Карбюраторы двигателей грузовых автомобилей

На двигателях грузовых автомобилей семейства ЗИЛ, УРАЛ и многих других устанавливают карбюраторы К-88 AM и К-89 АЕ. Эти карбюраторы по принципу действия их узлов не имеют существенных отличий и конструктивно отличаются лишь размерами основных жиклеров и диффузоров.

Рис.7.З.Схема карбюратора К-88АМ

Карбюратор К-88 AM (рис. 7.3) имеет две смесительные ка­меры, каждая из которых предназначена для питания одного ряда цилиндров. Карбюратор состоит из четырех основных ча­стей: корпуса 10 воздушной горловины, корпуса 6 поплавковой камеры и диффузоров, корпуса 51 смесительных камер и пнев-моинерционного ограничителя 42 максимальной частоты вра­щения коленчатого вала. Для балансировки карбюратора слу­жит канал 28, соединяющий воздушную горловину с поплавко­вой камерой 55, в результате чего в них уравновешивается дав­ление и устраняется влияние загрязнения воздухоочистителя на состав горючей смеси. Если поплавковая камера не сбаланси­рована, т.е. сообщается непосредственно с атмосферой, то при увеличении сопротивления воздухоочистителя в результате его загрязнения возрастает разряжение в диффузоре, и горючая смесь значительно обогащается.

Поддержание необходимого состава обедненной горючей смеси в карбюраторе достигается торможением топлива возду­хом. Для этой цели смесительные камеры имеют самостоятель­ные главные дозирующие устройства с входящими в них воздушными жиклерами 19, а также малым 21 и большим 62 диф­фузорами, улучшающими процесс смесеобразования в резуль­тате повышения в них скорости воздуха, каждая смесительная камера имеет самостоятельную систему холостого хода с пита­нием из колодцев 57 жиклеров 61 полной мощности. Общими для обеих камер карбюратора является горловина с воздушной заслонкой 23 и сетчатым фильтром 32, поплавковая камера 55 с поплавком 31 и запорным клапаном 33, экономайзер 1 и уско­рительный насос 5 с форсункой 26. В обеих смесительных каме­рах дроссельные заслонки 63 закреплены на одной оси 68 и от­крываются одновременно.

Управление дроссельными заслонками 63 осуществляется из кабины водителя педалью 6 (рис. 7.1) или рукояткой 5, а управ­ление воздушной заслонкой - с помощью рукоятки 4. Обе сме­сительные камеры карбюратора работают одновременно и их процессы смесеобразования одинаковы, поэтому работу кар­бюратора рассмотрим на примере работы одной из смеситель­ных камер.

При пуске и прогреве двигателя воздушную заслонку 23 (рис.7.3) закрывают, а так как она конструктивно через систе­му тяг связана с осью 68 дроссельной заслонки 63, то после­дняя несколько приоткрывается и в результате этого в смеси­тельной камере создается разряжение, что обеспечивает обо­гащение горючей смеси в результате интенсивного истечения топлива из кольцевой щели 20 малого диффузора 21 и эмуль­сии из отверстий 59 и 60 канала 30 холостого хода. Наряду с этим обогащение горючей смеси происходит и из-за несколь­ких нажатий на педаль дроссельной заслонки, в результате чего поршень 7 ускорительного насоса перемещается вниз и допол­нительно через форсунку 26 впрыскивает топливо в малый диффузор 21.

В момент начала работы двигателя в случае несвоевремен­ного открытия воздушной заслонки 23 под действием разности давлений открывается предохранительный клапан 22, что пре­дотвращает сильное обогащение горючей смеси.

При малой частоте вращения коленчатого вала на режиме холостого хода дроссельная заслонка 63 прикрыта, поэтому разряжение в диффузоре недостаточно для истечения топли­ва.

Максимальное разряжение создается за дроссельной заслон­кой, которое передается через отверстие 60 и 59 в эмульсион­ный канал 30 и к жиклеру 16 холостого хода. Под действием этого разряжения топливо из поплавковой камеры 55 через главный жиклер 56 и колодец 57 жиклера полной мощности посту­пает в колодец 17, а затем к жиклеру 16 холостого хода. При этом необходимый для образования эмульсии воздух поступа­ет из воздушной горловины через верхнее отверстие жиклера 16 холостого хода, а также из воздушного жиклера 19 и жиклера 61 полной мощности.

