтров, что приводит к прекращению подачи топлива в двигатель. Наличие твердых механических примесей вызывает засорение топливопроводов, жиклеров и каналов системы питания двигателя. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей является причиной коррозии деталей системы питания двигателя.

Указанные автомобильные бензины, кроме бензина АИ-98, подразделяются на виды: летний и зимний. Летний вид бензина применяется во всех областях страны, за исключением северных и северо-восточных, с 1-го апреля по 1-е октября. В южных областях этот бензин применяется всесезонно. Зимний вид* бензина применяется в северных и северо-восточных областях всесезонно, а в остальных областях с 1-го октября по 1-е апреля.

В паспортах на бензины указывается марка и вид бензина.

Марки бензинов А-66, А-72, А-76 обозначают следующее: А – автомобильный; 66; 72; 76 — октановые числа, определенные моторным методом. Марки бензинов АИ-93, АИ-98 расшифровываются так: А — автомобильный; И — исследовательский метод; 93; 98 — октановые числа, определенные нсследователь-ским методом. Выпускаемые бензины, кроме А-72, этилированные. При транспортировке, хранении и заправке в топливные баки автомобилей необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. В Москве, Ленинграде и других городах запрещено использование этилированных бензинов. Детонационная стойкость неэтилированных бензинов обеспечивается введением нужного количества высокооктановых компонентов.

Основными физико-химическими константами бензина, влияющими на износ двигателя, являются его фракционный состав и особенно температура конца разгонки, антидетонационная стойкость (определяемая октановым числом), содержание серы, сернистых соединений, водорастворимых и органических кислот и щелочей.

Повышенный износ двигателя при применении бензинов с высокой температурой конца разгонки является следствием смывания масляной пленки с зеркала цилиндров и разжижения картерного масла неиспа-рившейся частью топлива (рис. 19).

При повышении температуры конца разгонки бензина повышается также расход топлива. Это объясняется тем, что неиспарившиеся частицы топлива, имеющиеся в смеси к началу ее воспламенения, сгорают на линии расширения при значительных потерях тепла в охлаждающую воду.

Влияние октанового числа бензина на износ двигателя обусловливается тем, что при работе его с детонацией возникают высокие динамические нагрузки в деталях кривошипно-шатунного механизма,. повышается температура деталей, выгорает смазка в зазорах и др. Испытания, проведенные в НАМИ , показали, что детонация вызывает повышенный износ цилиндров двигателя во всех поясах, особенно в верхнем.

Радиальные износы цилиндров при детонации распределяются неравномерно. Наибольший износ будет в местах, наиболее удаленных от запальной свечи и связанных с возникновением детонации.

Кроме октанового числа топлива и конструктивных особенностей двигателя, на развитие и протекание детонационного сгорания влияют температура и состав смеси, тепловой и нагрузочный режимы двигателя, наличие нагара в камерах сгорания, угол опережения зажигания, скорость вращения коленчатого вала и другие факторы.

Большое влияние на износ двигателя оказывает содержание серы в бензине. Так, если при содержании серы в бензине 0,003% износ двигателя принять за 1, то при увеличении содержания серы до 0,1 % износ увеличивается в 2,7 раза, а при содержании серы 0,2% — в 3,9.

Повышенное содержание серы в бензине не только ускоряет износ цилиндров, поршневых колец и клапанов, шеек коленчатого вала, подшипников и других деталей, но и увеличивает нагарообразование в камерах сгорания. При этом интенсивно протекает процесс старения картерного масла (вследствие образования железных мыл, действующих как катализатор), увеличиваются диаметры жиклеров и, следовательно, повышается расход топлива двигателем.

Некоторое уменьшение вредного влияния серы на износ может быть достигнуто повышением теплового режима двигателя.

При повышенном содержании в бензине смолистых и легко-осмоляющихся веществ увеличивается количество смолистых отложений во впускном трубопроводе двигателя, а также стимулируется процесс образования нагара. Поэтому бензин проверяется на содержание так называемых фактических смол.

В зависимости от химической и физической стабильности бензина (способности осмоляться и окисляться, длительное время сохранять легкие фракции) определяются сроки и методы его хранения в автохозяйствах.

Информационный портал

Добро пожаловать, у нас Вы найдете все о строительной технике, включая колесные и гусеничные экскаваторы, грейдеры, бульдозеры, тракторы, скреперы, бетононасосы и прицепы.

В качестве топлива для карбюраторных двигателей используются бензины различных видов и марок, которые должны отвечать следую­щим требованиям.

