Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий учебник написан в соответствии с программой подготовки в средних профессионально-технических училищах слесарей по топливной аппаратуре автомобилей. Учебный план и программа подготовки, утвержденные в 1984 г., переработаны с учетом более глубокого изучения вопросов, связанных с широким внедрением дизелей в автомобильный транспорт и применением сжатых газов в качестве моторного топлива для автомобилей, что учтено при переиздании учебника.
В третьем издании сохранена последовательность изложения материала, принятая в предыдущих изданиях: вначале излагается материал по устройству, работе и техническому обслуживанию приборов систем питания карбюраторных двигателей, затем эти же вопросы рассмотрены по отношению к дизелям и газобаллонным установкам автомобилей. Материал по ремонту приборов систем питания двигателей всех типов рассмотрен в отдельной главе. Сведения по топливной аппаратуре трех типов двигателей внутреннего сгорания — карбюраторного, дизеля и работающего на сжиженном или сжатом газе (газового) — систематизированы.
В настоящее издание учебника кроме сведений о конструктивных особенностях систем питания базовых автомобилей заводов ЗИЛ, ГАЗ, АЗЛК, ВАЗ, МАЗ, КамАЗ включены новые материалы по системе питания автомобиля ГАЗ-3102, газобаллонным установкам для сжатых газов, конструкции и оснащению АЗС и газонаполнительных станций,, а также обновлены материалы по автомобильным топливам.
Авторы
ВВЕДЕНИЕ
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусматривается ускоренное развитие транспорта на новой технической основе, увеличение и улучшение структуры выпуска автомобилей, наиболее полно отвечающим потребностям народного хозяйства и целям экономии топлива. При этом выпуск дизельных грузовых автомобилей с уменьшенным на 25—30 процентов (по сравнению с бензиновыми) удельным потреблением топлива должен быть доведен до 40—45 процентов общего выпуска автомобилей. Впервые ставится задача по организации производства дизельных легковых автомобилей и высокоэкономичных переднеприводных моделей.
В течение планируемого периода должно быть значительно расширено производство автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газе, снижен удельный расход топлива автомобилями за счет совершенствования конструкции двигателей, применения электронных устройств и улучшения аэродинамических показателей, уменьшена на 15—25 процентов удельная металлоемкость, увеличен ресурс работы и снижена трудоемкость технического обслуживания автомобилей.
В целях повышения экономической эффективности работы транспорта предусмотрено развитие его новых видов, повышение темпов обновления подвижного состава, укрепление материально-технической и ремонтной баз, значительное повышение уровня комплексной механизации ремонтных работ, снижение отрицательного воздействия транспорта на окружающую среду; запланировано в 1990 г. обеспечить экономию бензина и дизельного топлива на 18—20 процентов по сравнению с 1985 г.
При техническом обслуживании автомобилей в настоящее время начинают применяться все более сложные технические средства, в первую очередь диагностические; внедряются новые технологические процессы, обеспечивающие повышение качества работ. Применение диагностических средств при техническом обслуживании автомобиля позволяет не только своевременно выявить неисправности его агрегатов и систем, но и устранить их до того, как они вызовут серьезные нарушения в работе. Диагностические методы оценки технического состояния автомобилей повышают надежность и безопасность их эксплуатации. Кроме того, своевременное и высококачественное обслуживание автомобилей позволяет снизить расходы эксплуатационных материалов и затраты на ремонт, увеличить срок службы автомобилей и поддерживать их техническое состояние на должном уровне.
В результате быстрого развития автомобильного транспорта возникла проблема загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, содержащимися в отработавших газах автомобильных двигателей. С целью решения этой проблемы ученые и конструкторы автомобильной промышленности совершенствуют автомобильные двигатели, уделяя большое внимание улучшению их рабочего процесса и повышению экономичности за счет применения топливной аппаратуры более высокого качества, разработки новых методов и устройств, уменьшающих токсичность отработавших газов. Так, усовершенствование систем питания и выпуска отработавших газов должно уменьшить выброс в атмосферу вредных компонентов, содержащихся в продуктах сгорания автомобильных двигателей.
В нашей стране проводится большая работа, направленная на борьбу против загрязнения окружающей среды и шума в городах. В 1980 г. был принят Закон СССР «Об охране атмосферного воздуха», вступивший в действие с 1 января 1981 г. Статья 11 этого Закона непосредственно относится к тем, кто производит и эксплуатирует транспортные средства. Она устанавливает контроль за соблюдением нормативов на предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В целом Закон закрепляет многие требования по вопросам сохранения чистоты атмосферы и определяет ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха.
Одним из путей снижения токсичности отработавших газов автомобильных двигателей является применение газообразного топлива, которое позволяет не только существенно снизить загазованность атмосферы, но и способствует экономии жидких автомобильных топлив.
ГЛАВА I. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТОПЛИВА
Общие сведения
Т о п л и в о — это горючее вещество, при сжигании которого образуется тепловая энергия. Топлива бывают твердыми, жидкими и газообразными. Для автомобильных двигателей внутреннего сгорания применяют главным образом жидкие и газообразные топлива.
В качестве жидких топлив используют автомобильные бензины и дизельные топлива, которые получают переработкой нефти или твердых горючих ископаемых (каменного угля и горючих сланцев).
В качестве газообразных топлив используют сжиженные и сжатые газы. Сжиженные газы получают переработкой нефти или газификацией в газогенераторе твердых видов топлив, а сжатые — из природного, а также из попутных газов, которые извлекают при добыче нефти. Широкое применение сжиженного газа в качестве топлива для автомобильных двигателей обусловлено высокой концентрацией энергии в единице его объема, хорошими антидетонационными свойствами (см. § 3) и малой токсичностью после отработки. Сжатые газы применяют в меньшей степени, так как они уступают сжиженным по целому ряду свойств и эксплуатационных показателей.
Нефть и способы ее переработки
Н е ф т ь — это жидкое ископаемое горючее вещество, представляющее собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого (иногда буро-зеленого) цвета со специфическим запахом. Химический состав нефти неоднороден. Она представляет собой смесь большого количества разнообразных веществ — многочисленных углеводородов, сернистых, кислородных, азотистых и других соединений.
Нефти, добытые в разных географических районах и даже из разных пластов одного и того же месторождения, сильно различаются по составу.
Любая нефть состоит из следующих химических элементов (%): углерода — 83—87; водорода —• 11—14; азота — 0,3—2,3; серы — 0,1—6; кислорода — 0,1—1,3 и небольшого количества различных металлов. В нефти содержатся углеводороды, которые делят на пар а- финовые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены).
Парафиновые углеводороды выражаются формулой СпН2п+2, где п— количество атомов углерода. При обычных условиях углеводороды от СН4 до С4Н10 — газы; от С5Н12 до С15Н32 — жидкости, входящие в состав бензинов, керосинов и дизельных топлив; угле-
БензинБензин150150КеросинКеросин300:300:Тяжелый газойль (мазут) 500*Тяжелый газойль (мазут) 500*НефтьНефть100°100°j- Лигроин200»j- Лигроин200»Гу Эр онГу Эр онЛегкий газойль (дизельное топлибо) то- 'Легкий газойль (дизельное топлибо) то- 'Рис. I. Схема разделения нефти на фракцииРис. I. Схема разделения нефти на фракции
Бензин
Бензин
150
150
Керосин
Керосин
300:
300:
Тяжелый газойль (мазут) 500*
Тяжелый газойль (мазут) 500*
Нефть
Нефть
100°
100°
j- Лигроин
200»
j- Лигроин
200»
Гу Эр он
Гу Эр он
Легкий газойль (дизельное топлибо) то- '
Легкий газойль (дизельное топлибо) то- '
Рис. I. Схема разделения нефти на фракции
Рис. I. Схема разделения нефти на фракции
водороды с большим количеством атомов углерода в молекуле — твердые вещества. Парафиновые углеводороды нормального строения повы
шают самовоспламеняемость дизельных топлив.
Кроме парафиновых углеводородов нормального строения существуют изомерные углеводороды. Изомерное строение могут иметь угле
водороды парафинового ряда с четырьмя и более атомами углерода. Изомерные парафиновые углеводороды улучшают процессе сгорания бензинов.
Нафтеновые углеводороды, выражающиеся формулой С„Н2П, содержатся в нефти в значительных количествах. Они обладают высокой химической стабильностью, т. е. способностью не вступать в химические реакции с другими веществами. Присутствие легких нафтеновых углеводородов в бензине улучшает его свойства.
Ароматические у г лево д о р оды выражаются формулой СпН27г_6. В нефти таких углеводородов содержится не более 25%.
Они меньше окисляются и являются ценными компонентами высокооктановых бензинов.
Автомобильные топлива, смазочные масла и специальные жидкости являются продуктами переработки нефти. В них не должно быть кислородных, азотистых и особенно сернистых соединений, которые вызывают сильную коррозию металлов. Перед переработкой нефть очищают от механических примесей, обезвоживают и обессоливают, после чего подвергают переработке прямой перегонкой или деструктивными методами (вторичные процессы с изменением структуры углеводородов).
На нефтеперерабатывающих заводах переработка нефти ведется в установках непрерывного действия, где осуществляются одновременно процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. В результате переработки нефть разделяется на фракции (рис. 1), имеющие различные температуры выкипания. При нагреве нефти первыми закипают и испаряются наиболее легкие углеводороды, которые отбираются и используются в качестве сжиженных газов и бензина. Затем закипают более тяжелые углеводороды, из которых получают лигроин, керосин и дизельные топлива. В конце прямой перегонки остаются самые тяжелые углеводороды, образующие мазут.
При прямой перегонке (рис. 2) нефть в трубчатой печи 1 нагревается до определенной температуры и поступает в ректификационную колонну 2, где переходит в парообразное состояние и разделяется на ректификационных тарелках 3 на отдельные фракции. Тарелки представляют собой перфорированные пластины с патрубками и колпачками.Через них легкие углеводороды в парообразном состоя-
нии проходят в верхнюю часть колонны, а более тяжелые конденсируются и стекают на тарелки, расположенные ниже. Таким образом, на каждую ректификационную тарелку снизу поступают пары углеводородов, а сверху на ней уже находятся углеводороды в жидкой фазе, которые могут быть отобраны в соответствии с их температурой конденсации через систему теплообменников 4 и 6. Так, фракции бензинов
Нефть
Рис. 2. Установка для прямой перегонки нефти и переработки мазута:
1 —• трубчатая печь, 2 — ректификационная колонна, 3 — ректификационные тарелки, 4, 6 —* теплообменники, 5 — вакуумная колонна
отбираются при температурах от 30 до 200 °C, керосинов — от 150 до 300, дизельных топлив — от 200 до 300, мазутов — выше 350 °C (на рис. 1 указаны средние температуры выкипания получаемых продуктов).
Прямая перегонка является первой частью более глубокого процесса переработки нефти. После отбора фракций, кипящих при температурах до 300 °C, оставшиеся мазутные фракции подвергают вторичной переработке в вакуумной колонне 5, в результате чего происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие с получением масляных дистиллятов — соляровых, веретенных, машинных и цилиндровых. Машинные дистилляты являются основой для получения автомобильных масел.
Для увеличения выхода из нефти светлых нефтепродуктов (бензина, дизельного топлива) газойлевые фракции и гудрон подвергают также вторичным процессам переработки, которые называют к р е- к и н г а м и (в переводе с английского слово «крекинг» означает раскалывать, расщеплять). Применительно к процессу переработки нефти крекинг представляет собой процесс расщепления высокомолекулярных углеводородов на низкомолекулярные (типа бензинов). Процессы крекинга позволяют получать из нефти до 75% бензина. В нефтеперерабатывающей промышленности применяют в настоящее время термический и каталитический крекинги.
Термический крекинг — это процесс, во время которого под действием высокой температуры (470—540 СС) и давления 2—7 МПа происходит расщепление молекул тяжелых углеводородов мазутных фракций на молекулы более легких углеводородов, входящих в состав газа, бензина, керосина и др. При термическом крекинге из мазута удается получить до 40% бензиновых фракций, однако бензины, полученные термическим крекингом, содержат значительное количество непредельных углеводородов, что ухудшает их химическую стабильность.
Каталитический крекинг — процесс превращения высококипя- щих фракций (газойля, мазута) в высокооктановые компоненты бензинов, протекающий при 450—500 °C, давлении, близком к атмосферному, и в присутствии катализатора, ускоряющего расщепление молекул исходного сырья. Каталитический крекинг является более совершенным процессом, позволяющим получать высококачественные нефтепродукты.
Разновидностью каталитического крекинга является гидрокрекинг, во время которого под давлением водорода и в присутствии новых эффективных катализаторов расщепляются даже тяжелые молекулы гудрона. При использовании гидрокрекинга выход из нефти светлых нефтепродуктов можно довести до 90%.
Топливо для бензиновых двигателей
Требования, предъявляемые к бензинам. Автомобильные бензины, являющиеся топливом для карбюраторных двигателей, должны удовлетворять определенным требованиям, основными из которых являются: быстрое образование бензино-воздушной (горючей) смеси необходимого состава; сгорание рабочей смеси с нормальной скоростью (без детонации); минимальное коррозирующее воздействие на детали системы питания двигателя; небольшие отложения смолистых веществ в системе питания двигателя; наименьшее отравляющее воздействие на организм человека и окружающую среду; сохранность первоначальных свойств в течение длительного времени.
Основные технико-эксплуатационные свойства бензинов и их показатели. Основным свойством бензина является детонационная стойкость, характеризующая его способность сгорать в цилиндрах двигателя без детонации.
Детонацией называется сгорание рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью, превышающей скорость звука. В рабочей смеси образуются углеводородные перекиси, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью. Это явление сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя. При детонации и двигателе возникают ударные нагрузки, которые могут стать причиной его разрушения. Показателем, определяющим детонационную стойкость бензина, является октановое число; чем оно выше, тем меньше возможность появления детонации.
Кроме октанового числа на возникновение детонации при работе двигателя влияют эксплуатационные факторы: перегрев двигателя
свыше нормы; большая нагрузка при малой частоте вращения коленчатого вала; неправильная (ранняя) установка зажигания.
Из конструктивных факторов, влияющих на возникновение детонации, нужно отметить такие, как форма камеры сгорания, расположен- ние свечи зажигания, диаметр цилиндра, а также важнейший конструктивный параметр двигателя — степень сжатия.
Для каждого типа карбюраторного двигателя допускается применение бензина со строго определенным октановым числом, которое определяется степенью сжатия двигателя: чем выше степень сжатия, тем большее октановое число должен иметь бензин. Например, при степени сжатия 7—7,2 применяют бензин А-76, а при 8,5 — 8,8 — АИ-93.
Октановое число определяют моторным и исследовательским методами, сущность которых заключается в сравнении работы одноцилиндрового двигателя на испытуемом бензине и эталонном топливе. В качестве эталонного топлива используют смесь двух углеводородов — изооктана и нормального гептана. Октановое число первого принимают равным 100 единицам, второго — нулю. Если составлять смесь из этих углеводородов в определенном процентном соотношении, то оно и будет характеризовать октановое число. Так, смесь из 76% изооктана и 24% гептана будет равноценна бензину с октановым числом 76.
Испытание бензина моторным методом проводят следующим образом: вначале запускают двигатель на испытуемом бензине и доводят его при повышении нагрузки до возникновения детонации, которая фиксируется по шкале указателя детонации; затем переводят питание двигателя на эталонную смесь, имеющую предполагаемое октановое число на две единицы больше, чем у бензина. Если в фиксированном режиме нагрузки детонация не появится, двигатель переводят на другую смесь (с октановым числом, меньшим на две единицы) и опять наблюдают за возникновением детонации. При ее появлении подсчитывают октановое число как среднее арифметическое октановых чисел двух взятых эталонных смесей. С целью большей достоверности указанное испытание проводят три раза.
Исследовательский метод испытания бензина по схеме проведения не отличается от моторного, разница заключается лишь в режиме нагрузки на двигатель в момент испытания: величина нагрузки устанавливается несколько меньшей, чем при моторном методе. В результате детонация будет возникать при использовании эталонных смесей с большим содержанием изооктана, поэтому октановое число, получаемое исследовательским методом, будет на несколько единиц выше.
Если испытание бензина проводят исследовательским методом, то это можно определить по марке бензина: после буквы А, означающей, что бензин является автомобильным, следует буква И (отсутствие этой буквы указывает на моторный метод проведения испытания).
Для повышения октанового числа в некоторые бензины добавляют специальные присадки. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором ТЭС (тетраэтилсвинец). Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и в отличие от обычных бензинов окра-
шивается, причем каждой марке бензина соответствует определенный цвет окраски. Применение этилированных бензинов ограничивается из-за повышенной токсичности их продуктов сгорания.
Испаряемость бензина в процессе карбюрации характеризует его способность образовывать в карбюраторе однородную топливовоздушную смесь определенного качества. Это свойство бензинов зависит от их фракционного состава-, показателями последнего являются указанные в ГОСТ 2084—77 температуры, при которых испаряются начальные фракции, а затем 10, 50 и 90% бензина (соответственно /н, tio, ho и /90), а также температуры начала и конца перегонки (соответственно /нп и /кп).Эти температуры свидетельствуют о наличии в бензине определенных фракций.
По температуре /м можно судить о наличии в бензине фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя: чем ниже эта температура, тем легче и быстрее можно пустить холодный двигатель.
Устойчивость работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала зависит от температуры /во: чем ниже эта температура, тем лучше испаряются средние рабочие фракции бензина, обеспечивая поступление горючей смеси в двигатель. Эти же фракции определяют приемистость двигателя, т. е. его способность переходить с малой частоты вращения коленчатого вала на большую.
Температуры /90 и /кп свидетельствуют об интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси при работе двигателя на полной мощности. Применение бензина с высокой температурой конца перегонки приводит к повышенному износу двигателя и перерасходу бензина.
Способность бензина давать при сгорании отложения в двигателе, а также его физическая стабильность (испаряемость при хранении) характеризуются остатками и потерями, определяемыми при перегонке.
Качество бензинов определяет ГОСТ 2084—77 (табл. 1), который предусматривает повышенные требования к бензинам массового потребления и особенно к бензинам с государственным Знаком качества.
По сравнению с бензинами массового потребления в бензинах А-76, АП-93 и АИ-98 со Знаком качества значительно снижены кислотность (в 3—3,7 раза), содержание фактических смол (в 1,3—3,5 раза) и серы (в 5—10 раз).
Бензины А-76 и АИ-98 со Знаком качества выпускают только летнего вида, а остальные — летнего и зимнего видов. Летние бензины применяют с 1 апреля по 1 октября, а зимние — с 1 октября по 1 апреля, причем в северных и северо-восточных районах круглогодично. Летние бензины можно также применять в течение всего года в южных районах.
Бензины массового потребления А-76. АИ-93 и АИ-98 выпускают в основном этилированными, но в целях снижения их токсичности и отложений на деталях двигателей содержание свинца в антидетона- ционной присадке снижено (см. табл. 1).
При использовании товарных бензинов на автотранспортных предприятиях необходимо контролировать их качество по паспорту, содержащему важнейшие показатели бензина: октановое число, фракцион-
1. Автомобильные бензины
Показатели технико-эксплуатационных свойств
Марка
А-72
А-76
АИ-93
АИ-98
Октановное число, не менее, определяемое методом:
моторным
72
76
85
89
исследовательским
—
93
98
Фракционный состав: /„, °C, не ниже
35
Цс, °C, не выше *
70/55
70
t50, °C, не выше *
115/100
115
/со, СС, не выше *
180/160
180
Температура конца перегонки, СС, не выше *
195/185
195
Сумма остатков и потерь, % (мае.)
4
Содержание тетраэтилсвинца, г./кг, не более **
—-
0,24
0,5
Цвет этилированного бензина ***
Бесцветный
Желтый
Оранжево-красный
Синий
Содержание серы, % (мае.), не более
0,12
0,1
* В числителе—показатели для летних бензинов, в знаменателе — для зимних.
** Выпускают также высококачественные неэтилированные бензины А-76, АИ-93 и АИ-98, содержащие меньшее количество серы и фактических смол.
** Некоторым заводам разрешается выпускать бензин А-72 розового цвета с содержа- нием тетраэтилсвинца 0,24 г (не более) на I кг бензина.
ный состав, давление насыщенных паров, содержание ТЭС и фактических смол. Бензин считается удовлетворяющим ГОСТу, если основные показатели имеют отклонения в допустимых пределах (в этом случае его можно использовать по прямому назначению). Если отклонение какого-либо показателя превышает норму, бензин смешивают с другим бензином более высокого качества, пользуясь правилом среднеарифметического смешения. Например, для получения более высокого октанового числа бензин с низким октановым числом смешивают с бензином, имеющим высокое октановое число, в соотношении:
У О.ч2—-О.ч
1 — О.ч —О.чх’
где Xi — количество низкооктанового бензина, л, которое нужно смешать с 1 л высокооктанового бензина; О. ч — октановое число смеси бензинов; О.чг — октановое число низкооктанового бензина; О.ч2 — октановое число высокооктанового бензина.
Улучшение какого-либо показателя топлива путем смешения ведут таким образом, чтобы не ухудшить другие показатели.
Топливо для дизелей
Требования, предъявляемые к дизельным топливам. Дизельное топливо представляет собой сравнительно вязкую жидкость желтоватого цвета со слабым характерным запахом. К дизельным топливам при эксплуатации предъявляют требования, аналогичные требованиям к бензинам, однако из них можно выделить специфические, обусловленные особенностями смесеобразования и воспламенения в дизелях: сохранение текучести и определенной вязкости при возможно более низких темпуратурах с целью обеспечения надежной подачи в цилиндры двигателя; хорошее смесеобразование и воспламеняемость при впрыскивании в камеру сгорания.
Основные технико-эксплуатационные свойства дизельных топлив и их показатели. Все дизельные автомобильные топлива по климатическим условиям их применения делятся на летние (Л), зимние (3) и арктические (А). Летние дизельные топлива могут применяться при температуре воздуха выше О °C; зимние с температурой застывания не выше —35 °C предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды —20 °C и выше, а с температурой застывания не выше —45 °C — от —30 °C и выше. Арктические топлива предназначены для применения в холодной климатической зоне при температуре окружающей среды —50 °C и выше.
В зависимости от содержания серы дизельные топлива разделены на две подгруппы. Топлива второй подгруппы содержат серы примерно в 2 раза больше, поэтому применять их можно в двигателях, где используется масло с присадкой, уменьшающей вредное воздействие серы.
Основным технико-эксплуатационным свойством дизельного топлива является воспламеняемость, характеризующая способность его паров в определенных условиях воспламеняться без источника зажигания. Показателем воспламеняемости является цетановое число, оказывающее решающее влияние на легкость пуска и характер работы двигателя: чем оно больше, тем легче пуск двигателя и мягче его работа.
Цетановое число зависит от количества и группового состава углеводородов, входящих в дизельное топливо. Парафиновые углеводороды термически менее устойчивы, легко окисляются с образованием перекисей, поэтому относятся к наиболее легковоспламеняющимся и имеют высокие цетановые числа. Ароматические углеводороды для воспламенения требуют более высоких температур и значительных интервалов времени на окисление, вследствие чего их цетановые числа невелики. Нафтеновые углеводороды по воспламеняемости занимают
промежуточное положение между парафиновыми и ароматическими.
Повышение цетанового числа может быть достигнуто изменением группового состава углеводородов дизельного топлива или введением присадок. Второй способ наиболее прост, так как позволяет сравнительно легко влиять на воспламеняемость топлива. Такие присадки, как этилнитрат или изопропилнитрат, введенные в дизельное топливо в количестве 1%, вызывают повышение цетанового числа на 10—15 единиц.
Оценка воспламеняемости дизельного топлива проводится, как и для бензинов, сравнением работы одноцилиндрового двигателя на эталонном топливе и на испытуемом. В качестве эталонного топлива применяют смесь углеводородов цетана и а-метилнафталина. Воспламеняемость цетана принимают за 100 единиц, а а-метилнафталина —• за 0. Составляя эталонное топливо из этих углеводородов в разных соотношениях, можно при работе одноцилиндрового двигателя на испытуемом топливе и на эталонном добиться одинаковой их воспламеняемости. В этом случае процентное содержание цетана в эталонном топливе будет численно равно цетановому числу испытуемого топлива.
Испаряемость дизельного топлива определяется его фракционным составом. В дизеле испарение топлива происходит в среде очень сильно нагретого воздуха, поэтому, несмотря на слишком малое время для смесеобразования, большая часть топлива успевает испариться и образовать рабочую смесь. При этом фракции топлива с очень низкими температурами перегонки плохо воспламеняются. Следовательно, дизельное топливо должно иметь оптимальный фракционный состав, чтобы не затруднялось испарение и не ухудшалась воспламеняемость.
В ГОСТе для дизельных топлив фракционный состав характеризуется температурами испарения 50 и 96% топлива (соответственно /5Й и /96), служащими для сравнения топлив. Эксплуатационная оценка дизельного топлива по этим показателям не производится. Начало перегонки дизельных топлив происходит при 180—200 °C, а конец —■ при 330—360 °C.
Вязкость дизельных топлив характеризует их способность к прохождению по топливоподающей системе, т. е. текучесть. Использование дизельных топлив с чрезмерно высокой или низкой вязкостью вызывает нарушение в работе двигателя. ГОСТ устанавливает для каждой марки дизельного топлива вязкость при температуре 20 °C в единицах кинематической вязкости — мм2/с.
Подача топлива в цилиндры двигателя может нарушаться вследствие образования в нем при понижении температуры микрокристаллов парафина или льда. Это явление наступает при температуре помутнения и характеризуется потерей топливом прозрачности. Кристаллы льда начинают образовываться уже при температуре немного ниже 0 °C, а кристаллы парафина — при более низких температурах. Для обеспечения надежной подачи топлива нужно, чтобы его температура помутнения была на 3—5 °C ниже его рабочей температуры. При понижении температуры на 5—15 °C ниже температуры помутнения топливо застывает и полностью теряет текучесть.
2. Дизельные топлива
Показатель
Марка
3
А
Цетановое число, не менее
45
Фракционный состав: <50, °C, не выше
280
255
<96, °C, не выше
360
340
330
Кинематическая вязкость при 20°С, мм2/с
3—6
1,8—5
1,5—4
Температура застывания, °C, не выше, для климатической зоны:
умеренной
—10
—35
—
холодном
—
—45
—55
Температура помутнения, °C, не выше, для климатической зоны:
умеренной
—5
—25
—
холодной
—
—35
—
Температура вспышки, °C, не ниже
40
35
30
Содержание серы, % (мае..), не более, в топливе: вида I *
0,2
вида II
0,5
0,4
Плотность при 20°С, г/см3, не более **
0,86
0,84
0,83
* Вид топлива указывается в паспорте, представляемом вместе с топливом на заправочную станцию. Если, например, паспортный жетон на топливо содержит запись Л-0,2-40, то это означает: Л—топливо летнее; 0,2 — содержание серы, % (вид I); 40—температура вспышки, °C.
** Этот показатель необходим для ведения учета расхода топлива в ДТП.
Температура, застывания — это такая температура в стандартной пробирке, при которой дизельное топливо загустевает настолько, что его уровень при наклоне пробирки на угол 45° не изменяется в течение 1 мин. Температура застывания определяет возможность использования топлива при данной температуре воздуха.
Коррозионные свойства дизельных топлив, как и бензинов, зависят от содержания в них серы и ее соединений, минеральных и органических кислот, щелочей, фактических смол и непредельных углеводородов. Качество дизельных топлив должно соответствовать требованиям ГОСТ 305—82 (табл. 2).
Топливо для двигателей газобаллонных автомобилей
Для двигателей газобаллонных автомобилей в качестве топлива используют сжиженные нефтяные и сжатые природные газы, жидкий метан, водород и др. Сжиженные нефтяные и сжатые природные газы по технико-экономическим и санитарно-гигиеническим показателям являются наиболее полноценными заменителями жидких моторных топлив.
Сжиженные газы. К сжиженным газам относятся такие, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при температуре окружающей среды и сравнительно небольших избыточных давлениях. Сжиженные газы должны удовлетворять следующим требованиям: иметь стабильный компонентный состав в условиях эксплуатации; обеспечивать определенное избыточное давление насыщенных паров; не образовывать жидкого неиспаряющегося осадка при испарении и редуцировании в автомобильной газовой аппаратуре.
Характеристика сжиженных углеводородных газов, применяемых в качестве топлива для двигателей газобаллонных автомобилей, определена ТУ 38 001302—78 и приведена ниже.
Характеристика сжижеииых углеводородных газов
Компонентный состав, % (мае): пропан . . . . 80^5
пентаны, не более3
непредельные углеводороды, не более6
бутаны остальное
Избыточное давление насыщенных паров, МПа: при -|-45°С, не более1,6
при —30°С, не менее ... 0,07
Содержание, % (мае): сероводорода, неболее0,003
серы, не более0,015
Количество газа, при котором ощущается его запах, %(об.)0,5
Примечание. Жидкий остаток при 40°С, свободная вода и щелочь отсутствуют.
В с о с т а в сжиженных газов входят простые углеводородные соединения, основными из которых являются этан, этилен, пропан, пропилен, бутаны и бутилены.
Этан С2Н6 и этилен С2Н4 содержатся в сжиженных газах в небольших количествах. Их добавление в состав сжиженного газа считается нежелательным в летнее время и весьма полезным в зимний период для повышения давления насыщенных паров до необходимого для нормальной работы газовой установки автомобиля.
Пропан С3Н8 и пропилен С3Н6 в значительной мере определяют свойства сжиженных газов, так как являются их основными составляю-
щими. Пропан наиболее пригоден в качестве топлива для автомобильных газовых двигателей. Он обладает высокими антидетонационными свойствами и достаточной упругостью паров во всем диапазоне окружающих температур. Пропилен имеет сравнительно низкую детонационную стойкость, в связи с чем его содержание в газе должно быть ограничено.
Нормальный бутан н-С4Н10, нормальный бутилен h-QHs и другие их изомеры являются высококалорийным и полноценным топливом для автомобильных двигателей. Однако их применение в чистом виде возможно только при положительных температурах, так как при температуре ниже 0° С они не создают избыточного давления. В качестве автомобильного топлива бутаны и бутилены широко применяют в смеси с газами, имеющими высокое давление насыщенных паров (этаном, пропаном и др.).
К загрязняющим веществам и в р е д н ы м примесям в газах относятся сера и ее соединения, влага, механические примеси и тяжелые углеводороды.
Сера находится в сжиженном газе в растворенном состоянии. При испарении и редуцировании газа часть ее выпадает в осадок в топливной аппаратуре, сужая проходные сечения газовых каналов и разрушая резинотехнические изделия; другая часть серы сгорает в цилиндрах двигателя, увеличивая токсичность отработавших газов.
Влага в сжиженных газах может находиться как в свободном, так и в растворенном состоянии. Особенно недопустимо ее наличие в газах в зимнее время. При отрицательных температурах влага образует в газовой магистрали ледяные пробки, перекрывающие подачу газа к двигателю.
Тяжелые углеводороды с содержанием С6 и выше при редуцировании газа скапливаются в виде неиспаряющегося осадка (конденсата) в газовой аппаратуре автомобиля. Наибольшее количество конденсата осаждается на мембранах газового редуктора, нарушая его работу.
Одоризацию газа проводят, чтобы ощутить его наличие в воздухе (газу придают специфический запах с помощью веществ, называемых одорантами). В качестве одоранта широко применяют этилмеркап- тан (С2Н2СН). На 100 л сжиженного газа добавляют приблизительно 2,5 г одоранта (при таком количестве становится возможным по запаху определить в воздухе 0,4—0,5% газа). Указанная концентрация не вызывает опасности взрыва, так как составляет всего 20% от нижнего предела воспламеняемости.
Свойства сжиженных газов характеризуются свойствами отдельных углеводородов, входящих в смесь. Благодаря идентичности строения молекул смеси пропана и бутана подчинаются правилу аддитивности, т. е. показатели, определяющие свойства смеси, пропорциональны показателям, определяющим свойства ее отдельных компонентов (табл. 3). В таблице для сравнения приведены свойства бензина А-76.
К основным показателям, характеризующим сжиженные газы как топливо для автомобильных двигателей, относятся давление насыщенных паров, плотность газовой фазы, низшая теплота сгорания и др.
3. Физико-химические свойства компонентов сжиженных газов
Показатель
С2Нв
С2Н4
С8НВ
С3Нв
н-С^Ню
н-С4На
Бензин А-76
Молекулярная масса
30,07
28,05
44,1
42,08
58,12
56,11
_
Плотность газовой фазы при 0°С и 0,1 МПа, кг/м3
1,356
1,261
2,019
1,915
2,703
2,5
4,88
Плотность жидкой фазы при 15°С и 0,1 МПа, кг/л
0,446
—
0,509
0,522
0,582
0,599
0,72
Относительная плотность газовой фазы (плотность воздуха принята за единицу)
1,048
0,975
1,562
1,481
2,091
1,937
3,78
Температура кипения, °C
Низшая теплота сгорания:
—88,6
—103,7
—42,1
—47,7
—0,5
—6,2
+35
(не ниже)
кДж/кг
47 196
46 878
45973
45 650
45431
45 160
43995
ккал * /кг
11 264
11 188
10 972
10 895
10 845
10 778
10 500
Объем паров при испарении 1 л жидкости, м8
0,31
0,34
0,269
0,287
0,235
0,254
0,148
Температура воспламене-
580—
475—
510—
478—
475—
445—
470—530
ния, °C
Пределы воспламеняемости в смеси с воздухом, %:
605
550
580
550
550
550
1,5
НИЖНИЙ
3,2
3,1
2,4
2
1,8
1,7
верхний
12,5
28,6
9,5
11,1
8,4
9
6
Октановое число, определенное моторным методом
99,5
■—-
96,3
84,9
90,1
80
76
* Единицы использованы в связи с их
применением в технической литературе.
Давление насыщенных паров оказывает наибольшее влияние на работу газовой установки автомобиля. По максимальному давлению насыщенных паров газа рассчитывают на прочность газовый баллон. Кроме того, для обеспечения нормальной работы топливоподающей аппаратуры сжиженный газ должен иметь и достаточное минимальное избыточное давление (0,1—0,2 МПа).
Чем выше температура, тем выше давление насыщенных паров, и наоборот (табл. 4). Но при одной и той же температуре различные углеводородные газы имеют разные давления насыщенных паров. Следовательно, давление паров смеси сжиженных газов будет зависеть как от температуры, так и от состава смеси. Числовое значение давления насыщенных паров газовой смеси можно определить по значениям давлений насыщенных паров входящих в ее состав углеводородных газов (давление насыщенных паров углеводородного газа прямо пропорционально концентрации этого газа в смеси).
Плотность газовой фазы оказывает влияние на массовый заряд газовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а следовательно, на мощность и топливную экономичность двигателя. Она зависит от температуры и состава газа. В связи с тем, что у основных составляющих сжиженного газа (пропана и бутана) плотности паров различаются на 30%, особо жесткие требования предъявляются к
4. Абсолютное давление насыщенных паров сжиженных газов, МПа
Температура, °C
с2н„
С2Н4
С3нв
С3Н„
H-CjH10
С4Н10
н-С,Н8
С4н«
—40
0,768
1,432
0,109
0,141
0,017
0,038
0,021
0,023
—30
1,050
1,912
0,164
0,210
0,028
0,046
0,036
0,037
—20
1,400
2,498
0,239
0,304
0,045
0,071
0,056
0,058
—10
1,831
3,200
0,338
0,424
0,069
0,106
0,086
0,083
0
2,355
4,030
0,466
0,575
0,102
0,153
0,127
0,130
+ 10
2,981
—
0,629
0,764
0,147
0,215
0,181
0,184
4-20
3,721
—
0,833
0,997
0,205
0,291
0,252
0,255
4-30
4,585
—.
1,080
1,281
0,279
0,394
0,343
0,345
4-40
—
—
1,362
1,624
0,373
0,518
0,456
0,458
стабильности состава сжиженного газа. Плотность газа в зависимости от температуры можно определять по формуле рт=рт-0+у(7'+7'о), где рго — плотность газа при температуре То; у — коэффициент, определяемый экспериментальным путем (для пропана у= 1,354; для н-бутана — 1,058; для изобутана — 1,145); Т — температура газа, при которой определяют значение его плотности, К; Т6 — температура газа, при которой известно значение его плотности, К.
Плотность жидкой фазы углеводородного газа позволяет судить о концентрации энергии в единице его объема. Вследствие того, что сжиженные газы являются легкими жидкостями (р=0,50...0,55 г/см8), объем газового баллона у автомобилей превышает объем топливного бака на 30—40%. Кроме того, в связи с высоким коэффициентом объемного расширения сжиженных газов уровень максимального заполнения газового баллона не должен превышать 90%. Плотности жидких фаз углеводородов, входящих в состав сжиженных газов, зависят от температуры (табл. 5).
Низшая теплота сгорания газа влияет на мощностные параметры двигателя и энергетический запас топливных баков автомобиля. В связи с тем, что низшая теплота сгорания газового топлива меньше, чем паров бензина, у газовых модификаций бензиновых двигателей мощ-
5. Плотности жидких фаз компонентов сжиженных газов, кг
Температура, сС
с3н8
С8Н,
н-СдНю
С4Н10
н-С4Нц
С4Нд
—40
0,5794
0,5989
0,6415
0,6247
0,6697
0,6624
—30
0,5617
0,5863
0,6317
0,6141
0,6519
0,6515
—20
0,5555
0,5735
0,6218
0,6033
0,6409
0,6405
—10
0,5429
0,5509
0,6115
0,5923
0,6297
0,6294
0
0,5297
0,5455
0,6010
0,5810
0,6182
0,6180
4-Ю
0,5158
0,5306
0,5902
0,5694
0,6065
0,6065
420 4-30
0,5011
0,5148
0,5789
0,5573
0,5945
—
0,4855
—
0,5673
0,5448
—
4-40
0,4689
—■
0,5552
0,5318
—
ность снижается наб-—10% в зависимости от вида применяемого газа.
Относительная масса углеводородных газов показывает, во сколько раз их пары тяжелее или легче воздуха . Кроме того, она характеризует способность газов скапливаться в низких местах (канавах, приямках), образуя взрывоопасную смесь (при работе с такими газами это необходимо учитывать).
Пределы воспламеняемости газа характеризуют его пожаро- и взры- вобезопасность. Наиболее показательным является нижний предел воспламеняемости, характеризующий минимальное содержание газа в воздухе, при котором может произойти воспламенение. Нижние пределы воспламеняемости у газообразных топлив несколько выше, чем у паров бензина, и составляют 1,8—2,4%.
Октановым числом оценивают детонационную стойкость углеводородных газов: чем она выше, тем более стоек газ против детонации и лучше его эксплуатационные качества. Октановое число для большинства газов составляет 90—99 единиц. Лишь отдельные компоненты сжиженных газов (пропилен, бутилен) имеют сравнительно низкое октановое число, поэтому их содержание в сниженном газе ограничивают.
Токсичность углеводородных газов проявляется косвенным воздействием на организм человека. Сами углеводородные газы не вызывают отравления, но, смешиваясь с воздухом, уменьшают содержание в нем кислорода. Человек, находящийся в такой атмосфере, испытывает кислородное голодание. В связи с этим санитарными нормами установлена предельно допустимая концентрация пропана в рабочей зоне— 1800 мг/м®, пли 0,09% (об.). Такая концентрация примерно в 3 раза ниже нижнего предела воспламеняемости.
Сжатые газы. Сжатый газ является продуктом компремирования (сжатия) природного газа, запасы которого в нашей стране достаточно велики. В зависимости от месторождения и способа получения природные газы можно разделить на собственно природные и попутные нефтяные, а также газы газоконденсатных месторождений.
Собственно природные газы получают из буровых скважин газовых месторождений. Они имеют высокие показатели по удельной теплоте сгорания и содержанию наиболее качественного компонента — метана. Эти газы, в которых, как правило, отсутствуют вредные примеси, могут быть непосредственно использованы в качестве моторного топлива.
Попутные газы получают при добыче нефти. Ресурсы их весьма значительны, так как из 1 т добытой нефти выделяется от 50 до 100 м3 газа. Основным компонентом попутных газов также является метан, но кроме него они также содержат большое количество тяжелых углеводородов.
В газах газоконденсатных месторождений значительно меньше тяжелых углеводородов, чем в попутных; по своему составу они приближаются к собственно природным газам. Использование конденсатных и попутных газов в качестве моторного топлива связано с дополнительной переработкой. Компонентные составы при-
родных газов разных месторождений различаются между собой (табл. 6).
Характеристика сжатых природных газов, используемых в качестве моторного топлива для автомобильного транспорта, дана ниже; она должна соответствовать требованиям ТУ 51-166—S3, устанавливающим две марки газа — А и Б.
6. Примерный компонентный состав природных газов различных месторождений
Вид газа
Месторожден и е
Состав газа, % (об.)
СИ,
С2Н6
С,Н,
с, и выше
со2
n2 и другие
Природный
Медвежье
98,56
0,17
0,01
0,03
0,22
1,01
Комсомольское
96,37
0,22
0,03
0,01
0,49
2,88
Северо-Ставропольское
97,8
1,08
0.01
0,01
1,2
1,1
Попутный нефтя-
Туймазинское
41
19,5
18,2
9,3
-
12
НОЙ
Ишимбайское
53,6
14,9
12,7
10,3
0,8
7,7
Газоконденсат-
Уренгойское
85,31
5,81
5,31
2,07
0,44
0,9
ныхместорож де-
Заполярное
87,89
5,21
2,13
1,27
0,98
2,44
НИЙ
Каневское
88,5
3,8
2,9
3
0,4
1,4
Характеристика сжатых природных газов
А Б
Компонентный состав, % (об.): метан95 4 5 90 ±5
этан, не более 4
пропан, не более 1,5
бутаны, не более 1
пентаны, не более 0,3
диоксид углерода, не более . . . .1
азот0—4 4—7
Содержание примесей, г/м3 *: сероводорода,не более 0,02
меркаптановой серы, не менее . .0,016
механических,не более 0,001
влаги 0,009
Температура газа, подаваемого на заправку газобаллонных автомобилей, °C, не более:
для умеренной и холодной климатических зон 4-40
для жаркой климатической зоны . .4-45
* В нормальных условиях.
Состав сжатых газов идентичен компонентному составу сжимаемых природных газов. Природный газ состоит из горючих и негорючих газов. К горючим относятся метан, пропан, этан, бутаны; в негорючих газах большую часть составляют азот и диоксид углерода.
Метан, являющийся основным составляющим природных газов, обладает рядом положительных свойств, необходимых для моторных
топлив: высоким октановым числом, большой удельной теплотой и нормальной скоростью сгорания.
Этан, пропан, бутан и пентаны, находящиеся в природных (попутных) газах, при сжатии в компрессорах конденсируются и выпадают в осадок в отстойниках или емкостях, нарушая работу газового оборудования газонаполнительных станций и газобаллонных автомобилей. Для обеспечения нормальной работы газового оборудования содержание тяжелых углеводородов ограничивается (%): этана — до 4, пропана — до 1,5, бутана — до 1, пентана — до 0,3. С этой целью нефтяные попутные газы, содержащие большое количество пропана, бутана и пентана, предварительно на газобензиновых заводах подвергают фракционированию (извлечению тяжелых углеводородов).
К вредным примесям в природных газах относятся горючие (сероводород и оксид углерода) и негорючие (азот, углекислый газ, инертные газы и влага) вещества.
Сероводород (H2S) и оксид углерода (СО) обладают сильным токсичным воздействием на организм человека. Содержание оксида углерода в воздухе в количестве 0,1—0,2 г/100 м3 вызывает у человека одышку при резких движениях, а при 4—6 г/100 м3 наступает мгновенная смерть. Сероводород и другие сернистые соединения являются сильными нервными газами. При содержании в воздухе сероводорода в количестве 0,15—0,23 г/м3 у человека через несколько часов появляются симптомы легкого отравления, а при 0,31 г/м3 через 5 мин наблюдается сильное раздражение глаз, носа и горла. Повышенное содержание сероводорода приводит также к образованию на поверхностях трубопроводов и баллонов, работающих под большим давлением, отдулин и расслоений. Кроме того, сероводород при сгорании образует сернистые соединения, разрушающие детали двигателей и газовой аппаратуры. Во избежание этого его содержание в газе, используемом как топливо, ограничивают до 3—5 г/100 м3.
Азот (N2), углекислый газ (СО2) и инертные газы снижают удельную теплоту сгорания природного газа, а следовательно, мощность двигателя и запас хода автомобиля. В связи с этим содержание азота в газе должно быть не более 5%, а углекислого газа — не более 1 %.
Наличие в газе влаги ведет к образованию ледяных пробок при отрицательных температурах и дросселировании. С содержащимися в газе сернистыми и цианистыми соединениями влага образует кислоты, которые вызывают коррозию стенок баллонов и трубопроводов.
Важным показателем, характеризующим качество газа, является степень осушки, которая определяется началом конденсации влаги — точкой росы. Точка росы для сжатых природных газов, используемых в качестве топлива для автомобилей в средней полосе нашей страны, должна быть не выше — 40 °C при давлении 20 МПа.
Одоризация сжатого природного газа так же, как и сжиженного, производится этилмеркаптаном. Этилмеркаптан не агрессивен по отношению к материалам, из которых сделано газовое оборудование, а количество вредных веществ в продуктах его горения не превышает санитарно-гигиенических норм. При одоризации на 1 м3 газа добавляют 0,016 г этилмеркаптана. Такое количество одоранта позволяет на
7. Физико-химические свойства компонентов сжатых газов
Показатель
сн4
со
со2
N2
Н,
Молекулярная масса
16,04
28
44
28,02
2,02
Плотность при нормальных условиях, кг/м3
0,717
1,25
1,98
1,25
0,084
Относительная плотность (по воздуху)
Низшая теплота сгорания:
0,554
0,967
1,529
0,967
0,07
кДж/м3
33 860
12 138
—
—
10 229
ккал/м3
8 087
2 875
.—.
—
2 443
Температура воспламенения, °C
Пределы воспламеняемости в смеси с воздухом, %:
640—800
625—675
550—600
НИЖНИЙ
5,3
12,5
—
—
4,1
верхний
15
75
—
——-
75
Октановое число, определенное моторным методом
100
100
•—
—
70
рабочем месте и в рабочей зоне по запаху определить предельную концентрацию газа, которая, исходя из токсикологической опасности, не должна превышать 300 мг/м3.
Свойства сжатых газов, характеризующие их как моторное топливо, определяются такими показателями, как плотность газовой фазы, удельная теплота сгорания, пределы воспламеняемости, температура воспламенения и др. Несмотря на наличие в составе нескольких компонентов с различными физико-химическими свойствами (табл. 7), свойства природных газов определяет основная их составляющая — метан.
Плотность и удельная теплота сгорания газа влияют на мощностные параметры двигателя и энергетический заряд топливных баков автомобиля. В связи с тем, что плотность и удельная теплота сгорания метана значительно меньше, чем бензина (см. табл. 7), у модификаций бензиновых двигателей, работающих на природном газе, уменьшается массовый заряд горючей смеси и снижается до 20% мощность.
Для повышения энергетического заряда на борту газобаллонных автомобилей природный газ сжимают до 20 МПа. Запас газа на автомобиле в этом случае определяется массой и объемом газовых баллонов высокого давления. С учетом этих параметров конструкция автомобилей позволяет создать запас хода при одной заправке сжатым природным газом не более 200 км. Объемно-массовые показатели топливных баков автомобилей приведены ниже.
Обгсм бака, дм3/МО тыс. кДж топлива5,7—6,918,6—23,6Обгсм бака, дм3/МО тыс. кДж топлива5,7—6,918,6—23,6Объемно-массовые показатели топливных баков автомобилей
Обгсм бака, дм3/МО тыс. кДж топлива
5,7—6,9
18,6—23,6
Обгсм бака, дм3/МО тыс. кДж топлива
5,7—6,9
18,6—23,6
ТопливоТопливоСжиженный нефтяной газ Сжатый природный газ Бензин Сжиженный нефтяной газ Сжатый природный газ Бензин Масса бака с топливом,кг, 100 тыс. кДж топлива
Топливо
Топливо
Сжиженный нефтяной газ Сжатый природный газ Бензин
Сжиженный нефтяной газ Сжатый природный газ Бензин
4,24—4,42
17,2—32,33,35
Относительная плотность метана определяет требования к производственным помещениям для технического обслуживания и ремонта газобаллонных автомобилей. Вследствие того, что метан в 2 раза легче воздуха, отсосы для вентиляции и датчики сигнализации загазованности должны устанавливаться в верхней части помещений.
Пределы воспламеняемости характеризуют концентрацию газов в смеси с воздухом, при которой возможна работа двигателя. У метана более широкие пределы воспламеняемости, чем у бензина и пропана. Они обеспечивают эффективную работу двигателя на обедненных топливно-воздушных смесях, повышая его экономичность и снижая токсичность отработавших газов.
Коэффициент сжимаемости газа учитывает непропорциональность изменения его объема с увеличением давления. Для метана коэффициент сжимаемости при О °C и изменении давления от 0,1 до 20 МПа колеблется в пределах от 1 до 0,82. С учетом коэффициента сжимаемости на газонаполнительных станциях разработаны таблицы вместимости газа в баллоны, используемые при заправке автомобилей.
Снижение температуры газа при его дросселировании (эффект Джоуля—Томсона) в газобаллонной установке происходит при заправке газовых баллонов и редуцировании газа при питании двигателя. В этих случаях имеющаяся в газе влага способствует образованию гидратов, которые, замерзая внутри стенок коммуникаций и арматуры, перекрывают подачу газа. Для предотвращения этого явления на газонаполнительных станциях перед заправкой производятся ссушка и подогрев газа, а в системе питания автомобиля предусмотрен подогрев газа перед его редуцированием.
Токсичность природного газа опредяется токсикологической характеристикой (ГОСТ 12.1.005—76), в соответствии с которой природный газ относится к малоопасным веществам 4-го класса. Тем не менее он вредно воздействует на центральную нервную систему человека, раздражает кожные покровы, слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Содержание природного газа в рабочей зоне соответствует предельному содержанию паров бензина-растворителя и не должно превышать 300 мг/м3.
Токсичность отработавших газовавтомобильных двигателей
При сжигании любого вида топлива в атмосферу выделяются продукты его сгорания, содержащие токсичные (ядовитые) вещества, которые оказывают вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. Основными источниками загрязнения воздуха больших городов в настоящее время являются промышленные предприятия и автомобили, но вредные вещества, выбрасываемые промышленным предприятием, распределяются возле него в ограниченной зоне, а отработавшие газы автомобильных двигателей загрязняют атмосферу всюду, где работают автомобили. Поэтому практически атмосферный воздух сейчас в большей степени загрязняется отработавшими газами автомобильных двигателей, чем выбросами промышленных предприятий.
Уменьшение загрязнения воздуха токсичными веществами продуктов сгорания топлив автомобильных двигателей превратилось в одну из проблем, стоящих перед человечеством. Токсичные вещества выделяются главным образом в составе отработавших газов, отводимых через систему выпуска из цилиндров двигателя, в виде картерных газов, а также в виде испарений из топливных баков (при заправке) и карбюратора. Современными методами газового анализа установлено около 200 вредных соединений и веществ, входящих в состав отработавших газов. К наиболее токсичным относятся оксид углерода СО, несгоревшие углеводороды CmHn и оксиды азота NOV. Законодательствами промышленно развитых стран установлены предельно допустимые нормы содержания этих веществ в атмосфере.
Стандарты на выброс токсичных веществ автомобильными двигателями введены во многих странах мира. Для стран Европы оценку токсичности двигателей автомобилей рекомендуется проводить по Правилам Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН).
В Советском Союзе нормирование токсичности введено в соответствии с рекомендациями ЕЭК ООН с 1970 г. В настоящее время оно производится в соответствии с ГОСТ 17.2.2.03—77 «Охрана природы. Атмосфера. Содержание окиси углерода в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Нормы и методы определения», согласно которому содержание СО в отработавших газах не должно превышать норм, указанных в табл. 8.
8. Допустимые нормы содержания СО в отработавших газах автомобильных двигателей, % (об.)
Режим работы двигателя
Для автомобилей, изготовленных
до 01.07.1978 г.
с 0.1.07.1978 г.
до 01.01.1980 г.
после
01.01. 1980 г.
Частота вращения коленчатого вала двигателя при холостом ходе:
минимальная
3,5
2
1,5
60% от номинальной
2
1,5
1
Из таблицы видно, что нормы содержания СО в отработавших газах автомобильных двигателей с течением времени ужесточаются. Содержание СО в отработавших газах, установленное отечественными нормами, примерно на 35% ниже рекомендованного нормами ЕЭК ООН.
В состав отработавших газов кроме остро токсичных компонентов входят в нетоксичные вещества, такие, как кислород, углекислый газ, азот, сера, но азот воздуха при высоких температуре и давлении в цилиндре двигателя реагирует с кислородом и образует ядовитые оксиды. Сера, присутствующая в топливах, также вступает в реакции с кисло-
родом и водородом, образуя токсичные сернистый и сероводородный газы. Углекислый газ, хотя и не является токсичным для живых организмов, при повышении концентрации отрицательно воздействует на строительные материалы (известняки, бетон и др.), ускоряя «старение» каменных построек; кроме того, он вызывает коррозию металлов. Таким образом, отработавшие газы двигателей помимо прямого отрицательного влияния на человеческий организм наносят и материальный ущерб.
Количество токсичных веществ в отработавших газах двигателей не остается постоянным и зависит от целого ряда факторов. К ним следует отнести прежде всего тип двигателя (бензиновый, газовый или дизель), его техническое состояние, режим работы, оптимальность регулировок и качество топлива. Например, отработавшие газы дизеля обладают меньшей токсичностью, чем отработавшие газы бензинового двигателя, так как оксиды углерода, азота и несгоревшие углеводороды присутствуют в них в значительно меньших количествах, но в то же время объем сажи, выделенной дизелем, значительно больше, чем выделенной бензиновым двигателем.
При переводе бензинового двигателя на питание газовым топливом снижается количество выбросов оксида углерода и углеводородов. Уменьшение токсичности отработавших газов происходит за счет более совершенного смесеобразования и более полного сгорания газового топлива.
Режим работы двигателя оказывает решающее влияние на токсичность отработавших газов. Наибольший выброс оксида углерода происходит при холостом ходе двигателя, когда он работает на обогащенной горючей смеси. Именно этот режим и положен в основу нормирования токсичности отработавших газов в законодательствах разных стран.
Проблема снижения токсичности отработавших газов решается в двух направлениях: 1) совершенствование рабочих процессов существующих двигателей внутреннего сгорания с частичным изменением их конструкции, введением различных дополнительных приспособлений и регулировок, а также использованием более высококачественного топлива; 2) создание малотоксичных двигателей, принцип работы которых отличен от принципа работы применяемых теперь бензиновых двигателей и дизелей. В качестве возможных малотоксичных двигателей автомобилей исследуются: газотурбинный; внешнего сгорания — двигатель Стирлинга и паровой; электрический с аккумуляторной батареей; электрический с топливными элементами.
Снижение токсичности отработавших газовавтомобильных двигателей
Одним из наиболее эффективных способов, обеспечивающих значительное снижение токсичности отработавших газов автомобильных двигателей без серьезного изменения их конструкции, является физико-химическая обработка отработавших газов, называемая нейтрализацией. В настоящее время применяют каталитическую,
Рис. 3. Каталитический нейтрализатор:Рис. 3. Каталитический нейтрализатор:/, 3 — впускной и выпускной патрубки, 2 — реактор с гранулированным катализатором/, 3 — впускной и выпускной патрубки, 2 — реактор с гранулированным катализаторомжидкостную и термическую нейтрализацию. Устройства, в которых осуществляют перечисленные виды нейтрализации, называются соответственно каталитическими, жидкостными или термическими нейтрализаторами. Сущность всех видов нейтрализации состоит в том, что продукты неполного сгорания топлива при работе двигателя подвергаются в системе его выпуска дополнительному окислению (восстановлению) и утилизации. Для этого создаются определенные благоприятные условия: производится ускорение процесса окисления с помощью твердого катализатора; повышается температура прохождения реакции и подается дополнительный воздух в нейтрализатор; отработавшие газы пропускаются через
Рис. 3. Каталитический нейтрализатор:
Рис. 3. Каталитический нейтрализатор:
/, 3 — впускной и выпускной патрубки, 2 — реактор с гранулированным катализатором
/, 3 — впускной и выпускной патрубки, 2 — реактор с гранулированным катализатором
слой жидкости (воды или какого-либо химического раствора).
Наибольшее применение для снижения токсичности отработавших газов бензиновых двигателей и дизелей получила в последнее время каталитическая нейтрализация, во время которой ускоряются реакции окисления несгоревших углеводородов и оксида углерода, а также восстанавливается оксид азота. В качестве катализаторов используют редкоземельные дорогие металлы — палладий и платину (окислители), родий и рутений (восстановители). В качестве окислителей могут использоваться также относительно дешевые ката
лизаторы—оксиды марганца, никеля, хрома, железа, цинка и др., но они менее долговечны.
Слой активного химического катализатора наносится на инертное тело — носитель, имеющий вид либо отдельных шариков (гранул), либо многослойной решетки (блока). Блочные носители по своим газодинамическим качествам лучше, чем гранулированные, но они дороже и не восстанавливаются после отработки заданного срока службы.
Каталитический нейтрализатор (рис. 3), устанавливаемый в системе выпуска автомобиля, состоит из корпуса с входным / и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса помещается реактор с блочным или гранулированным катализатором. Условия работы нейтрализатора очень жесткие, поэтому для деталей реактора применяют чаще всего никельсодержащие стали, а корпус нейтрализатора изготовляют из обычных сталей (лучше нержавеющих).
Система каталитической нейтрализации отработавших газов бензиновых двигателей для эффективной работы должна иметь устройство подачи в нейтрализатор дополнительного воздуха. Наиболее простым устройством, используемым с этой целью, является нагнетатель воздуха с приводом от коленчатого вала. Например, для автомобиля ГАЗ-24 «Волга» разработана система нейтрализации отработавших газов, включающая в себя палладиевый катализатор и ротационный нагнетатель. Наиболее простым устройством, дозирующим подачу в нейтрализатор дополнительного воздуха, является эжектор (рис. 4), состоящий из сопла 1, смесительной камеры 2 и диффузора 3. Недостатком эжектора является повышенное газодинамическое сопротивление при большой частоте вращения коленчатого вала, т. е. большом выбросе отработавших газов. Для уменьшения этого сопротивления увеличивают активный диаметр сопла и объем смесительной камеры.
В зависимости от типа и назначения автомобиля системы нейтрализации отработавших газов бензиновых двигателей могут иметь различные варианты конструктивного исполнения. Наиболее эффективны системы, воздействующие одновременно на три основных токсичных компонента: СО, С„НЮ и NOX. Их выполняют по схеме с последовательно установленными окислительными и восстановительными блоками нейтрализаторов.
Анализ структуры и назначения автомобильного парка СССР показал, что системы каталитической нейтрализации отработавших газов бензиновых двигателей целесообразно устанавливать на автомобили городского назначения марок ЛиАЗ-677, ЛАЗ-695. ЗИЛ-130, ГАЗ-24 и -3102. '
Количество продуктов неполного сгорания топлива в дизеле в 5— 10 раз меньше, чем в бензиновом двигателе, но при их одинаковой мощности выброс отработавших газов у дизеля выше вследствие более высокого наполнения цилиндров (его можно сопоставить с выбросом карбюраторного двигателя). Конструктивные особенности системы каталитической нейтрализации отработавших газов дизелей заключаются в больших габаритных размерах реакторов, что диктуется малыми допустимыми потерями давления при выбросе газов, и в отсутствии устройства подачи дополнительного воздуха, так как отработавшие газы дизелей имеют высокое содержание кислорода. Важной особенностью каталитических нейтрализаторов для дизелей является также то, что уровень температуры в реакторе должен быть не ниже 250 °C. Для выполнения этого условия нейтрализатор либо оборудуют теплоизоляцией, либо осуществляют двухконтурный подвод отработавших газов.
В настоящее время разработаны отечественные каталитические нейтрализаторы для карьерных автосамосвалов грузоподъемностью 30—40 т с двигателями ЯМЗ-840 и -8401, а также для самосвалов БелАЗ-540А и -548А. Для дизелей городских автобусов «Икарус» разработан каталитический нейтрализатор, обеспечивающий кроме общих требований высокую степень глушения шума. Его можно будет использовать также для автобусов марок ЛиАЗ и ЛАЗ с дизелями.
Катализаторы, применяемые в системе выпуска дизелей, могут вос-
станавливать свои качества в результате регенерации, которая производится путем жидкостной промывки. Сейчас разработаны методы регенерации катализатора, включающие три стадии: промывку его водой для удаления сажи; вымачивание в течение 1 сут в воде с целью
Рис. 5. Жидкостный нейтрализатор автосамосвала МоАЗ-6401:
/ — впускной патрубок с каталитическим фильтром, 2 — газораспредслитель, 3 — успокоитель, 4 — выпускной патрубок
растворения сульфатов; окончательную промывку водой под давлением сжатого воздуха. Выпускаемые отечественные катализаторы не имеют строгого разделения по назначению и могут использоваться для нейтрализации отработавших газов как бензиновых двигателей, так и дизелей.
Жидкостная нейтрализация отработавших газов, основанная на их пропускании через слой воды, получила широкое распространение только на дизельных автомобилях МоАЗ, работающих в подземных выработках. В жидкостном нейтрализаторе (рис. 5) отработавшие газы проходят через каталитический фильтр во впускном патрубке 1 и далее через газораспредслитель 2 и успокоитель 3, преодолевая сопротивление слоя воды с образованием мелких пузырьков (барботаж), выходят в выпускной патрубок 4. В процессе барботажа сажевые частицы отработавших газов осаждаются, а водорастворимые компоненты (альдегиды, оксиды серы, азота и др.) нейтрализуются и также улавливаются жидкостью.
Рассмотренная конструкция жидкостного нейтрализатора проста п достаточно эффективна, но имеет недостатки — нестабильность очистки в связи с ее зависимостью от режима работы двигателя и необходимость каждосменного удаления и замены воды и шлаков в нейтрализаторе. Во избежание указанных недостатков разрабатываются жидкостные нейтрализаторы с другим принципом действия (поверхностные, распыливающие и др.).
Термическая нейтрализация отработавших газов основана на процессе интенсификации окисления несгоревших продуктов путем повы-
шения температуры и времени прохождения реакции. Принципиально термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированный объем, проходя через который отработавшие газы доокисляются за счет его теплоты. Термический нейтрализатор имеет довольно сложное конструктивное решение и перспективен только для форкамерных карбюраторных двигателей, работающих на обедненных смесях.
ГЛАВА II. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯАВТОМОБИЛЕЙ
Основные понятия надежности автомобилей
Автомобили, выпускаемые в настоящее время, отличаются сложностью конструкций и состоят из тысяч деталей. Являясь безрельсовым транспортом, они работают в самых разнообразных дорожных и климатических условиях. В процессе работы техническое состояние автомобилей ухудшается и его можно характеризовать следующими понятиями: исправное; неисправное, но работоспособное; неработоспособное (отказ); предельное.
Для объективной оценки технического состояния автомобиля нормативно-технической документацией установлены соответствующие параметры, с помощью которых определяется качество работы автомобиля в целом и отдельных его агрегатов и систем. Отклонение параметров автомобиля от установленных документацией свидетельствует о переходе его из исправного состояния в неисправное; если же они изменились настолько, что автомобиль неспособен выполнять транспортную работу, то это означает наступление неработо- с пособного состояния, т. е. отказ. Предельное состояние автомобиля или его агрегата характеризуется полным нарушением работоспособности. В этом случае его эксплуатация невозможна и он должен быть подвергнут капитальному ремонту. Признаками предельного состояния различных агрегатов автомобиля являются неустранимые отклонения их параметров от установленных предельных. Переход автомобиля и его агрегатов из работоспособного состояния в неработоспособное и предельное определяется методами теории надежности.
Н адежность — это свойство объекта сохранять значения установленных параметров в течение заданного времени работы. Как сложное свойство технического объекта надежность по отношению к автомобилю характеризуется такими показателями, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Эти показатели зависят от продолжительности работы автомобиля — наработки, измеряемой в тысячах километров или часах пробега.
Безотказность — это свойство автомобиля сохранять работоспособность в течение некоторого времени пробега. Для оценки этого свойства проводят анализ отказов, критерии и признаки которых указаны в нормативно-технической документации. Отказы устанавливают путем наблюдений или точных измерений с помощью соответствующих приборов. Выводы по безотказности отдельных агрегатов автомобиля
делают с учетом наработок на отказ, устанавливая при этом такие показатели, как вероятность безотказной работы, среднюю наработку до отказа, интенсивность отказов и др.
Долговечность — это свойство автомобиля сохранять работоспособность агрегатов и узлов до наступления предельного состояния. Она оценивается техническим ресурсом по пробегу автомобиля и сроком службы по продолжительности времени работы. Срок службы автомобиля определяется его физическим старением в процессе работы, а также моральным старением, вызванным обесцениванием в результате технического прогресса. Долговечность автомобиля в целом чаще оценивают величиной технического ресурса.
Ремонтопригодность — это свойство автомобиля, определяющее возможность предупреждения и устранения его неисправностей. Она характеризуется временем, затрачиваемым на техническое обслуживание и ремонт, трудоемкостью этих работ, а также затратами на запасные части, материалы и оплату труда рабочих.
Сохраняемость — это способность автомобиля сохранять значения безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение срока его хранения.
Надежность автомобилей комплексно оценивается эффективностью использования и затратами на техническое обслуживание и ремонт.
Виды, периодичность и трудоемкостьтехнического обслуживания автомобилей
Цель технического обслуживания — поддержание подвижного состава в работоспособном состоянии и надлежащем внешнем виде, уменьшение интенсивности изнашивания деталей, предупреждение отказов и неисправностей, а также выявление их с целью своевременного устранения. Оно является профилактическим мероприятием, проводимым принудительно в плановом порядке через определенные пробеги или время работы подвижного состава.
Техническое обслуживание включает контрольно-диагностические, крепежные, смазочные, заправочные, регулировочные, электротехнические и другие работы, выполняемые, как правило, без разборки агрегатов и снятия с автомобиля отдельных сборочных единиц (узлов). По периодичности, перечню и трудоемкости выполняемых работ техническое обслуживание подразделяются на ежедневное (ЕО), первое (ТО-1), второе (ТО-2) и сезонное (СО).
При ежедневном техническом обслуживании (ЕО) выполняют общий контроль, целью которого является обеспечение безопасности движения и поддержание надлежащего внешнего вида автомобиля, заправка топливом, смазочными материалами и охлаждающей жидкостью, а для некоторых специализированных автомобилей — санитарная обработка кузова. Выполняют ЕО после работы подвижного состава на линии и перед его выездом на линию. При смене водителей на линии ими выполняются работы по осмотру и проверке технического состояния автомобилей.
9. Характеристика категорий условий эксплуатации
Категория условий експлуатации
Группы условий эксплуатации автомобилей
Техническая категория дорог
I
1. Автомобильные дороги с асфальтобетонным и приравненным к нему покрытием за пределами пригородной зоны
I. II
II
2. Автомобильные дороги с асфальтобетонным, цементобетонным и приравненным к ним покрытием в пригородной зоне; улицы небольших городов (с населением до 100 тыс. жителей)
III
Автомобильные дороги с асфальтобетонным, цементобетонным и приравненным к ним покрытием в горной местности
Улицы больших городов
I —IV
IV
Автомобильные дороги с щебеночным или гравийным покрытием в горной местности
Автомобильные грунтовые профилированные и лесовозные дороги
II-IV
V
Непрофилированные дороги и стерня
Карьеры, котлованы и временные подъездные пути
Естественные грунтовые дороги в горной местности
IV, V
10. Периодичности технического обслуживания автомобилей,км (I категория условий эксплуатации)
Тип автомобиля
Марка
ТО-1
ТО-2
Легковой
ГАЗ-24-01
4000
16 000
ГАЗ-3102
5000
20 000
Автобус
ПАЗ-672
3500
14 000
ЛАЗ, ЛиАЗ
4000
16 000
Грузовой
УАЗ-452, ГАЗ-53А, ЗИЛ-130
3000
12 000
КамАЗ-5320, MA3-5335
4000
12 000
Первое (ТО-1) и второе (ТО-2) технические обслуживания включают в себя контрольно-диагностические, крепежные, регулировочные, смазочные и очистительные работы. Их выполняют через определенные пробеги, устанавливаемые в зависимости от категории условий эксплуатации (табл. 9). Максимальная периодич-
ность технического обслуживания автомобилей установлена для I категории условий эксплуатации (табл. 10). Для II категории условий эксплуатации периодичность уменьшается на 10%, для III категории — еще на 10% и т. д. Это связано с тем, что при переходе с I категории условий эксплуатации на более высокие ухудшаются условия работы подвижного состава.
Сезонное обслуживание (СО) проводится 2 раза в год при подготовке подвижного состава к эксплуатации в холодное пли теплое время года. В качестве отдельно планируемого вида сезонное обслуживание рекомендуется проводить в районах холодного климата. В остальных районах оно совмещается с ТО-2 (или ТО-1) с соответствующим увеличением объема работ.
Все виды технического обслуживания подвижного состава проводятся в объеме перечня основных операций, приводимых в «Положении о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» и инструкциях заводов-изготовителей автомобилей. Соблюдение режимов и высококачественное выполнение всех видов технического обслуживания в установленном объеме обеспечивают высокую техническую готовность автомобилей и снижают потребность в ремонте.
Нормативы трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, рассчитанные на автотранспортные предприятия с 150—300 единицами подвижного состава одного типа, при пробеге с начала эксплуатации 50—75% от пробега до первого капитального ремонта для Центральной природно-климатической зоны при оснащении надлежащими средствами механизации приведены в табл. 11.
11. Нормативы трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, чел-ч
Тип автомо-
/Ларка
ЕО
то-1
ТО-2
ТР -
Легковой
ГАЗ-21-01
0,35
2,5
10,5
Автобус
ПАЗ-672
0,7
5,5
18
5.3
ЛАЗ
0,8
5,8
24
6,5
ЛиАЗ-677
1,1
7,5
41,5
6,8
Грузовой
УАЗ-452
0,3
1,5
и
3.75
ГАЗ 53А
0,42
2,2
9,1
3.8
ЗИЛ-130
0,45
2,5
10,8
4
МАЗ-500А
0,3
3,4
13,8
6
MA3-503A
0,4
3,7
14,9
6,9
МАЗ-504
0,35
3,5
1 1,3
6,6
КамАЗ-5320
0,5
3,4
14,5
8,о
* Нормативы даны на 1000 км пробега.
Нормативы трудоемкости ЕО не включают заправочные операции,
постановку автомобиля на стоянку и проверку его технического состояния; эти операции выполняют водитель (за счет подготовительно-
заключительного времени) и механик контрольно-пропускного пункта. Нормативы трудоемкостей ТО-1 и ТО-2 не включают трудоемкостей ЕО, СО и сопутствующего текущего ремонта. Трудоемкость дополнительных работ СО к трудоемкости ТО-2 составляет: 50% для районов Крайнего Севера; 30% для зоны холодного климата; 20% для прочих условий.
Автотранспортные предприятия могут корректировать нормативы трудоемкости, регламентирующие техническое обслуживание и ремонт подвижного состава, введением коэффициентов зависимости от следующих факторов: категории условий эксплуатации — кг; модификации подвижного состава и организации его работы — к2; природно-климатических условий —■ к3; пробега с начала эксплуатации — к;; размеров автотранспортных предприятий — к5.
Исходный коэффициент корректирования, равный единице, принимается для I категории условий эксплуатации (см. табл. 9) базовых моделей автомобилей, Центральной природно-климатической зоны, пробега с начала эксплуатации, равного 50—75% пробега до первого капитального ремонта, автотранспортных предприятий, имеющих 150—■ 300 единиц подвижного состава.
Результирующий коэффициент к корректирования нормативов трудоемкости определяют перемножением отдельных коэффициентов: для технического обслуживания к=к^кь; для текущего ремонта к= =kvk?k3k4ks. Цифровые значения коэффициентов корректирования, примеры выбора и корректирования нормативов технического обслуживания и ремонта даны в «Положении о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта».
Организация технологического процессатехнического обслуживания автомобилей
Техническое обслуживание автомобилей может выполняться на автотранспортных предприятиях (АТП), в автокомбинатах и на базах централизованного технического обслуживания (БЦТО).
В АТП при возвращении с линии автомобиль подвергают контролю и приемке, при которых проверяют его комплектность и внешнее состояние, фиксируют отказы п неисправности, при необходимости составляют акт о повреждении.
После ЕО автомобиль направляют на линию или в зоны ожидания, хранения, технического обслуживания и текущего ремонта (рис. 6). Поскольку автомобили прибывают с линии в течение короткого времени, большая их часть после приемки направляется в зону хранения, а оттуда в порядке очереди — в зону ЕО и далее в соответствии с планом-графиком — на посты ТО и ТР.
В зависимости от количества автомобилей (производственной программы) и состава парка ТО выполняются тупиковым или поточным методом.
При тупиковом методе все работы данного вида обслуживания выполняют на одном посту. Этот метод применяют на АТП небольшой мощности (до 200 автомобилей).
При поточном методе обслуживания работы выполняют на нескольких последовательно расположенных постах. Основной особенностью этого метода является то, что трудоемкость ТО на каждом посту должна быть одинаковой. Автомобиль с поста па пост может пе-
конвейером. Поточный метод позволяет внедрить специализацию, механизировать процессы, улучшить условия труда и повысить его производительность, снизить себестоимость технического обслуживания. Недостатком этого метода является невозможность изменения объема работы на каком-либо из постов.Количество постов на поточной линии может быть различным. Например, на каждом из постов пятипостовой поточной линии для ТОД (рис. 7) выполняют следующие работы: 1 — обслуживание систем питания и электрооборудования, связанное с пуском двигателя; 2 —обслуживание агрегатов и сбороч-конвейером. Поточный метод позволяет внедрить специализацию, механизировать процессы, улучшить условия труда и повысить его производительность, снизить себестоимость технического обслуживания. Недостатком этого метода является невозможность изменения объема работы на каком-либо из постов.Количество постов на поточной линии может быть различным. Например, на каждом из постов пятипостовой поточной линии для ТОД (рис. 7) выполняют следующие работы: 1 — обслуживание систем питания и электрооборудования, связанное с пуском двигателя; 2 —обслуживание агрегатов и сбороч-Рпс. 6. Схема технологического процесса технического обслуживания п текущего ремонта автомобиля:
конвейером. Поточный метод позволяет внедрить специализацию, механизировать процессы, улучшить условия труда и повысить его производительность, снизить себестоимость технического обслуживания. Недостатком этого метода является невозможность изменения объема работы на каком-либо из постов.
Количество постов на поточной линии может быть различным. Например, на каждом из постов пятипостовой поточной линии для ТОД (рис. 7) выполняют следующие работы: 1 — обслуживание систем питания и электрооборудования, связанное с пуском двигателя; 2 —обслуживание агрегатов и сбороч-
конвейером. Поточный метод позволяет внедрить специализацию, механизировать процессы, улучшить условия труда и повысить его производительность, снизить себестоимость технического обслуживания. Недостатком этого метода является невозможность изменения объема работы на каком-либо из постов.
Количество постов на поточной линии может быть различным. Например, на каждом из постов пятипостовой поточной линии для ТОД (рис. 7) выполняют следующие работы: 1 — обслуживание систем питания и электрооборудования, связанное с пуском двигателя; 2 —обслуживание агрегатов и сбороч-
Д-1 — общее диагностирование, Д-2 — поэлементное диагностирование. Др — диагностические сред- ных единиц (узлов), связанноеLiBa
с вывешиванием колес автомобиля (тормозной системы, переднего и заднего мостов, карданного вала, рулевого управления); 3—обслуживание агрегатов и сборочных единиц (узлов), не требующее вывешивания колес автомобиля; выполнение операций по ТО систем питания и электрооборудования, не связанных с пуском двигателя; 4 — выполнение смазочных, заправочных и очистительных работ; 5 — выполнение контрольных и регулировочных операций после ТО, а также проверка отделом технического контроля качества ТО.
Поточные линии организуют в тех АТП, которые имеют следующую сменную программу (не менее): для ТО-1 — 12—15, для ТО-2 — 5—6 обслуживании однотипных автомобилей. Для выполнения ТО-2 могут использоваться поточные линии ТО-1 с пополнением их оборудованием, необходимым для ТО-2, в частности, подъемником для вывешивания автомобиля. Выполнение ТО-1 (во вторую смену) и ТО-2 (в первую смену) на одной и той же линии позволяет эффективнее использовать производственные площади и оборудование при меньших общехозяйственных затратах автотранспортного предприятия.
При ТОД выполняют также сопутствующие ему работы ТР, в основном незначительные по трудоемкости и технологически связанные с операциями обслуживания. Если при ТОД обнаружены неисправности, которые по трудоемкости невозможно устранить одновременно с
выполнением данного обслуживания, автомобиль после прохождения комплекса работ ТО 2 поступает в зону ТР.
Если в процессе проведения ТО-2 возникает необходимость в контроле н устранении неисправностей некоторых приборов (главным образом, систем питания и электрообрудования), эти работы выполняют в производственных цехах (участках) на специальных стендах.
Рис. 7. Пятипостовая поточная линия, оборудованная конвейером:
g — общий вид, б — схема технологической планировки; / — механизм привода ворот, 2 — установка для тепловой завесы ворот, 3 — направляющие ролики, 4 — конвейер, 5 — установка для отсоса отработавших газов, 6 — тележка для транспортировки аккумуляторных батарей, 7 — тележка электрика-карбюраторщика, 8 — гайковерт для гаек колес, 9 — тележка для снятия и установки колес, 10 — слесарный верстак, // — воздухораздаточная колонка, 12 — стеллаж-вертушка для крепежных деталей, 13 — тележка слесаря, 14 — подъемник для вывешивания колес, 15 — гайковерт для гаек стремянок рессор, /6— подставка под ноги при работе в осмотровой канаве, 17 — ящик для инструмента и крепежных деталей, 18 — бак для тормозной жидкости, 19 — ларь для обтирочных материалов, 20 — переходный мостик, 21 — стол для оформления и хранения учетной документации, 22 — маслораздаточная колонка, 23 — тележка смазчика, 24 — желоб для направления переднего колеса, 25 — шарнирная воронка для слива отработавши:-; масел, 26 — маслораздаточные баки, 27 — установка для заправки агрегатов маслом, 2Ь — стационарный солидол он агнетатель, 29 — стол-ваина для промывки воздушных фильтров, 30 — устройство для подвода сжатого воздуха
. Диагностирование технического состоянияавтомобилей
В условиях АТП диагностирование предназначено для выявления: автомобилей, техническое состояние которых не отвечает требованиям безопасности движения; неисправностей, для устранения которых необходимы регулировочные или ремонтные работы; причин отказа или неисправности. Кроме того, оно позволяет контролировать качество технического обслуживания и текущего ремонта и прогнозировать ресурс исправной работы узлов, агрегатов и автомобиля в целом.
Диагностирование подразделяется на два вида (см. рис. 6): общее Д-1 и поэлементное (углубленное) Д-2. Кроме того, для обнаружения и устранения неисправностей в процессе ТО и ТР на постах ТО и ТР должны использоваться диагностические средства Др.
Основная задача общего диагностирования Д-1 состоит в определении технического состояния узлов и агрегатов, обеспечивающих безопасность движения автомобиля (тормозные системы, рулевое управление, приборы освещения и сигнализации, стеклоочистители). Общее диагностирование производят перед каждой постановкой автомобиля на ТО-1. В процессе Д-1 выполняют необходимые регулировочные работы узлов и механизмов (без демонтажа).
Основной целью поэлементного диагностирования Д-2 является выявление неисправностей автомобиля, устранение которых требует выполнения работ большой трудоемкости и таких, которые нерационально совмещать с работами ТОД. Неисправности такого рода должны устраняться до ТОД в зоне ТР.
В процессе Д-2 определяют конкретные неисправности агрегатов, узлов и систем автомобиля, их место, характер и причины, выявляют объем регулировочных и ремонтных работ, которые целесообразно совмещать с ТОД. Выполняют Д-2 за один-два дня до ТОД.
Для диагностирования автомобилей ДТП должно иметь: посты (линии) Д-1; посты Д-2; отдельное диагностическое оборудование и приборы, используемые непосредственно на рабочих местах технического обслуживания и ремонта. Посты (линии) диагностирования организуют в отдельных помещениях производственного корпуса вне постов (линий) ТО-1 и ТОД; въезд на них предусмотрен из любой зоны (ожидания, технического обслуживания, ремонта, хранения). Посты (линии) Д-1 и Д-2 укомплектовывают стендами для определения тяговых свойств автомобиля, технического состояния тормозных систем, проверки узлов установки колес, а также стационарным и переносным диагностическим оборудованием.
При внедрении диагностирования в ДТП значительно снижаются затраты на ТО и ТР, повышаются топливная экономичность и безопасность движения автомобиля.
. Стационарное оборудованиедля технического обслуживания
Для выполнения работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту к автомобилю необходим доступ сверху, сбоку и снизу, поэтому посты должны быть оснащены осмотр овыми устройствами и подъемно-транспортным и осмотровым оборудованием, обеспечивающими такой доступ и способствующими повышению производительности, качества и безопасности работ. Основными из них являются осмот- ровые канавы, подъемники, эстакады, тали (или тельферы) и конвейеры.
Ос метровые канавы подразделяют на узкие (рис. 8, а, б) и широкие (рис. 8, в, г). В свою очередь, оба типа канав подразделяют на тупиковые н прямоточные. С тупиковых канав автомобили съезжа-
Рис. 8. Осмотровые канавы:
а, б — узкие межколейная и боковые, 6, г — широкие соответственно с колейным мостиком и тележками для вывешивания колес
ют задним ходом, с прямоточных — передним. Длина канавы превышает длину автомобиля на 1—1,2 м, а глубина составляет 1,4—1,5 м для легковых и 1,2—1,3 м — для грузовых автомобилей. Ширина узкой канавы 0,9—1,1 м, широкой -— от 1,4 до 3 м.
Канавы имеют ступенчатые лестницы, а с боков — направляющие реборды. Выходы из канав не должны располагаться под автомобилями и на проездах; их ограждают барьером высотой 0,9 м. В нишах канав, использующихся также для хранения инструментов, устанавливают светильники, а стены облицовывают глазурованной плиткой или пластмассой. Несколько узких канав, расположенных параллельно, соединяют открытой траншеей, ограждаемой перилами, или туннелем.
Широкую канаву оборудуют направляющими, по которым могут перемещаться тележки. Автомобиль, въезжая на канаву, устанавливается передним и задним мостами на тележки и его колеса при этом приподнимаются. Через каждую осмотровую канаву должны быть проложены переходные мостки.
