Призначення паливного насоса

Подача необхідної кількісті палива з бака в карбюратор.

Конструкція насоса

Діафрагмовий, корпус відлитий з цинкового сплаву, головка і кришка з’єднані між собою гвинтами. У корпусі на осі встановлений важіль, що притискується пружиною до ексцентрика розподільчого вала двигуна. Вилоподібним кінцем важіль охоплює шток діафрагми, яка відтискається вгору пружиною. Краї діафрагми затиснуті між корпусом і головкою насоса. У центральній частині діафрагми закріплений шток. У головці насоса змонтовані два всмоктувальних і один нагнітальний клапани. Над всмоктувальними клапанами розміщений сітчастий фільтр. Важіль ручного підкачування палива закріплений нерухомо на валику і утримується в нижньому положенні пружиною, яка встановлена на валику між важелем і корпусом насоса.

Принцип дії паливного насоса

Привід насоса здійснюється від ексцентрика, розташованого на розподільному валу двигуна. При переміщенні важелем діафрагми вниз, стискається пружина і над діафрагмою створюється розрідження. Під дією розрідження паливо, проходячи сітчастий фільтр і всмоктувальні клапани, поступає у порожнину над діафрагмою. Вгору діафрагма переміщується під дією пружини.

Під тиском палива відкривається нагнітальний клапан (всмоктувальні клапани при цьому будуть закриті), і паливо поступає в головку, а потім в трубопровід до карбюратора.

Рівень палива в поплавковій камері коливається, змінюючи міру відкриття голчатого клапана поплавкової камери карбюратора. При зміні відкриття вхідного отвору в трубопроводі, що з'єднує насос з карбюратором, створюється різний тиск палива. Останній тим більший, чим менше відкритий клапан, тобто тим менша витрата палива двигуном. Навпаки, при збільшенні відкриття голчастого клапана і підвищенні витрати палива тиск в трубопроводі зменшується. При збільшенні тиску палива зменшується хід діафрагми вгору, і частина ходу важіля насоса холоста. Оскільки паливо нагнітається під дією пружини, то тиск, що створюється насосом, залежить не тільки від відкриття голчастого клапана, але і від зусилля пружини.

Пружина підібрана так, що її сила пружності не в змозі подолати сили, які діють на запірну голку з боку поплавка. Тому, коли поплавкова камера заповнена, діафрагма насоса залишається в нижньому положенні, а важіль рухається вхолосту.

Рис. 2.212. Робота паливного насоса Б-10

Таким чином, насос змінює кількість палива, що подається відповідно до витрати його двигуном. Найбільша продуктивність насоса в 3 – 5 раз перевищує максимальну витрату палива двигуном. Продуктивність паливних насосів двигунів вантажних автомобілів становить 100-180 л/г, а максимальний тиск при нульовій подачі 150 - 225 мм рт. ст. Поплавкова камера карбюратора може бути заповнена паливом перед пуском двигуна за допомогою пристрою для ручного підкачування. При переміщенні ручкою важеля, валик, повертаючись, відтискає важіль насоса вниз або відпускає його. Внаслідок цього паливо засмоктується в порожнину над діафрагмою і потім нагнітається в карбюратор.

Рис. 2.213. Паливопідкачуючий та ежекційний насоси системи живлення.

Встановлення у паливному баку покращує охолодження електродвигуна

Форсунки

Процес сумішоутворення при впорскуванні палива у циліндр триває декілька мілісекунд і по часу співпадає з процесом згоряння. Спочатку паливо подається у циліндри, потім випаровується, перемішується з повітрям та газами, створюючи таким чином робочу суміш. Завдання по створенню пальної суміші у дизелях та двигунах із впоркуванням бензину покладено на форсунки. Від досконалості створення пальної суміші залежить повнота згоряння та ефективність роботи двигуна. Сумішоутворення може бути обємне або плівкове і в залежності від конструкції камери згоряння може бути переважаючим той чи інший спосіб. При плівковому сумішоутворенні тонка паливна плівка нагрівається від поверхні камери згоряння і випаровується у повітряний заряд. У двигунах з роздільними камерами згоряння у зв’язку з тим що перемішування палива з повітрям здійснюється за рахунок енергії потоку повітря, яке рухається з над поршневого простору у додаткову камеру, застосовують форсунки з компактним струменем з порівняно малим кутом розпилювання.

У двигунах з неподільними камерами згоряння сумішоутворення в основному здійснюється за рахунок струменю палива багатоотворових форсунок. У деяких системах живлення форсунки за один цикл двигуна можуть здійснюватись два впорскування палива, що покращує економічність роботи двигуна та зменшує викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами.

Призначення

Для подачі палива під високим тиском і розпилювання його у камерах згоряння дизелів. У бензинових двигунах для подачі палива та розпилювання його у впускному трубопроводі, або у циліндрах.

Конструкція

У більшості форсунка складається з корпуса форсунки, корпуса багатоотворового (одноотворового) розпилювача з паливною камерою, штанги, запірної голки, пружини з тарілкою та стаканом, регулювального гвинта, ковпака. У форсунках встановлюють також електромагнітний або п’єзоелектричний привід клапана з важілями.

