Для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры, а также для удаления из цилиндров продуктов сгорания служит система питания двигателя, в которую входят следующие приборы:
карбюратор 6 — для приготовления горючей смеси;
бензиновый бак 4 — для хранения бензина;
бензиновый насос 9 — для додачи бензина;
фильтр-отстойник 1 — для очистки бензина от механических примесей и воды;
бензопроводы 7— трубки, по которым подается бензин;
воздушный фильтр 5 — для очистки воздуха от пыли;
впускной трубопровод 11 — для соединения карбюратора с впускными каналами цилиндров двигателя;
выпускной трубопровод 10 — для соединения выпускных каналов цилиндров двигателя с глушителем;
глушитель 12 — для уменьшения шума выпуска отработавших газов.
топливный бак (установленный в задней части автомобиля)
топливный фильтр со встроенным водоотделителем (установленный в моторном отделении)
питающие и возвратные топливные магистрали
четыре насос-форсунки (по одной для каждого цилиндра), механически приводимые в действие от отдельных кулачков на распределительном вале и электронно активируемые электромагнитными клапанами
Топливо подается к насос-форсункам тандемным насосом, который имеет привод от распределительного вала. Насос называется «тандемным», потому что он также включает в себя вакуумный насос для тормозов. Из насоса топливо идет по распределительному трубопроводу, расположенному в головке цилиндров, к форсункам. Узел роликовых коромысел, установленный над крышками подшипников распределительного вала, использует дополнительный комплект кулачков распределительного вала для нажатия на вершину каждой форсунки один раз за каждый цикл цилиндра. Это позволяет обеспечивать высокое давление впрыска. Кулачки впрыска отличаются наличием крутого переднего участка и пологого заднего участка, что позволяет быстро достигать высокого давления впрыска и обеспечивает хорошее питание цилиндров. Точность фаз предварительного и основного впрыска задается блоком электронного управления (БЭУ) системы управления двигателем и электромагнитными клапанами, расположенными на каждой форсунке. В нормальном открытом положении электромагнитный клапан эффективно перенаправляет топливо в возвратный контур бака. Однако когда электромагнитный клапан активирован, он закрывает возвратный контур, чтобы обеспечить возможность достижения давления топлива, необходимого для впрыска. Результирующий эффект этой системы — повышенные крутящий момент и мощность двигателя, более высокая эффективность сгорания и более низкая токсичность отработавших газов. Так как давление впрыска топлива очень высокое, топливо значительно нагревается и поэтому прежде, чем возвращаться а топливный бак. направляется через охладитель, расположенный на верху фильтра. Все двигатели оснащены турбокомпрессором и промежуточным теплообменником (интеркулером).
Топливная система с непосредственным впрыском электронно управляется системой управления дизельным двигателем, в состав которой входят блок электронного управления (БЭУ) и соответствующие датчики, исполнительные устройства и электропроводка.
Опережение впрыска и цикловая подача топлива управляются БЭУ и зависят от:
частоты вращения коленчатого вала двигателя
положения дроссельной заслонки и скорости ее открывания
расхода в системе воздухозабора
температуры воздухозабора
температуры охлаждающей жидкости
температуры топлива
наружного давления (в зависимости от высоты над уровнем моря и разрежения в коллекторе)
Эти сведения поступают от датчиков, установленных на двигателе и около него.
На всех двигателях БЭУ также управляет работой системы рециркуляции отработавших газов (EGR), системой управления давлением наддува турбокомпрессора и системой управления накальными свечами.
Следует отметить, что поиск неисправностей в системе управления дизельным двигателем возможен только с помощью специального электронного проверочного оборудования. В случае возникновения проблем в работе системы следует обратиться для диагностики к дилеру VW или специалисту, имеющему соответствующее оборудование. После установления неисправности можно при необходимости заменить соответствующий элемент(ы).
На рисунке показано общее расположение узлов в системе запуска. Важно определить минимальную скорость проворачивания коленчатого вала для конкретного двигателя. Она значительно изменяется в зависимости от типа и конструкции двигателя. Некоторые типичные значения для температуры -20 «С приведены в таблице. Номинальное напряжение электрической системы для легковых автомобилей (почти без исключения) 12 В. В грузовиках и автобусах, оно, как правило, равно 24 В, поскольку это позволяет использовать ток вдвое меньше того, который требовался бы 12-вольтовой системе, чтобы развить ту же самую мощность. Это также значительно уменьшает падение напряжения на проводах, поскольку длина проводов, используемых на грузовиках, обычно больше, чем на легковых автомобилях.
Рис. Обобщенная схема расположения стартера
Таблица. Типичные минимальные скорости вращения коленчатого вала
Номинальный крутящий момент электродвигателя стартера можно определить на испытательном стенде. Стартерная батарея максимальной емкости, заряд которой при —20 «С снижается на 20%, соединена со стартером кабелем с сопротивлением 1 мОм. Эти условия гарантируют, что стартер будет в состоянии работать даже при самых неблагоприятных ситуациях. Теперь можно измерить мощность стартера на типичных эксплуатационных режимах. Его номинальная мощность соответствует мощности, отбираемой у батареи за вычетом потерь в меди (из-за сопротивления цепей питания), потерь в железе (из-за вихревых токов, наводимых в сердечнике стартера) и потерь на трение.
Рис. Эквивалентная схема системы запуска
На рисунке показана эквивалентная схема для стартера и батареи. Она показывает, что выходная мощность стартера достаточно точно определяется сопротивлением цепей стартера и внутренним сопротивлением батареи. Чем ниже потное сопротивление цепи, тем выше мощность стартера.
При проектировании системы запуска учитывался ещё два аспекта. Местоположение стартера на двигателе обычно предопределено конструкцией двигателя, но положение батареи должно быть проанализировано. На ее расположение влияют и другие факторы, но если батарея будет ближе к стартеру, то кабели будут короче. При большой длине понадобятся кабели с большим поперечным сечением, гарантирующим низкое сопротивление. В зависимости от намеченного применения транспортного средства могут потребоваться специальные меры герметизации стартера, чтобы предотвратить попадание в него грязи. Современные стартеры разработаны с учетом этих обстоятельств, что делает их пригодными даже для внедорожных автомобилей.
