Смесеобразование и состав горючей смеси

Тема 2.6. Система питания

Вопросы: Назначение системы питания. Виды топлива для автомобильных двигателей. Бензин, его основные свойства. Марки бензина. Дизельное топливо, его основные свойства. Марки дизельного топлива.

Горючая и рабочая смесь. Классификация горючей смеси по соста­ву. Понятие о детонации, признаки и причины детонационного горе­ния. Влияние детонации на работу двигателя. Понятие о жесткости работы дизельного двигателя. Понятие об экономичных мощностных смесях.

Влияние состава горючей смеси на токсичность отработавших газов. Требования к составу смеси для работы двигателя на разных режимах.

Метод занятия: рассказ, беседа.

Время : 8 час

ХОД ЗАНЯТИЯ

1ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

-проверяю наличие личного состава

-довожу тему и учебные вопросы

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Смесеобразование и состав горючей смеси

Сущность процесса смесеобразования заключается в полу­чении мельчайших частиц бензина, полного их испарения и перемешивания с воздухом. Процесс получения смеси воздуха с мелко распыленным и частично испаренным бензином назы­вается карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот про­цесс, - карбюратором. Основным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возмож­ных режимов работы двигателя. При этом смеседозирующие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотно­шение между распыленным топливом и воздухом.

Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и па­ров бензина с воздухом называется горючей смесью. В цилин­драх двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточными га­зами) и образует рабочую смесь.

В карбюраторных двигателях процесс смесеобразования происходит в тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий в смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко распылиться, перемешаться с воздухом и

Смесеобразование и состав горючей смеси

Сущность процесса смесеобразования заключается в полу­чении мельчайших частиц бензина, полного их испарения и перемешивания с воздухом. Процесс получения смеси воздуха с мелко распыленным и частично испаренным бензином назы­вается карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот про­цесс, - карбюратором. Основным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возмож­ных режимов работы двигателя. При этом смеседозирующие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотно­шение между распыленным топливом и воздухом.

Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и па­ров бензина с воздухом называется горючей смесью. В цилин­драх двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточными га­зами) и образует рабочую смесь.

В карбюраторных двигателях процесс смесеобразования происходит в тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий в смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко распылиться, перемешаться с воздухом и испариться. Распыление топлива происходит главным обра­зом из-за разности скорости поступления топлива и воздуха. Наибольшая скорость топлива в смесительной камере кар­бюратора равна 5-7 м/с, а воздуха 100-150 м/с. С повышени­ем скорости воздуха в смесительной камере тонкость распыливания топлива увеличивается, это увеличивает и скорость его испарения.

Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется 15 кг (или 12,5 м³) воздуха. Однако при работе карбюраторно­го двигателя количество воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому со­став горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение количества воздуха, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называется нор­мальной и в этом случае а=1. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится свыше 15 кг воздуха, но не более 17 кг, то её называют обеднённой (а = 1,05-1,15), при содержании же воздуха свыше 17 кг - бедной (а = 1,2-1,25). Горючую смесь, содержащую меньше 15 кг, но не менее 12 кг воздуха на 1 кг топлива, называют обогащённой (а = 0,8-0,95), а при содержа­нии воздуха менее 12кт-богатой (ос=0,4-0,7). Наиболее эконо­мичная работа двигателя достигается на обедненной смеси (а = 1,05-1,15).

7.2. Общее устройство системы питания и простейший кар­бюратор

Система питания карбюраторного двигателя служит для при­готовления горючей смеси, подачи её к цилиндрам двигателя и отвода от них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воз­духа, приготовление горючей смеси, отвод отработавших га­зов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

В системе питания карбюраторного двигателя (рис. 7.1) бен­зин из бака 10, через открытый кран 12, фильтр-отстойник 16 и топливопроводы 7 подается насосом 22 к карбюратору 3. Од­новременно из подкапотного пространства или канала 1 через воздушный фильтр 2 в карбюратор засасывается очищенный воздух, который, смешиваясь с парами и мелко распыленными частицами бензина, образуют горючую смесь, поступающую через впускной газопровод в цилиндры двигателя. Из цилинд­ров отработавшие газы через выпускной газопровод 21 отво­дятся в приемные трубы 20, из них - к глушителю 18, который не только снижает шум, но и гасит пламя и искры от отработан­ных газов при выходе их через выпускную трубу 13. Глушитель грузового автомобиля представляет собой цилиндрический кор­пус, который перегородками 15 разделен на ряд полостей и имеет переднее 19 и заднее 14 днище с патрубками и три трубы 17 со щелевидными отверстиями.