Форсунки для впорскування бензину різноманітні і можуть бути клапанні, закриті або штифтові. Основними параметрами, які характеризують форсунку, є величина тиску відкриття (початку впорскування). Важливим параметром форсунки є також тиск закриття форсунки (тиск зливання палива).

Принцип дії

Паливо впорскується в камеру згоряння через соплові отвори форсунки у дизелях під тиском 12,5 МПа у одноотвірних та 16,5….21 МПа у багатоовірних форсунках, а в двигунах з впорскуванням бензину у впускний трубопровід 0,37….0,46 МПа і до 15 МПа з впоркуванням бензину безпосередньо в циліндр.

Під час нагнітального ходу плунжера паливного насоса тиск у паливній камері розпилювача зростає. Якщо тиск на запірну поверхню запірної голки перевищує опір пружини, голка піднімається відкриваючи рух палива через отвори розпилювача. У штифтовій форсунці під час зростання тиску і підніманні штифта, між ним і корпусом створюється вузька щілина через яку паливо через сопло розпилювача впорскується в розпиленому виді в циліндр.

Значний тиск палива та велика швидкість проходження через вузькі щілини забезпечує якісне розпилювання.

Якщо подача палива насосом припиняється і його тиск знижується, голка під дією пружини щільно закриває сопловий отвір розпилювача.

При застосуванні електронних систем керування, запірна голка піднімається електромагнітом.

У двигуні VW FSI з подвійним прямим впорскуванням перше впорскування здійснюється за 300⁰ до ВМТ кінця стискання, а друге впорскування на початку такту стискання, що дозволяє паливу повністю випаровуватись.

Під час розігрівання нейтралізатора друге впоркування здійснюється за 60⁰ до ВМТ кінця такту стискання.

Рис.2.214. Подвійне пряме впоскування палива двигуна VW FSI

Рис.2.215. Форсунка закритого типу з гідравлічно керованою голкою двигуна автомобіля КамАЗ:

1-корпус розпилювача; 2-голка розпилювача; 3-гайка розпилювача;

4-проставка; 5-штанга; 6-регулювальна шайба; 7-сітчатий фільтр; 8-штуцер.

А-відведення палива; Б-підведення палива під тиском.

Рис. 2.216. Насос-форсунка двигуна V10TDI з електромагнітним клапаном

Останнім часом у системах живлення почали використовувати п’єзофорсунки та п’єзонасос-форсунки. П’єзо - від грецького “тисну”. П’єзоелектричний клапан у чотири рази збільшує швидкодію форсунки, зменшує шум в порівнянні електромагнітним клапаном, дає можливість змінювати величину запальних доз палива та застосовувати електронне керування.

Принцип дії п’єзоприводу форсунки базується на п’єзоелектричному ефекту, тобто в зміні довжини п’єзоелемента при прикладанні до нього напруги. У п’єзофорсунках компанії VW Mechatronic і Siemens VDO Automotive AG керована напруга змінюється від 100 до 200 в.

При прикладанні напруги до деяких матеріалів, що містять кристали турмаліну, кварцу, сегнетової солі, довжина їх кристалів збільшується.

Під тиском у цих кристалах виникає різниця потенціалів, що дає можливість використати цей ефект у п’єзодатчиках.

Товщина одного п’єзоелемента п’єзоприводу клапана приблизно дорівнює 0,08 мм, а її приріст під дією напруги складає 0,15 %.

Для отримання пересування на 0,04 мм необхідний стовпчик з більш ніж 260 п’єзоелементів. У набраному блоку п’єзоелементи розмежовані металевими обкладками для підведення напруги. Стовпчик п’єзоелементів разом з натискною пластиною (наконечником) є основа п’єзоприводу.

Рис. 2.217. Будова п’єзофорсунки двигуна V8 TDI Audi з п’єзоелектричним клапаном

У зв’язку зтим, що хід п’єзоприводу складає 0,04 мм, а повний хід клапана складає 0,1 мм, між між п’єзоприводом та голкою ставиться важільний передавач з відповідним передаточним числом

Рис. 2.218. Будова п’єзо насос-форсунки

Рис. 2.219. Робота форсунки на початку впорскування бензину

Рис. 2.220. Робота форсунки по закінченні впорскування бензину

При відсутності керуючої напруги, п’єзоелектричний клапан відкритий, так як голка піднята з сідла дією зворотної пружини.

Під час подачі керуючої напруги важільний п’єзопривід пересуває голку клапана на 0,1 мм.

Рис. 2.221. Вакуумний роторний насос

Призначення

Забезпечення роботи вакуумних посилювачів при виключенні двигуна внутрішнього згоряння.

Паливні баки

Паливні баки призначені для зберігання палива.

Конструкція бака

На автомобілі встановлюють один або декілька паливних баків. У більшості паливний бак складається з двох зварених між собою штампованих коритоподібних половин. Всередині бака є перегородки, що збільшують жорсткість бака і зменшують гідравлічні удари від плескання палива.