Для промывки фильтрующей набивки, очистки поддона 14 и смены в нем масла отсоединить корпус фильтра от двигателя, отпустить хомут на отводящей трубе и зажим замка на стяжной ленте. Отсоединить поддон от корпуса 7 воздухоочистителя; промыть набивку бензином или керосином и дать стечь.
Загрязненное масло из поддона вылить, а поддон промыть керосином или бензином.
В очищенный поддон залить 0,2 л свежего масла, применяемого для смазки двигателя. Заправленный таким образом (поддон прикрепить с помощью замков к верхней части воздухоочистителя.
При установке фильтра обратить внимание на надежность уплотнения отводящей трубы и горловины карбюратора с тем, чтобы избежать подсоса загрязненного воздуха.
Уход за топливным насосом
Уход за топливным насосом заключается в периодической очистке его от загрязнения, для чего необходимо снять его крышку и сетчатый фильтр.
Следует также следить за герметичностью бензопроводов, их состоянием, затяжкой хомутов крепления бензопроводов, исправностью диафрагмы и клапанов насоса.
Снимать и разбирать насос рекомендуется лишь после выявления необходимости вамены его деталей.
При снятии насоса необходимо проследить за сохранностью прокладок.
В случае замены прокладок, насоса, проставки 22, направляющей 20 или штанги 21 необходимо регулировочными прокладками 19 обеспечить нормальную работу и производительность топливного насоса.
Перед установкой насоса необходимо нажать на рычаг 17 заполнителя до начала полезного хода и замерить расстояние между рычагом и привалочной плоскостью корпуса насоса. Величина утопания должна быть в пределах А—1,0—1,5 мм.
Затем следует установить направляющую 20 со штангой 21, проставкой 22 и прокладками 18 и 19 на шпильки крышки распределительных шестерен и, закрепив их, повернуть коленчатый вал до максимального выступания штанги 11. При этом штангу следует прижимать к кулачку привода насоса.
Штанга 21 должна выступать над проставкой 22 с прокладкой 18 на 1,7—2,8 мм больше, чем утопает рычаг 17 заполнителя при выборе свободного хода. Величина выстутьавяя штанги регулируется набором прокладок 19. Пример: рычаг заполнителя утопает на А-1,5 мм.
Соответственно величина выступания штанги должна быть: 1,5 мм+(1,7—2,8) мм 3,2—4,3 мм.
Уход за карбюратором
Уход за карбюратором заключается в проверке герметичности всех соединений, пробок я заглушек, удалении отстоя из поплавковой камеры, а также периодическое, не реже двух раз в год, очистке и промывке деталей, жиклеров и каналов карбюратора. Промывать карбюратор рекомендуется бензином, а при очень сильном загрязнении смолистыми веществами — ацетоном. Промытые детали; жиклеры и каналы нужно продуть струей сжатого воздуха. Совершенно недопустимо пользоваться для чистки жиклеров проволокой, хотя бы и мягкой.
Нарушение работы двигателя из-за засорения жиклеров карбюратора и клапанов происходит крайне редко. Однако в случае засорения их чистку следует производить только продувкой сжатым воздухом.
Доступ к главному топливному жиклеру 13 открывается снаружи карбюратора после вывертывания пробки 18, к клапану 31 экономайзера — после снятия крышки 1 поплавковой камеры, к топливному жиклеру 11 холостого хода — после вывертывания пробки 14.
топливного жиклера 13. В этом случае поплавковая камера карбюратора будет переполняться и бензин будет вытекать в главный воздушный жиклер 10 главной дозирующей системы, что может вызывать при движении автомобиля или при работе с малой частотой вращения холостого хода остановку двигателя и затруднит последующий пуск горячего двигателя;
топливного жиклера 11 системы холостого хода, вследствие чего двигатель не будет работать с малой частотой вращения холостого хода даже при почти вывернутом винте 22 эксплуатационной регулировки ПХХ;
главного топливного жиклера 13 или клапана экономайзера 31, при этом двигатель не будет развивать мощность;
винта 4 распылителя 3 ускорительного насоса, в этом случае появляются перебои в работе двигателя при трогании автомобиля с места и при резком открытии дроссельной заслонки.
Разбирать карбюратор нужно осторожно, чтобы не повредить детали. В случае разборки карбюратора при его последующей сборке следует обращать внимание на наличие и исправность уплотняющих прокладок под жиклерами и пробками.
Если прогретый двигатель плохо пускается, проверьте начало открытия клапана 34 стояночной вентиляции. Для этого необходимо:
отрегулировать частоту вращения коленчатого вала при холостом ходе двигателя 950—1050 мин-1 (об/мин);
тягой 6 отрегулировать ход штока 3 клапана и, следовательно, открытие клапана на 2—4 мм от его закрытого положения, при этом рычаг 8 привода клапана необходимо прижать к рычагу 7 привода ускорительного насоса. После регулировки зафиксировать тягу гайкой 9.
Необходимость в проверке автономной системы холостого хода возникает при перебоях в частоте вращения на холостом ходу.
При этом необходимо следить за правильностью установки и действием микровыключателя и герметичностью электропневмоклапана.
Чтобы определить правильность установки и проверить работу микровыключателя, надо присоединить к его контактам тестер или источник питания с лампочкой, предварительно отсоединив провода от микровыключателя.
Несколько отпустив рычаг 42, нажимая и отпуская рычажок, проверить действие микровыключателя. При нажатии на рычажок микровыключателя контрольная лампочка должна погаснуть, при отпускании — загореться. Отпустив рычаг 42, затем, поворачивая рычаг 43 привода дроссельной заслонки в пределах свободного хода Г=0,3—1,4 мм между ним и усиком рычага 44, проверить правильность установки микровыключателя; контрольная лампочка загорается при выборе свободного хода и гаснет при повороте вправо. При этом ось дроссельной заслонки должна быть неподвижна, а рычаг должен двигаться без заеданий.