1. Иметь хорошие смесеобразующие свойства, т. е. образовывать горючие смеси заданного состава. Надежное и качественное образо­вание горючей смеси во многом определяет полное сгорание топлива и в целом экономичную работу двигателя. Смесеобразование при различных условиях эксплуатации двигателя зависит от коли­чества пропускаемого жиклером карбюратора топлива в единицу времени, его распыления в диффузоре, испарения и равномерности распределения в воздухе. В свою очередь все эти факторы зависят, с одной стороны, от конструкции карбюратора и топливоподающей системы двигателя, а с другой — физико-химических свойств приме­няемого топлива, основными из которых являются испаряемость топлива, давление паров и некоторые другие.

Под испаряемостью топлива понимают его способность перехо­дить из жидкого в газообразное состояние, которая в значительной степени обусловлена химическим составом топлива. Испаряемость топлива оценивают по его фракционному составу, который характе­ризует температуру выкипания отдельных частей (фракций) топлива. Стандарты на бензин предусматривают температуры начала кипения 10, 50 и 90% топлива и конца его кипения (98%). Первая 10%-ная фракция выкипания топлива характеризует его пус­ковые качества. Чем меньше температура выкипания этой фрак­ции, тем лучше обеспечивается запуск двигателя. Температура выкипания 50%-ной фракции (100—115° С) является важной характеристикой топлива с точки зрения обеспечения плавного перевода двигателя с одного скоростного режима работы на другой после его пуска и прогрева, что характеризует приемистость двигателя. Рабочая фракция (90%) выкипания характеризует испарение основной части углеводородов топлива.

2. Обладать достаточной детонационной стойкостью, обеспе­чивая нормальное сгорание горючей смеси. Нормальным сгоранием горючей смеси считается такое, когда воспламенение свежих ее частей и перемещение фронта пламени в камере сгорания являются следствием передачи тепла посредством теплопроводности и лучеис­пускания. Повышающееся при этом давление сгоревшей порции смеси сжимает несгоревшую ее часть, и волны давления двигаются впереди фронта пламени. Скорость распространения фронта пламени при нормальном сгорании топлива составляет 25—35 м/с. При нор­мальном сгорании топлива давление в цилиндре двигателя увеличи­вается плавно, но при изменении условий (повышение давления, температуры) может возникнуть детонационное (взрывного типа) сгорание. В этом случае скорость распространения фронта пламени нарастает скачкообразно и достигает 1500—2500 м/с. Отличительная особенность детонационного сгорания топлива — появление ударных волн, которые, многократно отражаясь от стенок камеры сгорания, вызывают вибрацию и характерные металлические стуки. Внешним проявлением детонации может служить также дымный выпуск, что связано с неполным сгоранием топлива.

Оценке детонационных свойств бензина уделяется значительное внимание, потому что от ее правильности зависит соответствие дан­ного топлива конкретному типу двигателя. В качестве оценочного показателя детонационной стойкости бензинов используется октано­вое число. Октановое число — это показатель, численно равный процентному содержанию (по объему) изооктана в такой его смеси с нормальным гептаном, которая по детонационной стойкости равноценна испытуемому топливу при оценочных исследованиях на стандартном бензине.

3. Иметь высокую стабильность против окисления, не вызывать образования смол и коррозии металлов. В процессе работы двигателя в приборах и элементах топливной аппаратуры, на деталях газорас­пределительного механизма возможно отложение смолистых веществ различной консистенции. Количество и характер отложений зависят от ряда факторов, связанных с эксплуатацией двигателя, но и в нема­лой степени от качества применяемого бензина. Использование бензина, содержащего смолистые соединения, приводит не только к их отложению, но и к дальнейшему их окислению с образованием новых продуктов. Процесс окисления смолистых соединений ускоря­ет избыток кислорода воздуха в смесеобразовательной камере карбюратора при высокой степени распыливания самого топлива и повышение температуры во впускном патрубке. В зависимости от этой температуры соотношение между количеством отложений во впускном тракте и в цилиндре двигателя меняется.

Коррозионные свойства бензинов характеризуют их воздей­ствие на металлы и исключительно важны при работе двигателя, а также при хранении и транспортировании бензинов. Коррозию вызывают водорастворимые кислоты и щелочи, которые могут остать­ся в бензине после очистки. В соответствии с ГОСТом ввиду сильного коррозионного действия в топливе не допускается при­сутствие водорастворимых кислот и щелочей, а содержание серы и воды ограничивается.

Промышленностью выпускаются бензины пяти марок: А-66, А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98. Кроме того, выпускается бензин «Экстра». Все бензины, кроме А-72 и «Экстра», этилированы и имеют соответствующую окраску.

В зависимости от условий эксплуатации двигателей бензины выпускаются двух сортов: летние и зимние. Летние используются во всех районах (кроме северных и северо-восточных) в период с 1 апреля по 1 октября, а в южных районах их можно применять круглый год. Зимние сорта используются круглый год в северных и северо-восточных районах, а в остальных с 1 октября по 1 апреля.

