Система питания двигателей легковых автомобилей и используемые виды топлива.

Карбюратор. К системе питания карбюраторного двигателя относят элементы, обеспечивающие подачу в него топлива и воздуха и отведение отработавших газов. Первая группа элементов включает в себя топливный бак, фильтр-отстойник, топливоподкачивающий насос, трубопроводы, карбюратор, впускной патрубок; вторая группа — воздушный фильтр, карбюратор, впускной патрубок; третья группа — выпускной патрубок, трубопроводы, глушитель шума. Однако не все элементы системы питания находятся на двигателе или около него. Некоторые из них, и в том числе топливный бак, фильтр-отстойник, могут быть расположены достаточно далеко от моторного отсека, например в задней части кузова. Все зависит от компоновки автомобиля.

Основным и наиболее сложным элементом системы питания карбюраторного двигателя является карбюратор — прибор, с помощью которого осуществляется подготовка и дозирование смеси топлива и воздуха (горючей смеси).

В зависимости от соотношения топлива и воздуха горючая смесь может быть: нормальной (на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания бензина), обедненной (на 1 кг бензина приходится 15... 17 кг воздуха), бедной (на 1 кг бензина приходится более 17 кг воздуха), обогащенной (на 1 кг бензина приходится 13...15 кг воздуха), богатой (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха).Наибольшей скоростью сгорания обладают смеси с а =0,8...0,9, они и позволяют двигателю развить максимальную мощность. С наибольшей экономичностью при полной нагрузке работают двигатели при а» 1,1, т. е. при наличии воздуха несколько большем, чем необходимо теоретически. Объясняется это неоднородностью горючей смеси и наличием в цилиндрах остаточных (оставшихся от сгорания предыдущей порции топлива) газов, отрицательно влияющих на ее горючесть. И даже при обеднении смеси полное сгорание топлива в карбюраторных двигателях -практически не обеспечивается. Поэтому в отработавших газах всегда обнаруживаются продукты неполного сгорания в виде, например, угарного газа. Для работы двигателя на разных режимах необходимо иметь горючую смесь различного состава, что обеспечивается конструкцией и регулировкой карбюратора.

Устройство системы питания дизельного двигателя несколько иное. В ней вместо карбюратора используется топливный насос высокого давления объемного типа с числом секций, равным числу цилиндров. При вращении коленчатого вала двигателя секции через форсунки подают определенные порции топлива (величина порции зависит от положения педали газа) в цилиндры, когда поршни подходят к ВМТ (соответствуют опережению зажигания). Топливо при этом быстро и хорошо смешивается с воздухом, сжатым в цилиндре, и за счет повышения температуры смесь воспламеняется и горит. Похожа на эту систему питания система питания бензинового двигателя с непосредственным впрыскиванием топлива, но не в камеру сгорания, а во впускной трубопровод перед впускным клапаном. Такое устройство позволяет упростить конструкцию насоса, повысить срок его службы и уменьшить стоимость. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыскиванием топлива более экономичны, меньше загрязняют окружающую среду и менее инертны (быстро разгоняются), чем карбюраторные. Топливо. Основными видами топлива для двигателей легковых автомобилей являются продукты перегонки нефти — бензины и дизельное топливо.

Система питания двигателя от газобаллонной установки. Газобаллонная установка для сжиженных газов состоит из баллона с арматурой, вентилей, испарителя, редуктора и смесителя.

В качестве топлива для газобаллонных автомобилей применяют сжиженные горючие газы, имеющие достаточно высокие теплотворность и октановое число. Газовоздушная горючая смесь сгорает более полно, в результате чего отработавшие газы содержат меньше вредных примесей и в меньшей степени засоряют окружающую среду. Наибольшее распространение в качестве топлива для газобаллонных автомобилей получили сжиженные газы — главным образом бутанопропановые смеси. Такие смеси получают на нефтеперерабатывающих заводах в качестве побочного продукта.

В среде окружающего воздуха бутанопропановая смесь находится в парообразном состоянии.

Газ, из баллона по трубкам через вентили, испаритель и фильтр поступает к редуктору, снижающему его давление до рабочего, и далее в смеситель. Газовоздушная смесь из смесителя поступает в цилиндры двигателя.

Бензин - это смесь легкокипящих жидких углеводородов различного строе­ния с температурой кипения 35...2000С, получаемая при перегонке нефти, осуш­ке природного газа, переработке твердых видов топлива и при вторичной пере­работке продуктов перегонки нефти (например, мазута). Наиболее важными для бензинов являются требования к детонационной стой­кости и фракционному составу, от которых зависят их эксплуатационные характе­ристики. Бездетонационная работа двигателя достигается применением бензина с требуемой детонационной стойкостью. Варьируя углеводородный состав, получают бензины с различной детонационной стойкостью, характеризуемый октановым числом (ОЧ). Октановое число - это цифра, показывающая антидетонационную стой­кость бензина. Чем выше ОЧ, тем выше стойкость бензина против детонации. Определение ОЧ производится на специальных моторных установках.