Если микровыключатель установлен неправильно, следует ослабить винты 41 и, перемещая микровыключатель в пазу нижнего винта, зафиксировать его в необходимом положении, затянуть винты его крепления и еще раз проверить. В процессе эксплуатации микровыключатель ремонту не подлежит.
Герметичность электромагнитного клапана проверяется подачей воздуха под давлением 0,08—0,085 МПа (0,8—0,85 кгс/см2) в боковой штуцер, при этом вентиляционный штуцер надо закрыть.
При подаче разрежения 0,085 МПа (0,85 кгс/см2) в вертикальный штуцер электромагнитный клапан должен открываться с подключением напряжения 12 В и закрываться со снятием напряжения.
Если при неработающем двигателе подключается напряжение 12 В, то должен прослушиваться характерный щелчок.
У двигателя, работающего на холостом ходу, клапан проверяется отсоединением провода. При этом двигатель должен остановиться.
У электронного блока управления 36 два граничных предела. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя более- 1500—1800 мин-1 (об/мин) происходит отключение положительного потенциала на клемме 1; при уменьшении частоты ниже 1500 мин-1 (об/мин) на клемме 1 появляется положительный потенциал. Таким образом проверяется работоспособность блока, причем обязательно перед этим надо снять штекер с микровыключателя. Отсутствие положительного потенциала на клемме 1 (при наличии положительного потенциала на клемме 2) сигнализирует о не-исправности блока и необходимости его замены.
В случае отказа системы экономайзера принудительного холостого хода нужно обесточить систему и соединить трубки 5 и 7 гибким шлангом при этом карбюратор будет работать по общепринятой схеме без электронного блока управления.
Уход за ускорительным насосом
Необходимость проверки работы ускорительного насоса возникает при ощутимых «провалах» в работе карбюратора (задержка в реакции на переходных режимах). Для проверки насоса снять крышку поплавковой камеры, вывернуть винт 4 ускорительного насоса, и, нажав на рычаг-дроссельной заслонки, убедиться, что в открытое отверстие подается бензин. Если бензин подается, следует продуть клапан и распылитель и установить его на место. Если бензин не подается, промыть камеру и добиться плавного хода поршня ускорительного насоса.
Необходимость проверки герметичности клапана подачи топлива возникает тогда, когда наблюдается переливание бензина, течь бензина через шток привода ускорительного насоса и в других местах или увеличенный расход топлива.
Для проверки герметичности клапана необходимо снять крышку поплавковой камеры и проверить плотность клапана. При необходимости заменить уплотнительную шайбу 8 или топливный клапан в сборе.
Во избежание разрушения уплотнительной шайбы не допускается:
а) промывать клапан ацетоном или другими-растворителями;
б) нажимать поплавком 1 на иглу 7 клапана при регулировке уровня топлива в поплавковой камере.
Поплавок при закрытом клапане должен располагаться так, чтобы продольные штамповки на нем были параллельны плоскости разъемов при перевернутой крышке.
Положение поплавка регулируется подгибом упорного язычка 2, одновременно с этим необходимо установить ход иглы клапана подачи топлива 1,2—1,5 мм путем подгибания ограничителя 3 хода поплавка.
Проверка уровня бензина в поплавковой камере. После каждой разборки и сборки карбюратора, а также периодически в процессе эксплуатации автомобиля проверить и, если требуется, установить уровень бензина в поплавковой камере на 21—23,5 мм ниже плоскости разъема корпуса и крышки карбюратора.
Рис. Проверка уровня топлива в поплавковой камере карбюратора: 1 — линейка масштабная; 2 — трубочка стеклянная; 3 — штуцер; 4 — прокладка; 5 — карбюратор
Уровень бензина в поплавковой камере можно определить с помощью стеклянной трубочки 2 диаметром не менее 9 мм, соединенной резиновой трубкой со специально изготовленным штуцером 3, который ввертывают вместо сливной пробки в днище поплавковой камеры.
Для проверки уровня бензина, на стенке корпуса поплавковой камеры имеется выпуклая отметка.
После ввертывания штуцера в отверстие, закрываемое сливной пробкой, стеклянную трубочку удерживают в вертикальном положении, прижав ее к стенке корпуса поплавковой камеры, и рычагом ручной подкачки накачивают бензин в карбюратор.
Линейкой 1 замеряют расстояние от верхней плоскости поплавковой камеры до уровня топлива в поплавковой камере (до нижней части мениска).
После проверки уровня необходимо установить сливную пробку.
Регулировка карбюратора при работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу
Экономичная работа двигателя в большей степени зависит от правильной регулировки карбюратора при работе двигателя с малой частотой вращения на холостом ходу. Эта регулировка производится на прогретом двигателе — температура масла не менее 60—70°, винтом 8 эксплуатационной регулировки.
Частота вращения коленчатого вала двигателя при работе на холостом ходу устанавливается 950—1050 мин-1 (об/мин).
В случае применения карбюратора К-133А на автомобиле не установлены экономайзер принудительного холостого хода 9 (ЭПХХ), микровыключатель 16 и электромагнитный клапан 21. Регулировка частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу аналогична регулировке на карбюраторе К-133.
Уход за бензиновым отстойником
Уход за бензиновым отстойником (установлен на левом лонжероне под полом автомобиля) состоит в сливе воды и отстоя, а также в промывке фильтрующего элемента (набор пластин), для чего нужно отвернуть болт на крышке отстойника и снять корпус вместе с фильтрующим элементом. При разборке отстойника важно не повредить прокладку, обеспечивающую герметичность корпуса. Для слива отстоя из фильтра нужно отвернуть сливную пробку в нижней части корпуса, слить отстой и промыть фильтр чистым бензином.
Уход за катушкой зажигания
При эксплуатации нужно выполнять следующее:
Не допускать загрязнения пластмассовой крышки, клемм и проводов; при каждом техническом осмотре протирать крышку салфеткой — сухой или смоченной в чистом бензине.
