Контрольная работа: Карбюраторы двигателей легковых автомобилей. Регулятор положения кузова

Рис. 7. Принципиальная схема управления ЭПХХ

Принцип работы системы управления электромагнитным клапаном заключается в следующем. Перед пуском двигателя дроссельная заслонка первой камеры карбюратора закрыта. При этом регулировочный винт 8 количества горючей смеси, контактируя с рычагом 6 привода дроссельных заслонок, замыкает электрическую цепь. В результате этого ток поступает с корпуса карбюратора 4 на пятую клемму электронного блока управления 2 и далее через шестую клемму на электромагнитный клапан 3, который открывает топливный жиклер, установленный в канале 9 системы холостого хода. После пуска двигателя и его работы на холостом ходу электромагнитный клапан 3 получает питание от электронного блока управления.

При возрастании частоты вращения коленчатого вала более 1 900 об/мин блок управления 2 отключается и не действует на электромагнитный клапан, но в катушку последнего ток поступает, так как пятая клемма блока управления не соединяется с «массой».

При резком закрытии дроссельных заслонок, что имеет место при принудительном холостом ходе, рычаг 6 упирается в регулировочный винт 8 и шунтирует пятую клемму на «массу». В этом случае электромагнитный клапан отключается, так как на него ток не поступает, его игла перекрывает топливный жиклер холостого хода, прерывая подачу горючей смеси.

При снижении частоты вращения коленчатого вала до значения 1 650 об/мин включается блок управления 2 и на электромагнитный клапан 3 снова подается ток, который открывает топливный жиклер и подает горючую смесь из канала 9. Карбюратор имеет также полость /подогрева горючей смеси при выходе ее из системы холостого хода.

На двигателях базовой модели автомобиля ВАЗ-2110 с бесконтактной системой зажигания установлен карбюратор ДААЗ-110-7010-31. Если в системе питания двигателя имеется датчик расхода топлива, то устанавливается карбюратор ДААЗ-2114-1107010-31, отличающийся от карбюратора базовой модели автомобиля отсутствием патрубка слива топлива в бак.

На двигателях автомобилей особо малого класса ВАЗ-11113 «Ока» и ЗАЗ-1105 «Таврия» также установлены карбюраторы ДААЗ соответственно моделей 1111-1107010 и 21081-1107010. Устройство и принцип действия основных смеседозирующих систем указанных карбюраторов не имеет принципиальных различий от вышеописанного (см. рис. 2), за исключением того, что одноименные жиклеры каждого карбюратора имеют свои тарировочные данные.

Смесеобразование. Сущность процесса смесеобразования в карбюраторных двигателях заключается в получении мельчайших частиц бензина, полного их испарения и перемешивания с воздухом. Процесс получения смеси воздуха с мелкораспыленным и частично испаренным бензином называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс,— карбюратором. Основным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возможных режимов работы двигателя. При этом смеседозируюшие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотношение между распыленным топливом и воздухом.

Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и паров бензина с воздухом называется горючей смесью.

В цилиндрах двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточными газами) и превращается в рабочую смесь.

В карбюраторных двигателях процесс смесеобразования происходит в тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий в смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко распылиться, перемешаться с воздухом и испариться. Распыление топлива происходит главным образом из-за разности скоростей поступления топлива и воздуха.

Наибольшая скорость топлива в смесительной камере карбюратора равна 5...7 м/с, а воздуха примерно в 20 — 25 раз больше и составляет 100... 150 м/с. С повышением скорости воздуха в смесительной камере тонкость распыливания бензина увеличивается, это увеличивает и скорость его испарения.

Увеличение скорости испарения бензина происходит еще и за счет подогрева горючей смеси горячими стенками цилиндров, камер сгорания и днищами поршней.

Если такой подогрев смеси оказывается недостаточным, то применяют местный подогрев участка впускного газопровода, связывающего карбюратор с цилиндрами двигателя отработавшими газами. Наиболее полное смесеобразование обеспечивается при температуре 45...65°С.

Состав горючей смеси. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг (или 12,5 м 3) воздуха. Однако при

106 работе карбюраторного двигателя количество воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительного количества воздуха Lд , участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству Lт. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называется нормальной и в этом случае а = Lд/Lт=1 Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15... 17 кг воздуха, то ее называют обедненной (а = 1,05... 1,15), при содержании же воздуха свыше 17 кг — бедной (а = 1,20... 1,25). Горючую смесь, содержащую 12... 15 кг воздуха на 1 кг топлива, называют обогащенной (а = = 0,80...0,95), а при содержании воздуха менее 12 кг — богатой (ос = = 0,4...0,7). Наиболее экономичная работа двигателя достигается на обедненной смеси (при а = 1,05... 1,15).