Образовавшаяся богатая горючая смесь движется по каналу 30,. в конце которого к ней дополнительно подсасывается воз­дух из верхнего щелевидного отверстия 59, и через нижнее от­верстие 60 эмульсия поступает в пространство смесительной камеры за дроссельной заслонкой и далее в цилиндры двигате­ля.

По мере открывания дроссельной заслонки увеличивается разряжение у верхнего отверстия 59 и эмульсия начинает по­ступать из обоих отверстий. Этим достигается плавный пере­ход двигателя от работы на режиме холостого хода к работе под нагрузкой, которая обеспечивается главной дозирующей системой.

При работе двигателя на холостом ходу качество горючей смеси регулируют винтом 58, а частоту вращения коленчатого вала - ввернутым в корпус привода карбюратора упорным вин­том, изменяющим степень прикрытия дроссельной заслонки.

При малых и средних нагрузках двигателя переход от ре­жима холостого хода к режиму частичных нагрузок происхо­дит по мере открытия дроссельной заслонки. При этом систе­ма холостого хода плавно прекращает подачу эмульсии, а так как разряжение и скорость воздуха в диффузорах возрастают, то в работу вступает главная дозирующая система, к топливу, поступающему из поплавковой камеры через главный жиклер 56 и жиклер 61 полной мощности, подмешивается воздух из воздушного жиклера 19. Образовавшаяся при этом эмульсия поступает в кольцевую щель 20 малого диффузора 21. С уве­личением разряжения в малом диффузоре компенсация соста­ва горючей смеси достигается поступлением дополнительно­го воздуха из жиклера 16 холостого хода, в результате чего уменьшается разряжение около жиклера 61 полной мощности и в колодце 57. Таким образом, воздух, поступающий через воздушные жиклеры 19 и 16, тормозит истечение топлива из главного жиклера 56, и горючая смесь обедняется до необхо­димого состава.

При больших нагрузках двигателя обогащение горючей сме­си осуществляется экономайзером 1 с механическим приводом, состоящим из кинематически связанных рычага 69 и штока 8, на конце которого закреплена планка 11. При открытии дрос­сельной заслонки 63 более чем, на 85% планка 11 перемещается вниз и через направляющую 15 и пружину 14 нажимает на шток 13, который, воздействуя на толкатель 3, открывает шарико­вый клапан 2 экономайзера и дополнительное количество топ­лива поступает по каналу 64 к жиклеру 61 полной мощности. В результате этого происходит обогащение горючей смеси и дви­гатель развивает полную мощность.

При резком открытии дроссельных заслонок (режим ускоре­ния) кратковременное обогащение горючей смеси происходит в результате подачи дополнительного топлива из колодца ус­корительного насоса 5, а также резервного топлива, находяще­гося в колодце 57 над жиклером 61. Резкое открытие дроссель­ной заслонки сопровождается быстрым перемещением штока 8 и планки 11 вниз. При этом давление под поршнем 7 возраста­ет, обратный шариковый клапан 4 закрывается, а топливо по каналу 67 через игольчатый клапан 66 поступает в колодец 65 форсунки 26. Затем через жиклер 27 форсунки топливо подает­ся в смесительную полость 25, где оно смешивается с воздухом и в виде тонких струй впрыскивается через распылитель 24 в смесительную камеру для обогащения горючей смеси.

Связь поршня 7 с планкой 11 осуществляется через шток 9 и пружину 12, которая необходима для обеспечения затяжного впрыскивания топлива. Установка нагнетательного игольчато­го клапана 66 исключает возможность поступления воздуха под поршень 7 при его быстром подъеме, а также устраняет подса­сывание топлива из колодца ускорительного насоса на сред­них и больших нагрузках двигателя при постоянном положе­нии дроссельной заслонки.

Пневмоинерционный ограничитель 42 (рис. 7.3) максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя состоит из цен­тробежного датчика инерционного типа и исполнительного механизма с вакуумно-диафрагменным приводом на ось дрос­сельных заслонок.

Центробежный датчик установлен на крышке распредели­тельных шестерен. В корпусе 35 датчика, закрытом пластмас­совой крышкой, установлен ротор 40, вал 38 которого в пере­дней части уплотнен сальником.