Не допускать ослабления крепления проводов к клеммам крышки.
Оберегать катушку от механических повреждений; трещина на крышке или вмятина на кожухе могут вывести катушку из строя.
При каждом техническом осмотре очищать от грязи вентиляционные отверстия резистора, находящегося между лапами хомута крепления катушки.
Уход за распределителем зажигания
Во время эксплуатации необходимо поддерживать контакты распределителя в исправном состоянии (содержать их в чистоте и проверять величину зазора между ними), следить за смазкой трущихся деталей и помнить, что для смазки распределителя запрещается пользоваться маслом из картера двигателя и что излишняя смазка распределителя вредна, так как может привести к быстрому износу контактов прерывателя и отказу в работе распределителя.
Необходимо следить за чистотой крышки и корпуса распределителя, а также за контактом наконечников проводов в клеммах крышки. При недостаточно надежном контакте выгорает пластмасса крышки внутри гнезд клемм, что приводит к выходу крышки и наконечников свечей из строя.
Снять крышку распределителя и тщательно протереть ее внутри и снаружи сухой, чистой салфеткой или салфеткой, смоченной в бензине. Осмотреть крышку и бегунок.
Проверить надежность присоединения проводов низкого и высокого напряжения.
Проверить, нет ли заеданий контактного уголька — сопротивления в крышке.
Повернуть на 1—2 оборота крышку масленки подачи смазки на валик распределителя. Если крышка масленки завернута полностью, отвернуть ее и заполнить смазкой ЦИАТИМ-201 или ЛИТОЛ-24. Смазать трущиеся детали распределителя чистым маслом для двигателя, закапав: 1—2 капли на ось рычага контактов, 4—5 капель во втулку кулачка (сняв бегунок и сальник под ним), 1—2 капли на фильц кулачка.
Проверить чистоту контактов прерывателя и при необходимости удалить с них грязь и масло. Протирать контакты следует замшей, смоченной в бензине. Вместо замши можно пользоваться любой тканью, не оставляющей волокон на контактах, а вместо бензина — спиртом. После притирки контактов нужно на несколько секунд оттянуть рычажок прерывателя от неподвижного контакта, чтобы дать испариться бензину.
Проверить состояние рабочей поверхности контактов и, если требуется, зачистить их. Контакты зачищают, специальной абразивной пилкой или на абразивном бруске с мелким зерном, сняв с распределителя рычажок и стойку с неподвижным контактом. При зачистке контактов нужно удалить бугорок на одном из них и несколько сгладить поверхность другого, на котором образуется углубление (кратер). Это углубление не рекомендуется выводить полностью. После зачистки контактов для удаления пыли прерыватель надо продуть сухим сжатым воздухом, протереть контакты сухой чистой салфеткой (пропустив ее между контактами) и отрегулировать зазор между ними.
Осмотреть кулачок и, если он загрязнен, протереть его сухой чистой салфеткой и смазать тонким слоем смазки ЦИАТИМ-201.
Регулировка зазора между контактами прерывателя
Для обеспечения нормальной работы системы зажигания зазор между контактами прерывателя должен быть отрегулирован в пределах 0,35—0,45 мм или, при диагностике двигателя, угол замкнутого контакта 54—62° по валику распределителя.
Регулировка зазора производится следующим образом. Необходимо снять крышку 1 распределителя и бегунок 2 и медленно проворачивать пусковой рукояткой коленчатый вал двигателя в положение, когда зазор между контактами 3 прерывателя будет наибольшим, т. е. когда текстолитовый кулачок 4 прерывателя установится на вершине грани кулачка 5. После этого плоским щупом проверяют зазор между контактами. Если зазор не соответствует указанной выше величине, необходимо ослабить винт 17 и, провертывая эксцентрик 6, установить требуемый зазор, далее закрепить винт и снова проверить зазор. Затем нужно поставить крышку на место и закрепить ее защелками 8. После регулировки зазора между контактами прерывателя нарушается правильность установки момента зажигания. Поэтому установку зажигания надо проверить и, если требуется, подрегулировать.
Зажигание устанавливают по метке МЗ, указывающей момент зажигания в первом цилиндре. Начало размыкания контактов прерывателя должно происходить в момент, когда метка МЗ на крышке маслоочистителя совпадает с установочным выступом а на крышке распределительных шестерен. При этом бегунок 2 (ротор распределителя) должен находиться против электрода распределителя с цифрой 1. Порядок операций при установке зажигания следующий:
Снять крышку распределителя и ротор, проверить зазор между контактами прерывателя ( в случае необходимости отрегулировать). Поставить ротор на место.
Установить коленчатый вал в положение, соответствующее началу такта сжатия в первом цилиндре.
Медленно провернуть коленчатый вал двигателя до совпадения метки МЗ с выступом на крышке распределительных шестерен. Убедиться, что ротор стоит против контакта крышки, соединенного с проводом, идущим к свече зажигания первого цилиндра.
Ослабить гайку 11, установить октан-корректор на нулевое деление шкалы поворотом регулировочного рычага 10, затянуть гайку 11 болта крепления пластин октан-корректора.
Ослабить затяжку болта 18 хомута крепления корпуса распределителя к подвижной пластине 14 октан-корректора и повернуть корпус против часовой стрелки, чтобы контакты прерывателя замкнулись.
Взять переносную лампу и два изолированных провода. Присоединить при помощи дополнительных проводов один конец штыря вилки переносной лампы на «массу», а другой — к клемме низкого напряжения катушки зажигания, к которой крепится провод, идущий к клемме 7 распределителя.
Включить зажигание и осторожно провернуть корпус распределителя по часовой стрелке до момента загорания лампы.
Остановить вращение распределителя точно в момент вспыхивания лампочки. Если это не удалось, операцию повторить.
Удерживая корпус распределителя от проворачивания, затянуть болт 13 хомута крепления корпуса, поставить крышку 1 на место.