Подъемник и, предназначенные для подъема автомобилей при техническом обслуживании и облегчения доступа к ним снизу, могут быть стационарными и передвижными. Стационарные подъемники подразделяют на гидравлические одно- и двухплунжерные (рис. 9) и электромеханические двух,- трех- и четырехстоечные. В качестве передвижных подъемников применяют гидравлические домкраты, краны и подъемники, размещаемые в осмотровой канаве, с гидрав- 38
Рис. 9. Гидравлический двухплунжерный подъемник для грузовых автомобилей:
1 — гидравлические цилиндры, 2 — плунжеры, 3 — платформы, 4 — консольные поворотные балки, 5 — подхваты для упора в раму автомобиля, 6 — блоки тросоперетягивающего устройства
Рис. 10. Канавный подъемник с гидравлическим приводом:1 — каретка, 2 — тележка, 3 — подхват, 4 — рукоятка привода каретки, 5 — рукоятка гидроцилнидраРис. 10. Канавный подъемник с гидравлическим приводом:1 — каретка, 2 — тележка, 3 — подхват, 4 — рукоятка привода каретки, 5 — рукоятка гидроцилнидра
Рис. 10. Канавный подъемник с гидравлическим приводом:
1 — каретка, 2 — тележка, 3 — подхват, 4 — рукоятка привода каретки, 5 — рукоятка гидроцилнидра
Рис. 10. Канавный подъемник с гидравлическим приводом:
1 — каретка, 2 — тележка, 3 — подхват, 4 — рукоятка привода каретки, 5 — рукоятка гидроцилнидра
лическим (рис. 10) или механическим приводом. К подъемникам могут быть отнесены и опрокидыватели для легковых автомобилей, обеспечивающие удобный доступ к нижним частям автомобиля при мойке, смазке, ремонте и окраске.
Эстакада представляет собой колейный мостик с высотой, обеспечивающей удобное обслуживание автомобилей снизу. Она проста
по устройству, но занимает много места, так как требуются наклонные рампы для въезда автомобиля на эстакаду и съезда с нее. Применяют эстакады преимущественно на открытых площадках.
Для подъема тяжелых агрегатов и последующего их передвижения в ДТП используют тали, перемещаемые по подвесным двутавровым балкам. Таль, у которой груз поднимается электродвигателем, называют тельфером.
Для перемещения автомобилей при поточном методе технического обслуживания (прямоточные осмо- тровые канавы располагаются в одну линию) используют конвей- е р. Толкающий конвейер состоит из приводной и натяжной станций, цепи (или троса) и толкателей. (Толкатель представляет собой рычаг или тележку, передающую усилие на передний мост, задний мост или заднее колесо автомобиля.)
. Оборудование пунктов заправки автомобилей
Заправка автомобилей является важнейшим звеном в материальнотехническом обеспечении подвижного состава ДТП.
Перевозка жидкого топлива может производиться непосредственно на ДТП, но чаще — на автозаправочные станции (АЗС) в специальных автомобилях-цисгернах или на автомобилях-топливозаправщиках, если заправка производится в полевых условиях (на передвижном заправочном пункте).
Автомобили-цистерны для перевозки керосина, бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов монтируют на шасси автомобилей ГАЗ-52-01, -53А, ЗИЛ-130, -131, -157К, Урал-375, КрАЗ-255Б и др. Для увеличения количества перевозимого топлива автомобили-цистерны могут эксплуатироваться с прицепами-цистернами.
Конструкция цистерны предусматривает в крышке горловины приемный штуцер, дыхательный клапан для снижения давления и контрольный щуп для определения уровня топлива. Для заполнения цистерны топливом на шасси автомобиля установлен центробежный насос, имеющий карданный привод от коробки отбора мощности. Кроме насоса в оборудование автомобиля-цистерны входят топливный фильтр тонкой очистки и счетчик с раздаточной гребенкой на два рукава с автоматическими кранами.
Автомобиль-цистерна в противопожарных целях имеет вывод трубы глушителя в переднюю часть под бампер, а для предохранения от разряда статического электричества на цистерне имеется заземляющее устройство в виде металлической цепи, свободно касающейся земли.
В некоторых случаях перевозка топлива может производиться на грузовых автомобилях в стальных резервуарах типа Р-4, а также в резинотканевых резервуарах типа МР-4, -6. Главное их преимущество в том, что они имеют собственную массу в несколько раз меньшую, чем у стальных резервуаров, и помещаются в кузова грузовых автомобилей соответствующей грузоподъемности.
Автомобил и- топливозаправщики отличаются от автомобилей-цистерн только наличием оборудования для механической перекачки и раздачи жидкого топлива.
Хранение жидкого топлива в стационарных хранилищах осуществляют чаще всего в стальных резервуарах. При выборе размещения резервуара должно учитываться важнейшее свойство бензина — его способность испаряться и в смеси с воздухом образовывать взрывоопасную смесь. Опасность взрыва возникает в том случае, если в воздухе содержится 2,4—5% (об.) паров бензина. Чтобы исключить возможность образования взрывоопасной смеси, резервуары для хранения бензина снабжают специальным оборудованием.
Различают наземное, полуподземное и подземное размещение резервуаров. При наземном размещении обеспечивается удобство обслуживания резервуаров п минимальные затраты на строительство, но потери бензина на испарение в этом случае максимальные. Полупод- земная и подземная установки резервуаров требуют большого объема
земляных работ, однако в этих случаях снижаются потери топлива на испарение и уменьшается пожароопасность.
Для обеспечения большей пожаробезопасности на стационарных АЗС в настоящее время применяют различные средства: огневые предохранители; системы с использованием инертных газов и жидкостей (воды); системы, основанные на насыщении замкнутого объема.
Рис. 11. Стационарная АЗС:
/ — бетонное основание (фундамент), 2 — резервуар для топлива, 3 — приемный люк для топлива, 4 —- огневой предохранитель воздушной трубы, 5, 7, U — воздушная, приемная и всасывающая трубы, 6 — топливный фильтр, 8, 10 — угловые огневые предохранители воздушной и всасывающей труб, 9 — мерная труба, 12 — раздаточная колонка, 13 — раздаточный шланг, 14 — обратный клапан, 15 — хомут для крепления резервуара, 16 — устройство для заземления
На рис. 11 показана схема стационарной АЗС, имеющей подземное размещение резервуара, снабженного огневыми предохранителями. Резервуар 2 полностью заглублен в землю так, что его наивысший уровень находится на расстоянии не менее 0,2 м от поверхности земли. Крепится резервуар к бетонному основанию (фундаменту) 1 с помощью металлических хомутов 15. При отсутствии грунтовых вод в месте размещения резервуара возможна его установка без фундамента, прямо на песчаную подушку. В крышке горловины резервуара размещены приемная 7, всасывающая 11, мерная 9 и воздушная 5 трубы. Приемная труба 7 своим наружным концом выведена в приемный люк 3 и сообщается с ним через топливный фильтр 6. Внутренний конец приемной трубы расположен ниже обратного клапана 14 всасывающей трубы 11 в так называемом «мертвом» остатке бензина, который создает гидрав-
лический затвор. Он предохраняет поступление воздуха в резервуар при его заполнении и служит одновременно для огневой защиты.
Топливный фильтр 6 снабжен также сетчатым фильтром, находящимся во впускном патрубке и выполняющим роль огневого предохранителя. Угловые огневые предохранители 8 и 10 установлены соответственно в воздушной 5 и всасывающей 11 трубах, кроме того, конец воздушной трубы, выведенный в атмосферу, также имеет огневой предохранитель 4 (пламегаситель).
Внутри мерной трубы 9 расположен щуп с нанесенными на нем делениями, которые в объемных единицах указывают степень наполнения резервуара. Всасывающая труба 11 наружным концом соединена с раздаточной колонкой 12. В целях предохранения всего оборудования АЗС от разряда статического электричества резервуар 2 для топлива имеет заземляющее устройство 16. Огневые предохранители, устанавливаемые в трубопроводах оборудования станции, представляют из себя так называемую сетку Деви — латунную сетку, имеющую от 144 до 220 ячеек на 1 см2. Ее помещают между фланцами защищаемой трубы в два слоя с зазором 3—5 мм.
Раздача топлива на АЗС производится из топливораздаточных колонок, в состав оборудования которых входят перекачивающий насос с электрическим приводом, счетчик отпускаемого топлива и гибкий шланг с раздаточным краном. В качестве счетчиков используют механизмы, принцип действия которых основан на вытеснении жидкости из измерительной камеры рабочим органом, выполненным в форме поршня, шестерни, диска или винта. Перемещение рабочего органа производится за счет разности давлений до и после счетчика. Так как объем камеры точно известен, то для измерения отпускаемого топлива достаточно учитывать число оборотов рабочего органа счетчика. С помощью передаточного устройства эти показания передаются на циферблат со стрелкой или цифровой индикацией.
Раздаточные краны по конструкции имеют два исполнения: с ручным управлением прекращения подачи и с автоматическим управлением по заданному уровню наполнения в баке Краны ручного действия просты по устройству, так как имеют всего один запорный клапан, открываемый нажатием рукоятки. Краны автоматического действия работают на принципе эжекции воздуха при движении топлива.
Для снабжения газобаллонных автомобилей сжиженным газом предусмотрены кустовые базы сжиженного газа и автомобильные газонаполнительные станции (АГНС); транспортируют сжиженный газ в железнодорожных и автомобильных цистернах.
Кустовые базы предназначены для приемки сжиженного газа с места его производства, хранения и снабжения им АГНС. В отличие от АГНС кустовые базы располагают более мощным перекачивающим и разливочным оборудованием и парком автоцистерн. На кустовых базах выполняют следующие технологические операции: слив сжиженного газа из железнодорожных цистерн в стационарные резервуары; хранение запаса сжиженного газа; разлив сжиженного газа из стационарных резервуаров в автоцистерны; техническое обслуживание оборудования и автоцистерн. Для выполнения указанных
операций на кустовых базах предусматриваются: железнодорожный тупик с эстакадой для слива и налива топлива; склад сжиженного газа; блоки производственных и вспомогательных помещений; гараж с открытой стоянкой автоцистерн; колонки для наполнения автоцистерн сжиженным газом, а специальных резервуаров — водой (на случае пожара).
Наличие мощных кустовых баз сжиженного газа позволяет создать широкую сеть АГНС. В зависимости от экономических затрат и структуры газоснабжения могут быть выбраны три типа размещения резервуарного парка АГНС: стационарный, полустационарпый и передвижной. В нашей стране наибольшее распространение получили стационарные и передвижные АГНС.
Размещение стационарных АГНС на территории города (района) производится с учетом дисклокации парка газобаллонных автомобилей и сокращения перепробегов автомобилей для заправки сжиженным газом. АГНС располагают вблизи АТП (в основном в промышленно-складских и коммунальных зонах города), а также на магистралях и улицах с интенсивным движением автомобильного транспорта.
При выборе территории для размещения АГНС следует учитывать, что резервуары для хранения сжиженного газа представляют определенную пожарную опасность. Строительными Нормами и Правилами (СНиП—II-37—76), а также Правилами безопасности в газовом хо-
Рис. 12. Генеральный план стационарной АГНС:
/ — промежуточная емкость, 2 — производственное здание, 3 — хранилище газа, 4, 5 — сливные н наполнительные колонки, 6 — резервуар с водой для пожаротушения
зяйстве регламентируются минимальные расстояния от АГНС до зданий, сооружений и автомобильных дорог. При подземном хранении емкостей на стационарных АГНС расстояние от них до зданий и сооружений должно быть не менее 40 м, до железных дорог — 50 м, до автомобильных дорог — 20 м. Кроме того, общая емкость резервуарного парка АГНС не должна превышать 100 м3.
На АГНС сжиженного газа производится заправка автомобилей, учет отпущенного газа, хранение его запаса и слив из баллонов автомобилей. Кроме того, АГНС осуществляет надзор за техническим состоянием автомобильных газовых баллонов. Стационарные АГНС выполнены по типовому проекту, разработанному институтом Мосгаз- НИИпроект (рис. 12). Эти станции имеют подземные резервуары общей емкостью 100 м3 и технологическое оборудование, обеспечивающее прием, хранение, перекачку и учет сжиженного газа. Перемещение сжиженного газа производится вихревыми насосами С-5/140 производительностью 5 м3/ч. Насос работает с высотой всасывания 4 м при упругости паров в емкости, откуда ведется перекачка, не менее 0,7 МПа.
Для перемещения паров сжиженного газа и создания в емкости избыточного давления применяют компрессор АВ-15; давление, обеспечиваемое компрессором,— 1,2 МПа (паспортные данные). Как показала практика, компрессор включается периодически и за 8 ч работы насосов его работа в общей сложности составляет не более 2 ч.
Для наполнения автомобильных газовых баллонов сжиженным газом предназначены пять наполнительных колонок, каждая из которых снабжена шлангами с присоединительными устройствами и счетчиками УИЖГ-20 расхода газа. Счетчики имеют первый класс точности и цепу деления 0,1 дм3. Техническая характеристика станции приведена ниже.
Техническая характеристика стационарной АГНС
Производительность: объем газа, млн. л/год.26,3
количество заправок в сутки600
Хранение газав резервуарах
под избыточным давлением
Количество резервуаров 4
Объем каждого резервуара, м325
Размещение резервуаров . подземное
Количество сливных колонок2
Количество наполнительных (заправочных) колонок 4
Счетчик расхода газа -. . . . УИ/КГ-20
Площадь земельного участка, м2 . . . .. . 5400
Площадь застройки, м2556
Количество прикрепленных автомобилей1500
Примечание. Схема движения автотранспорта на территории АГНС—односторонняя с параллельно расположенными подъездными дорогами к каждой наполнительной колонке.
Передвижные АГНС служат для мобильного обеспечения газобаллонных автомобилей сжиженным газом с меньшими капитальными затратами. Применяют передвижные АГНС при работе газо-
баллонных автомобилей на выезде из города во время уборочной кампании, а также в городе для заправки автомобилей, маршруты следования которых лежат в стороне от стационарных АГНС. Кроме того, передвижные АГНС могут быть использованы в транспортном режиме для перевозки газа с кустовой базы на стационарные АГНС.
Передвижные АГНС размещаются также на стационарных площадках. Площадки для передвижных АГНС, имеющих объем резервуара для сжиженного газа до 12 м3, должны находиться на определенных расстояниях от общественных, жилых и промышленных зданий и сооружений, железной дороги, общей сети, а также стоянок автомобилей и автомобильных дорог (рис. 13). Выбор площадки обусловливается и удобством въезда (выезда) автомобилей. Они также должны быть оборудованы твердым покрытием, иметь предупреждающие надписи («Осторожно, газ!», «Не курить!» и т. и.) и обеспечивать энергопитание для станции и освещение территории в темное время суток. Кроме того, на площадках предусматривается место заземления станции для снятия статического электричества.
Рис. 13. Площадка для размещения передвижных АГНС и расстояния от площадки О):
Дл —ДО общественных зданий, R2 — до жилых зданий и железной дороги общей сети, Ra — до промышленных зданий и сооружений, а также стоянок автомобилей и автомобильных дорог
Передвижные газонаполнительные станции модели ЦППЗ-12-885 разработаны на базе стационарных станций и представляют собой автоцистерну безрамной конструкции с автомобилем-тягачом ЗИЛ-130В1. В верхней части цистерны установлены два предохранительных клапана; в центре заднего днища расположен предназначенный для внутреннего осмотра емкости люк, в крышке которого находятся контрольноизмерительные приборы. В задней части автоцистерны на подрамнике смонтировано технологическое оборудование, позволяющее заправлять цистерну сжиженным газом, сливать газ в стационарные емкости
и заправлять автомобильные баллоны. Сжиженный газ перемещается с помощью центробежного насоса С-5/140 с электроприводом и двух электрических испарителей сжиженного газа. Раздача газа в автомобильные баллоны производится через счетчик УИЖГ-20. Резервуар и другие элементы цистерны закрывают кожухом, предохраняющим их от нагревания солнечными лучами. Поверхности кожуха и цистерны окрашивают в светло-серый или серебристый цвет; вдоль цистерны наносят красную полосу и делают надпись «Пропан, огнеопасно». Техническая характеристика газонаполнительной станции ЦППЗ-12- 885 приведена ниже.
Техническая характеристика газонаполнительной станцииЦП ПЗ-12-885
Полезная нагрузка, кге.. .. . 5100
Геометрическая емкость цистерны, м3 . .... 12
Полезная емкость цистерны, м3 .......10,2
Рабочее давление в цистерне, МПа .......1,8
Количество постов заправки автомобилей .... 1
ЛТощность энергообеспечения, кВт; электродвигатели 8
испарители10
Время заправки баллона емкостью 100 л, мин . 6
Количество закрепленных за станцией газобаллонных автомобилей200
Седельный тягач 130В1
Конструкция полуприцепа . . . безрамная
Масса станции, кг: с газом 15 600
без газа . . . . 10 500
Габаритные размеры станции, мм 7550x2400x3200
Расчетная производительность в год, тыс. т . . 345
Снабжение газобаллонных автомобилей сжатым природным газом предусматривает создание базовых стационарных автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), блочно-комплектных АГНКС, гаражных АГНКС и передвижных автогазозаправ- щиков (ПАГЗ).
При создании сети стационарных АГНКС в первую очередь необходимо соблюдать условие близкого расположения станции к магистральному газопроводу или газопроводу-отводу, по которым природный газ поступает с мест его получения и переработки. К дополнительным требованиям при размещении АГНКС следует отнести возможность подвода инженерных коммуникаций (воды, электроснабжения) и соблюдение требований пожарной охраны и безопасности труда. Стационарные АГНКС в целях их безопасной эксплуатации и оздоровления воздушного бассейна города размещают на автомобильных магистралях за городской чертой.
На АГНКС производят компремирование газа до 30—35 МПа, хранение его при этом высоком давлении и заправку им автомобилей. Для выполнения этих функций АГНКС оснащены компрессорными установками, ресиверным парком и раздаточными колонками. Оборудование станции размещено в производственно-технологическом корпусе,
а для заправки автомобилей предусматривается навес с проездными боксами. Техническая характеристика станции приведена ниже.
Техническая характеристика стационарной АГНКС
Производительность, количество заправок в сутки . . 500
Давление в насосе, ЛШа: на входе .......... 0,6—1,2
на выходе 20,0
Мощность компрессора, кВт 800
Количество компрессоров 5(1 резерв
ный)
Количество заправочных колонок 8
Количество аккумуляторов газа . . .2
Объем аккумулятора газа, м39
Площадь территории, м2 6700
Количество закрепленных за станцией газобаллонных автомобилей 1122
Для снижения холостых пробегов автомобилей на заправку применяются блочно-комплектные АГНКС, размещаемые в непосредственной близости от места базирования автомобилей. Их можно сооружать из отдельных компрессорных установок, которые комплектно размещены в контейнерах. Такие станции из автономных блоков не требуют значительных капиталовложений на фундаменты и сооружения и могут быть выполнены на различную производительность — от 50 до 500 заправок в сутки.
Гара ж н ые АГНКС, состоящие из блочной компрессорной установки и газораздаточных постов, как правило, не имеют больших аккумуляторов газа и предназначены в основном для «медленного», или «ночного», способа заправки автомобилей. При таком способе заправка автомобилей газом производится в межсменное время в течение 8—12 ч. Заправочные шланги подведены к местам хранения автомобилей, а заправка производится минуя ресиверы, непосредственно от компрессора. При «медленном» способе отсутствуют холостые пробеги автомобилей на заправку и увеличивается наполнение баллонов на 10—20% по сравнению с «быстрым» способом, так как не происходит дополнительного нагревания газа от резкого перепада давления. От гаражной АГНКСвозможна также и «быстрая» заправка (2—4 автомобиля в час).
Для обслуживания АТП, удаленных от газопроводов, могут быть использованы передвижные автогазозаправщики (ПАГЗ), представляющие собой автопоезд, выполненный на базе тягачей ЗИЛ-133ГЯ, КамАЗ-5410 и МАЗ-504В; на полуприцепе устанавливают газовые баллоны емкостью 400 л каждый. Для осуществления ступенчатой заправки автомобилей баллоны распределяют по трем секциям. Заправка автомобилей производится непосредственно в АТП; объем отпускаемого одним ПАГЗ газа при нормальных условиях колеблется от 925 (автопоезд ЗИЛ) до 1940 м3 (автопоезд МАЗ).
14. Особенности технического обслуживанияавтомобилей КамАЗ
Кроме обычного технического обслуживания для новых автомобилей КамАЗ предусматривают дополнительные ТО через 1000 (ТО-1000) и 4000 (ТО-4000) км пробега (табл. 12), имеющие целью предупредить появление неисправностей путем выполнения профилактических крепежных, регулировочных и смазочно-очистительных работ. Расчетная периодичность выполнения СО — 24 000 км (для 1 категории условий эксплуатации). Удельная трудоемкость ТР автомобилей КамАЗ составляет 6,7 чел-ч на 1000 км пробега, прицепов и полуприцепов — 1,8 чел -ч. Нормативы трудоемкостей ТО и ТР могут корректироваться в соответствии с «Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта».
12. Трудоемкость технического обслуживания автомобилей КамАЗ, их прицепов и полуприцепов
Моде л ь а втомобил я (прицепа, полуприцепа)
Трудоемкость, чел ч
ЕО
ТО-1000
ТО-400 С
ТО-1
ТО-2
СО
весна
осень
КамАЗ-5320
0,75
13,1
4,5
2,13
8,83
12,52
17,66
КамАЗ-5511 (-амосвал)
0,67
11,61
4,5.8
2,51
10,2
КамАЗ-5410 (седельный тягач)
11,59
4,56
2,15
8,78
12,45
17,59
Прицеп ГКБ-8350
0,37
5,26
1,24
1,07
0,75
3,86
Полуприцепы О дАЗ-9370 п -9770
1,06
0,97
4,24
Особенностью ТО-2 автомобилей КамАЗ является большое количество крепежных работ (37,4% от общей трудоемкости), включающих проверку креплений силового и других агрегатов, тормозных аппаратов, генератора, стартера и др. Наиболее часто предусматривается выполнение регулировок свободного хода рычага вилки выключения сцепления, схождения передних колес, величины хода штоков тормозных камер. При выполнении смазочно-очистительных работ в ходе ТО-2 особое внимание уделяют очистке картонного фильтрующего элемента второй ступени воздушного фильтра, сливу конденсата из воздушных баллонов пневматической системы, проверке уровня жидкос-
ти в бачке главного цилиндра привода сцепления. Фильтрующие элементы системы смазки двигателя КамАЗ-740 следует заменять одновременно со сменой масла в двигателе через 6000—8000 км пробега.
Особенностью СО является то, что кроме операций ТО-2 в него включен ряд работ, связанных с демонтажем основных узлов автомобиля с последующей проверкой их технического состояния, частичной разборкой, регулировкой и сборкой. Такими работами (условно относимыми к СО) являются проверка состояния и регулирование элементов топливной аппаратуры (топливного насоса высокого давления, форсунок и др.), генератора и стартера, колесных тормозных механизмов и т. д.
При СО проверяют затяжку гаек фланцев ведомого вала коробки передач и ведущих валов среднего и заднего мостов; заменяют масло в гидравлическом приводе сцепления, в мостах и гидравлическом усилителе рулевого управления; заменяют смазку в ступицах колес; промывают топливные баки; проверяют состояние и регулируют положение поддерживающей опоры десятиступенчатой коробки передач; проверяют и регулируют клапан включения и кран управления делителем коробки передач; проверяют действие гидромуфты привода выключения вентилятора; проверяют крепления водяного насоса, радиатора, пускового подогревателя, компрессора, фланцев полуосей, редукторов среднего и заднего мостов, пальцев и верхних кронштейнов реактивных штанг.
После обслуживания проверяют работу двигателя и приборов, действие рулевого управления, тормозов и других агрегатов и систем во время движения автомобиля.
. Особенности технического обслуживаниягазобаллонных автомобилей
Газобаллонные автомобили по сравнению с автомобилями, работающими на жидком топливе, имеют ряд особенностей, вызванных наличием у них газовой системы питания, находящейся под давлением. Эти особенности учитываются при организации и проведении технического обслуживания как системы питания, так и автомобиля в целом. Виды ТО газобаллонных автомобилей такие же, как и базовых, работающих на жидком моторном топливе, но общая трудоемкость работ ТО газобаллонных автомобилей выше на 10—15%.
В целях сокращения времени простоя автомобиля при выполнении работ по техническому обслуживанию газовой системы питания разрешается выполнять технологически связанные с ними часто повторяющиеся операции ТР, имеющие малую трудоемкость. Однако суммарная трудоемкость этих операций не должна превышать 15—20% от трудоемкости соответствующего вида технического обслуживания.
Все работы, связанные с техническим обслуживанием, текущим и капитальным ремонтами и операциями по сливу и заправке автомобиля сжиженным газом, выполняют на АТП, станциях технического обслуживания газобаллонных автомобилей (СТОГА), авторемонтных заво-
дах (АРЗ), АГНС и АГНКС. В систему ТО газобаллонных автомобилей положены следующие основные положения: ТО и ТР газобаллонных автомобилей в ДТП выполняют только при технически исправных газовых баллонах; ТО и ТР газового баллона и его арматуры проводят на СТОГА, а регулировку топливоподающей аппаратуры для сжиженного газа —■ на специальном посту в ДТП.
В автотранспортных предприятиях проводят ТО и ТР газовой топливоподающей аппаратуры. ТО газобаллонных автомобилей выполняют на тех же постах, что и автомобилей с карбюраторными двигателями. Дополнительными операциями при обслуживании газобаллонных автомобилей является выработка газа и проверка герметичности баллонов перед въездом в помещение. Автомобиль в профилактории перемещается при работе двигателя на бензине.
На станции технического обслуживания газобаллонных автомобилей выполняют все виды работ, проводимые в АТП, и, кроме того, проводят ТО и ремонт арматуры газового баллона, сливают газ из баллонов автомобиля, освидетельствуют баллоны и демонтируют газовое оборудование с автомобилей, направляемых в капитальный ремонт.
Наиболее трудоемким процессом является освидетельствование баллона, которое включает в себя следующие виды работ: слив газа; дегазацию; демонтаж арматуры; наружный осмотр; гидравлические испытания; сушку баллона после испытаний; монтаж новой или отремонтированной арматуры; пневматические испытания; окраску и клеймение.
Авторемонтные заводы осуществляют капитальный ремонт двигателей и автомобилей в целом, переоборудование автомобилей с бензиновыми двигателями в газобаллонные. На АРЗ проводят также обкатку и испытание двигателя газовой модификации (повышенная степень сжатия) на высокооктановом бензине (АИ-93) и испытание газовой магистрали автомобиля воздухом под рабочим давлением для определения герметичности соединений.
Технология технического обслуживания газообаллонных автомобилей в АТП принципиально не отличается от технологии обслуживания автомобилей с карбюраторными двигателями. Различия имеются лишь в контроле за работой автомобиля на линии, ежедневном обслуживании и диагностировании технического состояния системы питания.
Контроль на линии осуществляет водитель. При возникновении отказа в газовом оборудовании (аварийный случай) и в зависимости от характера и неисправности он решает, в каком из предприятий по обслуживанию газобаллонных автомобилей могут устранить возникшую неисправность.
Если неисправность газового оборудования вызвана неисправностью баллона или арматуры, в первую очередь сливают газ на газонаполнительной станции или на станции технического обслуживания газобаллонных автомобилей; если она вызвана негерметичностью газовой магистрали или отказом газовой топливоподающей аппаратуры,
то газобаллонный автомобиль на резервной бензиновой системе может быть направлен в АТП или на СТОГА.
При ЕО газобаллонных автомобилей в объем контрольных работ включается проверка герметичности газовой системы питания. Ее осуществляют на территории АТП или специальном посту, обеспечивающем безопасность проведения работ. Утечку газа определяют с помощью газоанализатора ПГФ2М1-ИЗГУЧ или мыльной эмульсин.
Диагностирование газового оборудования осуществляется непосредственно на автомобиле с помощью специального стенда на линии ТОД. Все проверки проводят сжатым воздухом под рабочим давлением. Диагностирование автомобиля при работе его на газе осуществляют на специальном посту, обеспечивающем пожаро- и взрывобезопасность проводимых работ. К таким работам относятся: определение мощностных качеств двигателя и его топливной экономичности; регулировка работы двигателя на холостом ходу; определение токсичности отработавших газов. Пост должен быть оборудован стендом с беговыми барабанами.
. Средства диагностирования технического состоянияавтомобильных двигателей
Основными признаками определенных неисправностей двигателя являются падение его мощности, повышенный расход масла, дымный выпуск, снижение компрессии в цилиндрах, стуки в двигателе.
Падение мощности двигателя с одновременным увеличением расхода топлива происходит при неисправности систем питания и зажигания, образовании нагара в камерах сгорания, отложениях во впускной системе, наличии накипи и загрязнений в системе охлаждения, неправильной регулировке газораспределительного механизма, недостаточной компрессии в цилиндрах двигателя, пропуске воздуха через уплотнения впускной системы.
Повышенный расход масла (у г ар) и дымный выпуск наблюдаются при износе, залегании и поломке поршневых колец, потере ими упругости, износе канавок для поршневых колец, износе и повреждении гильз цилиндров, подсосе масла через зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками, нарушении уплотнений коленчатого вала и неисправности системы вентиляции картера. Дымность выпуска в большой степени зависит от неисправностей топливной аппаратуры.
Снижение компрессии может произойти в результате износа поршневых колец и гильз цилиндров, неплотного прилегания клапанов к седлам, износа направляющих втулок клапанов, ослабления затяжки гаек крепления головок цилиндров, повреждения прокладки головки цилиндров, нарушения зазоров в клапанном механизме.
Стуки в двигателях появляются при поломке клапанных пружин и заедании клапанов, задирах на поверхностях гильз и поршней, увеличенных зазорах между стержнями клапанов и носками коромысел, износе поршневых пальцев и отверстий для них в бобышках пор-
Рис. 14. Стенд с беговыми барабанами:
/ — вентилятор для обдува двигателя, 2 — пульт управления, 3 — беговые барабаны
Рис. 15. Схема проверки компрессии:
/ *— головка цилиндров, 2 — резиновый наконечник, з — шланг, 4 — манометр, 5 — клапан выпуска воздуха, 6 — золотник
шней и во втулках верхних головок шатунов, повышенном износе шатунных и коренных подшипников.
Для устранения неисправностей двигателя удаляют накипь и нагар, регулируют зазоры, а также заменяют отдельные детали. Повышенное количество пропускаемых поршневыми кольцами газов, падение давления масла в системе смазки ниже нормы, стуки в двигателе указывают на необходимость ремонта.
Выявление и устранение неисправностей производится па контрольно-диагностическом посту для углубленного диагностирования, оборудованном стендом с беговыми барабанами (рис. 14) для определения мощности двигателя и расхода топлива. При диагностировании проверяют: компрессию в цилиндрах — компрессометром; изменение величины утечки воздуха из цилиндров двигателя —специальным прибором; количество газов, прорывающихся в картер,— газовым счетчиком; изменение химического состава отработавших газов — газоанализатором; изменение разрежения во впускном трубопроводе — вакуумметром; угол опережения зажигания (впрыскивания топлива) — с помощью специальных приборов и оборудования; изменение давления масла в системе смазки — манометром; повышение шума двигателя и изменение его характера — электронной аппаратурой или стетоскопом.
Для проверки компрессии прогревают двигатель до температуры охлаждающей жидкости, т. е. 80—90 °C, затем его останавливают, полностью открывают дроссельную и воздушную заслонки карбюраторов и отсоединяют провода от свечей зажигания. Очистив и продув сжатым воздухом углубления около свечей зажигания, вывертывают свечи и, вставив резиновый наконечник 2 (рис. 15) комирессометра в отверстие для свечи или форсунки одного из цилиндров, вращают коленчатый вал двигателя стартером на 10—12 оборотов. Давление в цилиндре отсчитывают по шкале манометра 4. Далее нажимают пальцем на стержень золотника 6 комирессометра до установки стрелки манометра в нулевое положение и проверяют давление в остальных цилиндрах. Компрессометр для дизелей имеет шкалу манометра до 6 МПа.
Давление в цилиндре в конце сжатия должно быть (не ниже): 0,7 МПа — у двигателей ЗИЛ-130; 0,76 МПа — у двигателей ГАЗ-53А; 3 МПа — у дизелей ЯМЗ-236 и КамАЗ-740. Разность показаний манометра в отдельных цилиндрах не должна превышать 0,1 МПа для карбюраторных двигателей и 0,2 МПа — для дизелей.
Техническое состояние цилиндропоршневой группы двигателя без его разборки проверяют прибором К-69М (рис. 16), работа которого основана на измерении утечки воздуха, подаваемого под давлением в цилиндр неработающего двигателя через отверстие для свечи зажигания или форсунки. Прибор состоит из редуктора 4, манометра 6 со шкалой, проградуированной в процентах утечки воздуха, регулировочного винта 7, входного 3 и выходного 8 штуцеров, шланга 10 для соединения прибора с цилиндром двигателя, быстросъемных муфт 2 и 11 для присоединения шланга магистрали сжатого воздуха к прибору и штуцеру 12, ввертываемому в резьбовое отверстие для свечи зажигания.
К прибору прилагаются: звуковой сигнализатор (свисток) для оп-
ределепия конца такта сжатия в цилиндре двигателя перед началом проверки; набор шкал и стрелка, устанавливаемые в корпус и на кулачковую шайбу прерывателя для определения начала и конца такта сжатия в карбюраторном двигателе (в дизелях используют щуп-индикатор); индикатор утечки. Последний устанавливают в отверстиях для свечей зажигания, соседних с проверяемым цилиндром.
Рис. 16. Прибор К-6ЭМ:
/ — шланг от магистрали сжатого воздуха, 2, П — быстросъемные муфты, 3, 8 — входной и выходной штуцера, / — редуктор, 5 — калиброванное отверстие, б — манометр, 7 — регулировочный впит, 9 — накидная шика, /5 — шланг, 12 — штуцер, ввертываемый в отверстие для свечи зажигания
Проверку состояния цилиндропоршневой группы производят после прогрева двигателя при положении поршня в в. м. т. Давление сжатого воздуха, поступающего из магистрали, снижается редуктором 4 до 0,16 МПа. Воздух поступает в проверяемый цилиндр через штуцер 12. Полной герметичности цплнндропоршневой группы соответствует нулевое показание манометра 6, полной утечке воздуха — 100%. Следовательно, отклонение стрелки манометра от пулевого деления указывает потерю воздуха в процентах.
При подаче воздуха в проверяемый цилиндр непосредственно из магистрали его давление (0,45 МПа) устанавливается запорным вентилем магистрали по входному манометру. Повышенное давление в цилиндре позволяет по колебаниям пушинок в индикаторе утечки более четко прослушать и определить прорыв воздуха через поршневые кольца, клапаны и прокладку головки цилиндра.
Для прослушивания стуков, возникающих в двигателе, используют механические и электронные стетоскопы (рис. 17). Механический стетоскоп имеет слуховые наконечники 4, вставляемые в уши, и стержень 3, прижимаемый к различным зонам источников шумов и стуков в двигателе. Электронный стетоскоп представляет собой двухтранзисторный усилитель с пьезокристаллическим датчиком и элементами питания 6, вмонтированными в пластмассовый корпус 7. В корпусе выполнены
гнезда для подключения телефона 10 и стержня 9. Прослушивание двигателя и распознавание по характеру стуков его неисправностей требуют большого навыка.
Кроме перечисленных ранее показателей техническое состояние двигателя определяется и расходом масла на угар. При расходе .масла
Рис. 17. Механический (с) и электронный (б) стетоскопы и зоны прослушивания стуков в двигателе (б):
/ — резиновые трубки, 2 — мембрана, 3, 9 — стержни, ч — наконечники, 5 — провод. 6 — элементы питания, 7 — корпус, 8 — преобразователь, 10 — телефон, 11 — распределительные шестерни, 12 — клапаны, 13 — поршневые пальцы, 14 — подшипники распределительною вала, 15 — коренные подшипники коленчатого вала
на угар, превышающем норму для данного двигателя, наличии утечки воздуха более 14—23%, резком снижении компрессии в цилиндрах и прорыве газов в картер двигателя более 100 л/мнн двигатель направляют в ремонт.
ГЛАВА III. УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПИТАНИЯКАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
. Принципиальное устройство системы питания
Система питания (рис. 18) карбюраторного двигателя предназначена для хранения запаса топлива в автомобиле, очистки топлива и воздуха, образования горючей смеси, подвода ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов; она должна обеспечивать высо-
кую надежность работы двигателя в различных условиях эксплуатации автомобиля, заданный расход топлива, минимальное загрязнение ок-
Рис. 18. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя:Рис. 18. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя:/ — топливный бак, 2 — топливопровод, 3— фильтр-отстойник, -/ — топливный насос, 5 — фильтр тонкий очистки топлива. 6 — воздушный фильтр, г ■— карбюратор, 8, 9 — впускной и выпускной трубопроводы, Ю — глушитель шума выпуска/ — топливный бак, 2 — топливопровод, 3— фильтр-отстойник, -/ — топливный насос, 5 — фильтр тонкий очистки топлива. 6 — воздушный фильтр, г ■— карбюратор, 8, 9 — впускной и выпускной трубопроводы, Ю — глушитель шума выпускаружающего воздуха отработавшими газами, пожаробезопасность, удобство диагностирования и технического обслуживания.
Рис. 18. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя:
Рис. 18. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя:
/ — топливный бак, 2 — топливопровод, 3— фильтр-отстойник, -/ — топливный насос, 5 — фильтр тонкий очистки топлива. 6 — воздушный фильтр, г ■— карбюратор, 8, 9 — впускной и выпускной трубопроводы, Ю — глушитель шума выпуска
/ — топливный бак, 2 — топливопровод, 3— фильтр-отстойник, -/ — топливный насос, 5 — фильтр тонкий очистки топлива. 6 — воздушный фильтр, г ■— карбюратор, 8, 9 — впускной и выпускной трубопроводы, Ю — глушитель шума выпуска
При работе двигателя топливо (бензин) из бака с помощью насоса подается через трубопроводы и топливные фильтры в карбюратор, где распыливается и смешивается в определенной пропорции с воздухом, поступающим через воздушный фильтр. Образовавшаяся горючая смесь по впускному трубо
проводу поступает в каждый цилиндр двигателя при такте впуска. В цилиндре она смешивается с продуктами сгорания, оставшимися
после предыдущего такта, и образуют рабочую смесь, которая при такте сжатия сжимается. В конце такта сжатия она воспламеняется от
искрового разряда свечи зажигания и сгорает, увеличиваясь в объеме и совершая полезную работу по перемещению поршня. Образовавшиеся при такте рабочего хода отработавшие газы при такте выпуска отводятся через глушитель в атмосферу.
В системах питания различных карбюраторных двигателей могут быть некоторые конструктивные различия. Так, для уменьшения шума при впуске воздуха в карбюратор между воздушным фильтром и карбюратором могут быть установлены глушители. Топливные фильтры для двигателей легковых автомобилей иногда выполняют совместно с карбюратором или топливным насосом (отдельное исполнение этих фильтров, как правило, принимают для двигателей грузовых автомобилей и автобусов).
Для защиты двигателя при чрезмерном повышении частоты вращения коленчатого вала (обычно при работе двигателя без нагрузки) в системе питания предусматривают ограничитель частоты вращения. Такие ограничители устанавливают на карбюраторах двигателей грузовых автомобилей (например, автомобиля ЗИЛ-130).
Приборы системы питания двигателя соединены между собой металлическими топливопроводами, а также шлангами из маслобензостой- кой резины или пластмассы.
18. Типы карбюраторов
Наиболее важной частью системы питания карбюраторного двигателя является смесеобразующее устройство, которое служит для приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха в определенной пропорции. Смесеобразующее устройство, объединенное с поплавковой камерой, представляет собой карбюратор простейшего типа (рис. 19).
Рис. 19. Карбюратор простейшего типа:Рис. 19. Карбюратор простейшего типа:/ — поплавковая камера, 2 — поплавок, 3 — игольчатый клапан, 4 — штуцер подачи топлива, 5— отверстие, сообщающее полость поплавковой камеры с атмосферой, 6, 12 — входной и выходном воздушные патрубки. 7 — распылитель, 8 — диффузор, 9 — смесительная камера, Р? — главный жиклер, /Z — дроссельная заслонка, 13 — впускной клапан, 14 — цилиндр двигателя, 15 — поршень/ — поплавковая камера, 2 — поплавок, 3 — игольчатый клапан, 4 — штуцер подачи топлива, 5— отверстие, сообщающее полость поплавковой камеры с атмосферой, 6, 12 — входной и выходном воздушные патрубки. 7 — распылитель, 8 — диффузор, 9 — смесительная камера, Р? — главный жиклер, /Z — дроссельная заслонка, 13 — впускной клапан, 14 — цилиндр двигателя, 15 — поршеньРис. 20. Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок:Рис. 20. Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок:/ — поплавковая камера, 2 — смесительные камеры, 3 — дроссельные заслонки,4 — выпускные патрубки/ — поплавковая камера, 2 — смесительные камеры, 3 — дроссельные заслонки,4 — выпускные патрубки
Рис. 19. Карбюратор простейшего типа:
Рис. 19. Карбюратор простейшего типа:
/ — поплавковая камера, 2 — поплавок, 3 — игольчатый клапан, 4 — штуцер подачи топлива, 5— отверстие, сообщающее полость поплавковой камеры с атмосферой, 6, 12 — входной и выходном воздушные патрубки. 7 — распылитель, 8 — диффузор, 9 — смесительная камера, Р? — главный жиклер, /Z — дроссельная заслонка, 13 — впускной клапан, 14 — цилиндр двигателя, 15 — поршень
/ — поплавковая камера, 2 — поплавок, 3 — игольчатый клапан, 4 — штуцер подачи топлива, 5— отверстие, сообщающее полость поплавковой камеры с атмосферой, 6, 12 — входной и выходном воздушные патрубки. 7 — распылитель, 8 — диффузор, 9 — смесительная камера, Р? — главный жиклер, /Z — дроссельная заслонка, 13 — впускной клапан, 14 — цилиндр двигателя, 15 — поршень
Рис. 20. Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок:
Рис. 20. Двухкамерный карбюратор с параллельным открытием дроссельных заслонок:
/ — поплавковая камера, 2 — смесительные камеры, 3 — дроссельные заслонки,4 — выпускные патрубки
/ — поплавковая камера, 2 — смесительные камеры, 3 — дроссельные заслонки,4 — выпускные патрубки
Принцип работы простейшего карбюратора заключается в следующем. Топливо из бака подается в поплавковую камеру 1; с помощью
поплавкового механизма его уровень поддерживается постоянным. При работе двигателя поршень 15 начинает перемещаться вниз, засасывая воздух в цилиндр 14 двигателя. В этом случае поток воздуха приобретает наибольшую скорость в диффузоре 8 смесеобразующего устройства и создает разрежение у устья распылителя 7. Под действием этого разрежения топливо начинает вытекать из распылителя, разделяется на мельчайшие капельки, перемешивается с воздухом и испаряется в его потоке, образуя горючую смесь. Образовавшаяся горючая смесь через дроссельную заслонку // и клапан 13 поступает в цилиндр 14 двигателя. Дроссельная заслонка служит для регулирования подачи в цилиндры необходимого количества горючей смеси в различных режимах работы.
В зависимости от направле
ния потока воздуха в смесеобразующем устройстве карбюраторы подразделяются на несколько типов. Наиболее широко применяют карбюраторы, в которых горючая смесь движется сверху вниз (рис. 1!)). Такие карбюраторы называют карбюраторами с падающим потоком смеси. Опи обеспечивают высокие мощностные и экономические показатели и имеют удобное для обслуживания расположение на двигателе.
Карбюраторы с движением горючей смеси вверх называют карбюраторами с восходящим потоком с м е с и. Так как их конструкция является устаревшей, эти карбюраторы в данном учебнике не рассматриваются.
Для современных многоцилиндровых двигателей стали применять двухкамерные карбюраторы с параллельным и последовательным
открытием дроссельных заслонок (название двухкамерные карбюраторы получили ио числу имеющихся в них смесительных камер).
Дв ухк амерн ы й карбюратор (рис. 20) с парал- дельным открытием дроссельных заслонок имеет две смесительные камеры 2, поплавковую камеру 1 и две дроссельные заслонки 3, закрепленные на одной оси. При повороте оси дроссельные заслонки синхронно открывают выпускные патрубки 4, обеспечивая параллельное действие смесительных камер. Каждая смесительная камера карбюратора отдельным трубопроводом соединяется с группой цилиндров и питает их горючей смесью.
Двухкамерный карбюратор с последовательным открытием дроссельных заслонок имеет примерно такое же устройство; различие заключается лишь в приводе дроссельных заслонок и конструкции выпускного патрубка, который делается общим для обеих смесительных камер. При работе этого карбюратора вначале открывается дроссельная заслонка одной камеры (основной). Как только она откроется на 70—80%, начинает открываться дроссельная заслонка второй камеры (дополнительной). При этом вступает в работу дополнительная смесительная камера, обеспечивая поступление в цилиндры большого количества горючей смеси.
Применение многокамерных (двухкамерных) карбюраторов позволяет улучшить наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как увеличивается напор смеси во впускных трубопроводах. Особенно хорошие результаты дают такие карбюраторы в V-образных двигателях, где каждая камера карбюратора снабжает горючей смесью один ряд цилиндров. Применение многокамерных карбюраторов обеспечивает увеличение мощности двигателя, снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов. Эти преимущества наиболее полно проявляются у карбюраторов с последовательным открытием дроссельных заслонок.
. Устройство и работа простейшего карбюратора
Устройство. Простейший карбюратор (см. рис. 19) состоит из двух основных частей: смесеобразующего устройства и поплавковой камеры. В смесеобразующем устройстве происходит приготовление горючей смеси, а поплавковая камера является резервуаром, откуда топливо подается для смешения с воздухом.
Смесеобразующее устройство карбюратора имеет входной воздушный патрубок 6, диффузор 8, смесительную камеру 9, дроссельную заслонку 11 и выходной патрубок 12, обычно заканчивающийся фланцем, которым карбюратор крепится к впускному трубопроводу двигателя.
На входном патрубке 6 устанавливают шланг для подвода воздуха пли непосредственно воздушный фильтр. В месте расположения диффузора 8 уменьшается сечение смесеобразующего устройства, благодаря чему улучшаются условия распыливания топлива, так как при работе двигателя в самом узком сечении диффузора создается максимальная скорость воздушного потока. В этом месте устанавливают распыли-
тель 7, представляющий собой выведенную в диффузор трубку, через которую происходит истечение и распиливание топлива.
В поплавковой камере 1 имеется поплавковый механизм, состоящий из поплавка 2 и игольчатого клапана 3. На рычаг поплавка, шарнирно закрепленного на стенке поплавковой камеры, опирается запорная игла игольчатого клапана. В нижней части поплавковой камеры располагают главный жиклер 10. Его основное назначение состоит в дозировании топлива для получения горючей смеси нужного состава. Жиклер представляет собой пробку с центральным калиброванным отверстием, диаметр которого выбирают в зависимости от требуемого расхода топлива. Большое значение для образования горючих смесей имеют также длина калиброванного отверстия, величины углов входных и выходных фасок, диаметры каналов в теле жиклера. Главный жиклер может быть установлен в нижней пли верхней части распылителя 7.
Работа. При подаче топлива через штуцер 1 в поплавковую камеру поплавок всплывает и своим рычагом поднимает запорную иглу, закрывая игольчатый клапан. Как только уровень топлива в поплавковой камере достигнет заданного предела, игольчатый клапан закроется полностью и поступление топлива в камеру прекратится. При расходовании топлива из поплавковой камеры поплавок опускается и приоткрывает игольчатый клапан, вследствие чего в поплавковую камеру вновь начинает поступать топливо до момента достижения заданного уровня. Таким образом, поплавковая камера с помощью поплавковс- го механизма обеспечивает поддержание заданного уровня топлива при всех режимах работы двигателя. При вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска и при открытой дроссельной заслонке 11 через смесительную камеру 9 карбюратора проходит воздух. Внутри диффузора 8 скорость потока воздуха значительно возрастает, и на выходе распылителя 7 создается разрежение. При этом в поплавковой камере вследствие наличия отверстия 5 давление остается равным атмосферному. Из-за разности давлений в поплавковой камере и распылителе топливо начинает перетекать через главный жиклер 10 и распылитель 7 в виде фонтанчика, попадая в горловину диффузора. Здесь струя поступающего воздуха дробит вытекающее топливо па мелкие капельки, которые перемешиваются с воздухом, испаряются и образуют горючую смесь.
Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объеме. Часть топлива не успевает испариться и перемешаться с воздухом; неиспарившееся топливо в виде капелек движется в потоке воздуха и оседает на стенках смесительной камеры и впускного трубопровода, образуя пленку, которая движется с малой скоростью. Чтобы испарить эту пленку, впускной трубопровод при работе двигателя подогревают. Чаще всего используют жидкостный подогрев (от системы охлаждения двигателя) или подогрев теплотой отработавших газов. Таким образом, можно считать, что образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя.
§ 20. Образование горючей смеси и влияниеее состава на работу двигателя
Образование горючей смеси. Горючие смеси, необходимые для работы карбюраторного двигателя, образуются в смесеобразующем устройстве карбюратора и впускном трубопроводе двигателя. Время, отводимое на смесеобразование, определяется рабочим процессом двигателя; для современных двигателей оно чрезвычайно мало и составляет 0,007—0,015 с.
Первым условием образования горючих смесей является наличие в бензине фракций, испаряющихся при работе двигателя в заданном режиме. Вторым непременным условием образования горючих смесей является подвод теплоты к испаряющемуся топливу. Практически это осуществляют подогревом впускного трубопровода, связывающего карбюратор с цилиндром двигателя. Наилучшее смесеобразование обеспечивается при температуре 40—60 °C.
Важное значение для смесеобразования имеет степень распылива- ния топлива в смесеобразующем устройстве карбюратора: чем мельче распыливается топливо, тем скорее и лучше оно испаряется. При этом значительное влияние на его испарение оказывает скорость движения воздуха в смесительной камере. При малой скорости движения воздух вступает в контакт с капельками испаряющегося топлива, быстро насыщается его парами и испарение замедляется. При большой скорости движения поток воздуха увлекает за собой пары топлива, ускоряя процесс испарения. Кроме того, во впускном трубопроводе происходит завихрение смеси, что способствует лучшему перемешиванию паров топлива и воздуха и повышает однородность смеси.
Состав горючей смеси. Содержание топлива и воздуха в горючей смеси характеризует ее состав, который наиболее просто оценить количеством воздуха в 1 кг топлива.
Жидкие топлива различных видов требуют для полного сгорания неодинаковое количество воздуха. Так, для полного сгорания 1 кг бензина необходимо 15 кг воздуха при нормальном атмосферном давлении и температуре 20 °C. В этом случае смесь называют нормальной, а количество воздуха (15 кг) — теоретически необходимым.
На практике для определения состава смеси используют показатель, называемый коэффициентом избытка воздуха а. Он представляет собой отношение количества воздуха Lg, действительно поступившего со смесью в цилиндр, к количеству воздуха Ги в нормальной смеси, т. е. a=LgILK. Если в горючей смеси воздух содержится в количестве, необходимом для полного сгорания топлива, то а=1. Если а^1, смесь отличается от нормальной (табл. 13). Обогащенные и богатые смеси характеризуются недостатком воздуха, а обедненные и бедные — его избытком.
Горючие смеси воспламеняются только в определенных пределах изменения их состава, которые могут быть выражены коэффициентом избытка воздуха и называются пределами воспламеняемости смесей; для бензиновых горючих смесей предел воспламеняемости «^0,4...1,4. При изменении внешних условий, глав-
ным образом начальной температуры, пределы воспламеняемости смесей могут несколько отклоняться от указанных значений (например, при О °C а=0,53=.. .1,23; при 100 °C а=0,4...1,6). На пределы воспламеняемости смесей влияет также количество отработавших газов, оставшихся в цилиндре двигателя после завершения такта выпуска (остаточные газы сужают пределы воспламеняемости смесей).
13. Характеристика горючих смесей
Вид смеси
Количество воздуха на 1 кг бензина, кг
Коэффициент избытка воздуха os
Богатая
13—6
0,86—0,4
Обогащенная
15—13
1—0,87
Нормальная
15
1
Обедненная
15—16,5
1—U
Бедная
16,5—21
1,1—1,4
Состав горючих смесей оказывает непосредственное влияние на мощность и экономичность двигателя. При работе двигателя на нормальной смеси (а=1) расход топлива и развиваемая двигателем мощность будут иметь определенные значения. При обеднении горючей смеси до а=1,1...1,15 (до 16—17 кг воздуха на 1 кг топлива) увеличивается полнота сгорания смеси, но скорость сгорания и количество выделившейся теплоты уменьшаются, что приводит к снижению давления газов в цилиндрах, а следовательно, и мощности двигателя. Однако экономичность двигателя в этом случае возрастает, так как топливо сгорает наиболее полно и в меньшем количестве. При обеднении горючей смеси до больших значений а (1,2—1,3) скорость ее сгорания уменьшается очень сильно. Это существенно снижает мощность двигателя, а при дальнейшем обеднении может наступить предел воспламеняемости смеси (а=1,4), когда двигатель не сможет работать совсем.
При обогащении горючей смеси до а=1...0,9 скорость ее сгорания возрастает. С наибольшей скоростью смесь сгорает при а=0,9, что соответствует приблизительно 13 кг воздуха на 1 кг топлива. Такое соотношение топлива и воздуха в смеси обеспечивает получение наибольшей мощности двигателя, но ввиду неполного сгорания топлива экономичность работы двигателя уменьшится.
Применение обогащенной смеси позволяет получить наибольшую мощность двигателя, которая используется только при определенных, сравнительно коротких по времени режимах его работы. В связи с этим применение обогащенных смесей существенно не влияет на расход топлива, но значительно повышает эффективность работы двигателя.
Если горючая смесь будет обогащаться до а=0,6...0,5 (богатая смесь), неполнота сгорания увеличивается очень сильно. При а=0,4 (содержание воздуха в смеси менее 6 кг на 1 кг топлива) горючая смесь не воспламеняется.
Рис. 21. Регулировочные характеристики двигателя — кривые зависимости от значений а: 1, 2, 3 — мощности, Г, 2', 3* — удельного расхода топлива, 4 — изменения состава смеси при максимальной мощности, 5 — изменения состава смеси при минимальном расходе топливаРис. 21. Регулировочные характеристики двигателя — кривые зависимости от значений а: 1, 2, 3 — мощности, Г, 2', 3* — удельного расхода топлива, 4 — изменения состава смеси при максимальной мощности, 5 — изменения состава смеси при минимальном расходе топлива
Рис. 21. Регулировочные характеристики двигателя — кривые зависимости от значений а: 1, 2, 3 — мощности, Г, 2', 3* — удельного расхода топлива, 4 — изменения состава смеси при максимальной мощности, 5 — изменения состава смеси при минимальном расходе топлива
Рис. 21. Регулировочные характеристики двигателя — кривые зависимости от значений а: 1, 2, 3 — мощности, Г, 2', 3* — удельного расхода топлива, 4 — изменения состава смеси при максимальной мощности, 5 — изменения состава смеси при минимальном расходе топлива
Таким образом, наиболее предпочтительной смесью для длительной работы двигателя (в режиме средней нагрузки) является обедненная. Богатые и бедные горючие смеси для практического применения недопустимы, так как увеличивают в значительной степени расход топлива, снижают мощность двигателя и вызывают другие нежелательные явления в его работе.
Чтобы определить состав горючих смесей для различных режимов работы двигателя, последний подвергают регулировочным испытаниям. Их проводят на топ-
мозиом стенде, позволяющем определить мощность двигателя. Дополнительными приборами, устанавливаемыми на двигателе, измеряют расход топлива и количество поступающего в смесительную камеру воздуха, что позволяет подсчитать коэффициент избытка воздуха.
В результате испытаний при постоянной заданной частоте вращения коленчатого вала получают регулировочные характеристики двигателя (рис. 21).
Для построения регулировочных характеристик по оси ординат откладывают значения мощности N„ двигателя
в процентах от максимальной мощности и значения удельного расхо- да топлива Q в процентах от минимального расхода; по оси абсцисс откладывают значения коэффициента избытка воздуха а.
Кривая 1 соответствует работе двигателя при полном открытии дроссельной заслонки, а кривые 2 и 3 — при промежуточных ее положениях. Из характеристик видно, что они имеют общий характер: при любом положении дроссельной заслонки с увеличением а мощность двигателя вначале увеличивается, достигая максимального значения, а затем падает. Зависимость удельного расхода топлива от коэффициента а имеет обратный характер: вначале удельный расход топлива уменьшается, достигая минимального значения, а затем увеличивается. Для каждого положения дроссельной заслонки точки максимальной мощности на кривых 1, 2 и 3 не совпадают по величине а с точками минимальных удельных расходов топлива на кривых Г, 2' и 3'.
Если точки максимальной мощности на кривых 1, 2 и 3 соединить плавной линией, получим кривую 4, выражающую зависимость изменения состава смеси при максимальной мощности. Спроектировав точки минимальных удельных расходов топлива на линии 1—2—3
и соединив их, получим кривую 5, выражающую изменение состава смеси при минимальном удельном расходе топлива.
При рассмотрении кривых 4 и 5 видно, что получить максимальную мощность двигателя при минимальном расходе топлива нельзя. Если отрегулировать карбюратор на получение минимального расхода топлива, мощность двигателя упадет, так как смесь будет обедняться (а>1) и скорость ее сгорания уменьшаться. Наоборот, при регулировке карбюратора на получение максимальной мощности не удастся добиться минимального расхода топлива, так как в смеси оно будет сгорать не полностью из-за малого коэффициента избытка воздуха. При а<1 работа двигателя станет неэкономичной.
Поскольку автомобильный двигатель большую часть времени работает в режимах с неполным открытием дроссельной заслонки, наиболее целесообразной следует считать регулировку карбюратора на максимальную экономичность. При вынужденном переходе двигателя на режим полной мощности с полным открытием дроссельной заслонки смесь необходимо обогащать, не принимая во внимание повышенного расхода топлива. Следовательно, область изменения а для наиболее распространенных режимов работы двигателя будет ограничена (а=0,9...1,1).
Для работы двигателя на холостом ходу или малых нагрузках, т. е. при почти закрытой дроссельной заслонке, лучше всего иметь обогащенную смесь. В этих условиях распыливание и испарение топлива в карбюраторе ухудшаются вследствие малых скоростей воздушного потока в диффузоре. Кроме того, с прикрытием дроссельной заслонки в цилиндре увеличивается количество продуктов сгорания топлива, которые остаются там после предшествующего рабочего цикла. Чтобы скомпенсировать этот недостаток, смесь необходимо значительно обогатить (до а=0,65...0,75). В этих условиях обогащенная смесь будет способствовать надежной работе двигателя.
При работе автомобильного двигателя в условиях движения часто приходится резко открывать дроссельную заслонку карбюратора. Такие случаи могут встретиться, например, при обгонах. Резкое открытие дроссельной заслонки простейшего карбюратора вызывает кратковременное обеднение смеси, которое объясняется следующими причинами: вначале при приоткрытой дроссельной заслонке и установившемся режиме работы двигателя разрежение в диффузоре сравнительно небольшое; как только дроссельная заслонка резко открывается, это разрежение быстро возрастает (при этом воздух, обладая большей подвижностью вследствие его меньшей массы по сравнению с топливом, получает большее ускорение и будет поступать в смесительную камеру в большем количестве, т. е. смесь обедняется). Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока скорости воздуха и топлива не выравняются.
Кроме того, при резком открытии дроссельной заслонки ухудшаются условия испарения топлива, так как за дроссельной заслонкой уменьшается разрежение. Наиболее крупные капельки топлива начинают оседать на стенках впускного трубопровода, образуя пленку большой толщины, в результате чего смесь обедняется. Обеднение
смеси будет происходить до тех пор, пока пленка не достигнет толщины, соответствующей установившемуся режиму. Резкое открытие дроссельной заслонки простейшего карбюратора может вызвать хлопки в карбюраторе, перебои в работе двигателя и даже его остановку.
Рис. 22. График зависимости приемистости двигателя от состава горючей смесиРис. 22. График зависимости приемистости двигателя от состава горючей смесиРис. 23. График зависимости времени пуска двигателя от состава горючей смесиРис. 23. График зависимости времени пуска двигателя от состава горючей смеси
Рис. 22. График зависимости приемистости двигателя от состава горючей смеси
Рис. 22. График зависимости приемистости двигателя от состава горючей смеси
Рис. 23. График зависимости времени пуска двигателя от состава горючей смеси
Рис. 23. График зависимости времени пуска двигателя от состава горючей смеси
Для определения требуемого состава смеси при резком открытии дроссельной заслонки следует рассмотреть изменение приемистости двигателя. (Под приемистостью понимается способность двигателя быстро повышать частоту вращения коленчатого вала.) Приемистым считают двигатель, которому требуется минимальное время на разгон с минимальных частот вращения коленчатого вала до максимальных.
Для построения графика зависимости приемистости двигателя от состава горючей смеси (рис. 22) по оси ординат откладывают значения времени разгона т, а по оси абсцисс — коэффициента избытка воздуха а. Из кривой видно, что приемистость двигателя ухудшается по мере роста ос, т. е. с обеднением смеси. Таким образом, для улучшения приемистости двигателя, а также для устранения всех нарушений, которыми сопровождается работа двигателя при резком открытии дроссельной заслонки карбюратора, необходимо кратковременное обогащение горючей смеси.
При пуске холодного двигателя ухудшаются условия образования горючей смеси в связи с отсутствием подогрева впускного трубопровода и стенок цилиндров. Кроме того, при пуске невелика скорость потока воздуха через диффузор, что также ухудшает распыливание и испарение топлива. Вытекающее из распылителя топливо движется в виде пленки по трубопроводу и в жидком состоянии попадает в цилиндры. Поэтому для создания смеси, которая может воспламеняться и гореть, приходится значительно увеличивать в ней количество топлива.
Время пуска двигателя уменьшается с обогащением смеси (рис. 23), поэтому при пуске двигателя смесь должна быть очень богатой, чтобы за счет испарения наиболее легких фракций топлива получить требуемый для воспламенения состав смеси (о.=0,4). Практически на 1 ч. (по массе) топлива должно приходиться 2—3 ч. воздуха. При этом
Рис. 24. Графики зависимости коэффициента избытка воздуха от количества смеси, поступающей в двигатель:I — характеристика простейшего карбюратора, 2 — требуемая характеристикаРис. 24. Графики зависимости коэффициента избытка воздуха от количества смеси, поступающей в двигатель:I — характеристика простейшего карбюратора, 2 — требуемая характеристика
Рис. 24. Графики зависимости коэффициента избытка воздуха от количества смеси, поступающей в двигатель:
I — характеристика простейшего карбюратора, 2 — требуемая характеристика
Рис. 24. Графики зависимости коэффициента избытка воздуха от количества смеси, поступающей в двигатель:
I — характеристика простейшего карбюратора, 2 — требуемая характеристика
большая часть топлива при пуске затрачивается непроизводительно. Топливо, не принимающее участия в горении, попадает в цилиндры двигателя и интенсивно смывает смазку, вызывая повышенный износ поршней и цилиндров. Поэтому после пуска двигателя необходимо сразу уменьшать степень обогащения горючей смеси.
В заключение можно сказать, что для каждого характерного режима работы двигателя необходимы строго соответствующие ему горючие смеси: при пуске холодного двигателя смесь должна быть очень богатой (а =0,5...0,4); при холостом ходе — значительно обогащенной (а=0,65...0,75); при средних нагрузках и открытии дроссельной заслонки на 3/4 ее хода — обедненной (а= 1,1... 1,15); при полной мощности и п лном открытии дроссельной заслонки — обогащенной (а=0,8...0,9); при резком открытии дроссельной заслонки смесь должна получать кратковременное обогащение (а=0,8...0,9).
§ 21. Недостатки простейшего карбюратора
Простейший карбюратор на автомобильных двигателях практически не используется, так как имеет серьезные недостатки, главный из которых заключается в том, что этот карбюратор не может изменять состава приготовляемой смеси при изменении режимов работы дви
гателя.
При рассмотрении графиков зависимости (рис. 24) изменения состава смеси (коэффициента избытка воздуха а) от ее количества, поступающего в двигатель, можно заключить, что коэффициент избытка воздуха, обеспечиваемый простейшим карбюратором, умень
шается по мере роста расхода смеси, т. е. при увеличении поступления в двигатель горючей смеси происходит ее обогащение. Причина обогащения смеси заключается в том, что дроссельная заслонка открывается на больший угол, увеличивая поток воздуха, проходящего через диффузор карбюратора; это, в свою очередь, вызывает увеличение разрежения в диффузоре, более интенсивное истечение топлива из распылителя и, как следствие, обогащение смеси (кривая 1 на рис. 24).
Для нормальной же работы двигателя при увеличении подачи в него смеси необходимо обеднять ее, а при полной подаче — обогащать (кривая 2 на рис. 24). Следовательно, характеристика простейшего карбюратора и требуемая характеристика совершенно противоположны. Совпадение их в точке А говорит о том, что простейший карбюратор может обеспечить требуемый
состав смеси лишь для какого-то ограниченного режима работы двигателя. При меньшем открытии дроссельной заслонки карбюратор будет давать переобедненную смесь, при большем—переобогащенную.
Причиной пёреобеднения смеси при малом открытии дроссельной
заслонки является уменьшение разрежения в диффузоре, так как скорость потока воздуха падает. Малое разрежение не обеспечивает поднятия топлива до устья распылителя и преодоления его поверхностного натяжения, вследствие чего поступление топлива в диффузор прекращается и двигатель в режиме холостого хода при малом открытии дроссельной заслонки перестает работать.
Из характеристики простейшего карбюратора (кривая /) также видно, что карбюратор не обеспечивает необходимого обогащения смеси в случае разгона автомобиля при резком открытии дроссельной заслонки. В начальный момент при этом произойдет обеднение смеси, так как воздух имеет большую подвижность, чем топливо, и устремится в смесительную камеру в большом количестве. Вместо увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя может произойти «провал» в его работе или полная остановка.
При пуске холодного двигателя в цилиндр должно поступать большое количество горючей смеси, образующейся из легкоиспаряю- щихся фракций топлива. Это достигается очень сильным обогащением смеси подачей в смесительную камеру карбюратора большого количества топлива. Однако простейший карбюратор не может обеспечить этого требования, так как на малой частоте вращения коленчатого вала при пуске разрежение в диффузоре будет недостаточным.
Для обеспечения работы двигателя во всех режимах эксплуатации в простейший карбюратор вводят дополнительные устройства: систему холостого хода; систему компенсации смеси; экономайзер; эконо- стат; ускорительный насос; пусковые приспособления. Все приспособления и устройства, обеспечивающие необходимый состав смеси для различных режимов работы двигателя, называют дозирующим и. Кроме дозирующих устройств карбюраторы имеют различные вспомогательные приспособления, автоматизирующие управление карбюратором и двигателем.
Дозирующие устройства карбюратораи принцип их действия
Главное дозирующее устройство, представляющее собой смесеобразующее устройство простейшего карбюратора с дополнительными корректирующими приспособлениями, обеспечивает исправление характеристики простейшего карбюратора до требуемой при работе двигателя на средних нагрузках. Для этого главное дозирующее устройство оснащается системой компенсации смеси, обеспечивающей постепенное ее обеднение при переходе с малых нагрузок на средние.
Совместно с экономайзером или эконостатом главное дозирующее устройство работает при полной мощности двигателя с максимально открытой дроссельной заслонкой. При малых нагрузках оно подает топливо в дозирующую систему холостого хода через главный жиклер. Таким образом, главное дозирующее устройство карбюратора обеспечивает работу двигателя практически во всех чаще всего встречающихся режимах; через него расходуется наибольшее количество топлива.
Рис. 25. Главное дозирующее устройство с пневматическим торможением топлива:/ — поплавковая камера, 2, 5 — воздушный и хлавный жиклеры, 3 ■— эмульсионный капал, 1 — распылительРис. 25. Главное дозирующее устройство с пневматическим торможением топлива:/ — поплавковая камера, 2, 5 — воздушный и хлавный жиклеры, 3 ■— эмульсионный капал, 1 — распылитель
Рис. 25. Главное дозирующее устройство с пневматическим торможением топлива:
/ — поплавковая камера, 2, 5 — воздушный и хлавный жиклеры, 3 ■— эмульсионный капал, 1 — распылитель
Рис. 25. Главное дозирующее устройство с пневматическим торможением топлива:
/ — поплавковая камера, 2, 5 — воздушный и хлавный жиклеры, 3 ■— эмульсионный капал, 1 — распылитель
В современных карбюраторах регулирование состава горючей смеси, приготовляемой в главном дозирующем устройстве, осуществляется преимущественно пневматическим торможением топлива. Этот способ широко применяют из-за высокого качества распиливания топлива в воздушном потоке и простоты исполнения системы компенсации смеси. Для улучшения процесса смесеобразования главное дозирующее устройство может иметь два или три диффузора.
Принцип действия главного дозирующего устройства с пневматическим торможением топлива (рис. 25) заключается в следующем. Топливо из поплавковой камеры 1 поступает через главный жиклер 5 в распылитель 4, который соединен эмульсионным каналом 3 с воздушным жиклером 2 компенсационной системы. Когда двигатель ие работает, топливо в поплавковой камере, распылителе и эмульси н-
ном канале находится на одинаковом уровне. При работе двигателя в диффузоре создается разрежение и топливо начинает вытекать из распылителя (при этом уровень его в эмульсионном канале понижается). По мере открытия дроссельной заслонки разрежение в диффузоре еще больше возрастает. Это вызывает полный расход топлива из эмульсионного канала, в связи с чем через воздушный жиклер 2 в трубку начинает поступать воздух. Вследствие этого уменьшается разрежение у главного жиклера, тормозится истечение топлива через распылитель и образуется эмульсия. В результате количество топлива в смеси уменьшается и смесь обедняется.
Конструктивное исполнение системы компенсации смеси в главном дозирующем устройстве может несколько отличаться от описанного. Так, в некоторых карбюраторах эмульсионный капал 3 делают не вертикальным, а наклонным, что несколько повышает эффективность пневматического торможения. Кроме того, эмульсионный канал 3 выполняют в виде трубки, расположенной в эмульсионном колодце, что повышает эмульсирование топлива.
Карбюраторы, выполненные по рассмотренной схеме главного дозирующего устройства, регулируют, изменяя проходные сечения главного и воздушного жиклеров. Увеличение проходного сечения воздушного жиклера способствует нарастанию коэффициента избытка воздуха, т. е. обеднению смеси; при увеличении проходного сечения главного жиклера смесь переобогащается.
Самый выгодный состав смеси для характерных режимов работы двигателя достигается при одновременном использовании главного дозирующего устройства и с и с т е м ы холостого хода кар-
Рис. 26. Система холостого хода:Рис. 26. Система холостого хода:/ — поплавковая камера, 2, 3 — воздушный и топливный жиклеры холостого хода, 4. ‘.0 — эмульсионный и горизонтальный каналы, 5, 7 — верхнее и нижнее отверстия в стенке смесительной камеры, 6,9 — вииты регулирования качества и количества смеси, У — дроссельная заслонка, 11 — главный жиклер/ — поплавковая камера, 2, 3 — воздушный и топливный жиклеры холостого хода, 4. ‘.0 — эмульсионный и горизонтальный каналы, 5, 7 — верхнее и нижнее отверстия в стенке смесительной камеры, 6,9 — вииты регулирования качества и количества смеси, У — дроссельная заслонка, 11 — главный жиклер
Рис. 26. Система холостого хода:
Рис. 26. Система холостого хода:
/ — поплавковая камера, 2, 3 — воздушный и топливный жиклеры холостого хода, 4. ‘.0 — эмульсионный и горизонтальный каналы, 5, 7 — верхнее и нижнее отверстия в стенке смесительной камеры, 6,9 — вииты регулирования качества и количества смеси, У — дроссельная заслонка, 11 — главный жиклер
/ — поплавковая камера, 2, 3 — воздушный и топливный жиклеры холостого хода, 4. ‘.0 — эмульсионный и горизонтальный каналы, 5, 7 — верхнее и нижнее отверстия в стенке смесительной камеры, 6,9 — вииты регулирования качества и количества смеси, У — дроссельная заслонка, 11 — главный жиклер
бюратора, обеспечивающей работу двигателя без нагрузки, т. е. при холостом ходе (например, при остановке автомобиля). Чтобы перевести двигатель на холостой ход, дроссельную заслонку закрывают, уменьшая этим количество горючей смеси, которая поступает в цилиндры. При этом разрежение в диффузоре и около устья распылителя падает, что приводит к прекращению работы главного дозирующего устройства.
В систему холостого хода (рис. 26) топливо поступает из главного жиклера 11. При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя дроссельная заслонка закрыта и за ней образуется большое разрежение, под действием которого топливо проходит через главный жиклер 11 в горизонтальный канал 10 и через топливный жиклер 3 системы холостого хода попадает в эмульсионный канал 4. В начале эмульси
онного канала установлен воздушный жиклер 2 системы холостого хода, через который в систему холостого хода подается воздух. Пройдя через жиклер 2, он смешивается с топливом и образует эмульсию, которая по эмульсионному каналу подводится к отверстиям 5 и 7 в стенке смесительной камеры.
Точное расположение отверстий относительно дроссельной заслонки играет важную роль в образовании горючей смеси. При полностью закрытой дроссельной заслонке отверстие 7 находится несколько ниже, а отверстие 5 — несколько выше ее края. Поэтому при работе двигателя на холостом ходу эмульсия будет поступать в зону наибольшего разрежения, т. е. через отверстие 7 под дроссельную заслонку. Через отверстие 5 в эмульсионный канал попадает воздух, уменьшающий разрежение в системе холостого хода.
Как только дроссельную заслонку приоткрывают, эмульсия через отверстие 5 начинает поступать в смесительную камеру, вследствие чего не происходит переобеднения смеси в первые моменты открытия дроссельной заслонки и обеспечивается плавный переход работы двигателя с режима холостого хода на режим средних нагрузок.
Количество эмульсии, поступающей под дроссельную заслонку, регулируют винтом 6, установленным в канале 4. При ввертывании винта уменьшается проходное сечение отверстия 7, изменяя состав смеси. (Регулировочный винт 6 обычно называют винтом качества смеси.) Количество поступающей в цилиндры горючей смеси регулируют винтом 9, при вращении которого изменяется положение дроссельной заслонки 8. (Регулировочный винт 9 называют винтом количества смеси.)
В современных карбюраторах (К-88, К-126 и др.) система холос-
того хода работает не только в режиме холостого хода. Она также играет важную роль в исправлении характеристики простейшего карбюратора в режимах средних нагрузок и полной мощности. Достанется это благодаря тому, что система холостого хода постепенно включается в работу главного дозирующего устройства по .мере открытия дроссельной заслонки (при этом расход топлива через систему уменьшается) .
При холостом ходе расход топлива, поступающего через систему холостого хода, составляет от 100 до 40 96 общего расхода топлива. С увеличением частоты вращения коленчатого вала основная масса топлива подается главным дозирующим устройством, а на долю системы холостого хода приходится не более 20%. При полностью открытой дроссельной заслонке воздух подается системой холостого хода по ее каналам в главное дозирующее устройство. Благодаря такому влиянию системы холостого хода характеристика карбюратора приближается к требуемой, т. е. обеспечивающей наиболее выгодные условия работы двигателя во всех режимах.
Обогатительные устройства карбюраторов
Карбюраторы, имеющие главное дозирующее устройство с компенсацией смеси и систему холостого хода, обеспечивают экономичную и надежную работу двигателя на малых п средних нагрузках. Однако, чтобы обеспечить все режимы работы двигателя, карбюратор должен иметь обогатительные устройства. Такими устройствами в современных карбюраторах являются экономайзер, эконосгат, ускорительный насос и пусковое обогатительное устройство.
Э к о н о м а й з е р служит для обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя или плавном разгоне. Чаще всего он работает совместно с главной дозирующей системой, увеличивая поступление топлива для смесеобразования. Дополнительное топливо подается в распылитель главного жиклера через специальный клапан с механическим или пневматическим приводом.
Экономайзер с механическим приводом от дроссельной заслонки (рис. 27) работает следующим образом. При малых углах открытия заслонки клапан 8 экономайзера закрыт и топливо через него не проходит. В этом случае в карбюраторе работают главное дозирующее устройство и система холостого хода. При увеличении открытия дроссельной заслонки более чем на 3'4 ее хода планка 2 начинает нажимать на толкатель 3 клапана, открывая его. Вследствие этого топливо под действием разрежечия в диффузоре начинает перетекать через жиклер 6 экономайзера в распылитель главного жиклера. Дополнительная подача топлива в главное дозирующее устройство составляет обычно 10—20%, что обеспечивает обогащение горючей смеси и переход работы двигателя со средних нагрузок на полную мощность.
Экономайзер с механическим приводом имеет недостаток: включение его в работу происходит при строго определенном положении дроссельной заслонки без учета мощности, развиваемой двигателем. Чтобы скомпенсировать этот недостаток, в некоторых конструкциях
карбюраторов наряду с механическим предусмотрен и вакуумный привод. Он обеспечивает включение в работу экономайзера в зависимости от разрежения во впускном трубопроводе карбюратора, чем достигается более ранее включение экономайзера в работу, улучшающее разгон автомобиля, т. е. повышающее его приемистость.
Рис. 27. Экономайзер с механическим приводом:Рис. 27. Экономайзер с механическим приводом:/ — поплавковая камера, 2, 7 — планка и шток привода клапана, 3 — толкатель клапана. 4 — дроссельная заслонка, 5 — рычаг дроссельной заслонки, 6 — жиклер, 8 — клапан/ — поплавковая камера, 2, 7 — планка и шток привода клапана, 3 — толкатель клапана. 4 — дроссельная заслонка, 5 — рычаг дроссельной заслонки, 6 — жиклер, 8 — клапанРис. 28. Эконостат и ускорительный насос:Рис. 28. Эконостат и ускорительный насос:/ — поплавковая камера, 2 — планка привода ускорительного насоса, 5, 5 — жиклеры эконостата и ускорительного насоса, 4, 6 — распылители эконостата и ускорительного насоса, 7, 12 — нагнетательный и обратный клапаны, 8 — топливный канал, 9— дроссельная заслонка, 10 — рычаг дроссельной заслонки, //, 13—шток привода и поршень ускорительного насоса, 14 — пружина поршня*/ — поплавковая камера, 2 — планка привода ускорительного насоса, 5, 5 — жиклеры эконостата и ускорительного насоса, 4, 6 — распылители эконостата и ускорительного насоса, 7, 12 — нагнетательный и обратный клапаны, 8 — топливный канал, 9— дроссельная заслонка, 10 — рычаг дроссельной заслонки, //, 13—шток привода и поршень ускорительного насоса, 14 — пружина поршня*
Рис. 27. Экономайзер с механическим приводом:
Рис. 27. Экономайзер с механическим приводом:
/ — поплавковая камера, 2, 7 — планка и шток привода клапана, 3 — толкатель клапана. 4 — дроссельная заслонка, 5 — рычаг дроссельной заслонки, 6 — жиклер, 8 — клапан
/ — поплавковая камера, 2, 7 — планка и шток привода клапана, 3 — толкатель клапана. 4 — дроссельная заслонка, 5 — рычаг дроссельной заслонки, 6 — жиклер, 8 — клапан
Рис. 28. Эконостат и ускорительный насос:
Рис. 28. Эконостат и ускорительный насос:
/ — поплавковая камера, 2 — планка привода ускорительного насоса, 5, 5 — жиклеры эконостата и ускорительного насоса, 4, 6 — распылители эконостата и ускорительного насоса, 7, 12 — нагнетательный и обратный клапаны, 8 — топливный канал, 9— дроссельная заслонка, 10 — рычаг дроссельной заслонки, //, 13—шток привода и поршень ускорительного насоса, 14 — пружина поршня*
/ — поплавковая камера, 2 — планка привода ускорительного насоса, 5, 5 — жиклеры эконостата и ускорительного насоса, 4, 6 — распылители эконостата и ускорительного насоса, 7, 12 — нагнетательный и обратный клапаны, 8 — топливный канал, 9— дроссельная заслонка, 10 — рычаг дроссельной заслонки, //, 13—шток привода и поршень ускорительного насоса, 14 — пружина поршня*
Эконостат, выполняя такие же функции, как и экономайзер, т. е. обогащая смесь при полной нагрузке двигателя, отличается от него простотой устройства (рис. 28). Работает эконостат следующим образом. Под действием разрежения, которое создается в диффузоре, топливо из поплавковой камеры через жиклер 3 и распылитель 4 эконостата попадает в воздушный поток и распыливается. Дополнительное топливо вызывает обогащение горючей смеси.
Особенностью эконостата является то, что он вступает в работу только при значительном разрежении около устья распылителя 4. Такое разрежение может быть достигнуто как при частичном, так и при полном открытии дроссельной заслонки. Чтобы эконостат не подавал топливо слишком рано, распылитель выводят во входной патрубок карбюратора, располагая его значительно выше уровня поплавковой камеры. В двухкамерных карбюраторах эконостат иногда устанавливают только во вторичной смесительной камере.
Ускорительный насос служит для обогащения смеси при резком открытии дроссельной заслонки и увеличении нагрузки на двигатель. Ускорительные насосы имеют механический или вакуумный привод.
Принцип действия ускорительного насоса с механическим приводом (см. рис. 28) заключается в следующем. При закрытой дроссельной заслонке 9 поршень 13 ускорительного насоса через жесткую связь устанавливается в верхнее положение. Топливо через шарико-
вый обратный клапан 12 заполняет цилиндр насоса. Нагнетательный клапан 7 в этом положении под действием силы собственной тяжести закрывает седло, перекрывая тем самым доступ воздуха через распылитель 6 насоса в поплавковую камеру 1.
Рис. 24. Пусковое устройство карбюратора: 1,4 — воздушная и дроссельная заслонки, 2 — пружина клапана, 3 —■ предохранительный кла-Рис. 24. Пусковое устройство карбюратора: 1,4 — воздушная и дроссельная заслонки, 2 — пружина клапана, 3 —■ предохранительный кла-При резком открытии дроссельной заслонки ее рычаг 10 через шток И и планку 2 воздействует на пружину 14, которая сжимается; под действием ее силы поршень 13 движется вниз. При этом в цилиндре насоса под поршнем создается давление, в результате чего закрывается обратный клапан, топливо перетекает по каналу 8 и открывает нагнетательный клапан 7, а затем через жиклер 5 впрыскивается в смесительную камеру карбюратора, обогащая смесь.
Рис. 24. Пусковое устройство карбюратора: 1,4 — воздушная и дроссельная заслонки, 2 — пружина клапана, 3 —■ предохранительный кла-
Рис. 24. Пусковое устройство карбюратора: 1,4 — воздушная и дроссельная заслонки, 2 — пружина клапана, 3 —■ предохранительный кла-
В рассмотренной конструкции ускорительного насоса привод выполняют так, чтобы в начале открытия дроссельной заслонки ход поршня был больше, чем в середине (это делается для компенсации обеднения смеси в начальный период). Кроме того, в большинстве насосов усилие от планки 2 на поршень насоса передается не непосредственно, а через пружину. Этим увеличивается время впрыскивания топлива (затяжное впрыскивание) и предохра
няются от поломки детали привода, так как из-за малого диаметра жиклера 5 при очень резком нажатии на педаль управления дроссельной заслонкой противодавление в цилиндре насоса может возрасти до такого значения, что тяги погнутся.
В некоторых конструкциях ускорительных насосов предусмотрена перестановка места закрепления штока 11 для уменьшения плеча действия (этим обеспечивается сезонная регулировка производительности насоса). С этой целью на конце рычага 10 делают не одно, а два или три отверстия для закрепления штока И. Чем ближе это отверстие к оси дроссельной заслонки, тем меньше ход поршня и производительность насоса. Летом устанавливают меньшую производительность, зимой — большую.
Пусковое устройство (рис. 29) служит для обогащения смеси при пуске холодного двигателя. Оно представляет собой установленную в воздушном патрубке карбюратора воздушную заслонку 1, которая в закрытом положении не пропускает воздух в смесительную камеру. Управление воздушной заслонкой осуществляется, как правило, с помощью троса, выведенного в кабину водителя на панель.