На этом же конце вала имеется паз для концевого выступа узла привода ротора от распределительного вала (рис. 4.1). Пустотелый конец вала ротора вращается в металлокерамичес-кой втулке, смазка к которой поступает от фитиля, пропитан­ного маслом. на конце которого закреплена планка 11. При открытии дрос­сельной заслонки 63 более чем, на 85% планка 11 перемещается вниз и через направляющую 15 и пружину 14 нажимает на шток 13, который, воздействуя на толкатель 3, открывает шарико­вый клапан 2 экономайзера и дополнительное количество топ­лива поступает по каналу 64 к жиклеру 61 полной мощности. В результате этого происходит обогащение горючей смеси и дви­гатель развивает полную мощность.

При резком открытии дроссельных заслонок (режим ускоре­ния) кратковременное обогащение горючей смеси происходит в результате подачи дополнительного топлива из колодца ус­корительного насоса 5, а также резервного топлива, находяще­гося в колодце 57 над жиклером 61. Резкое открытие дроссель­ной заслонки сопровождается быстрым перемещением штока 8 и планки 11 вниз. При этом давление под поршнем 7 возраста­ет, обратный шариковый клапан 4 закрывается, а топливо по каналу 67 через игольчатый клапан 66 поступает в колодец 65 форсунки 26. Затем через жиклер 27 форсунки топливо подает­ся в смесительную полость 25, где оно смешивается с воздухом и в виде тонких струй впрыскивается через распылитель 24 в смесительную камеру для обогащения горючей смеси.

Связь поршня 7 с планкой 11 осуществляется через шток 9 и пружину 12, которая необходима для обеспечения затяжного впрыскивания топлива. Установка нагнетательного игольчато­го клапана 66 исключает возможность поступления воздуха под поршень 7 при его быстром подъеме, а также устраняет подса­сывание топлива из колодца ускорительного насоса на сред­них и больших нагрузках двигателя при постоянном положе­нии дроссельной заслонки.

Пневмоинерционный ограничитель 42 (рис. 7.3) максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя состоит из цен­тробежного датчика инерционного типа и исполнительного механизма с вакуумно-диафрагменным приводом на ось дрос­сельных заслонок.

Центробежный датчик установлен на крышке распредели­тельных шестерен. В корпусе 35 датчика, закрытом пластмас­совой крышкой, установлен ротор 40, вал 38 которого в пере­дней части уплотнен сальником.

На этом же конце вала имеется паз для концевого выступа узла привода ротора от распределительного вала (рис. 4.1). Пустотелый конец вала ротора вращается в металлокерамической втулке, смазка к которой поступает от фитиля, пропитан­ного маслом.

В результате прикрытия дроссельных заслонок уменьшается количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, и обес­печивается поддержание максимальной частоты вращения ко­ленчатого вала в заданных пределах (3100-3200 об/мин).

7.4. Приборы топливоподачи и очистки воздуха

Топливный бак. На автомобиле может быть установлен один или несколько топливных баков, являющихся резервуарами для хранения топлива. Емкость топливного бака должна обеспечи­вать пробег автомобиля без дозаправки в пределах 400-600 км. Форма топливного бака, особенности конструкции его залив­ной горловины и способ крепления зависят от места установки бака на автомобиле. В остальном конструкции топливных ба­ков различных автомобилей сходны.

Они состоят из двух штампованных половин (рис. 7.1), сва­ренных между собой; внутри бака имеются перегородки, ко­торые повышают его жёсткость и уменьшают гидравличес­кие удары при резких перемещениях топлива. Уровень топ­лива в баке определяется с помощью указателя 8, установ­ленного на щитке приборов и датчика 9, расположенного в гнезде бака.

Заливная горловина 11 топливного бака имеет сетчатый фильтр и герметично закрывается крышкой, в которую для уменьшения потерь топлива вследствие испарения встроены два автоматических клапана, сообщающие полость бака с атмос­ферой для выравнивания давления в нем.

Топливные фильтры. Для очистки топлива от механических примесей и воды применяются топливные фильтра (рис. 7.4). На пути от бака к карбюратору топливо очищается сетчатыми фильтрами бака, топливного насоса и карбюратора. Кроме того, между баком и топливным насосом устанавливают фильтр - отстойник щелевого типа, а между карбюратором и топлив­ным насосом - фильтр тонкой очистки топлива. Такая тщатель­ная очистка топлива необходима потому, что даже самые не­большие механические примеси и вода нарушают работу кар­бюратора.