У днищі паливного бака є отвір для зливання відстою, закритий пробкою. Паливом бак заповнюють через наливну горловину, розташовану у верхній частині бака. Горловина герметично закрита пробкою, у якій змонтовані два клапани: впускний (повітряний) і випускний (паровий). Через впускний клапан в бак подається повітря по мірі витрати палива, і тим самим запобігається утворення в баку надмірного розрідження. Цей клапан відкривається при розрідженні в баку 1 - 4 кН/м². При збільшенні тиску в баку на 10 - 20 кН/м² (наприклад, внаслідок підвищення температури навколишнього повітря) відкривається випускний клапан. Така будова кришки зменшує втрати палива через випаровування його найбільш легких (пускових) фракцій. Паливо забирається з бака через паливний фільтр 3.

Кількість палива в баку контролюється датчиком та електричним покажчиком рівня. Іноді у паливні баки встановлюють стрижневі вимірювачі рівня палива.

В баках можуть знаходитись паливопідкачуючі насоси, фільтри, трубопроводи зворотнього відведення палива, сполучення з атмосферою.

Оскільки металеві паливні баки з часом піддаються корозії та виходять з ладу, на деяких автомобілях їх виготовляють зі спеціальних пластмас.

Рис. 2.222. Будова паливного бака легкового автомобіля

Рис. 2.223. Паливні баки автомобіля ЗІЛ-131:

1-паливний бак; 2-пробка зливного отвору; 3-паливний фільтр; 4-датчики рівня палива; 5-поплавок; 6-кришка заливної горловини; 7-кран переключання баків; 8-покажчик кількості палива; 9-перемикач;

10-вентиляційний отвір; 11-заливна горловина.

Рис. 2.224. Демпфер пульсації палива двигуна 1ZR-FE Тойота

Накопичувач палива (акумулятор) складається з двох трубок ( порожнин) внутрішньої та зовнішньої. Демпфер пульсацій забезпечує тиск у нагнітальній магістралі і запобігає виникненню парових пробок та забезпечує наступний запуск двигуна.

2.13.8. Паливні фільтри

Від чистоти палива, що поступає до насосів, карбюраторів, форсунок залежить надійність та якість приготовлення пальної суміші та ефективність роботи двигуна. Дрібні частинки у паливі можуть привести до відказу роботи плунжерних пар, нагнітальних клапанів, форсунок, карбюраторів. Наявність води в паливі приводить до відказу роботі паливного насоса. Тому для забезпечення надійної роботи системи живлення двигунів паливом застосовують паливні фільтри грубої та тонкої очистки палива.

Поступаючи з баку паливо спочатку очищається від домішок в баку, потім проходячи через фільтр грубої очистки додатково очищається від механічних домішок, води і поступає до фільтра тонкої очистки.

Пройшовши очистку у фільтрі тонкої очистки паливо поступає до насосу низького та високого тиску і до форсунок. У карбюраторних двигунах паливо після паливного насосу низького тиску поступає до карбюратора.

Фільтруючі елементи фільтрів тонкої очистки палива можуть бути виготовлені зі спеціального паперу, деревяної муки просоченої пульвербакелітом, ниток, пористого керамічного матеріалу тощо.

Рис. 2.225. Фільтрація палива системи живлення двигуна V10TDI

Рис. 2.226. Фільтр відстійник палива дизеля:

1-пробка зливного отвору; 2-корпус фільтра; 3-заспокоювач руху палива;

4-фільтруюча сітка; 5-відбивач руху палива; 6-розподільник; 7-фланець.

Рис. 2.227. Паливний фільтр-відстійник автомобіля ЗИЛ:

1-пробка для зливання відстою; 2-отвір для зливання відстою; 3-корпус фільтра; 4-пружина фільтруючого елемента; 5-стрижень кріплення відстійника; 6-стійка пакета пластин; 7-опорна шайба фільтруючих пластин; 8-пакет пластин; 9-корпус фільтруючого елемента; 10-прокладка фільтруючого елемента; 11-паронітова прокладка корпуса; 12-отвір для штуцера бензопровода подачі палива до насоса; 13-кришка фільтра відстійника; 14-стяжний болт; 15-отвір для штуцера бензопровода забирання палива з бензобака; 16-кронштейн кришки; 17-канал проходження відфільтрованого палива; 18-фільтрувальна пластина; 19-виступ на фільтруючій пластині.

Призначення фільтра-відстійника. Очистка від механічних домішок, бруду, води.

Конструкція фільтра-відстійника. Фільтрувальний елемент зібраний на двох стійках з великої кількості кільцевих пластин товщиною 0,15 мм з отворами. Знизу фільтруючий елемент стиснутий пружиною і закритий кришкою. На пластинах фільтруючого елемента виконані два ряди виступів висотою 0,05 мм для створення зазорів між пластинами. Між корпусом і кришкою встановлена прокладка. Кришка прикріплена до корпуса болтом .

Робота фільтра. У фільтрі-відстійнику паливо очищується в два етапи. При попаданні палива в корпус його швидкість зменшується, внаслідок чого найбільш великі механічні частинки і вода осідають на дні корпусу. Далі паливо проходить через зазори фільтруючого елемента, залишаючи на його поверхні тверді частинки.