При пуске холодного двигателя и полном закрытии воздушной заслонки в диффузоре карбюратора создается большое разрежение. Оно способствует интенсивному вытеканию топлива из распылителя главного дозирующего устройства, вследствие чего смесь сильно обогащается, Чтобы предотвратить излишнее обогащение смеси при пуске двигателя, умело подбирают степень закрытия воздушной заслонки (обыч-
но она зависит от температуры двигателя и его состояния, а также марки топлива).
Разрежение в смесительной камере карбюратора зависит также и от величины открытия дроссельной заслонки. Самым малым разрежение будет при положении дроссельной заслонки, обеспечивающем холостой ход двигателя, но для пуска холодного двигателя оно может оказаться недостаточным. Для увеличения разрежения дроссельную заслонку следует слегка приоткрыть. Во многих карбюраторах воздушную и дроссельную заслонки соединяют тягами и рычажками, благодаря чему при полностью закрытой воздушной заслонке дроссельная будет приоткрыта на некоторый угол. Обычно для каждого типа карбюратора величина открытия дроссельной заслонки подбирается заводом-изготовителем и изменять ее при эксплуатации не рекомендуется.
Сразу после пуска холодного двигателя при полностью закрытой воздушной заслонке смесь может очень сильно обогатиться, поэтому воздушную заслонку рекомендуется приоткрывать немедленно после начала работы двигателя. Если водитель не успевает этого сделать, уменьшение разрежения в карбюраторе происходит автоматически благодаря срабатыванию предохранительного клапана 3, который установлен на воздушной заслонке и удерживается в закрытом положении пружиной 2 (см. рис. 29).
При значительном увеличении разрежения и возрастании давления воздуха на заслонку пружина предохранительного клапана сжимается и воздух проходит в смесительную камеру, а клапан в это время начинает издавать характерный шум, сигнализируя о необходимости ручного открытия воздушной заслонки.
В некоторых карбюраторах во избежание излишнего переобога- щения горючей смеси при увеличении открытия дроссельной заслонки воздушную заслонку во время прогрева устанавливают несимметрично относительно потока воздуха. Под действием разности давлений потока воздуха на обе части установленной таким образом заслонки последняя стремится открыться, уменьшая обогащение смеси.
Вспомогательные устройства карбюраторов
Балансировочное приспособление. Системы питания современных карбюраторных двигателей имеют воздушный фильтр, очищающий воздух перед поступлением его в карбюратор. Воздушный фильтр обычно оказывает небольшое сопротивление проходящему воздуху и практически не влияет на наполнение двигателя горючей смесью, но на состав смеси он может оказывать существенное влияние (подобно воздушной заслонке карбюратора).
Воздушный фильтр несколько уменьшает количество воздуха, проходящего в двигатель, и повышает разрежение в диффузоре карбюратора, что вызывает увеличение истечения топлива из жиклеров и обогащение смеси. Чтобы устранить влияние сопротивления воздушного фильтра 3 (рис. 30) на состав смеси, поплавковую камеру 1 карбюратора соединяют с входным воздушным патрубком каналом 2, который называется балансировочным. Карбюраторы, имеющие сооб-
механизммеханизмРис. 31. Центробежно-вакуумный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя:Рис. 31. Центробежно-вакуумный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя:Рис. 30. Балансировочное приспособление карбюратора:Рис. 30. Балансировочное приспособление карбюратора:/ — поплавковая камера, 2—балансировочный капал, з — воздуч шый фильтр, 4, 5 — воздушная и дроссельная заслонки/ — поплавковая камера, 2—балансировочный капал, з — воздуч шый фильтр, 4, 5 — воздушная и дроссельная заслонки
механизм
механизм
Рис. 31. Центробежно-вакуумный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя:
Рис. 31. Центробежно-вакуумный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя:
Рис. 30. Балансировочное приспособление карбюратора:
Рис. 30. Балансировочное приспособление карбюратора:
/ — поплавковая камера, 2—балансировочный капал, з — воздуч шый фильтр, 4, 5 — воздушная и дроссельная заслонки
/ — поплавковая камера, 2—балансировочный капал, з — воздуч шый фильтр, 4, 5 — воздушная и дроссельная заслонки
щение поплавковой камеры с входным воздушным патрубком, называются балансированными.
При работе двигателя с балансированным карбюратором в его входном патрубке возникает небольшое разрежение. Поскольку это разрежение значительно меньше, чем в диффузоре, оно передается в поплавковую камеру, а жиклеры карбюратора будут работать под давлением, равным разности давлений в диффузоре и поплавковой камере. При изменении сопротивления воздушного фильтра
/ — дроссельная заслонка, 2 — воздушный патрубок карбюратора, 3 — трубопровод, соединяющий внешнюю полость ь датчика с воздушным патрубком карбюратора, 1 — трубопровод, соединяющий датчик с исполнительным механизмом, 5, 6 - корпус и ротор датчика, 7, II — пружины клапана и открытия дроссельной заслонки, 8 — уплотнение, 9 — клапан, (0 —диафрагма, 12—двуплечий рычаг, 13 — шток диафрагмы, 14 ось дроссельной заслонки, 15 — трубопровод, соединяющий полость А исполнительного механизма со смесительной камерой карбюратора
действующее на жиклеры давление будет оставаться постоянным, а следовательно, и баланс воздуха и топлива будет также сохраняться, т. с. при засорении воздушного фильтра, замене его другим или снятии разрежение будет изменяться па постоянную величину одновременно и в диффузоре, и в поплавковой камере. Таким образом, состав горючей смеси, приготовляемой в карбюраторе, не изменится ни при каких отклонениях во впускной воздушной части системы питания.
В балансированных карбюраторах проходные сечения жиклеров делают несколько большими, чем в небалансированных, что объясняется меньшим значением давления воздуха в поплавковой камере. Для нормальной работы балансированного карбюратора необходимо следить за герметичностью поплавковой камеры и чистотой балансировочного канала.
Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя. Двигатели грузовых автомобилей имеют большую мощность и используются длительно при относительно невысокой частоте вращения коленчатого вала. Если автомобиль работает без нагрузки, то коленчатый вал двигателя может превысить максимальную частоту вращения и сообщить автомобилю чрезмерно большую скорость, на которую он не рассчитан. Во избежание этого, а также для уменьшения износа двигателя и повышения его экономичности двигатель оснащают ограничителем максимальной частоты вращения коленчатого вала. Обычно такой ограничитель автоматически уменьшает количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Он начинает работать при частоте вращения коленчатого вала, превышающей допустимое для данного двигателя значение.
Наиболее широко применяют на двигателях современных грузовых автомобилей центробежно-вакуумные ограничители, объединенные с карбюраторами. Конструктивно такой ограничитель состоит из датчика и исполнительного механизма (рис. 31). Датчик центробежного типа приводится во вращение от распределительного вала двигателя. Внешняя полость Б датчика соединена трубопроводом 3 с воздушным патрубком карбюратора, а трубопроводом 4 — с полостью А исполнительного механизма. Исполнительный механизм установлен на карбюраторе и воздействует через двуплечий рычаг 12 на ось дроссельной заслонки 1. Наддиафрагменная полость А механизма соединена трубопроводом 15 со смесительной камерой карбюратора.
Работает центробежно-вакуумный ограничитель следующим образом. Если частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает максимально допустимого значения, клапан 9 ротора 6 датчика остается в открытом положении под действием оттяжной пружины 7. В этом случае полость А исполнительного механизма сообщается с полостью Б датчика, которая, в свою очередь, соединена с воздушным патрубком карбюратора. Наибольшее разрежение в полости А, передающееся туда из смесительной камеры по трубопроводу 15, полностью устраняется воздухом, поступающим через датчик. При этом диафрагма 10 под действием пружины 11 прогибается вниз и шток 13 не препятствует повороту двуплечего рычага 12 в сторону открытия дроссельной заслонки.
При превышении максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала частота вращения ротора датчика также увеличивается. При этом центробежная сила, действующая на клапан 9, возрастает до значения, превышающего силу натяжения пружины 7, и клапан закрывается. В этом случае полость А оказывается разобщенной с входным патрубком и на диафрагму 10 начинает действовать разрежение из смесительной камеры. Вследствие этого диафрагма выгибается вверх и через рычаг 12 прикрывает дроссельную заслонку карбюратора, преодолевая силу натяжения пружины 11. Поступление горючей смеси в цилиндры двигателя уменьшается, в результате чего уменьшается и частота вращения коленчатого вала.
§ 25. Карбюраторы двигателей грузовых автомобилей
Рис. 32. Общий вид карбюратора двигателя грузового автомобиля:/ — крышка поплавковой каморы, 2,3 корпуса карбюратора и дроссельных заслонокРис. 32. Общий вид карбюратора двигателя грузового автомобиля:/ — крышка поплавковой каморы, 2,3 корпуса карбюратора и дроссельных заслонокКарбюраторы двигателей грузовых автомобилей (рис. 32), как правили, состоят из трех основных частей: верхней, средней и нижней. В верхней части расположены крышка поплавковой камеры, воздушные патрубок и заслонка, в средней — поплавковая и смесительная камеры, главные и дополнительные дозирующие устройства. Нижняя часть представляет собой патрубок с дроссельными заслонками и механизмом ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.
Рис. 32. Общий вид карбюратора двигателя грузового автомобиля:
/ — крышка поплавковой каморы, 2,3 корпуса карбюратора и дроссельных заслонок
Рис. 32. Общий вид карбюратора двигателя грузового автомобиля:
/ — крышка поплавковой каморы, 2,3 корпуса карбюратора и дроссельных заслонок
Для улучшения распределения смеси по группам цилиндров двигателя карбюраторы делают двухкамерными с параллельным действием. В таких карбюраторах поплавковая камера, воздушная заслонка, ускорительный насос и экономайзер—общие для двух смесительных камер, а
главное дозирующее устройство и система холостого хода — раздельные. Все три части карбюратора уплотняются прокладками и соединяются в одно целое болтами.
Карбюратор К-88А (рис. 33) устанавливают па восьмицилиндровом V-образном двигателе автомобиля ЗИЛ-130.
Устройство. Карбюратор двухкамерный, балансированный, с падающим потоком смеси. Каждая смесительная камера обеспечивает горючей смесью четыре цилиндра.
В смесительных камерах карбюратора установлены сдвоенные диффузоры, состоящие из большого и малого диффузоров. Этим достигается значительное увеличение разрежения в устье главного распылителя при относительно небольшом расходе воздуха. Дроссельные заслонки жестко закреплены на одной оси и открываются одновременно, чем обеспечивается параллельная работа смесительных камер. С осью дроссельных заслонок связан исполнительный механизм центробежновакуумного ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Работа. Топливо поступает в карбюратор через сетчатый фильтр 5 и игольчатый клапан 4, который управляется поплавком 2. При пуске холодного двигателя воздушную заслонку 16 закрывают, при этом связанные с ней дроссельные заслонки 30 автоматически
76
Рис. 33. Карбюратор К-88А:
/ — главные жиклеры, 2 — поплавок, 3 — корпус поплавковой камеры, 4 — игольчатый клапан, 5 — сетчатый фильтр, б — балансировочный канал, 7, 29 — жиклеры системы холостого хода и полной мощности, 8 — воздушные жиклеры главного дозирующего устройства, 9 — распылители, 10, 11 — малые и большие диффузоры, 12, 17 — нагнетательный и предохранительный клапаны, 13— полый винт, 14 — распылитель ускорительного насоса, 15 — отверстие в воздушной заслонке, 16, 30 — воздушная и дроссельные заслонки, 18 — воздушный патрубок, 19 — клапан экономайзера, 20 — толкатель клапана экономайзера, 21, 23 — штоки клапана экономайзера и поршня ускорительного насоса, 22 — планка, 24 — тяга, 25 — поршень, 26 — обратный клапан, 27 — сепьга, 28 — рычаг дроссельных заслонок, 31 — винты регулирования системы холостого хода, 32, 33 — регулируемые и нерегулируемые отверстия системы холостого хода, 34 — фланец крепления карбюратора к впускному трубопроводу двигателя
приоткрываются на некоторый угол. Вращение коленчатого вала двигателя стартером в момент пуска создает большое разрежение в смесительной камере и под дроссельными заслонками. Это вызывает обильное истечение топлива из жиклеров главных дозирующих устройств и систем холостого хода. Образуется богатая горючая смесь, необходимая для пуска двигателя.
После пуска двигателя расход воздуха через карбюратор возрастает, поэтому воздушная заслонка должна быть открыта. Если этого не сделать своевременно, предохранительный клапан 17 в воздушной заслонке сработает, уменьшая разрежение в смесительной камере и предотвращая переобогащечие смеси.
При холостом ходе двигателя горючая смесь приготовляется системой холостого хода карбюратора (при этом дроссельные заслонки закрыты, а воздушная заслонка открыта полностью). Под дроссельными заслонками создается максимальное разрежение, которое передается через отверстия 32 и эмульсионные каналы к жиклерам 7 системы холостого хода. Под действием этого разрежения топливо поступает через главные жиклеры 1 к жиклерам системы холостого хода, в которых воздух, поступающий через верхние отверстия жиклеров 8, перемешивается с топливом и образует эмульсию. Эмульсия движется по эмульсионным каналам и через регулируемые отверстия 32 выходит в задроссельное пространство смесительных камер. Через отверстия 33 к эмульсии дополнительно примешивается воздух, улучшая ее качество. Если при холостом ходе дроссельныг заслонки начнут приоткрываться, эмульсия будет выходить и через отверстия 33, обеспечивая плавный переход двигателя на средние нагрузки.
При средних нагрузках двигателя с увеличением открытия дроссельных заслонок система холостого хода уменьшает подачу эмульсии, так как разрежение перемещается в область диффузоров и в работу вступает главная дозирующая система. При этом топливо из поплавковой камеры через главные жиклеры 1 и жиклеры 29 полной мощности поступает в распылители 9, смешиваясь с воздухом, который проходит через воздушные жиклеры 8.
Смешивание топлива с воздухом в распылителях приводит к образованию эмульсии, которая выходит через кольцевые щели малых диффузоров 10 в смесительную камеру. Одновременно в распылители начинает поступать воздух и через систему холостого хода, замедляя повышение разрежения у главных жиклеров. В результате происходит пневматическое торможение вытекающего топлива и горючая смесь обедняется.
Таким образом, горючая смесь в режиме средних нагрузок приготовляется при совместном действии главных дозирующих устройств и систем холостого хода. Регулировка жиклеров этих устройств обеспечивает экономичную работу двигателя в наиболее часто встречающихся режимах.
При полной нагрузке двигателя горючая смесь обогащается экономайзером с механическим приводом. Как только дроссельные заслонки открываются более чем на 3/4 хода, толкатель 20 клапана экономайзера опускается и нажимает на клапан 19, открывая его. При этом
топливо начинает поступать дополнительно в распылитель главного дозирующего устройства. Необходимая дозировка топлива в этом случае осуществляется жиклерами 29 полной мощности, которые имеют сечение большее, чем сечение главных жиклеров. Вследствие поступления основного количества топлива от главных жиклеров и дополнительного топлива через экономайзер к жиклерам полной мощности происходит обогащение горючей смеси, необходимое для повышения мощности двигателя до максимальной.
При резком открытии дроссельных заслонок обогащение смеси происходит за счет работы ускорительного насоса. Это сопровождается перемещением вниз планки 22, которая связана с дроссельными заслонками рычагом 28, серьгой 27 и тягой 24. При перемещении вниз планка через пружину воздействует на поршень 25, опуская его. Топливо под давлением поршня закрывает обратный клапан 26 и начинает перетекать по каналу к нагнетательному клапану 12. Под действием давления клапан 12 открывается, и топливо в виде тонких струек впрыскивается через распылитель 14 ускорительного насоса в смесительные камеры, обогащая горючую смесь. Пружина, установленная между планкой 22 и поршнем 25 насоса, служит для обеспечения впрыскивания топлива с некоторым запаздыванием, что необходимо для улучшения смесеобразования в карбюраторе и защиты привода от перегрузок.
Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 содержит центробежный датчик, имеющий привод от распределительного вала двигателя и закрепленный на крышке распределительных шестерен, и исполнительный диафрагменный механизм, встроенный в нижний патрубок карбюратора и связанный с осью дроссельных заслонок.
Работа ограничителя (см. § 24) основана на использовании разрежения в исполнительном диафрагменном механизме, который сообщается трубопроводом с датчиком, а каналами — со смесительной камерой и воздушным патрубком карбюратора. Диафрагменный механизм воздействует на ось дроссельных заслонок, прикрывая их при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Карбюратор К-126Б (рис. 34) устанавливают на восьмицилиндровых V-образных двигателях 3M3-53 автомобиля ГАЗ-53А и его модификаций.
У стр о й ст в о и принцип действия этого карбюратора такие же, как карбюратора К-88А, но имеются некоторые конструктивные отличия. Верхняя часть карбюратора К-126Б, являясь одновременно крышкой 2 поплавковой камеры и входным воздушным патрубком с воздушной заслонкой 6, имеет съемный фланец 5 для установки воздушного фильтра. В крышке поплавковой камеры смонтированы рычаги привода ускорительного насоса и экономайзера.
В средней части карбюратора расположены поплавковая и две смесительные камеры, в которых находятся по два диффузора (большой и малый), а также все основные дозирующие устройства и системы карбюратора.
Нижняя часть карбюратора является продолжением смесительных камер и выполнена в виде сдвоенного патрубка, в котором на одной оси 78
79
Рис. 34. Карбюратор К-126Б:
/ — шток ускорительного насоса, 2 — крышка поплавковой камеры, 3 — воздушные жиклеры главного дозирующего устройства, 4 — малый диффузор, 5 — фланец крепления воздушного фильтра, 6 — воздушная заслонка, 7, 10 —топливные и возду шныс жиклеры системы холостого хода. 8 — распылитель ускорительного насоса и экономайзера, 9 — нагнетательный клапан, 11 — сетчатый фильтр, 12 — игольчатый клапан, 13 — поплавок, 14 — клапан датчика ограничителя частоты вращения коленчатого вала. 15— пружина, 16 — ротор датчика ограничителя, 17, 19 — внешняя и внутренняя полости датчика ограничителя, 18 — фильц для смазки подшипника ротора ограничителя, 20 — смотровое окно поплавковой камеры, 21 — трубопровод, 22 — диафрагма исполнительного механизма ограничителя, 23 — пружина привода дроссельных заслонок, 24 — вакуумный жиклер, 25 — ось дроссельных заслонок, 26 — главные жиклеры, 27 — эмульсионные трубки главного дозирующего устройства, 28 — дроссельные заслонки. 29 — винты регулирования системы холостого хода (качества смеси), 30 — нижний патрубок карбюратора. 31 — рычаг управления дроссельными заслонками, 32 — обратный клапан ускорительного насоса. 33 — клапан экономайзера
смонтированы дроссельные заслонки 28. Ось 25 дроссельных заслонок имеет выход на обе стороны патрубка. С одной стороны к оси прикреплен рычаг 31 управления дроссельными заслонками, с другой — исполнительный диафрагменный механизм ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Дозирующие системы в обеих смесительных камерах одинаковы, причем главное дозирующее устройство и система холостого хода — индивидуальные для каждой смесительной камеры, а пусковое устройство, экономайзер и ускорительный насос — общие.
Компенсация горючей смеси в главных дозирующих устройствах осуществляется путем пневматического торможения топлива в эмульсионном колодце распылителя главного жиклера Воздух в колодец подводится через воздушный жиклер, снабженный эмульсионной трубкой 27, в которой сделаны отверстия, имеющие значение при регулировании состава горючей смеси в режиме средних нагрузок. Карбюратор балансируется с помощью воздушного канала, выполненного б литой крышке поплавковой камеры.
Работа. Топливо, поступающее в карбюратор через штуцер топливопровода в крышке поплавковой камеры, проходит через сетчатый фильтр 11 в поплавковую камеру. Уровень топлива по мере расхода регулируется автоматически поплавком и игольчатым клапаном. Для предотвращения открывания игольчатого клапана в случаях колебания уровня топлива при неровной дороге клапан имеет демпфирующую пружину.
При пуске холодного двигателя водитель с помощью троса, выведенного в кабину, закрывает воздушную заслонку 6, в результате чего система рычагов, связывающих с ней ось дроссельных заслонок, заставляет последние приоткрываться на небольшой угол (примерно на 12?). Вследствие этого при вращении коленчатого вала обеспечивается высокое разрежение в малых диффузорах и смесь сильно обогащается. После пуска двигателя излишнее обогащение смеси предотвращается срабатыванием предохранительных клапанов на воздушной заслонке или открытием ее.
При режиме холостого хода работают системы холостого хода обеих смесительных камер карбюратора; дроссельные заслонки прикрыты и разрежение создается под ними. По каналам системы холостого хода это разрежение передается к главным жиклерам 26, поэтому топливо перетекает к топливным жиклерам 7 системы холостого хода, а пройдя их, попадает в эмульсионные каналы, где к нему через воздушные жиклеры 10 холостого хода примешивается воздух. В результате образуется эмульсия, которая движется по каналам и проходит в задроссель- ное пространство смесительных камер. Для получения необходимого состава горючей смеси сечения выходных отверстий эмульсионных каналов регулируют винтами 29 качества смеси. По мере открытия дроссельных заслонок количество топлива, подаваемого системами холостого хода, начинает уменьшаться и постепенно в работу вступают главные дозирующие устройства.
Компенсация обеднения смеси при средних нагрузках обеспечивается подачей воздуха через воздушные жиклеры 3 главных дози-
рующих устройств в эмульсионные колодцы. Здесь расположены эмульсионные трубки 27 с большим количеством отверстий. В зависимости от степени открытия дроссельных заслонок уровень топлива в эмульсионных колодцах падает, в эмульсионных трубках увеличивается количество отверстий, подающих воздух, и смесь обедняется.
Следует отметить также, что в режиме средних нагрузок системы холостого хода работают совместно с главными дозирующими устройствами, сечения воздушных и топливных жиклеров которых подобраны таким образом, чтобы обеспечить экономичный состав смеси во всем диапазоне средних нагрузок.
При полной нагрузке двигателя происходит обогащение горючей смеси за счет вступления в работу экономайзера с механическим приводом. Клапан 33 экономайзера открывается с помощью привода, когда дроссельные заслонки занимают вертикальное положение, т. е. полностью открыты. В этом случае дополнительное количество топлива поступает по специальному каналу в распылитель 8 ускорительного насоса и экономайзера, обогащая смесь. Отверстия распылителя расположены выше малых диффузоров, поэтому топливо будет поступать в смесительные камеры без компенсации, как в простейшем карбюраторе.
При резком нажатии на педаль управления дроссельными заслонками рычаг 31 воздействует на шток 1 ускорительного насоса, поршзчь насоса при этом перемещается вниз, обратный клапан 32 закрывается и топливо через нагнетательный клапан 9 и распылитель 8 впрыскивается в смесительные камеры — горючая смесь кратковременно обогащается. Для обеспечения затяжного впрыскивания на штоке ускорительного насоса установлена пружина.
В карбюраторе К-126Б имеется исполнительный механизм ограничителя максимальный частоты вращения коленчатого вала двигателя, который работает совместно с датчиком центробежного типа. Принцип работы и устройство ограничителя аналогичны принципу работы и устройству ограничителя карбюратора К-88А, устанавливаемого на двигателе автомобиля ЗИЛ-130.
Карбюраторы двигателей легковых автомобилей
Карбюраторы двигателей легковых автомобилей в принципе не отличаются от карбюраторов двигателей грузовых автомобилей В них также можно выделить верхнюю, среднюю и нижнюю части, в которых расположены все дозирующие и дополнительные устройства. На двигателях автомобилей «Волга», «Москвич» и «Жигули» устанавливают двухкамерные балансированные карбюраторы, основной особенностью которых является последовательная работа смесительных камер. В связи с этим привод дроссельных заслонок обеспечивает их последовательное открытие в зависимости от степени нажатия на педаль управления. Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на легковых автомобилях не применяется. На двигателе автомобиля ГАЗ-3102 «Волга» установлен карбюратор К-156,
82
имеющий существенные отличия от применяемых ранее на автомобилях «Волга».
Карбюратор К-126Г (рис. 35) устанавливают на рядный четырехцилиндровый двигатель ЗМЗ-24 автомобиля ГАЗ-24 «Волга».
Устройство. В верхней части карбюратора, представляющей собой входной воздушный патрубок, установлена сдвоенная воздушная заслонка 5, обе части которой находятся на одной оси. Правая часть заслонки перекрывает воздушный канал первичной смесительной камеры, левая — вторичной. Такие названия смесительные камеры получили в соответствии с характером своей работы: первичная камера работает во всех режимах двигателя, а вторичная включается в работу при больших нагрузках, когда дроссельная заслонка первичной камеры открывается более чем на 2/3 своего хода. На воздушной заслонке имеются два предохранительных клапана 10, расположенные на ее правой части в канале первичной камеры.
В средней части карбюратора расположены поплавковая камера, первичная и вторичная смесительные камеры и все его дозирующие устройства и системы. В первичной смесительной камере имеются малый и большой диффузоры, главное дозирующее устройство, система холостого хода и ускорительный насос.
Главное дозирующее устройство первичной смесительной камеры состоит из главного жиклера 31, эмульсионного колодца с эмульсионной трубкой 13, заканчивающейся воздушным жиклером 12, и распылителя 4. Система холостого хода имеет топливный жиклер 14, воздушный жиклер 15 и эмульсионный канал 32, выходящий в задроссельное пространство через отверстия 35 и 36. Проходное сечение нижнего отверстия 36 регулируется винтом 34.
Ускорительный насос, связанный системой рычагов и тяг с приводом дроссельных заслонок, имеет шток с манжетой, изготовленной из маслобензостойкой пластмассы и выполняющей функции поршня. Для затяжного впрыскивания между планкой 19 привода ускорительного насоса и манжетой установлена пружина 20. Топливо поступает в ускорительный насос через шариковый клапан 27, а нагнетается в первичную смесительную камеру через нагнетательный клапан 9 и распылитель 8.
Во вторичной смесительной камере имеются главное дозирующее устройство и экономайзер с механическим приводом. Главное дозирующее устройство по конструкции аналогично главному дозирующему устройству первичной смесительной камеры. Экономайзер имеет клапан 29, соединенный каналом 30 с распылителем 7. который выходит в воздушный патрубок вторичной смесительной камеры.
Работа. Топливо заполняет поплавковую камеру карбюратора, проходя через штуцер 25, сетчатый фильтр 23 и игольчатый клапан 24. Уровень его в поплавковой камере поддерживается поплавковым механизмом. Для контроля уровня в боковой стенке камеры имеется окно 41. При пуске холодного двигателя воздушную заслонку 5 закрывают. Вместе с этим дроссельная заслонка первичной смесительной камеры поворачивается на угол 18—2Г. В момент вращения коленчатого вала
разрежение начинает действовать на главное дозирующее устройство первичней смесительной камеры и смесь сильно обогащается.
Излишнее обогащение смеси после пуска двигателя предотвращается автоматическим срабатыванием двух предохранительных клапанов в воздушной заслонке. Кроме того, сама воздушная заслонка приоткрывается на некоторый угол под действием потока проходящего воздуха. После прогрева двигателя воздушную заслонку полностью открывают.
При работе двигателя на холостом ходу горючая смесь приготовляется в системе холостого хода первичной смесительной камеры карбюратора. В этом случае топливо под действием разрежения в задрос- сельном пространстве поступает через главный топливный жиклер 14 системы холостого хода к воздушному жиклеру 15, где смешивается с воздухом и образует эмульсию. Образовавшаяся эмульсия по каналу 32 поступает к регулируемому отверстию 36 и выходит в смесительную камеру под дроссельную заслонку.
Если дроссельная заслонка полностью закрыта, то через верхнее отверстие 35 системы холостого хода в эмульсионный канал будет поступать дополнительное количество эмульсирующего воздуха. При открытии дроссельной заслонки через отверстие 35 в смесительную камеру выходит эмульсия, способствуя плавности изменения режима работы с холостого хода на средние нагрузки.
В довольно широком диапазоне средних нагрузок система холостого хода работает совместно с главным дозирующим устройством. Их регулируют так, чтобы обеспечивать несколько обедненный состав горючей смеси для этого режима.
При увеличении нагрузки двигателя, т. е. по мере открытия дроссельной заслонки первичной смесительной камеры, начинает открываться дроссельная заслонка 39 вторичной смесительной камеры (это происходит, когда заслонка первичной смесительной камеры откроется на 2/3 своего хода). Дальнейшее открытие заслонки 39 увеличивает поток воздуха в малом диффузоре 6 и эмульсионной трубке /. Вследствие возникшего в диффузоре 6 разрежения и давления воздуха в эмульсионной трубке / топливо начинает вытесняться из трубки по распылителю в малый диффузор, в результате чего вторичная камера вступает в работу. Главный жиклер 40 вторичной смесительной камеры п воздушный жиклер 2 главного дозирующего устройства подобраны так, чтобы обеспечивать экономичный состав смеси при частичных открытиях дроссельной заслонки 39.
Клапан 29 экономайзера открывается вместе с началом открытия дроссельной заслонки 39 вторичной смесительной камеры. Однако в начальные моменты работы вторичкой камеры топливо в распылитель экономайзера не поступает, так как при частичных открытиях дроссельной заслонки 39 разрежение в устье распылителя 7 экономайзера недостаточно. Только при значительном увеличении скорости воздуха во вторичной смесительной камере топливо получает возможность вытекать из распылителя, обогащая смесь. Это происходит при открытии дроссельной заслонки 39, приближающемся к полному.
Рис. 36. Головка блока двигателя с деталями привода впускных клапанов:Рис. 36. Головка блока двигателя с деталями привода впускных клапанов:/ — крышка головки, 2 — пн а и га, 3 — свеча зажигания, 4 — корпус дополнительного клапана, 5 — форкамера, 6 --- сопловые отверстия, 7, 9 — дополнительный и впускной клапаны. 8 — основная камера сгорания, 10 — головка блок а, 11 — кором ыело/ — крышка головки, 2 — пн а и га, 3 — свеча зажигания, 4 — корпус дополнительного клапана, 5 — форкамера, 6 --- сопловые отверстия, 7, 9 — дополнительный и впускной клапаны. 8 — основная камера сгорания, 10 — головка блок а, 11 — кором ыелоРезкий переход работы двигателя с малой частоты вращения коленчатого вала на большую осуществляется подачей дополнительного количества топлива ускорительным насосом. Впрыскивание топлива происходит при резком нажатии планки 19, связанной с приводом заслонки, на пружину 20. Под действием пружины поршень ускорительного насоса перемещается и создает давление. При этом шариковый клапан 27 закрывается и топливо через нагнетательный клапан 9 и распылитель 5 впрыскивается в первичную смесительную камеру. Длительность впрыскивания определяется временем разжатия пружины.
Рис. 36. Головка блока двигателя с деталями привода впускных клапанов:
Рис. 36. Головка блока двигателя с деталями привода впускных клапанов:
/ — крышка головки, 2 — пн а и га, 3 — свеча зажигания, 4 — корпус дополнительного клапана, 5 — форкамера, 6 --- сопловые отверстия, 7, 9 — дополнительный и впускной клапаны. 8 — основная камера сгорания, 10 — головка блок а, 11 — кором ыело
/ — крышка головки, 2 — пн а и га, 3 — свеча зажигания, 4 — корпус дополнительного клапана, 5 — форкамера, 6 --- сопловые отверстия, 7, 9 — дополнительный и впускной клапаны. 8 — основная камера сгорания, 10 — головка блок а, 11 — кором ыело
Если дроссельные заслонки открывать плавно, то ускорительный насос работать не будет, так как шариковый клапан 27 остается открытым и топливо из колодца насоса постепенно вытесняется в поплавковую камеру.
Карбюратор К-156 устанавливают на рядный четырехцнлин- дровый двигатель ЗМЗ-40022-10 автомобиля ГАЗ-3102 «Волга».
Новый двигатель отличается от применяемого ранее на автомобилях «Волга» форкамерно-факельным зажиганием, позволяющим снизить расход топлива в основных эксплуатационных режимах и уменьшить количество токсичных веществ в отработавших газах. С этой целью для работы двигателя применяют обедненные горючие смеси, в связи с чем в конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов двигателя, а также карбюратора внесены существенные изменения.
Камера сгорания в головке блока (рис. 36) разделена на основную 8 и дополнительную 5 камеры. Дополнительная камера значительно меньше по объему и называется форкамерой. Для каждой камеры горючая смесь приготовляется в отдельных секциях карбюратора и подводится по отдельным впускным каналам в головке блока. В основную камеру через впускной клапан 9 поступает обедненная смесь, а через дополнительный клапан 7 в форкамеру 5 — обогащенная. Воспламенение смеси в форкамере производится от свечи зажигания 3. Образующийся факел продуктов сгорания из форкамеры через сопловые отверстия 6 проходит с завихрением в основную камеру и воспламеняет обедненную смесь, которая быстро сгорает (от искры эта смесь воспламениться не смогла бы).
Устройство. По конструкции карбюратор является вертикальным с падающим потоком и балансированной поплавковой камерой. Его основу составляют три смесительные секции: первичная и вторичная подключены к одному впускному каналу в головке цилиндров, а форкамерная представляет собой самостоятельный смесительный тракт и подключена к другому впускному каналу. Дроссельные заслонки всех секций и воздушная заслонка взаимосвязаны сисгемой рычагов и тяг. Дозирующие устройства и системы карбюратора размещены в трех его частях: крышке, корпусе поплавковой камеры и корпусе дроссельных заслонок основных секций.
В крышке 3 (рис. 37) поплавковой камеры расположены воздушная заслонка 13, пневмокорректор 15, распылители 11 эконостатов, клапан 19 разбалансировки поплавковой камеры с электромагнитом 17. Крышка имеет также привалочный фланец со шпильками для крепления.
В корпус 24 поплавковой камеры встроены: штуцер подвода топлива; игольчатый клапан 2 поплавкового механизма; система холостого хода первичной секции с жиклерами 7, 8 и 9; переходная система вторичной секции с жиклерами 27 и 28; система холостого хода форкамерной секции с жиклерами 20, 21 и 22; большие диффузоры главной дозирующей системы основных секций и форкамерной секции; малые диффузоры всех секций главной системы и их жиклеры 29, 23, 10 и 18; ускорительный насос с диафрагмой 5, клапанами 34 и 16 и распылителем 14; дроссельная заслонка 26 форкамерной секции. В корпусе дроссельных заслонок расположены сами дроссельные заслонки основных секций — 30 и 32, а также регулировочные винты холостого хода — 33 и 25.
Работа. Основные смесительные секции карбюратора — первичная и вторичная — включаются в работу последовательно, причет»! во вторичной горючая смесь начинает готовиться только после поворота дроссельной заслонки первичной секции на угол (36±2)°. Форкамерная секция работает параллельно с основными во всех режимах. Совместная работа всех смесительных секций карбюратора в указанном порядке обеспечивается системой рычагов и тяг, соединяющих дроссельную и воздушную заслонки карбюратора, а также приводы ускорительного насоса и пневмокорректора.
Для пуска холодного двигателя при отрицательных температурах воздушную заслонку закрывают с помощью ручного привода при предварительном нажатии на педаль акселератора для обеспечения поворота кулачка-фиксатора воздушной заслонки. При этом дроссельная заслонка первичной секции приоткрывается за счет взаимосвязи кулачка-фиксатора и рычага привода дроссельных заслонок; дальше пуск двигателя следует производить с отпущенной педалью акселератора. В момент пуска пневмокорректор срабатывает и приоткрывает воздушную заслонку на требуемый угол, обеспечивая устойчивую работу двигателя без переобогащения смеси.
По мере прогрева двигателя следует вручную последовательно приоткрывать воздушную заслонку путем вдвигания рукоятки ее привода. При этом будут ощущаться фиксирующие щелчки кулачка-фикса-
тора, который устанавливается в первоначальное положение. Воздушная заслонка в конце прогрева должна быть полностью открыта.
При работе двигателя на холостом ходу топливо проходит через систему холостого хода первичной секции и, образуя эмульсию, выходит через отверстие у регулировочного винта 33 системы холостого хода под кромку дроссельной заслонки 32. При небольшом открытии дроссельной заслонки смесь начинает поступать через отверстие, расположенное выше регулировочного винта.
В режиме средних нагрузок вступает в работу главное дозирующее устройство первичной секции. Топливо, проходя через жиклер 29, попадает в эмульсионную трубку, где смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 9, и далее через распылитель выводится в диффузор. При увеличении нагрузки топливо начинает поступать за счет отсоса из распылителя 11 эконостата первичной секции. При нагрузках, соответствующих началу поворота дроссельной заслонки вторичной секции, горючая смесь образуется в переходной системе этой секции; далее вступает в работу главное дозирующее устройство. В режиме максимальных нагрузок дополнительное обогащение смеси во вторичной секции обеспечивается системой ее эконостата с распылителем 11.
Переход двигателя с малой частоты вращения коленчатого вала на большую с резким ускорением производится системой ускорительного насоса, распылитель 14 которого выведен в воздушный канал первичной секции и соединен трубкой с воздушным каналом форкамерной секции. В момент быстрого нажатия на педаль акселератора дополнительная порция топлива будет обогащать горючую смесь в первичной и форкамерной секциях одновременно. Во всех остальных режимах форкамерная секция карбюратора, в которой приготовляется смесь необходимого состава, работает самостоятельно.
Система ступенчатого пуска воздуха. Особенностью системы питания двигателя ГАЗ-3102 «Волга» с карбюратором К-156 является наличие устройства для подвода в нее чистого воздуха двумя способами.
В режиме принудительного холостого хода двигателя (движение с накатом на скорости, превышающей скорость при холостом ходе) воздух перепускается во впускной трубопровод, минуя карбюратор. Это обеспечивается применением блока из двух электромагнитных клапанов, связанных резиновым шлангом с воздушным фильтром и управляемых электронным блоком с вакуумным выключателем. При достижении заданного предела разрежения во впускном трубопроводе на принудительном холостом ходу на меньшем пределе срабатывает один клапан, а на большем — и второй. В результате этого во впускной трубопровод начинает дополнительно поступать чистый воздух, обедняющий смесь, что способствует снижению расхода топлива.
Уменьшение частоты вращения коленчатого вала двигателя до 1700 об/мин или увеличение разрежения во впускном трубопроводе вызывает отключение электронного блока управления — система ступенчатого пуска воздуха перестает подавать дополнительно воздух
во впускной трубопровод и двигатель переходит на нормальный режим работы.
Карбюратор К-126Н (рис. 38) устанавливают на двигатель автомобиля «Москвич-412» и его модификаций.
Устройство. Карбюратор состоит из верхней, средней и нижней частей. В верхней части расположены входной воздушный патрубок со сдвоенной воздушной заслонкой и крышка поплавковой камеры, в которой имеется прилив, где размещен штуцер топливопровода с фильтром и игольчатый клапан поплавкового механизма. Там же закреплены рычаги привода воздушной заслонкц.
В средней части находится поплавковая камера, первичная и вторичная смесительные камеры, а также все дозирующие устройства и системы карбюратора.
Нижняя часть представляет собой продолжение смесительных камер и заканчивается фланцем для крепления карбюратора к впускному трубопроводу двигателя. Здесь расположены дроссельные заслонки первичной и вторичной камер, которые смонтированы на двух параллельных осях и соединены между собой п с воздушной заслонкой системой рычагов и тяг. В нижней части установлены также регулировочные винты холостого хода.
Карбюратор К-126Н отличается от карбюратора К-126Г наличием дополнительных дозирующих устройств — переходной системы и зконостата. Устройство переходной системы, служащей для обеспечения плавного вступления в работу главного дозирующего устройства вторичной смесительной камеры, аналогично устройству системы холостого хода первичной камеры, но в ней имеется только одно выходное отверстие 44, которое не регулируется и выведено к кромке дроссельной заслонки при ее закрытом положении.
Эконостат введен в карбюратор К-126Н для уменьшения обеднения горючей смеси в режиме полных нагрузок, так как имеющийся экономайзер не обеспечивает требуемого состава горючей смеси. В эконостате имеются топливный калиброванный канал 4, выходящий непосредственно в поплавковую камеру и выполняющий роль дозирующего элемента, и распылитель 7, который расположен во входном воздушном патрубке вторичной камеры карбюратора.
Работа. Пуск холодного двигателя с карбюратором К-126Н аналогичен пуску такого же двигателя с карбюратором К-126Г. Пус-
Рис. 37. Карбюратор К-156:
/ — штуцер подвода топлива, 2 — игольчатый клапан, 3 — крышка поплавковой камеры, 4 — поплавок, 5, 6 — диафрагма и жиклер ускорительного насоса, 7 — воздушный жиклер системы холостого хода, 8, 9 — воздушные жиклеры вторичного и первичного эмульсирования системы холостого хода, 10 — главные воздушные жиклеры с эмульсионными трубками, // — распылители эконостатов первичной и вторичной секций, 12 — главные распылители, 13 — воздушная заслонка, 14 — распылитель ускорительного иасоса, 15 — пневмокоррсктор, 16, 34 — нагнетательный и обратный клапаны ускорительного насоса, 17 — электромагнит разбаланеировоч- иого клапана, 18, 23 — главные воздушный и топливный жиклеры форкамерной секции, 19 — клапан разбалансировки, 20, 21 — воздушные жиклеры первичного н вторичного эмульсирования системы холостого хода форкамерной секции, 22 — топливный жиклер системы холостого хода форкамерной секции, 24 — корпус поплавковой камеры, 25, 33 — регулировочные винты системы холостого хода (форкамерной н первичной секций), 26 —• дроссельная заслонка форкамерной секции, 27, 28 — жиклеры переходной системы вторичной секции, 29 — главные топливные жиклеры, 30, 32 — дроссельные заслонки вторичной и первичной секции, 31 — рычаг привода дроссельных заслонок, 35 — сетчатый фильтр
ковое устройство карбюратора К-126Н обеспечивает при закрытой воздушной заслонке сильное обогащение смеси, которое после пуска автоматически снижается с помощью предохранительных клапанов 13 воздушной заслонки или открытием последней водителем.
При работе на холостом ходу питание двигателя осуществляется через систему холостого хода первичной камеры. При этом топливо под действием разрежения проходит через главный жиклер 35 и эмульсионный жиклер 37 системы холостого хода в эмульсионный канал 36, где к нему через воздушный жиклер 17 подмешивается воздух. Поскольку на холостом ходу дроссельная заслонка 40 первичной камеры сильно прикрыта, образующаяся эмульсия выходит через нижнее регулируемое отверстие 42 в смесительную камеру. По пути к ней через верхнее отверстие 39 дополнительно подмешивается эмульсирующий воздух.
При открытии дроссельной заслонки 40 первичной камеры отверстие 39 оказывается в зоне разрежения и через него начинает выходить эмульсия. Все элементы системы холостого хода подобраны так, чтобы обеспечивать необходимый состав горючей смеси до момента вступления в работу главного дозирующего устройства первичной камеры.
При дальнейшем открытии дроссельной заслонки и достижении определенной частоты вращения коленчатого вала двигателя разрежение в малом диффузоре возрастает настолько, что топливо начинает вытекать из распылителя — этот момент и будет определять начало работы главного дозирующего устройства. Таким образом, при малых и средних нагрузках система холостого хода и главное дозирующее устройство работают совместно; при этом приготовляется смесь обедненного состава.
Как только дроссельная заслонка 40 первичной камеры откроется на угол 43°, с помощью механической связи начинает открываться дроссельная заслонка 43 вторичной камеры. В начальные моменты ее открытия в работу вступает переходная система. Разрежение по эмульсионному каналу 45 переходной системы передается к топливному жиклеру 46, и топливо проходит через него к воздушному жиклеру 2, образуя эмульсию, которая движется по эмульсионному каналу и через отверстие 44 поступает во вторичную камеру. До определенной частоты вращения коленчатого вала двигателя переходная система подает топливо в смесительную камеру, препятствуя вступлению в работу главного дозирующего устройства вторичной камеры.
По мере увеличения открытия дроссельной заслонки 43 и возрастания разрежения в малом диффузоре вторичной камеры топливо начинает подниматься по эмульсионному колодцу и в виде капель поступает из распылителя 9 в смесительную камеру. Этот момент (угол поворота заслонки «14) определяет вступление в работу главного дозирующего устройства вторичной камеры. Далее переходная система и главное дозирующее устройство работают совместно, обеспечивая приготовление горючей смеси обедненного состава.
Одновременно с работой главного дозирующего устройства вторичной камеры при увеличении открытия дроссельной заслонки 43 (на угол >53°) вступает в работу экономайзер. При этом шток 19 нажимает на клапан 33, топливо по каналу 34 поступает к распылителю 12 и вво-
дится в воздушный поток первичной смесительной камеры, обогащая горючую смесь.
Однако-экономайзер в карбюраторе К-126Н работает по принципу простейшего карбюратора и не обеспечивает приготовления обогащенной горючей смеси при полном открытии дроссельных заслонок и большом расходе воздуха. Для устранения излишнего обеднения горючей смеси в этсм режиме служит дополнительная дозирующая система — эконостат, имеющий распылитель 7, расположенный в воздушном патрубке вторичной камеры значительно выше уровня поплавковой камеры. При таком расположении распылителя эконостата подача через него топлива может начаться лишь при больших расходах воздуха. Следовательно, эконостат вступает в работу при открытии дроссельной заслонки 43, приближающемуся к полному, и обеспечивает обогащение смеси.
Таким образом, при работе двигателя на полной мощности обогащенный состав горючей смеси обеспечивается совместной работой дозирующих устройств первичной и вторичной камер карбюратора, а также экономайзера и эконостата.
Ускорительный насос в карбюраторе К-126Н работает прирезком открытии дроссельных заслонок. При этом основная часть топлива, открыв нагнетательный клапан 11, под действием поршня 23 через распылитель 14 впрыскивается в первичную камеру. Избыток топлива из колодца насоса вытесняется через перепускное отверстие 28 в поплавковую камеру. Размеры этого отверстия подобраны так, что при открытии дроссельной заслонки первичной камеры на 35° часть топлива перетекает в поплавковую камеру и впрыскивается около V3 его объема. При дальнейшем открытии дроссельной заслонки перепускное отверстие перекрывается поршнем насоса и в первичную камеру впрыскивается остальное топливо. При работе двигателя на холостом ходу происходит разбалансировка карбюратора (для этого служит канал 31, выполненный в тяге привода ускорительного насоса и экономайзера).
Карбюратор ВАЗ модели ДААЗ-2101 устанавливают на двигатели рабочим объемом 1,2 и 1,4 л (автомобили ВАЗ-2101, -21011, -2102), а модели ДААЗ-21ОЗ — на двигатели рабочим объемом 1,45 и 1,6 л (автомобили ВАЗ-2103, -2106, -2121). Эти карбюраторы отличаются друг от друга пропускной способностью дозирующих элементов и систем, а также небольшими изменениями в конструкции, которые были введены вследствие совершенствования технологии изготовления карбюраторов и повышения требований к токсичности. Принципиально конструкции всех разработанных модификаций карбюраторов одинаковы.
Устройство. Карбюратор состоит из трех частей. Верхняя часть представляет собой входной воздушный патрубок, изготовленный вместе с крышкой поплавковой камеры. На крышке установлены поплавковый механизм с игольчатым клапаном и приемная топливная трубка с сетчатым фильтром. В воздушном патрубке, разделенном на два канала, имеется воздушная заслонка, перекрывающая первичную камеру. На специальном фланце с наружной стороны патрубка смонтирован диафрагменный механизм привода воздушной заслонки.
В средней части карбюратора размещены поплавковая камера, а также первичная и вторичная смесительные камеры со сдвоенными диффузорами, дозирующими устройствами и системами (включая переходную систему и эконостат). В стенке поплавковой камеры установлен ускорительный насос диафрагменного типа.
Нижняя часть представляет собой продолжение смесительных камер и заканчивается фланцем для крепления карбюратора к впускному трубопроводу двигателя. В смесительных камерах на двух параллельных осях смонтированы дроссельные заслонки с механическим приводом, а в нижней части имеется полость, подогреваемая жидкостью из системы охлаждения двигателя.
Особенностями карбюраторов ДААЗ являются: отсутствие экономайзера; наличие пускового устройства, выполненного с вакуумным диафрагменным механизмом; наличие клапана разбалансировки карбюратора на холостом ходу двигателя и устройства отсоса картерных газов для вентиляции внутренней полости двигателя.
Работа. Топливо заполняет поплавковую камеру карбюратора (рис. 39) через фильтр 2 и игольчатый клапан 3. Уровень топлива регулируют отгибом язычка. При пуске холодного двигателя воздушную заслонку 17 закрывают; при этом дроссельная заслонка 36 первичной камеры несколько приоткрывается вследствие механической связи с воздушной заслонкой. Возникающее при вращении коленчатого вала разрежение передается в главное дозирующее устройство, вызывая обильное истечение топлива и образование обогащенной горючей смеси. Как только двигатель станет работать самостоятельно (стартер отключается), разрежение начнет действовать через канал 19 на диафрагму 18 приводного механизма. Диафрагма перемещается вправо, сжимая пружину, и через систему тяг и рычагов поворачивает воздушную заслонку на некоторый угол в сторону открытия — этим предотвращается излишнее обогащение горючей смеси. По мере прогрева двигателя воздушную заслонку приоткрывают, а затем постепенно переводят в полностью открытое положение.
При работе двигателя в режиме холостого хода горючая смесь готовится в системе холостого хода карбюратора. Топливо под действием разрежения, возникающего во впускном трубопроводе, поступает через главный жиклер 30 в эмульсионный колодец 33, а из него — через топливный жиклер 21 системы холостого хода в эмульсионный канал 31. В эмульсионном канале к топливу подмешивается воздух, прошедший через воздушный жиклер 22 системы холостого хода. Образовавшаяся эмульсия поступает в смесительную камеру через нижнее регулируемое отверстие 34.
При полностью прикрытой дроссельной заслонке 36 первичной камеры через верхние отверстия 35 в эмульсионный канал поступает дополнительный воздух, снижая степень обогащения горючей смеси. По мере открытия дроссельной заслонки верхнее отверстие попадает в зону разрежения и начинает подавать эмульсию в смесительную камеру. В результате образуется горючая смесь, имеющая состав, который необходим для работы двигателя с несколько увеличенной частотой вращения коленчатого вала.
93
Ряс. 38. Карбюратор К-126Н:
/, 2 — воздушные канал и жиклер переходной системы, 3 -- топливный жиклер переходной системы (системы холостого хода), 4 — топливный канал эконостата. 5, 15 — воздушные жиклеры главного дозирующего устройства вторичной н первичной камер, 6 рычаг привода воздушной заслонки, 7, 12 — распылители эконостата и экономайзера, 8 — воздушная заслонка, 5 — распылители главных дозирующих устройств, 10, 41 — малые и большие диффузоры, 11— нагнетательный клапан, 13— предохранительные каналы воздушной заслонки, // — распылитель ускорительного насоса, 16 — эмульсионная трубка, 17, 37 — воздушный и эмульсионный жиклеры системы холостого хода, 18 — отверстие для штуцера вакуумного регулятора опережения зажигания, 19, 20 — штоки клапана экономайзера и ускорительного насоса, 21 — планка привода насоса и экономайзера, 22, 23 — пружина и поршень насоса, 24 — поплавок, 25 — сетчатый фильтр, 26 —- штуцер топливопровода, 27 — игольчатый клапан, 28 — перепускное отверстие ускорительного насоса. 29 — пробка спускного отверстия, 30 — шариковый клапан ускорительного насоса, 31 — канал разбалансировки поплавковой камеры, 32 — серьга с тягой привода ускорительного насоса, 33. 34 — клапан и канал экономайзера, 3.5 — главный жиклер первичной камеры, 36 — эмульсионный канал системы холостого хода, 38 — регулировочный винт системы холостого хода (качества смеси), 39, 42 — верхнее (нере- 1улируемое) и нижисе (регулируемое) отверстия системы холостого хода. 40, 43 -- дроссельные заслонки первичной и вторичной камер, 44, 45 — выходное отверстие и эмульсионный канал переходной системы. 46 — топливный жиклер переходной системы, 47 — главный жиклер вторичной камеры, 48 — смотровое окно для контроля уровня топлива в поплавковой камере
При дальнейшем открытии дроссельной заслонки 36 разрежение в малом диффузоре начинает превышать разрежение в системе холостого хода и топливо из главного жиклера начинает поступать в главное дозирующее устройство, поднимаясь по эмульсионной трубке 20 в главный распылитель 13 и далее — в малый диффузор смесительной камеры. Таким образом, главное дозирующее устройство и система холостого хода совместно обеспечивают приготовление горючей смеси в первичной камере при работе двигателя на средних нагрузках.
Все жиклеры подобраны так, что до того как автомобилем развивается скорость движения 80 км/ч, в карбюраторе приготовляется обедненная горючая смесь. При увеличении нагрузки на двигатель и скорости автомобиля выше 80 км/ч вступает в работу вторичная смесительная камера карбюратора, начало работы которой определяется моментом открытия дроссельной заслонки 38. Как только отверстие 40 переходной системы вторичной камеры попадает в зону разрежения, через него начинает поступать эмульсия — этим устраняется провал в работе вторичной камеры при начальных углах открытия дроссельной заслонки 38.
При больших углах открытия в работу вступает главное дозирующее устройство вторичной камеры. Совместное действие переходной системы и главного дозирующего устройства вторичной камеры обеспечивает подачу в двигатель горючей смеси экономичного состава.
При полной нагрузке двигателя происходит обогащение горючей смеси с помощью эконостата, в систему которого топливо подается непосредственно из поплавковой камеры по каналу в корпусе, заканчивающемуся топливным жиклером 7. Эмульсирование топлива происходит в продолжении канала, выполненного в крышке поплавковой камеры п снабженного воздушным жиклером 9. Эмульсия через эмульсионный жиклер И проходит в распылитель эконостата, расположенный в малом диффузоре. Вследствие применения воздушного жиклера снижается разрежение в канале эконостата, поэтому система эконостата может образовывать горючую смесь лишь при очень больших расходах воздуха через карбюратор. Практически эконостат работает только при полностью открытых дроссельных заслонках, обеспечивая обогащение горючей смеси.
В моменты резкого перехода работы двигателя с малой частоты вращения коленчатого вала на большую обогащение горючей смеси происходит за счет работы ускорительного насоса, привод которого обеспечивает двукратную подачу топлива в моменты открытия дроссельных заслонок первичной и вторичной камер карбюратора. Этим устраняется провал в работе двигателя, когда резко открывается заслонка вторичной камеры.
Основным элементом ускорительного насоса является диафрагма 26, связанная через амортизирующую пружину 27 с рычагом привода 28. Амортизатор создает затяжное впрыскивание топлива, которому способствует также упругость самой диафрагмы. Полость насоса заполняется топливом через впускной шариковый клапан 24 при перемещении диафрагмы вправо под действием возвратной пружины. Если диафрагму перемещать плавно влево, то впрыскивания не происходит.
так как топливо через перепускное отверстие 23 из полости насоса вытекает в поплавковую камеру. При резком открытии дроссельных заслонок топливо под действием диафрагмы не успевает вытечь через перепускное отверстие, вследствие чего создается давление, под действием которого закрывается впускной шариковый клапан и через нагнетательный клапан 15 топливо впрыскивается в первичную камеру.
Для безотказности пуска горячего двигателя в карбюраторе ДААЗ-2101 имеется клапан 43 разбалансировки поплавковой камеры, обеспечивающий удаление паров топлива из поплавковой камеры в атмосферу, когда дроссельные заслонки находятся в полностью закрытом положении. Он размещен в приливе средней части карбюратора под крышкой поплавковой камеры, а привод его соединен с дроссельными заслонками. Вследствие срабатывания клапана разбалансировки давление в поплавковой камере не может превысить атмосферного, и горючая смесь не обогащается выше допустимого предела при пуске и работе двигателя на холостом ходу.
Особенностью карбюратора ДААЗ-21ОЗ является наличие электромагнитного клапана, перекрывающего канал системы холостого хода перед топливным жиклером. Клапан прекращает иодачу топлива в систему холостого хода одновременно с выключением зажигания, предотвращая таким образом возможность самовоспламенения рабочей смеси в горячем двигателе.
В карбюраторах ДААЗ уровень топлива в поплавковой камере контролируют по положению поплавка относительно плоскости разъема крышки поплавковой камеры в снятом состоянии. Возможность визуального контроля уровня не предусмотрена.
Карбюратор «Озон», производство которого начато в 1979 г., является унифицированным; его можно устанавливать на двигатели автомобилей ВАЗ, АЗЛК и УАЗ. Схемы «Озона» и карбюратора ДААЗ-2101 аналогичны, но с целью повышения технического уровня, снижения выброса двигателями токсичных веществ, а также уменьшения расхода топлива в конструкцию основных узлов и дозирующих систем «Озона» внесены некоторые изменения: разработаны автоматическая пусковая система с воздушной заслонкой, пневматический привод дроссельной заслонки вторичной камеры, автономная система холостого хода с качественной и количественной фиксированной регулировкой и клапаном с электронным управлением для отключения подачи топлива на принудительном холостом ходу.
Конструкции элементов главной д о з и р у ю щ е й с и ст е м ы, э к о н о с т а т а и ускорительного насоса карбюратора «Озон» (рис. 40, о) не претерпели изменений по сравнению с конструкциями тех же элементов карбюратора ДААЗ-2101.
Автоматическая система пуска и прогрева двигателя в карбюраторе «Озон» (рис. 40, б) обеспечивает необходимое обогащение горючей смеси в момент пуска двигателя вне зависимости от степени квалификации водителя. Это сокращает время работы двигателя на богатой и обогащенной смесях, уменьшает выброс в атмосферу несгоревших углеводородов и расход бензина, упрощает
Рис. 39. Карбюратор ДААЗ-2101:
/- — трубка топливопровода. 2 — сетчатый фильтр, 3 игольчатый клапан. / — поплавок, 5. 6 — воздевший и топливный жиклеры переходнойсистемы, 7. 9, 1* — топливный, воздушный и эмульсионный жиклеры эконостата, 8, 12 — канал и распылитель эконостата, 10 — возд\ шние жик-леры главной системы, 13 — главные распылители, 14. 37 — малые и большие диффузоры, /5, 16 — нагнетательный клапан и распылитель ускори-тельного насоса, 17 - - воздушная заслонка, 18 — диафрагма приводного механизма воздушной заслонки, 19 — капал вакуумного привода воздушнойзаслонки. 20 — эмульсионные трубки, 21. 22 — топливный и воздушный жиклеры системы холостого хода, 23—25 — перепускное отверстие, впу-скной шариковый клапан и пружина ускорительного насоса, 26 — диафрагма, 27 — амортизирующая пружина для затяжного впрыскивания, 28,29 — рычаг и кулачок привода насоса, 30 - главные жиклеры, 31 — эмульсионный канал системы холостого хода, 32 — винт регулирования ка-чества смеси на холостом ходу, 33 — эмульсионные колодцы, 34, 35 — нижнее и дна верхних отверстия системы холостого хода, 36, 38 — дроссельныезаслонки первичной и вторичной камер, 39 — теплоизоляционная прокладка, 10, 42 — выходное отверстие и соединительный канал переходной систе-мы, 41 — трубка полости подогрева нижней части карбюратора, 43 — клапан разбалансировки поплавковой камеры
действия водителя, так как ручное управление воздушной заслонкой сводится к самым простым операциям.
Автоматическая система пуска карбюратора «Озон» состоит из воздушной заслонки 20, термосилового элемента 24, омываемого потоком охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя, пневматического пускового механизма мембранного типа с рычагами и тягами привода, связывающими дроссельную и воздушную заслонки.
В момент пуска холодного двигателя воздушную заслонку карбюратора полностью закрывают. После пуска под дроссельной заслонкой создается достаточное разрежение, которое передается по каналу 26 под мембрану пускового механизма. Мембрана выгибается и через соответствующие тяги приоткрывает воздушную заслонку.
При определенном нагреве двигателя термосиловой элемент 24 также нагревается охлаждающей жидкостью, его наполнитель увеличивается в объеме и через шток 21 начинает открывать воздушную заслонку, открывая одновременно через систему рычагов и тяг дроссельную заслонку 28. При полностью прогретом двигателе шток термосилового элемента выдвигается в крайнее левое положение, в результате чего воздушная заслонка полностью открывается, а дроссельная закрывается. Питание двигателя на холостом ходу производится через автономную систему холостого хода, в состав которой входят распылительная камера 13 с профилированным винтом 12 количества смеси, ввернутым в съемный корпус 11 (см. рис. 40, о).
Топливная эмульсия, образовавшаяся в жиклере 4 в режиме холостого хода, поступает через эмульсионный канал 8 в распылительную камеру. Состав смеси регулируют в канале подвода эмульсии к распылительной камере 13 с помощью винта 9 качества смеси па заводе-изготовителе карбюратора или станции технического обслуживания, после чего винт пломбируют ограничительной пластмассовой втулкой.
Регулирование частоты вращения в режиме холостого хода при эксплуатации производится только винтом 12, который также пломбируют втулкой. Профиль дозирующего винта 12 выбран таким, что при его вращении происходит изменение только количества смеси, а ее состав остается постоянным.
Применение специального распылителя в системе холостого хода позволило улучшить распределение смеси по цилиндрам двигателя и снизить содержание оксида углерода в отработавших газах.
Так как при движении автомобиля в городе его двигатель часто работает на принудительном холостом ходу, то в системе холостого хода карбюратора «Озон» устанавливают электромагнитный клапан для отключения подачи топлива в систему в этом режиме. Клапан имеет электронное устройство, управляемое разрежением во впускном трубопроводе и частотой вращения коленчатого вала двигателя. Установка клапана принудительного холостого хода уменьшает выброс в атмосферу вместе с отработавшими газами токсичных веществ и повышает топливную экономичность двигателя.
Серийные карбюраторы «Озон», которые выпускают в настоящее время, снабжены пневматическим приводом дроссельной заслонки
Рис. 40. Схемы дозирующих систем (iz) и автоматической пусковой системы (б) кар-бюратора «Озон»:
1 — поплавковая камера, 2, 3 — вторичная и первичная смесительные камеры, 4 — топливный жиклер системы холостою хода, .5 - винт производственной подстройки, 6, 7 — управляющие жиклеры вторичной и первичной камер, 8 — эмульсионный капал системы холостого хода. 9 - винт качества смеси, 10 - пластмассовая ограничительная втулка-пломба, 11 — корпус винта количества смеси, 12 — винт количества смеси, 13 — распылительная камера системы холостого хода, // - вакуумный канал пневмопривода дроссельной заслонки вторичной камеры, /5 — дроссельная заслонка вторичной камеры, /6", /7 — выходное отверстие и эмульсионный канал переходной системы, /8 - шток механизма привода дроссельной заслонки, /9 -- пневмокамера. 20 — воздушная заслонка, 21 — шток, 22, 23 — штуцера подводя жидкости из системы охлаждения, 24 - термос иловой элемент, 25 — пусковой механизм с мембраной, 26 — канал, сообщающий пусковой механизм с за дроссельным пространством первичной камеры, 27 — регулировочный винт, 23 =— дроссельная заслонка первичной камеры
вторичной камеры, позволяющим автоматически открывать ее на требуемый угол в зависимости от условий движения и нагрузки. При этом постоянная механическая связь между дроссельными заслонками вторичной и первичной камер отсутствует. Такое конструктивное решение привода позволяет улучшить наполнение и повысить крутящий момент двигателя при средних частотах вращения коленчатого вала, улучшить процесс смесеобразования при большой нагрузке за счет повышения скорости потока воздуха в первичной камере, сделать более плавным процесс включения в работу вторичной камеры.
Основу пневматического привода составляет пневмокамера 19, механически связанная штоком 18 с заслонкой 15 (см. рис. 40, а). Управляющее разрежение в пневмокамеру подается от жиклеров 6 и 7 по каналу 14. Как только с увеличением нагрузки при полном открытии дроссельной заслонки первичной камеры частота вращения коленчатого вала двигателя и разрежение в жиклерах 6 и 7 начнет падать, диафрагменный механизм пневмокамеры не сможет удержать дроссельную заслонку вторичной камеры открытой, поэтому она начинает прикрываться. Основной поток воздуха перераспределяется в первичную смесительную камеру, его скорость там возрастает, смесеобразование улучшается и крутящий момент двигателя увеличивается.
При резком отпускании педали управления дросселем, т. е. при закрытии дроссельной заслонки первичной камеры, имеющийся на ней рычаг блокировки принудительно закрывает дроссельную заслонку вторичной камеры (по этой же причине при частичных нагрузках дроссельная заслонка вторичной камеры блокирована). Она сможет открыться пневмоприводом только при открытии дроссельной заслонки первичной камеры на угол, превышающий заданный.
Приборы системы питания
К приборам системы питания карбюраторного двигателя кроме карбюратора относятся топливный бак, приборы очистки воздуха и топлива, топливный насос и глушители шума впуска и выпуска.
Топливные баки, служащие для хранения запаса топлива, необходимого для работы автомобиля, изготовляют из тонкой листовой стали. Для увеличения жесткости и предотвращения расплескивания топлива внутри бака делают перегородки. В верхней части бак имеет заливную горловину, закрываемую пробкой. В пробке имеется небольшое отверстие для сообщения внутренней полости бака с атмосферой (по мере выработки топлива бак заполняется через это отверстие воздухом). Для уменьшения потерь на испарение топлива в некоторых автомобилях пробки баков имеют воздушные клапаны: впускной пропускает воздух в бак при уменьшении в нем количества топлива, а выпускной снижает давление в баке при повышении его выше атмосферного.
Для измерения уровня топлива в баке применяют дистанционные электрические приборы, состоящие из датчика и указателя. Датчик представляет собой поплавок, связанный с реостатом; он устанавливается непосредственно в баке, а указатель — в кабине на щитке или комбинации приборов.
У грузового автомобиля топливный бак находится на раме, у легкового — в багажном отделении. Крепят их стальными лентами (хомутами) или болтами к кронштейнам через амортизационные про
кладки.
Топливный бак (рис. 41) автомобиля ЗИЛ-130 разделен на три отсека перегородками 6. В верхней части среднего отсека бака установлена
Рис. 41. Топливный бак автомобиля 31 LT- 130:1 — заливная горловина с пробкой, 2 — разобщительный края, 3—сетчатый фильтр, 7— пробка сливного отверстия, 5 — выдвижной патрубок, 6 — перегородки, 7 — топливопровод,8 — фильтр-итстойинкРис. 41. Топливный бак автомобиля 31 LT- 130:1 — заливная горловина с пробкой, 2 — разобщительный края, 3—сетчатый фильтр, 7— пробка сливного отверстия, 5 — выдвижной патрубок, 6 — перегородки, 7 — топливопровод,8 — фильтр-итстойинкзаливная горловина 1 с проокои, имеющей впускной и выпускной клапаны. Для улучшения условий наполнения бака заливная горловина имеет выдвижной патрубок 5. Забор топлива осуществляется через сетчатый фильтр 3 топливоприемника, который в верхней части имеет разобщительный кран 2. Здесь же в верхней стенке бака предусмотрено отверстие для установки датчика прибора, контролирующего уро- веньтоплива. В нижней части бак имеет сливное отверстие с проб-
Рис. 41. Топливный бак автомобиля 31 LT- 130:
1 — заливная горловина с пробкой, 2 — разобщительный края, 3—сетчатый фильтр, 7— пробка сливного отверстия, 5 — выдвижной патрубок, 6 — перегородки, 7 — топливопровод,
8 — фильтр-итстойинк
Рис. 41. Топливный бак автомобиля 31 LT- 130:
1 — заливная горловина с пробкой, 2 — разобщительный края, 3—сетчатый фильтр, 7— пробка сливного отверстия, 5 — выдвижной патрубок, 6 — перегородки, 7 — топливопровод,
8 — фильтр-итстойинк
кой 4, служащее для слива отстоя и топлива.
Топливные баки других автомобилей имеют аналогичную конструкцию, но форма самого бака определяется местом его размещения на автомобиле.
Приборы очистки топлива предназначены для задержки различных механических примесей (пыль, ржавчина, волокна) и воды, которые могут содержаться в топливе. К этим приборам относятся различные фильтры и отстойники, которые устанавливают на пути иодачи топлива в карбюратор. Фильтры могут находиться как в самой магистрали подачи (топливопроводах), так и в приборах системы питания, например в топливном насосе.
В системе питания двигателей грузовых автомобилей очистку топлива обеспечивает магистральный ф и л ь т р - о т с т о й- н и к (рис. 42). Внутри отстойника / расположен фильтрующий элемент 6 пластинчатого типа, собранный из латунных фильтрующих пластин 11 и поджимаемый к корпусу центральной пружиной 8. Каждая фильтрующая пластина по окружности имеет отверстия для прохождения топлива и выступы высотой 0,05 мм.
Топливо поступает в отстойник фильтра из бака (показано стрелками). При перетекании топлива из отверстия корпуса 2 в отстойник его объем резко увеличивается, вследствие чего скорость движения уменьшается и все крупные частицы и вода опускаются па дно отстойника. Мелкие частицы задерживаются в щелях пластинчатого элемента, а отфильтрованное топливо проходит через другое отверстие в корпусе в питающую магистраль. Для слива отстоя служит отверстие, закрываемое пробкой 9.
Более высокое качество очистки достигается включением в систему питания двигателя фильтра тонкой очистки топ-
лива, удаляющего из топлива мельчайшие взвешенные частицы механического происхождения. Такие фильтры применяют на автомобилях ЗИЛ, ГАЗ и др.
Основными деталями фильтра тонкой очистки (рис. 43) являются крышка и стакан 1, соединенные скобкой с винтовым зажимом. Внутри
Рис. 42. Магистральный фильтр-отстойник:
/ —* отстойник. 2 —- корпус, 3 — стяжной болт, 4, 5 — прокладки, 6 — фильтрующий элемент, 7 — опорная пластина, 8 — пружина, 9 — пробка, 10 — стержень, 11 — фильтрующие пласти* ны, 12 — корпус фильтрующего элемента
стакана установлен фильтрующий элемент 4 в виде стаканчика, выполненного или из пористой керамики (рис. 43, о), или из капроновой мелкоячеистой сетки, свернутой в рулон (рис. 43, б). Фильтрующий элемент удерживается внутри стакана цилиндрической пружиной 5. Резиновые прокладки 2 обеспечивают герметичность соединения.
Приборы очистки воздуха служат для задерживания частиц пыли в воздушном потоке карбюратора. С этой целью на всасывающем патрубке карбюратора устанавливают воздушный фильтр (воздухоочиститель). Очистка воздуха, поступающего в двигатель, необходима для снижения износа трущихся деталей двигателя. Кроме того, воздушный фильтр снижает шум, создаваемый впускаемым воздухом (для этого его снабжают или конструктивно объединяют с глушителем шума впуска). Наиболее распространенными воздухоочистителями являются
воздушные фильтры — инерционно-масляные и с сухим фильтрующим элементом.
Инерционно-масляные воздушные ф и л ь т- р ы имеют следующий принцип действия: при изменении направления движения воздуха содержащиеся в нем частицы пыли по инерции продолжают двигаться в прежнем направлении, ударяются о поверхность
Рис. 43. Фильтр тонкой очистки топлива с керамическим (а) и сетчатым (б) фильтрующими элементами:
/ — стакан, 2 — прокладка, 3 — корпус, 4 — фильтрующий элемент, 5 — пружина, б — за-
>лм стакана
масла и осаждаются на дно масляной ванны. Затем воздух проходит через сетчатый фильтр, смоченный маслом, и окончательно очищается от пыли.
Воздушные фильтры, задерживая около 95% пыли, оказывают при этом сопротивление проходящему воздуху. Вследствие дополнительного сопротивления на впуске мощность двигателя снижается, однако эта потеря мощности компенсируется уменьшением износа цилиндропоршневой группы двигателя.
Корпус 15 инерционно-масляного воздушного фильтра ВМ-16 (рис. 44) для двигателя ЗИЛ-130 отштампован в форме цилиндра и имеет в нижней части масляную ванну 2, а сбоку — патрубок 12 отбора воздуха в компрессор. Сверху корпус закрыт переходником //, через который подводится воздух. Масляная ванна снабжена отражателем 3 и заканчивается патрубком 1, который используется для установки воздушного фильтра на карбюратор.
Во время работы двигателя воздух через переходник 11 поступает в кольцевую щель 13 корпуса, проходит через нее к отражателю и ударяется о масло. Отражатель 3 направляет воздух в фильтрующий элемент, представляющий собой набивку из капроновой нити, смоченную
маслом. Здесь воздух окончательно очищается и через патрубок 1 движется в карбюратор. При большом расходе воздуха набивка фильтрующего элемента смачивается маслом, которое уносится воздухом с поверхности масляной ванны. Как только расход воздуха уменьшает-
Рис. 44. Инерционно-масляный воздушный фильтр ВМ-16:/ — патрубок для соединения фильтра с карбюратором, 2 — масляная ванна, 3 — отражатель, 4, 5, 10 — уплотнительные прокладки, 6—фильтрующий элемент, 7 — стяжной винт, 6 — барашковая гайка, 9 — винт с барашком, и — переходник, 12— патрубок отбора воздуха в компрессор, 13 — кольцевая щель, 14 — кольцевые окна, 15 — корпус фильтраРис. 44. Инерционно-масляный воздушный фильтр ВМ-16:/ — патрубок для соединения фильтра с карбюратором, 2 — масляная ванна, 3 — отражатель, 4, 5, 10 — уплотнительные прокладки, 6—фильтрующий элемент, 7 — стяжной винт, 6 — барашковая гайка, 9 — винт с барашком, и — переходник, 12— патрубок отбора воздуха в компрессор, 13 — кольцевая щель, 14 — кольцевые окна, 15 — корпус фильтраэлемента стекает и увлекает задержанную пыль на дно масляной ванны. Таким образом воздух в инер- ционно-масляном очистителе проходит двойную очистку: первичную при контакте с масляной ванной и вторичную при прохождении через фильтрующий элемент.
Рис. 44. Инерционно-масляный воздушный фильтр ВМ-16:
/ — патрубок для соединения фильтра с карбюратором, 2 — масляная ванна, 3 — отражатель, 4, 5, 10 — уплотнительные прокладки, 6—фильтрующий элемент, 7 — стяжной винт, 6 — барашковая гайка, 9 — винт с барашком, и — переходник, 12— патрубок отбора воздуха в компрессор, 13 — кольцевая щель, 14 — кольцевые окна, 15 — корпус фильтра
Рис. 44. Инерционно-масляный воздушный фильтр ВМ-16:
/ — патрубок для соединения фильтра с карбюратором, 2 — масляная ванна, 3 — отражатель, 4, 5, 10 — уплотнительные прокладки, 6—фильтрующий элемент, 7 — стяжной винт, 6 — барашковая гайка, 9 — винт с барашком, и — переходник, 12— патрубок отбора воздуха в компрессор, 13 — кольцевая щель, 14 — кольцевые окна, 15 — корпус фильтра
В О 3 д у ш н ы й фильтр с сухим фильтрующим элементом (рис. 45) для двигателей ВАЗ имеет также две ступени очистки — первичную и вторичную, выполняемые сменным сухим фильтрующим элемен-
том 3. С этой целью наружный слой элемента (для первичной очистки) сделан из синтетических нетканых волокон, а внутри (для вторичной очистки) располагается гофрированный карюн.
Корпус 5 имеет цилиндрическую форму, а сверху закрыт крышкой, которая крепится к его днищу через три стойки барашковыми гайками 4. К корпусу фильтра приварены два воздухозаборных патрубка. Прямой патрубок 6 обращен к радиатору и служит для забора воздуха из подкапотного пространства. Изогнутый вниз патрубок / позволяет забирать подогретый воздух из пространства над выпускным трубопроводом, что делается в зимний период. Перестановку фильтра из зимнего положения в летнее производят поворотом крышки на 120° в соответствии с нанесенными на ней цветными метками.
Вентиляция полости двигателя ВАЗ от картерных газов осуществляется по закрытой схеме. Это означает, что картерные газы не выбрасываются в атмосферу, а отсасываются во впускной трубопровод двигателя. С этой целью на воздухоочистителе имеется патрубок 7, пропускающий большое количество картерных газов, когда частота вращения коленчатого вала двигателя велика. Патрубок 8 пропускает картерные газы при работе двигателя на холостом ходу и малой нагрузке через золотниковое устройство карбюратора, выполненное на оси привода дроссельных заслонок.
Топливный насос служит для подачи топлива к карбюратору. Наиболее широко применяют на автомобилях насосы диафрагменного типа (рис. 46), состоящие из трех основных частей: корпуса 4, головки 5
Рис. 45. Воздушный фильтр с сухим фильтрующим элементом:
1,6 — воздухозаборные патрубки, 2 — крышка, 3 — сухой фильтрующий элемент, 4 — бараш-ковые гайки, 5 — корпус воздушного фильтра, 7, 8 — патрубки вентиляции картера
Рис. 46. Диафрагменный топливный насос:
/ — рычаг привода, 2,3 — возвратная пружина и ось рычага привода, 4 — корпус насоса, 5 — головка, 6 — крышка, 7 — сетчатый фильтр, 8, 10 — впускные и выпускной клапаны, 9 — крепежный винт, II — диафрагма, 12 — пробка, 13, 14 — нагнетательная пружина и шток диафрагмы, 15 — рычаг ручной подкачки, 16 — ось рычага ручной подкачки, 17 — шток эксцентрика распределительного вала
и крышки 6. В корпусе на оси 3 шарнирно закреплены двуплечий рычаг 1 привода с нагнетательной пружиной 13 и рычаг 15 ручной подкачки. В головке расположены впускные 8 и выпускной 10 клапаны. Над впускными клапанами установлен сетчатый фильтр 7. Между головкой и корпусом зажата диафрагма 11, собранная из нескольких лакотканевых дисков на штоке 14. Конец штока сцеплен с рычагом привода. Сверху головка закрыта крышкой, имеющей резьбовые отверстия для штуцеров подвода и отвода топлива.
Работает насос следующим образом. При набегании эксцентрика распределительного вала двигателя на конец рычага 1 внутренний его конец перемещается вниз и через шток 14 прогибает диафрагму, сжимая нагнетательную пружину 13. В полости над диафрагмой создается разрежение, под действием которого впускной клапан открывается, и топливо из бака заполняет наддиафрагменную полость насоса. Затем выступ эксцентрика сходит с рычага 1 и диафрагма под действием нагнетательной пружины перемещается вверх. Давление над диафрагмой возрастает, в связи с чем закрывается впускной клапан 8 и открывается выпускной клапан 10. Топливо вытесняется из полости насоса в трубопровод и далее — в поплавковую камеру карбюратора.
Если поплавковая камера карбюратора заполнена топливом полностью, диафрагма насоса будет находиться в нижнем положении и рычаг 1 может перемещаться по штоку вхолостую. В этом случае нагнетательная пружина не преодолеет создавшегося в трубопроводе давления, так как сила закрытия игольчатого клапана поплавкового механизма рассчитана на большее давление, чем может создать насос.
Для заполнения поплавковой камеры карбюратора топливом при неработающем двигателе служит рычаг 15 ручной подкачки. Он имеет ось 16 с лыской, воздействующей на двуплечий рычаг 1. При качании рычага ручной подкачки лыска надавливает на двуплечий рычаг и перемещает диафрагму вниз, осуществляя подкачку топлива. Ручной подкачкой можно подать топливо в карбюратор, если эксцентрик распределительного вала не надавливает на двуплечий рычаг (в противном случае коленчатый вал поворачивают на один оборот, чтобы выступ эксцентрика отошел от двуплечего рычага).
Впускные трубопроводы, предназначенные для подвода горючей смеси к цилиндрам двигателя, изготовляют преимущественно из алюминиевого сплава. Они представляют собой сложную отливку с числом каналов, равным числу цилиндров. Фланцы впускных трубопроводов соединяются с головкой цилиндров и карбюратором через уплотнительные прокладки. Впускной трубопровод для лучшего испарения топлива подогревают, используя теплоту охлаждающей жидкости или отработавших газов. При подогреве охлаждающей жидкостью вокруг трубопровода располагают полость, связанную с системой охлаждения. Внутренние поверхности каналов для горючей смеси во впускных трубопроводах серийного изготовления механически не обрабатываются, однако поверхность их в отливке должна быть гладкой и чистой. Каналы стремятся делать с плавными переходами и возможно более короткими.
Выпускные трубопроводы, служащие для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, изготовляют из чугуна. У У-образных двигателей делают два выпускных трубопровода — по одному на каждый ряд цилиндров. Приемные трубы от выпускных трубопроводов соединяют с глушителем.
Глушитель, снижающий шум при выпуске из двигателя отработавших газов, представляет собой сосуд цилиндрической или овальной формы из жаропрочной стали. Внутри сосуда имеется труба с большим количеством отверстий и несколько поперечных перегородок. Действие глушителя основано на том, что газы при выходе из внутренней трубы в корпус глушителя расширяются, затем, проходя между перегородками, меняют направление и тормозятся на выходе. На легковых автомобилях для повышения эффективности глушитель делают из двух элементов: предварительного глушителя и основного.
ГЛАВА IV. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Неисправности приборов системы питания,их признаки и характер проявления
В системе питания карбюраторного двигателя при эксплуатации могут возникнуть неисправности, в результате которых нарушается работа двигателя, снижается его мощность и повышается расход топлива.
Основными признаками неисправностей являются следующие: двигатель не пускается; двигатель неустойчиво работает на холостом ходу; при резком открытии дроссельной заслонки недостаточно быстро увеличивается частота вращения коленчатого вала двигателя (плохая приемистость); повышен расход топлива.
По характеру проявления неисправности системы питания можно разделить на четыре группы: прекращение или недостаточная подача топлива в карбюратор; образование обедненной горючей смеси; пере- обогащение горючей смеси; подтекание топлива и подсос воздуха в систему.
Прекращение или недостаточная подача топлива в карбюратор сопровождается перебоями в работе двигателя и его остановкой. Причинами этой неисправности могут быть нарушения в работе топливного насоса, засорение топливных фильтров и топливопроводов, замерзание воды в баке, отстойниках, топливопроводах, засорение или поломка воздушного клапана в пробке топливного бака.
Нарушения в работе топливного насоса вызываются повреждением или разрывом диафрагмы; при этом топливо начинает подтекать через дренажное отверстие в нижней части насоса.
Износ или загрязнение впускного и выпускного клапанов насоса чаще всего вызывает уменьшение его производительности. При поломке пружин клапанов насос перестает работать.
Неплотное крепление крышки насоса может вызывать подтекание топлива в полости над диафрагмой.
Засорение сетчатых топливных фильтров частично или полностью нарушает подачу топлива к карбюратору, а также вызывает замерзание воды в баке, топливопроводах и отстойниках фильтров.
При неисправности воздушного клапана в пробке горловины бака или засорении в ней воздушного отверстия может образоваться вакуум в баке — это затрудняет поступление топлива к насосу, а по мере его расходования может вызвать деформацию стенок бака.
Образование обедненной горючей смеси вызывает вспышки (хлопки) в карбюраторе. Кроме того, снижается развиваемая мощность и приемистость двигателя — двигатель перегревается, возрастает расход топлива. Вспышки в карбюраторе возникают вследствие того, что обедненная смесь в цилиндрах сгорает медленно. В то время как в одном и том же цилиндре после такта выпуска начинается такт впуска, в камере сгорания еще продолжается догорание рабочей смеси. Это вызывает воспламенение поступающей свежей горючей смеси, которое распространяется по впускному трубопроводу в виде вспышки, вызывая хлопок в смесительной камере карбюратора.
Потери мощности двигателя при работе на обедненной смеси объясняются уменьшением скорости ее сгорания, а также снижением давления газов на поршень. При этом сгорание рабочей смеси распространяется в течение рабочего такта на весь объем цилиндра, вследствие чего увеличивается площадь нагрева его стенок, что вызывает общий перегрев двигателя.
Обеднение горючей смеси может быть вызвано уменьшением подачи топлива в карбюратор, слишком низким его уровнем в поплавковой камере, засорением жиклеров (главного и системы холостого хода), подсосом воздуха в местах соединения карбюратора с впускным трубопроводом и самого трубопровода с головкой цилиндров, неисправностями топливного насоса.
Переобогащение горючей смеси сопровождается повышенным дымлением и «выстрелами» из глушителя, на деталях цилиндропоршневой группы и свечах образуются значительные отложения нагара, возникают перегрев и перебои в работе двигателя, мощность его падает, увеличивается расход топлива, разжижается масло в картере двигателя.
Появление из глушителя черного дыма объясняется наличием в отработавших газах не полностью сгоревших обуглившихся углеводородов топлива. «Выстрелы» в глушителе возникают из-за того, что некоторая часть рабочей смеси не сгорает в цилиндрах; попадая в глушитель, она соединяется там с кислородом воздуха, воспламеняется и сгорает со взрывом.
При сильно обогащенной горючей смеси вследствие недостатка кислорода топливо сгорает не полностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива. Кроме того, несгоревшие пары топлива конденсируются на стенках цилиндров и, проникая в картер, разжижают масло.
Образование переобогащенной горючей смеси может быть вызвано: повышением уровня топлива в поплавковой камере из-за износа, неплотного закрытия пли неправильной регулировки закрытия игольчатого клапана; наполнением поплавка топливом вследствие нарушения его герметичности; износом или негер.метичностью клапана экономайзера; разработкой топливных пли засорением (засмолением) воздушных жиклеров; неправильной регулировкой винта качества смеси; сильным загрязнением воздушного фильтра.
Значительное влияние на отклонение составов горючей смеси в сторону переобогащения или переобеднения оказывает подбор размеров и формы впускных элементов системы питания — воздушного фильтра, карбюратора и топливопроводов. Обычно для каждого типа двигателя их подбирают на заводе-изготовителе. Чтобы исключить возникновение неисправностей по причинам неверного подбора элементов системы питания, не рекомендуется самостоятельно заменять узлы и элементы этих систем на аналогичные от двигателей других типов.
Подтекание топлива и подсос воздуха в систему, вызывающие переобеднение горючей смеси, могут возникнуть в карбюраторе или топливопроводах, соединяющих его с другими элементами системы питания.
Основными причинами, вызывающими подтекание топлива, являются следующие: неплотно затянутые пробки топливных жиклеров и каналов в карбюраторе; неплотности в соединениях топливопроводов, возникающие из-за слабой затяжки штуцеров и ниппельных гаек; трещины в топливопроводах; поврежденная диафрагма топливного насоса и неплотное соединение его частей.
Подсос воздуха в устройствах смесеобразования и каналах карбюратора может наблюдаться при слабой затяжке гаек крепежных винтов, соединяющих его корпус с крышкой и выходным патрубком, нарушении целостности прокладок, неплотностях в соединениях с впускным трубопроводом двигателя и головкой цилиндра.
Внешним признаком подтеканий и подсоса воздуха в местах неплотностей системы питания является появление течи и запах несгоревшего топлива. Места неплотностей обнаруживают осмотром, который проводят в определенной последовательности, начиная с топливного бака или карбюратора.
Определение технического состояниясистемы питания двигателя при диагностировании автомобиля
Диагностирование системы питания является составной частью общей проверки технического состояния автомобиля. Техническое состояние системы питания двигателя в целом можно определить методами ходовых и стендовых испытаний. Состояние отдельных элементов системы определяют углубленным, или поэлементным, диагностированием при стендовых испытаниях.
При ходовых испытаниях определяют расход топлива на автомобиле, движущемся с постоянной скоростью на мерном участке дороги длиной 1 км. Питание двигателя во время испытаний осу-
ществляется из соединенного с насосом мерного бачка, снабженного расходомерной шкалой. Перед контрольным пробегом доводят до нормального теплового состояния двигатель и все агрегаты, а затем начинают испытание: разгоняют автомобиль до постоянной скорости 40—60 км/ч и проходят с этой скоростью мерный участок, определяя расход топлива. Для обеспечения необходимой точности замеров заезды повторяют 2—3 раза и подсчитывают средний расход топлива. Сравнивая его значение с паспортным, делают вывод о состоянии системы питания.
Указанные ходовые испытания не в полной мере определяют состояние системы питания, так как на расход топлива могут влиять дорожные условия в момент испытания, нагрузка двигателя, отклонения в состоянии других систем, агрегатов и узлов автомобиля. Кроме того, ходовые испытания отличаются значительной трудоемкостью и не могут быть применены для проверки систем питания большого количества автомобилей.
Предпочтительнее определять состояние системы питания автомобильного двигателя в процессе стендовых испытаний — на стенде с беговыми барабанами. Такой стенд обычно оснащен тормозом, позволяющим поглощать энергию, подводимую от двигателя к колесам автомобиля. Это дает возможность имитировать условия движения автомобиля и проверять работу системы питания во всех режимах. Пользуясь стендом можно провести углубленное (поэлементное) диагностирование системы питания. Для этого на посту диагностирования кроме стенда с беговыми барабанами размещают дополнительные приборы и оборудование: спидометр со счетчиком пробега, действующий от барабанов стенда; прибор РТ-71 или К-427 для замера расхода топлива; трубопроводы с прозрачной вставкой; вакуумметр или ртутный пьезометр для измерения разрежения во впускном трубопроводе двигателя; прибор НИИАТ-527Б или К-436 для проверки работы топливного насоса; приспособление для проверки уровня топлива в поплавковой камере карбюратора (для карбюраторов, не имеющих уровнемеров); газоанализатор Элкон S-105 или К-456 для определения содержания оксида углерода в отработавших газах двигателя; набор нефтеденсиметров для определения плотности топлива.
Перед диагностированием системы питания автомобиль устанавливают на стенд и присоединяют к нему все измерительные приборы и приспособления, а также шланг для отвода отработавших газов. Затем в течение 20—30 мин прогревают двигатель и агрегаты трансмиссии автомобиля, создав динамометрическим тормозом необходимую нагрузку на беговых барабанах стенда. В процессе прогрева сравнивают показания спидометра автомобиля с показаниями находящегося на стенде счетчика пробега и находят поправочный коэффициент. Герметичность подводящих топливопроводов проверяют с помощью расходомера, используя прозрачную вставку: если в струе топлива есть пузырьки воздуха, это свидетельствует о нарушении герметичности, которую нужно восстановить.
Затем прибором К-436 проверяют работу топливного насоса и герметичность игольчатого клапана карбюратора, а газоанализатором —
уровень топлива в поплавковой камере и содержание оксида углерода при холостом ходе двигателя. При необходимости регулируют систему холостого хода карбюратора на малой частоте вращения коленчатого вала. Установку зажигания уточняют с помощью прибора К-437, после чего переходят к основным испытаниям по диагностированию системы питания.
Эти испытания ведут в трех режимах: первый позволяет проверить расход топлива при полной нагрузке и максимальном открытии дроссельных заслонок в карбюраторе; второй — при средней нагрузке; третий — при открытиях дроссельных заслонок, соответствующих началу работы экономайзера. В каждом режиме значение нагрузки, степень открытия дроссельных заслонок или разрежение во впускном трубопроводе двигателя, скорость движения и другие показатели задают в соответствии с контрольными значениями, приведенными в инструкции поста диагностирования. Сопоставление полученных значений расхода топлива во всех трех режимах испытаний с контрольными данными позволяет оценить состояние системы питания двигателя испытуемого автомобиля.
Далее проводят заключительные операции диагностирования технического состояния автомобиля: проверяют его тягово-динамические показатели и работу ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала (для грузовых автомобилей).
Если при проверке работы автомобиля на посту диагностирования выяснится, что двигатель расходует топлива выше нормы или его динамические свойства не удовлетворяют требуемым показателям, проводят поэлементную проверку системы зажигания, определяют состояние цилиндропоршневой группы двигателя и ходовой части всего автомобиля. Эти работы выполняют частично на стенде, а частично — в цехах ДТП. Детали и узлы системы питания подвергают поэлементному диагностированию и регулированию в карбюраторном цехе или на участке, оснащенном специальным оборудованием и приборами.
Основные работы, выполняемыепри техническом обслуживании системы питания
Техническое состояние приборов системы питания карбюраторного двигателя проверяют при диагностировании технического состояния всего автомобиля и при выполнении ЕО, ТО-1, ТОД и СО. Обязательным условием надежной работы приборов системы питания является своевременное проведение работ по ЕО, ТО-1, ТО-2 и СО в необходимом объеме. Диагностирование системы питания проводят, как правило, перед очередным ТО-2, а также для определения объема работ текущего ремонта в случае нарушения ее работы. СО выполняют два раза в год для подготовки системы питания к зимней и летней эксплуатации автомобиля.
При ЕО автомобиля проверяют наличие топлива в баке и при необходимости заправляют его, осматривают все соединения трубопроводов и карбюраторов для обнаружения мест нарушения герметичности. Наличие топлива в баке проверяет водитель или обслуживающий пер-
сонал по указателю, установленному на щитке или панели приборов. Указатель соединен с датчиком уровня топлива, находящимся в топливном баке. Точность показаний прибора можно проверить, измерив количество топлива щупом с делениями непосредственно в баке. Проверяют также степень загрязнения воздухоочистителя; в случае большого загрязнения выполняют необходимые работы по его очистке или замене фильтрующего элемента.
При ТО-1 выполняют следующие работы: проверяют крепление топливопроводов и отсутствие в них течи, крепления карбюратора, топливного насоса, воздушного фильтра, впускного и выпускного трубопроводов, а также глушителя; снимают воздухоочиститель и промывают его или заменяют фильтрующий элемент для сухих фильтров; выпускают отстой из топливных фильтров-отстойников и промывают сетчатые фильтрующие элементы; проверяют действие воздушной и дроссельной заслонок карбюратора, а также деталей привода.
При ТО-2 вначале проводят диагностирование системы питания на посту диагностирования, а затем — все работы по обслуживанию и устранению выявленных неисправностей. При этом предусматривается проведение следующих основных работ: проверка надежности крепления элементов системы питания; проверка состояния топливного бака, его пробки и наливной горловины; проверка действия привода дроссельной и воздушной заслонок карбюратора и удаление отстоя из его поплавковой камеры; профилактические работы по очистке или замене фильтрующих элементов топливных и воздушных фильтров; определение легкости пуска двигателя и регулирование его на малой частоте вращения коленчатого вала в режиме холостого хода; проверка токсичности отработавших газов.
При перерасходе топлива пли другой неисправности карбюратор снимают с автомобиля и направляют в цех для регулирования или ремонта. При необходимости ремонта с двигателя снимают топливный насос.
Кроме того, во время выполнения СО, совпадающего с ТО-2, выполняют дополнительные работы: сливают отстой из топливного бака; продувают трубопроводы; снимают карбюратор и топливный насос, разбирают их, промывают и регулируют с помощью приборов. Помимо этих работ при СО проводят сезонные регулировки ускорительного насоса, подогрева горючей смеси, положения воздушного фильтра и Т. д.
Проверка и регулирование карбюратора
Проверка карбюратора на безмоторной установке. Снятый с двигателя карбюратор при отсутствии явных неисправностей можно проверить на безмоторной установке, позволяющей путем имитации рабочих режимов двигателя определить расход топлива карбюратором при образовании им горючих смесей (перед проверкой карбюратор очищают от грязи и промывают в бензине).
Основным узлом безмоторной установки (рис. 47) является вакуумный насос //, с помощью которого создается поток воздуха, проходя- 112
Рис. 47. Принципиальная схема (а) и конструкция (б) безмоторной установки для проверки работоспособности карбюратора:
/ — бак для топлива, 2 — штихпробер, 3 — манометр для проверки давления топлива, 4» 5 —водяной и ртутный пьезометры, 6 —• диафрагма, 7 — испытуемый карбюратор, 8 — трехходовойкрав, 9 —- дополнительный воздушный канал, 10 — бак для воды, 11 — вакуумный насос, 12,17 — второй и первый топливные отстойники, 13 — сливной кран, 14 — диафрагменный топлив-ный насос, 15 — кран впуска дополнительного воздуха, 16 — топливный фильтр, 18 — ручнойнасос для откачки топлива в бак
щий через проверяемый карбюратр. В качестве вакуумного насоса используется воздушный нагнетатель двигателя ЯАЗ-204. Для отделения в горючей смеси топлива от воздуха имеются отстойники 12 и 17. Насос, приводящийся в действие электродвигателем, совместно с отстойниками составляет вакуумную часть установки, которая трубопроводом соединяется с фланцем карбюратора.
Поток воздуха, проходящий в карбюратор, воздействует на диафрагму 6, расположенную в насадке на входном патрубке карбюратора. Разность давлений, воспринимаемая диафрагмой, замеряется водяным пьезометром 4, а разрежение за карбюратором — ртутным пьезометром 5. Насос охлаждается водой, поступающей из бака 10 через калиброванное отверстие.
Топливо для испытаний заливают в бак 1, откуда оно самотеком через трехходовой кран 8 поступает в штихпробер 2, состоящий из мерных стеклянных шаров, позволяющих замерять расход топлива. К карбюратору топливо подается диафрагменным насосом 14, приводимым в действие вакуумным насосом. Манометр 3 измеряет давление топлива в магистрали перед карбюратором. Все измерительные приборы смонтированы на приборном щитке возле карбюратора.
Работает безмоторная установка следующим образом. При включении электродвигателя насоса поток воздуха входит в насадок с диафрагмой и попадает в смесеобразующее устройство карбюратора. Топливо из бака 1 заполняет мерные шары и подается диафрагменным насосом 14 в поплавковую камеру карбюратора. Под действием возникшего разрежения в смесительной камере карбюратора образуется горючая смесь, которая проходит через насос и отстойники, где происходит отделение топлива, а воздух выходит в атмосферу.
При проверке карбюратора на безмоторной установке определяют количество топлива и воздуха, проходящего через его смесительную камеру и соответствующего заданным режимам работы. Фактический расход топлива сопоставляют с контрольным для заданного режима работы. При любом отклонении в работе карбюратора его разбирают, чистят, проверяют и регулируют или ремонтируют.
Карбюратор рекомендуется разбирать с помощью специального комплекта инструментов с соблюдением мер предосторожности, чтобы не повредить прокладки, поплавок, клапаны, жиклеры и другие детали. Детали карбюратора промывают в чистом бензине. Жиклеры можно промывать также в ацетоне, который хорошо растворяет смолистые отложения. После промывки и очистки детали и каналы в корпусе карбюратора продувают сжатым воздухом. Затем проверяют размеры и пропускную способность жиклеров, герметичность клапанов и поплавка, работу ускорительного насоса, регулируют момент включения клапана экономайзера, уровень топлива в поплавковой камере и собирают карбюратор, обращая внимание на правильность работы приводов дроссельной и воздушной заслонок.
Проверка жиклеров. Все ответственные жиклеры в карбюраторе делают съемными, поэтому для них применим довольно точный способ проверки — определение их пропускной способности, т. е. количества жидкости, проходящей через жиклер в единицу времени при необхо-
димом напоре. Несъемные жиклеры проверяют измерением диаметра их калиброванного отверстия швейными иглами.
Пропускную способность жиклеров определяют, пропуская через них в течение 1 мин воду при напоре (столбе воды) 1 м и температуре 20 °C. Для этого используют из-
мерительные приборы с абсолютным или относительным замером. В приборе с абсолютным замером с помощью мерного цилиндра измеряют все количество воды, прошедшее через жиклер за 1 мин при напоре 1 м. Такую проверку применяют при эксплуатационных регулировках и ремонте карбюраторов.
В приборе с относительным замером сравнивают производительность испытуемого жиклера с эталонным при тех же значениях напора и температуры. Этим способом пользуются при изготовлении партии жиклеров, доводя производительность каждого из них до производительности эталонного жиклера.
Прибор НИИАТ-528А (рис. 48) с абсолютным замером пропускной способности жиклеров имеет нижний / и верхний 11 бачки, соединенные трубопроводом, который позволяет перекачивать воду в верхний бачок под действием давления воздуха в нижнем. Воздух в бачок / накачивают ручным насосом через кран 19. Уровень воды в верхнем бачке определяют с помощью контрольной стеклянной трубки 12.
Испытуемый жиклер 5 устанав-
Рис. 48. Прибор НИИАТ-528А для проверки жиклеров:
11 — нижний и верхний бачки, 2 — предохранительный клапан, 3 — ванночка, 4— мерный цилиндр, 5 — испытуемый жиклер, 6, 20 — краны, 7 — адаптер, 8 — край для выпуска воздуха, 9 — стержень указателя напора воды, 10, 12 — напорная и контрольная трубки, 13 — панель, 14 — поплавковая камера, 15 — направляющая, 16, 17 — трубки приспособления для замера герметичности клапанов, 13 — игольчатый клапан, 19— кран подвода сжатого воздуха от насоса
Рис. 49. Прибор для проверки герметичности игольчатого клапана:Рис. 49. Прибор для проверки герметичности игольчатого клапана:1 — бачок, 2 — контрольная трубка. 3 — шкала, 4— игольчатый клапан, 5 — корпус, 6 — тройник, 7 — запорный кран, 8 — поршень насоса1 — бачок, 2 — контрольная трубка. 3 — шкала, 4— игольчатый клапан, 5 — корпус, 6 — тройник, 7 — запорный кран, 8 — поршень насосаливают в резиновый наконечник под адаптером 7, в который поступает вода из верхнего бачка через поплавковую камеру 14 и игольчатый клапан 18. Постоянный уровень вода в напорной трубке 10 поддерживается игольчатым клапаном 18. Напор воды замеряют подвижным стержнем 9, который совмещают с торцом жиклера.
Рис. 49. Прибор для проверки герметичности игольчатого клапана:
Рис. 49. Прибор для проверки герметичности игольчатого клапана:
1 — бачок, 2 — контрольная трубка. 3 — шкала, 4— игольчатый клапан, 5 — корпус, 6 — тройник, 7 — запорный кран, 8 — поршень насоса
1 — бачок, 2 — контрольная трубка. 3 — шкала, 4— игольчатый клапан, 5 — корпус, 6 — тройник, 7 — запорный кран, 8 — поршень насоса
После установки напора воды в 1 м под испытуемый жиклер ставят мерный стеклянный цилиндр 4 объемом 250 см3 и открывают кран 6 адаптера. Секундомером замеряют время заполнения объема мерного цилиндра и подсчитывают производительность жиклера, разделив расход воды на время ее истечения. Количество воды (см3), поступившей в
мерный цилиндр за 1 мин, составляет абсолютную пропускную способность жиклера. Например, для карбюратора К-88А пропускная способность жиклеров составляет (см3/мин): главного — 315, полной мощности — 1150, клапана экономайзера — 215 (для других карбюраторов параметры жиклеров приведены в табл. 28).
Этим же прибором можно проверять и герметичность клапанов карбюратора, которая оценивается по стабильности уровня водяного столба в приспособлении прибора (трубки 16 и 77) при создании в нем перепада давления.
Проверка клапанов карбюратора. Недостаточная герметичность клапанов карбюратора может повлиять на расход топлива (нарушение герметичности игольчатого клапана поплавкового механизма приводит к повышению уровня топлива в поплавковой камере; плохая герметичность клапана экономайзера будет влиять на переобогащение горючей смеси в переходных режимах и на средней нагрузке).
Для проверки герметичности игольчатого клапана применяют вакуумный прибор (рис. 49). который имеет бачок 1 для воды и контрольную трубку 2 со шкалой. Контрольная трубка, корпус 5 и поршень 8 насоса соединены с помощью тройника 6. Между насосом и тройником установлен запорный клапан 7.
При определении герметичности клапана бачок / заполняют водой и в корпус 5 устанавливают клапан 4 в сборе с седлом. Затем с помощью насоса создают разрежение в контрольной трубке 2, поднимая уровень воды до отметки 1000 мм, и закрывают кран 7. При этом одновременно создается разрежение и в корпусе под клапаном. Если герметичность клапана достаточна, то уровень воды в контрольной трубке остается на заданной отметке в определенном интервале времени. Клапан счи-
тается герметичным, если в течение 30 с уровень воды снизился не более чем на 10 мм. При большем падении уровня клапан притирают или заменяют. Герметичность клапана экономайзера с механическим приводом проверяют аналогичным способом.
Проверка поплавка осуществляется с целью определения его массы и герметичности. Массу поплавка определяют взвешиванием с точностью до 0,1 г и сравнивают с показателем массы в технических данных карбюратора (см. табл. 28).
Герметичность проверяют погружением поплавка на 1 мин в воду, нагретую до 80—90 °C. Появление из поплавка пузырьков воздуха указывает на его негерметичность. Такой поплавок ремонтируют или заменяют.
Проверка ускорительного насоса сводится к определению его производительности. Для большинства насосов этот показатель указывается в характеристике карбюратора и составляет 5—8 см3 за 10 полных ходов привода.
Производительность насоса можно проверить, измеряя количество топлива, впрыснутого в мензурку. Причинами того, что фактическая производительность насоса меньше паспортной, могут быть: нарушение герметичности его клапанов; засорение распылителя; износ поршня и колодца. Для устранения неисправностей распылитель и седла клапанов промывают бензином и продувают сжатым воздухом. При большом износе поршня его заменяют и притирают клапаны.
В диафрагменных ускорительных насосах падение производительности может быть вызвано повреждением диафрагмы или изменением состояния привода. Во всех случаях насос рекомендуется ремонтировать.
Для правильной работы ускорительного насоса важна также проверка его «чувствительности». Это означает, что подача топлива через распылитель должна начинаться одновременно с началом хода дроссельной заслонки. При открытии заслонки допускается запаздывание подачи не более 5е.
Регулирование момента включения клапана экономайзера с механическим приводом осуществляется во всех карбюраторах изменением величины хода привода.
В карбюраторе К-88А (рис. 50, а) экономайзер должен включаться при расстоянии между кромкой дроссельной заслонки и стенкой смесительной камеры 11,2 мм, что достигается вращением гайки 4 и ее обжатием (стопорением).
В карбюраторе К-126Б (рис. 50, б) при полностью открытых дроссельных заслонках вилка 6 привода ускорительного насоса должна повернуться так, чтобы расстояние от плоскости разъема поплавковой камеры до ролика вилки было 21.5 мм, а зазор между планкой привода ускорительного насоса и регулировочной гайкой штока экономайзера — 3 мм.
В карбюраторах К-126Г и К-126Н момент включения экономайзера регулируют также вращением регулировочной гайки на штоке привода экономайзера, как и у карбюратора К-88А (см. рис. 50, а). При необходимости ускорить открытие клапана гайку отвертывают и, наоборот,
для более позднего открытия клапана ее завертывают. Выполняя указанную регулировку, следует иметь в виду, что при полном открытии дроссельных заслонок зазор между гайкой и планкой привода для карбюратора К-126Г должен составлять 1,5—2 мм, а для карбюратора К-126Н — 10 мм. При этом клапан экономайзера должен открываться за 4—15° до начала открытия дроссельной заслонки вторичной камеры.
В карбюраторе ДААЗ роль экономайзера выполняет эконостат, который работает автоматически под действием разрежения и не имеет регулировочных приспособлений.
Рис. 50. Схема регулирования момента включения клапана экономайзера карбюраторов К-88А (а) и К-126Б (б):
/ — клапан экономайзера, 2 — шток привода экономайзера, 3 — планка привода, 4 — регулировочная гайка, 5 — ускорительный насос, 6 — вилка привода
Проверку уровня топлива в поплавковой камере карбюратора выполняют различными способами. В некоторых карбюраторах имеются смотровые устройства, позволяющие проверять уровень во время работы двигателя. Например, в карбюраторах К-126Б, К-126Н и К-126Г уровень топлива можно определить визуально по рискам смотрового окна, а в карбюраторе К-88А — по краю контрольного отверстия с пробкой.
Для карбюраторов, не имеющих приспособлений для проверки уровня топлива, с этой целью можно использовать принцип сообщающихся сосудов. В спускное отверстие или отверстия колодцев ввертывают штуцер с резиновой трубкой, которую соединяют со стеклянной трубкой. Расположив стеклянную трубку вертикально и нагнетая насосом топливо в поплавковую камеру, определяют высоту уровня
топлива в трубке по отношению к плоскости разъема карбюратора. Полученное значение должно соответствовать приводимому в технической характеристике карбюратора.
Регулирование уровня топлива в поплавковой камере карбюратора (рис. 51) проводится при снятой с нее крышке. В этом случае устанавливают ход поплавка подгибанием его язычка 3 и ограничителя хода 2.
Рис. 51. Регулирование уровня топлива в поплавковой камере карбюраторов К-126Г ”(с), К-126Н (б), ДААЗ-2101 (в):
/ — поплавок, 2 — ограничитель хода поплавка, 3 — язычок, 4 — запорная игла
Регулирование можно также выполнять подгибанием рычажка поплавка или изменением количества прокладок под корпус игольчатого клапана, как это предусмотрено в карбюраторе К-88А.
Регулирование карбюратора на двигателе. Перед установкой собранного карбюратора на двигатель проверяют совместное действие дроссельных заслонок первичной и вторичной камер карбюратора, а также взаимодействие их с воздушной заслонкой. Следует учитывать, что зазоры в закрытом положении допускаются не более 0,06 мм для дроссельной заслонки первичной камеры и 0,2 мм — для воздушной заслонки. Зазор в уплотнении воздушного канала дроссельной заслонкой вторичной камеры не допускается. Плотность этого соединения проверяют вакуумным прибором (пневматическим калибром) по падению разрежения.
Перед установкой карбюратора на двигатель проверяют также величину зазора между кромкой дроссельной заслонки и стенкой смесительной камеры в момент полного закрытия воздушной заслонки. Указанный зазор влияет на легкость пуска холодного двигателя. По нормам для карбюраторов система рычагов и тяг, связывающих эти заслонки, должна обеспечивать открытие дроссельной заслонки на угол 18—21°, что соответствует зазору 1,8 мм между кромкой дроссельной заслонки и камерой.
После проверки правильности действия привода заслонок и установки карбюратора двигатель регулируют в режиме холостого хода. В этом режиме он должен работать устойчиво с минимальным выделением токсичных веществ, поэтому после окончания регулирования контролируют отработавшие газы с помощью приборов.
Регулирование минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода выполняют винтом количества смеси, ограничивающим угол закрытия дроссельных заслонок карбюратора, и винтом качества смеси, изменяющим ее состав. Эти работы проводят после прогрева двигателя в определенной последовательности, указываемой в инструкции по обслуживанию автомобиля.
Для достижения более высокого качества регулирования карбюратора в режиме холостого хода регулировочные работы выполняют одновременно с контролем токсичности отработавших газов (последовательность выполнения регулировочных работ изложена в §33).
Проверка и регулирование топливного насоса
Топливный насос проверяют на максимальное давление, создаваемое им, и производительность. Эти параметры работы топливного насоса определяют непосредственно во время диагностирования системы питания на двигателе или на снятом с двигателя насосе, используя специальную установку. Их значения сравнивают затем с указанными в технической характеристике (табл. 14).
14. Давление и производительность топливных насосов карбюраторных двигателей
Двигатель
Топливный
насос
Давление, создаваемое насосом, МПа
Частота вращения распределительного вала, об/мнн
П рои зводител ь- ность насоса, л/ч
ЗИЛ-130
Б-10
0,02—0,03
1300
125
ЭМЭ-53
Б-9Д
ГАЗ-24
Б-9В
1800
140
АЗЛК-412
Б-7
0,03—0,036
80
ВАЗ-2101
2101
0,022—0,03
2000
60
Для проверки работы топливного насоса на двигателе выполняют следующие операции: прогревают двигатель до устойчивой работы на холостом ходу; останавливают двигатель и, отсоединив шланг от карбюратора, присоединяют к нему манометр с пределами измерения
О—0,16 МПа; пускают двигатель и дают ему поработать около 20—30 с на холостом ходу; по шкале манометра определяют давление, создаваемое топливным насосом. Если насос не обеспечивает необходимого давления и имеет производительность ниже нормы, то это свидетельствует о его неисправности или неправильном регулировании и износе привода. Давление и производительность насоса снижаются при ослаблении упругости пружины диафрагмы и значительном износе конца рычага привода, что вызывает уменьшение хода диафрагмы.
Рис. 52. Прибор для проверки топливных насосов (вид сбоку):
/ — основание, 2 — бак, 3 — предохранительный клапан, 4 — комбинированный кран, 5 — ванна, 6 — присоединительные шланги, 7 — топливный насос, 8 — панель, 9 — мерный цилиндр, 10 — корпус блока кранов, 11 — кран, 12 — манометр, 13 — кронштейн, 14 — кулачковый вал, 15 — стойка
Рис. 53. Прибор мод. 357 для проверки упругости пружин:/ — шток со шкалой, 2 — втулка, 3 — смотровое окно втулки, 4 — контрольные грузы, 5 — пружина диафграмыРис. 53. Прибор мод. 357 для проверки упругости пружин:/ — шток со шкалой, 2 — втулка, 3 — смотровое окно втулки, 4 — контрольные грузы, 5 — пружина диафграмыНеисправности насоса определяют визуально при его разборке по подтеканию топлива из отверстия нижней части. При отсутствии видимых неисправностей насос проверяют прибором (рис. 52), позволяющем определить: максимальное давление, создаваемое насосом; скорость падения давления после прекращения работы насоса; производительность насоса за 10 ходов привода; количество ходов, необходимых для подъема насосом топлива на высоту 400 мм. На этом же приборе проверяют герметичность клапанов насоса.
Рис. 53. Прибор мод. 357 для проверки упругости пружин:
/ — шток со шкалой, 2 — втулка, 3 — смотровое окно втулки, 4 — контрольные грузы, 5 — пружина диафграмы
Рис. 53. Прибор мод. 357 для проверки упругости пружин:
/ — шток со шкалой, 2 — втулка, 3 — смотровое окно втулки, 4 — контрольные грузы, 5 — пружина диафграмы
Для проверки насоса его крепят к панели 8 прибора, соединяют шлангами 6 с корпусом 10 блока кранов и через ванну 5 в бак 2 заливают 4 л бензина. Затем начинают вращать с помощью маховичка кулачковый вал 14 до появления струи бензина в мерном цилиндре 9. После этого кран 11 переключают, направляя бензин по каналу к манометру 12, который измеряет давление. По достижении его максимального значения вращение вала прекращают и наблюдают за падением
давления в течение 30 с при отжатой диафрагме насоса. При исправном насосе давление должно падать не более чем на 0,01 МПа.
Для проверки производительности насоса его нагнетательную полость сообщают краном 11 с мерным цилиндром 9. Затем, вращая кулачковый вал с частотой 1 об/с, через 10 оборотов определяют количество бензина в мерном цилиндре и рассчитывают производительность.
15. Параметры пружин диафрагм топливных насосов
Топливный насос
Нагрузка, Н
Длина пружины, мм
Диаметр проволоки, мм
в свободном состоянии
под нагрузкой
Б-10
95
48
26,5
2
Б-9Д
51
50
28,5
1,8
Б-9В
Б-7
40
47
15
1,6
2101
32
46,5
24
1,5
Для определения количества ходов привода насоса, необходимых для подъема бензина на высоту 400 мм, вначале освобождают насос от бензина, соединив его через кран 11 с атмосферой и вращая кулачковый вал (бензин при этом выливается в мерный цилиндр). Затем входную полость насоса соединяют с баком 2 и снова вращают кулачковый вал, пока струя бензина не появится в мерном цилиндре. Потребное количество оборотов кулачкового вала до появления бензина в мерном цилиндре не должно превышать 25.
При обнаружении снижения производительности насоса и создаваемого им давления проверяют упругость пружины диафрагмы на приборе мод. 357 (рис. 53) для проверки пружин. Основу данного прибора составляют шток 1 со шкалой и контрольные грузы 4, имеющие определенную массу. Упругость пружины диафрагмы проверяют сравнением ее длины в свободном состоянии и под нагрузкой. Параметры пружин должны соответствовать определенным значениям (табл. 15).
Причиной недостаточной производительности топливного насоса может быть износ рычага или штока его привода. В этом случае насос устанавливают на двигатель, заменив прокладку между корпусом насоса и картером двигателя на более тонкую или поставив шайбу на шток под вилку рычага. Такой регулировкой приближают рычаг или шток к эксцентрику распределительного вала, что увеличивает производительность.
Причиной малой производительности насоса может быть также осмоление, залипание или нарушение герметичности его клапанов при поломке их пружин или износе рабочих поверхностей.
Проявляются эти неисправности при пуске двигателя или его работе в режиме перехода с малой нагрузки на большую. Осмоление и залипание клапанов устраняют промывкой их в ацетоне с последующей притиркой. В случаях износа клапанов или поломки их пружин необходима замена всей сборочной единицы (узла) клапана в сборе или отдельно только пружины.
Проверка и регулирование токсичностиотработавших газов двигателя
Проверка токсичности отработавших газов в режиме холостого хода. Содержание токсичных веществ в отработавших газах двигателей зависит в первую очередь от состояния и регулирования приборов системы питания, а также от общего технического состояния автомобиля,
Рис. 54. Графики зависимости концентрации токсичных веществ от режимов работы двигателя (состава горючей смеси)Рис. 54. Графики зависимости концентрации токсичных веществ от режимов работы двигателя (состава горючей смеси)Рис. 55. Схема измерительной части газоанализатора К-456Рис. 55. Схема измерительной части газоанализатора К-456
Рис. 54. Графики зависимости концентрации токсичных веществ от режимов работы двигателя (состава горючей смеси)
Рис. 54. Графики зависимости концентрации токсичных веществ от режимов работы двигателя (состава горючей смеси)
Рис. 55. Схема измерительной части газоанализатора К-456
Рис. 55. Схема измерительной части газоанализатора К-456
нагрузки на двигатель и режимов его работы (рис. 54). Из рассмотрения кривых, изображенных на этом рисунке, следует, что в режиме холостого хода при коэффициенте избытка воздуха а=0,8 в отработавших газах возрастает содержание СО. По мере обеднения смеси, т. е. повышения а, увеличивается содержание NOr. Оптимальным режимом работы двигателя следует считать такой, когда а=1,2 или приближается к этому значению (при этом достигается снижение токсичности и уменьшение расхода топлива). Для практического обеспечения этого режима необходимы специальные конструктивные решения.
Графики зависимостей показывают, что наибольший выброс СО происходит в режиме холостого хода двигателя. Поскольку в этом режиме двигатель работает значительную часть времени (особенно в городе), оказалось целесообразным ввести ограничения содержания токсичных веществ в отработавших газах именно для режима холостого хода, учитывая также простоту проверки токсичности в этом режиме (см. §6).
Для контроля токсичности отработавших газов карбюраторных двигателей разработаны и применяются различные методы. Они позволяют определять концентрации оксида углерода, оксидов азота, а также несгоревших углеводородов в отработавших газах. Концентрацию СО, который содержится в отработавших газах в значительных количествах, можно определять относительно простыми методами. Из них следует особо выделить следующие: каталитическое дожигание СО на раскаленной платиновой спирали; поглощение компонентами отработавших газов недисперсного инфракрасного излучения, имеющего определенную длину волны; химический метод, использующий реакцию вещества-индикатора с СО.
Рис. 56. Газоанализатор Элкон S-105:
/ — стрелочный прибор, 2 — воздушный фильтр, 3 — ручка потенциометра зануления прибора, 4 — переключатель напряжения питания 6—12 В, 5 — предохранитель, 6 — трубка подвода газов от выпускной трубы глушителя. 7 — зонд, 8— газовый фильтр, 9 — аккумуляторная батарея
Состав отработавших газов определяют с помощью стационарных и портативных (переносных) приборов, называемых газоанализаторами. Стационарные газоанализаторы применяют в основном для лабораторных исследований. Токсичность отработавших газов в условиях эксплуатации автомобилей проверяют переносными отечественными газоанализаторами типа ОА-2109 п К-456, а также импортными типа Элкон S-105 (ВНР), Абгаз-Инфралит (ГДР), AS R-70 (ПНР) и др. Высокое качество контроля токсичности отработавших газов обеспечивают газоанализаторы К-456 и Элкон S-105.
Принцип работы газоанализатора К-456 (рис. 55) заключается в определении концентрации СО по количеству теплоты, которая выделяется при дожигании пробы газа на раскаленной каталити-
чески активной платиновой спирали. В качестве измерительной системы газоанализатора К-456 используется электрический мост, в плечи которого включены измерительная платиновая нить R, термокомпенсационная эталонная платиновая нить Rk, два постоянных резистора
R1 и R2, а в диагональ — измерительный прибор И. На ноль стрелку прибора устанавливают перемещением движка потенциометра Rn. Питание прибора осуществляется от аккумуляторной батареи Б. Для надежности подвода отработавших газов к платиновой нити используется мембранный насос.
При поступлении отработавших газов к раскаленной платиновой нити происходит их догорание и выделяется дополнительная теплота. В результате повышается температура нити и увеличивается ее сопротивление, что ведет к разбалансу моста. Степень разбаланса регистрируется измерительным прибором—■ микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах содержания СО.
На лицевой панели газоанализатора Элкон S-105
Рис. 57. Газоанализатор Абгаз-Инфралит: / — газоотборный зонд, 2 — отделитель конденсата, 3 — фильтр, 4 — мембранный насос, 5 — рабочая камера, 6 — источник инфракрасного излучения, 7 — обтюратор с электродвигателем, 8 — камера сравнения, 9 — приемник излучения, 10—усилитель, //, 12— стрелочный и регистрирующий приборыРис. 57. Газоанализатор Абгаз-Инфралит: / — газоотборный зонд, 2 — отделитель конденсата, 3 — фильтр, 4 — мембранный насос, 5 — рабочая камера, 6 — источник инфракрасного излучения, 7 — обтюратор с электродвигателем, 8 — камера сравнения, 9 — приемник излучения, 10—усилитель, //, 12— стрелочный и регистрирующий приборы(рис. 56) расположены стрелочный прибор, легкосъемные фильтры для проб газов и воздуха, ручки управления и кабель электрического питания от автономной аккумуляторной батареи. Порядок работы с этим газоанализатором следующий: подключают прибор к источнику питания; соединяют трубку 6 подвода газов с зондом 7 прибора, не соединяя ее конец с выпускной трубой глушителя автомобиля; устанавливают на ноль стрелку прибора ручкой 3 потенциометра; вставляют трубку пробоотборника в выпускную трубу глушителя и закрепляют ее зажимом; пускают двигатель и замеряют концентрацию СО в течение 30 с (не менее) в выбранном режиме.
Рис. 57. Газоанализатор Абгаз-Инфралит: / — газоотборный зонд, 2 — отделитель конденсата, 3 — фильтр, 4 — мембранный насос, 5 — рабочая камера, 6 — источник инфракрасного излучения, 7 — обтюратор с электродвигателем, 8 — камера сравнения, 9 — приемник излучения, 10—усилитель, //, 12— стрелочный и регистрирующий приборы
Рис. 57. Газоанализатор Абгаз-Инфралит: / — газоотборный зонд, 2 — отделитель конденсата, 3 — фильтр, 4 — мембранный насос, 5 — рабочая камера, 6 — источник инфракрасного излучения, 7 — обтюратор с электродвигателем, 8 — камера сравнения, 9 — приемник излучения, 10—усилитель, //, 12— стрелочный и регистрирующий приборы
Г азоанализатор Абгаз-Инфралит (рис. 57) работает на
принципе поглощения различными газовыми компонентами инфракрасного излучения с определенной длиной волны. Например, СО поглощает инфракрасное излучение длиной волны 4,7 мкм; степень поглощения соответствует концентрации СО.
Принцип работы газоанализатора Абгаз-Инфралит следующий. Два источника 6 инфракрасного излучения через параболические линзы и обтюратор 7 создают пучок, направляемый в рабочую камеру 5 и камеру 8 сравнения, которая заполнена воздухом, не поглощающим инфракрасное излучение. В рабочей камере газ проходит под действием
мембранного насоса 4 и поглощает из общего спектра инфракрасное излучение с длинами волн 4,7 мкм. При этом в приемник 9 излучения поступают два потока разной интенсивности. Чувствительная мембрана приемника, разделяющая его камеры, испытывает разность давлений двух потоков излучения, прогибаясь в сторону меньшего давления. Перемещение мембраны воспринимается усилителем и далее передается в стрелочный (индикаторный) и записывающий приборы.
Поскольку индикаторный анализатор очень чувствителен к изменению температуры, в конструкции его предусмотрены отделитель конденсата, газовый фильтр и электрический холодильник для стабилизации температуры. Газоанализаторы, работающие на принципе поглощения инфракрасного излучения отработавшими газами, отличаются малой погрешностью (0,5% при анализе СО), высоким быстродействием, компактностью и удобством в работе.
Токсичность отработавших газов проверяют в двух режимах холостого хода двигателя и резком открытии дроссельных заслонок карбюратора. Такая последовательность контроля токсичности позволяет оценить работу системы холостого хода, главного дозирующего устройства и ускорительного насоса карбюратора. При необходимости вместе с проверкой выполняют регулирование или устраняют неисправности карбюратора, что позволяет уровень токсичности отработавших газов привести в соответствие с установленными нормами. Указанные работы проводят на прогретом до нормальной температуры двигателе.
Регулирование системы холостого хода выполняют в следующем порядке: винтом количества смеси карбюратора устанавливают минимальную частоту вращения коленчатого вала, рекомендованную заводом-изготовителем двигателя (контроль ведут по тахометру); винтом качества смеси добиваются повышенной частоты вращения в данном режиме и замеряют содержание СО в отработавших газах, которое должно составлять около 1,5% (для автомобилей, изготовленных после 1.1.80 г.); снижают содержание СО до величины, несколько меньшей 1,5%, ввертывая в несколько приемов винт качества и доводя частоту вращения коленчатого вала до нормы винтом количества смеси.
Если после выполнения указанных регулировок не удается добиться необходимых результатов, это свидетельствует об износе винта качества смеси, засорении воздушных каналов или жиклеров системы холостого хода, повышении уровня топлива в поплавковой камере, засорении воздушного фильтра карбюратора. Выявленные неисправности устраняют и проводят повторное регулирование.
Проверку токсичности при повышенной частоте вращения (0,6 /2НОМ±100 об/мин) коленчатого вала выполняют в такой последовательности: медленно нажимают на педаль привода дроссельных заслонок и устанавливают по тахометру требуемую частоту вращения коленчатого вала; контролируют содержание СО в процессе нарастания частоты вращения (при этом концентрация СО должна снизиться до значения, не превышающего 1%).
Низкое содержание СО в отработавших газах двигателя в этом режиме свидетельствует о пониженном уровне топлива в поплавковой 126
камере, засорении главного жиклера главного дозирующего устройства или подсосе постороннего воздуха в карбюратор.
Слишком высокое содержание СО является показателем переобога- щения смеси вследствие засорения воздушного компенсационного жиклера, повышения уровня топлива в поплавковой камере, засорения воздушного фильтра или негерметичности (подтекания) клапана экономайзера.
Проверку токсичности при работе ускорительного насоса проводят в следующем порядке: снижают частоту вращения коленчатого вала до 600—700 об/мин и замеряют содержание СО в этом режиме: резко нажимают 2—3 раза на педаль управления дроссельной заслонкой, наблюдая за отклонением стрелки газоанализатора.
Если ускорительный насос исправен, то содержание СО должно скачкообразно повышаться до 1 %. Меньшее увеличение концентрации СО свидетельствует о падении производительности ускорительного насоса вследствие неточного регулирования его привода или износа деталей.
Нормирование расхода топлива
Расход топлива при эксплуатации автомобиля определяет его топливную экономичность, которая зависит от многих причин, основными из которых являются техническое состояние приборов системы питания и других систем двигателя, а также условия эксплуатации автомобиля.
Топливная экономичность автомобиля может быть оценена величиной общего расхода топлива Q (л), отнесенного к пройденному пути L (км) или транспортной работе 1И(т-км). Первый показатель определяет расход топлива на единицу пробега для пассажирских автомобилей и выражается зависимостью q^^QiL. Второй показатель учитывает транспортную работу и применим для грузовых автомобилей: qp= =QlW, где W=PL — транспортная работа, т-км; Р — масса груза, т. Показатели tynp и qp являются удельными показателями расхода топлива для различных автомобилей, так как позволяют проводить всестороннюю оценку их экономичности при испытаниях и эксплуатации.
На практике для определения расхода топлива автомобилями пользуются временными линейными нормами, введенными в действие с 1 октября 1983 г. и установленными для основных дорожных условий эксплуатации на 100 км пробега автомобилей всех марок и моделей.
Временные линейные нормы расхода топлива дляавтомобилей с бензиновыми двигателями, л; 100 кмпробега
Грузовые автомобили:
бортовые
ГАЗ-53, -53А.... 25
ЗИЛ-130, -130Г31
Урал-377 .... 44
бортовые повышенной проходимости
ГАЗ-66, -66-01 29
ГАЗ-66-02 29
ЗИЛ-131 42
Урал-375, -375Д . 61
седельные тягачи.
ЗИЛ-130В131
ЗИЛ-1 ЗОВ 1 с политоицепом ОдАЗ-885 . .... 37
ЗИЛ-131В . . . .'..... 41
ЗИЛ-131В с полуприцепом ОдАЗ-885 ...... 47
Урал-3750 ....60,5
Урал-3770 с полуприцепом ОдАЗ-935 . .... 54 специализированный
ЕрАЗ-762 15
самосвалы
ГАЗ-САЗ-53Б .. . . .........29
ЗИЛ-ММЗ-555. .. . . . 37
Автобусы:
ЛиАЗ-677 54
ЛАЗ-695 ....41
РАФ-10, -977 .. . . . ....15
ПАЗ-652 . . . . 28
Легковые автомобили:
ГАЗ-24 .................... 13
Москвич-412 .10
ВАЗ-2101 8,5
ЗАЗ-968М 8
При расчете расхода топлива по временным линейным нормам учитывают тип автомобиля и характер его работы. В связи с этим для всех грузовых карбюраторных автомобилей и автопоездов, выполняющих транспортную работу в тонно-километрах, установлена дополнительная норма расхода топлива д2=2 л/ЮО т-км, не зависящая от марки и модели автомобиля. Следовательно, расход топлива по норме QH (л) подсчитывается как сумма расходов топлива на пробег и транспортную работу, т. е.
^и^ Qi юо+^ 100 ’ ^
где <71 — временная линейная норма на пробег 100 км, л; L ■— пробег, км; Qi — дополнительная норма на транспортную работу 100 т-км, л; IF'—транспортная работа, т-км.
Для автомобилей-самосвалов расход топлива по норме можно подсчитать по формуле (1), только дополнительная норма </2 на транспортную работу независимо от типа автомобиля (карбюраторный или дизельный) увеличивается на 0,25 л на каждую поездку с грузом. Для легковых автомобилей и автобусов расход топлива по норме рассчитывают на пробег, исходя только из временной линейной нормы qv в зависимости от марки и модели автомобиля.
Действующие нормы допускают увеличение или уменьшение расхода топлива в зависимости от условий эксплуатации автомобилей. Нормы расхода топлива увеличиваются (%): при работе в зимнее время в южных районах — до 5; в районах с умеренным климатом — до 10; в северных районах — до 15; в районах Крайнего Севера — до 20; в горных местностях — до 10; на дорогах со сложным профилем —
до 10; при частых остановках и пониженных скоростях движения — до 10; при работе в карьере в тяжелых дорожных условиях, а также при сельскохозяйственных работах в поле — до 20; в период сезонной распутицы — до 35 (на срок не более 1 мес); при учебной езде — до 20. Снижение норм расхода до 15% допускается при работе автомобилей на внегородских дорогах с усовершенствованным покрытием.
Для автомобилей, на которых установлено специальное оборудование, при расчете расхода топлива но норме руководствуются линейными нормами расхода на пробег для базового автомобиля и надбавкой на каждую тонну перевозимого оборудования в зависимости от типа автомобиля.
Расход топлива в значительной степени зависит от регулировок приборов системы питания двигателя. Нарушение отдельных регулировок или неудовлетворительное техническое состояние приборов может вызвать перерасход топлива до 20—30%. Неточная регулировка только одной системы холостого хода вызывает перерасход топлива не менее чем на 3—4% от общего его расхода. Поскольку система холостого хода работает в основном на малых скоростях движения (до 30 км/ч), она практически не влияет на экономичность двигателя при средних и больших нагрузках.
Перерасход топлива двигателем при эксплуатационных режимах вызывается неисправностями поплавкового механизма, нарушениями в работе ускорительного насоса, нарушением герметичности клапана экономайзера и отклонениями момента его включения. Большинство из отмеченных неисправностей связано с нарушением герметичности клапанов в карбюраторе, которое наступает после 30—35 тыс. км пробега и приводит к повышенному расходу топлива. Так, увеличенный уровень бензина в поплавковой камере вызывает повышение расхода топлива на 6—-8%, негерметичность клапана экономайзера (на всех нагрузках, за исключением полной) — до 10%. Неисправности ускорительного насоса вызывают снижение приемистости двигателя, вследствие чего на 4—5% уменьшается его экономичность.
Существенное влияние на экономичность работы двигателя оказывает состояние воздушного фильтра. Например, установлено, что увеличение в 2 раза гидравлического сопротивления воздушного фильтра ВМ-16 приводит к уменьшению мощности двигателя примерно на 10—■ 12% и соответствующему снижению экономичности. Поэтому при техническом обслуживании системы питания двигателя в первую очередь обращают внимание на точность выполнения регулировок карбюратора и следят за техническим состоянием воздушных и топливных фильтров.
ГЛАВА V. УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ
Характеристика рабочего цикла четырехтактного дизеля
Основное отличие дизеля от карбюраторного двигателя заключается в способе образования и воспламенения рабочей смеси. В карбюраторном двигателе при такте впуска в цилиндры поступает образующаяся
теле смесь воспламеняется оттеле смесь воспламеняется отРис. 58. Индикаторная диаграммаРис. 58. Индикаторная диаграммаVh -Vh -дизеля:V^ — объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндрадизеля:V^ — объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндра(в. м. т.) до нижней (н. м. т.) ] индикаторной д и а г р(в. м. т.) до нижней (н. м. т.) ] индикаторной д и а г рТ пана ротаТ пана рота
теле смесь воспламеняется от
теле смесь воспламеняется от
Рис. 58. Индикаторная диаграмма
Рис. 58. Индикаторная диаграмма
Vh -
Vh -
дизеля:
V^ — объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндра
дизеля:
V^ — объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндра
(в. м. т.) до нижней (н. м. т.) ] индикаторной д и а г р
(в. м. т.) до нижней (н. м. т.) ] индикаторной д и а г р
Т пана рота
Т пана рота
в карбюраторе из паров бензина и воздуха горючая смесь, а в дизеле только чистый воздух. В конце такта сжатия в карбюраторном двига-
искры, а в дизеле в цилиндр со сжатым
воздухом впрыскивается дизельное топливо, которое в мелкораспыленном состоянии перемешивается с воздухом, испаряется, образуя рабочую смесь, и самовоспламеняется.
Последовательные процессы, периодически повторяющиеся в каждом цилиндре дизеля во время его работы, составляют рабочий цикл. Наибольшее распространение получили дизели с четырехтактным рабочим циклом. Дизели с двухтактным циклом работы, применявшиеся ранее, оказались малоэффективными вследствие плохого наполнения и очистки цилиндров при снижении частоты вращения коленчатого вала.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля может быть графически изображен в виде замкнутой кривой, показывающей изменение давления внутри цилиндра при перемещении поршня от верхней мертвой точки и обратно. Такая кривая называется гаммой (рис. 58) по названию при-
бора — индикатора, с помощью которого определяют давление внутри цилиндра.
Такт впуска начинается с момента открытия впускного клапана при движении поршня от в. м. т. и продолжается до поворота коленчатого вала на 180°. т. е. до момента закрытия впускного клапана. К началу впуска в цилиндре отработавшие газы находятся под небольшим избыточным давлением (точка 7 на диаграмме). При перемещении поршня от в. м. т. в цилиндр начинает засасываться воздух, а давление становится равным 0,08—0,09 МПа. Заряд свежего воздуха перемешивается с остатками отработавших газов и, соприкасаясь со стенками нагретого цилиндра и камеры сгорания, нагревается до 50— 90 °C. Заканчивается такт впуска в точке 1.
Степень наполнения цилиндра свежим воздухом характеризуется коэффициентом наполнения, который равен отношению объема поступившего воздуха к объему цилиндра. Для дизелей этот коэффициент достигает 0,9. В некоторых дизелях для улучшения наполнения применяют наддув, принудительную подачу воздуха в цилиндры двигателя.
акт сжатия начинается с момента закрытия впускного кла- при движении поршня вверх от н. м. т. и продолжается до пово- коленчатого вала на угол от 180 до 360°. При этом цилиндр
оказывается разобщенным с атмосферой и в нем происходит сжатие воздуха (линия 1—2—3), в результате которого давление в цилиндре возрастает до 4—5 МПа, а температура воздуха достигает 620—700 °C. Для более эффективного сгорания рабочей смеси в цилиндре впрыскивание топлива происходит несколько раньше, чем поршень достигает в. м. т. (этот момент соответствует точке 2 индикаторной диаграммы). Начиная с точки 2 в цилиндре образуется рабочая смесь, которая воспламеняется с небольшой задержкой, когда давление в цилиндре достигает значения, определяемого точкой 3.
Такт расширения происходит при сгорании рабочей смеси и продолжается до поворота коленчатого вала на угол от 360 до 540° (линия выше точки 3). В начале такта расширения давление и температура газов резко возрастают, достигая в точке 4 своего максимального значения: р=6...8 МПа и /=1600...1900 °C. Далее расширяющиеся газы совершают полезную работу, перемещая поршень к н. м. т. К концу такта расширения давление в цилиндре снижается до 0,3—0,4 МПа, а температура — до 600—700 °C. Открытие выпускного клапана, соответствующее на диаграмме точке 5, происходит несколько ранее прихода поршня в н. м. т., что улучшает очистку цилиндра от отработавших газов.
Такт выпуска начинается при повороте коленчатого вала на угол от 540 до 720° и движении поршня вверх, при котором поршень вытесняет отработавшие газы из цилиндра в атмосферу (линия 6—7). Вследствие избыточного давления отработавших газов среднее давление при выпуске несколько выше атмосферного, а температура составляет 600—950 °C.
Особенностью рабочего цикла дизеля по сравнению с карбюраторным двигателем являются более высокие давления при тактах сжатия и расширения газов. Это сказывается на конструктивном исполнении двигателей. Дизели по сравнению с карбюраторными двигателями соизмеримой мощности имеют, как правило, более массивные и прочные детали цилиндропоршневой группы и корпусные.
Различие способов смесеобразования в дизелях и карбюраторных двигателях оказывает влияние на конструктивное исполнение камер сгорания. В дизелях форма камеры сгорания обеспечивает равномерность распределения рабочей смеси по всему объему камеры и влияет также на качество смесеобразования. Для равномерного и быстрого распределения рабочей смеси по всей камере сгорания необходимо глубокое проникновение струи топлива и мелкое ее распыление. Однако мелко распыленное топливо хуже проникает в сжатый воздух камеры сгорания, поэтому необходимо увеличивать давление его впрыскивания. Кроме того, при впрыскивании топливо должно хорошо перемешиваться с воздухом, что может быть достигнуто завихрением воздуха, создаваемым при поступлении его в цилиндр и сжатии. В соответствии с этим в дизелях применяют различные способы смесеобразования.
§ 36. Способы смесеобразования в дизелях
Способ смесеобразования в дизеле определяется устройством камеры сгорания, характером движения воздуха при впуске и качеством подачи топлива в цилиндры двигателя.
Камеры сгорания дизелей могут быть неразделенными (однополостными) и разделенными (вихревого и предкамерного типов).
Рис. 59. Неразделенная камера сгорания дизеля ЯМЗ-236:/ — выпускной клапан, 2 — форсунка, 3 — камера сгорания в днище поршняРис. 59. Неразделенная камера сгорания дизеля ЯМЗ-236:/ — выпускной клапан, 2 — форсунка, 3 — камера сгорания в днище поршня6)6)Рис. 60. Устройство впускного канала тангенциальной формы:а, б — продольный и поперечный разрезы головки по оси канала; / — головка, 2 -— впускной канал, 3 — выпускной каналРис. 60. Устройство впускного канала тангенциальной формы:а, б — продольный и поперечный разрезы головки по оси канала; / — головка, 2 -— впускной канал, 3 — выпускной канал
Рис. 59. Неразделенная камера сгорания дизеля ЯМЗ-236:
/ — выпускной клапан, 2 — форсунка, 3 — камера сгорания в днище поршня
Рис. 59. Неразделенная камера сгорания дизеля ЯМЗ-236:
/ — выпускной клапан, 2 — форсунка, 3 — камера сгорания в днище поршня
6)
6)
Рис. 60. Устройство впускного канала тангенциальной формы:
а, б — продольный и поперечный разрезы головки по оси канала; / — головка, 2 -— впускной канал, 3 — выпускной канал
Рис. 60. Устройство впускного канала тангенциальной формы:
а, б — продольный и поперечный разрезы головки по оси канала; / — головка, 2 -— впускной канал, 3 — выпускной канал
У дизелей с неразделенными камерами сгорания весь объем камеры располагается в одной полости, ограниченной днищем поршня и внутренней поверхностью головки цилиндров (рис. 59). Основной объем камеры сгорания сосредоточен в выемке днища поршня, имеющего конусообразный выступ в центральной части. Периферийная часть днища поршня имеет плоскую форму, вследствие чего при подходе поршня к в. м. т. в такте сжатия между его головкой и днищем образуется объем вытеснения, воздух из которого вытесняется в направлении камеры сгорания, создавая при перемещении вихревые потоки, способствующие лучшему смесеобразованию.
Для повышения качества смесеобразования в двигателях с неразделенными камерами сгорания воздух в цилиндры подводится через впускные каналы, имеющие тангенциальное расположение относительно камер сгорания (рис. 60). Этим достигается дополнительное завихрение воздуха в процессе впуска. Оно сохраняется также и при сжатии воздуха, благодаря чему после впрыскивания топлива происходит его быстрое перемешивание с воздухом.
Равномерное распределение топлива по всему объему камеры сгорания при впрыскивании достигается применением форсунок с несколь- 132
кими отверстиями в распылителе. Число и диаметр этих отверстий подбирают из соображений наиболее полного использования воздушного заряда в цилиндре двигателя.
Дизели с неразделенными камерами сгорания обладают рядом преимуществ, обусловленных их конструкцией. Прежде всего это малые потери теплоты при сгорании топлива, так как камера сгорания расположена в днище поршня и в меньшей степени охлаждается жидкостью системы охлаждения. Впрыскивание топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания, что улучшает пусковые свойства двигателя и повышает его топливную экономичность. Небольшие объемы неразделенных камер сгорания позволяют также повысить степень сжатия двигателя и ускорить протекание рабочих процессов, что влияет на его быстроходность.
Недостатком дизелей с неразделенными камерами сгорания является повышенная жесткость работы, проявляющаяся в виде стуков, что объясняется более резким нарастанием давления в цилиндре двигателя после воспламенения рабочей смеси. Для устранения этого недостатка в двигатели вносят конструктивные усовершенствования, а также применяют высококачественные дизельные топлива. Четырехтактные дизели с неразделенными камерами сгорания получили преимущественное применение на современных грузовых автомобилях.
В дизелях камеры сгорания могут быть также разделенными — вихревого и предкамерного типов. Такие камеры разделены на две части. Одна из них — основная — располагается над поршнем, а вторая — меньшая—находится в головке цилиндров. Топливо впрыскивается в меньшую часть и, частично воспламеняясь там, под действием возросшего давления попадает в основную часть камеры, где и сгорает окончательно.
Камера сгорания вихревого типа (рис. 61) также разделена на две части. Меньшая из них по форме чаще всего напоминает сферическое тело, выполненное из двух полусфер. Нижняя полусфера 2 соединяется винтовым каналом 3 с надпоршневым пространством основной части камеры, причем канал направлен тангенциально по отношению к днищу поршня. Направление канала и форма вихревой камеры обеспечивают завихрение потока воздуха при такте сжатия.
Впрыскиваемое в конце такта сжатия топливо перемешивается с воздухом, образует рабочую смесь и частично сгорает. Несгоревшая рабочая смесь перетекает под действием образовавшегося избыточного давления в основную часть 4 камеры, смешивается с дополнительным воздухом и интенсивно сгорает.
Нижняя полусфера 2 при работе двигателя нагревается до 700 °C, что способствует снижению периода задержки воспламенения топлива, так как окислительные реакции протекают при указанной температуре значительно быстрее. Вследствие изменения характера воспламенения топлива дизель с вихревой камерой работает более мягко.
Для обеспечения надежного пуска холодного дизеля с вихревой камерой применяют свечи накаливания. Такая свеча устанавливается в вихревой камере и включается перед началом пуска двигателя. Металлическая спираль свечи накаливается электрическим током и ра-
зогревает воздух в вихревой камере. В момент пуска частицы топлива попадают на спираль и легко воспламеняются в среде разогретого воздуха, обеспечивая легкий пуск.
В двигателях с вихревыми камерами образование смеси осуществляется в результате сильного завихрения потоков воздуха, поэтому отпадает необходимость в очень тонком распыливании топлива и распределении его по всему объему камеры сгорания.
Рис. 61. Камера сгорания вихревого типа: / — верхняя полусфера, 2 — нижняя полусфера с горловиной 3; 4 — основная часть камеры в днищеРис. 61. Камера сгорания вихревого типа: / — верхняя полусфера, 2 — нижняя полусфера с горловиной 3; 4 — основная часть камеры в днищеРис. 62. Камера сгорания предкамерного типа:/ — предкамера, 2 — основная часть камерыРис. 62. Камера сгорания предкамерного типа:/ — предкамера, 2 — основная часть камеры
Рис. 61. Камера сгорания вихревого типа: / — верхняя полусфера, 2 — нижняя полусфера с горловиной 3; 4 — основная часть камеры в днище
Рис. 61. Камера сгорания вихревого типа: / — верхняя полусфера, 2 — нижняя полусфера с горловиной 3; 4 — основная часть камеры в днище
Рис. 62. Камера сгорания предкамерного типа:
/ — предкамера, 2 — основная часть камеры
Рис. 62. Камера сгорания предкамерного типа:
/ — предкамера, 2 — основная часть камеры
Камера сгорания предкамерного типа (рис. 62) также состоит из двух частей — предкамеры 1 и основной части 2. Предкамера имеет цилиндрическую форму и соединяется прямым каналом с основной частью камеры в днище поршня. Вследствие частичного воспламенения топлива в момент впрыскивания в предкамере создаются высокие температура и давление, способствующие более эффективному смесеобразованию и сгоранию в основной части камеры.
Дизели с разделенными камерами сгорания работают мягко. Из-за усиленного движения в них воздуха обеспечивается высококачественное смесеобразование, что позволяет осуществлять впрыскивание топлива с меньшим давлением. Однако у таких двигателей несколько больше, чем у двигателей с неразделенной камерой сгорания, тепловые и газодинамические потери и ниже к.п.д.
Характер протекания процессов впрыскиванияи сгорания топлива
Процесс впрыскивания топлива. В дизелях рабочий цикл происходит в результате сжатия воздуха, впрыскивания в него топлива, воспламенения и сгорания образовавшейся рабочей смеси. Впрыскивание топлива в цилиндры двигателя обеспечивается топливоподающей аппаратурой, в которой в конечном итоге образуются капельки топлива соответствующих размеров. При этом образование слишком мелких
или крупных капель не допускается, так как струя должна быть однородной.
Качество распыливания топлива особенно важно для двигателей с неразделенными камерами сгорания. Оно зависит от конструкции топливоподающей аппаратуры, частоты вращения коленчатого вала
Рис. 63. Факел распыливания топлива:Рис. 63. Факел распыливания топлива:I — сердцевина, 2, 3 — средняя и внешняя зоны; I —- длина факела, у — угол конуса факелаI — сердцевина, 2, 3 — средняя и внешняя зоны; I —- длина факела, у — угол конуса факеладвигателя и количества топлива, подаваемого за один цикл (цикловой подачи). При повышении частоты вращения коленчатого вала и цикловой подачи возрастают давление впрыскивания и тонкость распыливания .
Рис. 63. Факел распыливания топлива:
Рис. 63. Факел распыливания топлива:
I — сердцевина, 2, 3 — средняя и внешняя зоны; I —- длина факела, у — угол конуса факела
I — сердцевина, 2, 3 — средняя и внешняя зоны; I —- длина факела, у — угол конуса факела
В течение единичного
впрыскивания топлива в
цилиндр двигателя изменяются давление впрыскивания и условия перемешивания частиц топлива с воздухом. В начале и конце впрыскивания струя топлива дробится на сравнительно крупные капли, а в середине происходит самое мелкое распыливание. Отсюда можно заключить, что скорость истечения топлива через отверстия распылителя форсунки изменяется неравномерно за весь период впрыски
вания.
Заметное влияние на скорость истечения начальных и конечных порций топлива оказывает степень упругости пружины запорной иглы форсунки. При увеличении сжатия пружины размеры капель топлива в начале и конце подачи уменьшаются. Это вызывает увеличение среднего значения давления, развиваемого в системе питания, что ухудшает работу двигателя при малых частоте вращения коленчатого вала и цикловой подаче. Уменьшение сжатия пружины отрицательно влияет на процессы сгорания, что выражается в увеличении расхода топлива и повышении дымления. Оптимальное усилие сжатия пружины рекомендуется заводом-изготовителем и регулируется в процессе эксплуатации на стендах.
Процессы впрыскивания топлива в значительной степени определяются также техническим состоянием распылителя — диаметром его отверстий и герметичностью запорной иглы. Увеличение диаметра сопловых отверстий снижает давление впрыскивания и изменяет строение факела распыливания топлива (рис. 63). В факеле различают сердцевину 1, состоящую из крупных капель и целых струек топлива, среднюю зону 2, состоящую из большого количества крупных капель, и внешнюю зону 3, состоящую из мелкораспыленных капель.
Образование факела и его дальнобойность зависят от давления впрыскивания, диаметра соплового отверстия, плотности и подвижности воздуха. Чем больше давление впрыскивания и диаметр соплового отверстия, тем сильнее проникает факел в глубь камеры сгорания. Потоки воздуха в камере сгорания отклоняют факел впрыскиваемого топлива по направлению своего движения.
При эксплуатации форсунок следует учитывать, что засорение или
закоксовывание хотя бы одного отверстия у многосоплового распылителя приводит к искажению строения факелов распиливания топлива, а в итоге — к нарушению смесеобразования и процессов сгорания.
Условием нормального протекания рабочего цикла двигателя является умеренная скорость подачи топлива в начале впрыскивания, что за период задержки воспламенения исключает накапливание слишком большого количества топлива в цилиндре. В этом случае нарастание давления при воспламенении происходит плавно и двигатель работает мягко.
Основная масса впрыскиваемого топлива должна подаваться с возрастающей скоростью, обеспечивающей лучшее проникновение капель топлива в удаленные точки камеры сгорания с целью полного использования находящегося там воздуха. Впрыскивание в заключительной стадии должно заканчиваться резко, так как иначе топливо будет поступать с меньшей скоростью и концентрироваться вблизи распылителя, что вызывает неполное сгорание и повышенное дымление.
Впрыскивание характеризуется количеством и скоростью истечения топлива за время цикловой подачи. Такая зависимость может быть изображена графически в виде характеристики впрыскивания, выбираемой заводом-изготовителем для каждого типа дизеля. Развитие процесса сгорания в дизеле зависит от характеристики впрыскивания топлива, длительности периода задержки его воспламенения и интенсивности движения воздуха в камере сгорания. Интервал времени между началом впрыскивания и воспламенением топлива составляет п е- р и од задержки воспламенения. Он влияет на характер работы двигателя и зависит главным образом от свойств самого топлива, температуры в камере сгорания и угла опережения впрыскивания. При стандартном качестве топлива и возрастании температуры в камере сгорания период задержки воспламенения уменьшается, что снижает жесткость работы двигателя.
Слишком большой угол опережения впрыскивания ведет к увеличению периода задержки воспламенения и жесткой работе двигателя, так как в этом случае начало впрыскивания происходит при сравнительно низких темпаратурах в цилиндре. Малый угол опережения впрыскивания способствует сгоранию топлива в процессе расширения, что ухудшает температурный режим двигателя, вызывая его перегрев. Поэтому для получения лучших показателей работы двигателя завод- изготовитель устанавливает оптимальный угол опережения впрыскивания, который не допускается изменять при эксплуатации.
Мягкий характер работы двигателя может быть достигнут также соответствующим изменением характеристики впрыскивания топлива в сторону уменьшения его подачи в начальной стадии, что учитывается конструкцией топливоподающей аппаратуры.
Процесс сгорания топлива. Независимо от характера протекания процесс сгорания не заканчивается на участке до максимального давления в точке 4 (см. рис. 58). Сгорание продолжается после угла поворота коленчатого вала на 10-—20°, т. е. после прохождения поршнем точки 4. К этому моменту сгорает около 80% впрыснутого топлива и 136
температура достигает высшего значения. Далее процесс расширения продолжается, а сгорание заканчивается.
При повышении частоты вращения коленчатого вала условия смесеобразования и сгорания изменяются вследствие изменения температуры и давления в конце такта сжатия. Продолжительность процесса сгорания в этом случае возрастает, поэтому целесообразно увеличивать угол опережения впрыскивания. Увеличение угла осуществляется автоматически с помощью муфты опережения впрыскивания, которая воздействует на топливный насос высокого давления при достижении определенной частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Общее устройство системы питания дизелей Я М3
Система питания дизеля обеспечивает его работу при изменяющейся частоте вращения коленчатого вала и различных нагрузках. В соответствии с рабочим циклом дизеля приборы системы питания осуществляют: впрыскивание топлива в цилиндры двигателя в конце такта сжатия; распиливание топлива в объеме камеры сгорания и образование рабочей смеси при испарении и перемешивании его с воздухом; регулирование водителем количества впрыскиваемого топлива; автоматическое изменение утла опережения впрыскивания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя; изменение дозировки впрыскиваемого топлива в соответствии с изменившейся нагрузкой.
На автомобильны.х дизелях широко применяют систему питания с раздельным исполнением насоса высокого давления и форсунок, служащих для впрыскивания топлива в каждый цилиндр двигателя. Такую систему применяют на двигателях ЯМЗ-236, -238 и -240, а также на КамАЗ-740. -741 и -7401. В общем виде система питания дизеля может быть представленной из двух магистралей — низкого и высокого давления. Приборы первой магистрали подают топливо из бака к насосу высокого давления, а приборы второй осуществляют непосредственное впрыскивание топлива в цилиндры двигателя.
Схема системы питания двигателя ЯМЗ-236 представлена на рис. 64. Дизельное топливо содержится в баке /, который связан всасывающим топливопроводом через фильтр 10 грубой очистки с топливоподкачивающим насосом 3. При работе двигателя создается разрежение во всасывающей магистрали, вследствие чего топливо проходит через фильтр 10 грубой очистки, очищается от крупных взвешенных частиц и поступает в насос, из которого под избыточным давлением около 0,4 МПа по топливопроводу 5 оно подается к фильтру 6 тонкой очистки. На входе в фильтр имеется жиклер, через который часть топлива отводится в сливной трубопровод 4 (это сделано для предохранения фильтра от ускоренного загрязнения, так как через него проходит не все топливо, перекачиваемое насосом).
После тонкой очистки в фильтре 6 топливо подводится к насосу 8 высокого давления, сжимается в нем до давления около 15 МПа и по топливопроводам 7 поступает в соответствии с порядком работы двигателя к форсункам 2. Неиспользованное топливо от насоса высокого давления отводится по сливному трубопроводу 4 обратно в бак. Не-
большое количество топлива, остающееся в форсунках после окончания впрыскивания, отводится по сливному трубопроводу 9 в топливный бак.
Насос высокого давления приводится в действие от коленчатого вала двигателя через муфту опережения впрыскивания, вследствие
Рис. 64. Система питания двигателя ЯМЗ-236:
/ — топливный бак, 2 — форсунка, 3 — топливоподкачивающий насос, 4, 9 — сливные трубопроводы от насоса высокого давления и форсунок, 5, 7 — подводящие топливопроводы низкого и высокого давления, 6, 10 — фильтры тонкой и грубой очистки топлива, 8— насос высокого давления
чего осуществляется автоматическое изменение момента впрыскива- ния при изменении частоты вращения. Кроме того, насос высокого давления конструктивно связан с всережимным регулятором частоты вращения коленчатого вала, изменяющим количество впрыскиваемого топлива в зависимости от нагрузки двигателя. Ручной подкачивающий насос служит для заполнения магистрали низкого давления топливом при неработающем двигателе.
Схемы систем питания двигателей КамАЗ и ЯМЗ-236 принципиальных различий не имеют, но в системы питания дизелей автомобилей КамАЗ внесены некоторые конструктивные изменения: фильтр тонкой очистки имеет два фильтрующих элемента, установленных в одном сдвоенном корпусе, что повышает качество очистки топлива; в системе питания имеются два ручных подкачивающих насоса, один из которых выполнен совместно с топливоподкачивающим и установлен перед фильтром тонкой очистки топлива, а другом подключен параллельно ему и способствует легкости прокачки и заполнения системы топливом перед пуском двигателя после длительной стоянки; насос высокого давления имеет V-образный корпус, в развале которого размещен все-
режимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя; для очистки воздуха, поступающего в двигатель, применен двухступенчатый воздушный фильтр, осуществляющий забор воздуха из наиболее чистого пространства над кабиной автомобиля.
Устройство приборов системы питаниямагистрали низкого давления
К приборам питания магистрали низкого давления дизелей ЯМЗ относятся фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающий насос и топливопроводы.
Фильтр грубой очистки топлива (рис. 65), служащий для удаления из него относительно крупных взвешенных частиц инородного происхождения, представляет собой цилиндрический
Рис. 65. Фильтр грубой очистки топлива:Рис. 65. Фильтр грубой очистки топлива:/ — сливной кран, 2 — корпус, 3 — фильтрующий элемент, 4 — фланец, 5 — прокладка, 6 — крышка, 7 — пробка, 8 — направляющая крестовина/ — сливной кран, 2 — корпус, 3 — фильтрующий элемент, 4 — фланец, 5 — прокладка, 6 — крышка, 7 — пробка, 8 — направляющая крестовинаРис. 66. Фильтр топкой очистки топлива:Рис. 66. Фильтр топкой очистки топлива:/ — пробка сливного отверстия, 2 —* пружина, 3 — фильтрующий элемент, 4 —- корпус, 5,8 — стяжные стержни и болт, 6 — пробка отверстия в крышке, 7 — жиклер, 9 — крышка/ — пробка сливного отверстия, 2 —* пружина, 3 — фильтрующий элемент, 4 —- корпус, 5,8 — стяжные стержни и болт, 6 — пробка отверстия в крышке, 7 — жиклер, 9 — крышка
Рис. 65. Фильтр грубой очистки топлива:
Рис. 65. Фильтр грубой очистки топлива:
/ — сливной кран, 2 — корпус, 3 — фильтрующий элемент, 4 — фланец, 5 — прокладка, 6 — крышка, 7 — пробка, 8 — направляющая крестовина
/ — сливной кран, 2 — корпус, 3 — фильтрующий элемент, 4 — фланец, 5 — прокладка, 6 — крышка, 7 — пробка, 8 — направляющая крестовина
Рис. 66. Фильтр топкой очистки топлива:
Рис. 66. Фильтр топкой очистки топлива:
/ — пробка сливного отверстия, 2 —* пружина, 3 — фильтрующий элемент, 4 —- корпус, 5,8 — стяжные стержни и болт, 6 — пробка отверстия в крышке, 7 — жиклер, 9 — крышка
/ — пробка сливного отверстия, 2 —* пружина, 3 — фильтрующий элемент, 4 —- корпус, 5,8 — стяжные стержни и болт, 6 — пробка отверстия в крышке, 7 — жиклер, 9 — крышка
штампованный корпус 2, соединенный фланцем 4 с крышкой б. Для уплотнения между корпусом и крышкой установлена прокладка 5. Фильтрующий элемент 3 состоит из сетчатого каркаса, на который
навит в несколько слоев хлопчатобумажный шнур. В торцовых поверхностях дна корпуса и крышки сделаны кольцевые выступы. При сборке они вдавливаются в фильтрующий элемент, чем обеспечивается его уплотнение в корпусе фильтра. Центрирование фильтрующего элемента при сборке фильтра осуществляется с помощью направляющей крестовины 8, приваренной к дну корпуса.
Под действием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом, топливо поступает в наружную полость фильтра между корпусом и фильтрующим элементом. Проходя через фильтрующий элемент, оно очищается от механических примесей и попадает во внутреннюю полость фильтра. Далее очищенное топливо отводится через центральное отверстие в крышке по трубопроводу к топликоподка- чивающему насосу.
Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 66) предназначен для удаления из него мельчайших частиц, которые не задержались в фильтре грубой очистки. В корпусе 4 фильтра на стяжном стержне 5 размещен фильтрующий элемент 3. Чугунная литая крышка 9 крепится к корпусу через уплотнительную прокладку стяжным болтом. При сборке фильтра стяжной болт ввертывают в центральный стержень, который приварен к нижней части корпуса.
Фильтрующий элемент 3— это перфорированный металлический каркас с фланцем по торцам. На сердцевину каркаса наложены слои ткани и набивки из древесной муки или минеральной шерсти, пропитанной клеющим материалом. После обработки набивка фильтрующего элемента представляет собой пористую массу, хорошо задерживающую мелкие механические примеси и легко пропускающую топливо. Сверху и снизу фильтрующий элемент хорошо уплотнен резиновыми прокладками, которые плотно охватывают центральный стержень и поджимаются в собранном состоянии пружиной 2.
При работе топливоподкачивающего насоса топливо подкачивается через отверстие в крышке 9 и поступает в полость между корпусом и фильтрующим элементом. Проникая через набивку фильтрующего элемента во внутреннюю полость фильтра, топливо очищается и собирается вокруг центрального стержня. Поднимаясь далее вверх, оно выходит через канал в крышке по трубопроводу к насосу высокого давления.
Отверстие в крышке, закрытое пробкой 6, служит для выпуска воздуха при прокачке фильтра. Здесь же в крышке установлен жиклер 7 для слива излишков топлива, которое не расходуется в насосе высокого давления. Отстой из фильтра выпускают через отверстие, закрываемое пробкой 1.
Топливоподкачивающий насос (рис. 67) подает топливо под давлением около 0,4 МПа к насосу высокого давления. В корпусе 3 насоса размещены поршень 5 со штоком 4 и роликовым толкателем 2, впускной 12 и нагнетательный б клапаны. Поршень прижимается к штоку пружиной 7, которая другим концом упирается в пробку. В корпусе имеются также каналы, соединяющие подпоршневую и надпоршневую полости с клапанами и сверлениями насоса, служащими для подсоединения его к магистрали. В верхней части корпуса над впуск-
Рис. 67. Топливоподкачивающий насос:Рис. 67. Топливоподкачивающий насос:I — эксцентрик кулачкового вала, ги2 — роликовый толкатель, 3 —• корпус, 4 —• шток, 5, 10 —■ поршни, 6, 12 — нагнетательный и впускной клапаны, 7 — пружина, 8 — рукоятка, 9 — цилиндр ручного насоса, II — прокладка, 13 -— дренажный каналI — эксцентрик кулачкового вала, ги2 — роликовый толкатель, 3 —• корпус, 4 —• шток, 5, 10 —■ поршни, 6, 12 — нагнетательный и впускной клапаны, 7 — пружина, 8 — рукоятка, 9 — цилиндр ручного насоса, II — прокладка, 13 -— дренажный канал
Рис. 67. Топливоподкачивающий насос:
Рис. 67. Топливоподкачивающий насос:
I — эксцентрик кулачкового вала, ги2 — роликовый толкатель, 3 —• корпус, 4 —• шток, 5, 10 —■ поршни, 6, 12 — нагнетательный и впускной клапаны, 7 — пружина, 8 — рукоятка, 9 — цилиндр ручного насоса, II — прокладка, 13 -— дренажный канал
I — эксцентрик кулачкового вала, ги2 — роликовый толкатель, 3 —• корпус, 4 —• шток, 5, 10 —■ поршни, 6, 12 — нагнетательный и впускной клапаны, 7 — пружина, 8 — рукоятка, 9 — цилиндр ручного насоса, II — прокладка, 13 -— дренажный канал
ным клапаном 12 расположен ручной подкачивающий насос, состоящий из цилиндра 9 и поршня 10, связанного с рукояткой 8.
При работе двигателя эксцентрик 1 набегает на роликовый толкатель 2 и поднимает его вверх. Перемещение толкателя через шток 4 передается поршню 5, который занимает верхнее положение, вытесняя
топливо из надпоршневои полости и сжимая пружину 7. Когда эксцентрик сходит с толкателя, поршень 5 под действием пружины 7 опускается. При этом в подпор шневой полости создается разрежение, впускной клапан 12 открывается и топливо поступает в надпоршневое пространство. Затем эксцентрик опять поднимает поршень и поступившее топливо вытесняется через нагнетательный клапан б в магистраль. Частично оно перетекает по каналу в подпоршневую полость, а при опускании поршня опять вытесняется в магистраль, чем достигается более равномерное нагнетание топлива.
При малом потреблении топлива в подпоршневой полости создается некоторое избыточное давление, которое пружина 7 не в состоянии преодолеть. В результате при вращении эксцентрика поршень 5 не доходит до своего нижнего положения и подача топлива насосом автоматически уменьшается.
При работе насоса часть топли-
ва из подпоршневой полости может
просочиться по направляющей штока 4 в картер насоса высокого дав
ления и вызвать разжижение масла. Для предотвращения этого в корпусе топливоподкачивающего насоса просверлен дренажный канал 13,
по которому просочившееся топливо отводится из направляющей што
ка во всасывающую полость насоса.
При необходимости прокачки магистрали низкого давления с целью удаления воздуха отвертывают рукоятку 8 с цилиндра ручного подкачивающего насоса и делают ею несколько качков. После того как
топливо заполнит магистраль, рукоятку насоса опускают в нижнее положение и плотно навертывают на цилиндр. При этом поршень прижимается к уплотнительной прокладке //, обеспечивая герметичность ручного насоса.
Топливопроводы низкого давления соединяют между собой приборы магистрали низкого давления. К ним относятся также сливные трубопроводы системы питания, свернутые из стальной ленты с медным покрытием, или пластмассовые трубки. Для соедине-
ния топливопроводов с приборами питания применяют накидные наконечники с полыми болтами или штуцерные соединения с латунной муфтой и соединительной гайкой.
Устройство приборов системы питаниямагистрали высокого давления
К приборам питания магистрали высокого давления двигателей ЯМЗ относятся топливный насос высокого давления, форсунки и топливопроводы.
Топливный насос высокого давления подает в каждый цилиндр двигателя строго дозированные порции топлива в соответствии с порядком работы и заданным режимом. Топливный насос дизеля ЯМЗ-238 установлен между рядами цилиндров и приводится в действие от шестерни распределительного вала через автоматическую муфту опережения впрыскивания. Управление работой насоса осуществляется вручную с места водителя и автоматически корректируется всережим- ным регулятором частоты вращения коленчатого вала в зависимости от нагрузки двигателя. Регулятор встроен в конструкцию насоса и связан с приводом управления им.
Основными частями насоса высокого давления (рис. 68) являются корпус 14, кулачковый вал 1 и нагнетательные секции, число которых равно числу цилиндров двигателя. Основными деталями каждой нагнетательной секции являются плунжер 16 и гильза 15. Нагнетательные секции размещены в гнездах верхней части корпуса 14 насоса, и их гильзы крепятся стопорными болтами. Топливо к гильзам подводится и отводится через продольные каналы, просверленные по всей длине корпуса насоса.
Сбоку от нагнетательных секций в продольном сверлении корпуса размещена зубчатая рейка 12, зацепленная с зубчатыми секторами 13 каждого плунжера. Ход рейки зависит от ограничителя 11. Свободный конец рейки, выходящий из корпуса насоса, соединен серьгой с регулятором частоты вращения коленчатого вала, который управляет количеством подаваемого топлива. В нижней перегородке корпуса имеются гнезда для установки роликовых толкателей 2. От проворачивания толкатели удерживаются удлиненными осями роликов, которые входят в вертикальные пазы, выполненные в гнездах.
Кулачковый вал насоса установлен на двух шариковых подшипниках 4, которые уплотнены самоподжимными резиновыми сальниками. На кулачковый вал насажены кулачки 3 (по числу нагнетательных секций) и эксцентрик для привода топливоподкачивающего насоса. Свободные концы вала заканчиваются хвостовиками: передний служит для крепления муфты опережения впрыскивания, через которую осуществляется привод насоса; на заднем закреплена шестерня привода регулятора 21 частоты вращения коленчатого вала.
Со стороны крепления ручного подкачивающего насоса 22 на корпусе имеется съемная крышка 24, закрывающая полость насоса, через которую открывается доступ для регулирования длины толкателей и равномерности подачи по секциям насоса.
143
Рис. 68. Топливный насос высокого давления:
/ — кулачковый вал, 2 — роликовый толкатель, 3 — кулачок, 4 1— шариковые подшипники, 5, 8 — ведомый и ведущий фланцы муфты опережениявпрыскивания топлива, 6 — палец ведомого фланца, 7 — пружина, 9 — груз, 10 — пружина плунжера, 11 — ограничитель хода рейки, 12, 13 —зубчатые рейки и сектор плунжера, 14 — корпус, 15 — гильза, 16 ■— плунжер, 17 — нагнетательный клапан, 18 — штуцер, 19 — пробка заливнойгорловины, 20 = пробка отверстия для выпуска воздуха, 21 — регулятор частоты вращения коленчатого вала, 22 •= ручной подкачивающий насос,23 « топлнвоподкачивающий насос, 24 = крышка
Устройство нагнетательной секции н а с о- с а. Основой каждой нагнетательной секции (рис. 69) является плунжерная пара, состоящая из плунжера 12 и гильзы 11. Эти детали подбирают селективно друг к другу с зазором 0,001—0,002 мм и в процессе
Рис. 69. Нагнетательная секция топливного насоса высокого давления:
I — кулачковый вал, 2 — топливоподкачивающий насос, 3 — ручной подкачивающий насос, 4 — пружина, 5 — зубчатый сектор, 6 — корпус, 7, 10 — каналы слива и подвода топлива, 6 — винтовая кромка плунжера, 9 — нагнетательный клапан, 11 — гильза, 12 — плунжер, 13 — зубчатая рейка, 14 — регулировочный винт, 15 — роликовый толкатель, 16 — кулачок, 17 — прилив для крепления иасоса к двигателю
эксплуатации их разукомплектовывать нельзя. Нижним концом плунжер упирается в регулировочный винт 14, ввернутый в корпус роликового толкателя 15. Для предупреждения самопроизвольного вывертывания винта 14 служит контргайка.
Плунжер насоса перемещается вверх при набегании кулачка 16 на роликовый толкатель. Обратное перемещение плунжера происходит при сбегании кулачка с ролика под воздействием пружины 4, которая
упирается через тарелку в плунжер. На гильзу 11 свободно надета поворотная втулка, имеющая в верхней части зубчатый сектор 5, соединенный с рейкой, а в нижней —■ два паза, в которые входят шлицевые выступы плунжера. Таким образом, плунжер оказывается соединенным с зубчатой рейкой 13. Над плунжерной парой расположен нагнетательный клапан 9, который состоит из седла и собственно клапана, закрепленных в посадочном отверстии корпуса с помощью штуцера и пружины. Внутри пружины установлен ограничитель подъема клапана.
Работа нагнетательной секции насоса (рис. 70) состоит из наполнения, обратного перепуска, подачи, отсечки и перепуска топлива в сливной канал.
Рис. 70. Схема работы нагнетательной секции топливного насоса высокого давления: а — наполнение, б, в — начало и конец подачи топлива; / — гильза, 2 — отсечная кромка, 3 — сливное отверстие, 4 — надплунжерная полость, 5 —* нагнетательный клапан, 6 — штуцер, 7 — пружина, 8 — впускное отверстие, 9 — плунжер, 10, 11 — вертикальный и горизонтальный каналы плунжера, 12 ^~ подводящий канал в корпусе насоса
Наполнение топливом надплунжерной полости 4 в гильзе (рис. 70, а) происходит при движении плунжера 9 вниз, когда он открывает впускное отверстие 8. С этого момента топливо начинает поступать в полость над плунжером, так как она находится под давлением, созданным топливоподкачивающим насосом. При перемещении плунжера вверх под действием набегающего кулачка вначале происходит обратный перепуск топлива в подводящий канал через впускное отверстие 8. Как только торцовая кромка плунжера перекрывает впускное отверстие, обратный перепуск топлива прекращается и резко повышается давление топлива, под действием которого нагнетательный клапан 5 открывается (рис. 70, б), что соответствует началу подачи топлива, которое по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке.
Подача топлива нагнетательной секцией продолжается до момента, пока с помощью отсечной кромки 2 плунжера не начнется перепуск топлива в сливной канал насоса высокого давления через отверстие 3 в гильзе (поскольку давление в нем значительно ниже, чем в полости над плунжером). При этом давление над плунжером резко падает и
нагнетательный клапан быстро закрывается, прекращая подачу топлива (рис. 70, в).
Количество топлива, подаваемого нагнетательной секцией насоса с момента закрытия впускного и до момента открытия выпускного отверстия в гильзе за один ход плунжера, называемого активным ходом, определяет теоретическую подачу топлива секцией. Действительно подаваемое количество топлива, т. е. цикловая подача, отличается от теоретической из-за утечки топлива через зазоры плунжерной пары, а также других явлений. Разница между цикловой и теоретической подачами учитывается коэффициентом подачи, равным 0,75—0,9.
Во время работы нагнетательной секции при перемещении плунжера вверх давление топлива повышается до 1,2—1,8 МПа, что вызывает открытие нагнетательного клапана и начало подачи топлива. Дальнейшее перемещение плунжера вызывает увеличение давления до 15 МПа, в результате чего открывается игла форсунки и осуществляется впрыскивание топлива в цилиндр двигателя, которое длится до момента достижения отсечной кромкой плунжера выпускного отверстия в гильзе.
Рассмотренные рабочие процессы нагнетательной секции насоса высокого давления характеризуют его работу при постоянной подаче топлива и неизменной частоте вращения коленчатого вала и нагрузке двигателя. С изменением нагрузки должно изменяться количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Оно регулируется изменением активного хода плунжера при неизменном общем ходе, что достигается поворотом плунжера вокруг его оси (рис. 71). При такой конструкции плунжера и гильзы момент начала подачи топлива не зависит от угла поворота плунжера, но количество впрыскиваемого топлива зависит от того объема топлива, которое вытесняется плунжером за время подхода его отсечной кромки к выпускному отверстию гильзы. (Чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано в цилиндр.)
Таким образом, время подачи, а следовательно, и количество впрыскиваемого топлива находятся в прямой зависимости от расстояния I (рис. 71, а\ В показанном положении плунжера расстояние / является наибольшим, что соответствует максимальным подаче топлива и активному ходу плунжера. При меньших нагрузках двигателя требуется меньшее количество топлива. Для этого выдвигают рейку управления плунжерами, поворачивая их в сторону приближения отсечной кромки 2 к сливному отверстию 5 гильзы. Тогда при движении каждого плунжера вверх расстояние I активного хода плунжера уменьшается и в цилиндр впрыскивается меньше топлива.
Если выдвинуть рейку управления плунжерами полностью, они повернутся в положение совпадения канала 4 со сливным отверстием 5 (рис. 71, б). В этом случае отверстие 5 будет сообщаться с надплун- жериой полостью и при перемещениях плунжера 3 над ним не будет создаваться давление топлива, в результате чего подача топлива прекратится. Это положение плунжеров относительно гильз, достигаемое максимальным выдвижением рейки, используется для останова двигателя.
Форсунка служит для впрыскивания и распыливания топлива, подаваемого насосом высокого давления в цилиндр двигателя. На четырехтактных дизелях применяют форсунки закрытого типа с запорной иглой распылителя. Между впрыскиваниями топлива запорная игла перекрывает проходное сечение распылителя. Открывается форсунка только в момент впрыскивания, когда топливо начинает поступать к ней от насоса высокого давления.
Рис. 71. Схема регулирования подачи топлива поворотом плунжера: а — максимальная подача, б — подача отсутствует; 1,5 — входное и сливное отверстия, 2 — отсечная кромка, 3 — плунжер, 4 — горизонтальный канал; I— расстояние между отсечной кромкой 2 и сливным отверстием 5Рис. 71. Схема регулирования подачи топлива поворотом плунжера: а — максимальная подача, б — подача отсутствует; 1,5 — входное и сливное отверстия, 2 — отсечная кромка, 3 — плунжер, 4 — горизонтальный канал; I— расстояние между отсечной кромкой 2 и сливным отверстием 51111105-105-Рис. 72. Форсунка закрытого типа дизеля ЯМЗ-236: 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — шток, 7 — опори а я шайба, 8 — пружина, 5 — регулировочный винт, 10 — контргайка, И — колпачок, 12— сетчатый фильтр, 13 — резиновый уплотнитель, 14 — штуцер, 15 — топливный ка-Рис. 72. Форсунка закрытого типа дизеля ЯМЗ-236: 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — шток, 7 — опори а я шайба, 8 — пружина, 5 — регулировочный винт, 10 — контргайка, И — колпачок, 12— сетчатый фильтр, 13 — резиновый уплотнитель, 14 — штуцер, 15 — топливный ка-
Рис. 71. Схема регулирования подачи топлива поворотом плунжера: а — максимальная подача, б — подача отсутствует; 1,5 — входное и сливное отверстия, 2 — отсечная кромка, 3 — плунжер, 4 — горизонтальный канал; I— расстояние между отсечной кромкой 2 и сливным отверстием 5
Рис. 71. Схема регулирования подачи топлива поворотом плунжера: а — максимальная подача, б — подача отсутствует; 1,5 — входное и сливное отверстия, 2 — отсечная кромка, 3 — плунжер, 4 — горизонтальный канал; I— расстояние между отсечной кромкой 2 и сливным отверстием 5
11
11
10
5-
10
5-
Рис. 72. Форсунка закрытого типа дизеля ЯМЗ-236: 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — шток, 7 — опори а я шайба, 8 — пружина, 5 — регулировочный винт, 10 — контргайка, И — колпачок, 12— сетчатый фильтр, 13 — резиновый уплотнитель, 14 — штуцер, 15 — топливный ка-
Рис. 72. Форсунка закрытого типа дизеля ЯМЗ-236: 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — шток, 7 — опори а я шайба, 8 — пружина, 5 — регулировочный винт, 10 — контргайка, И — колпачок, 12— сетчатый фильтр, 13 — резиновый уплотнитель, 14 — штуцер, 15 — топливный ка-
Устройство форсунки закрытого тина. Основными деталями форсунки закрытого типа (рис. 72) являются корпус 5 и игла 2, которая входит в распылитель 1, удерживаемый гайкой 4. В нижней части распылителя имеется четыре сопловых отверстия, доступ топлива к которым перекрывается запорной иглой. Сопряженные поверхности иглы и распылителя выполняют с высокой точностью обработки. Зазор между иглой и направляющей поверхностью распылителя не превышает 2—5 мкм. Для надежного уплотнения запорный конус седла в распылителе выполняют под углом 59°, а конус иглы — под углом 60е. Такое исполнение уплотняющих поверхностен иглы и распылителя позволяет обходиться без их взаимной притирки.
Запорная игла прижимается к седлу распылителя через шгок 6
пружиной 8. Усилие пружины передается на шток опорной шайбой 7. Верхний конец пружины опирается на регулировочный винт 9, который ввернут в стакан пружины и удерживается в заданном положении контргайкой 10. На стакан сверху навернут колпачок И, служащий для отвода топлива из внутренней полости форсунки и ограничивающий доступ к регулировочному винту. Винтом 9 устанавливают натяг пружины, определяющий давление впрыскивания. Топливо к форсунке подводится через штуцер 14, который ввернут в резьбовое отверстие корпуса форсунки. Для фильтрации топлива между подводящим штуцером и корпусом установлен сетчатый фильтр 12. В корпусе форсунки имеется наклонный канал 15, который соединяет входное топливное отверстие и кольцевую камеру 3.
Работа форсунки. При работе насоса высокого давления, нагнетающего топливо к цилиндрам, давление в топливопроводе и внутренней полости распылителя форсунки резко возрастает. Топливо, распространяясь в кольцевой камере 3, передает давление на коническую поверхность иглы. Когда значение давления превысит усилие предварительного натяга пружины 8, игла поднимется, а топливо через отверстия в распылителе впрыскивается в камеру сгорания цилиндра. В момент окончания подачи топлива насосом давление в кольцевой камере 3 форсунки снижается и пружина 8 опускает иглу, прекращая впрыскивание и закрывая форсунку.
Чтобы предотвратить подтекание топлива в момент завершения впрыскивания, небходимо обеспечить резкую посадку иглы в седло распылителя. Это достигается применением разгрузочного пояска 3 (см. рис. 146) на нагнетательном клапане плунжерной пары насоса высокого давления.
Топливопроводы высокого давления представляют собой толстостенные стальные трубки с высоким сопротивлением разрыву и деформациям. Наружный диаметр трубок 7 мм, внутренний — 2 мм. Трубки применяют в отожженном состоянии, что облегчает их гибку и очистку от окалины.
Топливопроводы на концах имеют высадки в форме конуса. Заплечики конусной высадки используются для крепления накидной гайкой. Соединение топливопроводов со штуцерами форсунки или насоса высокого давления осуществляется непосредственно накидной гайкой, которая при навертывании на штуцер плотно прижимает топливопровод к посадочной поверхности последнего. Гнезда в штуцерах имеют коническую форму, что обеспечивает плотную посадку топливопровода. Для выравнивания гидравлического сопротивления длину топливопроводов к разным форсункам стремятся делать одинаковой.
Автоматическое регулирование впрыскиваниятоплива в дизелях
Для обеспечения нормальной работы дизеля необходимо, чтобы впрыскивание топлива в его цилиндры происходило в тот момент, когда поршень находится в конце такта сжатия, вблизи в. м. т. Желательно также с увеличением частоты вращения коленчатого вала дви-
гателя увеличить угол опережения впрыскивания топлива, так как в этом случае происходит некоторое запаздывание подачи топлива и снижается время на образование и сгорание и топливной смеси. Поэтому насосы высокого давления современных дизелей снабжают автоматическими муфтами опережения впрыскивания.
Рис. 73. Автоматическая муфта изменения угла опережения впрыскивания топлива:
Д 5 — ведущая и ведомая полумуфты, 2, 3 — фетровый и самоподжимвый сальники, 4 — корпус, 6, 8 — пальцы, 7 —- грузы, 9 — пружины
Кроме муфты опережения впрыскивания, с помощью которой можно изменить момент подачи топлива, в топливоподающей системе необходимо иметь регулятор, изменяющий количество впрыскиваемого топлива в зависимости от нагрузки двигателя при заданном уровне подачи. Необходимость такого регулятора объясняется тем, что с увеличением частоты вращения коленчатого вала цикловая подача насосов высокого давления несколько возрастает. Поэтому в случае снижения нагрузки при работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала частота вращения может превысить допустимые значения, так как количество впрыскиваемого топлива будет возрастать. Это повлечет за собой увеличение механических и тепловых нагрузок и может вызвать аварию двигателя.
Для предотвращения нежелательного возрастания частоты вращения коленчатого вала при снижении нагрузки двигателя, а также повышения устойчивости работы с малой нагрузкой или на холостом ходу двигатели оборудуют всережимными регуляторами.
Автоматическую муфту изменения угла опережения впрыскивания топлива (рис. 73) устанавливают на носке кулачкового вала насоса высокого Давления на шпонке. Она состоит из двух полумуфт: ведущей 1 и ведомой 5. На Ведомую по-
лумуфту навернут корпус 4, объединяющий детали муфты. Полумуфты распираются пружинами 9, которые воздействуют на них через пальцы 6 и 8. Пальцы 8 установлены в ведомой полумуфте и на них свободно надеты грузы 7, В профильные вырезы грузов под действием пружин 9 упираются пальцы 6, закрепленные в ведущей полумуфте. Таким образом, полумуфты оказываются связанными между собой.
При малой частоте вращения коленчатого вала грузы находятся в сведенном состоянии, и ведомая полумуфта занимает определенное положение относительно ведущей. Как только частота вращения коленчатого вала начинает превышать 1000 об/мин, возникающие центробежные силы грузов 7 становятся больше усилия предварительного сжатия пружин 9. Вследствие этого грузы начинают расходиться, сжимая пружины и поворачивая ведомую полумуфту относительно ведущей по направлению вращения. Это приводит к более раннему впрыскиванию топлива, т. е. к увеличению его угла опережения.
С понижением частоты вращения вала двигателя уменьшается центробежная сила грузов муфты и они сходятся под действием пружин. При этом происходит поворот ведомой полумуфты, а вместе с ней и кулачкового вала насоса в направлении, противоположном направлению вращения вала насоса — угол опережения впрыскивания топлива уменьшается.
Предельное расположение грузов муфты ограничено внутренней поверхностью ее корпуса и по коленчатому валу двигателя составляет угол 10—14°, а по кулачковому — 5—7°.
Веере ж и мный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя установлен на насосе высокого давления и приводится в действие от кулачкового вала. Его работа основана, как и в автоматической муфте, на использовании центробежных сил. Например, при заданном положении педали управления подачи топлива и возникновении дополнительного сопротивления движению (на подъеме) частота вращения коленчатого вала двигателя будет уменьшаться, а скорость автомобиля падать. Чтобы ее поддержать на заданном уровне, необходимо повысить крутящий момент двигателя. Это может быть достигнуто увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Всережпмный регулятор воспринимает снижение частоты вращения коленчатого вала и автоматически увеличивает подачу топлива насосом высокого давления, благодаря чему скорость автомобиля восстанавливается до заданного значения.
Аналогичным образом всережпмный регулятор изменяет подачу топлива при уменьшении нагрузки на двигатель, только в этом случае управляющее воздействие регулятора сводится к уменьшению количества впрыскиваемого топлива. В результате при снижении нагрузки на двигатель происходит уменьшение скорости движения и доведение ее до заданного уровня. Таким образом, всережпмный регулятор автоматически изменяет подачу топлива при изменении нагрузки на двигатель и обеспечивает установку любого выбранного скоростного режима при отклонениях от него в пределах ±2096.
Устроен всережпмный регулятор частоты вращения (рис. 74) следующим образом. Внутри корпуса 7 регулятора, прикрепленного бол- 150
тами непосредственно к корпусу насоса высокого давления, расположены повышающая передача, центробежные грузы и система рычагов и тяг, связывающих регулятор с рычагом подачи и зубчатой рейкой управления плунжерами насоса. Повышающая передача состоит из двух шестерен 8 и 14, соединяющих валик регулятора с кулачковым
Рис. 74. Всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя:
/ — регулировочный винт подачи топлива, 2 — кулиса, 3 — палец рычага рейки, 4 — серьга, 5 — муфта, 6, 16 -*- грузы, 7 —- корпус, 5, 14 — шестерни кулачкового вала насоса и валика регулятора, 5 — скоба кулисы, 10 — вал рычага пружины регулятора, 11 — рычаг управления, 12, 13 — болты ограничения максимальной и минимальной частот вращения, 15 — валик, /7 — плунжер, 18 — втулка, 19 — зубчатый сектор, 20 — зубчатая рейка, 21 — тяга зубчатой рейки, 22 — пружина рычага рейкн, 23 — рычаг пружины, 24, 29 — пружина и рычаг регулятора, 25, 30 — распорная и буферная пружины, 26 — двуплечий рычаг, 27 — рычаг привода рейки, 28 — регулировочный винт, 31 — винт регулирования иодачи, 32 — корректор
валом насоса. Применение повышающей передачи улучшает работу регулятора при малой частоте вращения коленчатого вала. Центробежные грузы 6 и 16 закреплены державками на валике 15 регулятора. При вращении валика грузы воздействуют через муфту 5 и корректор 32 на рычаг 29, который через двуплечий рычаг 26 будет растягивать пружину 24, уравновешивающую перемещение грузов. Одновременно через серьгу 4 перемещение грузов может передаваться на рычаг 27 привода рейки.
Рычаг 27 в нижней части связан через палец 3 с кулисой 2, которая соединяется скобой 9 с рычагом ручного выключения подачи. Средняя
часть рычага 27 шарнирно соединена с серьгой 4 и муфтой 5, а верхняя его часть — с тягой 21 зубчатой рейки 20. Пружина 22 стремится постоянно удерживать рычаг 27 привода рейки в положении максимальной подачи, т. е. вдвигает рейку внутрь.
Ручное управление подачей топлива осуществляется через рычаг
повороте в сторону увеличения подачи усилие
11 управления. При его11 управления. При егоРис. 75. Схема работы регулятора при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя:/ — валик регулятора, 2, 10 — грузы, 3 — муфта, 4, 8 — рычаг привода и тяга рейки, 5 — рычаг ручного привода, 6 — двуплечий рычаг, 7, 9— пружины регулятора и рычага рейкиРис. 75. Схема работы регулятора при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя:/ — валик регулятора, 2, 10 — грузы, 3 — муфта, 4, 8 — рычаг привода и тяга рейки, 5 — рычаг ручного привода, 6 — двуплечий рычаг, 7, 9— пружины регулятора и рычага рейкипередается на вал 10 и далее — на рычаг 23, пружину 24, двуплечий рычаг 26, регулировочный винт 28, рычаг 29, серьгу 4, а затем — на рычаг 27 и тягу 2/. Рейка вдвигается в корпус насоса, и подача топлива увеличивается. Для уменьшения подачи перемещают рычаг 11 в обратную сторону.
11 управления. При его
11 управления. При его
Рис. 75. Схема работы регулятора при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя:
/ — валик регулятора, 2, 10 — грузы, 3 — муфта, 4, 8 — рычаг привода и тяга рейки, 5 — рычаг ручного привода, 6 — двуплечий рычаг, 7, 9— пружины регулятора и рычага рейки
Рис. 75. Схема работы регулятора при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя:
/ — валик регулятора, 2, 10 — грузы, 3 — муфта, 4, 8 — рычаг привода и тяга рейки, 5 — рычаг ручного привода, 6 — двуплечий рычаг, 7, 9— пружины регулятора и рычага рейки
Автоматическое изменение подачи топлива с помощью регулятора происходит при снижении нагрузки на двигатель и повышении частоты вращения его коленчатого вала (рис. 75). Одновременно увеличивается частота вращения грузов 2 и 10 регулятора, и они удаляются от оси вращения, перемещая муфту 3 по валику / регулятора.
Вместе с муфтой перемещается шарнирно связанный с ней рычаг 4 привода рейки. Рейка выдвигается из корпуса насоса, и подача топли-
ва уменьшается; частота вращения коленчатого вала двигателя снижа- ется, и грузы начинают слабее давить на муфту 3; усилие пружин, уравновешивающее центробежные силы грузов 2 и 10, становится несколько больше и через рычаги передается на рейку насоса. В результате рейка вдвигается в корпус насоса, увеличивая подачу топлива, а двигатель переходит на заданный скоростной режим.
Регулятор работает аналогично при повышении нагрузки на двигатель, обеспечивая увеличение подачи топлива и поддержание заданной скорости. Автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и скорости автомобиля при возрастании нагрузки без переключения передач возможно до тех пор, пока винт 31 (см. рис. 74) регулирования подачи не упрется в вал рычага пружины регулятора. Если нагрузка будет продолжать возрастать, то частота вращения коленчатого вала двигателя будет снижаться. Некоторое увеличение подачи при этом происходит за счет корректора 32, но дальнейшее поддержание скорости автомобиля при возрастании нагрузки может быть осуществлено только выбором нового положения рычага управления или включением понижающей передачи в коробке передач.
С целью улучшения топливной экономичности и снижения дымности дизелей ЯМЗ-236 и -238 в конструкцию их регуляторов частоты вращения заводом введены изменения. Они относятся к корректору 32 (см. рис. 74), назначение которого в связи с этим стало несколько иным: если раньше корректор осуществлял автоматическое уменьшение подачи топлива в зоне высоких скоростных режимов и назывался «прямым», то после модернизации он стал выполнять функции «обратного» корректора. Его назначением стало уменьшение подачи топлива секциями насоса высокого давления при малой и средней частотах вращения коленчатого вала. В узле «обратного» корректора изменены конструкции муфты грузиков, рычага регулятора, пружины и деталей ее крепления и регулирования. В связи с введением «обратного» корректора изменились параметры и порядок регулирования цикловой подачи топлива секциями насоса высокого давления; после этого регулирования введена также проверка начала срабатывания «обратного» корректора.
Для остановки дизеля скобу 9 кулисы 2 (см. рис. 74) отклоняют вниз и усилие от нее передается через палец 3 на рычаг 27 привода рейки. Рейка выдвигается из корпуса насоса и устанавливает плунжеры всех нагнетательных секций в положение прекращения подачи. Двигатель останавливают из кабины водителя с помощью тросика, связанного с рейкой.
Особенности устройства топливной аппаратурыдвигателей автомобилей КамАЗ
Приборы системы питания дизелей автомобилей КамАЗ в принципе не отличаются от приборов, описанных выше. Основные отличия топливной аппаратуры для этих двигателей сводятся к ее конструктивному исполнению и различной настройке. Главные из этих особенностей отмечены выше при рассмотрении общего устройства системы питания.
Ниже описаны устройства фильтров грубой и тонкой очистки топлива, насоса высокого давления, ручного топливоподкачивающего насоса. регулятора частоты вращения, форсунки и установки снабжения двигателя воздухом.
Фильтр грубой очистки топлива (рис. 76) представляет собой фильтр- отстойник и крепится на раме автомобиля во всасывающей магистрали перед топливоподкачивающим насосом. Топливо подводится через отверстие корпуса 1 в распределитель 2 и стекает в стакан 5, где происходит его отстой, а также осаждение из него крупных взвешенных частиц и воды. Очищенное топливо отводится через сетчатый фильтр 4 в магистраль.
Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 77) расположен в самой высокой точке системы питания для лучшего сбора воздуха, попавшего в систему, и отвода его в бак. Фильтр состоит из корпуса 13 и двух стаканов 3 с фильтрующими элементами 7. В дно стаканов приварены стержни 2 со сливными отверстиями, закрываемыми пробками 1. Каждый стакан соединяется через прокладку 6 с корпусом 13 пробкой 14.
В корпусе установлен сливной клапан 9, через который сливается избыточное топливо вместе с воздухом, попавшим в систему. Срабатывание клапана регулируют подбором толщины шайбы И.
Ручной подкачивающий насос (рис. 78), установленный параллельно топливоподкачивающему, имеет отдельное исполнение и отличается от другого ручного насоса, встроенного в топливоподкачивающий,
Рис. 76. Фильтр грубой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:Рис. 76. Фильтр грубой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:1 — корпус, 2 — распределитель, 3 — шайба, 4 — сетчатый фильтр, 5 — стакан, 6 — пробка сливного отверстия1 — корпус, 2 — распределитель, 3 — шайба, 4 — сетчатый фильтр, 5 — стакан, 6 — пробка сливного отверстияРис. 77. Фильтр тонкой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:Рис. 77. Фильтр тонкой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:/, 12 — пробки слииных отверстия и клапана, 2 — стержень, 3 — стаканы, 4 — пружина, 5, 8 — нижний и верхний уплотнители элемента, 6 — прокладка колпака, 7 — фильтрующий элемент, 9 — сливной клапан, 10 — пружина сливного клапана, // — регулировочная шайба, 13 -^ корпус, 14 — пробка/, 12 — пробки слииных отверстия и клапана, 2 — стержень, 3 — стаканы, 4 — пружина, 5, 8 — нижний и верхний уплотнители элемента, 6 — прокладка колпака, 7 — фильтрующий элемент, 9 — сливной клапан, 10 — пружина сливного клапана, // — регулировочная шайба, 13 -^ корпус, 14 — пробка
Рис. 76. Фильтр грубой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:
Рис. 76. Фильтр грубой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:
1 — корпус, 2 — распределитель, 3 — шайба, 4 — сетчатый фильтр, 5 — стакан, 6 — пробка сливного отверстия
1 — корпус, 2 — распределитель, 3 — шайба, 4 — сетчатый фильтр, 5 — стакан, 6 — пробка сливного отверстия
Рис. 77. Фильтр тонкой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:
Рис. 77. Фильтр тонкой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:
/, 12 — пробки слииных отверстия и клапана, 2 — стержень, 3 — стаканы, 4 — пружина, 5, 8 — нижний и верхний уплотнители элемента, 6 — прокладка колпака, 7 — фильтрующий элемент, 9 — сливной клапан, 10 — пружина сливного клапана, // — регулировочная шайба, 13 -^ корпус, 14 — пробка
/, 12 — пробки слииных отверстия и клапана, 2 — стержень, 3 — стаканы, 4 — пружина, 5, 8 — нижний и верхний уплотнители элемента, 6 — прокладка колпака, 7 — фильтрующий элемент, 9 — сливной клапан, 10 — пружина сливного клапана, // — регулировочная шайба, 13 -^ корпус, 14 — пробка
только конструкцией корпуса. Основными элементами насоса являются корпус 1 и цилиндр 14 с поршнем /2. Внутри корпуса расположены всасывающий 17 и нагнетательный 7 клапаны с деталями их крепления. В корпусе имеются также отверстия для присоединения подводящих и отводящих топливопроводов. Цилиндр 14 с поршнем 12 закреплены на корпусе насоса с помощью корпуса 11 цилиндра, который ввертывается в корпус 1 и служит одновременно для установки всасывающего клапана 17. При нерабочем положении насоса поршень 12
находится в крайнем нижнем положении, а впускной и нагнетательный клапаны закрыты усилием пружин (тем самым полость цилиндра разобщается с магистралью).
Для подкачки топлива ручным насосом отвертывают рукоятку штока 13 с цилиндра 14 и перемещают ее вместе со штоком и поршнем 12 вверх и вниз. При движении поршня вверх в подпоршневом пространстве создается разрежение, всасывающий клапан 17 открывается и
1313/2/21111ТопливоТопливо101099151В17151В17Рис. 78. Ручной подкачивающий насос:Рис. 78. Ручной подкачивающий насос:/, / / — корпуса насоса и цилиндра, 2» 5, 16. 18, 20 — уплотнительные шайбы, з — штуцер, 4 — пробка нагнетательного клапана, 6е 10 —* пружины, 7, 17 — нагнетательный и всасывающий клапаны, 8, 9 — седла нагнетательного и всасывающего клапанов, 12 — поршень, 13 —. шток поршня с рукояткой, 14 — цилиндр, 15 — втулка, 19 — наконечник, 21 — пустотелый болт
13
13
/2
/2
11
11
Топливо
Топливо
10
10
9
9
15
1В
17
15
1В
17
Рис. 78. Ручной подкачивающий насос:
Рис. 78. Ручной подкачивающий насос:
топливо поступает в цилиндр насоса. При движении поршня вниз топливо под давлением открывает нагнетательный клапан 7 и поступает в магистраль. Такие повторяющиеся движения поршня позволяют прокачать систему от попавшего воздуха и заполнить ее топливом.
Топливный насос высокого давления (рис. 79, а, б) расположен в развале блока цилиндров двигателя и приводится в действие от шестерни распределительного вала. Он состоит из корпуса с нагнетательными секциями, кулачкового вала, топливоподкачивающего насоса с ручным подкачивающим насосом, регулятора частоты вращения коленчатого вала и автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.
Рис. 79. Топливный насос высокого давления двигателя КамАЗ-740
1 '— корпус, 2 — роликовый толкатель, 3 — тарелка пружины роликового толкателя, 4, 8 — корпус секции, 9 — прокладка нагнетательного клапана, 10 — нагнетательный клапан, сое, 14 — пробка пружины поршня, 15 — пружина поршня, 16 — поршень, 17 — шток толкали к цилиндрического толкателя, 22 — эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса, кулачковый вал, 27 — самоподжимный сальник, 28 — автоматическая муфта опережения впрыс- палец, 33 — муфта, 34 — грузы, 35 — державка грузов, 36 — крышка регулятора
Устройство. Корпус 1 насоса имеет три полости, причем две верхние предназначены для установки нагнетательных секций и выполнены с развалом в два ряда под углом 75°. В нижней полости корпуса размещен кулачковый вал 26, хвостовик которого выходит из переднего торца корпуса и служит для закрепления автоматической муфты 28 опережения впрыскивания топлива. На заднем торце корпуса установлена крышка 36 регулятора частоты вращения коленчатого вала, в которой расположены топливоподкачивающий и ручной подкачивающий насос 13. Верхняя часть корпуса насоса высокого давления закрыта крышкой 31.
Каждая нагнетательная секция состоит из следующих основных частей: корпуса 8; гильзы 7 с плунжером 5, который имеет кинематическую связь с зубчатой рейкой 6; нагнетательного клапана 10 и дета-
в поперечном (о) и продольном (б) разрезах:
/9 — пружины роликового толкателя, 5 — плунжер, 6 — правая рейка, 7 — гильза плунжера, // — штуцер, 12 — фланец для крепления корпуса секции, 13 ■— ручной подкачивающий иа- теля, 18 — корпус топливоподкачивающего насоса, 20 — цилиндрический толкатель, 21 — ро- 23 — фланец ведущей шестерни, 24 — ведущая шестерня регулятора, 25 — подшипник, 26 ■— кивания топлива, 29 — пробка рейки, 30 — перепускной клапан, 31 — верхняя крышка, 32 -» лей привода; уплотнения и крепления секции в корпусе. Плунжер каждой нагнетательной секции приводится в действие от соответствующего кулачка кулачкового вала 26, который вращается в роликовых подшипниках 25. Топливо к нагнетательным секциям подводится по продольным каналам в корпусе.
На хвостовике кулачкового вала, выходящем с заднего торца корпуса насоса, закреплена ведущая шестерня 24 регулятора частоты вращения коленчатого вала. Через промежуточную шестерню она зацеплена с ведомой шестерней регулятора, которая выполнена как одно целое с державкой 35 грузов. Муфта 33 регулятора упирается в палец 32, через который усилие грузов 34 при их расхождении может передаваться на рычаг регулятора, связанный с правой и левой зубчатыми рейками управления поворотом плунжеров. На верхней крышке 31 расположены рычаги управления регулятором, а также болты огра-
ничения мощности и минимальной и максимальной частот вращения коленчатого вала.
Работа. При вращении кулачкового вала одновременно действуют топливоподкачивающий насос и нагнетательные секции. Эксцентрик 22 набегает па ролик 21 толкателя и поднимает поршень 16 топливоподкачивающего насоса, сжимая пружину 15 и вытесняя топливо из надпоршневой полости через нагнетательный клапан в магистраль к фильтру тонкой очистки и далее — к нагнетательным секциям насоса высокого давления.
Обратное движение поршня происходит под действием пружины 15 при сбегании эксцентрика с толкателя. При этом над поршнем образуется разрежение, в результате чего открывается впускной клапан и топливо поступает в надпоршневую полость. Далее при следующем набегании эксцентрика поршень вытесняет топливо, и весь процесс повторяется. Таким образом топливо поступает по каналам в корпусе насоса через отверстие в гильзе 7 плунжера в надплунжерную полость каждой секции, когда плунжер находится в нижнем положении. При вращении кулачкового вала кулачок перемещает через роликовый толкатель 2 плунжер 5 вверх и, как только его кромка перекрывает входное отверстие в гильзе, топливо оказывается под давлением, открывает нагнетательный клапан 10 и поступает в топливопровод высокого давления к форсунке.
При дальнейшем поднятии плунжера давление топлива возрастает до 18 МПа, в результате чего игла форсунки открывается и происходит впрыскивание топлива. Перемещаясь далее вверх, плунжер своей винтовой кромкой открывает сливное отверстие в гильзе. С этого момента давление топлива резко падает и впрыскивание прекращается. При дальнейшем поворачивании кулачка плунжер проходит верхнее положение и начинает двигаться вниз под действием пружины. Надплунжерная полость вновь заполняется топливом, и весь процесс впрыскивания повторяется.
Количество впрыскиваемого топлива изменяется поворотом плунжера вокруг его оси с помощью зубчатой рейки. Положением рейки управляют через всережимный регулятор частоты вращения, который связан с педалью управления подачей топлива в кабине водителя.
Топливоподкачивающий насос (см. рис. 79) установлен в крышке 36 регулятора и приводится в действие от эксцентрика 22 кулачкового вала. Основными деталями насоса являются корпус 18, поршень 16, пружина 15 поршня, шток 17 толкателя и толкатель 20 с роликом 21. В корпусе насоса имеются впускной и нагнетательный клапаны. С последним конструктивно связан ручной подкачивающий насос 13. Схема работы топливоподкачивающего насоса показана на рис. 80.
Регулятор частоты вращения коленчатого вала — центробежный, прямого действия. Основным элементом регулятора являются грузы 34 (см. рис. 79), закрепленные на державке 35, приводимой в действие шестеренчатой передачей от кулачкового вала насоса. При вращении державки грузы под действием центробежных сил расходятся и давят на муфту 33, которая через систему рычагов воздействует на зубчатые рейки поворота плунжеров нагнетательных секций.
Работает регулятор следующим образом. При нажатии на рычаг 5 управления регулятором (рис. 81) через пружину 9 и промежуточный рычаг 7 передается усилие на рейки поворота плунжеров, которые пе
ремещают их в сторону увеличения подачи. Частота вращения коленчатого вала двигателя возрастает до тех пор, пока центробежные силы грузов не уравновесят силу натяжения пружины и не установится заданный скоростной режим.
Каждому положению рычага 5 соответствует определенная частота вращения коленчатого вала. Если нагрузка на двигатель при заданном положении рычага управления будет падать, то частота вращения коленчатого вала увеличивается, и возрастают центробежные силы грузов регулятора. Они становятся больше усилия натяжения пружины и перемещают рейки в сторону уменьшения подачи — в результате восстанавливается частота вращения вала, заданная рычагом управления.
При увеличении нагрузки частота вращения коленчатого вала двигателя и центробежные силы грузов падают, что вызывает под действием относительно возросшего усилия пружины перемещение реек в сторону увеличения подачи. Таким образом,
Рис. 80. Схема работы то- плпвоподкачивающего насоса:Рис. 80. Схема работы то- плпвоподкачивающего насоса:/ — эксцентрик привода насоса, 2 — толкатель, 3 — поршень, 4, 5 — нагнетательный и впускной клапаны, 6 — ручной подкачивающий насос/ — эксцентрик привода насоса, 2 — толкатель, 3 — поршень, 4, 5 — нагнетательный и впускной клапаны, 6 — ручной подкачивающий насосподдерживается заданныйподдерживается заданныйрежим скорости при изменении нагрузки. Двигатель останавливают
Рис. 80. Схема работы то- плпвоподкачивающего насо
са:
Рис. 80. Схема работы то- плпвоподкачивающего насо
са:
/ — эксцентрик привода насоса, 2 — толкатель, 3 — поршень, 4, 5 — нагнетательный и впускной клапаны, 6 — ручной подкачивающий насос
/ — эксцентрик привода насоса, 2 — толкатель, 3 — поршень, 4, 5 — нагнетательный и впускной клапаны, 6 — ручной подкачивающий насос
поддерживается заданный
поддерживается заданный
рычагом 2 останова.
Автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива в двигателях автомобилей КамАЗ устроена и действует аналогично той же муфте в двигателях ЯМЗ-236 (см. рис. 79).
Форсунка (рис. 82) двигателя КамАЗ-740 — закрытого типа с гид
равлическим управлением подъемом иглы и многодырчатым распылителем. Она крепится в гнезде головки цилиндров скобой, уплотнение осуществляется в верхнем поясе резиновым кольцом 8, а в нижнем — стальным конусом и медной шайбой, установленными между торцом гайки распылителя и посадочным отверстием головки цилиндров. Распылитель форсунки представляет собой прецизионную пару, состоящую из корпуса 1 и иглы 15. Запорная игла распылителя нагружена через штангу 6 пружиной 14. Необходимое усилие пружины регулируют подбором количества шайб 12.
Работает форсунка аналогично форсунке двигателя ЯМЗ-236. В тот момент, когда к форсунке насосом подается высокое давление, топливо проходит через фильтр 10 щтуцера, вертикальные каналы в корпусе и проставке и заполняет кольцевую полость иглы. Как только давление топлива в полости иглы превысит усилие рабочей пружины, игла приподнимается и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Топливо, просочившееся в зазор между иглой и корпусом распылителя во
Рис. 81. Схема управления регулятором частоты вращения коленчатого вала:
а — вид сверху на крышку, б — вид сверху при снятой крышке; / — болт ограничителя максимальной частоты вращения, 2 — рычаг останова, 3 — рычаг ограничения мощности при обкатке, 4 — болт ограничения минимальной частоты вращения, 5 — рычаг управления регулятором, 6 — муфта грузов, 7 — промежуточный рычаг, 8 — левая рейка, 9, 11 — пружины рычага управления и нагнетательной секции, 10 — рычаг пружины, 12 — рычаг выключения подачи, 13 — ось рычага останова, 14 — рычаг реек, 15 — регулировочный болт
внутреннюю полость форсунки, отводится по каналу в корпусе к сливному топливопроводу.
Установка для подачи в двигатель воздуха (рис. 83) осуществляет забор воздуха из атмосферы, очистку его от пыли и влаги и подвод к цилиндрам двигателя. Основным элементом установки является воздушный фильтр (рис. 84) сухого типа с двумя ступенями очистки и автоматическим отсосом пыли. Первую ступень очистки образует корпус 4
воздушного фильтра с инерционной решеткой и установленным в глушителе эжектором отсоса пыли, который соединен через патрубок 8 с корпусом 4. Вторую ступень очистки образует фильтрующий эле-
Рис. 82. Форсунка дизеля КамАЗ-740: 1. 2, 15 — корпус, гайка и игла р^сльиппел^, 3, 5 — установочные штифты, 4 — проставка, 6 — штанга, 7 — корпус форсунки, 8 — уплотнительное кольце, 9 — штуцер, 10 — фильтр, 11 — уплотнительная втулка, 12, 13 — регулировочные шайбы, 14 — пружинаРис. 82. Форсунка дизеля КамАЗ-740: 1. 2, 15 — корпус, гайка и игла р^сльиппел^, 3, 5 — установочные штифты, 4 — проставка, 6 — штанга, 7 — корпус форсунки, 8 — уплотнительное кольце, 9 — штуцер, 10 — фильтр, 11 — уплотнительная втулка, 12, 13 — регулировочные шайбы, 14 — пружинаРис. 83. Установка для псдачи в двигатель воздуха:/ — колпак, 2 — кронштейн, 3 — труба воздухозаборника, 4 — воздухозаборник, 5 — фланец выходного патрубка, 6, 9 — входной и выходной патрубки, 7—воздушный фильтр, 8 — патрубок отсоса пылиРис. 83. Установка для псдачи в двигатель воздуха:/ — колпак, 2 — кронштейн, 3 — труба воздухозаборника, 4 — воздухозаборник, 5 — фланец выходного патрубка, 6, 9 — входной и выходной патрубки, 7—воздушный фильтр, 8 — патрубок отсоса пыли
Рис. 82. Форсунка дизеля КамАЗ-740: 1. 2, 15 — корпус, гайка и игла р^сльиппел^, 3, 5 — установочные штифты, 4 — проставка, 6 — штанга, 7 — корпус форсунки, 8 — уплотнительное кольце, 9 — штуцер, 10 — фильтр, 11 — уплотнительная втулка, 12, 13 — регулировочные шайбы, 14 — пружина
Рис. 82. Форсунка дизеля КамАЗ-740: 1. 2, 15 — корпус, гайка и игла р^сльиппел^, 3, 5 — установочные штифты, 4 — проставка, 6 — штанга, 7 — корпус форсунки, 8 — уплотнительное кольце, 9 — штуцер, 10 — фильтр, 11 — уплотнительная втулка, 12, 13 — регулировочные шайбы, 14 — пружина
Рис. 83. Установка для псдачи в двигатель воздуха:
/ — колпак, 2 — кронштейн, 3 — труба воздухозаборника, 4 — воздухозаборник, 5 — фланец выходного патрубка, 6, 9 — входной и выходной патрубки, 7—воздушный фильтр, 8 — патрубок отсоса пыли
Рис. 83. Установка для псдачи в двигатель воздуха:
/ — колпак, 2 — кронштейн, 3 — труба воздухозаборника, 4 — воздухозаборник, 5 — фланец выходного патрубка, 6, 9 — входной и выходной патрубки, 7—воздушный фильтр, 8 — патрубок отсоса пыли
мент, который состоит из гофрированного фильтрующего картона 10, находящегося между внутренним 11 и наружным 3 кожухами инерционной решетки.
Воздух в фильтр подается через воздухозаборник, который прикреплен хомутами к кабине автомобиля и соединен трубопроводами с фильтром. Поступивший в фильтр воздух в результате резкого изменения направления движения при ударе об инерционную решетку освобождается от крупных частиц пыли. Отделившиеся частицы пыли под действием разрежения в патрубке, соединенном с эжектором отсоса пыли, выбрасываются вместе с отработавшими газами в атмосферу.
1111Рис. 84. Воздушный фильтр:
11
11
/ — держатель фильтрующего элемента, 2 — серьга крепления, 3, 11 — наружный и внутренний кожухи инерционной решетки, 4 — корпус, 5 — центральный кронштейн, 6,7 — входной и выходной патрубки, 8 — патрубок эжек- циониого отсоса пыли, 9 — гайка крепления фильтрующего элемента, 10 — фильтрующий картон
Очищенный в первой ступени воздух поступает во вторую ступень, где, проходя сквозь фильтрующий картон, полностью освобождается от пыли. Чистый воздух выходит через центральное отверстие фильтра и по патрубку поступает в трубопроводы, распределяющие его по цилиндрам.
На левом впускном трубопроводе установлен индикатор засоренности фильтра. В случае засорения фильтра разрежение во впускном трубопроводе возрастает и индикатор срабатывает, выдвигая флажок крас
ного цвета, что свидетельствует о необходимости промывки или за
мены картонного фильтрующего элемента.
Г Л А В А VI. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕСИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ
Неисправности системы питания и их признаки
При эксплуатации дизеля в системе питания могут возникнуть неисправности, вследствие которых двигатель не пускается, работает жестко, со стуками, перебоями и дымлением, не развивает номинальной мощности; частота вращения коленчатого вала не изменяется, повышается расход топлива.
Неисправности в системе питания возникают из-за отказов и повреждений приборов и топливопроводов в магистралях низкого и высокого давления. К основным неисправностям в магистрали низкого давления относятся нарушения герметичности или засорение топливопроводов и фильтров, а также нарушение работы топливоподкачивающего насоса, что приводит к недостаточной подаче топлива к насосу высокого давления.
Неисправности в магистрали высокого давления сводятся к нарушениям нормальной работы насоса высокого давления и форсунок. Они вызывают чаще всего затрудненный пуск двигателя, перебои и неравномерность в работе цилиндров, потерю мощности, повышенную дымность отработавших газов, отказы в регулировании частоты вращения коленчатого вала.
Нарушение герметичности магистрали низкого давления возникает, как правило, из-за неплотности в соединениях. Если такие неплотности появляются в магистрали между топливным баком и топливоподкачи-
вающим насосом, то подача топлива резко уменьшается, двигатель работает неустойчиво на малой частоте вращения коленчатого вала и останавливается при увеличении нагрузки.
При сборке магистрали добиваются полной герметичности, особенно у соединений с топливным баком, фильтром грубой очистки и топливоподкачивающим насосом.
Засорение топливопроводов и фильтров в магистрали низкого давления. О степени засорения судят по снижению давления топлива в магистрали на входе в насос высокого давления. Определяют давление по контрольному манометру, который подсоединяют к отверстию под пробку для выпуска воздуха на фильтре тонкой очистки. Если соединения герметичны, а давление ниже допустимого предела, заменяют фильтрующие элементы и проверяют работу топливоподкачивающего насоса.
Неисправности топливоподкачивающего насоса вызывают падение его производительности и влияют на пуск и работу двигателя. Прежде всего затрудняется пуск двигателя, так как на малой частоте вращения коленчатого вала насос будет подавать меньше топлива даже при более низком давлении. В случае возрастания нагрузки и малой подачи насосом топлива наблюдаются перебои в работе двигателя и он не сможет воспринимать нагрузку.
Основными причинами неисправностей и нарушений в работе топливоподкачивающих насосов являются: попадание под клапаны грязи; поломки пружин или потеря ими упругости; зависание поршня; износ стержня толкателя. При повышенном износе основных рабочих поверхностей насоса (поршня и цилиндра) снижается его производительность и падает давление в магистрали. Снижение производительности может произойти также при уменьшении упругости рабочей пружины.
Неисправности насоса высокого давления и форсунок при эксплуатации можно обнаружить лишь частично, большинство их определяют только при проверке с помощью специального оборудования. Ниже приведены основные признаки и характер неисправностей насосов высокого давления и форсунок.
Причинами затрудненного пуска двигателя могут быть: износ плунжеров, гильз и нагнетательных секций насоса; поломка пружин плунжеров или нагнетательных клапанов; понижение давления впрыскивания форсунками топлива в результате потери упругости пружин штоков; разработка сопловых отверстий форсунок и нарушения оптимальных регулировок насоса.
Для определения изношенности плунжерной пары снимают боковую крышку насоса и, не демонтируя его с двигателя, прокачивают нагнетательные секции с помощью отвертки, вставляя ее между головкой регулировочного болта толкателя и кулачком. Рейка насоса должна быть полностью вдвинута. При значительном износе не будет ощущаться сильное сопротивление перемещению плунжера. Зависание плунжера можно выявить, наблюдая за его обратным ходом.
Для проверки форсунки ослабляют гайку подводящего топливопровода и на малой частоте вращения коленчатого вала наблюдают за работой двигателя. Если частота вращения коленчатого вала двигателя
при этом не изменится, а дымление уменьшится, то форсунка неисправна. Работу запорной иглы каждой форсунки проверяют вращением коленчатого вала двигателя (при этом форсунки в соответствии с порядком работы должны издавать звук впрыскивания).
Перебои и неравномерность в работе цилиндров двигателя связаны с нарушением равномерности подачи топлива нагнетательными секциями насоса, отклонениями в регулировке форсунок, зависанием нагнетательных клапанов, ослаблением соединений трубопроводов высокого давления, неисправностями всережимного регулятора частоты вращения коленчатого вала. Равномерность подачи топлива секциями насоса высокого давления проверяют на стенде, а нарушение герметичности топливопроводов высокого давления — осмотром при работе двигателя.
Потеря двигателем мощности зависит от количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива и протекания процессов воспламенения и сгорания. Недостаточная подача топлива вызывается неисправностями приборов магистрали низкого давления, рассмотренными выше, а также неправильной регулировкой насоса высокого давления и регулятора. Протекание процессов сгорания зависит, как правило, от угла опережения впрыскивания топлива, давления открытия форсунки и ее технического состояния.
Если двигатель не развивает номинальной мощности, но нормально пускается и не дымит, то проверяют, правильно ли установлены угол опережения впрыскивания и величина подачи топлива по цилиндрам и четко ли работает механизм управления подачей. Повышенная дымность отработавших газов (в связи с которой они имеют черный цвет) наблюдается при излишней подаче топлива секциями насоса высокого давления, нарушении угла опережения впрыскивания, снижении давления открытия форсунок, заедании иглы и увеличении отверстий распылителя форсунок.
Частота вращения коленчатого вала не регулируется вследствие заедания плунжера в гильзе или рейки — в корпусе насоса, обрыва пружины рычага рейки и других неисправностей регулятора частоты вращения. Работу регулятора проверяют на стенде со снятием насоса высокого давления с двигателя.
Контроль токсичности отработавших газов дизеля
Несмотря на широкое внедрение в практику работы АТП диагностирования технического состояния автомобилей с карбюраторными двигателями, этот вид технического обслуживания еще не получил широкого распространения для дизельных автомобилей. Это связано с тем, что автомобили с дизелями значительно превосходят по габаритным размерам, массе и мощности автомобили с карбюраторными двигателями, поэтому создание диагностических средств для них связано с большими затратами. Второе обстоятельство, задерживающее внедрение диагностирования дизельных автомобилей, заключается в особенностях рабочего процесса дизеля. Как известно, дизель работает при больших коэффициентах избытка воздуха (а—1,4... 1,7), вследствие чего содер-
жание СО в отработавших газах незначительно и составляет десятые доли процента (в связи с этим нет необходимости строгого контроля его содержания в отработавших газах).
Однако установлено, что основным токсичным компонентом отработавших газов дизеля является сажа, опасность которой для человека заключается в том. что среди веществ, адсорбированных на поверхности ее частиц, имеется остро токсичное вещество— бензапирен. Наличие большого количества сажи наряду с оксидами углерода и азота, а также несгоревшимп углеводородами придает отработавшим газам дизеля токсичные свойства и характер дымления.
При работе дизеля в атмосферу выбрасывается в среднем около 20 кг сажи на 1 т сгоревшего топлива. В зависимости от режима работы двигателя на долю сажи приходится от 30 до 90 ?6 токсичного воздействия, которое обусловлено наличием в ней бензапирена. Из приведенных данных можно заключить, что борьба с дымлением дизелей и контроль за его величиной являются настоятельной необходимостью. Эта задача приобретает особую актуальность в связи с ростом в нашей стране парка автомобилей с дизелями.
Факторы, влияющие на степень д ы м л е н и я дизелей, можно разделить на две группы: не связанные с системой питания и связанные с ней. Из первой группы наиболее важным фактором является техническое состояние цилиндропоршневой группы, износ деталей которой ведет к уменьшению степени сжатия и коэффициента наполнения, а также к увеличению количества масла, проникающего в цилиндры двигателя. В этих условиях нормальный процесс сгорания нарушается и дымление двигателя возрастает.
К факторам второй группы относятся: угол опережения впрыскивания; давление начала впрыскивания форсункой; величина цикловой подачи. Угол опережения впрыскивания влияет на начало подачи топлива в цилиндры двигателя и на состав смеси. Изменение этого угла от оптимального положения в сторону опережения или запаздывания приводит к увеличению дымления двигателей (рис. 85). Как видно из кривой 1, изменение угла на 4—6 ", которое наблюдается примерно у 50% двигателей автомобилей, находящихся в эксплуатации, вызывает увеличение дымления на 25—30%.
Начало впрыскивания топлива форсункой, определяемое степенью затяжки ее пружины, влияет на распыливание топлива и момент воспламенения. С уменьшением затяжки пружины форсунки, а следовательно, и изменением давления начала впрыскивания (кривая 2) ухудшается качество распыливания и примерно на 20% возрастает дымление двигателя.
Величина цикловой подачи топлива изменяется водителем при управлении автомобилем. Для увеличения мощности двигателя водитель увеличивает подачу. При этом в цилиндрах сгорает большое количество топлива при несколько уменьшающемся поступлении воздуха. Длительность сгорания топлива возрастает, и в отработавших газах увеличивается количество несгоревших углеводородов и сажи, в результате чего дымление двигателя повышается. График зависимости дымления двигателя от нагрузки (кривая 5) показывает, что даже при нормаль-
ном техническом состоянии приборов системы питания дымление двигателя возрастает в 4—5 раз при увеличении нагрузки на двигатель на 25—100%.
Для уменьшения процентного содержания сажи в отработавших газах дизелей применяют дизельное топливо более высокого качества.
Рис. 85. Графики зависимости дымления дизеля:/ — от угла опережения впрыскивания при полной мощности, 2 —- от давления начала впрыскивания при полной мощности, 3 — от нагрузкиРис. 85. Графики зависимости дымления дизеля:/ — от угла опережения впрыскивания при полной мощности, 2 —- от давления начала впрыскивания при полной мощности, 3 — от нагрузкиРис. 86. Графики зависимости концентрации сажи и СО в отработавших газах от коэффициента избытка воздухаРис. 86. Графики зависимости концентрации сажи и СО в отработавших газах от коэффициента избытка воздуха
Рис. 85. Графики зависимости дымления дизеля:
/ — от угла опережения впрыскивания при полной мощности, 2 —- от давления начала впрыскивания при полной мощности, 3 — от нагрузки
Рис. 85. Графики зависимости дымления дизеля:
/ — от угла опережения впрыскивания при полной мощности, 2 —- от давления начала впрыскивания при полной мощности, 3 — от нагрузки
Рис. 86. Графики зависимости концентрации сажи и СО в отработавших газах от коэффициента избытка воздуха
Рис. 86. Графики зависимости концентрации сажи и СО в отработавших газах от коэффициента избытка воздуха
Так, ГОСТ 503—82 на дизельное топливо предусматривает величину цетанового числа для всех марок автомобильных топлив не менее 45 единиц. Это способствует более быстрому воспламенению и улучшению сгорания, что ведет к снижению количества сажи в отработавших газах. Другой путь снижения дымности отработавших газов — применение в топливах антидымных присадок на основе бария. Введение 1% таких присадок приводит к снижению количества сажи на 70— 80%. Снижение дымности газов может быть достигнуто также дожиганием отработавших газов в нейтрализаторах.
Анализ отработавших газов дизелей показывает, что количество наиболее токсичных компонентов и сажи обратно пропорционально коэффициенту избытка воздуха (рис. 86). Однако использование коэффициента избытка воздуха в качестве диагностического показателя при оценке токсичности затруднено вследствие сложности его замера. Поэтому при практическом определении токсичности отработавших газов измеряют содержание сажи в абсолютных (г/м3) или относительных (например, светопоглощающая способность) величинах.
Между дымностью отработавших газов и содержанием в них сажи существует прямая зависимость (рис. 87), которая позволяет использовать для измерения содержания сажи способ определения светопоглощающей способности. На этом способе основан принцип действия приборов, которые применяют для диагностирования системы питания дизелей.
Способ измерения содержания сажи, основанный на отфильтровывании ее частиц из отработавших газов, дает менее надежные результаты. Он позволяет лишь приблизительно оценить дымность газов сравнением цвета фильтра, на котором осели частицы сажи, с эталоном.
Дымность отработавших газоВ, %Дымность отработавших газоВ, %Рис. 87. График зависимости между дымностью и содержанием сажи в отработавших газахРис. 87. График зависимости между дымностью и содержанием сажи в отработавших газахРис. 88. Газовая часть прибора К-408:Рис. 88. Газовая часть прибора К-408:/ — вентилятор, 2, 5 — эталонный и измерительный цилиндры, 3 — лампочка, 4 — входное устройство с отстойником, 6 — фотоэлемент, 7 — ручка поворота оси/ — вентилятор, 2, 5 — эталонный и измерительный цилиндры, 3 — лампочка, 4 — входное устройство с отстойником, 6 — фотоэлемент, 7 — ручка поворота оси
Дымность отработавших газоВ, %
Дымность отработавших газоВ, %
Рис. 87. График зависимости между дымностью и содержанием сажи в отработавших газах
Рис. 87. График зависимости между дымностью и содержанием сажи в отработавших газах
Рис. 88. Газовая часть прибора К-408:
Рис. 88. Газовая часть прибора К-408:
/ — вентилятор, 2, 5 — эталонный и измерительный цилиндры, 3 — лампочка, 4 — входное устройство с отстойником, 6 — фотоэлемент, 7 — ручка поворота оси
/ — вентилятор, 2, 5 — эталонный и измерительный цилиндры, 3 — лампочка, 4 — входное устройство с отстойником, 6 — фотоэлемент, 7 — ручка поворота оси
имеющим шкалу черноты. Указанный способ используется в приборе ФМ-1 (ВНР). Из отечественных приборов для диагностирования системы питания дизеля применяют К-408 и УФМД-Ш. Оба прибора работают на принципе измерения светопоглощающей способности объема газов, просвечиваемых электрической лампочкой. В приборе УФМД-Ш для определения дымности дополнительно используется способ фильтрования, причем результаты измерения регистрируются фотоэлектрическим устройством.
Прибор К-408 состоит из газовой и электроизмерительной частей, которые смонтированы в металлическом корпусе на раме, снабженной четырьмя колесиками для передвижения. Электроизмерительная часть содержит стабилизатор напряжения, электрическую лампочку (12 В, 30 Вт), микроамперметр и потенциометр регулирования тока фотоэлемента.
Газовая часть прибора (рис. 88) представляет собой камеру, имеющую входное устройство 4 с отстойником и вентилятор 1. Лампочка 3 и фотоэлемент 6 жестко связаны между собой общей осью и могут поворачиваться ручкой 7 в верхнее или нижнее положение. В верхнем положении они устанавливаются против отверстий измерительного цилиндра 5, в а нижнем — против отверстий эталонного цилиндра 2. Вентилятор подает воздух через эталонный цилиндр так, что его поток обтекает лампочку 3 и фотоэлемент 6, предохраняя их от загрязнения отработавшими газами.
При проведении анализа лампочку и фотоэлемент устанавливают против измерительного цилиндра, в который через входное устройство
подают отработавшие газы. Световой поток от лампочки, проходя через измерительный цилиндр, заполненный газами, уменьшается, и фотоэлемент вырабатывает меньший ток, чем во время тарировки прибора.
Рис. 89. Универсальный фотометрический дымомер УФМД-1Ц:
/ — зонды для отбора отработавших газов, 2, 10 — электрические лампочки, 3 — пьезометр замера избыточного давления в насадке, 4 — насадка, 5, 8 — фотоэлементы измерительной и дополнительной камер, 6, Ч — измерительная (основная) и дополнительная камеры, 7 — измерительный прибор; К1 — К4 — краны, В1 — В4 — электрические выключатели, Ф — фильтровальная бумага, R1 — R2 — потенциометры, Б — аккумуляторная батарея
когда фотоэлемент и лампочку устанавливают против отверстий эталонного цилиндра.
Сравнение показаний прибора при тарировке и в момент замера поглощающей способности газов позволяет определить количество сажи в отработавших газах. Шкала прибора отградуирована в процентах дымности отработавших газов, причем за ноль принимается показание, когда световой поток проходит через эталонный цилиндр с чистым воздухом.
Прибор УФМД-Ш (рис. 89) по принципу действия аналогичен прибору K-4G8. Он состоит из основной измерительной камеры 6, в которой установлены электрическая лампочка 2 и фотоэлемент 5. Кроме основной камеры в приборе имеется дополнительная камера 9 измерения количества сажи на фильтре. В этой камере находятся лампочка 10 и фотоэлемент 8 оценки загрязненности фильтра, устанавливаемого перед фотоэлементом на пути светового потока. Фотоэлементы основ-
ной и дополнительной камер соединены с измерительным прибором 7, регистрирующим дымность отработавших газов в процентах.
Для определения дымности газов по способу фильтрования в насадку 4 устанавливают фильтровальную бумагу Ф и направляют на нее через кран КД поток отработавших газов от зондов 1. Бумагу, зачерненную сажей, помещают в дополнительную камеру и фотометрирова- нием определяют дымность отработавших газов. Если проверку дымности ведут по способу измерения светопоглощающей способности, то поток отработавших газов направляют в основную измерительную камеру, а результаты регистрируют прибором 7, замеряя электрический ток от фотоэлемента 5. Прибор УФМД-1П обеспечивает достаточно высокую точность измерений степени дымления дизелей и позволяет выполнять замеры как в стационарных, так и в полевых условиях.
Основные работы, выполняемые
при техническом обслуживании системы питания дизелей
Топливная аппаратура дизелей может работать длительное время без разборки и ремонта, если своевременно выполняются работы по техническому обслуживанию, которое предусмотрено соответствующим Положением и включает работы по ЕО, ТО-1, ТО-2 и СО. Диагностирование системы питания может проводиться перед очередным ТО-2 и в случаях нарушения нормальной работы двигателя для определения неисправностей. СО для системы питания дизелей выполняют 2 раза в год, совмещая работы этого вида обслуживания с ТО-1 или ТО-2. Осенью дополнительно к общему объему работ СО добавляются работы по подготовке предпускового подогревателя к зимней эксплуатации.
Перед началом технического обслуживания системы питания двигатель моют и очищают от пыли и грязи. При ЕО перед пуском проверяют осмотром общее состояние двигателя, наличие топлива в баке, уровень масла в насосе высокого давления и всережимном регуляторе частоты вращения коленчатого вала. После пуска двигателя проверяют герметичность магистралей низкого и высокого давления и устраняют обнаруженные неисправности. При работе двигателя приближенно оценивают равномерность подачи топлива по температуре патрубков выпускного трубопровода или прослушиванием двигателя в моменты выключения отдельных секций насоса высокого давления (этот метод позволяет с достаточной точностью определять состояние топливной аппаратуры).
Ежедневно после возвращения с линии проверяют состояние топливопроводов и сливают отстой от фильтров грубой и тонкой очистки («0,2 л). Слив отстоя повышает надежность работы фильтров, а в зимнее время устраняет возможность замерзания в них воды. После слива отстоя пускают двигатель на несколько минут для заполнения фильтров. Кроме того, при возвращении автомобиля с линии полностью заправляют топливный бак во избежание конденсации влаги из воздуха, которая происходит в частично опорожненном баке во время стоянки.
При ТО-1 кроме работ, предусмотренных ЕО, проверяют состояние, крепление и регулировки приборов системы питания, а также установку утла опережения впрыскивания топлива; регулируют привод управления насосом высокого давления; при необходимости снимают форсунки и проверяют их работоспособность на специальном приборе; выпускают отстой из топливных баков после нескольких часов стоянки; промывают корпуса и фильтрующие элементы топливных фильтров или заменяют их.
При ТО-2 выполняют все работы, предусмотренные ТО-1, но кроме них выполняют еще следующее: проверяют герметичность топливопроводов и крепления бака, топливных насосов и форсунок; снимают форсунки с двигателя и регулируют их на стенде; проверяют исправность механизма системы питания; снимают и промывают корпуса и фильтрующие элементы фильтров; при необходимости удаляют воздух из систем, а затем проверяют работу насоса высокого давления в разных режимах работы двигателя и регулируют минимальную и максимальную частоту вращения коленчатого вала; с помощью приборов конт- ролирут дымление двигателя и при необходимости регулируют подачу топлива; промывают фильтрующий элемент воздушного фильтра и меняют масло; заменяют масло в насосе высокого давления и регуляторе частоты вращения коленчатого вала.
При СО дополнительно к работам ТО-2 промывают топливные баки; снимают, проверяют и регулируют форсунки; снимают насосы высокого давления и топливоподкачивающий и регулируют их по сезону, увеличивая подачу топлива перед зимней эксплуатацией или уменьшая перед летней; при монтаже насоса высокого давления на двигатель регулируют угол опережения впрыскивания топлива и проверяют работу механизма управления подачей топлива.
Проверка герметичности системы питанияи работоспособности топливоподкачивающего насоса дизеля
Надежная работа системы питания дизеля обеспечивается герметичностью магистралей низкого и высокого давления, отсутствием подсоса воздуха и подтекания топлива.
Проверку герметичности магистрали низкого давления производят следующим образом. Пускают двигатель, а затем на малой частоте вращения коленчатого вала отвертывают пробку фильтра тонкой очистки и осматривают струю топлива (по наличию в топливе неоднородности или пузырьков воздуха можно заключить, что магистраль негерметична). При этом проверяют все соединения на участке от бака до топливоподкачивающего насоса и устраняют неплотности подтяжкой резьбы, заменой некачественных прокладок, муфт, штуцеров или трубопроводов.
Герметичность магистрали низкого давления до насоса высокого давления проверяют ручным подкачивающим насосом. Для этого отсоединяют сливной трубопровод от бака, закрывают его наглухо пробкой, а затем делают несколько качков ручным насосом, закачивая топливо из бака в магистраль. В случае выхода пузырьков воздуха или
обнаружения течи топлива в местах неплотностей подтягивают резьбовые соединения или устраняют неисправность другим способом.
Для проверки герметичности всей системы питания используют переносной прибор НИИАТ-383 (рис. 90), работающий на принципе подачи топлива в систему питания под избыточным давлением около 0,3 МПа, что позволяет по падению давления и подтеканиям топлива определять даже малейшие неплотности в магистрали. Основными элементами прибора являются бак для топлива, воздушный насос и подсоединительная арматура.
Рис. 90. Прибор НИИАТ-383:
/ — бачок, 2 ~ запорный клапан, 3 — шланг, 4 — двухходовой кран, 5 — сменный штуцер, 6 —* кран, 7 — ручка, 8 — уровнемер, 9 —- манометр, 10 — насос'
Перед проверкой магистрали сам прибор испытывают на герметичность. Для этого закрывают двухходовой кран 4 и заливают в бак 5— 6 л профильтрованного топлива. Затем закрывают кран 6 в пробке заливного отверстия и насосом 10 накачивают в бак воздух до давления 0,3 МПа, которое проверяют манометром 9. Если давление не снижается в течение 1 мин, прибор считают герметичным и пригодным для определения герметичности магистрали низкого давления.
Проверку герметичности магистрали низкого давления проводят в следующем порядке: отсоединяют отводящий топливопровод от топливного бака и устанавливают в него заглушку; подводящий к баку топливопровод также отсоединяют и штуцером 5 соединяют с резиновым
шлангом 3 прибора; открывают кран 4, вследствие чего топливо под давлением воздуха в баке прибора заполняет магистраль низкого давления. Неплотности и места нарушений герметичности обнаруживают по появлению течи топлива или пузырьков воздуха.
После устранения неисправностей вновь проверяют герметичность прибором; при положительном результате отсоединяют прибор от топливной системы, монтируют трубопроводы, затем, пользуясь ручным подкачивающим насосом, заполняют систему питания топливом из бака, пускают двигатель и проверяют его работу.
Проверку работоспособности то и л и в о подкачивающего насоса выполняют несколькими способами. Простейшую проверку без снятия насоса с двигателя проводят по пульсации топлива из отсоединенного от фильтра тонкой очистки топливопровода при проворачивании стартером коленчатого вала двигателя. Если насос исправен, то топливо будет выходить из топливопровода пульсирующей струей. Отсутствие струи или слабая струя свидетельствует о неисправности насоса (если при этом не засорены топливопроводы, фильтр грубой очистки и топлпвсзаборник). Более глубокую проверку топливоподкачивающих насосов проводят на специальном оборудовании— стендах СДТА-1 (рис. 91, «), СДТА 2 или СДТА-3. На них можно также проверять и регулировать насосы высокого давления и форсунки.
Для проверки на стенде СДТА-1 точливоподкачивающий насос снимают с двигателя. Для привода насоса на сгенде служи г электродвигатель, соединяемый с валом насоса клиноременной передачей с вариатором. С помощью вариатора плавно регулируют частоту вращения насоса от 120 до 1300 об/мин. При работе стенда топливо из нижнего бачка (рис. 91. б) подается подкачивающим насосом 8 стенда в верхний топливный бачок 7, а из него — в испытуемый топливоподкачивающий насос 1, который соединен с фильтрами 9 грубой и тонкой очистки. Из фильтров топливо нагнетается в насос 2 высокого давления.
Производительность топливоподкачивающего насоса проверяют при частоте вращения вала привода 1050 об'мин. Перед испытанием отсоединяют от насоса высокого давления подводящий топливопровод 12 и опускают его в отдельный мерный бачок. Запм при заданной частоте вращения закрывают краном 11 выход топлива из проверяемого насоса, создавая противодавление 0,15—0,17 МПа. Исправный насос должен перекачивать топлива 2,2 л/мин.
Максимальное давление, развиваемое насосом, проверяют при той же частоте вращения вала привода. Плавно перекрывая кран 11 выхода топлива из насоса, наблюдают за показаниями манометра 10. Исправный насос должен развивать давление не менее 0,4 МПа. В случае меньшего давления проверяют состояние и герметичность клапанов насоса, износ поршня, свободу перемещения толкателя и упругость пружины.
Стенд СДТА-2 представляет собой усовершенствованную модель стенда СДТА-1: количество гнезд для установки форсунок увеличено до восьми; дополнительно встроен насос высокого давления для про-
верки угла начала подачи топлива в форсунках по моменту открытия их нагнетательных клапанов; изменен датчик начала впрыскивания топлива; применен приводной электродвигатель повышенной мощности; усилены клиновидные ремни привода вариатора; изменена схема соединения топливопроводов с соответствующими штуцерами стенда; увеличена емкость топливного бака.
Рис. 91. Общий вид (а) и схема топливоподачи (6) стенда СДТА-1:Рис. 91. Общий вид (а) и схема топливоподачи (6) стенда СДТА-1:1 — топливоподкачивающий насос, 2 — насос высокого давления. 3 — эталонные форсунки, 4 — мерные стеклянные цилиндры, 5 — уровнемер, 6 — термометр, 7 — топливный бачок, 8 —- подкачивающий насос, 9— фильтры грубой и тонкой очистки топлива, 10 -— манометр, 11 « кран, 12 — топливопровод1 — топливоподкачивающий насос, 2 — насос высокого давления. 3 — эталонные форсунки, 4 — мерные стеклянные цилиндры, 5 — уровнемер, 6 — термометр, 7 — топливный бачок, 8 —- подкачивающий насос, 9— фильтры грубой и тонкой очистки топлива, 10 -— манометр, 11 « кран, 12 — топливопроводСтенд СДТА-3 является модернизированной моделью стенда СДТА-2: в его консгрук- ции предусмотрена установка 12 форсунок, что позволяет проверять и регулировать насосы высокого давления с количеством нагнетательных секций от 6 до 12; в качестве приводного электродвигателя используется электродвигатель мощностью 6,5 кВт с тиристорным регулированием.
Рис. 91. Общий вид (а) и схема топливоподачи (6) стенда СДТА-1:
Рис. 91. Общий вид (а) и схема топливоподачи (6) стенда СДТА-1:
1 — топливоподкачивающий насос, 2 — насос высокого давления. 3 — эталонные форсунки, 4 — мерные стеклянные цилиндры, 5 — уровнемер, 6 — термометр, 7 — топливный бачок, 8 —- подкачивающий насос, 9— фильтры грубой и тонкой очистки топлива, 10 -— манометр, 11 « кран, 12 — топливопровод
1 — топливоподкачивающий насос, 2 — насос высокого давления. 3 — эталонные форсунки, 4 — мерные стеклянные цилиндры, 5 — уровнемер, 6 — термометр, 7 — топливный бачок, 8 —- подкачивающий насос, 9— фильтры грубой и тонкой очистки топлива, 10 -— манометр, 11 « кран, 12 — топливопровод
Проверка и регулирование насоса высокого давления
В процессе эксплуатации насоса высокого давления изнашиваются его основные детали — гильзы и плунжеры нагнетательных секций, нагнетательные клапаны, кулачковый вал, толкатели и др. Износ нагнетательных клапанов, например, влияет на характер впрыскивания топлива, ухудшает отсечку топлива форсункой, вызывает подтекание его через распылитель и закоксовывание сопловых отверстий. Качество подачи топлива зависит также от упругости пружин толкателей, герметичности штуцеров, подводящих топливопроводов и других причин.
Чтобы достоверно определить неисправности и нарушения регулировок насоса высокого давления, его демонтируют с двигателя и проверяют на стендеСДТА-1. С насоса снимают автоматическую муфту опережения впрыскивания и устанавливают его на стенд, соединяя вал привода стенда с кулачковым валом насоса через соединительную муфту. Топливопроводы низкого и высокого давления присоединяют к насосу по схеме, приведенной на рис. 91, б.
В процессе испытаний насоса на стенде проверяют и регулируют начало, величину и равномерность подачи топлива отдельными секциями. При этом используется имеющееся на стенде автоматическое устройство для привода шторки, которая вводится между эталонными форсунками и мерительными цилиндрами в момент выключения подачи, преграждая поступление топлива в цилиндры. Избыток топлива, впрыскиваемого форсунками при остановке насоса, стекает в сборный лоток, а из него — в нижний бак стенда. Количество впрыскиваний топлива при испытаниях измеряется счетчиком.
Регулирование начала подачи топлива осуществляют с помощью моментоскопа (рис. 92), который представляет собой короткий отрезок топливопровода 3, соединенный резиновой трубкой 2 со стеклянной трубкой 1. Моментоскоп присоединяют к штуцеру каждой нагнетательной секции насоса поочередно с учетом порядка работы цилиндров двигателя. Отсчет секций ведут со стороны привода насоса.
Для определения начала подачи топлива каждой секцией насоса на его корпусе со стороны привода устанавливают диск, отградуированный в градусах угла поворота от 0 до 360°. На соединительной муфте вала привода насоса для отсчета угла поворота вала закрепляют стрелку.
Порядок проверки начала подачи следующий. Отсоединяют топливопровод высокого давления от штуцера первой нагнетательной секции и закрепляют на ней моментоскоп. Вращением кулачкового вала насоса заполняют стеклянную трубку 1 моментоскопа топливом до половины объема и находят положение кулачкового вала, которое будет служить началом отсчета углов поворота. Это положение совпадает с началом подачи топлива первой секцией, которое должно происходить при вращении кулачкового вала и набегании кулачка на толкатель за 38—39° до оси симметрии кулачка. Чтобы установить ось симметрии кулачка первой секции, фиксируют на градуированном диске момент начала перемещения уровня топлива в моментоскопе, для чего медленно поворачивают вал по часовой стрелке и отмечают на диске
угол поворота, совпадающий с началом перемещения уровня топлива вверх. Затем вращают вал далее по часовой стрелке на угол 90°, по достижении которого вал останавливают и начинают медленно вращать против часовой стрелки, вновь наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо опять начнет перемещаться вверх, отмечают полученный угол поворота.Зафиксированные значения углов позволяют определить ось сим- середину между отмеченнымиугол поворота, совпадающий с началом перемещения уровня топлива вверх. Затем вращают вал далее по часовой стрелке на угол 90°, по достижении которого вал останавливают и начинают медленно вращать против часовой стрелки, вновь наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо опять начнет перемещаться вверх, отмечают полученный угол поворота.Зафиксированные значения углов позволяют определить ось сим- середину между отмеченнымиРис. 92. Схема подключения момеито- скопа:/, 2 — стеклянная и резиновая трубки, 3— топливопровод, 4 — гайкаРис. 92. Схема подключения момеито- скопа:/, 2 — стеклянная и резиновая трубки, 3— топливопровод, 4 — гайка
угол поворота, совпадающий с началом перемещения уровня топлива вверх. Затем вращают вал далее по часовой стрелке на угол 90°, по достижении которого вал останавливают и начинают медленно вращать против часовой стрелки, вновь наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо опять начнет перемещаться вверх, отмечают полученный угол поворота.
Зафиксированные значения углов позволяют определить ось сим- середину между отмеченными
угол поворота, совпадающий с началом перемещения уровня топлива вверх. Затем вращают вал далее по часовой стрелке на угол 90°, по достижении которого вал останавливают и начинают медленно вращать против часовой стрелки, вновь наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо опять начнет перемещаться вверх, отмечают полученный угол поворота.
Зафиксированные значения углов позволяют определить ось сим- середину между отмеченными
Рис. 92. Схема подключения момеито- скопа:
/, 2 — стеклянная и резиновая трубки, 3— топливопровод, 4 — гайка
Рис. 92. Схема подключения момеито- скопа:
/, 2 — стеклянная и резиновая трубки, 3— топливопровод, 4 — гайка
метрии кулачка (она проходит через точками углов на градуированном диске и осью кулачкового вала). После этого, отложив по диску угол 38—39° от оси симметрии против часовой стрелки, можно найти момент начала подачи топлива первой секцией насоса. Это положение кулачкового вала условно принимают за начало отсчета, а начало подачи топлива остальными секциями определяют в градусах поворота кулачкового вала по отношению к первой секции.
Величины углов поворота кулачкового вала, соответствующие началу подачи топлива каждой секцией насоса двигателей ЯМЗ-236 и -238, приведены в табл. 16.
Для регулирования начала подачи топлива используют регулировочные болты, ввернутые в толкатели плунжеров нагнетательных секций насоса. При ввертывании болта плунжер будет опускаться ниже
и позже перекрывать впускное отверстие гильзы, т. е. впрыскивание топлива будет начинаться позже; угол между осью толкателя и осью симметрии кулачка в момент начала подачи уменьшится. При отвертывании регулировочного болта впрыскивание топлива будет начинаться раньше, а угол соответственно увеличится. После регулирования болты толкателей контрят гайками и вновь проверяют угол начала подачи топлива. При необходимости регулирование повторяют.
Величину и равномерность подачи топлива нагнетательными секциями насоса проверяют на стенде СДТА-1, замеряя количество топлива, подаваемого каждой секцией через эталонные или предварительно отрегулированные форсунки. Одновременно с этим на стенде можно проверить и отрегулировать регулятор частоты вращения коленчатого вала.
Указанные работы выполняют в такой последовательности:
при частоте вращения кулачкового вала насоса 1050 об/мин проверяют давление топлива на входе в насос (оно должно составлять 0,13—0,15 МПа);
16. Углы поворота кулачкового вала насоса двигателей ЯМЗ, соответствующие началу подачи топлива секциями
ЯМЗ-236
ЯМЗ-238
Номер секции
Порядок работы
У юл поворота, град
Номер секции
Порядок работы
Угол поворота, град
1
1
0
1
1
0
4
4
45
3
5
45
2
2
120
6
4
90
5
5
165
2
2
135
3
3
240
4
6
180
6
6
285
5
3
225
7
7
270
8
8
315
Примечание. Допустимые отклонения угла начала подачи топлива любой секцией насоса составляют ±20'.
проверяют минимальную частоту вращения кулачкового вала при положении, когда рычаг 9 (рис. 93) упирается в болт 8 (указанное положение соответствует полному выдвижению рейки и выключению подачи топлива регулятором; в этом случае частота вращения кулачкового вала должна быть 225—275 об/мин); для уменьшения частоты
Рис. 93. Регулировочные приспособления в регуляторе частоты вращения коленчатого вала двигателя:
/ — винт ограничения частоты вращения на период обкатки, 2 — винт регулирования пусковой подачи, 3 — контргайка корректора, 4 — винт регулирования подачи топлива, 5 — винт двуплечего рычага, 6 —■ винт буферной пружины, 7, 8 — болты ограничения максимальной и минимальной частоты вращения, 9 — рычаг управления
вращения болт 8 и винт 6 вывертывают, а для увеличения — ввертывают;
проверяют начало автоматического уменьшения подачи топлива регулятором по перемещению рейки—оно должно начинаться при часто-
те вращения кулачкового вала насоса (1060+10) об/мин и заканчиваться при ее увеличении до 1120—1150 об/мин. Начало выдвижения рейки регулируют болтом 7 при упоре на него рычага 9 управления подачей. Если выдвижение рейки не заканчивается при требуемой частоте, то, изменив положение винта 5 двуплечего рычага, устанавливают болтом 7 начало перемещения рейки на требуемую частоту 1060 об/мин. Затем вновь проверяют частоту вращения в конце выдвижения рейки и при необходимости проводят повторное регулирование. При этом следует иметь в виду, что ввертывая винт 5, уменьшают частоту вращения в конце перемещения рейки, а вывертывая — увеличивают;
проверяют величину подачи топлива каждой секцией насоса, для чего устанавливают частоту вращения кулачкового вала (1030+ ±10) об/мин и рычаг 9 переводят до упора в болт 7. Как только будет установлен требуемый режим, включают автоматическое устройство, выводящее шторку из-под форсунок и обеспечивающее поступление топлива в мерные цилиндры за необходимое количество впрыскиваний. Через заданное время автомат выключает подачу, и в мерных цилиндрах собирается впрыснутое топливо.
Количество подаваемого нагнетательной секцией топлива зависит от положения винтовой кромки 8 (см. рис. 69) плунжера 12 относительно сливного отверстия гильзы 11.
Чтобы все секции подавали одинаковое количество топлива, необходимо обеспечить одинаковый активный ход плунжеров, т. е. открытие сливных отверстий во всех секциях должно происходить за одинаковый интервал времени. Это достигается поворотом связанного с поворотной втулкой плунжера по отношению к зубчатому венцу при ослаблении стяжного винта. Поворот втулки влево вызывает уменьшение подачи топлива, вправо — увеличение.
Отрегулированные секции насоса должны подавать за один ход плунжера 105—107 мм3 топлива или 116—118 см3/мпн. Допускаемая неравномерность подачи топлива секциями насоса в заданном скоростном режиме должна составлять не выше 3%; она подсчитывается по формуле
Р^2Дтзх^ДгпЫ ЮО,S^ma х Г Smin
где gmax — максимальная подача, см3/мин; gmin — минимальная подача, см3/мин;
проверяют ход рейки от крайнего выдвинутого положения при частоте вращения кулачкового вала насоса (1030+10)об/мин и переводе рычага 9 (см. рис. 93) до упора в болт 7; нормальный ход должен быть равен (13+0,2) мм; регулируют его винтом 4;
проверяют и при необходимости регулируют винтом 2 величину пусковой подачи, которая при частоте вращения кулачкового вала (80+10) об/мин должна составлять 17—20 см3/мин; при ввертывании винта подача уменьшается, при вывертывании — увеличивается.
Выключение подачи топлива проверяют поворотом скобы останова в нижнее положение. Если подача не выключается, проверяют ход рейки, осматривают кулису и устраняют неисправности в ее приводе — этим заканчивается регулирование насоса на стенде.
После проверки и регулирования насос снимают со стенда, крепят на носок кулачкового вала автоматическую муфту опережения впрыскивания топлива и устанавливают насос на двигатель следующим образом: в развале цилиндров двигателя совмещают метки на ведущем фланце вала привода, ведомой полумуфте и муфте опережения впрыскивания, жестко соединяют в этом положении полумуфты привода и закрепляют насос на двигателе. Далее собирают магистрали высокого и низкого давления, устанавливают угол опережения впрыскивания топлива, пускают двигатель и после прогрева регулируют его работу на холостом ходу.
§ 48. Проверка и регулирование форсунок
Рис. 94. Максиметр:Рис. 94. Максиметр:/ — игла распылителя, 2 — корпус, 5 — штуцер для присоединения трубопровода к форсунке, 4 — микрометрическая головка, 5, 7— установочный и стопорный винты, 6— контргайка установочного винта, 8, 10 — упоры пружины, 9 — пружина, 11— гайка крепления к штуцеру нагнетательной секции, /2 — распылитель/ — игла распылителя, 2 — корпус, 5 — штуцер для присоединения трубопровода к форсунке, 4 — микрометрическая головка, 5, 7— установочный и стопорный винты, 6— контргайка установочного винта, 8, 10 — упоры пружины, 9 — пружина, 11— гайка крепления к штуцеру нагнетательной секции, /2 — распылительВ процессе эксплуатации дизеля качество работы форсунок постепенно ухудшается вследствие снижения давления начала подъема иглы распылителя из-за ослабления рабочей пружины, закоксования или засорения отверстий распылителя, а также заедания его иглы. Проверку и регулирование форсунок проводят непосредственно на двигателе автомобиля или на специальном оборудовании в цехе.
Рис. 94. Максиметр:
Рис. 94. Максиметр:
/ — игла распылителя, 2 — корпус, 5 — штуцер для присоединения трубопровода к форсунке, 4 — микрометрическая головка, 5, 7— установочный и стопорный винты, 6— контргайка установочного винта, 8, 10 — упоры пружины, 9 — пружина, 11— гайка крепления к штуцеру нагнетательной секции, /2 — распылитель
/ — игла распылителя, 2 — корпус, 5 — штуцер для присоединения трубопровода к форсунке, 4 — микрометрическая головка, 5, 7— установочный и стопорный винты, 6— контргайка установочного винта, 8, 10 — упоры пружины, 9 — пружина, 11— гайка крепления к штуцеру нагнетательной секции, /2 — распылитель
Предварительную проверку форсунок на двигателе проводят последовательным их отключением на работающем двигателе или по характерному звуку впрыскивания топлива на неработающем двигателе (см. §42). Качество работы форсунок без снятия их с двигателя проверяют также максиметром.
Максиметр (рис. 94) представляет собой прибор, по устройству аналогичный форсунке. Он имеет микрометрическую головку 4 со шкалой, с помощью которой устанавливают давление начала подъема иглы распылителя прибора на заданное значение (до 50МПа). Поворот микрометрической головки на один оборот изменяет давление начала подъема иглы на 5 МПа.
Для испытания форсунку снимают с двигателя и присоединяют к штуцеру нагнетательной секции насоса через максиметр, микромет
рической головкой которого устанавливают требуемое давление начала подъема иглы распылителя (для форсунок двигателей ЯМЗ-236 и -238 оно составляет 16,5 МПа). Затем ослабляют затяжку гаек, крепящих остальные топливопроводы к форсункам, и стартером вращают колен-
чатый вал двигателя. Если впрыскивания топлива через максиметр и испытуемую форсунку начинаются одновременно, то можно считать, что регулирование форсунки соответствует техническим требованиям. Если же через форсунку топливо впрыскивается, а через максиметр нет, то давление начала подъема иглы распылителя форсунки ниже, чем требуется, и наоборот. Чтобы отрегулировать форсунку на требуемое значение давления, изменяют степень затяжки пружины 8 (см. рис. 72) регулировочным винтом 9.
Проверку и регулирование давления начала подъема иглы распылителя форсунки выполняют также с помощью эталонной форсунки (предварительно отрегулированной на приборе) по принципу использования максиметра. Для этого на трубопровод, подходящий к испытуемой форсунке, крепят тройник, к одному отводу которого присоединяют испытуемую форсунку, а к другому — эталонную. Дальнейшие действия с испытуемой форсункой выполняют в той же последовательности, что и при использовании максиметра.
Проверка и регулирование форсунок на специальном оборудовании. Такая проверка позволяет выявить, не нарушена ли герметичность форсунок, каковы давление начала подъема иглы распылителя, качество распыливания топлива, угол конуса струи. Для этих целей применяют стенд мод. 625 (рис. 95). Основными испытательными устройствами стенда являются два прибора, один из которых предназначен для проверки технического состояния форсунок, а другой — для проверки плунжерной пары насоса высокого давления на гидравлическую плотность.
Прибор для проверки форсунок представляет собой плунжерный насос с ручным приводом, который под большим давлением подает топливо к форсунке. Прибор снабжен манометром, регистрирующим давление топлива, подводимого к форсунке. При испытании форсунки на герметичность, а также при определении давления начала впрыскивания топлива манометр позволяет фиксировать момент и числовое значение падения давления. Качество распыливания топлива форсункой оценивают визуально по характеру выхода струй топлива из отверстий распылителя форсунки, а также по четкости начала и окончания впрыскивания топлива.
Гидравлическую плотность плунжерной пары определяют с помощью подачи на плунжер нагнетательной секции определенной механической нагрузки, под действием которой плунжер опускается в гильзу. Скорость его перемещения, регистрируемая секундомером, позволяет оценить степень изношенности плунжерной пары, а следовательно, и ее гидравлическую плотность.
При отсутствии стенда мод. 625 техническое состояние форсунок можно проверить прибором КП-1609А (рис. 96), который по конструкции аналогичен прибору для проверки форсунок, установленному на стенде мод. 625. Перед испытанием форсунок прибор проверяют на герметичность. Для этого вместо форсунки в устройство для ее крепления ввертывают заглушку, открывают запорный кран 7 и создают насосом давление около 30 МПа. Затем, включив секундомер, наблюдают за падением давления, которое не должно превышать 0,5 МПа/мин. При-
Рис. 95. Стенд мод. 625:
/ — топливный бак, 2 — стол, 3 — игольчатым воздушный клапан, 4 — штуцер для подклю-чения сжатого воздуха, 5 — воздушный манометр, 6 — ванна, 7 — стакан для установки про-веряемой форсунки, 8 — прибор для проверки форсунок, 9 — рычаг насоса прибора, 10 — про-веряемая форсунка, // —- манометр давления топлива в форсунках, 12 — бачок с топливом, 13 —прибор для проверка плунжерных пар, 14 — нагрузочный рычаг прибора 13, 15 — кран подачитоплива к прибору 13, 16 — кран управления, 17 — предохранительный клапан
бором КП-1609А проверяют те же параметры форсунок, что и при их испытании на стенде мод. 625.
Г ерметичность форсхнки проверяют, медленно ввертывая регулировочный винт 9 (см. рис. 72) и поднимая давление рычагом 9 (см. рис. 96) привода насоса до 30 .МПа. После того как достигнуто указанное давление, проверяют герметичность по запорному конусу и направляющей игле в распылителе, а также подтекание топлива из соп-
Рис. 96. Прибор КП-1609А:
/ — прозрачный сборник топлива, 2 — форсунка, 3 — маховичок крепления форсунки, 4 — бачок, 5 — манометр, 6 — корпус распределителя, 7 — запорный крап, 8 — плунжерный насос, 9 — рычаг привода насоса
левых отверстий и в сопряжении распылителя с корпусом форсунки. Быстрое падение давления до 25—23 МПа указывает на нарушение герметичности форсунки. Допустимое время падения давления до 23 МПа- 17—45 с при кинематической вязкости дизельного топлива 3,5—6 мм2/с и температуре 20 °C.
Давление начала подъема иглы распылите- л я определяют при резком повышении давления топлива в приборе до 12,5 МПа, а далее — со скоростью до 0.5 МПа в секунду. Давление фиксируется в момент начала впрыскивания топлива. В случае несоответствия давления начала впрыскивания техническим условиям регулируют степень затяжки пружины форсунки: регулировочный винт 9 (см. рис. 72) ввертывают, если давление меньше нормы, и вывертывают при большем его значении.
Качество р а спыл и в а и и я топлива проверяют на отрегулированной форсунке. Для этого закрывают кран 7 (рис. 96) прибора и рычагом 9 несколько раз подкачивают топливо. Когда оно поступит в форсунку, нажимают на рычаг с интенсивностью 50— 60 ход/мин и наблюдают за характером впрыскиваний. Качество распы-
Рис. 97. Стенд МД-12:Рис. 97. Стенд МД-12:/ — кнопочная станция, 2 — измерительные мензурки (два ряда), 3 — гнезда крепления форсунок, 4 — измерительные приборы, 5— вал привода насоса, 6 — рукоятка регулирования частоты вращения вала насоса, 7 —» рукоятка включения стенда/ — кнопочная станция, 2 — измерительные мензурки (два ряда), 3 — гнезда крепления форсунок, 4 — измерительные приборы, 5— вал привода насоса, 6 — рукоятка регулирования частоты вращения вала насоса, 7 —» рукоятка включения стенда
Рис. 97. Стенд МД-12:
Рис. 97. Стенд МД-12:
/ — кнопочная станция, 2 — измерительные мензурки (два ряда), 3 — гнезда крепления форсунок, 4 — измерительные приборы, 5— вал привода насоса, 6 — рукоятка регулирования частоты вращения вала насоса, 7 —» рукоятка включения стенда
/ — кнопочная станция, 2 — измерительные мензурки (два ряда), 3 — гнезда крепления форсунок, 4 — измерительные приборы, 5— вал привода насоса, 6 — рукоятка регулирования частоты вращения вала насоса, 7 —» рукоятка включения стенда
лпвания топлива при его впрыскиваниях будет удовлетворительным, если при этом из каждого отверстия распылителя образуются факелы туманообразного топлива и оно равномерно распределяется по поперечному сечению конуса распылителя. Началом конец впрыскивания должны быть четкими, с характерным звуком отсечки. Не допускается подтеканий топлива из распылителя после окончания впрыскивания.
Угол конуса струи р а с п ы л и в а е м о г о т о п л и- в а определяют по диаметру отпечатка струи на фильтровальной бумаге и расстоянию от нее до сопл форсунки.
Если в результате проверки и регулирования форсунки с помощью прибора КП-1609А не удается получить требуемые показатели герметичности, давления начала подачи или качества распыливаемого топлива, то форсунку ремонтируют.
§ 49. Особенности технического обслуживаниясистемы питания двигателей автомобилей КамАЗ
Техническое обслуживание системы питания двигателей автомобилей КамАЗ включает в себя обслуживание фильтров грубой и тонкой очистки топлива, проверку и регулирование насоса высокого давления форсунок, проверку угла опережения впрыскивания топлива, обслуживание воздушного фильтра. Перечисленные работы выполняют при ТО-1, ТО-2 или СО, а также при устранении неисправностей приборов системы питания. Техническое обслуживание должно проводиться с высокой тщательностью; не допускается попадание пыли и грязи в трубопроводы и приборы системы.
Для выполнения проверочных и регулировочных работ с насосом высокого давления и форсунками двигателей автомобилей КамАЗ можно использовать уже рассмотренное оборудование: стенды мод. 625.СДТА-2 и СДТА-3, приборы КП-1609А, максиметр и моменто- скоп, а также стенды NC-108,-104 (ЧССР) и МД-12 (ВНР).
При техническом обслуживании насоса высокого давления двига
телей автомобилей КамАЗ легко заменить любую нагнетательную секцию в сборе, так как они выполнены отдельно от корпуса насоса. Резиновые уплотнительные кольца в корпусе насоса герметизируют каждую нагнетательную секцию. Насос двигателей КамАЗ с контрольным комплектом форсунок проверяют и регулируют на стенде МД-12 (рис. 97) на начало, величину и равномерность подачи топлива. Для
17. Углы поворота кулачкового вала насоса двигателей КамАЗ, соответствующие началу подачи топлива секциями
КамАЗ-740
КамАЗ-1 i I
Номер секции
Порядок работы
Угол попо- po'ia, град
Номер секции
iТорядок
У юл поворота, I Г- Д
1
8
0
1
10
*)
8
1
45
9
2
4
5
9')
4
7
. *)
5
4
135
8
3
95
7
2
180
3
8
1-14
3
6
225
7
4
171
6
3
270
2
9
1**6
2
7
315
10
1
213
5
6
2S<
6
5
315
присоединения вала насоса к приводу стенда необходимо сделать специальный переходный фланец.
При проверке и регулировании начала подачи то и л и- в а используют моментоскоп. Если принять угол начала подачи топлива первой секцией за 0°, то остальные секции регулируют в порядке, приведенном в табл. 17. Перед регулированием начала подачи топлива проверяют герметичность нагнетательных клапанов, для чего топливо к корпусу насоса подают от топливоподкачивающего насоса в течение 2 мин под давлением 0,15—0,2 МПа при полностью выдвинутых репках. Если топливо из отвернутых соединительных ниппелей не подтекает, можно проверять начало подачи. Для этого присоединяют моментоскоп к штуцеру первой секции и проворачивают вал насоса по часовой стрелке вручную до появления топлива в трубе моментоскопа. Это положение вала насоса будет характеризовать начало подачи топлива секцией (метки на корпусе насоса и ведомой полумуфте должны совпасть). Если в момент начала движения топлива вмоментоскопеметки не совпали, то нужно определить действительное начало подачи топлива (оно должно происходить за 42—43е до осн симметрии кулачка). Чтобы определить ось симметрии кулачка, проворачивают вал стенда по часовой стрелке и следят за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо начинает изменять свой уровень, фиксируют угол поворота кулачкового вала на градуировочной шкале стенда. Затем поворачивают вал еще на 90° против часовой стрелки и вновь отмечают на шкале момент начала подъема топлива в моментоскопе. Средняя линия между зафиксированными точками будет представлять ось симметрии кулачка.
Начало подачи топлива регулируют изменением расстояния от толкателя до кулачка установкой под плунжер толкателя шайб различной толщины. Увеличение толщины пяты толкателя с помощью шайбы на 0,05 мм соответствует изменению угла поворота кулачкового вала на 0с21'.
Проверку и регулирование величины и равномерности подачи топлива секциями насоса начинают с проверки и регулирования полною выключения подачи, которое должно происходить при частоте вращения вала насоса 300—350 об/мин и упоре рычага управления регулятором в болт ограничения минимальной частоты вращения.
Затем проверяют настройку регулятора при упоре рычага в болт ограничения максимальной частоты вращения и определяют момент начала перемещения реек в сторону уменьшения подачи топлива. Начало действия регулятора должно совпадать с номинальным скоростным режимом с точностью +1,5%. Полное выключение подачи должно происходить при частоте вращения (1500+15) об/мин. Чтобы снизить частоту вращения, при которой заканчивается перемещение реек, надо несколько ввернуть регулировочный винт пружины регулятора.
Величины цикловых подач при упоре рычага в болт ограничения максимальной частоты вращения (1300+10) об/мин должны составлять 75,7—77 и 64,5—66 мм3/цикл для насосов двигателей соответственно КамАЗ-740 и -741; неравномерность не должна превышать 5%. При необходимости величину подачи топлива каждой секцией насоса регулируют поворотом корпуса секции влево или вправо относительно корпуса насоса (при повороте влево она увеличивается, при повороте вправо — уменьшается).
После этого проверяют и регулируют корпусом корректора величины средней цикловой подачи при частоте вращения кулачкового вала насоса двигателя КамАЗ-740 (900+10) об/мин и КамАЗ-741 — (600+10) об/мин; они должны быть соответственно для первого режима 77—80 и 67,5—70,5 мм3/иикл, для второго — 72,5—77,5 и 60,5— 66 мм3/цикл. Величины пусковой подачи должны быть 195—210 и 180—200 мм3/цикл соответственно для двигателей КамАЗ-740 и -741.
После выполнения всех регулировок насоса высокого давления регулировочные болты нужно опломбировать.
Проверка и регулирование автоматической муфты опережения впрыскивания топлива производится на стенде с помощью стробоскопического устройства. При частоте вращения вала насоса 600 об/мин угол опережения впрыскивания должен составлять (1+0,5)°, при 1300 об/мин — (4,5+0,5)°. Угол опережения впрыскивания топлива можно также определить при установке насоса на двигатель по положению меток на корпусах топливного насоса и муфты. При этом ослабляют два болта ведомой полумуфты привода и корпус муфты поворачивают относительно направления ее вращения. Для проверки совмещения меток используют фиксатор маховика на картере сцепления (в момент совмещения меток фиксатор входит в углубление на маховике).
Регулирование форсунок двигателя КамАЗ-740 проводится на давление начала подъема иглы распылителя 18 МПа. Давление проверяют прибором КП-1609 или другим аналогичной конструкции и регулируют постановкой шайб под пружину при снятии гайки распылителя (изменение толщины шайбы на 0,05 мм вызывает изменение давле-
ння на 0,3—0,35 МПа). Герметичность распылителя и форсунки проверяют под давлением 16 МПа в течение 15 с; подтеканий топлива не допускается.
Техническое обслуживание фильтров грубой и тонкой очистки топлива заключается в промывке первого фильтра и замене фильтрующих элементов во втором. Эти работы проводят по инструкции, соблюдая чистоту и тщательно выполняя сборку после обслуживания с целью исключения подсосов воздуха через фильтры при работе двигателя.
Техническое обслуживание воздухоочистителя (воздушного фильтра) проводят своевременно, чтобы не допускать попадания в двигатель неочищенного воздуха и капель воды. Поскольку на автомобилях КамАЗ воздухоочиститель имеет относительно сложную конструкцию с большим количеством уплотнений, обращают внимание на обеспечение герметичности соединений патрубков и корпуса фильтра.
Первую ступень воздушного фильтра обслуживают периодически в соответствии с инструкцией к автомобилю. Если автомобили работают в условиях повышенной запыленности, тоэтн сроки устанавливают в соответствии с состоянием первой ступени фильтра. Для технического обслуживания первой ступени отсоединяют от корпуса фильтра магистраль отсоса, снимают крышку, отвертывают гайку крепления и вынимают бумажный фильтрующий элемент. Корпус с инерционной решеткой промывают в бензине и сушат, продувая сжатым воздухом. Бумажный фильтрующий элемент подвергают очистке в зависимости от показаний индикатора засоренности или при увеличении разрежения в выходном патрубке фильтра более 7000 Па. Если на гофрированном картоне элемента имеется только пыль, его продувают сжатым воздухом под давлением не более 0,2 МПа, чтобы не разорвать картон; если же на картоне видны частицы масла, топлива или сажи, элемент промывают в водном растворе моющих веществ ОП-7, ОП-10 или стирального порошка при 40—50 °C (концентрация моющих веществ — 20—25 г на 1 л воды). Элемент погружают на 30 мин в раствор без движения, затем интенсивно вращают в течение 10—15 мин, после чего прополаскивают в чистой воде, тщательно продувают и просушивают.
Количество технических обслуживаний элемента допускается не более пяти — семи вследствие старения картона. После каждого обслуживания или при установке в фильтр нового бумажного элемента проверяют его состояние осмотром снаружи, подсвечивая внутреннюю полость электрической лампой. При обнаружении дефектов сборки элемента или нарушений целостности картона установка элемента в фильтр не допускается.
Воздушный фильтр собирают после проверки состояния магистрали отсоса пыли, резиновых углов и гофрированных шлангов и их стяжных хомутов. Качество уплотнений, достигаемых с помощью прокладок, оценивают по форме отпечатка на прокладке.
Точность показаний индикатора засоренности контролируют не реже 1 раза в 2 года по разрежению при срабатывании индикатора; отклонение этой величины более чем на ±500 Па от допустимого значения, равного 7000 Па, требует замены или ремонта индикатора.
Нормирование расходаи пути экономии дизельного топлива
Дизельное топливо относится к самым распространенным после бензина топливам, которые применяют для автомобильных двигателей. Широкому применению дизельного топлива на автомобилях способствует ряд факторов, обусловленных способом получения топлива и зависящих от конструкции дизеля. Основным из этих факторов является большая по сравнению с карбюраторными двигателями экономичность. Например, удельный расход дизельного топлива в двигателе ЯМЗ-236 составляет 0,2 г/(Вт-ч), а удельный расход бензина в двигателе ЗИЛ-130 — 0,3 г/ (Вт-ч), что характеризует превышение экономичности дизеля на 27%.
Для практического определения расхода топлива дизельными автомобилями пользуются, как и для автомобилей с карбюраторными двигателями, временными линейными нормами расхода жидкого топлива, которые установлены для основных дорожных условий эксплуатации на 100 км пробега автомобиля.
Временные линейные нормы расхода дизельного топлива,л/100 км пробега
Грузовые автомобили:
бортовые
МАЗ-500,-500А23
МАЗ-51626
КрАЗ-219,-219Б47
КрАЗ-257 40
бортовые повышенной проходимости
КрАЗ-214, -214Б55
седельные тягачи и автопоезда
КамАЗ-5320 (одиночный тягач)25
КамАЗ-53202 (одиночный тягач)24,5
КамАЗ-5410 с полуприцепом ОдАЗ-9370 . . 31
МАЗ-504, -504А (одиночные тягачи) . ... 23
МАЗ-504, -504А с полуприцепом МАЗ-5245 . 28
МАЗ-504Б (одиночный тягач)31
МАЗ-504В с полуприцепом МАЗ-5205 . ... 38
КрАЗ-221 (одиночный тягач)46,5
КрАЗ-221 с полуприцепом МАЗ-5245 . . . .51,5
КрАЗ-221Б (одиночный тягач)45,5
КрАЗ-221 Б с полуприцепом МАЗ-5245 . . .50,5
КрАЗ-258 (одиночный тягач)40
КрАЗ-258 с полуприцепом ЧМЗАП-5523 . . 49 самосвалы
КамАЗ-551032
МАЗ-503, -503А, -503Б, -503В28
КрАЗ-222, -222Б50
КрАЗ-256, -256Б48
Автобусы:
«Икарус-55 Люкс» 28
«Икарус-180»45
«Икарус-250» 23
«Икарус-556»10
«Икарус-620»31
При расчете расхода топлива по временным линейным нормам учитывают характер работы автомобиля. Для грузовых автомобилей и автопоездов, выполняющих транспортную работу в тонно-километрах, расход топлива рассчитывают, как и для автомобилей с карбюраторными двигателями, по формуле (1), только дополнительная норма расхода топлива q2 для автомобилей с дизелями установлена независимо от марки и модели— 1,3 л на 100 т*км. Для автомобилей-самосвалов с дизелями расход топлива по норме также можно подсчитать по формуле (1), но при этом дополнительная норма q2 увеличивается на 0,25 л на каждую поездку с грузом. Для автобусов с дизелями расход топлива по норме рассчитывается по первой составляющей формулы (1) на пробег, исходя из временной линейной нормы qv с учетом марки и модели автобуса. В зависимости от условий эксплуатации автомобилей с дизелями действующие нормы расхода топлива допускают их увеличение или уменьшение для тех же случаев, которые справедливы для автомобилей с карбюраторными двигателями и были приведены в § 34.
При эксплуатации автомобилей с дизелями необходимо учитывать некоторые особенности, присущие этой топливной системе: высокую стоимость топливной аппаратуры и сложность ее обслуживания; затрудненный по сравнению с карбюраторными двигателями пуск при низких температурах; высокие требования к чистоте топлива. Большое значение для нормальной эксплуатации дизелей имеет тщательная подготовка приборов системы питания к работе. Проверка их на стендах, правильные регулирование и установка на двигателе обеспечивают длительный срок службы и экономию расхода топлива. Особенно внимательно следует относиться к регулировкам приборов системы питания с увеличением пробега автомобиля, т. е. с увеличением износа топливной аппаратуры и двигателя.
Износ и приработка деталей двигателя происходит особенно интенсивно в первые часы работы нового дизеля, при этом уменьшается давление начала впрыскивания топлива форсункой в пределах 0,02— 0,04 МПа на каждый час работы двигателя; изменяется в сторону запаздывания угол опережения впрыскивания топлива; снижается давление конца сжатия и уменьшается коэффициент избытка воздуха по мере износа цилиндропоршневой группы; изменяется величина цикловой подачи топлива.
Давление начала впрыскивания топлива форсункой снижается вследствие приработки запорного конуса иглы и седла распылителя, а также накапливания остаточной деформации пружины форсунки.
Угол опережения впрыскивания топлива в начальный период эксплуатации нового двигателя почти полностью
соответствует действительному моменту впрыскивания. Но в процессе эксплуатации из-за износа деталей плунжерных пар и увеличения зазоров впрыскивание топлива начинает запаздывать на 8—10е поворота коленчатого вала. Таким образом, действительный угол опережения впрыскивания по сравнению с первоначально установленным становится намного меньше. Это вызывает нарушение процесса сгорания— топливо сгорает не полностью, увеличиваются его расход и дымность отработавших газов.
Большое влияние на величину действительного угла опережения впрыскивания оказывает длина трубопроводов высокого давления — при коротких трубопроводах угол изменяется на 2—3°, а при длинных — на 14—19е; это вызывает неравномерность в работе цилиндров двигателя и снижение мощности, поэтому при замене новый трубопровод должен иметь такую же длину, как заменяемый.
Давление конца сжатия уменьшается вследствие износа цилиндропоршневой группы до 2,8—3,1 МПа вместо требуемых 3,5—4,5 МПа. Условия для дальнейшей работы двигателя в этом случае будут крайне неблагоприятны, так как уменьшается температура внутри цилиндра и ухудшается смесеобразование; такт сгорание — расширение происходит с запаздыванием, дымность отработавших газов увеличивается, расход топлива возрастает.
Коэффициент избытка воздуха зависит от количеств воздуха и топлива, поступающих в цилиндры двигателя при данной частоте вращения коленчатого вала. По мере износа цилиндропоршневой группы утечки воздуха в конце такта сжатия возрастают, следовательно, без изменения подачи топлива смесь обогащается, дымность отработавших газов существенно увеличивается, мощность падает, а расход топлива растет. У изношенного двигателя коэффициент избытка воздуха может уменьшиться до 1 вместо требуемого 1,3—1,4.
Цикловая подача топлива по мере износа деталей плунжерной пары насоса высокого давления уменьшается; с износом винтовой кромки сокращается продолжительность подачи; увеличение зазора между плунжером и гильзой уменьшает количество впрыскиваемого топлива; износ разгрузочного пояска и гнезда нагнетательного клапана приводит к увеличению подачи топлива, продолжительности впрыскивания и неравномерности распределения топлива по цилиндрам. В целом перечисленные износы нарушают процесс сгорания топлива. Таким образом, вследствие износа топливной аппаратуры и деталей цилиндропоршневой группы очевидна необходимость проверки и регулирования в первую очередь топливной аппаратуры. Это диктуется требованием уменьшения расхода топлива и снижения дымления двигателя.
Основной причиной увеличения расхода топлива является несоответствие его подачи параметрам рабочего цикла двигателя, а также нарушение установочного угла опережения впрыскивания. Для повышения экономичности двигателя в процессе его эксплуатации корректируют цикловую подачу, приводя ее в соответствие с количеством воздуха, поступающего в цилиндры. Первое уменьшение цикловой подачи на 10% рекомендуется проводить при снижении давления кон-
ца сжатия до 3,5—3,6 МПа, второе — при давлении 3,1—3,2 МПа. При этом корректируют угол опережения впрыскивания в сторону увеличения на 1° на каждые 0,1 МПа снижения давления.
ГЛАВА VII. УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Применение горючих газовдля двигателей внутреннего сгорания
Горючие газы все шире применяют в качестве топлива для карбюраторных двигателей и дизелей.
Рис. 98. Регулировочные характеристики двигателя при работе на газе («=2000 об/мин):/, 2 — при полной и частичной нагрузках двигателяРис. 98. Регулировочные характеристики двигателя при работе на газе («=2000 об/мин):/, 2 — при полной и частичной нагрузках двигателяРабота карбюраторного двигателя на газообразном топливе не имеет принципиальных отличий от работы двигателя на бензине, однако вид применяемого топлива оказы-
Рис. 98. Регулировочные характеристики двигателя при работе на газе («=2000 об/мин):
/, 2 — при полной и частичной нагрузках двигателя
Рис. 98. Регулировочные характеристики двигателя при работе на газе («=2000 об/мин):
/, 2 — при полной и частичной нагрузках двигателя
вает влияние на ряд технико-экономических и санитарно-гигиенических показателей двигателя.
Использование газов в качестве автомобильного топлива имеет ряд преимуществ. При работе двигателя на газе происходит более совершенное смесеобразование. Это объясняется тем, что газ и воздух поступают в смесительное устройство в одинаковом агрегатном (газообразном) состоянии. Полученная однородная горючая смесь, сгорая в цилиндрах двигателя, позволяет более полно использовать теплоту топлива и получать минимальное количество токсичных продуктов
неполного сгорания. Газообразные топлива, имеющие более широкие пределы воспламеняемости, дают возможность получать бедные смеси с коэффициентом избытка воздуха а = 1,5...1,7. При работе двигателя на полной нагрузке (рис. 98, кривые /) определяющим фактором является максимальная мощность, для получения которой требуются богатые смеси с а=0,9 ... 1. При частичных нагрузках (кривые 2) для улучшения топливной экономичности двигателя и снижения токсичности отработавших газов требуются бедные смеси с а= 1,2... 1,3.
Применение газа исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров и смывание масляной пленки, в результате чего увеличивается срок службы двигателя и возрастает пробег автомобиля до смены масла в двигателе.
К недостаткам применения газового топлива относятся снижение скорости горения и меньшая удельная теплота сгорания горючей смеси. В результате этого мощность двигателя уменьшается в зависимости от вида применяемого газа на 7—12%.
Перевод карбюраторного двигателя на газообразное топливо. Перевод карбюраторных двигателей на питание сжиженным или сжатым газом осуществляют двумя способами. Первый способ заключается в создании газовой модификации стандартного карбюраторного двигателя путем оснащения его газобаллонной установкой. В этом случае сохраняется возможность работы двигателя и на бензине, и на газе, причем на бензине двигатель развивает полную мощность, а на газовом топливе его мощность уменьшается.
Второй способ заключается в создании из карбюраторного двигателя специального газового, развивающего полную мощность только на газообразном топливе. Такой двигатель имеет улучшенные мощностные и экономические показатели благодаря повышению степени сжатия и установке газового смесителя.
При использовании в качестве топлива газа систему питания двигателя независимо от его типа дооборудуют газобаллонной установкой.
Перевод дизеля на газообразное топливо осуществляют также двумя способами. Первый способ заключается в переоборудовании дизеля в газовый двигатель с искровым зажиганием. Для этого снижают степень сжатия в цилиндрах двигателя до 8—9, устанавливают систему зажигания и газобаллонное оборудование. Двигатель в этом случае работает так же, как и карбюраторный, но работа его на дизельном топливе исключается. К преимуществам этого способа относятся повышение мощности двигателя и уменьшение выброса токсичных веществ с отработавшими газами, к недостаткам — серьезные конструктивные переделки двигателя.
Второй способ (газодизельный) предполагает одновременное использование дизельного и газообразного топлива при работе двигателя. Для подачи газообразного топлива в этом случае двигатель дооборудуют газобаллонной установкой.
Газ через смеситель подается во впускной трубопровод и в смеси с воздухом засасывается в цилиндры двигателя. В конце такта сжатия в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое выполняет роль искры зажигания; его количество составляет до 20% от расходуемого при обычном дизельном процессе. При этом способе, не требующем коренного изменения конструкции двигателя, последний обладает высокими мощностью и экономичностью; одновременно резко снижается содержание сажи в отработавших газах. Для автомобильных двигателей наибольшее распространение получил газодизельный способ. Оба способа перевода на газообразное топливо применяют для дизелей стационарного типа.
Общее устройство газобаллонной установки
В зависимости от вида газообразного топлива газобаллонные установки для двигателей внутреннего сгорания подразделяют на три типа: для сжатого природного газа, жидкого метана и сжиженного пропан-бутанового газа. Газобаллонная установка вне зависимости от вида применяемого газа состоит из баллонов для хранения и транспортировки газа, испаряющего или подогревающего устройства, газового
редуктора, дозирующего устройства, смесителя, трубопровода и контрольных приборов.
Приборы и аппараты, применяемые для различных видов газа, не имеют существенных различий в принципе действия. Исключение составляют баллоны для хранения и транспортировки газа. Сжатый природный газ хранится при высоком давлении (до 20 МПа) и требует толстостенных' сосудов; жидкий метан содержится при температуре кипения (—161 °C) в изотермических сосудах, а сжиженный пропанбутановый газ имеет максимальное рабочее давление 1,6 МПа и для его хранения и транспортировки на автомобилях используют баллоны с толщиной стенок 3—6 мм и вместимостью до 300 л. Наибольшее распространение получили газобаллонные установки, работающие на сжиженном пропан-бутановом и сжатом природном газах.
Сжиженный п р о п а н - б у т а н о в ы й газ из всех газообразных топлив наиболее близок к бензину по концентрации энергии в единице объема, способу хранения и другим эксплуатационным качествам. Его наиболее широко применяют в качестве топлива для автомобильных двигателей. На газобаллонных автомобилях ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07 установлены газовые двигатели, газобаллонные установки которых рассчитаны на избыточное давление 1,6 МПа и обеспечивают хранение сжиженного газа, его испарение, очистку, ступенчатое редуцирование и подачу в двигатель в строго заданных количествах в смеси с воздухом. Кроме того, на автомобилях имеется резервная система питания двигателей бензином.
Сжиженный газ в газобаллонных автомобилях (рис. 99) содержится в баллоне 20 в жидком и парообразном состоянии. Газовый баллон кроме контрольно-предохранительной и наполнительной арматуры снабжен двумя расходными вентилями, позволяющими осуществлять питание двигателя газом, находящимся в паровой или жидкой фазе. Система питания обеспечивает нормальную работу двигателя при условии подачи к редуцирующему устройству газа, находящегося в парообразном состоянии. Испарение сжиженного газа в системе питания происходит за счет тепловыделения из системы охлаждения двигателя.
При пуске и прогреве двигателя незначительный перепад температур между теплоносителем (жидкостью системы охлаждения) и газом не обеспечивает испарения последнего. В этом случае питание двигателя осуществляется паровой фазой газа через вентиль 21. После прогрева двигателя его питание осуществляется жидкой фазой газа через вентиль 22. Это позволяет исключить кипение жидкости и падение давления в газовом баллоне, а также сохранить стабильность показателей газа, так как в жидкой фазе все компоненты хорошо перемешаны и химический состав топлива практически не меняется по мере опорожнения баллона.
Из баллона газ подводится к управляемому из кабины водителя магистральному вентилю 18, служащему для быстрого прекращения подачи газа к двигателю, а из него попадает в испаритель 8, в котором по шлангам 7 и 9 циркулирует горячая жидкость системы охлаждения двигателя. Пройдя змеевик испарителя, сжиженный газ пз жидкого состояния полностью переходит в парообразное и подвергается очист-
Рис. 99. Схема системы питания грузового автомобиля, работающего на сжиженном газе:
/ _^ проставка, 2 — фильтр-отстойник, 3 — топливный насос, 4 — карбюратор, 5 — смеситель, 6 — трубка, соединяющая редуктор с всасываю-щим трубопроводом, 7,9 — шланги для подвода н отвода жидкости системы охлаждения в испаритель, 6 — испаритель, 10 — трубка для отводагаза в систему холостого хода, 11 — шланг основной подачи газа. 12 — дозирующе-экономайзерное устро#ктво, 13 — редуктор, 14, 15 — газовый исетчатый фильтры, 16 — манометр, 17 — указатель уровня сжиженного газа в баллоне, 18 — магистральный вентиль, 19 — топливный бак, 20 —•газовый баллон. 21, 22 — расходные вентили паровой и жидкой фазы газа
Рис. 100. Схема системы питания легкового автомобиля, работающего на сжиженном газе:Рис. 100. Схема системы питания легкового автомобиля, работающего на сжиженном газе:/ — шланг отвода воды из испарителя, 2 — двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, 3 — регулировочный винт подачи газа, 4 — шланг подвода воды в испаритель, 5 — газовый баллон, 6 — смесительное устройство, 7, 9 — расходные вентили паровой н жидкой фаз газа. 8—газовый фильтр с электромагнитным клапаном, 10 - заправочное устройство с контрольным и прсдохрани- тельвым к лапанами/ — шланг отвода воды из испарителя, 2 — двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, 3 — регулировочный винт подачи газа, 4 — шланг подвода воды в испаритель, 5 — газовый баллон, 6 — смесительное устройство, 7, 9 — расходные вентили паровой н жидкой фаз газа. 8—газовый фильтр с электромагнитным клапаном, 10 - заправочное устройство с контрольным и прсдохрани- тельвым к лапанами
Рис. 100. Схема системы питания легкового автомобиля, работающего на сжиженном газе:
Рис. 100. Схема системы питания легкового автомобиля, работающего на сжиженном газе:
/ — шланг отвода воды из испарителя, 2 — двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, 3 — регулировочный винт подачи газа, 4 — шланг подвода воды в испаритель, 5 — газовый баллон, 6 — смесительное устройство, 7, 9 — расходные вентили паровой н жидкой фаз газа. 8—газовый фильтр с электромагнитным клапаном, 10 - заправочное устройство с контрольным и прсдохрани- тельвым к лапанами
/ — шланг отвода воды из испарителя, 2 — двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, 3 — регулировочный винт подачи газа, 4 — шланг подвода воды в испаритель, 5 — газовый баллон, 6 — смесительное устройство, 7, 9 — расходные вентили паровой н жидкой фаз газа. 8—газовый фильтр с электромагнитным клапаном, 10 - заправочное устройство с контрольным и прсдохрани- тельвым к лапанами
ке с помощью фильтра 14 с войлочными кольцами и сетчатого фильтра 15."
Очищенный газ подается в редуктор 13. где происходит двухступенчатое снижение давления до близкого к атмосферному. Управление работой редуктора осуществляется разрежением, передаваемым в него по трубке 6 из всасывающего трубопровода. Из редуктора через доз ир ующе-эк он ома й зер и ое у стр ой ст- во 12 и шланг 11 основной подачи газ направляется в смеситель 5 газа. Кроме того, по трубке 10 газ. минуя дозирующе-экономайзерное устройство, из редуктора подается в систему холостого хода смесителя. В смесителе газ смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая засасывается в цилиндры двигателя.
Газобаллонная установка автомобиля снабжена двумя контрольными приборами: дистанционным электрическим манометром 16, показывающим давление газа в первой ступени редуктора, и указателем 17 уровня сжиженного газа в баллоне.
Резервная система питания двигателя бензином состоит из топлив
ного бака 19, фильтра-отстойника 2. топливного насоса 3 и однокамерного карбюратора 4, установленного на проставке 1, расположенной под газовым смесителем. Наличие на автомобиле резервной системы питания создает возможность работы двигателя на бензине при полном расходе газа или неисправности газовой аппаратуры. При переходе с газообразного топлива на бензин (или наоборот) не следует допускать, чтобы двигатель работал на смеси двух топлив, так как это приводит к обратным вспышкам, опасным в пожарном отношении. Перевод системы питания с одного вида топлива на другой обязательно осуществляют при остановленном двигателе. При этом перекрывают подачу и вырабатывают из системы один вид топлива, затем рычаг управления дроссельной заслонкой присоединяют к карбюратору (или, наоборот, к смесителю), открывают подачу другого вида топлива и пускают двигатель обычным способом.
Сжиженный нефтяной газ в качестве топлива применяют не только для грузовых, но также для легковых автомобилей и автобусов. Конструкции систем питания газобаллонных автобусов и грузовых газобаллонных автомобилей не имеют принципиальных различий. Легковой газобаллонный автомобиль (ГАЗ-24-07) имеет газовое оборудование, в котором конструктивно объединены в одном узле газовый редуктор с испарителем, фильтр газа с магистральным электромагнитным вен-
тилем, расходные вентили жидкой и паровой фаз газа, наполнительный вентиль с вентилями максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном.
Сжиженный газ из баллона 5 (рис. 100), установленного в багажном отсеке автомобиля, через расходные вентили 7 и 9 по трубопроводу поступает в газовый фильтр 8, а из него — в двухступенчатый газовый редуктор-испаритель 2, где за счет теплоты системы охлаждения двигателя происходит испарение сжиженного газа и снижение его давления до близкого к атмосферному. Из редуктора-испарителя газ через регулировочный винт 3 направляется в смесительное устройство 6, расположенное в воздушном фильтре двигателя, а затем в карбюратор.
Рис. 101. Схема системы питания грузового автомобиля, работающего на сжатом газе: 1 — газовый баллон, 2 — бензиновый бак, 3 —■ подогреватель газа, 4, 8 — редукторы высокого и низкого давления, 5, 9 — бензиновый и газовый фильтры с электромагнитными клапанами, 6 —•бензиновый насос, 7 —* карбюратор-смеситель, 10, 11 — манометры редуктора и баллонов
Бензиновая система питания автомобиля ГАЗ-24-07 не имеет отличий от системы питания базовой модели, что позволяет данному двигателю полноценно работать как на сжиженном нефтяном газе, так и на бензине.
Сжатый природный г а з в настоящее время в нашей стране получает все более широкое применение на автомобильном транспорте. С 1981 г. автозаводы (ЗИЛ и ГАЗ) приступили к серийному выпуску газобаллонных автомобилей ЗИЛ-138А, ГАЗ-53-27 и -52-27, являющихся газовой модифпкац ей автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и -52-04. Конструкции систем питания этих автомобилей выполнены по универсальной схеме и обеспечивают полноценную работу двигателя как на газе, так и на бензине.
В газобаллонной установке автомобиля ЗИЛ-138А (рис. 101) при-
родный газ хранится в сжатом до 20 МПа состоянии в баллонах 1. Запас природного газа в одном баллоне при давлении 20 МПа составляет около 10 м3, что эквивалентно примерно 10 л бензина. Для обеспечения запаса хода в 200 км на автомобиле ЗИЛ-138А установлены восемь баллонов, последовательно соединенных трубопроводами в две равноценные секции. Секции баллонов, в каждой из которых предусмотрен запорный вентиль, подключены к крестовине с заправочным и магистральным вентилями. (Указанные вентили позволяют осуществлять наполнение и расход газа из всех баллонов одновременно или по секциям.) От крестовины газ высокого давления через подогреватель 3, в котором теплоносителем являются отработавшие газы, поступает в одноступенчатый газовый редуктор 4 высокого давления, где давление газа снижается до 1—1,6 МПа. Затем газ подается к фильтру 9 с войлочным элементом и электромагнитным клапаном, а из него — в двухступенчатый газовый редуктор 8, где происходит снижение его давления практически до атмосферного. После редуктора газ поступает в газосмесительное устройство 7, которое конструктивно выполнено в одном узле с карбюратором.
Следует отметить, что двухступенчатый газовый редуктор, соединительные детали и трубопроводы унифицированы с аналогичными узлами, устанавливаемыми на автомобилях, работающих на сжиженном нефтяном газе. Кроме того, для возможности работы на бензине у этих автомобилей сохранена система питания двигателей базовых бензиновых автомобилей.
Баллоны для газового топлива
Баллоны, предназначенные для хранения и транспортировки газового топлива, являются наиболее ответственными и дорогостоящими узлами газового оборудования автомобиля. От их надежносги и герметичности зависит безопасность эксплуатации автомобиля, а объем и масса влияют на запас его хода на одной заправке, грузоподъемность, и вместимость. Увеличение запаса сжатого природного газа в единице объема достигается путем его сжатия до 20 /villa. Несмотря на это, объемно-массовые показатели систем хранения бензина и сжиженного газа позволяют создать на борту автомобиля запас этих топлив в 2 раза больший, чем сжатого природного газа (табл. 18).
Автомобильные баллоны для сжиженного газа рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа, что позволяет использовать их для различных смесей пропан-бутанового газа при температурах от —40 до +45 'С. Для заполнения и расходования сжиженного газа баллоны снабжены расходно-наполнительной и кэнтрольно-предо- хранительной арматурой.
Муфты расходных вентилей предохранительного клапана и вентиля максимального заполнения имеют внутри баллона трубки. Трубки расходно-парового вентиля и предохранительного клапана выведены вверх для соединения с паровой фазой газа. Расходно-жидкостный вентиль, позволяющий полностью вырабатывать жидкий газ, соединен трубкой с самой нижней точкой баллона.
18. Объемно-массовые характеристики систем хранения топлива автомобилей семейства ЗИЛ
Показатель
Бензин (ЗИ Л-130)
Сжиженный (ЗИ Л Л 38)
Сжатый газ (ЗИЛ-138А)
Баллон из углеродистой стали
Баллон из легированной стали
Масса топливного бака (баллонов), кг
21,5
102,5
720
500
Масса топлива, кг
122,5
116,5
57
Объем топливного бака (баллонов), дм*
170
250
400
Объем топлива, дм3
225
Запас топлива, МДж
5381
5342
2340
В связи с тем. что баллон является герметизированным сосудом, тепловое расширение сжиженного газа в нем должно компенсироваться дополнительным объемом парового пространства. Для этого при наполнении баллона количество сжиженного газа ограничивается 85— 90% (об.). Чтобы выдержать это условие, в конструкции баллона имеется вентиль максимального заполнения, трубка от которого внутри баллона выведена на уровень, соответствующий предельному наполнению.
Свернутую из листовой стали обечайку и штампованное днище сваривают. Все сварные швы подвергают контролю. Для определения механической прочности баллона проводят гидравлические испытания водой под давлением 2,4 МПа. После испытаний на автомобильный газовый баллон ставят клеймо и прикладывают к нему паспорт, содержащий сведения о материале баллона, способе сварки и результатах проверки и испытаний. В клейме указываются: марка завода- изготовителя; порядковый номер баллона; его масса; число, месяц и год последующих испытаний; рабочее (Р) и пробное (П) давления; вместимость баллона; знак ОТК завода-изготовителя.
Арматура баллона в зависимости от конструкции автомобиля может быть размещена на днище (рис. 102, о) или на цилиндрической части (рис. 102,6). Герметичность соединений арматуры с баллоном, обеспечиваемую конической резьбой и прокладками при фланцевом соединении, проверяют воздухом на рабочее давление 1,6 МПа.
Технические характеристики баллонов для газобаллонных автомобилей и автобусов приведены в табл. 19.
Автомобильные баллоны для сжатого газа (рис. 103) рассчитаны на рабочее давление 20 МПа. Их изготовляют из цельнотянутых труб методом закатки днищ и горловин. Для снятия
Рис. 102. Расположение арматуры на днище газового баллона (а) и на его цилиндрической части (б):1,6 — расходные вентили паровой и жидкой фаз газа, 2 — предохранительный клапан, 3 — вентиль максимального заполнения, 4 — наполнительное устройство, 5 — пробка спускного устройства, 7 — датчик уровня сжиженного газа, 8 — крестовикаРис. 102. Расположение арматуры на днище газового баллона (а) и на его цилиндрической части (б):1,6 — расходные вентили паровой и жидкой фаз газа, 2 — предохранительный клапан, 3 — вентиль максимального заполнения, 4 — наполнительное устройство, 5 — пробка спускного устройства, 7 — датчик уровня сжиженного газа, 8 — крестовика
Рис. 102. Расположение арматуры на днище газового баллона (а) и на его цилиндрической части (б):
1,6 — расходные вентили паровой и жидкой фаз газа, 2 — предохранительный клапан, 3 — вентиль максимального заполнения, 4 — наполнительное устройство, 5 — пробка спускного устройства, 7 — датчик уровня сжиженного газа, 8 — крестовика
Рис. 102. Расположение арматуры на днище газового баллона (а) и на его цилиндрической части (б):
1,6 — расходные вентили паровой и жидкой фаз газа, 2 — предохранительный клапан, 3 — вентиль максимального заполнения, 4 — наполнительное устройство, 5 — пробка спускного устройства, 7 — датчик уровня сжиженного газа, 8 — крестовика
герметичность соединении с apMaiyponгерметичность соединении с apMaiypon16601660Рис. 103. Автомобильный баллон для сжатого природного газаРис. 103. Автомобильный баллон для сжатого природного газа
герметичность соединении с apMaiypon
герметичность соединении с apMaiypon
1660
1660
Рис. 103. Автомобильный баллон для сжатого природного газа
Рис. 103. Автомобильный баллон для сжатого природного газа
внутренних напряжений баллон после изготовления подвергают термической обработке.
Готовые баллоны проходят испытания на прочность (гидравлическим давлением 30 МПа) и (пневматическим давлением 20 МПа). Годные баллоны окрашивают в красный цвет и в верхней части наносят клеймением следующие паспортные данные: товарный знак завода-изготовителя; номер баллона; массу порожнего баллона, кг (с точностью до 0,2 кг); дату изготовления и год следующего освидетельствования; рабочее давление, кгс/см2; пробное давление, кгс/см2; емкость, л (с точнос
тью до 0,3 л); клеймо ОТК завода-изготовителя.Место с нанесенными паспортными данными покрывается бесцветным лаком и обводится краской в виде рамки.
Горловина баллона имеет отверстие с конической резьбой (конусность 3325', число ниток — 14 на 1"), в которое вворачивается переходник для подсоединения трубопроводов, вентилей или манометров высокого давления. Необходимым условием правильной установки переходника в горловине баллона является остаток на нем 3—5 запасных ниток резьбы.
В настоящее время для автомобилей применяют стандартный промышленный баллон, изготовленный из углеродистой стали, и специальный — из легированной стали облегченного типа; их характеристики приведены ниже.
Характеристики автомобильных баллонов для сжатого газа
Из углеродистой стали
Из легированной стали
Рабочее давление, МПа . . ,
. .20
20
Масса, кг
93
62,5
Длина, мм
1755
1660
Наружный диаметр, мм . . .
219
219
Толщина стенки, мм .. .
8,9
6
Емкость, дм3 . .
50+6
50 I"5
Объем газа, №
10
10
§ 54. Арматура газобаллонных установок
Арматура газобаллонной установки автомобиля выполняет за-
порно-предохранительные функции и обеспечивает подачу газа от баллона к двигателю. К автомобильной газовой арматуре предъявляют повышенные требования
попоИз-за утечки газа в результате негерметичности вентилей и газовых коммуникаций кроме потери исходного топлива возникают пожаро- и взрывоопасные ситуации. Степень герметизации арматуры обеспечивается уровнем конструктивного исполнения. Герметичность автомобильных вентилей должна соответствовать нормам I класса (ГОСТ 9544—75). При испытании воздухом на рабочее давление утечка из вентилей, применяемых в установках для сжиженного газа, не должна превышать 0,2 см3/мин, а для сжатого — 2 см3/мин. В конструкции трубопроводов подвижность соединяемых узлов обеспечивается компенсационными витками и гибкими шлан-
по
по
герметичности узлов и соединений.герметичности узлов и соединений.8833ММв-7в-7Рис. 104. Наполнительное устройство:Рис. 104. Наполнительное устройство:1 — корпус, 2 — седло, 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шток вентиля, 6 — пружина обрати ого клапана, 7 — обратный клапан, 8 — пробка, 9 — дренажное отверстие, 10 — отжимный шток1 — корпус, 2 — седло, 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шток вентиля, 6 — пружина обрати ого клапана, 7 — обратный клапан, 8 — пробка, 9 — дренажное отверстие, 10 — отжимный штокгами, а герметичность сты-
герметичности узлов и соединений.
герметичности узлов и соединений.
8
8
3
3
М
М
в
-7
в
-7
Рис. 104. Наполнительное устройство:
Рис. 104. Наполнительное устройство:
1 — корпус, 2 — седло, 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шток вентиля, 6 — пружина обрати ого клапана, 7 — обратный клапан, 8 — пробка, 9 — дренажное отверстие, 10 — отжимный шток
1 — корпус, 2 — седло, 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шток вентиля, 6 — пружина обрати ого клапана, 7 — обратный клапан, 8 — пробка, 9 — дренажное отверстие, 10 — отжимный шток
ков — беспрокладочным ниппельным соединением. Классифицируют арматуру по значению рабочего давления и виду газа.
Арматура баллона для сжиженного газа. В комплект арматуры, устанавливаемой на автомобильном баллоне для сжиженного газа, входят два расходных вентиля, наполнительное устройство, вентиль максимального заполнения баллона, датчик указателя уровня газа и предохранительный клапан. Кроме того, в комплект газобаллонной установки входят магистральный вентиль и скоростные клапаны.
Наполнительное устройство (рис. 104) состоит
из наполнительного вентиля и обратного клапана. Выходное отверстие для газа перекрывается клапаном 3 при вращении штока 5 вентиля по часовой стрелке. Внешняя герметичность вентиля обеспечивается разделительной диафрагмой 4.
Рис. 105. Расходный вентиль:Рис. 105. Расходный вентиль:/ — корпус, 2 — седло. 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шайба. 6 — крышка, 7 — шток, 8 — маховик/ — корпус, 2 — седло. 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шайба. 6 — крышка, 7 — шток, 8 — маховикРис. 106. Вентиль максимального заполнения баллона:I — сальник, 2 — шток вентили, 3 — клапан. 4 — седлоРис. 106. Вентиль максимального заполнения баллона:I — сальник, 2 — шток вентили, 3 — клапан. 4 — седлоРис. 107. Предохранительный клапан:Рис. 107. Предохранительный клапан:1 — пломба, 2 — регулировочные шайбы, 3 — шток, 4 — пружина, 5 — клапан, 6 — корпус1 — пломба, 2 — регулировочные шайбы, 3 — шток, 4 — пружина, 5 — клапан, 6 — корпус
Рис. 105. Расходный вентиль:
Рис. 105. Расходный вентиль:
/ — корпус, 2 — седло. 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шайба. 6 — крышка, 7 — шток, 8 — маховик
/ — корпус, 2 — седло. 3 — клапан, 4 — диафрагма, 5 — шайба. 6 — крышка, 7 — шток, 8 — маховик
Рис. 106. Вентиль максимального заполнения баллона:
I — сальник, 2 — шток вентили, 3 — клапан. 4 — седло
Рис. 106. Вентиль максимального заполнения баллона:
I — сальник, 2 — шток вентили, 3 — клапан. 4 — седло
Рис. 107. Предохранительный клапан:
Рис. 107. Предохранительный клапан:
1 — пломба, 2 — регулировочные шайбы, 3 — шток, 4 — пружина, 5 — клапан, 6 — корпус
1 — пломба, 2 — регулировочные шайбы, 3 — шток, 4 — пружина, 5 — клапан, 6 — корпус
В аварийных случаях (отрыв заправочного шланга, неисправность вентиля и т. п.) выход газа из баллона прекращается с помощью обратного клапана 7, который выполнен совместно с вентилем в кор-
пусе 1. Герметичное закрытие клапана достигается под действием давления газа в баллоне и усилия пружины 6.
Заправочное отверстие в корпусе вентиля закрывается пробкой 8, которая служит для предотвращения попадания в баллон влаги и грязи и выпуска газа из внутренней полости вентиля после заправки баллона. При ввертывании пробки обратный клапан отжимается штоком 10 и газ через дренажное отверстие 9 выпускается в атмосферу.
Расходный вентиль (рис. 105) служит для отбора газа из баллона. Конструктивно он не отличается от наполнительного и по основным деталям (клапан, седло, диафрагма, шток и др.) унифицирован с ним.
Вентиль максимального заполнения баллона (рис. 106) служит для определения момента окончания заправки. Отверстие для выхода газа перекрывается клапаном 3 при вращении штока 2 по часовой стрелке. Герметичность штока вентиля обеспечивается сальником 1.
Рис. 108. Датчик уровня сжиженного газа: / — реостат, 2 — поплавокРис. 108. Датчик уровня сжиженного газа: / — реостат, 2 — поплавокПредохранительный клапан (рис. 107) предназначен для предотвращения повышения давления газа в баллоне выше допустимого. Открытие клапана происходит при давлении 1,68 МПа. Под давлением газа, находящегося в баллоне, клапан 5 отходит от седла, преодолевая усилие пружины 4, и через дренажные отверстия обеспечивает выход паровой фазы газа в атмосферу. Усилие пружины регулируют регулировочными шайбами 2. На отрегулированный предохранительный клапан устанавливают пломбу 1. Конструкция клапана позволяет принудительно проверять его работоспособность вытягиванием штока 3.
Рис. 108. Датчик уровня сжиженного газа: / — реостат, 2 — поплавок
Рис. 108. Датчик уровня сжиженного газа: / — реостат, 2 — поплавок
Указатель уровня газа (дистанционного типа) сос
тоит из датчика и собственно указателя. Датчик (рис. 108), устанавливаемый на баллоне, представляет собой устройство, которое работает на принципе изменения тока в цепи указателя вследствие изменения сопротивления реостата 1 при перемещении поплавка 2. Электрическая часть датчика унифицирована с электрической частью датчика уровня бензина, что позволяет использовать бензиновый указатель, установленный в кабине автомобиля.
Магистральный вентиль (рис. 109) предназначен для прекращения подачи газа из баллона к двигателю. Маховик 5 управления вентилем расположен в кабине водителя. При вращении маховика шток 4 перемещается вдоль оси и закрывает или открывает клапан 2. Герметичность штока обеспечивается двумя резиновыми кольцевыми уплотнениями 3.
Скоростные клапаны (рис. 110), устанавливаемые на выходных штуцерах паровых и жидкостных вентилей газового балло-
на, служат для перекрытия газовой магистрали в аварийных случаях (обрыв шланга, негерметичность газового редуктора и т. п.). При расходе газа, соответствующем нормальной работе двигателя, клапан 3 под действием пружины 4 находится в открытом положении и прижат
Рис. 109. Магистральный вентиль:Рис. 109. Магистральный вентиль:/ — седло, 2 — клапан, 3 — кольцевые уплотнения, 4 — шток, 5 — маховик/ — седло, 2 — клапан, 3 — кольцевые уплотнения, 4 — шток, 5 — маховик12 3 412 3 4Рис. 110. Скоростной клапан: 1 — корпус, 2 — стопорное кольцо, 3 — клапан, 4 — пружинаРис. 110. Скоростной клапан: 1 — корпус, 2 — стопорное кольцо, 3 — клапан, 4 — пружина
Рис. 109. Магистральный вентиль:
Рис. 109. Магистральный вентиль:
/ — седло, 2 — клапан, 3 — кольцевые уплотнения, 4 — шток, 5 — маховик
/ — седло, 2 — клапан, 3 — кольцевые уплотнения, 4 — шток, 5 — маховик
12 3 4
12 3 4
Рис. 110. Скоростной клапан: 1 — корпус, 2 — стопорное кольцо, 3 — клапан, 4 — пружина
Рис. 110. Скоростной клапан: 1 — корпус, 2 — стопорное кольцо, 3 — клапан, 4 — пружина
к стопорному кольцу 2. При увеличении расхода газа скоростной поток преодолевает усилие пружины и клапан закрывает газовую магистраль.
Арматура баллона для сжатого газа. К арматуре, устанавливаемой на баллонах для сжатого газа, относятся переходники, которые ввертываются в горлов toy баллона, два баллонных (расходных) вентиля, служащих для подключения секций баллонов к общей магистрали, наполнительный и магистральный вентили и соединительные трубопроводы.
Переходники (рис. 111) позволяют соединять газовые баллоны в секции, присоединять манометр и одновременно устанавливать вентиль, тем самым сокращая число резьбовых соединений. Переходники баллонов выполнены из стали и имеют внутреннюю и наружную коническую резьбу такую же, как в горловине баллона и на вентилях. Устанавливают переходник и вентили, применяя свинцовый глет, разведенный на натуральной олифе, или свинцовый сурик, разведенный на олифе оксоль.
Расходные и наполнительный вентили (рис. 112) газобаллонной установки имеют одинаковое конструктивное исполнение. Они состоят из корпуса 10, клапана 8, шпинделя 4, мембраны 5, пружины 7, зажимной 2 и упорной 6 гаек и маховика 3. Для присоединения трубопроводов с ниппельным уплотнением на вентили устанавливают переходный штуцер /. На штуцер наполнительного вентиля устанавливают заглушку, предохраняющую от попадания грязи и влаги и обеспечивающую дополнительную герметичность запорного устройства во время эксплуатации автомобиля. Вентили обеспечивают герметичность клапана и резьбового соединения переходника.
К29ГАЗК29ГАЗ32,532,5ГОСТ 9909-10ГОСТ 9909-10К 29 ГАЗ \ ГО СТ9909"10 6)К 29 ГАЗ \ ГО СТ9909"10 6)Рис. 111- Переходники:Рис. 111- Переходники:К29ГАЗ \ГОП 9909-11К29ГАЗ \ГОП 9909-11а — угольник баллона, б — вентильный тройник баллона, в — крестовина наполнительноговентиля
К29ГАЗ
К29ГАЗ
32,5
32,5
ГОСТ 9909-10
ГОСТ 9909-10
К 29 ГАЗ \ ГО СТ9909"10 6)
К 29 ГАЗ \ ГО СТ9909"10 6)
Рис. 111- Переходники:
Рис. 111- Переходники:
К29ГАЗ \ГОП 9909-11
К29ГАЗ \ГОП 9909-11
Рис. 112. Вентиль для сжатого газа:
/ — переходный штуцер, 2, 6 — зажимная и упорная гайки, 3 — маховик, 4 — шпиндель, 5 — мембрана, 7 -— пружина. 8 — клапан. 9 —= вставка клапана, 10 — корпус
Соединительные трубопроводы в соответствии с рабочим давлением могут быть разделены на три группы.
К первой группе относят трубопроводы, работающие под давлением до 20 МПа. Их изготовляют из стальных бесшовных трубок с наружным диаметром 10 мм и толщиной стенок 2 мм; подвижность соединений узлов обеспечивается в этом случае компенсационным кольцом трубки.
Рис. 113. Шланги высокого давления: а — с обшивной муфтой, б — с резьбовым ниппелем; 1 — муфта, 2 — ниппельРис. 113. Шланги высокого давления: а — с обшивной муфтой, б — с резьбовым ниппелем; 1 — муфта, 2 — ниппель
Рис. 113. Шланги высокого давления: а — с обшивной муфтой, б — с резьбовым ниппелем; 1 — муфта, 2 — ниппель
Рис. 113. Шланги высокого давления: а — с обшивной муфтой, б — с резьбовым ниппелем; 1 — муфта, 2 — ниппель
Ко второй группе относят трубопроводы, работающие под давлением до 1,6 МПа. Материалом для их изготовления служат стальные трубки диаметром 10 мм и толщиной стенок 1 мм. В тех местах, где трубопроводы подвергаются постоянной вибрации, вместо стальных трубок применяют гибкие шланги высокого давления со специальной заделкой наконечников (рис. ИЗ).
Рис. 114. Ниппельное соединение:
а — до затяжки, б — после затяжки;
/ — штуцер, 2 — гайка, з — нип-пель, 4 — трубка
Герметичность соединений в трубопроводах высокого давления первой и второй групп обеспечивается ниппельным соединением (рис. 114). При затягивании гайки 2 ниппель 3 деформируется и, врезаясь в тело трубки 4 и упираясь в коническую поверхность штуцера 1, герметизирует соединение. *
К третьей группе относят трубопроводы, работающие под низким давлением (до 0,01 МПа). Их выполняют из дюритовых шлангов и тонкостенных стальных трубок. Места соединений уплотняют проволоч-
ными или ленточными хомутами. Трубопроводы, изготовленные из стали, для предохранения от коррозии окрашивают краской; стальные детали соединений защищают металлическим покрытием.
§ 55. Испаритель, подогреватель и фильтры газа
Для двигателя с внешним смесеобразованием давление сжиженного газа на входе в газосмесительное устройство должно быть снижено до атмосферного. Поскольку снижение давления газа может происходить только при парообразном состоянии последнего, перед редуктором устанавливают испаритель газа. Для испарения может быть использована теплота жидкости системы охлаждения двигателя или отработавших газов, а также электрический подогрев.
Испарительная способность устройства в первую очередь зависит от температуры и состава газа, коэффициента удельной теплопроводности и величины поверхности испарения. Количество теплоты, которую необходимо подвести в испарительное устройство, включает теплоту, идущую на превращение газа из жидкости в насыщенный пар, и теплоту, идущую на перегрев паров газа и необходимую для компенсации тепловых потерь в процессе снижения давления (редуцирования) газа (табл. 20).
20. Теплота, необходимая для парообразования (г) и перегрева паров (ДД этаиа и пропаиа
Температура сжиженного таза в баллоне, СС
С2н4
с,нк
г, кДж/кг
Д«/ при /—30°С, кДж/к г
г, кДж/кг
AJ при /=30°С, к Дж/к г
—40
407,19
145,58
423,52
107,52
—30
386,38
138,76
412,13
95,80
—20
362,72
133.69
400,70
85,12
— 10
335,63
129,67
388,34
74,65
0
304,44
128,29
375,03
64,19
+ 10
265,62
131,09
360,88
54,60
+20
213,58
140,39
345,59
45,76
+30
121,34
168,11
328,55
39,06
+40
—.
—
308,83
35,09
+ 50
—
264,91
28,39
Из таблицы следует, что при повышении температуры газа в баллоне требуется меньше теплоты для его полного испарения в аппаратуре и перегрева паров до заданной температуры. Однако при снижении первоначальной температуры газа и при постоянной температуре теплоносителя (охлаждающая жидкость двигателя) увеличивается перепад температур в испарительном устройстве и возрастает общий подвод теплоты к газу, что улучшает теплопередачу и испарение газа.
На автомобилях ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 установлен испаритель (рис. 115) разборной конструкции, состоящий из двух литых алюминиевых частей, в месте разъема которых проходят газовые каналы.
Разборная конструкция позволяет очищать газовые каналы от отложений. Источником теплоты в этом испарителе служит жидкость из системы охлаждения двигателя.
Испаритель обеспечивает перевод газа из жидкого состояния в парообразное при температуре охлаждающей жидкости 80°С и выше в любое время года и на всех режимах работы двигателя.
Рис. 115. Испаритель газа:
/ ^ кронштейн, 2 — спускной кран для воды, 3 — штуцер входа (выхода) газа, 4 — канал водяной полости, 5 — корпус, 6 — заглушка водяной полости
В газобаллонной установке автомобиля, работающего на сжатом газе, происходит снижение давления газа от 20 МПа до атмосферного, что сопровождается его охлаждением. Это, в свою очередь, вызывает образование пробок из содержащихся в газе влаги и углекислоты. Для предотвращения этого явления перед редуцированием применяют подогрев газа, осуществляемый за счет теплоты отработавших газов или жидкости из системы охлаждения двигателя.
Подогреватель, применяемый на автомобилях ЗИЛ-138А (рис. 116), состоит из корпуса 2 и трубки-змеевика 5 для подогрева газа с входным 3 и выходным 4 патрубками. Подогрев газа осуществляется отработавшими газами двигателя. Входной патрубок 1 подогревателя соединен с приемной трубой глушителя. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выходной патрубок 6.
От механических примесей газ может очищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливание смолистых веществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе. Для этих целей в газобаллонной установке автомобиля применяют ф и л ь т р ы (с войлочными кольцами и сетчатый), которые устанавливают в магистрали после испарителя. Фильтр газа с войлочными кольцами (рис. 117) имеет раз-
Рис. 116. Подогреватель газа:
1,6 — входной и выходной патрубки отработавших газов, 2 — корпус, 3, 4 - входной и выходной патрубки газа, 5 — змеевик
777
Рис. 117. Фильтр газа с войлочными кольцами:
1 — фильтрующий элемент, 2—отстойник, 3, б—^ штуцера входа н выхода газа, 4 ™ корпус
Рис. 118. Сетчатый фильтр газа:
1 — фильтрующий патрон, 2 — корпус, 3— ’ каркас патрона, 4 — сетка
борную конструкцию. Фильтрующий элемент 1 состоит из сетки и пакета войлочных колец. Сетчатый фильтр газа (рис. 118) устанавливают в газовом редукторе.
На автомобиле ГАЗ-24-07 фильтр газа (рис. 119) объединен в одном корпусе с электромагнитным вентилем и устанавливается на трубопроводе жидкой фазы газа. Фильтрующим элементом служат чередующиеся сетчатые и войлочные шайбы.
Рис. 119. Фильтр газа с электромагнитным вентилем автомобиля ГАЗ-24-07:
/ — отстойник, 2 — фильтрующий элемент, 3 — корпус, 4, 6 — штуцера входа и выхода газа, 5 — электромагнитный вентиль
В газовой системе питания автомобиля, работающего на сжатом газе, устанавливают два фильтра: один, предназначенный для улавливания механических частиц размером более 50 мкм,— на входе в редуктор высокого давления (см. рис. 124); другой (рис. 120) — на линии низкого давления (1—1,2 МПа) перед двухступенчатым редуктором. Последний фильтр состоит из латунного корпуса 5, алюминиевого колпака 2, войлочного фильтрующего элемента 4 и стяжного болта 1. Конструктивно фильтр объединен в одном корпусе с электромагнитным клапаном 8.
Периодичность очистки и промывки фильтров зависит от качества и расхода газа. Необходимость очистки фильтров определяют по значению давления в первой ступени редуктора. Падение давления при переходе от холостого хода к нагрузочным режимам работы двигателя указывает на засоренность фильтров.
Рис. 120. Фильтр с электромаг-нитным клапаном:
1 — болт, 2 — колпак, 5 — прокладки фильтрующего элемента, 4 — -фильтрующий элемент, 5 — корпус, 6 — уплотнительное кольцо, 7 — штуцер, 8 — электромагнитный кла
пан
Газовый редуктор
Для снижения давления газа в газовой установке до близкого к атмосферному применяют редуктор мембранно-рычажного типа. Газовые редукторы могут иметь одну, две и три ступени снижения давления. Увеличение количества ступеней улучшает стабильность регулируемого давления, но одновременно усложняет конструкцию. Для газобаллонных автомобилей наиболее широко применяют двухступенчатые газовые редукторы. Они снабжены дополнительными устройствами, которые обеспечивают автоматическое перекрытие поступления газа к двигателю при его остановке, надежную герметичность при неработающем двигателе, возможность регулирования второй ступени редуктора на избыточное давление и дозирования подачи газа в соответствии с нагрузочным режимом работы двигателя.
Редуктор может работать только при условии поступления в него газа, находящегося в парообразном состоянии. Принципы действия первой и второй ступеней редуктора одинаковы. Каждая ступень имеет клапан, мембрану и рычаг, который шарнирно связывает клапан с мембраной, а пружину — с регулировочной гайкой.
Рис. 121. Газовый редуктор с дозирующе-экономайзерным устройством:
а — при закрытой газовой магистрали, б — при открытой газовой магистрали, в — при работе двигателя; 1, 2, 10 — мембраны разгрузочного устройства второй и первой ступеней, 3, 8 ~ пружины разгрузочного устройства и первой ступени, 4, 6 — клапаны второй и первой ступеней, 5, 13 — штуцера входа и выхода газа, 7 — регулировочная гайка пружины первой ступени, 9— рычаг клапана первой ступени, 11 — штуцер выхода газа к впускному газопроводу, 12 — дозирующе-экономайзерное устройство, 14 — штуцер системы холостого хода; Л — полость первой ступени, Б — полость разгрузочного устройства, В — полость^второй ступени; I — давление 100—1600 кПа, II — давление 150—200 кПа, III — давление 100—200 Па или разрежение от
0 до 200 Па, IV — разрежение, передаваемое от впускного трубопровода двигателя
При неработающем двигателе и закрытой газовой магистрали давление в полости А первой ступени газового двухступенчатого редуктора (рис. 121, а) равно атмосферному и клапан 6 первой ступени под действием пружины 8 находится в открытом состоянии. При поступлении газа в полость А первой ступени редуктора (рис. 121, б) сила давления газа воздействует на мембрану 10, которая, преодолевая усилие пружины 8, прогибается и по достижении заданного давления через рычаг 9 закрывает клапан 6. Давление газа в полости регулируют, изменяя усилие пружины 8 на мембрану 10 с помощью регулировочной гайки 7.
Особенностью конструкции второй ступени является наличие разгрузочного устройства. Пружина 3 этого устройства при неработающем двигателе создает дополнительное усилие на мембрану 2 второй ступени, которая через систему рычагов закрывает клапан 4 этой ступени. При пуске двигателя (рис. 121, о) во впускном трубопроводе создается разрежение, которое передается в полость Б разгрузочного устройства. Мембрана 1 (см. рис. 121, а) прогибается и сжимает пружину 3 разгрузочного устройства, тем самым разгружая мембрану 2 второй ступени редуктора. Клапан 4 при этом открывается, и газ сна-
чала заполняет полость В второй ступени редуктора, а затем через штуцер 14 системы холостого хода и дозирующе-экономайзерное устройство 12 поступает к двигателю (этот режим редуктора соответствует холостому ходу и работе двигателя под нагрузкой). По мере открытия дроссельных заслонок и повышения разрежения в диффузорах смесителя подача газа в цилиндры двигателя увеличивается.
Рис. 122. Дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа:Рис. 122. Дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа:1, 2 — жиклеры экономичной и мощностной регулировок, 3 — клапан экономайзера, 4, б — пружины клапана и экономайзера, 5 — мембрана; сплошная стрелка указывает постоянную подачу газа, штриховая — дополнительную1, 2 — жиклеры экономичной и мощностной регулировок, 3 — клапан экономайзера, 4, б — пружины клапана и экономайзера, 5 — мембрана; сплошная стрелка указывает постоянную подачу газа, штриховая — дополнительную
Рис. 122. Дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа:
Рис. 122. Дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа:
1, 2 — жиклеры экономичной и мощностной регулировок, 3 — клапан экономайзера, 4, б — пружины клапана и экономайзера, 5 — мембрана; сплошная стрелка указывает постоянную подачу газа, штриховая — дополнительную
1, 2 — жиклеры экономичной и мощностной регулировок, 3 — клапан экономайзера, 4, б — пружины клапана и экономайзера, 5 — мембрана; сплошная стрелка указывает постоянную подачу газа, штриховая — дополнительную
Дозирование газа осуществляется в дозирующе-экономайзерном устройстве, которое позволяет регулировать качество газовоздушной смеси в соответствии с физико-химическими свойствами газообразного топлива и режимами работы двигателя. Подачу газа регулируют таким образом, чтобы на частичных нагрузках двигатель работал на обедненных смесях,
Рис. 123. Характеристики экономайзера при частоте вращения коленчатого вала двигателя /1 2000 об/мин (1) п 1000 об/мин (2); сплошные линии — при выключенном экономайзере, штриховые — при включенном
позволяющих получить наилучшую экономичность и минимальную токсичность отработавших газов. При полном открытии дроссельных заслонок для получения максимальной мощности двигателя горючая смесь с помощью экономайзерного устройства обогащается.
Рис. 124. Газовый редуктор МКЗ-НАМИ:
1,5 — вторая и первая ступени, 2 — разгрузочное устройство, 3 — датчик манометра, 4 — сетчатый фильтр, 6 — дозирующе-экономайзерное устройство
В дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа (рис. 122) входят жиклеры экономичной и мощностной регулировок, клапан, мембрана и пружина экономайзера. Управление экономайзером осуществляется разрежением, создаваемым во впускном трубопроводе. При высоких значениях разрежения (16,5—66,5 кПа) во впускном трубопроводе, что соответствует работе двигателя на холостом ходу и частичных нагрузках, мембрана 5, преодолевая усилие пружины 6 экономайзера, прогибается, и клапан 3 экономайзера под действием пружины 4 находится в закрытом положении. В этом случае газ в двигатель поступает только через жиклер 1 экономичной регулировки.
При более низких значениях разрежения во впускном трубопроводе (полные нагрузки двигателя) пружина 6 экономайзера открывает клапан 3 и дополнительная порция газа через жиклер 2 мощностной регулировки поступает в двигатель. На момент включения пневматического экономайзера влияет разрежение перед клапаном, которое, в свою очередь, зависит от расхода газа.
По характеристике экономайзера (рис. 123) видно, что с уменьшением расхода газа Пг с 5 м3/ч при частоте вращения коленчатого вала двигателя «=2000 об/мин (точка А на кривой /) до 2,5 м3/ч при п= = 1000 об/мин (точка В на кривой 2) для открытия клапана экономайзера требуется меньшее (на 650 Па) разрежение. Включение пневматического экономайзера при более низких разрежениях на малых частотах вращения коленчатого вала вызывает обогащение горючей смеси и сокращает время разгона автомобиля.
На отечественных автомобилях устанавливают унифицированный газовый редуктор МКЗ-НАМИ (рпс. 124), техническая характеристика которого дана ниже.
Техническая характеристика газового редуктора МКЗ-НАМИ
Тип клапанов Диаметр отверстия седла клапана, ммМатериал уплотнения клапанаМатериал диафрагмыТолщина диафрагмы, мм . . .Рабочий диаметр диафрагмы, ммПередаточное число рычажной передачи Габаритные размеры, мм: диаметр высотаМасса, кгТип клапанов Диаметр отверстия седла клапана, ммМатериал уплотнения клапанаМатериал диафрагмыТолщина диафрагмы, мм . . .Рабочий диаметр диафрагмы, ммПередаточное число рычажной передачи Габаритные размеры, мм: диаметр высотаМасса, кгПервая ступень Вторая ступеньплоские8,5маслобензостойкая резинапрорезиненная маслобензостойкаяткань20,357515013,471852255,15Первая ступень Вторая ступеньплоские8,5маслобензостойкая резинапрорезиненная маслобензостойкаяткань20,357515013,471852255,15
Тип клапанов
Диаметр отверстия седла клапана, мм
Материал уплотнения клапана
Материал диафрагмы
Толщина диафрагмы, мм . . .
Рабочий диаметр диафрагмы, мм
Передаточное число рычажной передачи
Габаритные размеры, мм: диаметр высота
Масса, кг
Тип клапанов
Диаметр отверстия седла клапана, мм
Материал уплотнения клапана
Материал диафрагмы
Толщина диафрагмы, мм . . .
Рабочий диаметр диафрагмы, мм
Передаточное число рычажной передачи
Габаритные размеры, мм: диаметр высота
Масса, кг
Первая ступень Вторая ступеньплоские
8,5
маслобензостойкая резинапрорезиненная маслобензостойкая
ткань
20,35
75150
13,47
185
225
5,15
Первая ступень Вторая ступеньплоские
8,5
маслобензостойкая резинапрорезиненная маслобензостойкая
ткань
20,35
75150
13,47
185
225
5,15
Редуктор объединяет в одной сборочной единице (узле) первую и вторую ступени редуцирования, разгрузочное устройство, сетчатый газовый фильтр, дозирующе-экономайзерное устройство и датчик манометра давления газа. Сетчатый газовый фильтр 4 устанавливается на входе газа в первую ступень 5 редуктора, где давление газа снижается до 0,15—0,20 МПа. Давление газа в первой ступени контролируют дистанционным электрическим манометром, который состоит из датчика 3 и указателя в кабине водителя.
Во второй ступени редуктора давление газа снижается до близкого к атмосферному (от + 100 до — 250 Па). Внутри полости второй ступени размешено разгрузочное устройство 2 пневматического типа, соединенное с впускным трубопроводом двигателя. Усилие конической пружины устройства, действующее на мембрану второй ступени редуктора, нейтрализуется при создании в нем разрежения 0,8— 1 кПа. Из второй ступени редуктора газ поступает в дозирующе-экономайзерное устройство 6, откуда через дозирующие шайбы и выходной патрубок направляется в смеситель. Дозирующие шайбы подобраны для каждого типа двигателя исходя из получения максимальной мощности при полном открытии дроссельных заслонок (мощностная регулировка) и наилучшей топливной экономичности при работе двигателя на частичных нагрузках (экономичная регулировка). Проходные сечения дозирующих шайб зависят также от вида применяемого топлива (табл. 21).
Рис. 125. Графики зависимости разрежения АРред в редукторе (штриховые линии) от давления Р^ газа в баллоне и получаемой при этом действующей мощности двигателя Nе (сплошные линии) при частоте п вращения коленчатого вала двигателя, об/мин:I — 2000, 2 — 2500, 3 — 2800, 4 — 3200Рис. 125. Графики зависимости разрежения АРред в редукторе (штриховые линии) от давления Р^ газа в баллоне и получаемой при этом действующей мощности двигателя Nе (сплошные линии) при частоте п вращения коленчатого вала двигателя, об/мин:I — 2000, 2 — 2500, 3 — 2800, 4 — 3200
Рис. 125. Графики зависимости разрежения АРред в редукторе (штриховые линии) от давления Р^ газа в баллоне и получаемой при этом действующей мощности двигателя Nе (сплошные линии) при частоте п вращения коленчатого вала двигателя, об/мин:
I — 2000, 2 — 2500, 3 — 2800, 4 — 3200
Рис. 125. Графики зависимости разрежения АРред в редукторе (штриховые линии) от давления Р^ газа в баллоне и получаемой при этом действующей мощности двигателя Nе (сплошные линии) при частоте п вращения коленчатого вала двигателя, об/мин:
I — 2000, 2 — 2500, 3 — 2800, 4 — 3200
21. Диаметр дозирующих шайб, мм
Шайбы
ЗИЛ-138
ГАЗ-53-07
ГАЗ-32-07
ЗПЛ-138А
ГАЗ-Г2-27
Сжиженный газ
Сжатый газ
Экономичной регулировки
7,5
7
4,5
10,5
8
Мощностной регулировки
5
4
3
7,8
4,5
Основным требованием, предъявляемым к работе автомобильного газового редуктора, являются малые колебания выходного давления газа при работе двигателя в различных режимах. Значение выход
ного давления или разрежения в первую очередь зависит от изменения давления газа в баллоне.