Общее устройство системы питания. В карбюраторном двигателе система питания служит для приготовления горючей смеси, подачи ее к цилиндрам и отвода из них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отработавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

В системе питания карбюраторного двигателя (рис. 1) бензин из бака 10 через открытый кран 12, фильтр-отстойник 16 и топливопроводы 7 подается насосом 22 к карбюратору 3. Одновременно из подкапотного пространства или канала / через воздухоочиститель 2 в карбюратор засасывается очищенный воздух, который, смешиваясь с парами и мелкораспыленными частицами бензина, образует горючую смесь, поступающую через впускной газопровод в цилиндры двигателя. Из цилиндров отработавшие газы через выпускной газопровод 21 отводятся в приемные трубы 20, из них — к глушителю 18, который не только снижает шум, но и гасит пламя и искры от отработавших газов при выходе их через выпускную трубу 13. Глушитель грузового автомобиля представляет собой цилиндрический корпус, который перегородками 15 разделен на ряд полостей и имеет переднее 19 и заднее 14 днища с патрубками и три внутренние грубы 17со щелевидными отверстиями.

Простейший карбюратор. На двигателях устанавливают карбюраторы эмульсионного типа. Их принцип действия основан на том, что из-за большой разницы в скоростях движения воздуха и топлива, проходящих через смесеобразующее устройство, струя топлива разбивается на мельчайшие частицы с образованием паровоздушной горючей смеси.

Простейший карбюратор (рис. 8.) состоит из поплавковой камеры 7, жиклера 6 (пробки с калиброванным отверстием) с распылителем 15, диффузора 16, смесительной камеры 17идросссльной заслонки 5. По топливопроводу 10 топливо из топливного бака поступает в поплавковую камеру 7, в которой с помощью поплавка 8 и игольчатого клапана 9 поддерживается постоянный уровень топлива.

Калиброванное отверстие жиклера 6 рассчитано на истечение через распылитель 15 определенного количества топлива в диффузор 16. Для поддержания атмосферного давления в поплавковой камере сделано отверстие 11.

При такте впуска, когда поршень 3 движется вниз, в надпоршневом пространстве цилиндра 2 создается разрежение, которое через открытый впускной клапан 1 передается в газопровод 4. Под действием этого разрежения поток воздуха, пройдя воздухоочиститель 12 и полностью открытую воздушную заслонку 14, поступает в диффузор 16, имеющий в средней части сужение, что увеличивает скорость воздушного потока и, следовательно, разрежение у среза распылителя.

Под действием разности давлений в смесительной 17 и поплавковой 7 камерах топливо вытекает из распылителя и из-за большой скорости воздуха интенсивно размельчается, затем, испаряясь, смешивается с воздухом, образуя паровоздушную горючую смесь. Количество и качество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируют изменением положения дроссельной заслонки.

При пуске двигателя проходное сечение воздушного патрубка 13 уменьшают частичным или полным закрытием воздушной заслонки 14, в результате чего увеличивается разрежение в смесительной камере карбюратора, а, следовательно, и количество топлива, поступающего в распылитель.

Однако в простейшем карбюраторе по мере открытия дроссельной заслонки коэффициент избытка воздуха а (рис. 8., б) уменьшается и горючая смесь все больше обогащается. При этом только лишь в двух случаях (точки 1 и 2) ее состав совпадает с требуемым составом горючей смеси (при полностью открытой и некотором промежуточном положениях дроссельной заслонки). Следовательно, характеристика (кривая А) простейшего карбюратора существенно отличается от характеристики (кривая Б) идеального карбюратора, который обеспечивает экономичную по составу горючую смесь при всех промежуточных положениях дроссельной заслонки и мощностную при полностью открытой.

Таким образом, простейший карбюратор не может обеспечить работу двигателя на холостом ходу, не приготавливает смесь необходимого состава при пуске двигателя и при его переходе с одного режима работы на другой. Поэтому для обеспечения всех режимов работы двигателя современные карбюраторы снабжены смеседозирующими системами и устройствами, совместная работа которых позволяет приблизиться к оптимальному составу горючей смеси с одновременным снижением токсичности отработавших газов на каждом режиме.