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по впускному коллектору в цилиндры двигателя, приготавливается в специальном приборе — карбюраторе. Также карбюраторные двигатели разделяются на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;

В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время применялись спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.

Карбюратор — устройство в системе питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, предназначенное для смешивания бензина и воздуха, создания горючей смеси и регулирования её расхода. В настоящее время карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными.

Простейший карбюратор состоит из четырёх основных элементов: поплавковой камеры (10) с поплавком (3), жиклёра (9) с распылителем (7), диффузора (6) и дроссельной заслонки (5).

Топливо по трубке (1) поступает из бака в поплавковую камеру (10). В поплавковой камере плавает пустотелый, обычно латунный поплавок (3), на который опирается запорная игла (2). Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет необходимой высоты, поплавок всплывёт настолько, что заставит запорную иглу перекрыть трубку (1), прекращая подачу топлива в поплавковую камеру. По мере расходования топлива его уровень в поплавковой камере понижается, поплавок опускается, и запорная игла снова открывает подачу топлива, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива, что очень важно для правильной дозировки подачи топлива.

Из поплавковой камеры топливо поступает через жиклёр (9) в распылитель (7). Количество топлива, вытекающего из распылителя (7), зависит при прочих равных условиях от размеров и формы жиклёра.

При движении поршня в такте впуска давление в цилиндре снижается. При этом наружный воздух засасывается в цилиндр через карбюратор и впускной трубопровод, проходя через воздушную трубу (8) карбюратора, в которой находится диффузор (6). В самой узкой части диффузора помещается конец распылителя. В сужающейся части диффузора скорость потока воздуха увеличивается, а давление воздуха уменьшается.

Благодаря отверстию (4) в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя. Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха. Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, и мощность двигателя регулируется дроссельной заслонкой (5), которая обычно приводится в движение педалью акселератора (или ручным приводом у мотоциклов и некоторых автомобилей).

Принцип работы карбюраторного двигателя

Принцип действия карбюраторного двигателя относительно простой и складывается из четырех тактов, которые совпадают с движением вверх и вниз в последовательности один за одним:

  • Первый такт — впуск; клапан впуска отворяется и в цилиндр доставляется новая смесь от системы питания.
  • Второй такт — сжатие; поршень сдавливает горючую смесь в камере сгорания. Все клапаны прикрыты.
  • Третий такт — расширение; происходит возгорание сдавленной горючей смеси от свечи зажигания. Смесь сжигается достаточно быстро при неизменном объеме, который соответствует объему самой камеры сжатия. Это основная характерность работы карбюраторного двигателя. При перегорании формируются газы, которые двигают поршень книзу и передают движение коленвалу.
  • Четвертый такт — впрыск; коленвал вращается и выбрасывает из цилиндра отработанные газы через приоткрытый клапан выпуска.

На этом один рабочий цикл карбюраторного двигателя заканчивается.

При первом такте клапан впуска уже в открытом виде при подходе поршня и благодаря высокой скорости движения поршня рабочая смесь продвигается к цилиндру и еще какое-то время при поднятии поршня во втором такте.

Искра поджигает рабочую смесь до того, как в цилиндре образуется высокое давление. В четвертом такте клапан выпускает отработанные испарения, чем очищает цилиндр еще до подхода поршня. Однако выход газов не прекращается даже после подхода поршня. Затем происходит запуск новой порции рабочей смеси, которая опять проходит в цилиндр.

Отсюда следует, что в работе между первым и четвертым тактом единовременно открываются клапаны впуска и выпуска, то есть происходит перекрытие клапанов. За момент перекрытия цилиндр очищается и в нем происходит разрежение, которое помогает выгоднее заполнить цилиндр горючей смесью при первом такте.

В таком двигателе происходит наружное образование рабочей смеси с ее сжатием и вынужденным поджиганием. На сегодняшний день как топливо чаще используется бензин, но они могут отлично выполнять свою работу и на газу.

Также популярны дизельные двигатели, где поджигание происходит от сжатия, их принцип работы зависит от нагревания газа при сжатии. Когда сжатие повышается, температура также поднимается. В это время в камеру сгорания через форсунку происходит впрыск топлива, которое поджигается и от полученных газов поршень передвигается. Сгорание топлива происходит после начала движения поршня.

Регулировки

Карбюратор — устройство, имеющее минимум регулировок, но требующее исправной работы узлов и механизмов. Работоспособность карбюратора и его техническое состояние существенно влияют на работу двигателя. Нарушение регулировки карбюратора приводит к ухудшению экономичности, приёмистости двигателя, а также к увеличению токсичности отработавших газов.

Доступные регулировки самого карбюратора:

  1. «Винт количества» — обороты в режиме холостого хода
  2. «Винт качества» — обогащённость топливо воздушной смеси (и, как следствие, содержание токсичного угарного газа в выхлопных газах) в режиме холостого хода.