Проверить присоединение проводов от свечей, начиная с первого цилиндра, в порядке 1—3—4—2, считая их против часовой стрелки. Следует иметь в виду, что установка зажигания по метке МЗ на шкиве при среднем положении октан-корректора обеспечивает наивыгоднейшие мощностные и экономические показатели двигателя лишь при условии, что для его питания применяется соответствующий бензин.
Однако после каждой установки зажигания, регулировки контактов в прерывателе или замены топлива необходимо проверить соответствие угла опережения зажигания на ходу автомобиля. Окончательную установку зажигания выполняют октан-корректором. Прогреть двигатель на холостом ходу, а затем, двигаясь на IV передаче по ровной дороге со скоростью 25—30 км/ч, дать автомобилю разгон, резко нажав на педаль дроссельной заслонки. Если при этом будет наблюдаться незначительная и кратковременная детонация, то зажигание считается установленным правильно.
При сильной детонации «стрелку» подвижной пластины следует передвигать в сторону знака «—» для уменьшения угла опережения зажигания, а при полном отсутствии детонации — в сторону «+».
Наибольший угол опережения (или запаздывания) зажигания, обеспечиваемый ручной регулировкой при помощи октан-корректора, 12° (по углу поворота коленчатого вала двигателя) относительно начальной установки (5° до ВМТ).
Двигатель очень чувствителен к правильной установке угла опережения зажигания; слишком раннее или слишком позднее зажигание ведет к перегреву двигателя, потере мощности, прогару клапанов и поршней.
Уход за свечами зажигания
При каждом техническом обслуживании автомобиля необходимо вывернуть свечи и выполнить следующее:
Проверить состояние наружной и внутренней части изолятора. При наличии нагара на внутренней части (юбочке) изолятора нужно очистить изолятор щеткой или пескоструйным аппаратом. После очистки нагара свечи надо промыть в бензине. Запрещается очищать свечи от нагара острыми металлическими предметами или прожигать свечи в открытом пламени, так как это может привести к повреждению изолятора. Если нагар не удаляется, свечу надо заменить.
Проверить зазор между электродами и, если необходимо, отрегулировать его, осторожно подгибая только боковой электрод. Зазор — 0,6—0,75 мм проверяется круглым проволочным щупом. Перед отвертыванием свечей необходимо тщательно протереть от грязи гнездо свечи в головке цилиндров во избежание попадания грязи в двигатель. Желательно продуть гнезда свеч сжатым воздухом.
Вывертывать и завертывать свечи следует специальным торцовым ключом, прилагаемым в комплекте шоферского инструмента. Пользоваться другими ключами запрещается, так как это может привести к повреждению изолятора.
Ввертывать свечу нужно сначала рукой до упора, а затем плотно подтягивать ключом с моментом затяжки 35—40 Н-м (3,5—4 кгс-м). Под свечу подкладывать уплотнительную прокладку. Отсутствие прокладки или неплотное ввертывание свечи приводит к перегреву и выходу свечи из строя.
Запрещается заменять свечи А23-1 на другие, с более низким калильным числом. Несоответствие тепловой характеристики свечей приводит к неудовлетворительной работе двигателя, прогару поршней и выпускных клапанов.
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 < 0,85 — богатая.
Когда в цилиндры двигателя поступает смесь нормального состава, он работает устойчиво со средними показателями мощности и экономичности. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается, но заметно повышается его экономичность. На бедной смеси двигатель работает неустойчиво, его мощность падает, а удельный расход топлива возрастает, поэтому чрезмерное обеднение смеси нежелательно. При поступлении в цилиндры обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но и расход топлива также увеличивается. При работе на богатой смеси бензин сгорает неполностью, что приводит к снижению мощности двигателя, росту расхода топлива и появлению копоти в выпускном тракте.
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.
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.
При подготовке системы питания двигателя к зимней эксплуатации необходимо:
очистить все приборы, топливные баки и топливопроводы от топлива и загрязнений
проверить, отремонтировать и отрегулировать приборы питания двигателей — карбюраторы, топливные насосы и форсунки
тщательно проверить исправность и герметичность приборов и топливопроводов системы питания
Промывать топливкый бак можно непосредственно на автомобиле с помощью пара при избыточном давлении 0,25—0,50 кГ/см2 или воды, нагретой до 60—70° С. При промывке сливное отверстие бака все время должно оставаться открытым для удаления из него конденсата, воды и загрязнений.
Перед присоединением к баку топливопроводов необходимо проверить их исправность, отсутствие в них трещин, глубоких вмятин и крутых изгибов, затрудняющих циркуляцию топлива.
Герметичность системы питания проверяют после сборки и установки на место всех приборов и топливопроводов системы питания. Для этого необходимо, заполнив бак автомобиля топливом (при отсутствии прибора НИИАТа), взамен к-рышки установить в заливную горловину изготовленную резиновую пробку с вделанной внутрь нее трубкой (вентилем камеры автомобильной шины). Присоединив к трубке шланг ручного воздушного насоса, создать в баке давление в 0,15—0,2 кГ/см2. После этого тщательно проверить, нет ли течи или подтекания топлива в приборах и топливопроводах. Обнаруженные при этом неплотности необходимо устранить.
Проверку исправности и регулировку карбюратора, необходимо производить на работающем и прогретом до нормальной температуры (80—90° С) двигателе при правильно установленном зажигании и нормальных зазорах между стержнями клапанов и толкателями.
При подготовке топливной аппаратуры дизельных двигателей к зимней эксплуатации необходимо очистить фильтры и топливопроводы от загрязнений, элементы фильтров трубой очистки топлива промыть в чистом дизельном топливе или заменить на, новые. Топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления и форсунки, а у двигателей ЯАЗ-204 И ЯАЗ-206 — насос-форсунки с двигателей снять, проверить на специальных стендах и приборах, если требуется заменить изношенные детали, собрать вновь и после вторичной проверки установить на двигатель.
Исправность топливного насоса двигателей ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 можно определить контрольным прибором НИИАТа модели 599, состоящим из двух топливных трубок, впаянных в корпус с установленным на нем манометром. Указанным прибором проверяют насос в следующей последовательности: пускают двигатель и прогревают его до температуры 70—75° С, после чего вместо П-образной трубки, подводящей топливо к насосу-форсунке, устанавливают указанный прибор и при работе двигателя (2000 об/мин) по показаниям манометра определяют величину давления топлива, которая при исправном насосе в подводящей магистрали должна быть в пределах от 1,5 До 3,0 кГ/см2. Пониженное давление топлива, т. е. ниже 1,5 кГ/см2, может быть вызвано загрязнением элементов фильтров тонкой и грубой очистки, а давление выше 3,0 кГ/см2 — засорением фильтров насосов-форсунок или засорением калиброванного отверстия отводящей топливомагистрали.
После окончания подготовки системы питания надо заправить топливный бак зимним сортом топлива.
При подготовке (воздушных фильтров к зимней эксплуатации необходимо промыть и заправить их маслом:
у дизельных двигателей—маслом Дп-8
у двигателей ГАЗ и ЗИЛ — маслом АКп-6
у двигателей ГАЗ-66 и ЗИЛ-375 — маслом АС-8 (ГОСТ 10541—63) или АСЗп-10 (МРТУ 12 ТН № 32—63)
От работы системы питания двигателя существенно зависят мощность, экономичность, надежность, безотказность и долговечность работы двигателя в различных условиях эксплуатации, токсичность отработавших газов.
Системы питания карбюраторных двигателей и дизелей существенно различаются способами смесеобразования, воспламенения и сгорания. Так, в карбюраторном двигателе топливо из бака 2 засасывается диафрагменным насосом 4, проходит фильтр грубой очистки 3 и подается насосом в фильтр тонкой очистки и далее в поплавковую камеру карбюратора 8. При вращении коленчатого вала и перемещении поршней в цилиндрах двигателя в карбюраторе создается разрежение. Вследствие этого в карбюратор засасываются топливо и воздух. Топливо распыливается в потоке воздуха и испаряется, образуя горючую смесь. Далее горючая смесь по впускному трубопроводу 9 поступает в цилиндры и там сгорает. Отработавшие газы отводятся в выпускной трубопровод 11, проходят глушитель 12 и выбрасываются в окружающую среду.
В системах питания карбюраторных двигателей топливный насос подает в 1,5…2 раза больше топлива, чем необходимо для работы двигателя при полной нагрузке. Избыточное топливо возвращается через жиклер 6 и отводящий топливопровод в бак, обеспечивая хороший отвод пузырьков пара и воздуха.
В системе питания дизеля подача и очистка воздуха и удаление отработавших газов, по существу, не отличаются от аналогичных процессов в системе питания карбюраторного двигателя. Принципиально система отличается приборами топливоподачи и смесеобразования, основными из которых являются топливный насос высокого давления 5 и форсунка 7.
Из топливного бака 1 по топливопроводу через фильтр грубой очистки 2 топливо засасывается подкачивающим насосом 3 и подается через фильтр тонкой очистки в полость насоса высокого давления 5, с помощью которого топливо дозируется, подается по топливопроводу высокого давления и через форсунку 7 впрыскивается в цилиндр. Излишки подаваемого топлива из полости насоса высокого давления по трубопроводу 6 возвращаются в бак.
Простейший карбюратор состоит из поплавковой камеры 2 с поплавком 1, запорной иглы 4, жиклера 12 с распылителем 9, диффузора 8, дроссельной 10 и воздушной 7 заслонок и смесительной камеры 11.
Топливо из бака по топливопроводу 3 поступает в поплавковую камеру 2 и заполняет ее. Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет верхнего предела, поплавок 1 прижмет запорную иглу 4 к ее седлу и поступление топлива прекратится. При понижении уровня поплавок опустится и игла откроет доступ топливу в поплавковую камеру.
Из поплавковой камеры топливо через жиклер 12 поступает в распылитель 9, выходное отверстие которого находится в горловине диффузора 8. Чтобы топливо не вытекало из распылителя при неработающем двигателе, выходное отверстие распылителя расположено на 1…2 мм выше уровня топлива в поплавковой камере.
Во время такта впуска при открытых воздушной 7 и дроссельной 10 заслонках разрежение из цилиндра передается в смесительную камеру 11 и вызывает в ней движение воздуха в направлении, указанном стрелками. Разрежение в смесительной камере можно регулировать дроссельной 10 и воздушной 7 заслонками.
Воздух, всасываемый в цилиндр двигателя, последовательно проходит через воздухоочиститель 6, патрубок и диффузор 8. Так как проходное сечение в горловине диффузора уменьшается, скорость воздуха в ней возрастает и разрежение увеличивается. Вследствие разницы между атмосферным давлением в поплавковой камере и разрежением в диффузоре топливо фонтанирует из распылителя. Струи воздуха движутся через диффузор со скоростью, примерно в 25 раз большей скорости капель топлива, поступающих из распылителя. Поэтому топливо распыливается на более мелкие капли и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр двигателя. В результате распыливания поверхность соприкосновения частиц топлива с воздухом увеличивается, топливо интенсивно испаряется.
Простейший карбюратор не может изменять состав горючей смеси в зависимости от различных режимов работы двигателя. Поэтому в конструкцию современного карбюратора включены следующие дополнительные устройства:
пусковое
холостого хода (для работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках)
главное дозирующее (обеспечивает постоянство обедненного, т. е. экономичного, состава смеси в широком диапазоне средних нагрузок)
экономайзер (обогащает смесь в режиме больших нагрузок за счет подачи дополнительного количества топлива в смесительную камеру)
ускорительный насос (обогащает смесь при резком открытии дроссельной заслонки)
В системе питания двигателей, работающих на сжатом и сжиженном газах, как и в карбюраторном двигателе, смесь такого газа с воздухом приготавливается в карбюраторе-смесителе. У таких двигателей предусмотрена кратковременная работа и на бензине. Горючая смесь в дизелях образуется внутри рабочих цилиндров. В конце такта сжатия в цилиндры дизеля под высоким давлением через форсунку впрыскивается топливо, которое распыливается и самовоспламеняется вследствие высокой температуры сжатого воздуха.