При уменьшении давления газа резко возрастает разрежение во второй ступени редуктора и падает мощность двигателя (рис. 125).
Полную мощность двигателя во всех режимах можно получить лишь при давлении газа в баллоне 0,08 МПа и выше.
Одноступенчатый газовый редуктор (рис. 126) устанавливают на автомобилях, работающих на сжатом газе. Редуктор имеет предохранительный клапан 10, сигнализатор падения давления 7 и датчик 1 манометра высокого давления. Понижение давления пр оисходит путем одноступенчатого расширения газа. Сжатый газ из баллонов подводится к клапану 13, который представляет собой втулку с пазами для прохода газа.
Герметичность пары клапан — седло обеспечивается дифлоновым уплотнителем клапана. Клапан на
ходится под давлением двух пружин — 14, действующей непосредственно на клапан, и 5, усилие которой передается на клапан через диск 2 мембраны 6 и толкатель 3. Благодаря тому, что усилие пружины 5 больше усилия пружины 14, клапан 13 открыт, и газ через седло 11 попадает в камеру 6 низкого давления. Когда давление в этой камере достигнет значения 1,2 МПа, действие пружины 5 на толкатель прекратится, и клапан 13 под действием пружины 14 закроется. При расходе газа из камеры низкого давления процесс редуцирования возобновится. Техническая характеристика одноступенчатого газового редуктора приведена ниже.
Техническая характеристика одноступенчатогогазового редуктора высокого давления
Пропускная способность при давлении
20 МПа, м3/ч55
Давление на входе, МПа: максимальное 20
минимальное1,2
Рабочее давление на выходе, МПа . .1,2 Неравномерность рабочего давления, МПа0,13
Количество фильтров2
Материал уплотнителя клапана . . . дифлон марки
3 пли 5
Рис. 126. Одноступенчатый газовый редуктор:
/ — датчик манометра высокого давления, 2 — нажимный диск, 2 — толкатель, 4 — регулировочный винт, 5, 14 — пружины, 6 — мембрана, 7 — сигнализатор падения давления газа, 8 — переходник, 9 — выходной штуцер, 10, 13 — предохранительный и редуцирующий клапаны, 11 — седло, 12, 15 — фильтры, 16 — гайка; А, Б - камеры высокого и низкого давления
Газовый смеситель
Газовые смесители служат для приготовления горючей смеси и регулирования ее подачи, обеспечивая тем самым получение заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя. К смесителям предъяв-
ляют те же требования, что и к карбюраторам: они должны обеспечивать надежный пуск двигателя, устойчивую работу его на холостом ходу, плавный переход с малой частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу к нагрузочным режимам, приемистость двигателя при резком изменении нагрузки. Для повышения коэффициента наполнения и мощности двигателя смесители должны обладать минимальным сопротивлением потоку газовоздушной смеси.
Существенным отличием работы газового смесителя от карбюратора является то, что топливо в нем не испаряется, так как подается в него уже в парообразном состоянии. Подача газа в смеситель в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии позволяет вынести дозирующие элементы в отдельный блок или объединить их с газовым редуктором, упростив конструкцию смесителя. Кроме того, смесители газа не требуют ускорйтельных устройств, так как при резком открытии дроссельных заслонок для увеличения отбора мощности двигателя расход газа растет пропорционально расходу воздуха. Подвод газа в смеситель может производиться через газовые форсунки или периферийно (через отверстия в узком сечении диффузора). Газовые форсунки могут быть расположены либо в узкой части диффузора, либо между диффузором и дроссельной заслонкой. Подвод газа через форсунки увеличивает по сравнению с периферийным вводом гидравлические потери, но позволяет получить удовлетворительные динамические качества двигателя. Периферийный ввод газа обеспечивает высокую экономичность двигателя и уменьшение токсичности отработавших газов.
Для газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном газе, применяют двухкамерный, вертикальный, с падающим потоком горючей смеси и параллельным открытием дроссельных заслонок газовый смеситель СГ-250, имеющий различные модификации (табл. 22).
Модификации различаются приводом дроссельных заслонок и диаметром диффузоров. Основные топливодозирующие элементы смесителей одинаковы и конструктивно объединены с газовым редуктором.
22. Основные данные модификаций газового смесителя СГ-250
Модель автомобиля (автобуса)
Диаметр смесительных камер.
Размер овала воздушной горловины , мм
Диаметр диффузоров, мм
Частота вращения коленчатого вала двигателя по ограничителю, об/мин
ЗИЛ-138
36
65x58
31
3100 + 100
ГАЗ-53-07
29
3200—3400
ЛАЗ-695Н
31
31ОО+^60
ЛиАЗ-6б7Г
33
Примечание. Включение дроссельных заслонок для всех модификаций — параллельное.'
В корпусе 11 газового смесителя (рис. 127) расположены две дроссельные заслонки 10, два съемных диффузора 6 и две горизонтальные газовые форсунки 5. Для обогащения смеси при пуске двигателя в смесителе имеются воздушные заслонки 4 с автоматическими клапанами.
11 10
Рис. 127. Газовый смеситель СГ-250:
Z — ограничитель, 2 — входной патрубок, 3 — обратный клапан, 4 — воздушная заслонка, 5 — газовая форсунка, 6 — диффузор, 7 — штуцер входа газа в систему холостого хода, 8 — регулировочный винт общей подачи газа в систему холостого хода, 9 — регулировочный винт подачи газа в систему холостого хода на минимальных оборотах двигателя, /0 — дроссельная заслонка, 11 — корпус
которые исключают возможность переобогащения горючей смеси. Во входном патрубке 2 расположен обратный клапан 3, который перекрывает подачу газа в основную систему при работе двигателя на холостом ходу и предохраняет редуцирующее устройство от противодавления при обратных вспышках в двигателе. Подачу газа в систему холостого
Рис. 128. Схема соединения газовых каналов смесителя и редуктора:
1 — газовая форсунка, 2 — обратный клапан, 3 — дроссельная заслонка, 4 — отверстия прямоугольного сечения, 5 — круглые отверстия, 6, 9, 12, 13 — газовые каналы системы холостого хода, 7 —» газопровод -8 — дозирующе-экоиомайзерное устройство. К), .• 1 — регулировочные винты подачи газа в систему холостого хода, 14 —диффузор
хода регулируют винтами 8 и 9, которые расположены в крышке каналов системы холостого хода. Кроме того, на смесителе расположен исполнительный механизм ограничителя 1 частоты вращения коленчатого вала двигателя. Принцип действия ограничителя описан в § 24.
Газовый смеситель СГ-250 предназначен для совместной работы с редуктором МКЗ-НАМИ (рис. 128). Основная подача газа осуществляется дозирующе-экономайзерным устройством 8 через газопровод 7, обратный клапан 2 и газовые форсунки 1, которые расположены в узком сечении диффузоров 14. Для устойчивой работы двигателя на холостом ходу и плавного перехода на нагрузочный режим в смесителе имеется специальная система с двумя выходами газа в каждую смесительную камеру.
При работе двигателя на холостом ходу с минимальной частотой вращения коленчатого вала обратный клапан закрыт, отверстия 4 прямоугольного сечения находятся в зоне низкого разрежения и газ вво
Рис. 129. Пусковая топливная система с электромагнитным клапаном:Рис. 129. Пусковая топливная система с электромагнитным клапаном:1 — первая ступень газового редуктора, 2, 4 — трубопроводы, 3 — электромагнитный клапан, 5 — клапанная коробка, 6 — газовый смеситель1 — первая ступень газового редуктора, 2, 4 — трубопроводы, 3 — электромагнитный клапан, 5 — клапанная коробка, 6 — газовый смесительдится только в задроссельную полость смесительных камер через круглые отверстия 5. Количество газа регулируют винтом 10. Воздух в этом случае поступает через щели между дроссельными заслонками и стенками смесительных камер. При открытии дроссельных заслонок прямоугольные отверстия 4 переходят в зону высокого разрежения, через них начинает поступать газ и частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Общую подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом 11.
Рис. 129. Пусковая топливная система с электромагнитным клапаном:
Рис. 129. Пусковая топливная система с электромагнитным клапаном:
1 — первая ступень газового редуктора, 2, 4 — трубопроводы, 3 — электромагнитный клапан, 5 — клапанная коробка, 6 — газовый смеситель
1 — первая ступень газового редуктора, 2, 4 — трубопроводы, 3 — электромагнитный клапан, 5 — клапанная коробка, 6 — газовый смеситель
С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается разрежение в диффузорах и открывается обратный клапан
2, обеспечивая основную подачу газа. Наиболее плавный переход от холостого хода к нагрузочным режимам может быть достигнут при отборе газа в систему холостого хода из полости редуктора, расположенной до дозирующего устройства, т. е. непосредственно из второй ступени редуктора. Однако такое питание приводит к переобогащению горючей смеси при работе двигателя в режиме холостого хода. Если осуществлять отбор газа из полости за дозирующим устройством, то ухудшается качество работы двигателя на переходных режимах. В связи с этим газ в систему холостого хода смесителя подается по каналу 9 из полости, расположенной до дозирующего устройства, и по каналам 7 и 12 — из полости, расположенной после него.
Для улучшения пусковых качеств газобаллонных автомобилей при отрицательных температурах предназначена пусковая топливная система с электромагнитным клапаном (рис. 129). Особенность ее ра-
боты заключается в обогащении газовоздушной смеси при пуске двигателя за счет подачи газа в смеситель под давлением 0,1—0,15 МПа. Подача газа осуществляется из первой ступени 1 редуктора по трубопроводам 2 и 4 в клапанную коробку 5 смесителя. Управление подачей газа производится с помощью электромагнитного клапана 3. Клапан включают при прокручивании двигателя и выключают через К)—15 с после начала его работы. Система обеспечивает надежный пуск двигателя на паровой фазе газа при температурах до —20°С.
§ 58. Карбюраторы-смесители
Конструктивно газовые смесители могут быть объединены с карбюратором в карбюратор-смеситель, что дает возможность быстро переводить унифицированный двигатель, работающий на газе и бензине,
Рис. 130. Карбюратор-смеситель К-22К:
/ — пластина диффузора, 2 — патрубок для ввода газа с форсункой, 3 — приспособление для выключения пластин диффузора, 4 — регулировочный винт, 5 — штуцер для подачи газа в систему холостого хода, 6 -— газовая проставка
с одного вида топлива на другой. Следует отметить, что у карбюраторов-смесителей диффузоры подобраны для работы двигателя на бензине. Это снижает коэффициент наполнения и мощность двигателя при работе на газе по сравнению с их значениями при использовании газового смесителя.
Карбюратор-смеситель К-22К (рис. 130), устанавливаемый на газобаллонных автомобилях семейства ГАЗ-52. выполнен на базе карбюратора К-22 и состоит из поплавковой камеры, газовой проставки и смесительной камеры. Газовая проставка 6 имеет патрубок 2 с форсункой для ввода газа, штуцер 5 для подачи газа в систему холостого хода и приспособление 3 для раздвижения (выключения) упругих пластин 1 диффузора при работе двигателя на газе.
Рис. 131. Карбюратор-смеситель К-9 Г.
7 — винты качественной регулировки системы холостого хода на бензине, 2 1— трубка холостого хода, 3 — корпус обратного клапана, 4 — переходник-смеситель, 5 — карбюратор, 6 — винт общей подачи газа в систему холостого хода, 7 — регулировочный винт подачи газа в систему холостого хода на минимальных оборотах двигателя
(При раздвижении упругих пластин диффузора исключается возможность переобогащения газовоздушной смеси на нагрузочных режимах работы двигателя.) Подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом 4. Карбюратор-смеситель обеспечивает получение высоких мощностных и экономических показателей двигателя при работе на газе или бензине.
Карбюратор-смеситель К-91 (рис. 131), устанавливаемый на автомобиле ЗИЛ-138А, работающем на сжатом газе,— двухкамерный, с падающим потоком смеси, выполнен на базе карбюратора К-88. Он состоит из газосмесительной проставки, поплавковой камеры карбюратора л смесительной камеры, которая имеет бензиновую и
газовую системы холостого хода. Газосмесительная проставка крепится к верхнему фланцу поплавковой камеры; газ в нее поступает через корпус 3 обратного клапана. Истечение газа в проставке происходит через кольцевую щель. В систему холостого хода газ попадает из корпуса обратного клапана через трубку 2 холостого хода и клапан смесительной камеры. Регулирование системы холостого хода при работе двигателя на газе производится винтом 6 общей подачи газа (регулируется количество газа, при котором двигатель развивает частоту вращения 1300—1400 об/мин) и винтом 7 подачи газа при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Регулирование минимальной устойчивой частоты вращения коленчатого вала рекомендуется совмещать с замером токсичности отработавших газов.
Карбюратор-смеситель К-126Д устанавливают на автомобиле ГАЗ—52-57, работающем на сжатом газе. От карбюратора- смесителя К-91 он отличается тем, что в целях рациональной компоновки его газосмесительная проставка расположена между поплавковой и смесительной камерами.
Резервная система питания двигателя бензином
На газобаллонных автомобилях с газовыми двигателями допускается кратковременная работа двигателя на бензине. Для этой цели имеется резервная система питания (рис. 132). Бензин содержится в
Рис. 132. Резервная система питания двигателя бензином:
/ — топливный насос, 2 —* карбюратор мод. 11.1107, 3 — проставка, 4 — фильтр-отстойник, 5 — топливный бак, 6 — кран
топливном баке 5, который по конструкции может быть стандартным или специально изготовленным для газовой модификации автомобиля. В конструкцию системы питания входят обычные для автомобиля узлы и детали: кран 6 топливного бака, фильтр-отстойник 4, топливный
насос 1, трубопроводы, а также специальные узлы — проставка 3 и карбюратор 2 мод. 11.1107. Проставка, устанавливаемая между газовым смесителем и впускным трубопроводом, является переходным элементом для присоединения карбюратора к двигателю.
Карбюратор мод. 11.1107 (рис. 133) представляет собой однокамерную конструкцию диафрагменного типа с горизонтальным расположением диффузора. В цельнолитом корпусе 15 карбюратора имеются горловина, диффузор 3 и смесительная камера. В горловине расположена воздушная заслонка 1 с автоматическим клапаном 2, а в смесительной камере — дроссельная заслонка 4. В карбюраторе имеются также основное топливно-дозирующее устройство и система холостого хода.
А-А
Рис. 133. Карбюратор мод. 11.1107:
/, 4 — воздушная и дроссельная заслонки, 2, 10, 11 — автоматический, обратный и впускной клапаны, 3 — диффузор, 5 — фильтру 6, 8, 16 — главный, топливный и воздушный жиклеры, 7 — регулировочный винт, 9 — диафрагма, 12 — штуцер, 13 — эмульсионное отверстие, 14 — топливный канал, 15 — корпус
При работе карбюратора бензин, подаваемый насосом, подводится через входной штуцер 12, сетчатый фильтр 5 и впускной клапан 11 в полость над диафрагмой 9. Под действием разрежения в диффузоре 3 обратный клапан 10, расположенный над диафрагмой, открывается и топливо через главный жиклер 6 поступает в смесительную камеру.
Система холостого хода включает в себя топливный жиклер 8, регулируемый винтом 7, воздушный жиклер 16 и канал 14 для обеспечения плавных переходов от холостого хода к нагрузочным режимам. В зоне высокого давления имеется эмульсионное отверстие 13.
Двигатели грузовых автомобилей ЗИЛ-138 и Г АЗ-53-07 при работе на резервной бензиновой системе питания развивают не более 40— 50% номинальной мощности.
ГЛАВА VIII. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕСИСТЕМ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙС ГАЗОБАЛЛОННЫМИ УСТАНОВКАМИ
Основные неисправности газобаллонных установок,их признаки и способы устранения
При работе двигателя на газе в системе питания могут возникнуть неисправности, которые вызывают затрудненный пуск двигателя, неустойчивую работу на холостом ходу, неудовлетворительные переходы от холостого хода к нагрузочным режимам, снижение мощности двигателя. Ниже рассмотрены признаки и способы устранения этих неисправностей.
Негерметичность соединений газовой установки может быть внутренней и внешней. Под внутренней негерметичностью газового оборудования понимают неплотности, в результате которых происходит утечка газа в систему питания. Наиболее часто эта неисправность встречается в подвижных запорных соединениях (клапан ■— седло), у расходных и магистрального вентилей, а также в клапанах первой и второй ступеней редуктора.
При внутренней негерметичности расходных и магистральных вентилей в трубопроводах и аппаратуре газовой установки автомобиля давление газа все время будет избыточным, увеличивается вероятность утечки газа в окружающее пространство. В этом случае не допускаются ремонт газовой аппаратуры и перевод двигателя на работу с газа на бензин. Утечки газа через клапан первой ступени определяются по показанию манометра редуктора. В этом случае при остановке двигателя повышается давление в камере первой ступени, что может повлечь за собой открытие клапана второй ступени редуктора (при этом газ начнет выходить в подкапотное пространство). Нарушение герметичности клапана второй ступени, который выполняет роль запорного вентиля при неработающем двигателе и открытых магистральном и расходном вентилях, вызывает утечку газа из редуктора в смеситель и далее — через воздушный фильтр в подкапотное пространство. Причиной нарушения герметичности соединений типа клапан — седло является попадание механических примесей (окалина, стружка, кристаллы сернистых соединений и др.) на их запирающие поверхности, а также повреждение уплотнителя клапана.
Внешняя негерметичность представляет собой неплотность газового оборудования, вызывающую утечку газа в окружающее пространство. Неплотность топливной аппаратуры, арматуры и топливопроводов ведет к утечкам газа в зонах технического обслуживания и стоянки газобаллонных автомобилей и может создать концентрацию газа, превышающую санитарные нормы и не соответствующую требованиям пожаро- и взрывобезопасности.
Все соединения автомобильной газовой установки, обеспечивающей питание сжиженным газом, могут быть разделены на два вида: работающие под высоким (1,6 МПа) и низким (0,2 МПа) давлением. Соединения, работающие под высоким давлением, в свою очередь, под-
разделяются на работающие под давлением жидкой или паровой фазы газа.
Учитывая, что истечение сжиженного газа прямо пропорционально давлению, а его масса приблизительно в 250 раз больше массы парообразного газа, наибольшую опасность с точки зрения утечек представляют соединения, работающие под высоким давлением жидкой фазы газа. В газовой установке отечественных автомобилей ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07 насчитывается 35 таких соединений (табл. 23).
23. Соединения газового оборудования автомобилей ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07,работающие под высоким давлением жидкой фазы газа
СоединениеСоединениеСборочная единица (узел)газового оборудованияСборочная единица (узел)газового оборудованияКоличество соединенийКоличество соединений
Соединение
Соединение
Сборочная единица (узел)газового оборудования
Сборочная единица (узел)газового оборудования
Количество соединений
Количество соединений
НиппельноеРезьбовое коническое (герметичность обеспечивается конической резьбой)ФланцевоеНиппельноеРезьбовое коническое (герметичность обеспечивается конической резьбой)ФланцевоеРезьбовое цилиндрическое (герметичность обеспечивается прокладкой)Заделка в шлангах высокого давленияРезьбовое цилиндрическое (герметичность обеспечивается прокладкой)Заделка в шлангах высокого давленияТрубопроводыАрматура баллона, магистральный вентильУказатель уровня газа в баллонеВентили газового оборудованияТрубопроводыТрубопроводыАрматура баллона, магистральный вентильУказатель уровня газа в баллонеВентили газового оборудованияТрубопроводы10618101061810
Ниппельное
Резьбовое коническое (герметичность обеспечивается конической резьбой)
Фланцевое
Ниппельное
Резьбовое коническое (герметичность обеспечивается конической резьбой)
Фланцевое
Резьбовое цилиндрическое (герметичность обеспечивается прокладкой)
Заделка в шлангах высокого давления
Резьбовое цилиндрическое (герметичность обеспечивается прокладкой)
Заделка в шлангах высокого давления
Трубопроводы
Арматура баллона, магистральный вентиль
Указатель уровня газа в баллоне
Вентили газового оборудования
Трубопроводы
Трубопроводы
Арматура баллона, магистральный вентиль
Указатель уровня газа в баллоне
Вентили газового оборудования
Трубопроводы
10
6
1
8
10
10
6
1
8
10
В оборудовании, работающем под высоким давлением паровой фазы газа, насчитывается несколько меньше соединений — по разъемам испарителя и фильтра, в штуцерах и трубопроводах. Негерметичность этих соединений вызывает утечку газа в подкапотное пространство. Виды неплотностей и способы их устранения в оборудовании, работающем под высоким давлением паровой и жидкой фаз газа, аналогичны.
В автомобильных газобаллонных установках для сжатого газа наибольшие утечки могут возникнуть в соединениях, работающих под высоким давлением (до 20 МПа). В автомобиле ЗИЛ-138А под высоким давлением находится часть газовой магистрали до редуктора высокого давления, в которой насчитывается 27 различных соединений (табл. 24). По конструкции эти соединения унифицированы с соединениями установок сжиженного газа.
Способы устранения утечек газа зависят от конструкции соединений и характера неисправностей. В ниппельном соединении утечку устраняют дополнительной затяжкой гайки. Если этим способом утечка не устраняется, то разбирают соединение, отрезают конец трубки вместе с ниппелем и собирают соединение с новым ниппелем. В соединениях, уплотняемых конической резьбой, степень герметичности может повышаться покрытием резьбы свинцовым глетом, а также клеем АК-20 или БФ-2.
Во фланцевых и резьбовых соединениях, где герметичность обеспечивается прокладками, при возникновении утечек дополнительно
24. Соединения газового оборудования автомобиля ЗИЛ-138Л, работающие под высоким давлением сжатого газа
Соединение
Сборочная единица (узел) газового оборудования
Количество соединений
Ниппельное
Трубопроводы
16
Резьбовое коническое (герметичность обеспечивается конической резьбой)
Арматура баллонов, наполнительный вентиль
10
Резьбовое цилиндрическое (герметичность обеспечивается прокладкой)
Редуктор высокого давления
1
подтягивают соединение или заменяют прокладку. Заделки в шлангах высокого давления являются неразборным соединением, и при появлении в них утечки газа шланг полностью заменяют.
Затрудненный пуск двигателя происходит при переобогащении или переобеднении горючей смеси. Причинами пере- обогащения являются негерметичность клапанов первой и второй ступеней редуктора и неплотность обратного клапана смесителя. Пере- обеднение горючей смеси вызывается негерметичностью шланга подачи газа в систему холостого хода и засорением или сужением проходного сечения канала системы холостого хода.
При негерметичности разгрузочного устройства редуктора или трубки, соединяющей полость разгрузочного устройства с впускным трубопроводом двигателя, прекращается подача газа из редуктора в смеситель и пуск двигателя в этом случае становится невозможным.
Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу может быть вызвана: неправильным регулированием подачи газа в систему холостого хода; поступлением газа через основную систему вследствие неплотности обратного клапана смесителя или клапана второй ступени редуктора; уменьшением подачи газа в систему холостого хода из-за негерметичности шланга системы или засорения его проходного сечения. Для устранения неустойчивой работы двигателя регулируют систему холостого хода или устраняют неплотности.
Неудовлетворительные переходы от холостого хода к нагрузочным режимам работы двигателя («провалы») появляются при резком открытии дроссельных заслонок смесителя в результате обеднения горючей смеси ввиду запаздывания включения основной системы подачи газа. (Включение основной системы обеспечивается поднятием обратного клапана смесителя под действием разрежения в диффузорах при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1300—1400 об/мин.) Запаздывание открытия обратного клапана возникает при уменьшении общей подачи газа в систему холостого хода, что не позволяет развить требуемую частоту вращения коленчатого вала двигателя и создать необходимое разрежение в диффузорах. К появлению «провалов» приводит и при-
липание обратного клапана к седлу, так как в этом случае требуется большее усилие для его открытия.
Неудовлетворительные переходы в работе двигателя появляются также при скоплении маслянистого конденсата во второй ступени редуктора. В этих условиях для открытия клапана этой ступени требуется большее усилие, и смесь на переходном режиме переобедняет- ся.
Не только к «провалам», но и к остановке двигателя может привести негерметичность разгрузочного устройства, вследствие чего уменьшается или прекращается подача газа из редуктора в смеситель. Для устранения «провалов» в работе двигателя на переходных режимах регулируют систему холостого хода, протирают обратный клапан, удаляя загрязнения, сливают конденсат из редуктора, устраняют негерметичность разгрузочного устройства. Указанные работы выполняют при необходимости в полном объеме или отдельно каждую.
Снижение мощности двигателя происходит в основном вследствие обеднения горючей смеси. К причинам, которые также могут вызвать снижение мощности, относятся сужение проходных каналов для газа, засорение газовых фильтров и газовых каналов испарителя, недостаточное открытие клапанов первой и второй ступеней редуктора и экономайзерного устройства, а также уменьшение проходных сечений газовой магистрали, расходных и магистральных вентилей.
Величину проходных сечений для газа в магистрали от баллона до второй ступени редуктора проверяют по манометру редуктора при работающем двигателе (резкое увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя не должно вызывать падения давления в первой ступени редуктора более чем на 100—200 Па). При неработающем двигателе эту проверку можно провести сжатым воздухом, которым заполняют систему питания и открывают клапан второй ступени, нажимая рукой на шток редуктора (падение давления, определяемое манометром редуктора, должно быть в указанных выше пределах).
Основные работы, выполняемые при техническомобслуживании системы питания газобаллонных автомобилей
Для газового оборудования газобаллонных автомобилей предусмотрены ежедневное (ЕО), первое (ТО-1), второе (ТО-2) и сезонное (СО) технические обслуживания. Выполнение работ по ТО-1 и ТО-2 газовой системы питания проводится в сроки, установленные для ТО-1 и ТОД автомобиля. При этом проведение работ ТОД совмещают с очередным ТО-1, а сезонное обслуживание — с ТОД.
Ежедневное техническое обслуживание выполняют перед выездом автомобиля на линию и после возвращения его в гараж. Перед выездом проводят контрольные работы. Внешним осмотром проверяют техническое состояние газового баллона, деталей крепления газового оборудования, герметичность соединений всей газовой магистрали и показания контрольно-измерительных приборов
(манометра, показывающего давление газа в редукторе, и указателя уровня газа в баллоне).
После возвращения автомобиля в гараж проводят уборочно-моечные работы системы питания, проверяют техническое состояние газового редуктора и герметичность соединений газовой магистрали высокого давления. В газовом редукторе на слух или с помощью прибора ПГФ-2М1-ИЗГ определяют герметичность клапана второй ступени и сливают масляный конденсат (ежедневный слив конденсата необходим, так как скопление его на мембране второй ступени редуктора нарушает нормальную работу двигателя). Герметичность системы проверяют в рабочем состоянии, т. е. при заполнении ее сжиженным газом. Места утечек определяют с помощью мыльного (пенного) раствора или прибором ПГФ-2М1-ИЗГ. В зимнее время при заполнении системы охлаждения водой ее сливают из полости испарителя.
Первое техническое обслуживание газовой системы питания включает в себя контрольно-диагностические и крепежные работы, которые выполняют при ЕО. а также смазочно-очистительные работы, к которым относятся очистка фильтрующих элементов газовых фильтров и с.мазка резьбовых штоков магистрального наполнительного и расходных вентилей.
После выполнения отмеченных выше работ при ТО-1 проверяют герметичность газовой системы при рабочем давлении воздухом или инертным газом и работу двигателя на газовом топливе. В этом случае замеряют, а при необходимости и регулируют содержание оксида } гле- рода в отработавших газах, определяют надежность пуска двигателя и устойчивость его работы на холостом ходу при различных частотах вращения коленчатого вала.
При втором техническом о б с л у ж и в а и и и проверяют состояние и крепление газового баллона к кронштейнам, кронштейнов к лонжеронам рамы, карбюратора к впускному патрубку и впускного патрубка к смесителю. В объем кпитролыю-днагиас- тических и регулировочных работ входят проверка и установка угла опережения зажигания при работе двигателя па газе, проверка и регулирование газового редуктора, смесителя газа и испарителя.
В редукторе проверяют регулировки первой и второй ступеней, работу дозирующе-экономайзерного и герметичность разгрузочного устройства, в смесителе —• состояние и действие приводов воздушной и дроссельной заслонок, в испарителе (подогрева геле) — герметичность и засоренность газовой и водяной полостей.
Работы сезонного о б с л у ж и в а и и я газового оборудования по периодичности делятся на три виза.
Через 6 мес проверяют срабатывание пред,охранигельпого клапана газового баллона, продувают газопроводы сжатым воздухом л контролируют работу ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Работы, проводимые 1 раз в год, выполняют при подготовке автомобиля к зимней эксплуатации. К ним относят ревизию газовой аппаратуры, магистрального вентиля, манометра и арматуры баллона. Для этого газовый редуктор, смеситель газа, испаритель магистраль-
ный вентиль демонтируют с автомобиля, разбирают, очищают, промывают, регулируют и при необходимости заменяют негодные детали. Перед проведением ревизии газовой арматуры баллон для сжиженного газа полностью освобождают от содержимого, затем снимают крышки наполнительного и расходных вентилей, вентиля максимального наполнения (не вывертывая корпусов из газового баллона) и проверяют состояние их деталей. Предохранительный клапан также снимают с баллона, регулируют на стенде и пломбируют.
Освидетельствование газового баллона, выполняемое в зависимости от типа последнего 1 раз в два, три или пять лет, является специальной операцией. Во время ее проведения испытывают баллон на прочность и определяют герметичность его соединений с арматурой. После испытаний газовый баллон окрашивают и наносят клеймо со сроком следующего освидетельствования.
При техническом обслуживании системы питания газобаллонных автомобилей кроме работ по газовому оборудованию выполняют работы и по резервной (бензиновой) системе питания, по периодичности и
25. Нормативы трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта систем питания автомобилей
' ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07*
Вид технического обслуживания
Автомобиль
Трудоемкость, чел•мпн
Система питания
Итого
газовая
бензиновая
ОЕ
ЗИЛ-138
9
2
и
ГАЗ-53-07
ТО-1
ЗИЛ-138
23
3
26
ГАЗ-53-07
ТО-2
ЗИЛ-138
72
6
78
ГАЗ-53-07
9
81
ТР на 1000 км пробега
ЗИЛ-138
12
1
13
ГАЗ-53-07
* Нормативы могут быть распространены и на модификации этих автомобилей.
характеру принципиально не отличающиеся от работ, выполняемых по системе питания автомобилей с карбюраторными двигателями. Наличие у газобаллонных автомобилей газовой и бензиновой систем питания увеличивает трудоемкость работ по их техническому обслуживанию и текущему ремонту (табл. 25).
Проверка и регулирование газовой аппаратуры
Газовую аппаратуру системы питания проверяют и регулируют на специальных стендах или с помощью универсальных приборов и различных приспособлений без снятия с автомобиля. Часть регулировок выполняют во время работы двигателя на газе, другую часть —
1^1^13-13-П-.П-.11ю98^11ю98^Рис. 134. Приспособление для замера хода клапана второй ступени редуктора МКЗ-НАМИ:Рис. 134. Приспособление для замера хода клапана второй ступени редуктора МКЗ-НАМИ:/ — седло, 2 — клапан, 3 — крышка люка, 4, 8 — контргайки, 5 — регулировочный винт, 6 — рычаг, 7 — мембрана второй ступени, 9 — регулировочный стакан, 10 — пружина, 11 — шток, 12 — стопорный винт, 13 — линейка, 14 — движок линейки
1^
1^
13-
13-
П-.
П-.
11
ю
9
8^
11
ю
9
8^
Рис. 134. Приспособление для замера хода клапана второй ступени редуктора МКЗ-НАМИ:
Рис. 134. Приспособление для замера хода клапана второй ступени редуктора МКЗ-НАМИ:
при неработающем двигателе с системой питания, заполненной воздухом или инертным газом под рабочим давлением.
В редукторе газа МКЗ-НАМИ при неработающем двигателе регулируют давление в первой ступени, ход клапана второй ступени и проверяют герметичность разгрузочного и экономайзерного
Рис. 135. Инструмент для регулирования клапана второй ступени редуктора:1 — отвертка, 2 — специальный торцовый ключРис. 135. Инструмент для регулирования клапана второй ступени редуктора:1 — отвертка, 2 — специальный торцовый ключустройств. Давление в первой ступени регулируют изменением положения регулировочного болта 14 (см. рис. 16) и контролируют по манометру редуктора. При ввертывании регулировочного болта давление будет увеличиваться, при вывертывании — уменьшаться. Регулирование прекращают при установлении в первой ступени давления 0,15—0,20 МПа.
Рис. 135. Инструмент для регулирования клапана второй ступени редуктора:
1 — отвертка, 2 — специальный торцовый ключ
Рис. 135. Инструмент для регулирования клапана второй ступени редуктора:
1 — отвертка, 2 — специальный торцовый ключ
Отрегулированный редуктор проверяют на герметичность закрытия клапана второй ступени. Для этого кратковременным нажатием на шток // (рис. 134) редуктора открывают клапан второй ступени и выпускают из полости первой ступени воздух, снижая давление. При закрытии клапана второй ступени стрелка манометра должна указать заданное давление. Допускается медленное возрастание давления, но не более чем на 0,02 МПа и в то же время не превышающее 0,2 МПа, после чего давление в камере должно сохраняться не менее 2 мин.
Клапан второй ступени редуктора регулируют на максимальное открытие, при котором не нарушается герметичность его в закрытом положении. Для регулирования снимают крышку 3 люка, ослабляют контргайку 4 и вывертывают регулировочный винт 5 до начала пропускания газа. Затем ввертывают винт на V4 — V2 оборота и затягивают контргайку. Регулируют кла-
пан отверткой и специальным ключом (рис. 135).
После регулирования проверяют герметичность закрытия и ход клапана. Герметичность определяют на слух или по пузырькам воздуха, выходящим из шланга, один конец которого соединен со штуцером системы холостого хода на редукторе, а другой опущен в сосуд с водой на глубину S^3 мм. Величину хода клапана определяют по перемещению штока редуктора. Выпустив воздух из редуктора, нажимают на шток до отказа и замеряют его ход приспособлением с мерной линейкой (см. рис. 134). Нормальная величина открытия клапана второй ступени обеспечивается при ходе штока //не менее 8 мм.
Герметичность разгрузочного и экономайзерного устройств проверяют при отсутствии давления воздуха в системе питания. Для этого
снимают шланг, соединяющий всасывающий трубопровод с редуктором, и через него отсасывают воздух в устройствах до создания разрежения не менее 26,6 кПа. Разгрузочное и экономайзерное устройства считаются герметичными, если это разрежение сохраняется в них в течение 5 мин.
Давление во второй ступени редуктора регулируют регулировочным стаканом 9 (см. рис. 134), а контролируют водяным пьезометром, который подсоединяют через тройник в систему холостого хода. При вывертывании стакана давление в камере второй ступени уменьшается, при ввертывании — увеличивается. Регулировку выполняют во время работы двигателя на холостом ходу с частотой вращения коленчатого вала 500—600 об/мин. Правильно отрегулированный редуктор в этом режиме работы двигателя создает избыточное давление во второй ступени 70—80 Па.
В газовом смесителе СГ-250 и карбюраторе- смесителе К-91 систему холостого хода регулируют двумя винтами, изменяющими подачу газа, и упорным винтом, ограничивающим закрытие дроссельных заслонок. Винтами подачи газа регулируют две камеры одновременно: при их вывертывании горючая смесь обогащается, а при ввертывании обедняется.
Предварительное регулирование проводят на неработающем двигателе вывертыванием верхнего винта подачи газа на три, а нижнего — на пол-оборота. Затем работающий и полностью прогретый двигатель окончательно регулируют. Для этого при открытой крышке патрубка ввода газа в смеситель верхним винтом устанавливают такую общую подачу газа в систему холостого хода, при которой частота вращения коленчатого вала двигателя составляет 1300—1400 об/мин. После этого крышку патрубка закрывают и упорным винтом устанавливают наименьшее открытие дроссельных заслонок, при котором двигатель будет работать устойчиво. Затем начинают обеднять смесь, ввертывая нижний винт подачи газа до тех пор, пока двигатель не начнет работать с явными перебоями, после чего вывертывают винт на Ч1в оборота.
Регулирование системы холостого хода в газовом смесителе СГ-250 можно совместить с контролем содержания СО в отработавших газах. Порядок замера оксида углерода в этом случае будет соответствовать последовательности выполнения работ по определению токсичности отработавших газов, изложенной в § 33.
Содержание СО в отработавших газах двигателей ЗИЛ-138А, ГАЗ-53-27, ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07 при измерении газоанализатором с пробосборником, вставленным в выпускную трубу на глубину 300 мм от ее среза, не должно превышать 1 % при частоте вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу 500 об/мин и 2% — при 1920 об/мин. Уменьшить содержание СО в отработавших газах до допустимой величины можно ввертыванием двух винтов — упорного (дроссельных заслонок) и нижнего (подачи газа в систему холостого хода).
Правильность регулирования системы холостого хода проверяют изменением режима работы двигателя. При резком открытии дроссельных заслонок двигатель должен плавно и быстро увеличивать частоту
вращения коленчатого вала до максимальной. При резком закрытии дроссельных заслонок частота вращения коленчатого вала должна снижаться до 400—500 об/мин, а двигатель — работать устойчиво.
Электрические контрольно-измерительные приборы газового оборудования — указатель уровня газа в баллоне и манометр (датчик) первой ступени редуктора — проверяют как в комплекте, так и раздельно. Раздельную проверку датчика и указателя проводят для определения неисправности одной из сборочных единиц (узлов). Указанные проверки могут быть выполнены приборами Э-204-531 и др., которые серийно выпускаются нашей промышленностью и служат для проверки автомобильных контрольно-измерительных приборов.
Установку угла опережения зажигания у двигателей, работающих на газообразном топливе, проводят так же, как и у бензиновых. Однако регулирование угла опережения зажигания у газовых двигателей газобаллонных автомобилей в связи с высоким октановым числом топлива не может быть проведено по детонации при разгоне автомобиля; эту регулировку выполняют при испытаниях автомобиля на стенде с беговыми барабанами по максимальной мощности двигателя.
Проверка герметичности системы питания
Одной из самых ответственных операций, выполняемых при техническом обслуживании газобаллонных автомобилей, является проверка внешней и внутренней герметичности системы питания. Наиболее распространенным методом проверки внешней герметичности системы, находящейся под избыточным давлением, является обмазывание соединений пенообразующим раствором (водный раствор хозяйственного мыла или лакричного корня). При отрицательных температурах добавляется соль — хлористый натрий NaCl или хлористый кальций СаС12. Количественное содержание хлористого натрия или кальция в водном растворе зависит от температуры окружающего воздуха, при которой проводят проверку герметичности (см. ниже).
Содержание соли, г, в 1 л пенообразующего раствора
Температура, СС
NaCl
CaCU
0...—5
S3
100
—5...—10
160
170
— 10...—15
222
220
— 15...—20
290
263
—20.. .—25
—
303
—25.. .—30
—
329
—30...—35
.—
366
Соединения или участки системы, подлежащие проверке, очищают от грязи и кистью наносят на них пенообразующий раствор. Проверяемые соединения осматривают дважды — непосредственно при нанесении на них раствора и после нанесения. В местах расположения мельчайших неплотностей появляются мелкие пузырьки, скопления которых могут быть обнаружены лишь при повторном осмотре. Во время покрытия соединений и швов пенообразующим раствором осо-
бое внимание обращают на соединения, расположенные в труднодоступных для осмотра местах.
Для определения утечки газа из баллона широко используют электрические газоанализаторы типа ПГФ-2М1-ИЗГ. При пользовании газоанализатором из зоны соединения отбирают пробу воздуха и ручным насосом по шлангу подают в измерительную камеру. После засасывания пробы нажимают кнопку включения питания измерительного моста и снимают показания стрелочного прибора. При работе с этим прибором следует учитывать, что он не позволяет точно указать место
Рис. 136. Установка для проверки герметичности системы питания газобаллонного автомобиля:
/ — баллон со сжатым инертным газом, 2 — вентиль баллона, 3 — редуктор, 4 — вентиль установки, 5 — образцовый манометр, 6 — штуцер, 7 — баллон для сжиженного газа
утечки, так как возможно подсасывание газа из других, близко расположенных соединений. Во время проверки автомобиль располагают на открытом воздухе в защищенном от ветра месте.
При обслуживании газобаллонного автомобиля, работающего на сжиженном газе, в производственном помещении герметичность газовой системы проверяют сжатым негорючим и нетоксичным газом (воздух, азот или углекислый газ) под давлением 1,6 МПа. Сжатые газы используют из баллонов высокого давления, а сжатый воздух можно подавать от компрессора, обеспечивающего необходимое давление. Проверку проводят при закрытых расходных вентилях газового баллона автомобиля и отсутствии газа в системе.
При проверке герметичности системы питания от баллона высокого давления (рис. 136) сжатый инертный газ из баллона 1 подается в редуктор 3, где его давление снижается до 1,6 МПа. Из редуктора газ через штуцер 6 поступает в систему питания автомобиля. После заполнения системы газом вентиль 4 установки закрывают и проверяют герметичность по образцовому манометру 5. Падение давления указывает на негерметичность газовой системы автомобиля. Места утечек определяют пенообразующим раствором. После устранения утечек проверку герметичности повторяют. Газовая система считается герметичной, если падение давления за 15 мин не превышает 0,01—0,05 МПа.
У автомобилей, работающих на с ж а т о м газе, герметичность газовой системы питания проверяют под давлением 15—20 МПа. Подача сжатого воздуха (азота) в систему питания осуществляется
через наполнительный вентиль при закрытых вентилях баллонов. Схемы установок и порядок проверки герметичности у автомобилей, работающих на сжиженном и сжатом газах, не имеют принципиальных различий.
Внутреннюю герметичность проверяют у расходных и магистрального вентилей. Пропуск газа в систему питания через эти вентили, когда они находятся в закрытом положении, контролируют по показанию манометра 16 редуктора (см. рис. 99). Обнаружить утечки газа из расходных вентилей в магистраль можно и через специальный штуцер на баллоне автомобиля. Для этого отвертывают заглушку штуцера и обмазывают его пенной эмульсией или берут пробу воздуха прибором ПГФ-2М1-ИЗГ.
Нормирование расхода топливадля газобаллонных автомобилей
Анализ эксплуатации первых партий газобаллонных автомобилей показал, что газобаллонные автомобили, являющиеся модификацией автомобилей с бензиновыми двигателями, работают в тех же условиях, что и их базовые модели. На их основе создан разнообразный специализированный подвижной состав, который осуществляет различные виды внутригородских перевозок. По основным эксплуатационным показателям газобаллонные автомобили не уступают своим базовым моделям. По характеру выполняемой работы их так же, как и автомобили с бензиновыми двигателями, подразделяют на группы: автомобили, выполняющие транспортную работу, учитываемую в тонно-километрах (т-км); автомобили, работа которых в тонно-километрах не учитывается; автомобили специального назначения, оборудованные различными устройствами. В связи с этим разработанная для автомобильного транспорта научно обоснованная система нормирования жидкого топлива, позволяющая дифференцировать нормы в зависимости от характера выполняемой работы, может быть применена и к газобаллонным автомобилям.
При нормировании расхода сжиженного газа необходимо учитывать ряд особенностей работы газобалонной установки, к которым относятся: технологические потери газа в процессе эксплуатации автомобиля; изменение энергетического запаса газового баллона в зависимости от температуры окружающей среды; учет расхода сжиженного газа.
Технологические потери газа складываются из потерь при его выработке из системы питания и потерь при заправке автомобиля. При работе автомобиля на сжиженном пропан-бутановом газе система питания находится под давлением до 1,6 МПа. Для снятия нагрузки с мембран газовой арматуры и дополнительной страховки от утечек газа в местах соединений правилами безопасности труда и заводскими инструкциями при длительной стоянке газобаллонного автомобиля рекомендуется закрыть вентиль на баллоне и выработать газ из системы питания. Количество газа, составляющее эту часть технологических потерь из автомобилей ЗИЛ-138 и ГАЗ-53-07, рассчи-
тывается на основании следующих исходных данных: вместимости узлов системы питания автомобиля, из которых вырабатывается газ (приведена ниже); суточного пробега автомобилей (160 км); выработки газа из системы питания 2 раза в сутки (обеденный перерыв и ночная стоянка).
Вместимость (емкость) узлов системы питания, см3
Расходный вентиль в закрытом состоянии (2 шт.) 23
Магистральный вентиль19,5
Испаритель . 90
Тройник 3.4
Газопровод 197,5
Всего . . . 333,4
Таким образом, часть технологических потерь, которая идет на выработку газа, равна 0,4 л/100 км.
Другую часть составляют технологические потери газа через вентиль максимального заполнения баллона. В процессе заправки авто
Рис. 137. График зависимости энергетического запаса газового баллона автомобиля ЗИЛ-138 от температурыРис. 137. График зависимости энергетического запаса газового баллона автомобиля ЗИЛ-138 от температурымобиля через этот вентиль выбрасывается паровая и жидкая фазы газа. Ввиду того, что конструкция счетчиков, установленных на раздаточных колонках, не позволяет учитывать количество газа, выходящего через вентиль максимального заполнения, для автомобиля это количество газа будет являться технологической потерей топлива.
Рис. 137. График зависимости энергетического запаса газового баллона автомобиля ЗИЛ-138 от температуры
Рис. 137. График зависимости энергетического запаса газового баллона автомобиля ЗИЛ-138 от температуры
Изменение энергетического запаса газового баллона автомобиля связано с высоким значением коэффициента объемного расширения сжиженного газа. Этот коэффициент для разных уг-
леводородов имеет различное значение
и с уменьшением плотности углеводородов увеличивается. Например, сжиженный газ, состоящий в основном из углеводородов С3Н8 и QH10, имеет коэффициент объемного расширения в 2 раза больший, чем бензин, который состоит из более тяжелых углеводородов (С5Н12—С10Н?2). Изменение плотности газа влияет и на весовой заряд автомобильного баллона, а следовательно, и на энергетический запас автомобиля. Из графика зависимости энергетического запаса газового баллона автомобиля ЗИЛ-138 от температуры (рис. 137) видно, что уменьшение температуры на 43°С (от +20 до —23°Q ведет к увеличению энергетического запаса на 10%.
Необходимо также отметить, что изменение плотности и удельной теплоты сгорания газа в баллоне не влияет на удельный и часовой расход, так как дозирование газа осуществляется в паровой фазе, после испарения его за счет теплоты системы охлаждения двигателя. Таким образом, при нормировании сжиженного газа для газобаллонных автомобилей учитывают особенность работы газовой установки в зим-
нее время; при замере расхода газа объемным способом счетчики должны иметь температурную коррекцию.
Учет расхода сжиженного газа у газобаллонного автомобиля связан с рядом сложностей, так как автомобильный газовый баллон не имеет приборов, по которым можно было бы с достаточной точностью определить в нем частичное количество газа. Количество сжиженного газа в баллоне, а следовательно, и расход газа можно замерить двумя способами: массовым и объемным.
При массовом способе замера баллон взвешивают перед началом и в конце эксплуатационного пробега автомобиля. Отношение разности двух показаний к пробегу автомобиля — это расход газа в единицах массы (кг/100 км). Недостаток этого способа — необходимость снятия баллона с автомобиля, что является трудоемкой операцией.
При объемном способе замера автомобильный баллон вначале должен быть полностью заправлен газом. При полной выработке газа из баллона расход топлива определяется как отношение полезного объема баллона (из паспортных данных) к пробегу автомобиля.
При частичной выработке газа расход измеряют по счетчику газонаполнительной станции во время дозаправки баллона. Количество дозаправленного газа, отнесенное к пробегу, представляет собой расход топлива автомобилем, выраженный в объемных единицах жидкого газа (л/100 км). Объемный способ позволяет определить расход газа при любом пробеге автомобиля в эксплуатационных условиях с четким ведением учетной документации.
При нормировании сжиженного газа для газобаллонных автомобилей используют линейные нормы (см. ниже) и ряд надбавок, учитывающих характер выполняемой работы и условия эксплуатации автомобилей.
Временные линейные нормы расхода сжиженного газадля газобаллонных автомобилей, л 100 км пробега
ГАЗ-52-07, -52-08, -52-09 30
ГАЗ-53-07 37
ЗИЛ-13842
ЗИЛ-138В1 (одиночный тягач)41
ЗИЛ-138В1 с полуприцепомОдАЗ-885 48
ЗИЛ-ММЗ-45028 50
Для автомобилей и автопоездов, выполняющих работу, учитываемую в тонно-километрах, расход топлива, предусмотренный линейными нормами, увеличивается на 2,5 л на каждые 100 т-км. При работе автомобилей, оборудованных специализированными кузовами, нормы расхода сжиженного газа на 100 км пробега увеличивают или уменьшают на 2,5 л на каждую тонну превышения или снижения массы специализированного автомобиля против базового; при работе с применением прицепов расход сжиженного газа увеличивают на каждую тонну собственной массы прицепов также на 2,5 л. Для автомобилей- самосвалов расход сжиженного газа, предусмотренный линейными нормами, увеличивается на 0,3 л на каждую ездку с грузом.
В остальных случаях нормы расхода сжиженного газа в зависимости от изменения условий эксплуатации автомобилей применяют по аналогии с базовыми автомобилями, имеющими бензиновые двигатели. Кроме того, в случае использования резервной бензиновой системы питания для этих моделей автомобилей установлена норма расхода бензина А-76: для автомобилей семейства ЗИЛ она составляет 64 л, а для ГАЗ-53-07 — 38 л на 100 км пробега. (Норма расхода бензина не изменяется в зависимости от условий эксплуатации.) Нормирование расхода бензина для газобаллонных автомобилей ГАЗ-52-07 и -52-09 осуществляется по аналогии с базовыми бензиновыми автомобилями.
Для газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, нормируются два вида топлива — сжатый природный газ и бензин.
Нормирование сжатого газа в нормальных условиях производится в объемных единицах — м3. Учет заправленного в автомобиль газа производится с помощью манометра высокого давления по разности его показаний до и после заправки. Количество отпущенного газа определяется по таблицам его вместимости в автомобильные баллоны. Эти таблицы разработаны с поправкой на изменение температуры и сжимаемости газа, а также с учетом остаточного давления газа в баллонах и количества баллонов на автомобиле.
В дорожных условиях для определения расхода газа можно рекомендовать упрощенный способ расчета по формуле
где Q — количество заправленного (израсходованного) газа, м3; V — объем одного газового баллона, л; п — количество газовых баллонов; Рх, Р2— начальное и конечное давления газа в баллонах, кгс/см2.
Поскольку значение j^j для каждой модели автомобиля является величиной постоянной, формулу можно записать так:
для автомобиля ЗИЛ-138А <2=0,4 (Р2—Рг);
для автомобиля ГАЗ-53-27 Q=0,3 (Р2—Pi).
Линейные нормы расхода бензина для этих автомобилей установлены с учетом увеличения массы снаряженного автомобиля за счет массы газовых баллонов, изготовленных из углеродистой стали (масса каждого баллона 93 кг). Бензин применяют только при полном расходовании запаса сжатого газа (для следования до ближайшей ATHKQ; при выходе из строя газовой системы питания (для возвращения в АТП); при необходимости пуска двигателя на газе при температурах окружающего воздуха ниже 0°С, а также в случаях, предусмотренных технологическими процессами технического обслуживания и ремонта автомобилей в АТП.
При нормировании топлива для автомобилей, работающих на сжатом природном газе, используют линейные нормы и надбавки, учитывающие характер выполняемой работы и условия эксплуатации автомобилей.
Временные линейные нормы расхода топлива на 100 кмпробега для грузовых автомобилей, работающих насжатом природном газе
Сжатый природный Бензин, л газ, м5
ЗИЛ-138Л 31,532,5
ГАЗ-53-27 25,526,5
ГЛЗ-52-27 2123
Для автомобилей и автопоездов, выполняющих транспортную работу, учитываемую в тонно-километрах, дополнительно устанавливается расход топлива на каждые 100 т-км: 2 л при работе на бензине и 2 м3 при работе на сжатом природном газе. При работе автомобилей с прицепами линейная норма расхода увеличивается на каждую тонну собственной массы прицепов: на 2 л при работе на бензине и на 2 м3 при работе на газе.
При работе специализированных автомобилей линейные нормы расхода топлива увеличиваются или уменьшаются на каждую тонну превышения или снижения массы такого автомобиля против массы базового: бензина — на 2 л, сжатого природного газа — на 2 м3. В остальных случаях нормы расхода топлива для этих автомобилей корректируются по аналогии с базовыми бензиновыми моделями.
ГЛАВА IX. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ
Назначение, виды и методы ремонта автомобилей
Ремонт — процесс восстановления и поддержания работоспособности автомобиля путем устранения отказов и неисправностей, возникающих в работе или выявленных при техническом обслуживании. Ремонтные работы выполняют по потребности, т. е. после появления отказа или неисправности, или по плану — через определенный пробег или время работы автомобиля (предупредительный ремонт). Предупредительный ремонт рекомендуется применять для автобусов, автомобилей-такси, автомобилей скорой медицинской помощи, пожарных и других автомобилей, к которым предъявляются повышенные требования безопасности движения и безотказности в работе.
Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта предусматриваются два вида ремонта: капитальный (КР), производимый на специализированных ремонтных предприятиях, и текущий (ТР), выполняемый на автотранспортных предприятиях или станциях технического обслуживания.
Ремонт включает в себя контрольно-диагностические, разборочные, сборочные, регулировочные, слесарные, медицинские, кузнечные, сварочные, жестяницкие, обойные, электротехнические, шиноремонтные, малярные и другие работы. Он может выполняться по отдельным агрегатам и сборочным единицам (узлам), а также по автомобилю в целом.
Виды ремонта. Капитальный ремонт предназначен для восстановления работоспособности автомобилей и агрегатов и обеспечения пробега до следующего капитального ремонта (или списания) не менее 80% от нормы для новых автомобилей и агрегатов. КР агрегата предусматривает его полную разборку, дефектовку (контроль и сортировку деталей по годности), восстановление и замену изношенных деталей, сборку, регулирование и испытание.
Списание или восстановление агрегата при достижении его базовой (корпусной) деталью (табл. 26) предельного состояния осуществляется в соответствии с едиными техническими условиями на сдачу в капитальный ремонт и выдачу из капитального ремонта автомобилей, их агрегатов и сборочных единиц (узлов).
26. Базовые и основные детали автомобиля
Агрегат
Базовые детали
Основные детали
Двигатель и сцепление
Блок цилиндра
Головка цилиндров; коленчатый вал; маховик; распределительный вал; картер сцепления
Коробка передач и раздаточная коробка
Картер коробки
Крышка коробки; ведущий, промежуточный и ведомый валы
Карданная передача
Карданный вал
Фланец-вилка; скользящая вилка
Ведущий мост
Картер
Кожух полуоси; картер редуктора; стакан подшипников; чашки и крестовина дифференциала; ступица; тормозной барабан; поворотная цапфа переднего ведущего моста
Передний мост
Балка моста или поперечина независимой подвески
Поворотная цапфа; ступица; шкворень; тормозной барабан или диск
Рулевое управление
Картер рулевого механизма и гидроуси- лителя
Вал сошки; червяк; поршень- рейка; винт рулевого механизма
Кабина грузового авто-
Каркас кабины; ку-
Оперение кабины; двери;
мобиля или кузов легкового автомобиля
ЗОВ
крышка багажника; основание кузова
Кузов автобуса
Каркас основания
Кожух пола; шпангоуты Поперечина; балки; пол плат-
Платформа грузового
Основание платфор-
автомобиля
МЫ
формы
Рама
Продольные балки
Поперечины; кронштейны рессор
Подъемный механизм автомобиля-самосвала
Корпус подъемника
Корпус насоса коробки отбора мощности
Агрегат направляют в капитальный ремонт в следующих случаях: базовые и основные детали нуждаются в ремонте, требующем полной разборки агрегата; работоспособность агрегата не может быть восстановлена или ее восстановление при текущем ремонте экономически нецелесообразно. Легковые автомобили и автобусы направляют в капитальный ремонт при необходимости капитального ремонта кузова.
грузовые — при необходимости капитального ремонта рамы, кабины, а также не менее трех других основных агрегатов в любом их сочетании. Полнокомплектный автомобиль за срок его службы подвергается, как правило, одному капитальному ремонту, не считая капитального ремонта агрегатов и сборочных единиц (узлов) до и после капитального ремонта автомобиля.
27. Нормы пробега до капитального ремонта, тыс. км
Автомобили
Агрегат
1 ч
ej Н
5 го О
С S
И
о ч
Легковые:
ГАЗ-2401 «Волга»
300
200
250
300
ГАЗ-3102
350
250
Автобусы: ПАЗ-672
320
180
150
ЛАЗ-695М, -695Н
360
200
360
200
ЛАЗ-697М, -697Н
400
220
400
220
ЛИАЗ-677
380
200
210
300
200
Грузовые:
УАЗ-452
180
160
180
ГАЗ-53А
200
ЗИЛ-130
300
250
300
МАЗ-500А
250
200
250
Нормы пробега автомобилей и основных агрегатов до первого капитального ремонта (табл. 27) установлены для I категории условий эксплуатации и центральной природно-климатической зоны. Они снижаются: на 20% при работе в условиях эксплуатации II категории и на 40% — III категории; на 5% — для седельных тягачей, на 20% — для автомобилей, систематически используемых с одним прицепом,
и на 15% — с двумя прицепами; на 15% — для автомобилей-самосвалов и на 20% — для автомобилей-самосвалов, систематически используемых с одним прицепом или при работе на коротких пробегах (до 5 км); на 10% — для автомобилей, работающих в пустынно-песчаных и высокогорных районах, на 20% — в зоне холодного климата и на 30% — на Крайнем Севере.
Текущий ремонт предназначен для устранения отказов и неисправностей и способствует выполнению установленных норм пробега до капитального ремонта при минимальных простоях. Он должен обеспечить безотказную работу отремонтированных агрегатов и сборочных единиц (узлов) в течение пробега, не меньшего, чем пробег до очередного ТО-2.
Текущий ремонт выполняют проведением разборочных, слесарных, сварочных и других работ с заменой: у агрегата — отдельных деталей (кроме базовых), достигших предельно допустимого износа; у автомобилей (прицепа, полуприцепа) — отдельных агрегатов и сборочных единиц (узлов), требующих текущего или капитального ремонта.
Методы ремонта. Ремонт автомобилей может проводиться индивидуальным или агрегатным методом. При индивидуальном методе снятые агрегаты после их ремонта устанавливают на тот же автомобиль; при этом время простоя автомобиля в ремонте увеличивается за счет времени, необходимого для ремонта его агрегатов. Особенностью этого метода является универсальность применяемого оборудования и рабочих мест, высокая квалификация ремонтных рабочих и большая стоимость ремонта. Индивидуальный метод ремонта применяют при отсутствии оборотного фонда агрегатов, разнотипном составе парка, небольших размерах АТП и отдаленности его от ремонтного предприятия.
Сущность агрегатного метода состоит в том, что неисправные или требующие капитального ремонта агрегаты и сборочные единицы (узлы) заменяют исправными. Этот метод позволяет сократить время простоя автомобиля в ремонте, повысить производительность парка и снизить себестоимость транспортной работы. Поэтому, как правило, текущий ремонт выполняют агрегатным методом.
Типы ремонтных предприятий.
Технология капитального ремонта
В системе предприятий автомобильного транспорта ремонтные предприятия играют важную роль, так как обеспечивают удлинение срока службы автомобилей и их агрегатов. Существующие ремонтные предприятия по объему производства подразделяют на авторемонтные заводы (АРЗ) и авторемонтные мастерские (АРМ).
Авторемонтные заводы производят капитальный ремонт полнокомплектных автомобилей и специализируются по типам ремонтируемых автомобилей (грузовых, легковых и автобусов), а в пределах типов — по их маркам. Программа крупных АРЗ составляет 10 тыс. и более капитальных ремонтов автомобилей в год.
Капитальный ремонт отдельных агрегатов и узлов автомобилей
производят на агрегатно-ремонтных заводах, которые специализируются на ремонте силовых агрегатов грузовых автомобилей, автобусов и легковых автомобилей. Существуют также агрегатно-ремонтные заводы, выполняющие ремонт основных агрегатов (передний и задний мосты, рулевые механизмы и др.) и специализирующиеся также на ремонте автомобилей определенного типа.
На современных АРЗ с большой программой ремонт автомобилей или агрегатов проводят обезличенно, т. е. поступивший в ремонт автомобиль полностью разбирают на отдельные детали, которые в ходе ремонта группируют по степени годности, восстанавливают и отправляют на сборку разных автомобилей. Следовательно, поступивший в ремонт автомобиль фактически перестает существовать. После ремонта автомобиль собирают из деталей, принадлежавших ранее разным автомобилям. Двигателю и шасси вновь собранного автомобиля присваивают на заводе другие номера.
Таким образом, обезличенный метод КР является характерной особенностью организации крупносерийного индустриального ремонта, отличающегося высокой степенью механизации производственных процессов. Обезличенный ремонт на индустриальной основе гарантирует более высокое качество и требуемый ресурс в пределах 80% срока эксплуатации до первого капитального ремонта. В последнее время при основных заводах по производству автомобилей организованы так называемые фирменные заводы по капитальному ремонту агрегатов. Это решение способствует дальнейшему усовершенствованию системы ремонтного производства на крупных АРЗ.
Авторемонтные мастерские имеют небольшую программу ремонтов, могут ремонтировать автомобили нескольких марок и выполнять техническое обслуживание. Метод организации ремонта в АРМ — индивидуальный. Авторемонтные мастерские, как и заводы, специализируются на ремонте отдельных агрегатов или узлов автомобиля. В связи с этим в состав ремонтных мастерских могут входить слесарно-механическое, электротехническое, аккумуляторное, ремонта системы питания, медницко-жестяницкое, сварочное и другие отделения. Наибольшее развитие получает то отделение, которое выполняет наибольший объем работ; другие отделения могут или отсутствовать, или выполняют вспомогательные функции.
От формы организации ремонтного предприятия зависит технологический процесс капитального ремонта автомобиля. В общем случае он складывается из следующих стадий:
приемка автомобиля и направление его на склад ремонтного фонда; наружная мойка автомобиля и разборка его на отдельные узлы и агрегаты; разборка агрегатов на отдельные детали; мойка, дефектовка и сортировка деталей на годные, требующие ремонта и сдаваемые в утиль;
восстановление всех деталей, требующих ремонта;
сборка восстановленных деталей в узлы и агрегаты; подача узлов и агрегатов на общую линию сборки автомобиля;
сборка всего автомобиля; испытание и устранение обнаруженных
дефектов; предъявление автомобиля в отдел технического контроля; направление автомобиля на склад готовой продукции.
Рассмотренная примерная схема технологического процесса капитального ремонта основывается на индустриальном обезличенном методе ремонта.
Рабочее место и организация работы слесаря
Слесарь по топливной аппаратуре работает на постах технического обслуживания автомобилей или в цехе (на участке) топливной аппаратуры, где выполняют техническое обслуживание и ремонт приборов системы питания, снятых с автомобилей, а вместо них устанавливают приборы из оборотного фонда.
КА-Вентиляционный ртсос Q-noBBod энергии ссбещения ® - поббов сжатого Воздуха ® -подбой холодной Воды 0 - сток В канализацию
Рис. 138. Планировка цеха по ремонту топливной аппаратуры:
/ — верстак, 2 —- прибор для проверки жиклеров, 3 — стол для приборов, 4—7 — приборы для проверки карбюраторов и насосов, 8 — приборы для проверки ограничителей максимальной частоты вращения, 9 — стеллаж, 10, И — лари для отходов цветных металлов и обтирочных материалов, 12 — раковина-умывальник, /3 — ящик для отходов, 14 — точильный станок, 15 — подставка, 16 — настольно-сверлильный станок, 17— шкаф, 18 — огнетушитель, 19 — канцелярский стол, 20 — телефон, 21 — ванна для мойки деталей, 22 — пневматическое зажимное приспособление
Цех топливной аппаратуры (рис 138) имеет ванну для мойки приборов и деталей, верстак для разборки и сборки приборов, стенды и приспособления для их проверки и испытания, настольно-сверлильный станок, ручной реечный пресс, точильный станок, пневматическое зажимное приспособление для разборки и сборки, технические весы, поверочную плиту, стеллажи для хранения приборов системы питания, шкафы для хранения материалов и деталей, лари для отходов и обтирочных материалов, тумбочки для хранения инструмента, ларь для отходов цветного металла и т. д.
Снятую с автомобиля топливную аппаратуру промывают и обдувают сжатым воздухом. Техническое состояние приборов и деталей определяют осмотром и проверкой на стендах, установках и приспособлениях. После ремонта и регулирования приборы поступают в оборотный фонд или на склад.
Работа в цехе топливной аппаратуры с деталями, обработанными по высокому классу точности, требует высокой культуры. Помещение цеха должно быть светлым, верстачное оборудование — окрашено в светлый цвет. Для предохранения от загрязнений стол для контроля деталей и приборов в нерабочее время прикрывают фанерным колпаком.
Технологический процесс централизованного ремонта приборов электрооборудования и системы питания построен по поточному методу: на участок разборки и мойки они подаются со склада ремонтного фонда на подвесных конвейерах; на этих же конвейерах они проходят через моечную установку, подаются к стендам разборки, в отделение диагностирования и ремонта, на склад накопления.
Осуществляемое укрупнение авторемонтных заводов и их специализация создают возможность для широкого применения механизации и автоматизации, что способствует повышению производительности труда и улучшению качества ремонта.
Способы восстановления и комплектовки деталей
Ремонт изношенных сопряженных деталей автомобиля можно осуществлять восстановлением начальной посадки изменением размеров деталей или восстановлением размеров деталей до их начального (номинального) значения (рис. 139).
При первом способе используют детали ремонтных размеров, при втором на изношенную поверхность детали наносят слой металла, а затем обрабатывают поверхность под номинальный размер. Нанесение слоя металла возможно наплавкой, гальваническим способом и металлизацией расплавленным металлом. На ДТП применяют наплавку — под флюсом, в среде защитных газов, вибродуговую и плазменно-дуговую. Из способов восстановления деталей гальваническими покрытиями наиболее распространены хромирование и осталивание, а также дуговая металлизация. Восстановление начальных размеров и посадки некоторых деталей возможно раздачей, осадкой и обжатием.
Для устранения механических повреждений деталей применяют различные виды сварки, пайки, давления, металлизации и слесарной 244
обработки. Коррозионные повреждения устраняют механическим или слесарно-механическим способом (шлифованием, зачисткой и др.).
Работоспособность и долговечность сборочных единиц автомобиля в большой степени зависят от зазоров в сопряжениях. Сборка сопряжений с зазором менее минимально допустимого приводит к нарушению масляной пленки, в результате чего происходит повышенный нагрев
Рис. 139. Классификация способов восстановления деталей автомобиля
трущихся деталей и задиры их рабочих поверхностей. Сборка с зазором более максимально допустимого приводит к выдавливанию смазки, увеличению динамической нагрузки и износу рабочих поверхностей деталей. Следовательно, зазор между сопряженными деталями должен быть выдержан в полном соответствии с техническими условиями на контроль-сортировку и ремонт деталей.
При ремонте автомобилей в процессе сборки используют детали с номинальными размерами, ремонтными размерами и допустимым износом. Поэтому для обеспечения точности сборки необходимо предварительное комплектование, т. е. подбор сопрягаемых деталей по размерам, а некоторых (поршней в двигателе) —- и по массе. В ряде случаев комплектование сопровождается слесарно-пригоночными операциями, носящими характер частичной сборки. На крупных ДТП применяют селективный подбор сопрягаемых деталей. При этом способе комплектования разбивают поле допусков сопрягаемых деталей на несколько равных частей и подбирают детали в пределах одинаковой группы.
ГЛАВАХ. РЕМОНТ ПРИБОРОВ СИСТЕМ ПИТАНИЯАВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Технология ремонта топливной аппаратуры
Совокупность ремонтных операций, выполняемых в определенной последовательности, представляет собой технологию ремонта. В зависимости от объема и условий выполнения ремонта она может быть различной. Так, капитальный ремонт топливной аппаратуры автомобилей выполняют на специализированных АРЗ в централизованном порядке. При этом применяется маршрутная технология восстановления приборов, предусматривающая поточный метод производства. Эта технология предполагает высокое оснащение ремонтного процесса современными техническими средствами, которые свойственны крупносерийному производству.
Капитальный ремонт топливной аппаратуры целесообразен в том случае, если затраты на него не превышают себестоимости новых приборов. Это условие выполнимо для системы питания дизелей. Для карбюраторных двигателей, имеющих сравнительно простое конструктивное исполнение приборов системы питания, капитальный ремонт топливной аппаратуры не предусматривается.
В условиях АТП ремонт топливной аппаратуры выполняют в объеме текущего ремонта, состоящего из трех этапов: снятия неисправных приборов и деталей с автомобилей на рабочих постах; проверки, восстановления и регулирования приборов в ремонтных цехах или участках; установки на автомобиль снятых и отремонтированных приборов.
Общая схема технологии ремонта топливной аппаратуры автомобилей в АТП показана на рис. 140.
Приемка приборов в ремонт. Перед снятием и отправкой в ремонт неисправные приборы системы питания очищают от грязи, а масло, воду и топливо из внутренних полостей сливают. Приборы снабжают необходимой технической документацией (нарядом на ремонт и др.) и в полном комплекте готовят к сдаче в ремонт. (Комплектность приборов устанавливают по технической документации и наружным осмотром.) Затем определяют состояние прибора, оформляя соответствующий акт, где отмечают срок службы прибора до ремонта, состояние его базовых деталей и наличие неисправностей.
Наружная мойка приборов является обязательной перед разборкой и ремонтом. Ее выполняют различными способами, наиболее простым из которых является мойка с помощью насосных установок.
Для мойки топливной аппаратуры на автомобиле применяют также пароводоструйные очистители, например очиститель ОЛ1-3360, представляющий собой малогабаритную установку, с помощью которой можно производить мойку из шланга пароводяной смесью, холодной или горячей водой, а также моющими растворами. В качестве моющих растворов рекомендуется применять в концентрации 2—3 г/л раствора сильнопенящееся, нетоксичное, со специфическим запахом средство «Аэрол». Применения каустической соды в качестве моющего средства следует избегать, так как она опасна для здоровья и вызывает корро-
зшо деталей из цветных металлов. Качество мойки считается удовлетворительным, если с поверхности приборов системы питания удалены грязь, пыль и масло.
Разборка приборов на сборочные единицы (узлы) и детали. Приборы системы питания снимают с двигателя в определенной последовательности. Например, с двигателя ЯМЗ-238 вначале снимают топливопроводы высокого и низкого давления и сливные трубопроводы
Рис. 140. Схема технологического процесса ремонта топливной аппаратуры
от форсунок и насоса высокого давления. Все топливопроводы укладывают в специальный ящик, чтобы сохранить их конфигурацию. Затем снимают насос высокого давления, вынимая текстолитовую соединительную шайбу с муфты опережения впрыскивания, и фильтры тонкой и грубой очистки топлива.
Приборы системы питания карбюраторного двигателя снимают примерно в такой же последовательности, начиная с демонтажа подводящих и отводящих топливопроводов и кончая самими приборами.
Снятые с двигателя приборы направляют в цех для ремонта, где их моют в ванне с керосином или в моечной машине, очищают волосяными щетками, продувают сжатым воздухом и разбирают. Для раз-
борки приборов применяют стенды, приспособления и специальный инструмент.
Очистка и мойка деталей. После разборки отдельные детали приборов вновь моют в ванне с керосином, очищают от загрязнений и нагара, продувают сжатым воздухом или вытирают чистыми салфетками, контролируют и сортируют в соответствии с техническим состоянием.
Контроль и сортировку деталей выполняют с целью определения степени их износа и пригодности к ремонту или эксплуатации. Детали сортируют на годные к эксплуатации, не подлежащие ремонту и требующие ремонта. Рассортированные детали в зависимости от их состояния отправляют в утиль, на комплектовку или в ремонт. (Комплектовка деталей — это подбор комплекта деталей для одной сборочной единицы, или узла, в целом. Например, нагнетательные секции насоса высокого давления можно скомплектовать по паре плунжер ■— гильза.)
Ремонт деталей приборов системы питания в АТП сводится к работам по их восстановлению, не требующим сложного оборудования. К ним относятся: притирка рабочих поверхностей клапанов и их седел, запорных игл и распылителей форсунок, плунжерных пар; замена потерявших упругость пружин; восстановление целостности трубопроводов, резьб; заделка трещин в корпусах, поплавках и др. При наличии специального оборудования и приспособлений выполняют более сложные ремонтные работы — осталивание или хромирование изношенных поверхностей кулачков, толкателей, поршней насосов. Шейки кулачкового вала ремонтируют вибродуговой наплавкой с последующим шлифованием и доведением до необходимого размера.
Комплектовка деталей, сборка приборов, их проверка и регулирование. После ремонта детали приборов системы питания очищают от следов механической обработки, комплектуют в соответствии с техническими условиями и собирают. Собранные приборы прирабатывают, регулируют и испытывают на стендах, затем устанавливают и регулируют на автомобилях.
Ремонт топливопроводов и топливных баков
Ремонт топливопроводов. Топливопроводы из металлических трубок могут иметь износ или повреждения соединительных поверхностей, в результате чего нарушается герметичность соединения, трещины и повреждения вследствие перетирания, вмятины на поверхности. Поступившие в ремонт топливопроводы тщательно промывают горячим раствором синтетических моющих средств (типа Лабомид, МС и др.) и продувают сжатым воздухом. Изношенные соединительные поверхности топливопроводов ремонтируют следующим образом. Отрезают концы трубки с изношенной поверхностью, отжигают, а затем развальцовывают на специальном приспособлении (рис. 141). Зажимные планки 3 приспособления имеют несколько различных по величине отверстий, что позволяет развальцовывать концы трубок различного диаметра. Трубку вставляют в соответствующее ее диаметру отверстие зажима с вылетом над кромкой отверстия на 3—4 мм, затем вращают
Рис. 141. Развальцовочное приспособление для тонкостенных топливопроводов:/ — корпус, 2— нажимный винт с конусом, 3 — зажимные планки, 4 — стяжной винт с барашковой гайкой, 5 — трубкаРис. 141. Развальцовочное приспособление для тонкостенных топливопроводов:/ — корпус, 2— нажимный винт с конусом, 3 — зажимные планки, 4 — стяжной винт с барашковой гайкой, 5 — трубка(рис. 143, о), которая пред-(рис. 143, о), которая пред-Рис. 142. Приспособление для обсадки толстостенных топливопроводов:Рис. 142. Приспособление для обсадки толстостенных топливопроводов:/ — корпус, 2 — ползун с фасонным гнездом, 3 — зубчатый сектор рычага, 4 — щека, 5—рычаг, 6 — палец, 7 — разрезная гильза, 8 — оправка для гильзы/ — корпус, 2 — ползун с фасонным гнездом, 3 — зубчатый сектор рычага, 4 — щека, 5—рычаг, 6 — палец, 7 — разрезная гильза, 8 — оправка для гильзыРис. 143. Способы ремонта тонкостенных (а) и толстостенных (б) топливопроводовРис. 143. Способы ремонта тонкостенных (а) и толстостенных (б) топливопроводов
Рис. 141. Развальцовочное приспособление для тонкостенных топливопроводов:
/ — корпус, 2— нажимный винт с конусом, 3 — зажимные планки, 4 — стяжной винт с барашковой гайкой, 5 — трубка
Рис. 141. Развальцовочное приспособление для тонкостенных топливопроводов:
/ — корпус, 2— нажимный винт с конусом, 3 — зажимные планки, 4 — стяжной винт с барашковой гайкой, 5 — трубка
(рис. 143, о), которая пред-
(рис. 143, о), которая пред-
Рис. 142. Приспособление для обсадки толстостенных топливопроводов:
Рис. 142. Приспособление для обсадки толстостенных топливопроводов:
/ — корпус, 2 — ползун с фасонным гнездом, 3 — зубчатый сектор рычага, 4 — щека, 5—рычаг, 6 — палец, 7 — разрезная гильза, 8 — оправка для гильзы
/ — корпус, 2 — ползун с фасонным гнездом, 3 — зубчатый сектор рычага, 4 — щека, 5—рычаг, 6 — палец, 7 — разрезная гильза, 8 — оправка для гильзы
Рис. 143. Способы ремонта тонкостенных (а) и толстостенных (б) топливопроводов
Рис. 143. Способы ремонта тонкостенных (а) и толстостенных (б) топливопроводов
нажимный винт и конусом развальцовывают конец трубки. Развальцовочное приспособление используют для восстановления соединительных поверхностей тонкостенных трубок.
Для обсадки концов топливопроводов высокого давления, изготовленных из толстостенных металлических трубок, используют другое приспособление (рис. 142), основной частью которого является входящая в оправку 8 разрезная гильза 7 с конической наружной поверхностью. Трубку вставляют в гильзу, а ту, в свою очередь,— в оправку с небольшим вылетом над ее верхней плоскостью. При нажатии на рычаг 5 вниз зубчатый сектор 3 рычага передает усилие на корпус 1 и через щеку 4 — на ползун 2, в результате чего ползун воздействует своим фасонным гнездом на конец трубки, производя ее обсадку.
Переломы и поврежденные перетиранием места топливопроводов ремонтируют наложением муфты или стыковой сваркой концов (рис. 143). Для ремонта поврежденное место трубки аккуратно обрезают перпендикулярно ее оси. Тонкостенные трубки соединяют встык с наложением поверх соединения короткой муфты ставляет собой трубку большего диаметра, чем ремонтируемая. Муф- ту припаивают к обеим трубкам, предварительно облудив их концы.
Поврежденные места толстостенных трубок при ремонте также вырезают, а концы обрезанных трубок обрабатывают напильником в форме фаски под углом 45° на толщину стенки. Обработанные концы соединяют встык и производят газовую сварку (рис. 143, б). Отремон-
тированные топливопроводы подвергают гидравлическому испытанию на герметичность.
Вмятины на топливопроводах вырезают и соединяют оставшиеся части указанными выше способами. Если при этом длина топливопровода значительно сокращается, то в месте выреза вставляют новый кусок трубки соответствующих длины и диаметра.
Отремонтированные топливопроводы высокого давления для дизелей проверяют на пропускную способность, замеряя количество жидкости (воды, керосина, дизельного топлива), которое перетекает через топливопровод в течение 1—2 мин. Отклонение пропускной способности отдельных топливопроводов одинаковой длины должно составлять не более 10%.
Ремонт топливных баков. Топливные баки, поступившие в ремонт, могут иметь вмятины, разрывы, трещины в стенках или в местах крепления заливной горловины и штуцеров, нарушения крепления перегородок со стенками бака. Перед ремонтом баки очищают и промывают снаружи, удаляя грязь и ржавчину; внутреннюю полость промывают моющими растворами и горячей водой. После этого бак проверяют на герметичность: закрывают все отверстия заглушками, а к штуцеру сливного крана или пробки подсоединяют шланг и погружают бак в ванну с водой; создавая в баке избыточное давление до 0,025 МПа, наблюдают за выделением пузырьков воздуха, указывающих места трещин или нарушений герметичности.
Незначительные трещины в стенках баков устраняют пайкой свин- цово-оловянистыми припоями. Большие трещины и пробоины ремонтируют наложением заплат, засверлив концы трещины, чтобы предотвратить ее дальнейшее распространение. Заплаты закрепляют на поврежденных местах пайкой или газовой сваркой. Большие вмятины на стенках баков устраняют следующим образом: против вмятины на противоположной стороне бака вырезают окно, обеспечивающее свободный доступ с молотком и оправкой внутрь бака; после правки поврежденной стенки или приварки перегородки вырезанное окно заделывают. Отремонтированный бак проверяют на герметичность водой под избыточным давлением 0,03—0,05 МПа.
Ремонт топливных насосов и карбюраторов
Ремонт топливных насосов. Топливные насосы ремонтируют в случае недостаточной производительности, понижения давления или прекращения подачи топлива, что обнаруживается при диагностировании системы питания двигателя (методы проверки топливных насосов были рассмотрены в §32).
Топливный насос разбирают и все детали промывают в керосине или бензине. При разборке насоса верхнюю часть корпуса отделяют от нижней осторожно, чтобы не повредить диафрагму. После осмотра выявляют поврежденные, не пригодные для повторного использования детали; остальные контролируют согласно техническим условиям. Пружины и диафрагмы, не удовлетворяющие требованиям технических условий, заменяют.
Корпус топливного насоса, изготовленный из цинкового сплава, может иметь износ отверстий под ось рычага привода, срывы резьбы под винты крепления крышки, коробление плоскостей разъема крышки и корпуса. Изношенные отверстия под ось рычага привода развертывают до большего диаметра. Сорванную резьбу в отверстиях восстанавливают, нарезая резьбу большего размера. Коробление плоскости прилегания крышки устраняют притиркой на плите абразивной шкуркой или пастой.
У рычага привода диафрагмы насоса изнашиваются отверстие, в которое устанавливается опорный палец, и рабочая поверхность, соприкасающаяся с эксцентриком. Изношенное отверстие развертывают до большего диаметра, а рабочую поверхность наплавляют металлом и подвергают механической обработке по шаблону. Диафрагму при обнаружении рызрывов отдельных ее листков заменяют. При монтаже диафрагмы на старый стержень совмещают установочные выступы отдельных листков, располагая пх соответствующим образом по отношению к проушине стержня.
Изношенные текстолитовые пластинчатые клапаны насоса ремонтируют торцеванием их поверхности при шлифовании на притирочной плите. При ремонте клапанов проверяют также упругость их пружин. У большинства топливных насосов пружина клапана в свободном состоянии имеет длину 15 мм. Для изготовления новой пружины используют нихромовую проволоку диаметром 0,3 мм.
После ремонта и сборки насос проверяют на производительность, развиваемое давление и герметичность.
Ремонт карбюраторов. Карбюраторы ремонтируют в том случае, если при контрольной проверке на безмоторной установке обнаружены значительные отклонения качества приготовляемой горючей смеси, которые нельзя устранить регулированием. Основанием для ремонта карбюратора могут также служить износ запорного игольчатого клапана, нарушение герметичности поплавка, увеличение отверстий жиклеров и износ регулировочных приспособлений.
Поступающие в ремонт карбюраторы разбирают иа детали на специальном рабочем месте; при этом пользуются комплектом инструментов мод. 2445 для слесаря-карбюраторщика (рис. 144). После разборки детали карбюратора моют в керосине и продувают сжатым воздухом. Жиклеры, игольчатый клапан поплавкового механизма, дозирующие иглы, распылители и клапан экономайзера для лучшей очистки от смолистых отложений промывают в ацетоне или нитрорастворителе. Указанные работы выполняют в вытяжном шкафу или на рабочем месте, имеющем отсос воздуха. После мойки и сушки детали контролируют, сортируют и ремонтируют.
Поплавки проверяют способом, описанным в§ 31. При обнаружении в поплавке трещин и заполнении его бензином в первую очередь удаляют из поплавка бензин. Для этого прокалывают стенку, противоположную поврежденной, и продувают поплавок сжатым воздухом. После этого прокол и трещину в стенке запаивают. Для устранения вмятин на поплавке его распаивают, выправляют поврежденное место и вновь спаивают. После охлаждения спаянного поплавка для устра-
нения разрежения прокалывают маленькое отверстие и вновь запаивают его, по возможности не прогревая сильно стенку. После пайки проверяют массу поплавка и доводят до нормы (табл. 28) опиливанием припоя.