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 7.4, а) имеет фильт­рующий элемент 5, состоящий из тонких пластин 8 с отвер­стиями 7 и штампованными выступами 6. В собранном филь­трующем элементе из-за наличия выступов образуются ще­левые зазоры, в которых задерживаются и выпадают в отстой механические примеси с размером частиц свыше 0,05 мм. Топливо поступает в корпус 3 фильтра через отверстие 4 и, прой­дя фильтрующий элемент 5, выходит из корпуса через отвер­стие.

В металлическом стакане 1 из топлива отстаивается вода, которая вместе с механическими примесями спускается через отверстие, закрываемое пробкой 9.

Рис.7.4.Топливные фильтры: а-грубой очистки; б и в-тонкой очистки

Фильтр тонкой очистки (рис. 7.4, б) в значительной мере способствует безотказной работе смеседозирующих систем карбюратора и особенно жиклеров, имеющих отверстия с малым проходным сечением. Топливо через впускное отвер­стие 12 подается в стеклянный или пластмассовый стакан-отстойник 14, прижимаемый к корпусу 11 скобой 15. Из ста­кана топливо поступает в пористый керамический элемент 13, где оно подвергается тонкой очистке, и затем через вы­ходное отверстие 10 подается к карбюратору. Фильтры по­добной конструкции установлены на большинстве карбюра­торных грузовых автомобилях, в том числе и на ЗИЛ-131.

Топливный насос. Для принудительной подачи топлива к кар­бюратору служит топливный насос. На двигателе автомобиля ЗИЛ-131 насос приводится в действие от эксцентрика распре­делительного вала через штангу. Наибольшее распространение получили мембранные или диафрагменные насосы, отличаю­щиеся хорошей работоспособностью

Рис.7.З.Мембранный топливный насос:

а-разрез насоса; б-механизм ручной подкачки

Насос (рис. 7.5, а) Б-10 двигателя ЗИЛ-131 состоит из трех основных частей: корпуса 2, клапанной головки 7 и крышки 10. В корпусе насоса установлены коромысло 17, нагнетательная пружина 4 и валик 14 рычага 1 ручной подкачки топлива. В го­ловке 7 встроены три выпускных клапана 13 и три впускных кла­пана 8, над которыми расположен сетчатый фильтр 9. Крышка 10 имеет перегородку 11, разделяющую впускную "А" и нагнета­тельную "Б" полости насоса. Между клапанной головкой 7 и корпусом 2 зажата многослойная лакотканевая мембрана (ди­афрагма) 6, закрепленная на штоке 5, нижний конец которого через шайбу соединен с внутренним вильчатым плечом коромыс­ла 17, а его наружное плечо пружиной 15 постоянно прижимает­ся к штанге 18 привода насоса. Работает насос следующим обра­зом. При набегании выступа эксцентрика 19 на штангу 18 коро­мысло 17, поворачиваясь на оси 16, своим вильчатым плечом опускает шток с мембраной вниз, преодолевая сопротивление пружины 4. При этом в полости над мембраной создается разря­жение, под действием которого открываются впускные клапаны 8, и топливо из бака поступает во впускную полость "А" крыш­ки 10, откуда, пройдя сетчатый фильтр 9, заполняет простран­ство над мембраной (диафрагмой). При сбегании выступа экс­центрика 19 из-под штанги 18 под действием пружины 4 шток 5 вместе с мембраной поднимается вверх, при этом под давлением топлива, находящегося над мембраной, впускные клапаны 8 зак­рываются, а выпускные 13 открываются, и топливо подается в

нагнетательную полость "Б". Отсюда оно через отверстие шту­цера 12 поступает по топливопроводу к карбюратору.