Основной агрегат системы питания дизелей — топливный насос 5. Он служит для подачи топлива под давлением к форсункам (в определенный момент) и дозирования топлива в соответствии с режимом работы двигателя. Большинство автотракторных двигателей имеет секционные (рядные или V-образные) топливные насосы. Каждая насосная секция работает следующим образом.
При движении вниз плунжера 10 топливо с момента открытия отверстия 6 в гильзе 4 поступает в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх в начальный период топливо вытесняется из гильзы через отверстие 6. Когда верхняя кромка плунжера 10 перекроет это окно, в надплунжерном пространстве гильзы начинает повышаться давление. Под действием повышенного давления открывается нагнетательный клапан 1 и топливо по топливопроводу подается в форсунку.
При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка 7 открывает отверстие 6 и топливо вытекает из надплунжерного пространства (это пространство высокого давления) через продольный паз 9, кольцевую выточку 8 и боковое отверстие 6. Давление в надплунжерном пространстве резко падает, и под действием избыточного давления в топливопроводе нагнетательный клапан 1 прижимается к седлу 2. В результате этого разъединяются плунжерное пространство и топливопровод.
Цилиндрический поясок нагнетательного клапана 1 называют разгрузочным. При движении плунжера этот поясок действует как поршень, освобождая часть объема топливопровода высокого давления, что приводит к резкому снижению давления в топливопроводе и быстрой посадке иглы распылителя форсунки, а следовательно, к резкой отсечке впрыска топлива.
Количество подаваемого топлива зависит от активного (рабочего) хода плунжера. На рисунке показана максимальная подача топлива. При повороте плунжера по ходу часовой стрелки (если смотреть сверху) подача уменьшается, а против хода часовой стрелки — увеличивается. Если плунжер повернуть так, что продольный паз 9 плунжера будет находиться против отверстия 6, то подачи топлива не будет.
Рисунок. Схема работы секции топливного насоса дизеля: а — заполнение топливом надплунжерного пространства; б — нагнетательный ход плунжера; в — прекращение подачи топлива (отсечка); г — крайние положения плунжера; I — максимальная подача топлива; II — подача топлива отключена; 1 — нагнетательный (обратный) клапан; 2 — седло клапана; 3 — медное уплотнительное кольцо; 4 — гильза плунжера; 5 — корпус насосной (топливной) секции; 6 — боковое отверстие в гильзе; 7 — отсечная кромка плунжера; 8 — кольцевая выточка; 9 — продольный паз; 10 — плунжер; 11 — разгрузочный поясок.
Система питания двигателя, работающего на сжатом природном газе состоит из следующих основных составляющих:
контур высокого давления (заправочный штуцер, трубопроводы, баллоны)
область перехода от контура высокого давления к стороне низкого давления (редуктор давления газа с клапаном высокого давления для работы на газе и датчиком давления газа)
Рис. Система впрыска сжатого природного газа: 1 – газовый баллон 1 с запорным и обратным клапаном; 2 – газовый баллон 2 с запорным клапаном; 3 – газовый баллон 3 с запорным клапаном; 4 – газовый баллон 4 с запорным клапаном; 5 – заправочная горловина со встроенным фильтром и обратным клапаном; 6 – запорный клапан с клапаном отключения подачи газа, ограничителем потока газа, термическим предохранителем и запорным краном; 7 – трубопровод высокого давления; 8 – гибкий шланг; 9 – газовая распределительная магистраль; 10 – датчик газовой распределительной магистрали; 11 – форсунка; 12 – двигатель; 13 – двойное зажимное кольцо; 14 – клапан высокого давления; 15 – датчик давления газа; 16 – редуктор давления газа с клапаном высокого давления для работы на газе
Заправочная газовая горловина 5 оснащена обратным клапаном и металлическим фильтром. Газовые трубопроводы высокого давления 7 изготавливаются из нержавеющей стали и рассчитаны на давление до 1000 кгс/см2. Они соединяют приемный патрубок с первым запорным клапаном, все четыре запорных клапана между собой, а также последний запорный клапан с регулятором давления газа. Чтобы обеспечить достаточную герметичность газовых магистралей, отдельные детали на обеих сторонах соединяются при помощи двойного зажимного кольца 13. При заправке природный газ подается в заправочную горловину со встроенным фильтром и обратным клапаном далее по газовым магистралям к запорному клапану первого газового баллона. Одновременно с этим газ идет по газовым магистралям к запорному клапану второго газового баллона, оттуда дальше к запорным клапанам остальных баллонов. Из баллонов газ под высоким давлением поступает в редуктор давления газа. Если блок управления двигателя подает сигнал управления, открывается клапан высокого давления 14 редуктора высокого давления для работы на газе.
Редуктор давления газа должен обеспечивать снижение давления газа с 200 до 6 кгс/см2. Снижение давления в редукторе происходит в одной ступени.
Клапан высокого давления для работы на газе 7 представляет собой соленоид и при подаче на него напряжения или отсутствии такового открывает /закрывает доступ к ступени понижения давления газа регулятора давления газа. В обесточенном состоянии клапан высокого давления для работы на газе закрыт.
Датчик давления 4 в газовом баллоне измеряет текущее давление газа в системе на стороне высокого давления. Благодаря этим показаниям блок управления двигателя распознает уровень наполненности баллона.
В камере низкого давления 9 происходит переход давления газа от высокого давления к низкому давлению. Если клапан высокого давления для работы на газе открыт блоком управления двигателя, газ под высоким давлением поступает к поршню редуктора 10 в камере высокого давления 8. Поршень редуктора соединен с камерой низкого давления посредством подпружиненной мембраны 11.