В процессе эксплуатации необходимо проверять и восстанавливать работоспособность следующих узлов:

  1. работа клапана (герметичность) экономайзера и системы холостого хода
  2. работа ускорительного насоса (задержка срабатывания, количество и время впрыска топлива, направленность топливного распылителя)
  3. плавность работы, свободный ход, возвращение пружиной и необходимый уровень приоткрытия закрытой ДЗ
  4. работу системы холодного запуска (закрытие воздушной, и приоткрытие дросельной и воздушной заслонок)
  5. работу устройства открытия второй ДЗ (если имеется)
  6. работу поплавкового механизма (уровень топлива в поплавковой камере, герметичность запорного клапана, отсутствие дефектов поплавка, и т.д.)
  7. работу эмульсионных колодцев и распылителей, пропускная способность жиклёров
  8. отсутствие неучтённых подсосов воздуха

Так же на работу карбюратора оказывают своё влияние:

  1. механизмы управления карбюратором
  2. устройство подачи воздуха (воздушный фильтр, система подогрева воздуха в холодное время года)
  3. система подачи топлива (бензонасос, бензофильтры, заборник, топливные магистрали, вентиляция бака)
  4. система вентиляции картера двигателя
  5. сливная трубка избытка топлива, впускного коллектора
  6. герметичность впускного тракта после карбюратора
  7. негерметичность/неисправность клапанного механизма
  8. качество и состав топлива

Характеристики

Работа двигателя определяется его мощностью, действенным давлением, крутящим моментом, скоростью и частотой вращения коленчатого вала и потребление топлива.

Мощность карбюраторного двигателя, а также его крутящий момент подчиняются скорости вращения коленвала и высоты давления.

Скоростная характеристика карбюраторного двигателя устанавливается наивысшей мощностью, которую реально получить от давления при разной частоте вращения коленвала.

При небольшой скорости движения коленчатого вала давление в цилиндрах невысокое и мощность двигателя, соответственно, тоже небольшая. При ускорении вращения коленвала и давление поднимается, так как горючая смесь сгорает быстрее.

Потребление топлива увеличивается при небольшой частоте вращения коленчатого вала, так как процесс сгорания проходит медленнее, теплоотдача большая, а при увеличении частоты вращения механические и тепловые затраты увеличиваются.

Скоростная характеристика дизельного двигателя определяется при недвижимой рейке топливного насоса, который дает высокую подачу топлива на конкретном режиме скорости и бездымной эксплуатации.

При заведенном двигателе автомобиля количество вращений коленвала меняется. Если беспричинно увеличивается потребление топлива, то происходит это благодаря ухудшению рабочего процесса двигателя.

Управление

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля. На некоторых моделях карбюраторов использовались дополнительные системы, частично автоматизировавшие управление им.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства. Привод тягами широко использовался в прежние годы, но начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На старых автомобилях часто предусматривалась двойная система привода дроссельной заслонки карбюратора: от руки, рычажком или вытяжной рукояткой («постоянный газ»), и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления связывалось между собой так, что при нажатии на педаль рукоятка ручного управления остаётся неподвижной, а при её вытягивании педаль опускается. Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа. Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя без использования воздушной заслонки, или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил в частности для упрощения движения задним ходом.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, недолговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России больших перепадах температур. В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения. По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Очень широко распространён полуавтоматический привод воздушной заслонки. В этом случае она закрывается водителем вручную, а после пуска двигателя автоматически приоткрывается диафрагмой, работающей от возникающего во впускном коллекторе двигателя разрежения. Это предотвращало возможную остановку двигателя из-за переобогащения рабочей смеси и несколько снижало расход топлива на прогрев. Пусковую диафрагму имели практически все отечественные карбюраторы, разработанные после начала 1960-х годов. До этого некоторые модели использовали менее совершенный кулачковый механизм, немного приоткрывавший дроссельную заслонку при закрывании воздушной.

Очиститель карбюратора: описание,виды,чистка,фото,видео.

Жиклер карбюратора: описание,виды,замена,ремонт,фото,видео.

Как правильно разобрать и собрать карбюратор?

Система питания карбюраторных двигателей

Система питания топливом бензинового двигателя ⭐ предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и 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).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения. Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности. Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

  • герметичность
  • точность дозирования топлива
  • надежность
  • удобство в обслуживании

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. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина. Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива. Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском:
1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

  • угол поворота дроссельной заслонки
  • степень разрежения во впускном коллекторе
  • частота вращения коленчатого вала
  • температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
  • концентрация кислорода в отработавших газах
  • атмосферное давление
  • напряжение аккумуляторной батареи
  • и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

  • топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
  • появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
  • достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
  • обеспечивается лучшая приемистость двигателя
  • в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Вам также может понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *