2.6. Система питания

Система питания двигателя служит для приготовления горючей смеси, состоящей из смеси топлива и воздуха, а также удаления из цилин­дров отработавших газов.

Состав горючей смеси характеризует­ся определенным соотношением масс топ­лива и воздуха. Для полного сгора­ния 1 кг топлива теоретически необхо­димо около 14,9 кг воздуха (обычно при­нимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно рас­ходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоре­ти­чески необходимого. Поэтому со­став горючей смеси принято характеризовать коэффи­циентом избытка воз­духа.

Коэффициент избытка воздуха  пред­ставляет собой отношение действитель­ного количества воздуха, участвую­щего в процессе сгорания топлива, к теоретически необходимому количе­ству воздуха.

Если в сгорании 1 кг топлива действи­тельно участвует 15 кг воздуха, то есть столько, сколько теоретически необхо­димо, то  = 1 и такую смесь на­зывают нормаль­ной. Для точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси раз­личают следующие смеси: богатая ( = 0,70 – 0,85); обогащенная ( = 0,85 – 0,95); обедненная ( = 1,05 – 1,15); бедная ( = 1,15 – 1,20).

При слишком большом обогащении или обеднении горючая смесь теряет способ­ность воспламеняться. Су­ществуют определенные пределы во­спламеняемости горючей смеси: для бо­гатой –  = 0,5; для бедной –  = 1,35. Дви­гатель не должен работать на переобогащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях умень­шается его мощность и снижается эко­номичность.

2.6.1. Система питания карбюраторного двигателя

Антидетонационные свойства бензина (его способность противосто­ять взрывному горению – детонации) оценивают октановым числом, срав­нивая бензин со смесью из двух углеводородов: изооктана и гептана.

Изооктан слабо детонирует, и для него октановое число условно принимают рав­ным 100, а геп­тан детонирует сильно, и для него окта­новое число условно принимают равным нулю. Если смесь, состоящая, напри­мер, из 72% изооктана и 28% геп­тана (по объему), по детонационным свойствам соответствует проверяемому бензину, то октано­вое число та­кого бензина равно 72. Чем выше ок­тановое число бензина, тем с большей степенью сжатия может работать двига­тель без детонации на этом топ­ливе.

В обозначении бензина, например А-76 (позже был наименован АИ-80), буква «А» оз­начает, что бензин автомобильный; цифра – наименьшее октановое число, опре­деленное по моторному методу; буква «И» указы­вает на то, что октановое число опре­делено по исследовательско­му методу.

Автомобильные бензины подразде­ляют на летние и зимние. Зимние бен­зины со­держат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улуч­шает условия пуска двигателя.

Процесс приготовления горючей сме­си опреде­ленного состава из мелко­распы­ленного топлива и воз­духа, проис­ходящий вне цилиндров дви­гателя, на­зы­вают карбю­рацией, а прибор, в кото­ром происходит этот про­цесс, – карбю­ратором.

Работой простейшего кар­бюратора управляют с по­мощью дроссельной заслонки 2. Диффузор 1 увели­чивает скорость движения воздуха, что приводит к па­дению дав­ле­ния возле обреза распыли­теля.

В поплавковой камере 5 под­держивается задан­ный уровень то­плива. Если уро­вень выше задан­ного, то игольчатый клапан по­плавка 4 за­пирает канал посту­пления бензина.

Воздух движется через кар­бюратор за счет раз­ности атмо­сферного давления и разрежения в цилинд­рах при тактах впуска.

За счет разницы давлений топливо вытекает в смесительную камеру из распыли­теля че­рез жиклер 3, который представляет собой металли­че­скую пробку с калибро­ван­ным отверстием, через которое в единицу вре­мени проходит определенное количество топлива. Воздух подхватывает топливо и дробит его на мелкие частицы. Одновременно происхо­дит час­тичное испа­рение бензина. Таким образом образуется горючая смесь.

При работе двигателя водитель автомобиля из кабины с помощью педали управ­ляет дроссель­ной заслонкой 2. В соот­ветствии с положением дроссельной заслонки из­меняется количество проходящего через диффу­зор воздуха, разреже­ние в зоне диффу­зора и, следовательно, количество вытекающего из распылителя топлива. В результате в цилиндры двига­теля поступает различное количество горючей смеси и двигатель разви­вает раз­ную мощность.

Двигатель автомобиля имеет следующие режимы работы: пуск, хо­лостой ход, средние (частичные) нагрузки, резкий пере­ход со средней на­грузки на полную и полная нагрузка.

На всех указанных режимах работы двигателя простейший кар­бюра­тор не может обеспечить двигатель горючей смесью необхо­димого каче­ства и в требуемом количе­стве, и поэтому простейший карбюратор оборуду­ется дополнительными устройствами, кото­рые обеспечивают нормальную работу двигателя на всех режи­мах.

Воздушная заслонка обеспечивает поступление топлива из рас­пыли­теля в количе­стве, необходимом для пуска двигателя и приготовление бо­гатой смеси. Система холо­стого хода обеспечивает работу двигателя без на­грузки при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и приго­товление обогащенной смеси. Главная дозирующая система обеспечивает работу двигате­ля при частичных (средних) нагрузках двигателя и приго­товление обедненной смеси. Ускорительный насос служит для обогаще­ния горю­чей смеси при резком переходе с частичной нагрузки на полную с це­лью быстрого по­вышения мощности двигателя. Экономайзер обогащает горю­чую смесь при полной на­грузке двигателя.

В систему питания карбюраторного двигателя входят приборы и уст­ройства для хранения топлива и контроля его количества; фильтрации и подачи топ­лива; фильтра­ции и подачи воздуха, а также приготовления го­рючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя; от­вода газов из цилиндров и глушения шу­ма при выпуске.

Топливо из бака 4, закрытого крышкой-пробкой 3, подает­ся топли­во­подкачиваю­щим насосом 9 по тру­бопро­водам к карбюратору 14, про­ходя очистку в фильтре-от­стойнике 6 и фильтре 10 тонкой очистки топ­лива. Количество то­плива в баке контроли­руют по указа­телю 7, в электри­ческую цепь которого вклю­чен датчик 2.

Воздух поступает в карбюратор через воздушный фильтр 13. Приго­товленная в карбюраторе го­рючая смесь подается в цилиндры дви­гателя 8 по впускному коллектору 12, в котором она подогревается.

Отрабо­тавшие газы отводятся из цилиндров в атмосферу через сис­тему выпуска, со­стоящую из выпускного коллектора 11, трубу 7 и глуши­тель 5 шума выпу­ска. Конст­рукция системы выпуска ана­логична для всех систем смесеобразова­ния.

Внутри глушителя имеются тру­бы с большим количеством отвер­стий, а также пе­регородки. Отработавшие газы, поступающие из трубы 7 в глушитель расширяются, ме­няют направление и, проходя через отверстия в трубах, резко снижают свою скорость. Это приводит к уменьше­нию шума выпуска отработавших газов.