Суще­ствуют два метода определения ОЧ: - исследовательский (ОЧИ — октановое число по исследовательскому методу); - моторный (ОЧМ - октановое число по моторному методу). Численное значение ОЧИ больше ОЧМ. Буква "А" означает, что бензин авто­мобильный. Численное значение - это октановое число бензина. Наличие после буквы "А" буквы "И" означает, что октановое число определено по исследователь­скому методу. Если после буквы "А" нет буквы "И", то октановое число определено по моторному методу. Российскими стандартами предусмотрены следующие мар­ки бензинов: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее важным конструктивным фактором, определяющим требования двигателя к октановому числу, является степень сжатия. Повышение степени сжатия двигателей позволяет улучшить их техни­ко-экономические и эксплуатационные показатели. При этом возрастает мощность и снижается удельный расход топлива. Однако с увеличением степени сжатия необходимо применять бензин с более высоким октановым числом. Поэтому важнейшим условием бездетонационной работы двигате­лей является соответствие октанового числа, применяемого бензина и сте­пени сжатия двигателя.

Дизельное топливо (ДТ) для автомобильных дизелей изготавливают из дистиллятных фракций прямой перегонкой нефти, а также из дистиллятных фрак­ций, подвергнутых гидроочистке и депарафинизации с добавлением до 1% изопропилнитрата для повышения цетанового числа. ДТ состоит в основном из двух компонентов: легко воспламеняемой жидкости (цетана) и плоховоспламеняющегося метилнафталина. Наиболее важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива яв­ляются его воспламеняемость и прокачиваемость. Воспламеняемость топлива характеризует его способность к самовос­пламенению. Цетановое число (ЦЧ) - это процентное содержание цетана в дизельном топливе по отношению к метилнафталину.

Цетановое число (ЦЧ) характеризует способность топлива к самовос­пламенению. Чем выше ЦЧ, тем лучше топливо самовоспламеняется. Повышение ЦЧ улучшает самовоспламеняемость топлива при конкретных условиях, что способ­ствует облегчению запуска дизеля. Оптимальный диапазон для ЦЧ = 45...50 единиц. Если ЦЧ ниже 45, то это приводит к "жесткой" работе дизеля (см. Раздел 1, п. 5.6), а если выше 55, то топ­ливо слишком рано воспламеняется, не успев хорошо перемешаться с воздухом. Последнее ухудшает эффективность и полноту сгорания топлива, увеличивая тем самым его расход. В различных российских стандартах на дизтопливо ограничение по мини­мальному значению цетанового числа неодинаково и принадлежит диапазону 35...45. По стандартам Швеции, например, цетановое число должно быть не ме­нее 47...50, в Калифорнии - не менее 48. Прокачиваемость дизтоплива характеризует способность топлива к перете­канию в системе питания дизеля от топливного бака до распылителя форсунки. Прокачиваемость зависит от свойств применяемого дизтоплива (температуры помутнения, предельной температуры фильтруемости, температуры застывания, содержания механических примесей и воды) и конструктивных особенностей си­стемы питания и фильтрации топлива. Выбор марки дизельного топлива зависит от сезона эксплуатации автомобиля: марка «Л» (летнее) соответствует режиму работы при температурах свыше 0°С, марка «3» (зимнее) — свыше —20°С, марка «А» (арктическое) — свыше —50°С.

Альтернативные топлива - это природный газ, нефтяной углеводородный газ (пропан-бутановый), спирты, синтетическое топливо, водород, генераторный газ и др. Каждый вид топлива по сравнению с обычными нефтяными топливами имеет как преимущества, так и недостатки. Превалирование последних в настоящее время препятствует широкому распространению альтернативных топлив.

26. Система смазки ДВС и используемые моторные масла.

Система смазки (другое наименование смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает:

· охлаждение деталей двигателя;

· удаление продуктов нагара и износа;

· защиту деталей двигателя от коррозии.

Система смазки двигателя имеет следующее устройство:

· поддон картера двигателя с маслозаборником;

· масляный насос;

· масляный фильтр;

· масляный радиатор;

· датчик давления масла;

· редукционный клапан;

· масляная магистраль и каналы.

Схема системы смазки

Поддон картера двигателя предназначен для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, а также с помощью датчика уровня и температуры масла.

Масляный насос предназначен для закачивания масла в систему. Масляный насос может приводиться в действие от коленчатого вала двигателя, распределительного вала или дополнительного приводного вала. Наибольшее применение на двигателях нашли масляные насосы шестеренного типа.

Масляный фильтр служит для очистки масла от продуктов износа и нагара. Очистка масла происходит с помощью фильтрующего элемента, который заменяется вместе с заменой масла.

Для охлаждения моторного масла используется масляный радиатор. Охлаждение масла в радиаторе осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения.

Давление масла в системе контролируется специальным датчиком, установленным в масляной магистрали. Электрический сигнал от датчика поступает к контрольной лампе на приборной панели. На автомобилях также может устанавливаться указатель давления масла.

Датчик давления масла может быть включен в систему управления двигателем, которая при опасном снижении давления масла отключает двигатель.

На современных двигателях устанавливается датчик контроля уровня масла и соответствующая ему сигнальная лампа на панели приборов. Наряду с этим, может устанавливаться датчик температуры масла.

Для поддержания постоянного рабочего давления в системе устанавливается один или несколько редукционных (перепускных) клапанов. Клапаны устанавливаются непосредственно в элементах системы: масляном насосе, масляном фильтре.