Рис. 2.228. Паливний фільтр тонкої очистки палива двигуна автомобіля

ЗИЛ-131та його робота:

1-затяжна гайка; 2-втулка; 3-скоба кріплення стакана фільтра; 4-пружина;

5- стакан фільтра; 6-фільтруючий елемент фільтра тонкої очистки палива;

7-корпус фільтра тонкої очистки; 8-фільтруюча сітка; 9- каркас сітчатого фільтра тонкої очистки; 10-зажимний гвинт.

Призначення фільтра тонкого очищення пального

Додаткова фільтрація пального, яка підвищує надійність роботи системи живлення двигуна.

Конструкція фільтра тонкого очищення

Корпус, пластмасовий стакан-відстійник, фільтрувальний елемент. Фільтрувальний елемент може бути виготовлений з дрібної латунної сітки або з пористого керамічного матеріалу. Фільтрувальний елемент підтискається до корпусу пружиною. Корпус і стакан-відстійник утримуються разом скобою і фіксуються гайкою.

Рис. 2.229. Фільтр тонкої очистки палива дизеля:

1-корпус; 2-болт; 3-ущільнююча шайба; 4-пробка; 5-фільтрувальний елемент;

6-ковпак фільтра; 7-пружина фільтрувального елемента; 8-зливна пробка;

9-стержень; 10-клапан-жиклер; 11-пружина; 12-пробка клапана.

2.13.9. Система живлення двигуна повітрям

Система живлення повітрям з використанням наддуву

Призначення

Збільшення масового наповнення циліндра повітрям (пальною сумішею) та збільшення потужності двигуна.

Класифікація систем надуву:

А) За джерелами енергії наддуву:

1. Механічні, що використовують енергію двигуна (з приводним компресором);

2. Працюючі на енергії відпрацьованих газів :

- З турбокомпресором;

- З хвильовими обмінниками тиску повітря.

3. Комбіновані (механічні та з використанням енергії відпрацьованих газів);

4. Системи, що використовують енергію хвильових коливань

( динамічний та резонансний наддув).

Б). За ступенем підвищення тиску π_к (відношенням тиску подачі пальної суміші в циліндр до тиску навколишнього середовища):

- З низьким наддувом π_к ≤1,9, який забезпечує приріст потужності на 20…35%;

- З середнім наддувом 1,9≤ π_к ≤2,5 який забезпечує приріст потужності на 35…50%;

- З високим наддувом π_к> 2,5 який забезпечує приріст потужності на 50% і більше;

π_к =

Механічні нагнітачі розділяються на:

5. Відцентрові;

6. Пластинчаті;

7. Роторні з гвинтовими лопатями;

8. Роторно-поршневі.

На автомобільних двигунах використовуються системи наддуву з

низьким або середнім підвищенням тиску.

Конструкція нагнітача повітря

А). Турбокомпресор: компресор, газова турбіна. Трубопроводи для повітря та відпрацьованих газів. Система мащення. Б). Механічний наддув: Компресор, трубопроводи для повітря.

В). Хвильовий обмінник тиску: Корпус, ротор, що приводиться у дію від колінчастого валу, отвори підведення повітря та відпрацьованих газів. Принцип дії ґрунтується на ефекту взаємодії відпрацьованих газів із повітрям у каналах ротора, що обертається. Обмін енергією проводиться на швидкості звуку завдяки руху хвиль тиску в отворах ротора. Через складність конструкції та велику вартість і габарити, широко не використовується.

Газообмін при динамічному наддуві та випуску відпрацьованих газів характеризується дозарядкою та збільшенням масового наповнення циліндрів на впуску і відсмоктуючою дією на випуску відпрацьованих газів.

Динамічний наддув або резонансний наддув, як найбільш простий, економічний, разом з тим використовується тільки на окремих перехідних та несталих режимах роботи двигуна.

Використання електронних систем керування забезпечує більш широкий діапазон використання динамічного наддуву.

Рис. 2.230. Живлення двигуна Ауді повітрям з застосуванням наддуву та охолодження

Рис. 2.231. Живлення двигуна V8 TDI CR Audi повітрям з використанням рециркуляції відпрацьованих газів

Рис. 2.232. Турбонаддув повітря у двигуні V8 TDI CR Audi

Рис. 2.233. Подвійний турбонаддув двигуна Мерседес Бенц

Рис. 2.234. Удосконалений варіант двигуна з турбонаддувом

Рис. 2.235. Будова турбокомпресора двигуна V8 TDI CR Audi

Рис. 2.236. Нагнітач з хвильовим обмінником тиску та подвійним приводом

Рис. 2.237. Режими роботи турбокомпресора Ауді

Рис. 2.238. Впускний трубопровід змінної довжини двигуна V6 FSI з використанням енергії хвильових коливань (резонансний наддув)

Рис. 2.239. Рух повітря у впускному колекторі зі змінною довжиною з використанням енергії хвильових коливань та електронним керуванням(резонансний наддув)

Рис. 2.240. Повітряні трубопроводи змінної довжини двигуна автомобіля

VW FSI з заслінкою та електронною системою керування

Використання резонансного наддуву з електронною системою керування на несталих та перехідних режимах роботи двигуна дозволяє покращити масове наповнення циліндрів, пристосованість двигуна, необхідний крутний момент, зменшити токсичність відпрацьованих газів: 1. За рахунок хвилі тиску у впускній системі під час впуску свіжого заряду в циліндр. 2. За рахунок відсмоктуючої дії відпрацьованих газів під час випуску.