Рис. Редуктор давления газа: 1 – ступень понижения давления; 2 – клапан избыточного давления; 3 – выход газа при низком давлении к двигателю; 4 – датчик давления в баллоне; 5 – вход газа при высоком давлении из газовых баллонов; 6 – фильтр; 7 – клапан высокого давления для режима эксплуатации на газе; 8 – камера высокого давления; 9 – камера низкого давления; 10 – поршень редуктора; 11 – мембрана; 12 – пружина
Если давление газа в камере низкого давления меньше 6 кгс/см2, то мембрана и поршень силой пружины поднимаются по направлению вверх. Поршень открывает соединение с камерой высокого давления. Газ, таким образом, поступает из камеры высокого давления в камеру низкого давления. Благодаря поступающему газу повышается давление в камере низкого давления. Как только давление достигает 6 кгс/см2, мембрана под действием давления возвращается в нижнее положение, преодолевая усилие пружины. Поршень, соединенный с мембраной, закрывает соединение с камерой высокого давления. Если происходит потребление газа двигателем, то давление в камере низкого давления падает. Пружина выталкивает мембрану опять по направлению вверх, поршень вновь открывается и газ снова поступает в камеру низкого давления.
Газовая распределительная магистраль оснащена электрическими форсунками подачи газа 11, расположенных во впускных каналах цилиндров, а также датчиком газовой распределительной магистрали 10. В режиме работы на газе они получают управление от блока управления двигателя при помощи сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Время открытия форсунок зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, нагрузки на двигатель, качество природного газа, давление газа в газовой распределительной магистрали.
Смесеобразование в режимах работы на газе и на бензине регулируется блоком управления двигателя по сигналам лямбда-зонда. В зависимости от качества газа блок управления двигателя проводит адаптацию смесеобразования. Лямбда-зонд измеряет состав ОГ и посылает полученные результаты на блок управления двигателя. На основании полученного сигнала блок управления двигателя рассчитывает требуемые пропорции смеси (воздух/газ). Для управления процессом смесеобразования блок управления двигателя изменяет время открытия клапанов подачи газа.
Клапаны отключения подачи газа представляют собой электромагнитные клапаны и получают управление с блока управления двигателя. Они являются составной частью запорных клапанов 6 и перекрывают доступ к газовым баллонам. При эксплуатации автомобиля на газе они открываются блоком управления двигателя, а в процессе заправки – от заправочного давления природного газа.
Запуск двигателя при температуре охлаждающей жидкости ниже 15°C осуществляется в режиме работы на бензине, а при температуре охлаждающей жидкости выше 15°C – на газе.
Системы питания двигателей легковых автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе, может работать как по принципу карбюрации, так и по принципу впрыска.
Система питания для сжиженного газа, работающая по принципу карбюрации
Система питания для сжиженного газа, работающая по принципу карбюрации, используется как на двигателях работающих на бензине, оборудованных карбюратором, так и на двигателях, оборудованных системой впрыска бензина. Система питания, работающая по принципу карбюрации при использовании ее на двигателях с электронным впрыском бензина, кроме основных элементов обычной системы впрыска содержит ресивер 2, редуктор-испаритель 6, серводвигатель для управления расходом газа 7, трубопровод для подачи газа в диффузор.
Рис. Система питания для сжиженного газа, работающая по принципу карбюрации, установленная на бензиновом двигателе с электронной системой впрыска: 1 – вентиляционная трубка для газового ресивера; 2 – ресивер с сжиженным газом; 3 – арматура газового ресивера; 4 – наполнительный клапан; 5 – клапан перекрытия газа; 6 – редуктор-испаритель; 7 – серводвигатель для управления расходом газа; 8 – электронный блок управления; 9 – переключатель вида используемого топлива «газ-бензин»; 10 – диффузор-смеситель; 11 – лямда-зонд; 12 – датчик разряжения; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – выключатель зажигания; 15 – реле
При переключении на использование газа в качестве топлива, газ поступает из ресивера 2 в редуктор-испаритель, где происходит снижение давление газа и его испарение. В зависимости от сигналов, поступаемых от датчиков, блок управления выдает определенный сигнал на серводвигатель 7, определяющий расход газа на определенном режиме работы двигателя. Газ по трубопроводу поступает в диффузор, где смешивается с воздухом и проходит к впускному клапану, а затем в цилиндр двигателя. Для управления работой двигателя, предусматриваются отдельные блоки управления для работы двигателя на бензине и газе. Между обоими блоками управления идет обмен информацией.
Система питания для сжиженного газа, работающая по принципу впрыска
Система питания для сжиженного газа, работающая по принципу впрыска используется на двигателях, оборудованных системой впрыска бензина. Система питания для подачи сжиженного газа во впускной трубопровод содержит ресивер с газом, редуктор-испаритель 6, распределитель с шаговым электродвигателем, форсунок-смесителей 11.
Рис. Система впрыска сжиженного нефтяного газа (оборудование для работы на бензине не показано): 1 – электронный блок управления; 2 – диагностический разъем; 3 – переключатель для выбора типа используемого топлива; 4 – реле; 5 – датчик давления воздуха; 6 – редуктор-испаритель; 7 – клапан перекрытия подачи газа; 8 – распределитель с шаговым электродвигателем; 9 – прерыватель-распределитель или индуктивный датчик для определения частоты вращения коленчатого вала; 10 – лямбда-зонд; 11 – форсунки для впрыскивания газа
Газ из ресивера поступает в редуктор 6, где происходит испарение газа и снижение его давления. Ресиверы оборудуются наружным наполнительным (впускным) клапаном (с приспособлением, отсекающим подачу газа при заполнении ресивера на 80% его объема) и соленоидным выпускным клапаном. Емкости ресиверов для легковых автомобилей составляют от 40 до 128 л.
После выбора типа используемого топлива, с помощью переключателя 3 и включении зажигания, при использовании газа, срабатывает клапан 7 на подачу газа, который выключается после отключения зажигания.
В электронный блок управления 1 от датчика 5 поступает информация о разряжении во впускном трубопроводе, зависящего от степени открытия дроссельной заслонки, информация о частоте вращения коленчатого вала от датчика или прерывателя-распределителя 9, информация о составе топливовоздушной смеси от лямбда-зонда 9. На основании полученной информации блок управления определяет поворот угол поворота шагового распределителя, регулирующего расход газа, поступающего через форсунки 11 во впускной трубопровод.