7. Система питания карбюраторного двигателя

7.1. Устройство и работа системы питания

Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отвода в атмосферу отработавших газов (продуктов сгорания).

Составляющие системы питания: топливный бак, датчик и указатель количества топлива, топливо­проводы, фильтры и топливный насос.

Воздухоочис­титель с сухим или масляным фильтром служит для очистки и подачи воздуха. В карбюраторе происходит приготовление горючей смеси для отвода отработавших газов, имеются трубопроводы и глушитель шума. Принцип работы системы питания заключается в сле­дующем (рис.7.1).

Рис.7.1. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя: 1 – топливный насос; 2 – поплавковая камера карбюратора; 3 – воздухоочиститеь; 4 – распылитель; 5 – смесительная камера; 6 – трубопроводы; 7 – впускной клапан; 8 – выпускной клапан; 9 – цилиндр; 10 – глушитель шума; 11 – топливный бак; 12 – сетчатый фильтр топливозаборной трубки; 13 – топливопровод

Топливный насос 1 начинает работать при вращении коленчатого вала двигателя. Насос засасывает через сетчатый фильтр 12 топливо из бака 11 и по топливопроводу 13 нагнетает его в поплавковую камеру 2 карбюратора. Топливо вытекает при движении поршня вниз под действием разрежения из распылителя 4 поплавковой камеры, а через воздухоочиститель 3 засасы­вается очищенный воздух. В смесительной камере 5 струя воздуха распыляет топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая по трубопроводу через открывающийся впускной кла­пан 7 поступает в цилиндр 9 (такт впуска). В цилиндре горючая смесь сжимается (такт сжатия) и сгорает (рабочий ход). Через открывающийся выпускной клапан 8 и трубо­провод 6, глушитель шума 10 продукты сгорания поступают в атмосферу.

7.2. Приборы системы питания

Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топ­лива и изготовляется из освин­цованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывается крышкой 1, отвод пара и топлива и поддержание нормального давления осуществляется при помощи вентиляционной трубки 2, выведенной в люк заливной горловины (автомо­биль ВАЗ-2105), или отверстия в крышке горловины («Москвич-2140»). Фланец 3 с реостатным датчиком указателя уровня топлива в сборе с топливозаборной трубкой 7, имеющей на конце сетчатый фильтр 6, укреплен на верхней стенке бака. Поплавок 4 реостатного датчика помещен внутри бака.

Рис.7.2. Топливный бак автомобиля ВАЗ-2105:

1 – крышка заливной горловины; 2 – вентиляционная трубка; 3 – фланец; 4 – поплавок; 5 – спускная пробка; 6 – сетчатый фильтр; 7 – топливозаборная трубка; 8 – топливопровод к насосу; 9 – топливный бак

В системе подачи топлива автомобиля ВАЗ-2108 имеются следующие дополнительные приборы и устройства. В сепаратор (расширительный бачок) 13 (рис.7.3) поступают пары топлива по шлангу 16, конденсируются там и сливаются обратно в бак по тому же шлангу. Второй шланг 15 бачка имеет клапан 14, который по мере расхода топлива сооб­щает бак с атмосферой, а при увеличении давления выпускает из него пары топлива.

Рис.7.3. Схема подачи топлива на автомобиле ВАЗ-2108:

1 – карбюратор; 2 – обратный клапан; 3 – сливной шланг; 4 – топливный насос; 5 – фильтр тонкой очистки; 6 – нагнетающая магистраль; 7 – магистраль слива топлива; 8 – поплавок; 9 – сетчатый фильтр топливозаборной трубки; 10 – реостатный датчик указателя уровня топлива; 11 – дренажная трубка; 12 – наконечник воздухоотводного шланга; 13 – сепаратор (расширительный бачок); 14 – клапан двойного действия; 15,16 – шланги бачка; 17 – шланг заливной горловины; 18 – заливная горловина

Шлангом 17 заливная горловина соединяется с патрубком бака. По шлангу при заправке вытесняется воздух. Внутри горло­вины установлен обратный клапан, не допускающий вытекания топлива из бака. Внутренний конец заливного патрубка в баке располагается на определенной высоте, поэтому, как только уровень топлива перекроет конец пат­рубка, заполнение бака прекращается. В случае опрокидывания автомобиля, чтобы предупредить перетекание топлива из бака через карбюратор, на сливном шланге 3 предусмотрен обратный клапан 2. В нагнетающей магистрали 6 установлен фильтр 5 тонкой очистки топлива с бумажным фильтрующим элементом и пласт­массовым корпусом.

По сливному шлангу 3 через клапан 2 часть топлива, подаваемая насосом через калиброванное отверстие специального штуцера карбюратора, который расположен перед игольчатым клапаном поплавковой ка­меры ниже основного штуцера подачи топлива (см.рис.7.3) стекает в бак. Такая непрерывная циркуляция части топлива препят­ствует образованию воздушных пробок и прекращению подачи топлива.

Топливный насос (рис.7.4) предназначен для подачи топлива из бака в карбюратор под давлением. На всех изучаемых двигателях насосы диафрагменные. Корпус насоса состоит из верхней и нижней частей, отливаемых из цинкового сплава. Сверху насос закрывается крышкой, которая образует вместе с верхней частью корпуса отстойник.

Рис.7.4. Схема работы топливного насоса двигателя ВАЗ:

а – всасывание топлива; б – нагнетание топлива; 1 – впускной клапан; 2 – сетчатый фильтр; 3 – впускной трубопровод; 4,5 – верхние и нижняя диафрагмы; 6 – пружина штока диафрагм; 7 – рычаг ручной подкачки; 8 – шпилечная пружина рычага ручной подкачки; 9 – шток; 10 – балансир; 11 – нижняя часть корпуса; 12 – эксцентрик рычага ручной подкачки; 13 – возвратная пружина рычага; 14 – эксцентрик привода толкателя насоса; 15 – рычаг механической подкачки топлива толкателем; 16 – толкатель; 17– отверстие прокладки; 18 – верхняя часть корпуса; 19 – выпускной топливопровод; 20 – выпускной клапан; 21 – наружная прокладка; 22 – внутренняя дистанционная прокладка

Между верхней и нижней частями корпуса на двигателях ВАЗ установлены три диафрагмы, соединенные с верхним концом штока 9. Являясь рабочими, две верхние диафрагмы 4 служат для подачи топлива, а нижняя 5, предохранительная, не допускает попадания топлива в картер двигателя при разрыве верхних диафрагм (на двигателе «Моск­вич» – две рабочие диафрагмы). Между диафрагмами располо­жены дистанционные прокладки: наружная 21 и внутренняя 22. Наружная прокладка имеет отверстие 17 для выхода бензина наружу при повреждении рабочих диафрагм. На шток под диафрагмами закрепляется сжатая пружина 6. Шток 9 своим Г-образным хвосто­виком устанавливается в прорезь балансира 10, что позволяет вынимать узел с диафрагмами без разборки рычажного привода. Сетчатый фильтр, впускной и выпускной клапаны с пружинами помещены в верхней части корпуса.

Рассмотрим принцип работы насоса. Когда эксцентрик 14 привода насоса набегает выпуклой частью на толкатель 16, последний перемещается и через рычаг 15 повора­чивает балансир 6, который перемещает шток 5 с диафрагмами вниз, сжимая пружину 6. В рабочей полости над диафрагмами создается разрежение, открывается впускной кла­пан 1, и топливо из бака засасывается по топливопроводу 3 в отстойник и далее через сетчатый фильтр 2 и впускной кла­пан 1 в полость над диафрагмами (см.рис.7.4,а).

После того как выступающая часть эксцентрика пройдет толкатель, шток с диафрагмами под действием пружины поднимается вверх, создается избыточное давление топлива, под действием которого впускной клапан закрывается, а выпускной 20 (см.рис.7.4,б) – открывается, и топливо нагнетается по топливопроводу 19 в по­плавковую камеру карбюратора.

Необходимо, чтобы производительность насоса несколько превышала потребность топлива для работы на всех режимах нагрузки на двигатель: когда расход топлива небольшой, ход штока с рабочими диафрагмами будет неполным, а ход рычага 15 с балансиром 10 частично холостым, так как усилия пружины 6 недостаточно, чтобы поднять диафрагмы и открыть игольчатый клапан поплав­ковой камеры.

