Сергей Савосин - Советы автомеханика: техобслуживание, диагностика, ремонт

2.2.6. Система подачи топлива

Система подачи топлива предназначена для бесперебойного снабжения цилиндров двигателя горючей смесью (рис. 2.29, см. также на цветной вклейке рис. ЦВ 2.29). Элементы системы:

• топливный бак;

• топливопровод;

• топливный насос;

• прибор для приготовления горючей смеси (карбюратор);

• воздушный фильтр;

• впускной и выпускной трубопровод;

В инжекторных двигателях топливный насос находится в топливном баке, а вместо карбюратора применяется топливная линейка с форсунками.

Наиболее распространенным топливом для легковых автомобилей является бензин. Отечественная нефтеперерабатывающая промышленность снабжает автомобилистов бензином следующих сортов: А-76, А-92, А-95, А-98. Буква «А» обозначает, что этот бензин автомобильный, а цифра характеризует его октановое число, т. е. показатель, определяющий детонационную стойкость топлив для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объему) изооктана в смеси с н-гептаном, при котором эта смесь по детонационной стойкости эквивалентна исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Чем выше эта цифра, тем выше антидетонационная стойкость бензина.

С целью повышения антидетонационных свойств бензина к нему иногда добавляют этиловую жидкость. Этот сорт бензина имеет красноватый цвет и его называют этилированным. Этот бензин нельзя использовать на автомобилях, оснащенных катализатором, т. к. этилированный бензин разрушает его. Для дизельных двигателей таким показателем является цетановое число.

Теоретически для полного сгорания 1 кг топлива необходимо около 15 кг воздуха. Смесь 1 кг топлива с 15 кг воздуха представляет собой нормальную горючую смесь. Фактически же двигатель работает на обедненной или обогащенной смесях. Обедненная горючая смесь представляет собой смесь 1 кг топлива и 16–17 кг воздуха. Горит она хорошо, обеспечивая работу двигателя при небольших и средних нагрузках, с наибольшей экономией топлива. Обогащенная горючая смесь состоит из 1 кг топлива и 12–13 кг воздуха. Она горит лучше, чем обедненная, но менее экономична. При работе на такой смеси двигатель может развивать наибольшую мощность, поэтому ее иногда называют мощностной смесью. Существует также богатая горючая смесь, когда на 1 кг топлива приходится менее 12 кг воздуха, и бедная смесь, когда на 1 кг топлива приходится более 17 кг воздуха. Горят эти смеси медленнее и не обеспечивают двигателю достаточной мощности. Поэтому для питания двигателя эти горючие смеси не применяются. Исключение составляет лишь период пуска и прогрева двигателя, когда необходима богатая смесь.

Приготовление горючей смеси происходит в специальном приборе – карбюраторе, а процесс его приготовления называется карбюрацией. Простейший карбюратор состоит из двух взаимосвязанных камер: поплавковой и смесительной. Поплавковая камера представляет собой резервуар, внутри которого подвешен на оси пустотелый поплавок. Над поплавком расположен игольчатый клапан, перекрывающий доступ топливу из топливного насоса в камеру. По мере наполнения камеры топливом поплавок всплывает и, когда топливо достигнет необходимого уровня, закрывает клапан. Если уровень понизится, поплавок опустится, клапан откроется, и топливо вновь начнет поступать в поплавковую камеру. Так при помощи поплавкового устройства в карбюраторе поддерживается необходимый уровень топлива (рис. 2.30), который должен быть примерно на 1,5–2,0 мм ниже выходного отверстия устья распылителя.

При таком уровне топливо не вытекает из распылителя, когда двигатель не работает, но при уменьшении давления в смесительной камере в нее начинает поступать топливо и происходит образование горючей смеси.

Смесительная камера состоит из корпуса, в котором расположен диффузор, трубка-распылитель с жиклером и дроссельная заслонка. Сверху в смесительную камеру поступает воздух; своей нижней частью она соединена с впускным трубопроводом, через который горючая смесь поступает в цилиндр. Наибольшую скорость движения воздух достигает в самом узком месте смесительной камеры – диффузоре, в центре которого расположено устье распылителя.

Жиклер – это втулка с калиброванным (точного размера) отверстием, строго ограничивающим выход топлива из поплавковой камеры через распылитель в смесительную камеру. Дроссельная заслонка связана с педалью газа, при помощи которой она открывается и закрывается. Нажимая на педаль, водитель управляет дроссельной заслонкой и тем самым изменяет количество горючей смеси, поступающей в цилиндры. Соответственно изменяется число оборотов коленчатого вала двигателя и скорость движения автомобиля.

Принцип действия простейшего карбюратора следующий: во время такта впуска, когда в цилиндре двигателя, а следовательно, и в смесительной камере карбюратора создается разрежение, через распылитель в камеру впрыскивается топливо. Сильный поток воздуха, возникающий при этом в смесительной камере, подхватывает струйку топлива, распыляет ее и уносит в цилиндр – так образуется горючая смесь. По пути в цилиндр и в самом цилиндре просходит испарение частичек топлива, смесь становится парообразной. В цилиндре горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов, образуя так называемую рабочую смесь.

Простейший карбюратор не в состоянии достаточно хорошо обеспечить работу двигателя. В зависимости от теплового состояния двигателя (холодный он или прогретый) и режима его работы состав смеси должен изменяться: например, для пуска и прогрева холодного двигателя нужна богатая горючая смесь, т. к. часть топлива оседает на холодных стенках цилиндров и, таким образом, не используется при горении. Поэтому, если смесь не будет иметь избытка топлива, ее будет трудно воспламенить.

При средних нагрузках двигатель должен получать обедненную смесь, т. е. иметь некоторый избыток воздуха, обеспечивающий наиболее полное сгорание топлива, благодаря чему уменьшается его расход. Когда от двигателя требуется наибольшая мощность (при большей нагрузке), смесь должна быть обогащенной. На малых оборотах (холостом ходу) двигателю также необходим обогащенный состав смеси, т. к. в цилиндры она поступает в небольшом количестве.

Для приготовления горючей смеси наиболее благоприятного состава, в зависимости от условий работы двигателя, необходимо оборудовать карбюратор целым рядом дополнительных устройств. Так, у современных карбюраторов помимо поплавковой и смесительной камер с диффузором и дроссельной заслонкой имеются: пусковое устройство, система холостого хода, главная дозирующая система, ускорительный насос, экономайзер.