Рис. 7.6. Общий вид и устройство насоса Б-10:

1-крышка; 2-штуцер для отвода топлива; 3-выпускной клапан; 4-головка насоса; 5-диафрагма; 6-возвратная пружина коромысла; 7-коромысло; 8-рычаг для ручной подкачки топлива; 9-опорная шайба; 10-толкатель; 11-пружина диафрагмы; 12-корпус; 13-впускной клапан; 14-резиновая проклад­ка; 15-сетчатый фильтр; 16-штуцер для ввода топлива; 17-шланг вен­тиляции насоса; 18-соединительные винты

В том случае, если расход топлива через дозирующие систе­мы карбюратора мал и запорный клапан, поплавковой камеры закрыт, насос работает вхолостую. Последнее объясняется тем, что топливо, находящееся над мембраной, не позволяет ей перемещаться вверх, при этом пружина 4 сжата, а шток 5 нахо­дится в нижнем положении, что позволяет вильчатому плечу коромысла свободно качаться до тех пор, пока не откроется запорный клапан поплавковой камеры.

Общий вид и устройство насоса Б-10 показано на рис. 7. 6.

Воздушный фильтр (рис.7.7) пеномасляный, инерционный, с трехступенчатой очисткой воздуха и специальным патрубком отбора воздуха в компрессор устанавливается на автомобилях ЗИЛ-131. Он состоит из следующих основных частей: корпуса 8, пеномаслоудерживающей набивки 9, дросселирующей кас­сеты 12 из капронового волокна, отражателя 15, масляной ван­ны 16. Для уплотнения корпуса с масляной ванной установлена прокладка 13.

Рис.7.7.Воздушный фильтр:

1-зона над отражателем; 2-зона над уровнем масла; 3-отверстия; 4-трос; 5-окно; 6-рычаг; 7'-центральная трубка; 8-корпус; 9-набивка; 10-кронш-тейн; 11-болт крепления стойки; 12-дросселирующая кассета из капро­нового волокна; 13-резиновая прокладка; 14-пружина; 15-отражатель; 16-масляная ванна; 17-стойка; 18-центральное отверстие; 19-эжектор;20-полость масляной ванны; 21-входная труба вентиляции распределите­ля зажигания; 22-резиновый шланг; 23-выходная трубка вентиляции рас­пределителя зажигания; 24-карбюратор; 25-трубка вентиляции топлив­ного насоса

Дросселирующая кассета 12 свободно вставляется в фигур­ные пазы корпуса фильтра и небольшим поворотом по окруж­ности закрепляется в нем. Для предотвращения самопроизволь­ного вывинчивания кассета удерживается пружинами 14, рас­положенными, на отражателе 15.

Масляную ванну 16 с отражателем 15 крепят к корпусу 8 двумя тросами 4, закрепленными на корпусе фильтра и в ры­чаге 6, что облегчает снятие этой ванны. Воздушный фильтр крепят кронштейнами 10, которые надевают на цилиндричес­кие стойки, после чего затягивают болтами 11. Воздушный фильтр соединен с карбюратором и компрессором шлангами. Воздух под действием разряжения, создаваемого двигателем, поступает в центральную трубку 7 и, двигаясь вниз, соприка­сается с маслом; при этом происходит первая инерционная очистка воздуха от наиболее крупных частиц пыли. Масло под действием напора воздуха движется от центра отражателя 15 к отверстиям 3 и частично попадает в дросселирующую кассе­ту 12 и пеномаслоудерживающую набивку 9, причем часть масла через отверстие 3 стекает в полость 20 масляной ванны 16. В свою очередь, масло фонтанирует из полости 20 через центральное отверстие 18 за счет разности уровней масла в полости 20 и зоне 1 над отражателем и, двигаясь по отражате­лю 15, смывает с него пыль.

Масло, попавшее в дросселирующую кассету 12 и в пеномас­лоудерживающую набивку 10, сильно вспенивается. Вспенен­ное масло и фильтрующие набивки обеспечивают очистку воз­духа от более мелких частиц пыли.

Поток воздуха удерживает масло в набивке 9 и кассете 12. Так как масло непрерывно попадает в пеномаслоудерживающие набивки, то излишки его, по стенкам набивок стекают вниз и часть его через отверстие 3 попадает в полость масляной ван­ны.

Во время прохождения воздуха над отражателем в зоне 2 со­здается разряжение, вследствие которого слой масла, стекающе­го по внутренним стенкам набивок к окнам 5 в эжекторе 19, вса­сывается и подхватывается потоком воздуха, образуя завесу из масла, достигающую отражателя 15. Через эту завесу проходит воздух, частично унося масло в набивку 9 и кассету 12.

Загрязненное масло по мере стекания отстаивается в ванне 16, где пыль выпадает в осадок.