2. Регулятор положения кузова (пневмоподвеска)

Пневморессорная передняя зависимая подвеска. Такая подвеска применяется на автобусах и является связующим звеном между кузовом и колесами.

От рассмотренной ранее зависимой подвески она отличается в основном наличием упругого пневмоэлемента, через который посредством рессор передаются на кузов силы, действующие на колеса автомобиля. Входящие в подвеску пневмоэлементы совместно с гидравлическими амортизаторами уменьшают колебания кузова, обеспечивают хорошую устойчивость и плавность хода автобуса, что необходимо для комфортности поездки пассажиров.

Типичным примером взаимосвязи упругих пневмоэлементов с рессорами является пневморессорная передняя подвеска автобусов. Подвеска (рис. 10) имеет двухсекционные пневмобаллоны 1 (рис. 10, а) и направляющее устройство, выполненное в виде полуэллиптических рессор 8. Пневмобаллоны с демпфирующим устройством 3 расположены между балкой 13 и кронштейнами основания кузова и снабжены дополнительными резервуарами 2, прикрепленными к основанию кузова. Каждая рессора в средней части жестко закреплена на балке переднего моста через накладку 12 болтами 11, а передние и задние ее концы установлены соответственно в резиновых подушках 7 и чашках 15, закрепленных в кронштейнах 6 балок основания кузова.

В подвеску включены два телескопических гидравлических амортизатора 14, которые верхними головками соединены через резиновые втулки с кронштейнами кузова, нижними — с балкой переднего моста.

Ограничитель хода отдачи подвески выполнен в виде петли из стального троса, заключенного в оболочку, которая закреплена на основании кузова, и перехватывает балку моста. Длина троса обеспечивает перемещение передней балки моста на 55...60 мм. Постоянство хода отдачи поддерживается регулятором 4 положения пола кузова, который через тяги 5, 9 и кронштейн 10 соединен с неподрессоренными частями подвески.

Основным преимуществом пневматической подвески является то, что в результате регулирования внутреннего давления в пневмобаллоне можно в широких пределах изменять их жесткость.

Пневмобаллоны являются не только упругим элементом, но и выполняют роль гасителя колебаний. Пневмобаллоны состоят из резинокордной оболочки 26 (рис. 10, 6) с бандажным кольцом 28. Внутри баллона на кронштейне закреплен резиновый буфер 27 — ограничитель хода сжатия подвески, упирающийся при работе в опорную пяту 25. Нижней частью пневмобаллон соединяется с кронштейном балки моста, а верхней — с фланцем дополнительного воздушного резервуара 2 через демпфирующее устройство. Последнее состоит из корпуса 23, установленного в опоре 24, шайбы 21 и клапана 22, которые стянуты между собой болтом 19 и гайкой 20. Демпфирующее устройство в сборе поджимается опорной пятой 25 буфера сжатия и через отверстие 18 сообщается с внутренней полостью дополнительного резервуара 2.

Работа демпфирующего устройства заключается в том, что при ходе сжатия под давлением воздуха открывается клапан 22 и воздух перетекает из

Рис. 10. Передняя подвеска с пневмобаллонами и демпфирующим устройством автобуса: и — основные детали и узлы подвески; б — пневмобаллон с демпфирующим устройством.

пневмобаллона в дополнительный резервуар. При этом сила сопротивления воздуха при прохождении его через калиброванные отверстия клапана 22 снижает нагрузки, передаваемые на кузов автобуса от дороги.

При ходе отдачи воздух медленно перетекает из отверстия 18 дополнительного резервуара 2 в пневмобаллон через дроссельное отверстие 16, задерживая перемещение балки заднего моста вниз. Таким образом, демпфирующее устройство выполняет роль гасителя колебаний.

Задняя подвеска. На ряде моделей автобусов задняя подвеска выполнена на четырех пневмобаллонах 8 (рис. 11), расположенных с каждой стороны между кронштейнами балок 5 основания кузова и опорным кронштейном 9, закрепленным на балке 11 заднего моста. Направляющее устройство подвески состоит из двух полуэллиптических рессор 10. Каждая рессора закреплена в средней части при помощи стремянок 12 и концами соединена с кронштейнами 7 основания кузова. Кронштейны 4 выполнены полыми и используются в качестве дополнительных резервуаров для воздуха вместимостью по 10 л каждый.

