Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
005 Система питания бензиновых и газовых двигат...doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
21.09.2019
Размер:
104.45 Кб
Скачать

Глава 6. Системы питания

Для осуществления рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания нужна горючая смесь — смесь топлива с окислителем. В результате сгорания горючей смеси скрытая химическая энергия топлива переходит в тепловую, а затем в механическую, которая приводит в движение автомобиль или трактор.

В качестве двигателей внутреннего сгорания для автомобилей и тракторов в настоящее время используют:

1. Двигатели с внешним смесеобразованием и воспламенением смеси от постороннего источника. В этих двигателях используется легко испаряемое топливо (жидкое или газообразное), а горючую смесь, как правило, приготовляют за пределами основного pa6oчего объема (цилиндра и камеры сгорания). К этому типу относятся двигатели с карбюраторной системой питания и с системой впрыска легкого топлива во впускной трубопровод.

2. Двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением смеси от постороннего источника. В этих двигателях так же используется легко испаряемое топливо, а горючую смесь приготовляют в камере сгорания двигателя.

3. Двигатели с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением топлива. В этих двигателях используется трудноиспаряемое дизельное топливо, и горючая смесь образуется в камерах сгорания двигателей. Поэтому конструкция камер сгорания дизелей оказывает непосредственное влияние на способ смесеобразования и воспламенения горючей смеси.

Подача в цилиндр горючей смеси или воздуха, регулирование количества и состава свежего заряда осуществляются системами питания, надува и автоматического регулирования.

Независимо от типов и видов двигателей внутреннего сгорания к их системам питания предъявляются требования, основными из которых являются.

1. Точное дозирование топлива и окислителя (воздуха) по циклам и цилиндрам.

2. Приготовление горючей смеси в строго определенный, как правило, очень малый отрезок времени.

3. Образование горючей, а затем и рабочей смеси, обеспечивающей полное сгорание топлива и отсутствие токсичных компонентов в продуктах сгорания.

4. Автоматическое изменение количества и состава горючей смеси в соответствии с изменением режима работы двигателя как скоростного, так и нагрузочного.

5. Надежный пуск двигателя в различных температурных условиях.

6. Стабильность установленной регулировки системы питания в течение длительного времени эксплуатации двигателя наряду с возможностью изменения регулировки в зависимости от условий эксплуатации и технического состояния двигателя.

7. Технологичность системы питания: простота и надежность конструкции, удобство монтажа, регулировки, обслуживания и ремонта.

6.1. Системы питания бензиновых двигателей

Для эффективной работы двигателя с искровым зажиганием требуется использование горючей смеси с определенным соотношением воздуха и топлива. Последняя представляет собой смесь паров бензина с воздухом. Попадая в цилиндры, она смешивается там с остаточными газами и образует рабочую смесь. Состав горючей смеси имеет большое значение для протекания рабочего процесса в цилиндрах двигателя.

Идеальное теоретически полное сгорание смеси происходит при пропорции воздуха и топлива, равной 14,7 – 1. Такое соотношение называется стехиометрическим. Это означает, что, например, для сгорания 1 кг топлива требуется 14,7 кг воздуха или, если это выразить в объемных единицах, топливо объемом 1 л полностью сгорает в присутствии 9500 л воздуха.

Поэтому одна из задач системы питания двигателя это расчет необходимой массы топлива, соответствующей массе всасываемого воздуха.

Для обозначения степени отличия действительной топливовоздушной смеси от теоретически необходимой (стехиометрической) используется коэффициент избытка воздуха α.

При α =1 масса подаваемого в цилиндры воздуха равна теоретически необходимой.

При α < 1 имеется дефицит воздуха, т. е. смесь является обогащенной. Обогащение смеси топливом необходимо при пуске холодного двигателя — для компенсации того количества топлива, которое конденсируется на холодных стенках впускного трубопровода (при впрыске во впускной трубопровод) и цилиндра, а значит не участвует в сгорании.

При α > 1 имеется избыток воздуха, т. е. смесь является обедненной. Максимально достижимое значение α, соответствующее границе устойчивой работы двигателя на обедненных смесях, в большой степени зависит от конструкции двигателя и применяемой системы смесеобразования. За этой границей возникают перебои в сгорании, сопровождаемые неравномерной работой двигателя, возрастает расход топлива и падает мощность.

При пуске холодного двигателя горючая смесь, приготавливаемая системой питания, должна быть богатой, так как к моменту воспламенения часть паров бензина сконденсируется, осаждаясь на холодных стенках впускного трубопровода и цилиндров, и состав рабочей смеси окажется наилучшим для воспламенения от искры, появляющейся между электродами свечи зажигания.

На холостом ходу для устойчивой работы двигателя горючая смесь должна быть обогащенной. Объясняется это, во-первых, тем, что в цилиндры поступает мало горючей смеси, а во-вторых, наличием в них значительного количества остаточных «отработавших газов. Образующаяся в таких условиях рабочая смесь будет гореть медленно и для ускорения сгорания ее необходимо обогащать.

При эксплуатации автомобиля в зависимости от дорожных и других условий двигатель работает на разных, часто меняющихся режимах. Нагрузка у бензинового двигателя характеризуется степенью открытия дроссельной заслонки: чем больше открыта заслонка, тем при одной и той же частоте вращения коленчатого вала, тем больше нагрузка. При одном и том же положении дроссельных заслонок частота вращения коленчатого вала может, как уменьшаться (преодоление крутого подъема), так и увеличиваться (движение под уклон).

При средней нагрузке, когда от двигателя не требуется полной мощности, в целях обеспечения экономичной работы двигателя горючая смесь должна быть обедненной. Некоторое снижение мощности при работе двигателя на такой смеси не имеет значения, поскольку нагрузка на двигатель неполная.

При полной нагрузке, когда двигатель должен развивать максимальный крутящий момент, горючая смесь должна быть обогащенной. Эта смесь обладает наибольшей скоростью сгорания и обеспечивает получение максимальной мощности, однако при этом из-за недостатка воздуха (по сравнению и теоретически необходимым) часть топлива, содержащегося в смеси не успевает сгореть и поэтому при таком составе смеси не обеспечивается экономичная работа двигателя, т. е. расход топлива увеличивается.