Повітряні фільтри

Пил, що знаходиться у повітрі, при проникненні у двигун змішується з маслом і визиває посилений знос деталей, зниження потужності та довговічності двигуна. Кількість пилу залежить від місцевості, грунту, кліматичних умов використання автомобіля. У автомобільних двигунах використовуються фільтруючі змінні елементи з паперу або картону, інерційно-масляні і на спеціальній техніці інерційні.

Рис. 2.241. Система очищення повітря автомобіля КАМАЗ:

Рис. 2.242. Повітряний фільтр двигуна автомобіля КАМАЗ з паперовим фільтруючим елементом

Рис. 2.243. Повітряний фільтр двигуна автомобіля ЗИЛ-131 з масляною ванною та триступеневою очисткою повітря:

1-масляна ванна; 2-шланг троса; 3-масляний відбивач; 4-трос; 6-ущільнююча прокладка корпуса; 7-дроселююча касета; 8-пружина троса; 9-скоба кріплення натяжного важеля; 10-кутник фіксації важеля; 11-обойма дроселюючої касети; 12-натяжний важіль кріплення троса; 13-сітка фільтруючого елемента; 14-відбивач набивки; 15-направляючий патрубок труби; 16-пружний забірник повітря; 17-розпірна пружина; 18-відбивач масла; 19-повітрязаборний патрубок; 20-кришка корпуса фільтруючого елемента; 21-патрубок подачі повітря у карбюратор; 22-патрубок подачі повітря у компресор; 23-центральна труба; 24-пінооливоутримуюча набивка; 25-кронштейн фільтра; 26-корпус фільтруючого елемента; 27-утримувач сітки елемента; 28-вікно розпилу та пінення масла; 29-обойма ущільнюючої прокладки; 30-отвір для стікання брудної масла; 31- утримувач сітки касети; 32-ежектор розпилу та пінення масла; 33-центральний отвір відбивача;

34-опорна шайба; 35-опорне кільце відбивача.

Призначення

Для очищення від пилу (кристалів кварцу) повітря, що поступає в карбюратор .

Кристали кварцу, осідаючи на змащених поверхнях деталей двигуна, викликають інтенсивний знос цих деталей.

Конструкція повітряного фільтра ВПМ-3 з триступеневим очищенням

Корпус, піномаслоутримувальна набивка, дросельна касета з капронового волокна, відбивач, масляна ванна, ущільнююча прокладка.

Дросельна касета вільно установлена у фігурні пази корпусу фільтра і закріплена у ньому. Касета утримується пружинами, які розташовані у відбивачі.

Масляна ванна з відбивачем закріплена до корпусу двома тросами. До повітряного фільтра приварені кронштейни кріплення до вертикальних стрижнів. Повітряний фільтр з’єднаний з карбюратором і компресором шлангами.

Рис. 2.244. Робота повітряного триступеневого фільтра двигуна автомобіля ЗИЛ

Принцип дії фільтра

Повітря під дією розрідження, яке створюється поршнями двигуна, поступає в центральний трубопровід і, рухаючись вниз, контактує з маслом, де проходить інерційне очищення від найбільш великих частинок пилу. Масло під натиском повітря рухається від центру відбивача до отворів і частково попадає в дросельну касету і піномаслоутримувальну набивку. Частина масла через отвори стікає в порожнину масляної ванни.

В свою чергу, масло витікає із порожнини через центральний отвір внаслідок різниці рівнів масла в порожнині й зоні над відбивачем і, рухаючись по відбивачу, змиває з нього пил.

Масло, яке попало в дросельну касету і в піномаслоутримувальну набивку, сильно піниться. Спінене масло і фільтрувальні набивки забезпечують очищення повітря від дрібних частинок пилу.

Струмінь повітря утримує масло в набивці й касеті. Так як масло безперервно попадає в піномаслоутримувальні набивки, то надлишки його по стінках набивок стікають вниз. Частина масла, яке стікає по зовнішніх стінках набивок, досягає отворів, через які воно попадає в порожнину масляної ванни.

Під час проходження повітря над відбивачем в зоні створюється розрідження, внаслідок якого мастило, яка стікає по внутрішніх стінках набивок до вікон в ежекторі, засмоктується й захвачується повітрям, утворюючи завісу, яка досягає відбивача. Через цю завісу проходить повітря, частково виносячи масло в набивку й касету.

Забруднене масло по мірі стікання відстоюється в масляній ванні, де пил випадає в осад. Рух масла в набивці і по відбивачу, а також робота ежектора забезпечують циркуляцію масла. Так як режими роботи двигуна змінюються досить часто, то змінюються і режими роботи повітряного фільтра. При цьому масло то підіймається до максимального рівня в набивці, то стікає у ванну, що забезпечує додаткове промивання набивок.

