Лабораторна робота № 3
Двигун. Система живлення бензинового двигуна

Мета роботи: вивчити призначення, загальні схеми, принцип дії і  конструктивні особливості систем живлення бензинового двигуна, а також можливі поломки та способи їх усунення.

Методичні вказівки

Системи впорскування палива або карбюратори служать для приготування паливоповітряної суміші, яка найкращим чином забезпечує ефективну роботу двигуна в заданому режимі. Системи впорскування палива, особливо їх електронні версії, краще пристосовані для отримання оптимальних значень витрати палива, динамічних характеристик і ефективної потужності. Все більша жорсткість норм по зниженню вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах вказує на те, що системи впорскування палива повністю замінять карбюратори.

Для нормальної роботи двигуна з іскровим запалюванням потрібне використання горючої суміші з певним співвідношенням повітря та палива. Для ідеального теоретичного циклу згоряння існує стехіометричне співвідношення повітря до палива (по масі), рівне 14,7:1. Наприклад, для повного згоряння 1 кг палива необхідно 14,7 кг повітря або, якщо це виразити в об'ємних одиницях, паливо об'ємом 1 л повністю згорає в присутності 9500 л повітря.

Для позначення ступеня відмінності дійсної паливоповітряної суміші від теоретично необхідної (стехіометричної) використовується коефіцієнта надлишку повітря – α (в зарубіжній практиці – λ).

При λ = 1 маса повітря, що подається в двигун, дорівнює теоретично необхідній масі.

При λ < 1 є дефіцит повітря, тобто суміш стає збагаченою.

При λ > 1 є надлишок повітря, тобто суміш стає збідненої.

В залежності від режиму роботи двигуна карбюратор або система впорскування палива повинні дозувати склад паливної суміші. При запуску двигуна потрібна багата суміш (λ = 0,4¸0,6). На холостому ході і малих навантаженнях потрібна суміш з λ = 0,7¸0,8. На режимі середніх навантажень необхідно працювати на економічній збідненій суміші (λ = 1,1¸1,15). Робота двигуна на режимі макси­мальної потужності можлива тільки на збагаченій суміші з λ= 0,85¸0,9, при якому швидкість згоряння найбільша. Примусового збагачення суміші потребує також режим інтенсивного розгону. В системах впорскування палива із зворотнім зв’язком (λ-регулюванням) на режимах холостого ходу, малих навантажень є можливість утримувати λ ≈ 1, що позитивно впливає на витрату палива

Розглядаючи загальну будову системи живлення карбюраторного двигуна, виділіть 4 основні групи:

1) прилади подачі пального (паливний бак, фільтр-відстійник, бензонасос, фільтр повного очищення пального і паливні трубопроводи);

2) прилади подачі повітря;

3) прилад для приготування паливної суміші з пального і повітря (карбюратор);

4) прилади для подачі паливної суміші та випуску відпрацьо­ваних газів (впускний та випускний трубопроводи, пристрої для підігріву паливної суміші, глушник шуму випуску).

Процес приготування паливної суміші за циліндрами двигуна назива­ється карбюрацією, а прилад – карбюратором.

Роботу карбюратора слід розділити на п¢ять основних режимів: пуск, холостий хід, режим середніх навантажень, режим максималь­них навантажень і режим різкого відкриття дросельної заслінки (інтенсивний розгін). Забезпечення роботи двигуна на цих режимах виконується за допомогою спеціальних пристроїв карбюратора: пускового пристрою, системи холостого ходу, головної дозуючої системи, економайзера, прискорювального насоса. Крім того, карбюратори для двигунів вантажних автомобілів зазвичай мають обмежувачі максимальних обертів двигунів.

При вивченні карбюратора необхідно ознайомитись із перерахованими системами і пристроями, розібратися в їхній роботі, шляхах пального, повітря і паливної суміші. Знайшовши в карбюраторі головний дозувальний пристрій, слід розібратись в способі компенсації складу паливної суміші при роботі в діапазоні середніх навантажень. В багатокамерних карбюраторах зустрічаються як паралельне (К-88, К-126Б), так і послідовне (К-126Г, "Вебер-32ДСР") вмикання камер в роботу.

Ознайомитись з будовою повітряного фільтра. Звернути увагу, як впливає ступінь забруднення повітря на довговічність двигуна. Звернути увагу на вплив складу відпрацьованих газів на забруднення навколишнього середовища: в складі випускних газів автомобіля виявлено близько 200 різних хімічних компонентів, багато з яких не­гативно впливають на організм людини.