После длительной стоянки автомобиля необходима ручная подкачка. Для этого в нижней части корпуса находится рычаг 7 ручной подкачки с возвратной шпилечной пружиной 8. При нажатии на рычаг усилие передается через эксцентрик на балансир 10 и шток с диафрагмами опускается вниз, а при отпускании рычага диаф­рагмы поднимаются вверх и нагнетают топливо в карбюратор.

Воздухоочиститель очищает воздух, поступающий в карбюра­тор для приготовления горючей смеси, от механических примесей.

Воздухоочиститель со сменным сухим фильтрующим элементом (на автомобилях ВАЗ и «Москвич») устанавливается на вход­ной патрубок карбюратора. Он имеет корпус 10 (рис.7.5), приемный патрубок 13, фильтрующий элемент 3, крышку 4 и патрубки 9 и 8 соответственно для подвода и отвода картерных газов. К приемному патрубку 13 присоединяется терморегу­лятор 2 с заборниками 11 теплого воздуха и 1 - холодного.

Рис.7.5. Воздухоочиститель с терморегулятором ВАЗ-2105:

1 – заборник холодного воздуха; 2 – терморегулятор; 3 – фильтрующий элемент; 4 – крышка; 5 – пластина; 6 – дистанционная втулка; 7 – прокладка; 8 – патрубок для отвода картерных газов к золотниковому устройству карбюратора; 9 – патрубок для подвода картерных газов; 10 – корпус; 11 – заборник теплого воздуха; 12 – шланг для забора теплого воздуха; 13 – приемный патрубок

Для автомати­ческого управления термосиловым элементом в терморегуляторе устанавливается заслонка. При пониженной температуре охлаждающего воздуха термосиловой элемент ста­вит заслонку в положение, обеспечивающее забор теплого воздуха из зоны выпускного трубопровода двигателя через шланг 12. В случае повышения температуры окружающего воздуха заслонка занимает положение, при котором осуществляется подача холодного воздуха через заборник 1. При промежуточном положении заслонки терморегулятора в двигатель поступает смесь теплого и холодного воздуха, что способствует лучшему смесе­образованию, большей полноте сгорания и, следовательно, снижению токсичности отработавших газов и уменьшению расхода топлива.

Трубопроводы. Впускной трубопровод предназначен для подогрева горючей смеси для лучшего испарения топлива. Для этого впускной трубопровод у двигателей ВАЗ и «Москвич» в средней части имеет двойные стенки, между кото­рыми циркулирует жидкость из системы охлаждения двигателя. На двигатель ВАЗ-2105 для предупреждения скопления конденсата топлива в нижней точке впускного трубопровода имеется дренажная трубка, сообщающая трубопровод с атмос­ферой.

Для подогрева горючей смеси на двигателе ВАЗ-2108 к кор­пусу карбюратора крепится специальный блок, через который циркулирует жидкость системы охлаждения. За счет поверхностного контакта блока подогревается стенка зоны дрос­сельной заслонки первичной камеры карбюратора на выходе эмульсии из системы холостого хода.

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного трубопровода, глушителей шума газов (основной и дополнительный) с приемной и выпускной трубами. Выпускной трубопровод обычно отливают из чугуна и крепят к блоку или головке двигателя, соединяя с каналами выпускных клапанов и к приемной трубе глушителя.

Глушитель служит для уменьшения шума при выходе отрабо­тавших газов, гасит пламя и искры (рис.7.6). Отработавшие газы, поступая в

Рис.7.6. Глушители: а – основной: 1 – впускной патрубок; 2, 5 – передняя и задняя перегородки; 3 – средние перегородки; 4 – перфорированные трубы; 6 – выпускной патрубок; 7 – корпус; б – до­полнительный: 1, 4 – передняя и задняя перфорированные трубы; 2 – перегородка; 3 – диафрагма; 5 – корпус; 6 – асбестовая прокладка; 7 – кожух

глушитель, расширяются, давление на выходе падает, и шум уменьшается. Глушитель состоит из внутренней трубы с отверстиями и кожуха. Полость между трубой и кожухом разделена несколькими перегородками. Глушитель и трубы крепят на кузове автомобиля с помощью кронштейнов и хомутов с эластичными соединениями. Выпускная труба выводится к задней части авто­мобиля.