Повітря до повітряного фільтра підводиться через повітряний канал у капоті, із яким повітряний фільтр з’єднаний гофрованим патрубком.

2.14. Система рециркуляції відпрацьованих газів

Частина відпрацованих газів під великим тиском охолоджується та направляється назустріч впускним потокам повітря, перемішуються з ним та завихрюються.

Призначення

Рівномірне перемішування свіжого повітря з відпрацьованими газами та зменшення шкідливих викидів оксидів азоту.

Конструкція

Трубопроводи, клапани з вакуумним регулятором, охолоджувач відпрацьованих газів, автоматична система керування.

Рис. 2.245. Система рециркуляції відпрацьованих газів

двигуна V8 TDI CR Audi

Принцип дії

Частина нагрітих відпрацьованих газів під великим тиском через отвори у головках блоку (де частково охолоджуються), клапани регулювання подачі, надходять до радіатора системи охолодження рециркульованих газів, де охолоджуються до необхідної температури і поступають у впускний трубопровод назустріч потоку повітря.

Перемішуючись з повітрям, створюється завихрення, яке забезпечує якісне перемішування палива з повітрям у циліндрах двигуна та повне згоряння.

Дозування кількості відпрацьованих газів визначається по сигналах датчиків кисню і залежить від кількості поступаючого повітря, доз впорскування палива, обертів колінчастого вала, температури оточуючого повітря.

2.15. Система охолодження рециркуляційних відпрацьованих газів

Призначення

Охолодження рециркульованих відпрацьованих газів.

Принцип дії

Для ефективного зменшення викидів сажі та оксидів (NO_x), частина відпрацьованих газів на прогрітому двигуну охолоджується, у охолоджувачі рециркульованих газів, який підключений до системи охолодження двигуна. Крім того відпрацьовані гази охолоджуються, проходячи через отвори головки блока циліндрів.

Частина нагрітих відпрацьованих газів під великим тиском через отвори у головках блоку (де частково охолоджуються), клапани регулювання подачі, надходять до радіатора системи охолодження рециркульованих газів, де охолоджуються до необхідної температури.

Керування заслінками та охолоджувачем здійснюється автоматично в залежності від режимів роботи двигуна.

Рис. 2.246. Подача та охолодження рециркуляційних газів

двигуна VW V8 TDI

Рис. 2.247. Система охолодження рециркуляційних відпрацьованих

газів двигуна V10 TDI Phaeton

Система запуску

Призначення

Підготовка двигуна та його систем до роботи та запуск двигуна.

Класифікація:

1. За енергією, що використовується для запуску двигуна:

- Електрична (стартер);

- Механічна енергія маховика, що обертається;

- Енергія стисненого повітря.

2. За підготовкою систем двигуна до роботи або без (система охолодження, мащення).

Конструкція

Джерело енергії (акумулятор, конденсатор, розкручений маховик приводу, стиснене повітря), виконавчий пристрій приведення у дію колінчастого валу двигуна (стартер, маховик приводу, ємність зі стисненим повітрям, розподільник подачі стисненого повітря, трубопроводи), елементи керування, пристрої підготовки систем двигуна до запуску (підігрівач охолоджуючої рідини, мастильні насоси попередньої подачі мастила у систему мащення, свічки накалювання, тощо).

Рис. 2.248. Стартер СТ2:

1-вимикач маси ВК318; 2-клямка виключення маси; 3-рукоятка виключення маси; 4-акумуляторна батарея.; 5-корпус стартера СТ2; 6-негативна щітка;

7- позитивна щітка; 8-серієсна обмотка збудження; 9-колектор; 10-кришка корпуса стартера; 11-пориста мастило просочена втулка; 12-контактний диск реле РС14-1; 13-контакти включення обмотки стартера; 14-контактний болт додаткового опору котушки запалювання; 15-втягуюча обмотка; 16-корпус тягового реле; 17-утримуюча обмотка; 18-якір; 19-регулювальний гвинт якоря; 20-кришка привода; 21-важіль включення шестірні стартера;

22-утримувач середнього підшипника; 23-вал якоря стартера; 24-кільце обмежувача хода шестірні; 25-приводна шестірня стартера; 26-муфта вільного ходу; 27- муфта включення.

Рис. 2.249. Свічка накалювання системи запуску двигуна

Система запалювання

(Контактна або безконтактна - іскрова та розжаренням)

Призначення

Запалення робочої суміші у циліндрах бензинових та газових двигунів в потрібний момент.

Вимоги:

1. Забезпечення іскри у відповідному циліндрі двигуна, при закінченні такту стискання.

2. Своєчасність та оптимальність моменту запалювання в залежності від обертів та навантаження двигуна.

3. Достатність енергії іскри для запалювання робочої суміші в залежності від її складу, щільності та температури.

4. Надійність.

Класифікація:

1.За визначенням моменту запалювання: механічним або електричним способом з використанням електронних систем керування або без.

2.За розподіленням високовольтної енергії по циліндрам: з використанням розподільника струму високої напруги або без.