Вивчити будову і роботу приладів системи подачі пального, будову вузлів випуску відпрацьованих газів і підігріву паливної суміші.

Розглядаючи загальну будову системи живлення інжекторного двигуна, виділіть 6 основних груп:

1) прилади подачі пального (паливний бак, фільтр-відстійник, бензонасос, фільтр повного очищення пального і паливні трубопроводи);

2) прилади регулювання подачі повітря – дросельний вузол, регулятор холостого ходу;

3) прилади для регулювання тиску палива і форсунки для впорскування палива;

4) датчики: витрати повітря, детонації, положення колінчастого та розподільчого валів, температури, кисню та інші (в залежності від модифікації);

5) електронний блок керування (для електронних систем впорскування);

4) прилади для випуску відпрацьованих газів (випускний колектор, глушник шуму випуску, зниження токсичності та інші).

При вивченні системи впорскування бензину треба звернути увагу перш за все на тип системи керування – електронна, механічна чи комбінована, місце впорскування і кількість точок впорскування – центральне впорскування, розподілене впорскування у впускний колектор або безпосереднє впорскування в циліндри двигуна.

В системах впорскування палива застосовуються електричні бензонасоси. За конструкцією їх поділяють на шиберні, шестеренні та відцентрові. Подача насосів і тиск створюваний ними перевищує необхідні параметри для системи живлення, то в них застосовуються регулятори тиску палива. Впорскування палива виконується за допомогою форсунок. Дозування кількості впорскуваного палива відбувається за рахунок регулювання тиску палива і тривалості впорскування форсункою. В електронних системах кількість палива регулюється електронним блоком керування (ЕБК) на основі інформації від датчиків.

Регулювання кількості повітря, що подається, виконується дросельним вузлом, механічно від педалі «газу» або по команді ЕБК в системах з електронною педаллю газу. Регулювання кількості повітря, що подається в режимі холостого ходу, виконується за допомогою регулятора холостого ходу.

В системах впорскування зі зворотним зв’язком (λ-регулюванням) електронний блок на більшості режимів підтримує λ ≈ 1. Регулювання відбувається на основі даних від датчику кисню (λ-зонду), який встановлюється в випускному колекторі і визначає за вмістом кисню у відпрацьованих газах збагачення або збіднення суміші.

Будова інших елементів, таких як паливні і повітряні фільтри, елементи системи випуску тощо, аналогічні до системи живлення карбюраторного двигуна.

Зміст роботи

Вивчити:

  • призначення та загальну схему живлення бензинового двигуна, розташування вузлів і деталей системи живлення на автомобілях різних типів;
  • призначення, принцип дії, будову частин системи живлення;
  • основи утворення і автоматичної підтримки належної якості паливної суміші;
  • способи компенсації паливної суміші.

Виписати основні параметри систем живлення двигуна:

  • ємність бака для палива;
  • тиск відкриття клапанів пробки паливного бака повітряного та парового клапанів;
  • тип паливних фільтрів;
  • тип паливного насоса;
  • тип повітряного фільтра;
  • тип карбюратора;
  • принципова схема інжектора;
  • основні деталі системи живлення інжектора;
  • коефіцієнт надлишку повітря при роботі двигуна на різних режимах;
  • мінімальні питомі витрати палива;
  • контрольні витрати палива;
  • марка палива;
  • тип обмежувача максимальної кількості обертів колінчастого валу двигуна.

Накреслити:

  • принципову схему системи живлення двигуна;
  • принципова схема система живлення інжектора.

Контрольні запитання

1. Призначення системи живлення основних частин.

2. Будова і робота бензинового насоса.

3. Будова і робота паливних фільтрів.

4. Будова і робота повітряного фільтра.

5. Необхідність підігріву робочої суміші і способи його виконання.

6. Будова глушника шуму випуску відпрацьованих газів.

7. Найпростіший карбюратор та його властивості.

8. Призначення карбюратора і його основних частин.

9. Склад паливної суміші на різних режимах роботи двигуна.

10. Вплив складу суміші на потужність і економічність двигуна.

11. Будова і робота систем карбюратора:

12. Принцип дії інжектора.

13. Система подачі палива і повітря в інжекторних двигунах.

14. Лямда – регулювання. Призначення та принцип дії.