В подвеске установлены четыре телескопических гидравлических амортизатора 3, соединенные с кронштейнами основания кузова и опорных балок через резиновые втулки. Ограничительные резиновые буфера 1 хода отдачи закреплены на балке основания кузова и при помощи тросов 2 с наконечниками, имеющими резиновые втулки, соединены с кронштейнами крепления балки 11 моста.

Рис.11 Задняя подвеска автобуса.

Устройство и принцип действия пневмобаллонов задней подвески и их демпфирующих передней подвески. Питание всех пневмобаллонов подвески сжатым воздухом происходит от общей пневматической системы автобуса через регуляторы положения кузова. В передней подвеске установлен один регулятор, а в задней — два регулятора 6. Регулятор 6 крепится к кузову автобуса, а его рычаг через систему тяг соединен с передним или задним мостом.

Регулятор положения кузова. Основным преимуществом пневмоподвески является то, что в результате регулирования внутреннего давления воздуха в упругих пневмобаллонах можно в широких пределах изменять их жесткость.

Давление в пневмобаллонах регулируют регулятором положения кузова, который обеспечивает постоянную высоту пола кузова над дорогой независимо от нагрузки на пол автобуса (числа пассажиров).

Регулятор (рис. 12) состоит из корпуса 1 в боковом приливе которого во втулке 4 установлен вал 2с эксцентриком 16. На наружном конце вала имеется рычаг 3, соединяемый тягой с передней или задней балкой моста автобуса.

Эксцентриковый палец 16 вала входит в выточку штока 15, который имеет по центру сквозное отверстие. Над верхним концом штока установлены: клапан 5 первой ступени, прижимаемый к седлу пружиной 14, седло 13, закрепленное втулкой 12, клапан 6 второй ступени с жиклером и обратный клапан 8, которые удерживаются пружиной 7. Сверху в корпусе ввернут штуцер 10 с жиклером 11, к которому присоединяется трубопровод от ресиверов пневмосистемы автобуса.

Полость А в корпусе регулятора сообщается трубопроводом с пневмобаллонном подвески. Снизу в корпусе ввернута пробка с сетчатым фильтром 17, который сообщает полость корпуса с атмосферой. Места соединения вала, штока, пробки и штуцера уплотнены резиновыми кольцами 9.

Рис. 12. Регулятор положения кузова автобуса (давления воздуха в пневмобаллонах):

А полость, сообщаемая трубопроводом с пневмобаллоном подвески

В исходном положении уровня пола автобуса шток /5находится в среднем положении, при котором все клапаны закрыты, а пневмобаллоны подвески отключены от пневмосистемы автобуса и атмосферы.

При увеличении статической нагрузки на пол автобуса пневмобаллон подвески сжимается, а рычаг 3 поворачивает вал 2 с эксцентриком 16, который перемещает шток 15 вверх, открывая клапан 5 первой ступени. При этом сжатый воздух из пневмосистемы автобуса через жиклер 11 штуцера и клапаны 6 и 8 поступает в полость А и через ее боковое отверстие — к пневмобаллону подвески, повышая в нем давление и восстанавливая исходную высоту пола кузова, а рычаг 3 возвращается в исходное положение, и подача сжатого воздуха из пневмосистемы прекращается.

При большой нагрузке или резком ее возрастании эксцентрик 16 быстро поднимает шток 15 настолько, что клапан 5 первой ступени, поднимаясь, открывает своим торцом клапан 6 второй ступени. При этом обеспечивается более интенсивное поступление воздуха через открывающийся обратный клапан 8 и жиклер клапана 6 в пневмобаллон подвески, ускоряя восстановление исходной высоты пола кузова.

При уменьшении статической нагрузки на пол кузова расстояние между основанием кузова и балкой моста увеличивается, рычаг З с валом 2 поворачивается в обратную сторону, а эксцентрик 16 опускает шток /5 вниз. При этом верхний конец штока отходит от клапана 5 и полость А регулятора через отверстие в штоке и фильтре сообщается с атмосферой. Давление в пневмобаллонах падает, и пол кузова опускается в исходное положение, после чего шток регулятора и рычаг 3 устанавливаются в среднее (нейтральное) положение, и выпуск воздуха из пневмобаллонов прекращается.

Таким образом, в результате описанного регулирования давления воздуха в пневмобаллонах обеспечивается хорошая амортизация толчков и плавность хода автобуса, а также стабильное положение его пола относительно поверхности дороги независимо от количества пассажиров в кузове.

Список литературы

1. А.Г. Пузанков. Автомобили устройство и техническое обслуживание, учебник, 2006.