3.За конструкцією елементів системи: з котушками запалювання однією, двома або на кожен циліндр.

Параметри іскроутворення:

1. Кут замкнутого стану контактів.

2. Кут випередження запалювання при створенні оптимального моменту запалювання при збільшенні (зменшенні) числа обертів колінчатого вала.

3. Напруга пробою – напруга вторинної ланки котушки запалювання в момент створення іскри.

4. Напруга горіння – умовно – установлена напруга у вторинній ланці у період горіння іскри.

5. Час горіння іскри.

Конструкція системи запалювання:

1. Джерело електричної енергії (Акумуляторна батарея, генератор).

2. Вимикач запалювання.

3. Накопичувач енергії (котушка запалювання).

4. Прилади керування накопиченням енергії (переривач з відцентровим та вакуумним регуляторами, транзисторний комутатор з датчиками Хола, оптичний датчик, мікропроцесорні системи керування).

5. Розподільник енергії високої напруги.

6. Провода високої напруги.

7. Свічки запалювання.

Рис. 2.250. Схеми систем запалювання:

Рис. 2.251. Класична контактна система запалювання

Рис. 2.252. Схема безконтактної системи запалювання

У порівнянні з контактною системою запалювання, більш надійна та має підвищений ресурс роботи.

Цифрові та мікропроцесорні системи запалювання

Призначення

Автоматичне регулювання моменту випередження запалювання за необхідною характеристикою, залежно від частоти обертання колінчастого валу та навантаження двигуна, режимів роботи, температури і складу робочої суміші.

Мікропроцесорні системи запалювання використовують мікропроцесор або мікро ЕОМ, які дають можливість більш оперативно відтворювати задані характеристики моменту випередження запалювання.

Рис. 2.253. Схема запалювання з електронним блоком керування

Рис. 2.254. Мікропроцесорна система запалювання з двома

двовивідними котушками запалювання

Рис. 2.255. Мікропроцесорна система запалювання з двома

двовивідними котушками запалювання на свічках

Рис. 2.256. Мікропроцесорна система запалювання з чотирьома

котушками запалювання

Рис. 2.257. Мікропроцесорна система запалювання з котушками на свічках

Рис. 2.258. Схема живлення струмом

Рис. 2.259. Генератор змінного струму Г250-И1:

1-вентилятор охолодження обмоток; 2-вал ротора генератора; 3-передня кришка генератора; 4-ізоляція обмотки статора; 5-полюсні наконечники ротора; 6-трифазна обмотка статора; 7-плюсова контактна пластина вентилів; 8-корпус блока випрямних кремнієвих діодів; 9-мідне контактне кільце ротора; 10-кінцеві виводи обмотки збудження ротора;

11-алюмінієві ребра радіатора охолодження блока ветилів; 12-кронштейн кріплення генератора; 13-позитивний клемовий болт підключення споживачів (випрямленого) постійного струму; 14-ветиляційне вікно у кришці; 15-кришка заднього підшипника; 16-ізоляційна втулка контактного кільця; 17-щітки генератора; 18-щіткоутримувач; 19-штекер позитивної щітки ізольований від маси; 20-гвинт маси (мінус генератора); 21-задня кришка генератора; 22-кришка щітко утримувача; 23-пружина щітки; 24-болт кріплення кришки; 25-вивод негативної щітки поєднаний з масою; 26-стяжний гвинт кришки та пластин статора; 27-крайня потовщенч пластина статора; 28-набір пластин статора; 29-котушка обмотки збудження ротора; 30-кришка переднього підшипника; 31-шків привода генератора.

Рис. 2.260. Блок випрямників струму генератора:

32-мінусова мідна контактна пластина вентилів; 33-гвинт підключення вентилів на масу; 34-вивод вентиля з позитивним потенціалом; 35-вивод вентиля з негативним потенціалом; 36-болт блока вентилів для підключення фазного вивода; 37-гвинт кріплення блока випрямників; 38-диск кристалів електронно-діркового переходу; 39-діод кремнієвого випрямника з позитивним потенціалом; 40-ізоляційна мастика; 41-діодний вивод; 42-діод кремнієвого випрямника з негативним потенціалом; 43-латунна основа вентилів.

Рис. 2.261. Будова ротора генератора:

Рис. 2.262. Котушка запалювання Б-102-Б:

1-кожух котушки запалювання; 2- наборний сердечник з електротехнічної сталі; 3--фарфоровий ізолятор; 4-зовнішня ізоляція первинної та вторинної обмоток; 5- кільцеві магнітопроводи; 6- первинна обмотка; 7- вторинна обмотка; 8-ізоляційна трубка сердечника; 9- скоба кріплення котушки;

10- ізоляційна трубка контактного елемента сердечника; 11-зовнішня ізоляційна трубка; 12-кришка котушки запалювання; 13-пружина ізоляційної пластини; 14-екран подавлення радіозавад; 15-запасна клема; 16-клема ВК первинної обмотки; 17-контактна гайка; 18-штуцер ВК низької напруги;

19-контактні пружини; 20-контактна гайка виводу високої напруги;

21-ущільнююче кільце вивода; 22-штуцер виводу високої напруги; 23-клема високої напруги; 24-контактна пластина вторинної обмотки; 25-клема Р первинної обмотки; 26-вивод Р низької напруги; 27- ізоляційна втулка вивода; 28-штуцер виводу Р низької напруги; 29-провод початку первинної обмотки; 13-контактна пластина початку вторинної обмотки; 14-скоба кріплення катушки; 15-вторинна обмотка; 16-наборний сердечник з електротехнічної сталі; 17-ізоляційна трубка сердечника; 18-фарфоровий ізолятор.