Рис. 144. Комплект инструментов мод. 2445:
/ —- металлический футляр, 2 — зажимные планки приспособления для развальцовки трубок, 3 — нажимный винт с конусом, 4 — шаблон для проверки уровня топлива, 5 — торцовые ключи, 6 — круглогубцы, 7 — метчик, 8 — отвертки, 9 — двусторонние гаечные ключи
Необходимость ремонта жиклеров карбюратора выясняется после проверки их пропускной способности прибором НИИАТ-528А (см. рис. 48). Пропускная способность или диаметры жиклеров карбюратора указываются в его технической характеристике (для базовых моделей рассматриваемых автомобилей эти показатели приведены в табл. 28).
Если при проверке выяснится, что диаметр отверстия жиклера меньше необходимого, то его увеличивают развертыванием. При значительном износе калиброванного отверстия жиклер заменяют. Ремонт изношенного жиклера зачеканкой или пайкой не допускается.
При невозможности замены жиклера поступают следующим образом. Рассверливают жиклер сверлом, превышающим в 2—3 раза диаметр отверстия жиклера (табл. 29), и в образовавшееся отверстие запрессовывают или впаивают латунную пробку. Затем раззенковывают пробку с обеих сторон под углом зенковки для данного жиклера, вновь сверлят отверстие и калибруют его, развертывая до необходимого размера.
Негерметичность клапанов (кроме игольчатого) карбюратора устраняют притиркой их рабочих поверхностей. Игольчатый запорный клапан при большом износе притиркой не восстанавливается, его за-
Марка автомобиля
Параметр
ЗИЛ-130
ГАЗ-53 Л
ГАЗ-24 «Волга»
«Москвич»
-2410
ВАЗ-2101 «Жигули»
Тип карбюратора
К-88 А
К-126Б
К-126Г
К-126Н
ДААЗ-2101
Пропускная способность, см3/мин, или диаметр (в скобках) отверстия, мм:
главного топливно-
315
330
240
185
/Ц35\
го жиклера
280
250
V- 25/
топливного жикле-
(0,7)
110
75
/0,45\
ра холостого хода
(0,5)
150
\0,6 )
топливного жикле-
215
(1,6)
0,5
ра экономайзера
(~2~ )
("L5")
главного воздушного жиклера
815
(0,8)
( 1 j
/1,1\ \М )
7 1,7 \
V 1,9 /
воздушного жиклера холостого хода
(1,6)
—
(1)
/2,1 \
U,5/
7 1,8 \
\ 0,7 /
Масса поплавка, г
19,2—20,2
12,6—14
12,9—14
12,6—14
10,5—11,5
28. Параметры жиклеров и масса поплавка карбюратора
Примечание. Данные в числителе бюратора, а в знаменателе—во вторичной.
относятся к
жиклерам в первичной камере кар-
меняют в сборе с седлом. По окончании ремонта карбюратор проверяют и регулируют на специальных приборах и приспособлениях (см. §31) в карбюраторном цехе.
Ремонт насосов высокого давления
Снятый с двигателя для ремонта насос высокого давления моют в ванне с керосином, очищают волосяными щетками, протирают, обдувают сжатым воздухом, а затем разбирают. Разборку насоса удобно выполнять на поворотном приспособлении, которое позволяет наклонять и поворачивать насос. Для разборки применяют комплект инструмента мод. 630 (рис. 145).
Основными причинами ремонта топливных насосов являются: износ и повреждение рабочих поверхностей деталей плунжерной пары; износ рабочих поверхностей клапанов и их седел; потеря пружинами упругости; повреждение резьбы в корпусе; трещины в местах креплений деталей и штуцеров; течь в сальниках; износ рабочих поверхностей опорных шеек и кулачков кулачкового вала.
Отдельные сборочные единицы (узлы) топливного насоса разбирают после соответствующей дефектовки, которая определяет необходи-
29. Сверла для ремонта жиклеров
Диаметр сверла. Мм
Пропускная способность жиклера, см3/мин 1
Диаметр сверла, мм
Пропускная способность жиклера, см3/мин
0,45
50
1,14
280
0,50
60
1,18
300
0,58
80
1,22
320
0,66
100|
1,26
340
0,72
120
1,30
360
0,79
140
1,34
380
0,85
160
1,38
400
0,90
180
1,42
420
0,95
200
1,45
440
1,00
220
1,49
460
1,05
240
1,52
480
1,09
260
1,55
500
месть полной разборки и ремонта сборочных единиц (узлов). При де- фектовке сборочных единиц (узлов) и деталей насоса в первую очередь выявляют неисправности непрецизионных деталей — корпуса, кулачкового вала и др. Неисправности прецизионных деталей, к которым относятся плунжерные пары, нагнетательные клапаны и их седла, выявляют проверкой на стендах и в приспособлениях.
Рис. 145. Комплект инструментов мод. 630:
/ — металлический футляр, 2, 3, 10 — ключи для разборки муфты автоматического опережения впрыскивания, 4 — ключ для регулирования подачи топлива, 5 —■ приспособление для разборки толкателя, 7 — динамометрический ключ для штуцеров нагнетательных секций, 8 — съемник нагнетательных клапанов, 9 — ключ для регулирования толкателей насоса
Ремонт непрецизионных деталей считается целесообразным в том случае, если обнаруженные износы и повреждения не слишком серьезны и технологически устранимы. Например, при износе отверстий под гильзу плунжера или под седло нагнетательного клапана, а также при повреждении резьбы под штуцер деталь бракуют. Ремонт непрецизионных деталей выполняют обычными способами.
Трещины на корпусе насоса заделывают эпоксидными пастами —
и металлическогои металлическогоРис. 146. Нагнетательный клапан:1 — седло, 2 — разгрузочным ПОЯСОК, 3—г пружинаРис. 146. Нагнетательный клапан:1 — седло, 2 — разгрузочным ПОЯСОК, 3—г пружинаклеевыми материалами на основе эпоксидной смолы порошка — следующим образом: разделывают трещину по всей ее длине и засверливают концы; обезжиривают поверхность, наносят пасту и сушат ламповыми излучателями. Заваривание трещин на корпусе насоса не рекомендуется, так как нагрев может вызвать деформацию и нарушение соосностей посадочных поверхностей.
и металлического
и металлического
Рис. 146. Нагнетательный клапан:
1 — седло, 2 — разгрузочным ПОЯСОК, 3—г пружина
Рис. 146. Нагнетательный клапан:
1 — седло, 2 — разгрузочным ПОЯСОК, 3—г пружина
Для восстановления размера отверстий в корпусе насоса также используют эпоксидные пасты или ставят втулки. В последнем случае отверстие растачивают до большего диаметра и запрессовы-
вают ремонтную втулку, затем отверстие во втулке растачивают или развертывают до номинального размера. Перед расточкой отверстия в каждом случае выставляют корпус по отношению к шпинделю станка на индикаторном приспособлении. Таким об-
разом можно восстанавливать отверстия под опоры кулачкового вала, заменять втулки рейки насоса. При износе отверстий под толкатель их восстанавливают развертыванием под увеличенный размер, при этом базой служит кондукторная втулка, вставленная в отверстие под гильзу плунжера.
При восстановлении поврежденной резьбы М5, Мб и М8 для крепления деталей рекомендуется постановка ввертышей диаметрами соответственно М8, М10 иМ12. Изготовляют их из латуни, а ставят на эпоксидную смолу. Изогнутый кулачковый вал насоса выправляют на гидравлическом прессе, применяя подставку с призмами и индикатор. Изношенные опорные шейки кулачкового вала восстанавливают виб- родуговой наплавкой с последующим шлифованием. Риски, задиры или следы неравномерного износа поверхности кулачков устраняют шлифованием на копировально-шлифовальном станке. Шпоночный паз и резьбовые концы вала восстанавливают до номинальных размеров также наплавкой с последующей механической обработкой.
Ремонт прецизионных деталей насоса высокого давления выполняют только после их контрольной проверки и выяснения необходимости ремонта. Нагнетательный клапан (рис. 146) из корпуса насоса вынимают специальным съемником после демонтажа штуцера, ограничителя хода клапана и пружины. Клапан и седло промывают отдельно в чистом дизельном топливе, обдувают сжатым воздухом и тщательно проверяют состояние их поверхностей. На конических притертых поверхностях не должно быть кольцевой выработки и рисок. Если обнаружены риски, следы коррозии или незначительный износ.
конус клапана и фаску седла взаимно притирают пастой ГОИ. Проверяют также свободу перемещения клапана в седле — он должен двигаться без заеданий. Если притирка не устраняет глубоких задиров или следов выработки, детали клапана бракуют.
Отремонтированные нагнетательные клапаны испытывают на плотность по конусу и разгрузочному пояску. Плотность клапана по конусу проверяют воздухом под давлением 0,5—0,6 МПа. Для этого клапан в сборе с оправкой опускают в сосуд с дизельным топливом, а воздух
Рис. 147. Рычаг для отжатия пружин толкателей плунжеров:
1 — рычаг, 2 — заклепка, 3 — ручка
подводят через оправку со стороны конуса клапана. Выделение небольшого количества воздушных пузырьков со стороны цилиндрте- ской части клапана характеризует удовлетворительное качество притирки. Плотность клапана по разгрузочному пояску определяют ротаметром — прибором, работающим на принципе подвода воздуха к клапану от магистрали и замере его расхода через поднятый на высоту (1,3+0,01) мм клапан. Годные клапаны сортируют на две группы по показаниям плотности в зависимости от диаметрального зазора разгрузочного пояска. Первая группа имеет диаметральный зазор 0,002—0,004 мм, вторая — 0,004—0,006 мм. Номера групп наносят на поверхность седла клапана.
Для ремонта деталей нагнетательной секции насоса ее разбирают после снятия нагнетательного клапана. Вал насоса устанавливают так, чтобы кулачок отошел от толкателя разбираемой секции и пружина разгрузилась. Затем вводят рычаг (рис. 147) под пружину, сжимают ее и извлекают пинцетом нижнюю тарелку пружины. Далее вывертывают установочный винт гильзы плунжера и из гнезда корпуса насоса вынимают вверх плунжерную пару. Детали плунжерной пары промывают в дизельном топливе и проверяют их состояние, для чего выдвигают плунжер из гильзы на 40—50 мм и в вертикальном положении наблюдают его опускание под действием собственного веса. Он должен опускаться плавно, без заеданий до упора в торец при любых углах поворота относительно гильзы. После этого гильзу и плунжер осматривают через увеличительное стекло. Их соприкасающиеся поверхности должны иметь матовый оттенок без пятен и рисок.
Повреждения на торце плунжера устраняют притиркой на плите пастой ГОИ. Глубокие риски на цилиндрической поверхности плунжера устраняют на притирах — приспособлениях, предназначенных для ремонта плунжерной пары. Притиры для цилиндрической поверхности, представляющие собой чугунные разрезные конусные втулки, вставляемые в оправки, делятся на предварительные и чистовые. При последовательном применении они обеспечивают необходимую шероховатость поверхностей.
Рис. 148. Гиревой стенд для испытания плунжерных пар на герметичность:
/ — толкатель, 2 — защелка груза, 3 — плунжерная пара, 4, 6" — съемная и разрезная втулки, 5 — пята, 7 — корпус держателя, 8 — шток, 9 — винтовой зажим
После притирки детали плунжерной пары комплектуют таким образом, чтобы плунжер плотно входил в гильзу на Vs рабочей зоны, а затем их притирают пастой ГОИ, оксидами алюминия или хрома. Закончив притирку плунжера к гильзе, детали тщательно промывают в бензине и осматривают. Они должны иметь на рабочих поверхностях ровный блеск с едва различимыми мельчайшими рисками от притирки. Обезличивание притертой плунжерной пары при сборке не допускается. После комплектования и взаимной притирки плунжерную пару проверяют на свободу перемещения плунжера (рассмотрено выше) и герметичность.
Испытание плунжерной пары на герметичность проводят на гиревом стенде (рис. 148). Его основными элементами являются корпус 7
держателя, в который установлена съемная втулка 4, и груз с системой рычагов, воздействующий на толкатель 1. Проверяемую плунжерную пару 3 устанавливают в съемную втулку 4 стенда и герметично закрывают отверстие гильзы пятой 5 с помощью штока 8 и винтового зажима 9. В надплунжерное пространство гильзы вводят смесь топлива с керосином, имеющую вязкость 1,8—2 мм2/с при 20°С. Испытание начинается с момента отпускания защелки 2, в результате чего груз перемещается вниз и через систему рычагов и толкатель 1 начинает давить на плунжер. При этом на топливо передается давление (20+ +0,5) МПа, вследствие чего топливо вытесняется в зазор между плунжером и гильзой, а плунжер перемещается вверх. Время полного перемещения плунжера до момента отсечки должно составлять не менее 10 с. В зависимости от времени перемещения плунжера все плунжерные пары по результатам испытания разбивают на четыре группы (от 10 до 40 с) и насос комплектуют нагнетательными секциями одной группы.
Нагнетательные секции в насосе собирают в обратной последовательности. Поворачивают кулачковый вал насоса так, чтобы толкатель собираемой секции занял нижнее положение. Затем на поворотную втулку (см. рис. 69) ставят верхнюю тарелку и пружину и детали ориентируют так, чтобы при сцеплении зубьев венца и рейки паз венца был перпендикулярен рейке, а средний зуб венца находился в зацеплении с рейкой, которая занимает среднее положение.
Далее промытую в дизельном топливе плунжерную пару устанавливают в гнездо корпуса насоса и поводок плунжера вводят в паз поворотной втулки. (При установке плунжерной пары паз поворотной втулки и риска на поводке плунжера должны быть обращены в сторону окна корпуса насоса.) Затем щупом совмещают стопорный паз на гильзе плунжера с отверстием в корпусе и стопорят гильзу болтом. С помощью приспособления сжимают пружину толкателя и ставят нижнюю тарелку. Затем передвигают рейку, проверяют плавность ее перемещения и ход, который должен составлять 25 мм. После сборки плунжерной пары устанавливают нагнетательный клапан, затягивая нажимный штуцер динамометрическим ключом с моментом затяжки 100—120 Н -м, и вновь проверяют плавность хода рейки насоса.
Собранный насос испытывают на герметичность, произведя его опрессовку под давлением топлива 2 МПа. Перед испытанием на соединительные ниппели и топливоотводящий штуцер устанавливают заглушки. Давление открытия нагнетательных клапанов проверяют поочередным снятием заглушек с ниппелей. После указанной проверки отремонтированный насос испытывают и регулируют на стенде СДТА-1 (см. § 47), а затем устанавливают на двигатель.
Ремонт форсунок
Снятые форсунки очищают, промывают в керосине и разбирают для дефектовки и ремонта. Форсунку можно разобрать в приспособлении или непосредственно в слесарных тисках. Для этого корпус 5 (см. рис. 72) зажимают в тисках распылителем вниз, отвертывают колпачок
11 и контргайку 10, вывертывают регулировочный винт 9, ослабляя затяжку пружины 8. Затем корпус 5 устанавливают в тисках распылителем вверх, отвертывают гайку 4 распылителя и вынимают распылитель в сборе с иглой. Далее полностью разбирают форсунку и тщательно промывают все детали в керосине.
Для очистки внутренней полости корпуса распылителя, в которой размещается игла, используют мягкий латунный стержень в 45 мм, обернутый по всей длине папиросной бумагой. Вертикальный топливоподводящий канал в распылителе прочищают медной проволокой
Рис. 149. Притирочные приспособления для ремонта деталей распылителя форсунки: а, б — притиры иглы и конусной запорной поверхности корпуса, в — державка; 1 — притир, 2 — обойма, 3 — сухарь, 4 — винт
и 1,5—2 мм, а сопловые отверстия — в 0,3 мм. Затем их контролируют калибром 0 0,37 мм; если калибр проходит хотя бы в одно из отверстий распылителя, корпус распылителя бракуют. Выбраковке подлежат также распылители со следами оплавления носика и с заметной на глаз эллипсностью сопловых отверстий.
Очищенные и промытые детали распылителя продувают сжатым воздухом и тщательно осматривают через лупу, обращая особое внимание на цилиндрическую направляющую иглы в корпусе, торцовую поверхность и конусную фаску. В запорной игле контролируют состояние цилиндрической части иглы и конуса. Указанные поверхности должны быть гладкими и блестящими. Если на торцовой поверхности корпуса распылителя обнаружены риски, вмятины или следы коррозии, ее притирают пастой ГОИ на притирочных плитах до полного устранения дефектов. Следы износа и риски на направляющей и конической поверхности иглы и отверстия в корпусе удаляют с помощью притиров (рис. 149). Используя притирочные приспособления, рабочие поверхности распылителя доводят до требуемых геометрической формы и шероховатости. Затем их комплектуют до соответствующего зазора (2,7—4,5 мкм).
Иглу и корпус распылителя обрабатывают с помощью притирочных приспособлений, которые закрепляют в патроне токарного станка. Частота вращения патрона при этом должна быть 200—350 об/мин.
Рис. 150. Державка корпуса распылителя форсунки:/ — гайка, 2 — пружина, 3 — корпусРис. 150. Державка корпуса распылителя форсунки:/ — гайка, 2 — пружина, 3 — корпусДля обработки иглу закрепляют в патроне, а притир устанавливают в державке и подводят рукой. При обработке отверстия в корпусе притир закрепляют в патроне, а корпус — в державке (рис. 150). Притирку конуса ведут до тех пор, пока не образуется поясок шириной 0,5 мм.
Рис. 150. Державка корпуса распылителя форсунки:
/ — гайка, 2 — пружина, 3 — корпус
Рис. 150. Державка корпуса распылителя форсунки:
/ — гайка, 2 — пружина, 3 — корпус
После притирки йглы распылителя сортируют на группы по диаметру направляющей, затем подбирают к распылителям и притирают их друг к другу. Для этого пас
ту ГОИ наносят на поверхность иглы, вводят ее в отверстие корпуса, а затем производят притирку. Конические поверхности деталей при
тирают аналогично.
После притирки детали тщательно промывают в дизельном топливе и проверяют их относительное расположение в закрытом состоянии. Торец корпуса распылителя должен выступать по отношению к торцовой поверхности направляющей иглы на 0,34 мм. Для обеспечения этого размера доводят обработкой торец корпуса распылителя, после чего полученная пара разукомплектовке не подлежит.
Свободу перемещения иглы относительно корпуса подобранного распылителя проверяют выдвижением ее из корпуса на х/8 хода. При наклоне оси на 45° игла должна плавно опускаться до упора под действием собственного веса. Эту проверку выполняют при разных углах поворота иглы относительно корпуса. Никакие местные сопротивления и прихватывания иглы при перемещении в любом положении по длине и углу поворота не допускаются.
После комплектовки и проверки деталей распылителя проверяют остальные детали форсунки, предварительно очистив и промыв их в керосине или дизельном топливе. Канал в корпусе форсунки прочищают медной проволокой в 1,5—2 мм и продувают сжатым воздухом. При осмотре корпуса обращают особое внимание на нижнюю торцовую часть, прилегающую к распылителю: если на ней будут обнаружены риски или следы забоин, их устраняют притиркой на плите. Детали форсунки, имеющие сорванные или смятые резьбы, бракуют.
Шток не должен иметь искривления и ослабления посадки тарелки пружины. При необходимости его правят на призмах алюминиевым молотком, а посадку восстанавливают заменой детали. Длина пружины в свободном состоянии должна составлять 27,5 мм, а под нагрузкой 10 Н —- не менее 26 мм. Если пружина не удовлетворяет этим требова-
ниям, ее заменяют. Сетчатый фильтр форсунки для очистки от загрязнений продувают сжатым воздухом.
После ремонта деталей форсунки и проверки их пригодности форсунку собирают в такой последовательности: на топливоподводящий штуцер 14 (см. рис. 72) форсунки устанавливают сверху резиновый уплотнитель с пружиной, а внутрь запрессовывают сетчатый фильтр в сборе и втулку фильтра; ввертывают в корпус форсунки штуцер в сборе, затягивая его с моментом 80 Н *м; корпус распылителя в сборе с иглой совмещают с корпусом форсунки по установочным штифтам и навертывают гайку 4 распылителя динамометрическим ключом с моментом затяжки 70—80 Н -м; в корпус 5 форсунки вставляют шток 6 с тарелкой, совместив отверстие в штоке с хвостовиком иглы; на тарелку надевают пружину 8 и ввертывают гайку пружины в сборе с регулировочным винтом 9 и контргайкой 10 (момент затяжки гайки должен быть 50—60 Н -м).
Если при сборке форсунки используют несколько новых деталей (пружину, шток, корпус), то осуществляют приработку форсунки на стенде СДТА-2, который оборудован насосом высокого давления и отрегулирован на подачу топлива 120 мм8/цикл при частоте вращения кулачкового вала (1050+10) об/мин. Перед началом приработки регулировочным винтом прибора КП-1609А устанавливают давление начала впрыскивания топлива форсункой (17+0,5) МПа и ведут приработку в течение 20 мин.
После приработки форсунку частично разбирают и, осматривая, проверяют, не образовалось ли наклепа на запорном конусе иглы распылителя, местных засветлений и натиров на прецизионных поверхностях. Если приработка прошла нормально и отклонений в состоянии контролируемых поверхностей не обнаружено, форсунку вновь собирают и испытывают на герметичность сопряжений, давление начала впрыскивания и качество распыливания топлива способами, изложенными в § 48.
После ремонта проверяют также пропускную способность форсунок на стенде СДТА-2, отрегулированном по эталонной форсунке на подачу 114 см3 топлива на 1000 циклов (впрыскивания) при частоте вращения кулачкового вала (1030+10) об/мин. Пропускная способность форсунок должна составлять 106—114 см3/10(Ю циклов. По значениям пропускной способности форсунки разделяют на четыре группы (см. ниже).
Пропускная способность, см3/1000 циклов106—108 108—110 110—112 112—14
Группа 0123
Номер группы выбивают на корпусе форсунки.
После окончания всех испытаний и регулировок на корпус форсунки устанавливают уплотнительную шайбу и навертывают колпачок с моментом затяжки 80—100 Н-м.
§ 74. Ремонт топливоподкачивающих насосов
Топливоподкачивающий насос ремонтируют при износе поршня, штока и втулки толкателя, нарушении герметичности клапанов, неисправности ручного подкачивающего насоса. Перед ремонтом топливоподкачивающий насос (рис. 151) разбирают в поворотном приспособлении или в специальных тисках. Для этого закрепляют корпус 1.
Рис. 151. Топливоподкачивающий насос:
I — корпус, 2 — поршень, 3 — пружина, 4, 14 — прокладки, 5 — пробка пружины, 6 —• втулка штока, - 7 — толкатель, 8 — стопорное кольцо, 9 — сухарь, 10 — ось, // — ролик, /2 — седло клапана, 13 — клапан, 15 — пробка, 16, 17 — корпус и поршень ручного насоса, 18 ■— шток, 19 — рукоятка, 20 — цилиндр
насоса, отвертывают пробку 15 и ручной насос в сборе, извлекая детали клапанов. Далее отвертывают пробку 5 пружины и вынимают из корпуса пружину 3 и поршень 2, снимают стопорное кольцо 8 толкателя и вынимают толкатель 7 в сборе. Затем специальным ключом (рис. 152) вывертывают втулку 6 (см. рис. 151) штока толкателя. Разборка толкателя и ручного насоса не сложна и не требует дополнительных приспособлений. После разборки детали насоса тщательно моют в керосине и дефектуют, обращая внимание на трущиеся поверхности цилиндров и поршней, штока толкателя и втулки, торцовые поверхности седел впускного и выпускного клапанов.
Поршень насоса в процессе работы изнашивается, в результате чего зазор между ним и цилиндром возрастает, а производительность насоса падает. Если зазор в паре поршень — цилиндр превысит 0,04 мм, поршень восстанавливают до номинального размера хромированием. Для этого его вначале шлифуют до необходимого диаметра, обеспечивающего требуемый зазор (отшлифованная поверхность поршня должна иметь овальность и конусность не более 7 мкм). Диаметры поршня и цилиндра контролируют микрометром и индикаторным нутромером. "
Торцовые поверхности седла клапана не должны иметь рисок и задиров. Неглубокие риски и задиры устраняют притиркой пастой ГОИ, применяя специальный притир. При глубоких задирах седло клапана удаляют зенкерованием твердосплавным инструментом. Размер зенкера выбирают таким, чтобы после обработки в корпусе осталась тонкая втулка, которую удаляют крейцмейселем, не нарушая посадочной поверхности в корпусе. Чтобы выдержать соосность при посадке, во время запрессовки нового седла клапана в корпусе насоса используют оправку (рис. 153). После установки седла его торцовую поверхность притирают до шероховатости Ra ^ 0,62.
Рис. 152. Ключ для вывертывания втулки штока толкателя из корпуса насоса: / —■ стержень, 2 — ручкаРис. 152. Ключ для вывертывания втулки штока толкателя из корпуса насоса: / —■ стержень, 2 — ручкаРис. 153. Оправка для запрессовки седла клапана:/ — стержень с накаткой, 2 — рабочая частьРис. 153. Оправка для запрессовки седла клапана:/ — стержень с накаткой, 2 — рабочая часть
Рис. 152. Ключ для вывертывания втулки штока толкателя из корпуса насоса: / —■ стержень, 2 — ручка
Рис. 152. Ключ для вывертывания втулки штока толкателя из корпуса насоса: / —■ стержень, 2 — ручка
Рис. 153. Оправка для запрессовки седла клапана:
/ — стержень с накаткой, 2 — рабочая часть
Рис. 153. Оправка для запрессовки седла клапана:
/ — стержень с накаткой, 2 — рабочая часть
Работоспособность пары шток толкателя — втулка восстанавливают хромированием штока или перекомплектовкой. При этой минимально допустимый зазор в паре может составлять 0,04 мм, а максимальный— 0,17 мм. Правильность подбора пары устанавливают, используя приспособление к стенду 625, которое позволяет закрепить втулку в сборе со штоком и испытать их гидравлическую плотность под давлением 15 МПа. Сравнение времени падения давления до 14 МПа в испытуемой и эталонной парах позволяет оцепить состояние сопряжения шток—втулка.
Свободу перемещения штока во втулке проверяют надавливанием рукой (при этом не должно ощущаться местных сопротивлений и торможений во всех угловых положениях штока). Если качество перемещения штока по длине не соответствует определенным требованиям, детали доводят пастой ГОП с последующей мойкой в бензине и дизельном топливе.
В ручном подкачивающем насосе в результате износа чаще всего возникает люфт поршня 17 на штоке 18 (см. рис. 151); изнашиваются также рабочие поверхности поршня 17 и цилиндра 20. Для ремонта пары поршень — цилиндр используют метод перскомплектовки деталей, так как завод-изготовитель выпускает три группы ручных насосов, позволяющих подбирать и доводить сопряжения до зазора 0,04 мм. При образовании люфта поршня на штоке более 0,25 мм поршень за- вальцовывают, применяя оправку (рис. 154) и приспособление для
ограничения ее хода. Приспособление (рис. 155) в сборе с оправкой, штоком и поршнем помещают в гидравлический пресс, устанавливая гайками величину хода оправки под действием пресса. Если после завальцовки не удается восстановить требуемый люфт, берут новые поршень и шток и вновь выполняют завальцовку.
Рис. 154. Оправка для завальцовки поршня: / — гайка, 2 — контргайка, 3 — оправкаРис. 154. Оправка для завальцовки поршня: / — гайка, 2 — контргайка, 3 — оправка
Рис. 154. Оправка для завальцовки поршня: / — гайка, 2 — контргайка, 3 — оправка
Рис. 154. Оправка для завальцовки поршня: / — гайка, 2 — контргайка, 3 — оправка
Рис. 155. Пр испособление для завальцовки поршня на штоке с помощью оправки:1 ■— верхняя втулка, 2 — кронштейн, 3 — оправка, 4 — поршень, 5 — нижняя втулка, 6—« винт крепления, 7 — плитаРис. 155. Пр испособление для завальцовки поршня на штоке с помощью оправки:1 ■— верхняя втулка, 2 — кронштейн, 3 — оправка, 4 — поршень, 5 — нижняя втулка, 6—« винт крепления, 7 — плита
Рис. 155. Пр испособление для завальцовки поршня на штоке с помощью оправки:
1 ■— верхняя втулка, 2 — кронштейн, 3 — оправка, 4 — поршень, 5 — нижняя втулка, 6—« винт крепления, 7 — плита
Рис. 155. Пр испособление для завальцовки поршня на штоке с помощью оправки:
1 ■— верхняя втулка, 2 — кронштейн, 3 — оправка, 4 — поршень, 5 — нижняя втулка, 6—« винт крепления, 7 — плита
Изношенный штифт в рукоятке 19 насоса (см. рис. 151) выпрессовывают и совмещенные отверстия развертывают на увеличенный диаметр под новый штифт.
После ремонта ручной насос проверяют на герметичность и подачу топлива. Герметичность считается достаточной, если поданный под поршень сжатый до 0,2 МПа воздух не выходит через резьбовое соединение корпуса с цилиндром и уплотняющую резиновую прокладку. Подачу топлива ручным насосом проверяют перекачиванием дизельного топлива через отрезок топливопровода с 8 мм на высоту 1 м.
Сборку топливоподкачивающего насоса выполняют в такой последовательности: в корпус устанавливают на эпоксидном клее втулку штока, шток с роликовым толкателем, поршень, пружину и пробку пружины с уплотнительной шайбой, затем устанавливают клапаны в сборе и ручной насос. После окончательной сборки проверяют легкость перемещения толкателя, который должен возвращаться в исходное положение возвратной пружиной.
Топливоподкачивающий насос прирабатывают на стенде СДТА-1 в два приема:
в течение 30 мин при частоте вращения кулачкового вала 650 об/мин и в течение 1ч — при 1050 об/мин. Во время приработки поддерживают противодавление 0.13—0,15 МПа и
следят, чтобы не было подтеканий, стуков и нагрева деталей. После
приработки насос испытывают на максимальные развиваемое давлением производительность способами, которые были рассмотрены в §46.
Разрежение, создаваемое насосом во всасывающей магистрали, проверяют, подключая вакуумметр к впускному трубопроводу насоса (оно должно составлять не менее 0,05 МПа, или 50 кПа).
§ 75. Установка и регулирование топливной аппаратурына автомобиле после ремонта
Приборы системы питания карбюраторного двигателя — топливный насос и карбюратор — устанавливают на двигатель после ремонта и регулирования на стендах и приспособлениях в ремонтном цехе.
При монтаже топливного насоса непосредственно на двигателе автомобиля проверяют целостность прокладки и свободу перемещения штока в проставке, если насос приводится в действие через шток или толкатель от кулачкового вала двигателя. Соединительные наконечники топливопроводов должны быть полностью исправны и обеспечивать полную герметичность соединений. После установки на двигатель работу топливного насоса проверяют проворачиванием коленчатого вала вручную или стартером (правильно установленный насос будет подавать топливо пульсирующей струей).
6)г)
Рис. 156. Схемы соединения нагнетательных секций насосов высокого давления и форсунок двигателей:
а — ЯМЗ—236, б — ЯМЗ-238. в — КамАЗ-740, -7401. г — КамАЗ-741
Перед установкой отремонтированного карбюратора на двигатель тщательно осматривают его, проверяют вращение заслонок (оно должно быть легким) и устанавливают сезонную регулировку ускорительного насоса для имеющих ее карбюраторов. При монтаже кар
бюратора на двигатель обращают внимание: на целостность и состояние прокладки между фланцами карбюратора и впускного трубопровода; степень затяжки гаек или болтов крепления карбюратора; правильное присоединение и величину свободного хода тяги дроссельной заслонки и троса воздушной заслонки; плотность соединений топливопроводов, трубок вакуумного регулятора опережения зажигания, вентиляции картера, подвода охлаждающей жидкости в полость смесительной камеры и т. д.; надежность присоединения воздушного фильтра к впускному патрубку карбюратора. После присоединения тяг или тросов управления заслонки проверяют степень их открытия и закрытия — они должны передвигаться без излишних усилий и заеданий, обеспечивая полное открытие и закрытие воздушной и дроссельной заслонок, которые проверяют визуально до установки воздушного фильтра (или трубопровода к нему) на карбюратор.
Отремонтированный карбюратор, установленный на двигатель, регулируют после прогрева двигателя в режиме холостого хода (см. § 33). Отрегулировать карбюратор можно также по инструкции, прилагаемой к автомобилю.
Приборы системы питания дизеля — насос высокого давления в сборе и форсунки — после ремонта устанавливают на двигатель, предварительно проверив и отрегулировав их на стендах и приспособлениях в ремонтном цехе.
Вначале на двигатель ставят насос высокого д а в л ен и я, размещая его на площадке в развале цилиндров. При этом соединяют автоматическую муфту насоса с валом привода, совмещая метки на корпусе муфты опережения впрыскивания с метками на полумуфте и фланце привода. В этом положении насос закрепляют, привертывая болтами к двигателю.
Затем на двигатель монтируют комплект форсунок одной группы, подобранных по пропускной способности распылителей, устанавливают топливопроводы магистралей низкого и высокого давления, соединяя их в определенной последовательности со штуцерами нагнетательных секций насоса и форсунок (рис. 156).
Перед первым пуском двигателя устанавливают угол опережения впрыскивания топлива, который определяется по начальному установочному углу для данной муфты, выбитому на торце ее корпуса цифрами 18 или 20 рядом с риской. К штуцеру первой нагнетательной секции вместо трубопровода высокого давления подсоединяют моменто- скоп (см. рис. 92) и вращают коленчатый вал двигателя до появления в моментоскопе топлива. Как только уровень топлива при медленном вращении вала начнет подниматься, вал останавливают и смотрят, какая риска с цифрой на маховике совпадает со стрелкой на картере маховика (цифра у риски должна соответствовать цифре, выбитой на торце муфты).
Другой способ проверки установки угла опережения впрыскивания более прост и состоит в проверке совпадения рисок на крышке распределительных шестерен и шкиве коленчатого вала. Если в момент перемещения уровня топлива в моментоскопе эти риски не совпадают, то для правильной установки угла опережения впрыскивания изменя-
ют положение муфты. Для этого ослабляют болты ее крепления и поворачивают полумуфту вместе с валом насоса относительно фланца привода против направления вращения, если риска на шкиве коленчатого вала не подошла к риске на крышке распределительных шестерен. В противном случае (при переходе положения совпадения рисок) муфту поворачивают по направлению ее вращения, после чего затягивают болты крепления и вновь проверяют угол опережения впрыскивания.
Рис. 157. Привод насоса высокого давления двигателей ЯМЗ:
/ — вал, 2 — блок цилиндров двигателя, 3 — пластины ведущей полумуфты, 4 — болт крепления фланца ведущей полумуфты к пластинам, 5 — фланец ведущей полумуфты, 6 — гайка, 7 — стяжной болт фланца полумуфты, 8, 9 — ведущая н ведомая полумуфты, 10 — болт крепления пластин к ведомой полумуфте, 11 — муфта опережения впрыскивания, 12 — указатель, 13 — топливный насос высокого давления, 14 — болты крепления ведомой полумуфты к муфте опережения впрыскивания, 15 — болты крепления пластин к ведомой полумуфте
Выполняя указанную регулировку, учитывают, что смещение полумуфты относительно фланца привода на одно деление по шкале муфты соответствует 4° угла опережения впрыскивания или четырем делениям на маховике и крышке шестерен распределения. Точность установки угла опережения впрыскивания должна составлять +1° по отношению к требуемому установочному углу. При окончательном регулировании угол опережения впрыскивания устанавливают на 5—6° меньше для компенсации запаздывания действительного угла по сравнению с зафиксированным в моментоскопе.
С целью упрощения регулирования угла опережения впрыскивания топлива на всех двигателях ЯМЗ заводом изменен привод насоса высокого давления. Новая конструкция привода (рис. 157) позволяет проверять и регулировать угол опережения впрыскивания без использования моментоскопа, только по меткам (метки у двигателей ЯМЗ-236,-238 нанесены на маховике и крышке шестерен распредели-
тельного вала). Для проверки или регулирования угла опережения впрыскивания топлива вручную вращают коленчатый вал двигателя до совмещения указанных меток, соответствующих установочному углу 21°. В момент их совмещения должны совместиться также метка а на торце муфты опережения впрыскивания топлива и риска б на указателе 12. Если этого не произошло, отпускают две гайки 6 и, не нарушая положения коленчатого вала, поворачивают кулачковый вал насоса до совмещения метки а и риски б. Затем затягивают гайки 6 болтов крепления ведущей полумуфты к пластинам. На этом регулирование заканчивается, а правильность установки угла опережения впрыскивания топлива проверяется еще раз путем проворачивания коленчатого вала и вторичного контроля совпадения всех меток.
Двигатель на малую частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода регулируют после пуска и прогрева в следующем порядке." вывертывают винт 6 (см. рис. 93) буферной пружины на 5—6 мм; болтом 8 уменьшают частоту вращения коленчатого вала до появления перебоев в работе двигателя; ввертывают винт 6 до некоторого повышения частоты вращения. Устойчивость работы двигателя с минимальной частотой вращения коленчатого вала в режиме холостого хода проверяют плавным увеличением подачи топлива рычагом 9, а затем резким отведением его в положение минимальной подачи до упора в болт 8. При этом двигатель не должен иметь «провала» в работе или останавливаться.
§ 76. Требования, предъявляемые к отделению ремонтагазового оборудования
Приборы систем питания газобаллонных автомобилей, неисправность которых не может быть устранена на постах технического обслуживания и ремонта автомобилей, снимают и направляют в отделение ремонта газового оборудования (рис. 158), к помещениям которого предъявляются особые требования: минимально допустимая высота, обусловленная санитарными нормами, должна быть от пола до потолка 3,2 м, от пола до выступающих конструктивных элементов перекрытия — 2,6 м; полы должны быть ровными, нескользкими, бензомасло- стойкими, из несгораемого материала; под помещениями запрещается устраивать подвалы, колодцы и подпольные каналы (пустоты).
Помещение для технического обслуживания и ремонта газовой аппаратуры должно быть оборудовано искусственной приточно-вытяжной вентиляцией с двукратным обменом воздуха, а также противопожарной сигнализацией и средствами пожаротушения.
Снятое с автомобиля газовое оборудование имеет неприятный специфический запах одорирующих веществ и сернистых соединений, а также остатки пропан-бутанового газа, поэтому стеллаж-шкаф для его хранения должен иметь в нижней части принудительную вытяжную вентиляцию.
Секционный стеллаж-шкаф с переставными полками и выдвижными ящиками для хранения 20 комплектов газового оборудования (рис. 159) имеет принудительный отсос воздуха производительностью
Вариант I
Рис. 158. Варианты планировки отделения ремонта газового оборудования:
/ — моечный участок, 11 — участок ТО и TP, Ill — помещение для вакуумной части установки, IV — участок энергоснабжения, V — вентиляционная камера; 1 — установка для мойки узлов и деталей, 2 — стеллаж-шкаф, 3, 8 — лари для отходов, 4, 17 — слесарные верстаки, 5 — умывальник, 6, 7, 18 — стеллажи для деталей, 9 — безмоторная установка для регулирования системы холостого хода смесителя,- 10 — подставка под оборудование, 11 — настольно-сверлильный станок, 12 — стенд для испытания вентилей, 13 — стенд для испытания испарителей газа, 14 — стенд для испытания газового фильтра, 15 — стенд для испытания газового редуктора, 16 » стенд для испытания иа герметичность шлангов высокого давления, 19 — шкаф для хранения баллонов, 20 — тележка для баллонов
0,25 м3/ч. Для предохранения газовой аппаратуры от повреждений секции стеллажа выполнены из материала меньшей твердости (дерево, пластмасса), чем агрегат аппаратуры.
При мойке газового оборудования применяют те же машины и средства, что и при мойке деталей бензиновой и дизельной топливной аппаратуры. Газовые приборы размещают на верстаках, оборудованных тисками и устройством бортового отсоса воздуха.
На участке технического обслуживания и ремонта газового оборудования осуществляют дефектовку, сборку, проверку и регулировки его деталей и сборочных единиц (узлов). Монтажно-демонтажные, слесарные и регулировочные работы выполняют с помощью специального
комплекта инструментов мод. И-139 (рис. 160). Инструменты имеют медное покрытие, позволяющее применять их во взрывоопасной среде.
Проверку и регулировки газового оборудования выполняют на
Рис. 159. Стеллаж-шкаф для хранения газового оборудования
Рис. 160. Комплект инструментов мод. ГМ 39:
1 — ключ для регулирования редуктора, 2, 3, 4, 5, 9, 18, 21 — стандартные инструменты, 6 ^ специальный ключ, 7 — футляр, 8 — ключ для вентилей баллона, 10 — торцовый специальный ключ, 11 — шпильковерт, 12 — торцовый ключ для крепления генератора, 13, 14 — торцовые ключи для крепления стартера, 15 — вороток, 16 — малая ручка, 17 — малая шарнирная ручка, 19 — ключ для гаек трубопроводов, 20 — квадратное шило, 22 — оправка седла клапана контрольного вентиля
специальных испытательных стендах. Рабочие параметры и герметичность сборочных единиц (узлов) газового оборудования проверяют сжатым воздухом или инертным газом при рабочем давлении 1,6 МПа. Сжатый газ подается из баллонов высокого давления (до 20 МПа) и редуцируется до испытательного давления. Шкаф для хранения этих баллонов и тележка для их перемещения размещены на участке /У
Рис. 161. Первая ступень редуктора (в сборе) иее детали:/ — седло клапана, 2 — фильтр, 3 — регулировочный винт, 4, 13 — контргайки, 5 — рычажок, 6 -— шток, 7— клапан в сборе, 8 — мембрана в сборе, 9 — прокладка, 10 ^ ось рычажка, 11 — крышка, 12 — пружина, 14—> седло пружины (регулировочный болт)Рис. 161. Первая ступень редуктора (в сборе) иее детали:/ — седло клапана, 2 — фильтр, 3 — регулировочный винт, 4, 13 — контргайки, 5 — рычажок, 6 -— шток, 7— клапан в сборе, 8 — мембрана в сборе, 9 — прокладка, 10 ^ ось рычажка, 11 — крышка, 12 — пружина, 14—> седло пружины (регулировочный болт)
Рис. 161. Первая ступень редуктора (в сборе) иее детали:
/ — седло клапана, 2 — фильтр, 3 — регулировочный винт, 4, 13 — контргайки, 5 — рычажок, 6 -— шток, 7— клапан в сборе, 8 — мембрана в сборе, 9 — прокладка, 10 ^ ось рычажка, 11 — крышка, 12 — пружина, 14—> седло пружины (регулировочный болт)
Рис. 161. Первая ступень редуктора (в сборе) иее детали:
/ — седло клапана, 2 — фильтр, 3 — регулировочный винт, 4, 13 — контргайки, 5 — рычажок, 6 -— шток, 7— клапан в сборе, 8 — мембрана в сборе, 9 — прокладка, 10 ^ ось рычажка, 11 — крышка, 12 — пружина, 14—> седло пружины (регулировочный болт)
энергообеспечения. Для проверки и регулирования газового смесителя и карбюратора-смесителя участок оборудуют безмоторной установкой, вакуумная часть которой размещена в отдельном помещении (участок /// на рис. 158).
§ 77. Ремонт газового редуктора МКЗ-НАМИ
Редуктор МКЗ-НАМИ ремонтируют при негерметичности клапана
первой ступени, разбухании мембраны, негерметичности вакуумных
полостей разгрузочного и экономайзерного устройств, отказе клапана
или мембраны второй ступени, срыве резьбы в корпусе редуктора и др. Для устранения этих неисправностей требуется снятие редуктора с автомобиля. Снятый редуктор моют и в зависимости от характера неисправностей полностью или частично разбирают.
При разборке первой ступени (рис. 161) придерживаются такой последовательности: ослабляют контргайки 13; вывертывают болт 14 пружины высокого давления и вынимают пружину 12; отвертывают гайки и снимают нижнюю крышку 11 редуктора; разъединив шток мембраны первой ступени с рычажком 5, снимают мембрану 8, вывертывают ось 10 рычажка и вынимают рычажок вместе с клапаном 7; отвернув две гайки, снимают фильтр 2 вместе с седлом 1 клапана.
Вторую ступень редуктора (рис. 162) разбирают в такой последовательности: отвертывают гайки и снимают дозирующе-экономайзерное устройство; извлекают клапан 14, для че-
го снимают фланец трубки холостого хода, вывертывают ось 9 рычажка мембраны и снимают рычажок 12 со штока. Мембрану снимают в такой последовательности: ослабляют стопорный винт и отвертыва-
ют колпак 1 седла пружины; вынимают из штока шплинт 7; снимают упорную шайбу 2 и пружину 3; ослабляют контргайку 4 и вывертывают седло 5 пружины; отвертывают болты, снимают верхнюю крышку 6 редуктора и мембрану 8 в сборе.
Разгрузочное устройство извлекают после разборки второй ступени. Для этого достаточно отвернуть на 2—3 оборота гайку сальника в
Рис. 162. Детали второй ступени редуктора:Рис. 162. Детали второй ступени редуктора:/ — колпак, 2 — шайба, 3—пружина, 4, 11— контргайки, 5 — седло пружины, 6 крышка, 7 — шплинт, 8 — мембрана в сборе, 9 — ось рычажка, 10 — прокладка, 12 ~ рычажок, 13 —регулировочный вннт, И — клапан, /5, 16 —вставка и седло клапана/ — колпак, 2 — шайба, 3—пружина, 4, 11— контргайки, 5 — седло пружины, 6 крышка, 7 — шплинт, 8 — мембрана в сборе, 9 — ось рычажка, 10 — прокладка, 12 ~ рычажок, 13 —регулировочный вннт, И — клапан, /5, 16 —вставка и седло клапанаРис. 163. Детали разгрузочного устройства:Рис. 163. Детали разгрузочного устройства:1 — корпус, 2 — фланец, 3 — мембрана, 4, 7 — шайбы, 5— пружина., 6 — крышка, 8 — штуцер, 9 — винт1 — корпус, 2 — фланец, 3 — мембрана, 4, 7 — шайбы, 5— пружина., 6 — крышка, 8 — штуцер, 9 — винт
Рис. 162. Детали второй ступени редуктора:
Рис. 162. Детали второй ступени редуктора:
/ — колпак, 2 — шайба, 3—пружина, 4, 11— контргайки, 5 — седло пружины, 6 крышка, 7 — шплинт, 8 — мембрана в сборе, 9 — ось рычажка, 10 — прокладка, 12 ~ рычажок, 13 —регулировочный вннт, И — клапан, /5, 16 —вставка и седло клапана
/ — колпак, 2 — шайба, 3—пружина, 4, 11— контргайки, 5 — седло пружины, 6 крышка, 7 — шплинт, 8 — мембрана в сборе, 9 — ось рычажка, 10 — прокладка, 12 ~ рычажок, 13 —регулировочный вннт, И — клапан, /5, 16 —вставка и седло клапана
Рис. 163. Детали разгрузочного устройства:
Рис. 163. Детали разгрузочного устройства:
1 — корпус, 2 — фланец, 3 — мембрана, 4, 7 — шайбы, 5— пружина., 6 — крышка, 8 — штуцер, 9 — винт
1 — корпус, 2 — фланец, 3 — мембрана, 4, 7 — шайбы, 5— пружина., 6 — крышка, 8 — штуцер, 9 — винт
корпусе редуктора. Разборка разгрузочного устройства не представляет особых сложностей. На рис. 163 показаны его детали в последовательности, соответствующей разборке.
Дозирующе-экономайзерное устройство разбирают в такой последовательности: отвертывают винты и снимают пластину 12 (рис. 164) с дозирующими шайбами; снимают крышку 3; извлекают пружину 4 экономайзера и мембрану 5; снимают со штока клапана замочную шайбу 6; вынимают клапан 10 экономайзера и пружину 8 клапана. Снятые детали моют, дефектуют и ремонтируют.
Рис. 164. Детали дозирующе-экономайзерного устройства:/ — винт, 2, 7 — шайбы, 3 — крышка, 4 —- пружина экономайзера, 5 — мембрана, 6 — замочная шайба, 8 — пружина клапана, 9 —- корпус, 10 — клапан экономайзера, 11 — прокладка, 12 — пластинаРис. 164. Детали дозирующе-экономайзерного устройства:/ — винт, 2, 7 — шайбы, 3 — крышка, 4 —- пружина экономайзера, 5 — мембрана, 6 — замочная шайба, 8 — пружина клапана, 9 —- корпус, 10 — клапан экономайзера, 11 — прокладка, 12 — пластинаОсновными неисправностями корпуса редуктора, которые подлежат устранению, являются повреждения резьбы отверстий и прилегающих плоскостей. Резьбовые отверстия восстанавливают нарезанием резьбы большего размера или постановкой втулок. При ремонте резьбовых отверстий способом увеличения размера резьбы соответственно новому размеру изготовляют шпильки, резьбовые штуцера и т. и. Повреждения прилегающих плоскостей (риски, забоины) устраняют шабрением. При обломе ушек под оси рычажков, связывающих клапан и мембрану в первой и второй ступенях, а также при появлении трещин корпус редуктора бракуют.
Рис. 164. Детали дозирующе-экономайзерного устройства:
/ — винт, 2, 7 — шайбы, 3 — крышка, 4 —- пружина экономайзера, 5 — мембрана, 6 — замочная шайба, 8 — пружина клапана, 9 —- корпус, 10 — клапан экономайзера, 11 — прокладка, 12 — пластина
Рис. 164. Детали дозирующе-экономайзерного устройства:
/ — винт, 2, 7 — шайбы, 3 — крышка, 4 —- пружина экономайзера, 5 — мембрана, 6 — замочная шайба, 8 — пружина клапана, 9 —- корпус, 10 — клапан экономайзера, 11 — прокладка, 12 — пластина
Негерметичность пары клапан — седло в первой и второй ступенях редуктора устраняют' обработкой поверхностей седел и ремонтом клапанов. Повреждения рабочих кромок седел удаляют зачисткой или подрезанием их торца. В клапанах переворачивают или заменяют поврежденные детали вставки. При заедании клапанов зачищают их трущиеся поверхности, а также оси вращения рычажка.
Негерметичность вакуумных полостей, разгрузочного и экономайзерного устройств является следствием нарушения целостности или повреждения прилегающих поверхностей. Такие повреждения устраняют шабрением, а поврежденные мембраны заменяют новыми, которые изготовляют по чертежам или образцам из прорезиненной маслобензостойкой ткани толщиной 0,35 мм.
После ремонта редуктор собирают в обратной последовательности, проверяя при этом все подвижные соединения, которые должны перемещаться легко, без заеданий.
При установке мембран обращают внимание на правильное расположение отверстий для болтов и стержня штока. При прижатии мембран не должно образовываться складок и загибов. В процессе сборки первой ступени редуктора при необходимости винтом 3 и контргайкой 4 регулируют положение рычажка 5 (см. рис. 161) до момента, пока его плечо займет горизонтальное положение при полностью закрытом клапане.
После сборки газовый редуктор испытывают на стенде (рис. 165), проверяя и регулируя обе его ступени, а также разгрузочное и экономайзерное устройства. Для проведения работ газовый редуктор 1 закрепляют на стенде с помощью пневматического приспособления.
Проверка работоспособности систем редуктора осуществляется сжатым воздухом давлением 1,6 МПа и разрежением до 665 Па, создаваемым диафрагменной камерой. Входящее давление воздуха и давление в первой ступени редуктора контролируют манометрами 2 и 3, а разрежение — вакумметром 4 и пьезометром 5.
В первой ступени регулируют давление газа, проверяют быстроту наполнения камеры и герметичность соединений. Во второй ступени
Рис, 165. Стенд для испытания газового редуктора;
/ ^- газовый редуктор, 2, 3 — манометры высокого и низкого давления, 4 ^ вакуумметр, 5 -^ пьезометр, 6 — вентили управления
30. Параметры пружин экономайзерного и разгрузочного устройств газового редуктора
Параметр
Пружина
мембраны экономайзера
клапана экономайзера
разгрузочного устройства
Полное число витков
9
5
4
Рабочее число витков
7
3
2
Длина пружины, мм: в свободном состоянии
29
14,5
140
под нагрузкой
20
7
10
Масса груза, кг
255 ±8
280—330
750 ±5
регулируют ход клапана, его герметичность и момент открытия. Порядок регулировок обеих ступеней редуктора был описан в § 55.
Отремонтированные экономайзерные устройства проверяют на герметичность. При проверке под мембранами создают разрежение не менее 26,5 кПа. Падение вакуума не допускается в течение 3 мин. Кроме того, в экономайзерном устройстве проверяют момент открытия клапана, а в разгрузочном — минимальное разрежение, нейтрализующее усилие конической пружины. Клапан экономайзера должен открываться при разрежении под мембраной (16,5±1,5) кПа. Разрежение, нейтрализующее усилие конической пружины разгрузочного устройства, должно составлять 10,5—13,5 кПа. При несоответствии устройств заданным параметрам пружины тарируют на специальном приборе (см. рис. 53). Длину пружины замеряют по шкале на стержне, причем при установке втулки без пружины риска должна совпадать с нулевой отметкой шкалы. Определяя длину пружины в свободном состоянии, на стержень прибора надевают только пружину; при замере ее длины под нагрузкой на втулку надевают тарировочный груз. Полученные при замере данные сравнивают с параметрами пружины (табл. 30) и в случае их несоответствия пружину бракуют.
Ремонт испарителя, фильтра, смесителяи предохранительного клапана
Ремонт испарителя. В испарителе газа основными неисправностями, появляющимися в процессе эксплуатации, являются: засорение газовых каналов; негерметичность по плоскости разъема; поры, раковины и трещины в корпусе. Засорение газовых каналов устраняют при разборке испарителя. Негерметичность по плоскости разъема может возникнуть вследствие повреждения прокладки или плоскости прилегания (заусенцы, забоины и т. п.). При ремонте испарителя прокладку заменяют, а повреждения плоскости разъема устраняют шабрением. Раковины и трещины заваривают алюминием, а мелкие поры заделывают чеканкой или бакелитовым лаком, пропитывая им корпус.
Перед пропиткой газовых каналов бакелитовым лаком испаритель собирают, на выходной штуцер устанавливают заглушку и нагревают
Рис. 166. Стенд для испытания испарителя:/ — рычаги управления. 2, 3 — манометры для испытания газовой и водяной полостей, 4 — реле времениРис. 166. Стенд для испытания испарителя:/ — рычаги управления. 2, 3 — манометры для испытания газовой и водяной полостей, 4 — реле времени
Рис. 166. Стенд для испытания испарителя:
/ — рычаги управления. 2, 3 — манометры для испытания газовой и водяной полостей, 4 — реле времени
Рис. 166. Стенд для испытания испарителя:
/ — рычаги управления. 2, 3 — манометры для испытания газовой и водяной полостей, 4 — реле времени
его до 80—100 °C. Затем через входной штуцер полость заполняют нагретым до такой же температуры бакелитовым лаком и подают воздух под давлением 1,6 МПа. Примерно через 1 мин давление снимают, лак из полости выливают и испаритель просушивают до полного высыхания пленки лака. Отремонтированный таким образом испаритель испытывают на стенде (рис. 166) на герметичность.
Конструкция стенда позволяет проверить в ванне с водой раздельно герметичности газовой и водяной полостей испарителя. Подъем и опускание ванны и крепление испарителя осуществляются с помощью пневматической системы. Под давлением воздуха 1,6 МПа проверяют сначала газовую полость, а затем пол давлением 0,15 МПа — водяную. Проверка каждой полости производится в течение 2 мин. Параметры контролируют манометрами 2 и 3 и реле временив, установленным на панели приборов стенда.
Ремонт фильтра. В магистральных газовых фильтрах чаще всего выходит из строя фильтрующий элемент и нарушается герметичность соединений. Для устранения этих неисправностей фильтр (рис. 167) снимают и разбирают, вывертывая болт 1, снимая колпак 2 и вынимая фильтрующий элемент 4. Затем все эти детали промывают и проверяют
их техническое состояние. Негерметичность по плоскости разъема фильтра устраняют °яменой прокладки или шлифованием плоскостей разъема корпуса и колпака. Фильтрующий элемент при необходимости заменяют. Отремонтированный фильтр в течение 3 мин проверяют на герметичность на стенде (рис. 168) в ванне 4 с водой (воздухом под давлением 1,6 МПа).
Ремонт смесителя. В смесителе газа наиболее часто ремонтируют обратный клапан. Для его разборки вывертывают винты и открывают крышку клапанной коробки, после чего клапан вместе со стержнем легко вынимается. К неисправностям клапана относятся его засмоление и негерметичность при работе двигателя на холостом ходу. Смолистые отложения удаляют промывкой клапана и его стержня. Негерметичность пары клапан — седло устраняют снятием заусенцев с торцовой поверхности седла и притиркой клапана пастой ГОИ. После ремонта обратный клапан проверяют на герметичность воздухом под давлением
(0,2 МПа) и легкость его перемещения. Клапан в любых положениях не должен зависать.
В предохранительном клапане основной неисправностью является негерметичность пары клапан — седло, которая может быть следствием попадания грязи (окалины, стружки, песка и т. п.) между седлом и клапаном, повреждения вставки клапана, появления раковин на седле
Рис. 167. Магистральный фильтр газа:/ — болт, 2 — колпак, 3— прокладка, 4 — фильтрующий элемент, 5 —• корпус, 6 — штуцер, 7 — электромагнитный клапанРис. 167. Магистральный фильтр газа:/ — болт, 2 — колпак, 3— прокладка, 4 — фильтрующий элемент, 5 —• корпус, 6 — штуцер, 7 — электромагнитный клапанРис. 168. Стенд для испытания фильтров:Рис. 168. Стенд для испытания фильтров:/ — баллон со сжатым воздухом, 2 — манометры, «3 — рычаг управления, 4 — ванна с водой/ — баллон со сжатым воздухом, 2 — манометры, «3 — рычаг управления, 4 — ванна с водой
Рис. 167. Магистральный фильтр газа:
/ — болт, 2 — колпак, 3— прокладка, 4 — фильтрующий элемент, 5 —• корпус, 6 — штуцер, 7 — электромагнитный клапан
Рис. 167. Магистральный фильтр газа:
/ — болт, 2 — колпак, 3— прокладка, 4 — фильтрующий элемент, 5 —• корпус, 6 — штуцер, 7 — электромагнитный клапан
Рис. 168. Стенд для испытания фильтров:
Рис. 168. Стенд для испытания фильтров:
/ — баллон со сжатым воздухом, 2 — манометры, «3 — рычаг управления, 4 — ванна с водой
/ — баллон со сжатым воздухом, 2 — манометры, «3 — рычаг управления, 4 — ванна с водой
и уменьшения давления пружины на клапан. Повреждения вставки клапана устраняют зачисткой неровности на прилегающей поверхности бархатным напильником, а раковины на седле — подрезанием или зачисткой его торцовой поверхности. Давление пружины на клапан изменяют набором регулировочных шайб 2 (см. рис. 107). При увеличении количества шайб давление пружины повышается, а при уменьшении клапан будет открываться при меньшем давлении газа в баллоне.
После ремонта, вне зависимости от характера неисправности, предохранительный клапан проверяют и регулируют на давление открытия
и закрытия. Проверку можно проводить с помощью грузопоршневого манометра типа МП-60 (рис. 169). В один из штуцеров 3 устанавливают проверяемый предохранительный клапан 4, а в другой — образцовый манометр 8 на 2 МПа. Давление в системе прибора создают вспомогательным поршнем и измеряют образцовым манометром. Кроме того.
7
Рис. 169. Грузопоршпевой манометр МП-60:
/ = корпус, 2 — вспомогательный поршень, 3 — штуцера, 4 — предохранительный клапан, 5 ^ колонка, 6 -— основной поршень, 7 •— тарнровочные грузы, 8 ^ образцовый манометр
максимальное давление открытия клапана контролируют основным поршнем. Для этого на его тарелку кладут грузы, соответствующие поднятию поршня при давлении 1,75 МПа. Правильно отрегулированный предохранительный клапан должен открываться при давлении 1,681“; оз МПа, уменьшать давление в системе и герметично закрываться при давлении 1,45 МПа. После регулирования предохранительный клапан пломбируют.
Проверка и регулирование газового редуктораи смесителя на моторном стенде
После ремонта и проверки сжатым воздухом газовый редуктор совместно со смесителем окончательно регулируют и испытывают на моторном стенде (рис. 170) при работе двигателя на сжиженном газе. Моторный стенд оборудован газовым двигателем 1 со всем вспомогательным оборудованием (водяным, масляным и топливным насосами, генератором и т. п.), тормозным 11 и весовым 10 устройствами, позволяющими делать отбор и замерять мощность, развиваемую двигателем.
При испытаниях кроме частоты вращения коленчатого вала и мощности, развиваемой двигателем, замеряют расход топлива (газовым счетчиком) и давление в различных сборочных единицах (узлах) газового оборудования. Давление газа в баллоне и первой ступени редуктора замеряют техническими или образцовыми манометрами 5 и 6,
Рис. 170. Моторный стенд:
/ — двигатель, 2 -— счетчик Для замера расхода газа, 3, 4 — водяной и ртутный пьезометры, 5, 6 — манометры редуктора и баллона, 7 — указатель уровня газа в баллоне, 8 — газовый баллон, 9 — бак с бензином, 10, 11 — весовое и тормозное устройства, 12 — прибор для аамера токсичности отработавших газов
а давление и разрежение в газовой аппаратуре, которое должно быть около 0,1 МПа,— ртутным пьезометром. Для измерения малых давлений и разрежений (до 5 кПа) используют водяной пьезометр 3. Во время испытаний проверяют мощностные и экономические показатели двигателя, обеспечиваемые работой редуктора и смесителя.
Первым этапом испытаний является регулирование смесителя и редуктора для работы двигателя на холостом ходу. В смесителе регулируют количество подаваемого газа и воздуха, в редукторе — давление газа во второй ступени (на 70—80 Па). Одновременно контролируют токсичность отработавших газов и регулируют двигатель (порядок регулирования двигателя и норма токсичности при работе на холостом ходу были приведены в §62).
Следующим этапом испытаний является проверка удельных расходов топлива при работе двигателя с частичной нагрузкой при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин. Для этого замеряют мощность
двигателя и расход газа. Удельный расход, м3/(Вт-ч), подсчитывают по формуле g^=VrfNe, где Кг—расход газа, м2/ч; Ме — действующая мощность двигателя, Вт. Полученные данные должны соответствовать приведенным ниже.
Топливная экономичность двигателей при п = 2000 об/мин
ЗИЛ-138ГАЗ-53-07
Мощность двигателя, % 20—2545—5070—7520—2545—50 70—75
Удельный расход газа, м®/(Вт-ч).15185751558581
При полном открытии дроссельных заслонок при различных частотах вращения коленчатого вала замеряют мощность двигателя и расход газа (табл. 31). Кроме того, при моторных испытаниях проверяют работу ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механизм ограничителя настраивают на срабатывание в соответствии с данными табл. 32. После регулирования редуктор и смеситель в комплекте поступают для установки на автомобиль.
31. Мощностные и экономические показатели газовых двигателей при полном отборе мощности
Показа-
Частота вращения п коленчатого вала двигателя, об/мин
1200
2000
3000
ЗИЛ-138
ГАЗ-53-07
ЗИЛ-138
ГАЗ-53-07
ЗИЛ-138
ГАЗ-53-07
Ne, кВт
44
31
81
57
107
81
VT, м3/ч
6,2—6,4
4—4,2
10,6—10.8
7,4—7,8
16,5—16,9
12,5—12,8
32. Параметры настройки ограничителя частоты вращения коленчатого вала
Двигатель
Максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя по ограничителю, об/мин
при полном открытии
дроссельных заслонокна холостом ходу
ЗИЛ-138
ГАЗ-53-07
3100+1003450 (не более)
3200—34003450—3650
§ 80. Техническое освидетельствование газовых баллонов
Газовые баллоны периодически (через 2 года для сжиженного и через 3 года — для сжатого газа) подвергают освидетельствованию, перед которым их снимают с автомобиля, освобождают от газа и на-
правляют на предприятие (СТОГА), которое имеет разрешение на проведение указанных работ.
Баллоны для сжиженного газа при освидетельствовании проходят гидравлические испытания, определяющие их прочность, и пневматические, определяющие герметичность их соединений с арматурой. Для механизации трудоемких работ по снятию, установке и транспортировке газовых баллонов с автомобиля применяют специальную тележку (рис. 171), состоящую из рамы 1, опорной стойки 4 и стрелы 3 с пантографом. Подъем стрелы осуществляется с помощью ножного гидравлического насоса 5.
Рис. 171. Тележка для снятия, установки и транспортировки газовых баллонов: ; — рама, 2 — газовый баллон, 3 —- стрела с пантографом, 4 — стопка, 5 — ножной насос
При проведении гидравлических испытаний с баллонов снимают арматуру, на ее место устанавливают заглушки и баллоны полностью заполняют водой. Испытания проводят в течение 1 мин под давлением 2 МПа, которое создается гидравлическим прессом и измеряется двумя манометрами, один из которых является контрольным. Затем давление снижают до рабочего (1,6 МПа), осматривают баллоны снаружи и обстукивают сварные соединения. Баллоны считаются выдержавшими гидравлическое испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи, потения в сварных соединениях на основном металле, а также видимых остаточных деформаций. После гидравлических испытаний баллоны осушают и на них устанавливают арматуру.
Пневматическим испытаниям воздухом или инертным газом под давлением 1,6 МПа подвергают баллоны в сборе с арматурой. Герметичность соединений определяют при опускании баллона в ванну с водой на 2 мин. Появление пузырьков воздуха на поверхности баллонов и в местах соединений их с арматурой не допускается.
После освидетельствования делают запись в паспорте баллона о выявленных и устраненных неисправностях. На стенке баллона выбивают месяц и год последующих испытаний и ставят клеймо организации, проведшей освидетельствование. В процессе эксплуатации баллонов при любой замене сборочных единиц (узлов) арматуры проводят внеочередные пневматические испытания без регистрации в паспорте.
Баллоны для сжатого газа при освидетельствовании подвергают дегазации (наполнению водой), осмотру, взвешиванию, гидравлическим и пневматическим испытаниям. При осмотре определяют состояние наружной и внутренней поверхностей баллона (при осмотре внутренних поверхностей используют источник локального освещения напряжением не более 12 В во взрывозащищенном исполнении). Выявленные в процессе осмотра трещины, вмятины, раковины и риски не должны иметь глубину более 10% номинальной толщины стенки баллона. Взвешиванием определяется потеря массы баллона в результате коррозии (при уменьшении массы более чем на 7,5% баллон выбраковывают). Гидравлические испытания производят при давлении 30, а пневматические — 20 МПа.
Результаты всех испытаний заносят в журнал, на стенках баллона выбивают даты произведенного и последующего освидетельствований, а также клеймо организации, проведшей освидетельствование.
Г Л А В А XI. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА
Правила безопасности при обслуживаниитопливной аппаратуры
Выполняя работы на постах технического обслуживания автомобиля, слесарь-авторемонтник по топливной аппаратуре должен знать, что при постановке автомобиля на пост на рулевое колесо вешают табличку с надписью: «Двигатель не пускать — работают люди!». Автомобиль должен быть заторможен стояночным тормозом и включением первой передачи в коробке передач. Должно быть также выключено зажигание, у дизелей — подача топлива, а под колеса положено не менее двух упоров (башмаков).
Перед выполнением работы, связанной с вращением коленчатого вала, необходимо проверить, выключено ли зажигание (у дизелей — подача топлива), и поставить рычаг коробки передач в нейтральное положение. Пост, на котором регулируют приборы системы питания при работающем двигателе, должен быть оборудован шланговым или дистанционным отсосом отработавших газов.
Техническое обслуживание и ремонт приборов системы питания, снятых с автомобиля, выполняют в цехе (на участке). Работы по зачистке деталей перед пайкой и лужением должны выполняться на рабочих местах, имеющих местную вентиляцию. Топливные баки и тару из-под горючих жидкостей перед ремонтом необходимо предварительно промыть горячей водой, пропарить острым паром, снова промыть каустической содой и просушить горячим воздухом. Пайку или заварку следует выполнять при открытых пробках. Разрешается выполнять заварку, предварительно заполнив тару горячей водой или непрерывно подаваемым инертным газом (азотом, отработавшими газами).
Правила безопасности при обращениис этилированным бензином
Этилированный бензин ядовит, поэтому его не разрешается применять в бытовых целях для мойки деталей, использовать как топливо для двигателей, работающих внутри помещений, автобусов с передним
расположением двигателей, а также мотоколясок. Запрещается заправка автомобилей этилированным бензином из ведер и леек, засасывание бензина в шланг ртом и продувка топливопроводов таким же способом.
При обращении с этилированным бензином надо быть аккуратным и не допускать его разбрызгивания. Для удаления пролитого бензина применяют дихлорамин (1,5%-ный раствор в бензине) или кашицу хлорной извести (1 ч. хлорной извести на 3—5 ч. воды). Металлические детали, загрязненные этилированным бензином, промывают керосином или щелочным раствором.
Для транспортировки и хранения этилированного бензина применяют цистерны, металлические бочки, бидоны, канистры с плотно закрывающимися крышками или пробками на бензостойких прокладках. Тара и заправочный инвентарь должны иметь несмывающуюся надпись «Этилированный бензин».
Техническое обслуживание и ремонт автомобилей, двигатели которых работали на этилированном бензине, должны выполняться в отдельных помещениях, оборудованных принудительной вытяжной вентиляцией. Рабочее место, инструменты и оборудование по окончании смены необходимо обработать керосином и раствором хлорной извести.
Лица, работающие с этилированным бензином, обеспечиваются резиновыми сапогами, перчатками и фартуками. Спецодежда должна храниться в отведенных для этого местах, отдельно от обычной одежды. Выносить ее за пределы предприятия, а также входить в спецодежде в столовые, красные уголки, служебные и жилые помещения воспрещается.
При попадании этилированного бензина на кожу ее обмывают керосином, а затем теплой водой с мылом. Для промывания глаз применяют 2%-ный раствор питьевой соды. Перед принятием пищи следует тщательно мыть руки с мылом.
Лица, работающие с этилированным бензином, подвергаются периодическим медицинским осмотрам в соответствии с инструкцией и указаниями органов здравоохранения.
Правила безопасности при обращениисо сжиженными и сжатыми газами
Сжиженные нефтяные и сжатые природные газы обладают повышенными по сравнению с жидкими моторными топливами пожаро- и взрывоопасными свойствами, которые могут проявляться при утечке газа из топливной системы автомобиля, находящейся под давлением.
Нефтяные газы не обладают токсичным (отравляющим) воздействием на человеческий организм, но наличие их в воздухе уменьшает содержание кислорода. Человек, находящийся в такой атмосфере, будет испытывать кислородное голодание. Предельно допустимая концентрация паров пропана в рабочей зоне, установленная санитарными нормами, составляет 1800 мг/м3. Пары нефтяного газа в 1,5—2 раза тяжелее воздуха и скапливаются в низких и непроветриваемых местах, образуя взрывоопасную концентрацию.
При работе со сжиженным газом следует иметь в виду, что, вытекая из баллона, он быстро испаряется с интенсивным поглощением теплоты. Попадание сжиженного газа на незащищенную поверхность тела человека вызывает обморожение, которое по характеру воздействия напоминает ожог.
Природный газ в 1,5—1,8 раза легче воздуха, поэтому при утечках он скапливается вверху, создавая в помещении пожаро- и взрывоопасную ситуацию. Его содержание в рабочей зоне не должно превышать 300 мг/м3. По степени воздействия на человека природный газ относится к 4-му классу малоопасных веществ.
Перед постановкой автомобиля в профилакторий на техническое обслуживание и ремонт закрывают вентили на баллоне, вырабатывают весь газ, находящийся в системе питания, и проверяют герметичность газового баллона. Если на автомобиле, находящемся в помещении, обнаружена утечка газа, его буксируют на улицу, а помещение проветривают с целью удаления газовоздушной смеси, особенно из осмотровых канав.
При обслуживании и ремонте газобаллонного автомобиля категорически запрещается: ремонтировать газовую аппаратуру, находящуюся под давлением, и араматуру баллона, если в баллоне имеется газ; пускать двигатель при наличии в системе питания утечек газа; пускать двигатель и работать на смеси двух топлив (бензина и газа); счищать краску и красить наполненный газом баллон; открывать и закрывать вентили баллона с помощью дополнительных рычагов. Все работы по снятию, установке и регулированию газового оборудования следует выполнять специальным инструментом с медным покрытием.
В помещениях технического обслуживания и ремонта во время нахождения в них газобаллонных автомобилей нельзя пользоваться открытым огнем, выполнять сварочные работы, работать на заточных станках, кузнечных горнах и другом оборудовании, вызывающем ис- крообразование.
У газобаллонных автомобилей запрещается проверять пламенем герметичность соединений газовой аппаратуры и газопроводов и подносить к автомобилю открытый огонь для освещения, пайки, сварки и т. п.
В случае возникновения пожара на автомобиле следует немедленно закрыть магистральный и расходные вентили. Если пожар возник при работающем двигателе, то необходимо при закрытых газовых вентилях увеличить число оборотов коленчатого вала, с тем чтобы быстрее израсходовать газ из системы питания. Вспыхнувший газ можно тушить углекислотным огнетушителем, песком и кошмой. Вода при тушении пожара может быть применена для охлаждения баллона с целью предупреждения чрезмерного повышения в нем давления.
Общим требованием при эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном и сжатом газах, является обучение и сдача экзаменов персоналом, производящим эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт этих автомобилей.
Правила безопасности при работена моечных установках
При постановке автомобилей в профилакторий для проведения технического обслуживания и ремонта проводят уборочно-моечные работы, которые включают в себя мойку наружных поверхностей автомобиля, шасси и двигателя, а также мойку и уборку кузова и кабины. Мойка наружных поверхностей автомобиля производится вручную или механическим способом. Ручную мойку следует выполнять на специализированных постах, обеспечивающих сток воды в очистные сооружения. При шланговой мойке струи воды не должны достигать токонесущих проводников и оборудования. Механизированная мойка автомобилей значительно облегчает тяжелый ручной труд и увеличивает его производительность. Место рабочего, производящего мойку, находится в водонепроницаемой кабине. Для безопасности работ управление моечными агрегатами производится с пультов, к которым подводится напряжение не выше 12 В.
Мойка шасси и двигателя производится, как правило, вручную горячей водой с применением шланга с пистолетом и насоса высокого давления (1,5—2 МПа). Во избежание пожара и ожогов запрещается мыть двигатель и агрегаты бензином. Для мойки агрегатов автомобиля п узлов топливной аппаратуры, снятых с автомобиля, применяют специальные моечные машины. Их размещают в изолированном помещении, тем самым обеспечивая безопасность и удобство работы. Рабочие, занятые обслуживанием моечных машин, должны иметь спецодежду, защитные очки и резиновые перчатки.
Очистку деталей в большинстве случаев производят химическим способом с применением растворов, содержащих едкий натр, кальцинированную соду, жидкое стекло и мыло. Для предотвращения разбрызгивания моющего раствора ванны следует закрывать металлическими крышками; уровень их наполнения должен быть на 100—200 мм ниже краев ванны. Загрузка в моечную машину деталей массой свыше 20 кг должна быть механизирована. После мойки щелочным раствором детали обязательно следует промыть горячей водой.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ахметов Л. А., II в а н о в В. Н., Е р о х о в В. И. Экономическая эффективность и эксплуатационные качества газобаллонных автомобилей.— Ташкент. «Узбекистан», 1984.
Ачкасов К- А., Вегера В.П. Справочник молодого слесаря по ремонту и регулировке приборов системы питания и гидросистемы тракторов, автомобилей и комбайнов.— М.: Высшая школа, 1978.
Варун В. Н. и др. Автомобиль КамАЗ.— М.: Транспорт, 1984.
Б е л и к о в Л. И. и др. Автомобиль «Москвич-2140».— М.: Машиностроение, 1981.
Боровских Ю. И. и др. Устройство автомобилей.— М/. Высшая школа, 1982.'
Ж е г а л и н О. И., Л у к а ч е в П. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей.— М.: Транспорт, 1985.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Введение 4
Глава I. Автомобильныетоплива 6
Общие сведения . . . . . 6
Нефть и способы ее переработки 6
Топливо для бензиновых двигателей . . 9
Топливо для дизелей . ., . 13
Топливо для двигателей газобаллонных автомобилей 16
Токсичность отработавших газов автомобильных двигателей...24
Снижение токсичности отработавших газов автомобильных двигателей26
Глава II. Организациятехнического обслуживания автомобилей . . . .30
Основные понятия надежности автомобилей 30
Виды, периодичность и трудоемкость технического обслуживания автомобилей 31
Организация технологического процесса технического обслуживания автомобилей 34
Диагностирование технического Состояния автомобилей 36
Стационарное оборудование для технического обслуживания...37
Оборудование пунктов заправки автомобилей 40
Особенности технического обслуживания автомобилей КамАЗ..48
Особенности технического обслуживания газобаллонных автомобилей . . .49
Средства диагностирования технического состояния автомобильных двигателей 51
Глава III. Устройство системы питания карбюраторных двигателей . . .55
Принципиальное устройство системы питания 55
Типы карбюраторов 56
Устройство и работа простейшего карбюратора 58
Образование горючей смеси и влияние ее состава иа работу двигателя 60
Недостатки простейшего карбюратора 65
Дозирующие устройства карбюратора и принцип их действия . .66
Обогатительные устройства карбюраторов . . 69
Вспомогательные устройства карбюраторов 72
Карбюраторы двигателей грузовых автомобилей 75
Карбюраторы двигателей легковых автомобилей 81
Приборы системы питания 100
Глава IV. Техническое обслуживание системы питания карбюраторного двигателя 107
Неисправности приборов системы питания, их признаки и характер проявления 107
Определение технического состояния системы питания двигателя при диагностировании автомобиля . . . . 109
Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания 111
Проверка и регулирование карбюратора . . .112
Проверка и регулирование топливного насоса 120
Проверка и регулирование токсичности отработавших газов двигателя ., , 123
Нормирование расхода топлива . . 127
Г л а в a V. Устройство системы питания дизелей.. . .129
Характеристика рабочего цикла четырехтактного дизеля . . . .129
Способы смесеобразования в дизелях 132
Характер протекания процессов впрыскивания и сгорания топлива 134
Общее устройство системы питания дизелей ЯМЗ 137
Устройство приборов системы питания магистрали низкого давления 139
Устройство приборов системы питания магистрали высокого давления . . . . . , . 142
Автоматическое регулирование впрыскивания топлива в дизелях .148
Особенности устройства топливной аппаратуры двигателей автомобилей КамАЗ 153
Глава VI. Техническое обслуживание системы питания дизелей 162
Неисправности системы питания и их признаки 162
Контроль токсичности отработавших газов дизеля 164
Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания дизелей 169
Проверка герметичности системы питания и работоспособности топливоподкачивающего насоса дизеля 170
Проверка и регулирование насоса высокого давления 174
Проверка и регулирование форсунок 178
Особенности технического обслуживания системы питания двигателей автомобилей КамАЗ 182
Нормирование расхода и пути экономии дизельного топлива . . .186
Глава VII. Устройство системы питании двигателей газобаллонных автомобилей 189
Применение горючих газов для двигателей внутреннего сгорания .189
Общее устройство газобаллонной установки 190
Баллоны для газового топлива 195
Арматура газобаллонных установок 199
Испаритель, подогреватель и фильтры газа 205
Газовый редуктор 209
Газовый смеситель' 215
Карбюраторы-смесители 219
Резервная система питания двигателя бензином 221
Глава VIII. Техническое обслуживание систем питании двигателей с газобаллонными установками 223
Основные неисправности газобаллонных установок, их признаки и способы устранения 223
Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания газобаллонных автомобилей 226
Проверка и регулирование газовой аппаратуры 229
Проверка герметичности системы питания 232
Нормирование расхода топлива для газобаллонных автомобилей .234
Глава IX. Технология процесса ремонта автомобилей 238
Назначение, виды и методы ремонта автомобилей 238
Типы ремонтных предприятий. Технология капитального ремонта 241
Рабочее место и организация работы слесаря 243
Способы восстановления и комплектовки деталей 244
Глава X. Ремонт приборов систем питания автомобильных двигателей .246
Технология ремонта топливной аппаратуры . 246
Ремонт топливопроводов и топливных баков . , 248
Ремонт топливных иасосов и карбюраторов 250
Ремонт насосов высокого давления 253
Ремонт форсунок 258
Ремонт топливоподкачивающих иасосов 262
Установка и регулирование топливной аппаратуры на автомобиле после ремонта , . 265
Требования, предъявляемые к отделению ремонта газового оборудования .. . . .268
Ремонт газового редуктора МКЗ-НАМИ 271
Ремонт испарителя,.фильтра, смесителя и предохранительного кла
пана 275
Проверка и регулирование газового редуктора и смесителя на моторном стенде 278
Техническое освидетельствование газовых баллонов 280
ГлаваXI. Безопасностьтруда 282
Правила безопасности при обслуживании топливной аппаратуры .282
Правила безопасности при обращении с этилированным бензином .282
Правила безопасности при обращении со сжиженными и .сжатыми газами 283
Правила безопасности при работе на моечных установках . . . .285
Рекомендуемая литература 285
Учебное издание
Юлий Васильевич Буралев,Олег Александрович Мартиров,Евгений Владимирович Клеиников
УСТРОЙСТВО, ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМОБИЛЕЙ
Зав. редакцией Г. П. СтадниченкоРедактор Р. К. СапожниковаМл. редактор О. В. КатковаХудожественный редактор М. И. ЧуриновТехнический редактор Ю. А. ХореваКорректор Г. А. Чечеткина
ИБ № 6326
Изд. № М— 311. Сдано в набор 29.08.86. Подл, в печать 20.01.87. Формат 60><90Vic- Бум. тип. № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 18,0 усл. печ. л. 18,0 усл. кр.-отт. 20,33 уч. изд. л. Тираж 95 000 экз. Заказ № 3029. Цена 65 коп.
Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «ПерваяОбразцовая типография» имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственномкомитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113054, Москва,Валовая, 28
Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилейУстройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилейЮ.В.БУРАЛЕВ, О.А.МАР ТИРОВ» Е.В. ПЛЕННИКОВЮ.В.БУРАЛЕВ, О.А.МАР ТИРОВ» Е.В. ПЛЕННИКОВ
Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей
Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей
Ю.В.БУРАЛЕВ, О.А.МАР ТИРОВ» Е.В. ПЛЕННИКОВ
Ю.В.БУРАЛЕВ, О.А.МАР ТИРОВ» Е.В. ПЛЕННИКОВ
ББК 39.33—08 Б 90
УДК 629.113
Рецензент Б. Б. Соловьев (преподаватель Коломенского учебнокурсового комбината)
Буралев Ю. В. и др.
Б 90 Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей: Учеб, для сред. ПТУ/Буралев Ю. В., Марти- ров О. А., Кленников Е. В. 3-е изд., перераб. и доп.—М.: Высш, шк., 1987.—288 с.: ил.
Приведены сведения по автомобильным топливам, устройству систем питания карбюраторных дизельных и газобаллонных автомобилей, обслуживанию и ремонту приборов топливной аппаратуры.
3-е издание (2-е—в 1982 г.) дополнено сведениями о новых конструкциях топливной аппаратуры автомобилей.
Учебник может быть использован при профессиональном обучении рабочих на производстве.
3603030000—134ББК 39.33—08
052(01)—87 137—876Т2.12
© Издательство «Высшая школа», 1982
© Издательство «Высшая школа», 1987, с изменениями