Рис. 7.1.Система питания карбюраторного двигателя

Простейший карбюратор. На поршневых двигателях устанав­ливают карбюраторы эмульсионного типа. Их принцип дей­ствия основан на том, что из-за большой разницы в скоростях движения воздуха и топлива, проходящих через смесеобразующее устройство, струя топлива разбивается на мельчайшие ча­стицы с образованием паровоздушной горючей смеси.

Простейший карбюратор (рис. 7.2) состоит из поплавковой камеры 7, жиклера 6 с распылителем 15, диффузора 16, смеси­тельной камеры 17 и дроссельной заслонки 5. По топливопро­воду 10 топливо из топливного бака поступает в поплавковую камеру 7, в которой с помощью поплавка 8 и игольчатого кла­пана 9 поддерживается постоянный уровень топлива.

Калиброванное отверстие жиклера 6 расчитано на истече­ние через распылитель 15 определенного количества топлива в диффузор 16. Для поддержания атмосферного давления в по­плавковой камере сделано отверстие 11

Рис. 7.2. Схема простейшего карбюратора

При такте впуска, когда поршень 1 движется вниз, в надпоршневом пространстве в цилиндре 2 создается разряжение, ко­торое через открытый впускной клапан 3 передается в газопро­вод 4. Под действием этого разряжения поток воздуха, пройдя воздухоочиститель 12 и полностью открытую воздушную зас­лонку 14, поступает в диффузор 16, имеющий в средней части сужение, что увеличивает скорость воздушного потока, и, сле­довательно, разряжение у среза распылителя.

Под действием разницы давления в смесительной 17 и по­плавковой 7 камерах топливо вытекает из распылителя и из-за большой скорости воздуха интенсивно размельчается, затем, испаряясь, смешивается с воздухом, образуя паровоздушную горючую смесь. Количество и качество горючей смеси, посту­пающей в цилиндры двигателя, регулируют изменением поло­жения дроссельной заслонки.

При пуске двигателя проходное сечение воздушного патруб­ка 13 уменьшают частичным или полным закрытием воздуш­ной заслонки 14, в результате чего увеличивается разряжение в смесительной камере карбюратора, а следовательно, и количе­ство топлива, поступающего в распылитель ассмотренный простейший карбюратор с одним жиклером может обеспечивать необходимый состав смеси лишь для опре­деленного режима работы, а эксплуатационные режимы кар­бюраторных двигателей отличаются большим разнообразием, поэтому такой карбюратор практически непригоден для авто­мобильных двигателей. В условиях эксплуатации автомобиля для карбюраторного двигателя характерны следующие основ­ные режимы работы:

- пуск холодного двигателя, требующий очень богатой сме­си (а = 0,3-0,5) из-за плохого испарения топлива в результате соприкосновения его с непрогретыми стенками впускного газо­провода и цилиндров;

-режим холостого хода и малых нагрузок, требующий богатой смеси (а=0,60-0,90). На этих режимах дроссельную заслонку прикрывают, уменьшая наполнение цилиндров го­рючей смесью, в результате чего увеличивается относитель­ное содержание в рабочей смеси остаточных газов, ухудша­ющих процесс сгорания. В этих условиях для поддержания устойчивой работы горючая смесь должна быть богатой;

-режим частичных (средних) нагрузок, соответствующий открытию дроссельной заслонки до 80%. На этих нагрузках дви­гатель работает большую часть времени, а поэтому для такого режима целесообразен экономичный состав смеси, т.е. смесь должна быть обедненной (а= 1,05-1,15);

-режим полных (максимальных) нагрузок, обеспечивающих получение от двигателя максимальной мощности. Обычно та­кие режимы используют кратковременно (при разгоне автомо­биля, движении его с максимальной скоростью, преодолении крутых подъемов и т.д.). На указанном режиме, пренебрегая экономичностью, применяют обогащенную смесь (а= 0,85-0,90). В этих условиях движения неизбежно резкое и полное откры­тие дроссельной заслонки, которое не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси из-за увеличения коли­чества поступающего воздуха. Для предотвращения такого обеднения смеси карбюратор имеет специальные смесеобогащающие устройства.