Рис. 2.263. Котушка запалювання Б-114:

1-контактна пластина кінця; 2-корпус котушки запалювання; 3-кільцеві магнітопроводи; 4-зовнішня ізоляція первинної та вторинної обмоток;

5-первинна обмотка; 6-вивод початку первинної обмотки; 7-кришка котушки запалювання; 8-клема високої напруги; 9-різьбовий контактний наконечник провода високої напруги; 10-зажим кінцевого вивода первинної обмотки;

11-ізоляційна капронова втулка; 12-ізоляційна бумага рядів обмоток;

13-контактна пластина початку вторинної обмотки; 14-скоба кріплення катушки; 15-вторинна обмотка; 16-наборний сердечник з електротехнічної сталі; 17-ізоляційна трубка сердечника.; 18-фарфоровий ізолятор.

Рис. 2.264. Котушка запалювання СОР з інтегрованим запалюванням

Рис. 2.265. Схема двовиводної котушки запалювання

Переривник – розподільник

Призначення

1. Переривник.Переривання струму низької напруги у ланці первинної обмотки котушки запалювання.

2. Розподільник. Підведення струму високої напруги до свічок запалювання відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна.

3.Відцентровий та вакуумний регулятори. Для автоматичної зміни кута випередження запалювання. Відцентровий у залежності від частоти обертання колінчатого вала, а вакуумний у залежності від навантаження двигуна.

4.Октан-коректор. Для ручного регулювання кута випередження запалювання. 5. Конденсатор: Для зменшення зносу поверхонь контактів при розривах через іскріння.

Рис. 2.266. Переривач-розподільник:

1-контактний стержень; 2-струморозносна пластина; 3-ротор подільника;

4-вугільний контакт; 5-кришка розподільника; 6-зажим; 7-приводний вал;

8-корпус переривача; 9-пластина контактів; 10-конденсатор; 11-позитивна клема; 12-ексцентрик; 13-струмопідвідна пластина; 14-рухома контактна пластина; 15-нерухома контактна пластина; 16-кулачковий вал; 17-мембрана. 18-пружина мембрани; 19-вакуумний регулятор; 20-тяга поєднання мембрани з площадкою контактів; 21-просочена мастилом набивка для мащення кулачків; 22-нижня пластина октан-коректора; 23-траверса з косими пазами; 24-пластина.

Рис. 2.267. Відцентровий регулятор переривника-розподільника:

1-фіксатор; 2-шайба; 3-вал траверси; 4-пружина; 5-приводний вал;

6-пластина; 7-штіфт пружини; 8-відцентрові вантажі; 9-штіфти що вставляються у пази траверси; 10-траверса; 11-кулачки.

Рис. 2.268. Робота вакуумного регулятора переривника-розподільника

Свічки запалювання

Призначення

Для створення іскри, що займає робочу суміш у камерах згоряння двигуна.

Рис. 2.269. Свічка запалювання А-15В:

1-боковий електрод свічки; 2-вкручувальна частина корпуса; 3-корпус свічки; 4-шестигранник під ключ; 5-струмопровідний скло герметик; 6-контактна головка; 7-боркорундовий ізолятор свічки; 8-різьба стрижня контактної головки свічки; 9-упорна шайба; 10-теплоізоляційна стальна шайба; 11-мідне ущільнення та тепловідводяче кільце; 12-роздільний центральний електрод свічки.

Принцип дії

При проходженні струму високої напруги між центральним та боковим електродами виникає іскра, яка запалює робочу суміш у кінці такту стискання.

Рис. 2.270. Свічка СН307 безконтактної екранованої системи запалювання

Рис. 2.271. Свічка запалювання з використанням лазерного променя

Рис. 2.272. Конструкція свічки розжарювання дизеля

Рис. 2.273. Свічки розжарювання дизелів

Рис. 2.274. Конструкція та принцип дії свічки розжарювання

2.18. Система випуску відпрацьованих газів

Призначеня

Випуск відпрацьованих газів, нейтралізація шкідливих речовин у процесі випуску з допомогою нейтралізаторів, уловлення сажі та зниження рівня шуму.

Конструкція

Трубопроводи, датчики кисню, температури, тиску, нейтралізатори та системи нейтралізації шкідливих речовин у випускаємих газах, сажеві фільтри, глушники.

Рис. 2.275. Система випуску відпрацьованих газів автомобіля Touareg

Рис. 2.276. Система випуску відпрацьованих газів двигуна V8 TDI CR Audi

Рис. 2.277. Сажевий фільтр з каталітичним покриттям

Рис. 2.278. Каталітичний нейтралізатор з датчиком кисню