Модернизация топливной системы легковых автомобилей для повышения ее надежности и облегчения запуска двигателя

ЯЛТИНСКАЯ МАЛАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
«ИСКАТЕЛЬ»
Инженерно-техническая секция
Модернизация топливной системы легковых автомобилей для повышения ее надежности и облегчения запуска двигателя.
Кандидат в действительные члены МАН Крыма «Искатель»
Ученик 8 класса
Форосской общеобразовательной школы I – III ступени г. Ялты
КОРАБЛЕВ Артем
Научный руководитель – КОРАБЛЕВ А. Б.
Инженер – системотехник
Введение.
С каждым днем на улицах наших городов появляется все больше и больше автомобилей. Все больше людей становится владельцами легковых автомобилей. Практически сразу многие из них сталкиваются с проблемами, возникающими при эксплуатации автомобилей. Одной из важных проблем, на мой взгляд, является несовершенная система подачи топлива в карбюратор. У разных марок автомобилей могут быть разные двигатели, система подвески, трансмиссия и т.д., но практически у всех, как у близнецов, схожие системы подачи топлива в карбюратор. В своей работе я рассматриваю наиболее часто встречающиеся проблемы и неисправности данной системы, а так же даю технические предложения, позволяющие решить их и сделать систему подачи топлива в карбюратор более надежной.
Анализ наиболее часто встречающихся проблем и неисправностей системы подачи топлива в карбюратор.
Наиболее часто встречающимися проблемами и неисправностями при эксплуатации системы являются следующие:
1. Осложненный пуск двигателя после длительной стоянки из-за испарения бензина из поплавковой камеры карбюратора. Особенно часто эта проблема встречается у автомобилей марки «Москвич», УАЗ, «Волга». При этом для пуска двигателя необходима предварительная ручная подкачка топлива в поплавковую камеру карбюратора, для чего необходимо открыть капот двигателя и несколько раз (а часто и более 20 раз) нажать на рычаг ручной подкачки топлива бензонасоса (рисунок 1, 8). Это не всегда возможно из-за того, что в определенном положении коленчатого вала двигателя, от которого сделан привод топливного насоса, рабочая мембрана (рисунок 1, 15) находится в крайнем верхнем положении и ручная подкачка невозможна без предварительного проворота коленчатого вала. Операция ручной подкачки отнимает много времени и причиняет неудобство при запуске двигателя. Запуск двигателя без ручной подкачки топлива в данном случае требует длительного (более 6-7 секунд) вращения коленчатого вала двигателя, что значительно снижает срок эксплуатации аккумуляторной батареи (потребляемый стартером ток более
250 А) и устройства стартера.
2. Прекращение подачи топлива в карбюратор при сильном нагреве корпуса топливного насоса из-за «залегания» клапанов, выполненных из гетинакса
(рисунок 1, 6, 16). Даже при наличии термоизолирующей прокладки между корпусом топливного насоса и блоком двигателя при движении на затяжной подъем (Ангарский перевал, перевал Сухая речка, подъем на Гаспру) в нагруженном состоянии и при жаркой погоде возможен перегрев топливного насоса из-за отсутствия принудительного охлаждения. В этих случаях необходимо дождаться охлаждения корпуса насоса, что занимает достаточно много времени. Некоторые водители используют принудительное охлаждение в виде наброшенной на корпус насоса влажной тряпки, что категорически недопустимо из-за риска деформации и излома корпуса топливного насоса.
3. Прекращение подачи топлива в карбюратор при неисправности клапанов, разрыве мембраны насоса, изломе рычага механической подкачки топлива
(рисунок 1, 12), изломе рабочей пружины или толкателя (рисунок 1, 7).
В этих случаях невозможно продолжать движение без замены вышедших из строя узлов топливного насоса.
Технические предложения по устранению проблем при эксплуатации системы подачи топлива в карбюратор.
На всех отечественных и большинстве импортных автомобилях применяются механические топливные насосы с приводом от коленчатого вала двигателя. Однако при ремонте автомобиля ЗАЗ 968М «Запорожец», мое внимание привлекла система отопления салона. Она реализована на принципе горения бензинового факела. Подача топлива из топливного бака осуществляется электрическим мембранным насосом отопителя. Данный насос имеет производительность более 5 л./час и потребляет ток 2,5 А (рисунок 2).
Меня заинтересовала возможность использовать этот бензонасос для модернизации системы подачи топлива в карбюратор легкового автомобиля с целью устранения часто встречающихся проблем. Основными аргументами в выборе послужили:
- достаточная производительность для обеспечения работы двигателя на номинальных оборотах;
- электрический привод, не зависящий от работы двигателя;
- принцип работы тот же, что и у механического топливного насоса;
- система клапанов, позволяющая обеспечить проток топлива при отключенном электроприводе.
Проанализировав принципиальную схему системы подачи топлива в карбюратор большинства легковых автомобилей, изображенную на рисунке 3, я предлагаю внести в нее изменения, изображенные на рисунке 4 (красными стрелками указано направление потока топлива).
Техническое обоснование предложений.
Простота предложения состоит в том, что при его реализации не потребуются какие-либо серьезные изменения в топливной системе автомобиля и легкость перехода обратно на штатную систему.
Электрический бензонасос отопителя автомобиля ЗАЗ предлагаю установить в разрыв топливной магистрали между топливным баком и механическим топливным насосом автомобиля. При этом считаю необходимым использовать дополнительный бензошланг для того, чтобы не уменьшать длину штатного шланга. Это даст возможность легкого и быстрого перехода на основную топливную систему в дорожных условиях. Электробензонасос предлагаю закрепить на корпусе автомобиля в двигательном отсеке при помощи хомута и подвести к нему провода электропитания 12 В от замка зажигания автомобиля. При этом рекомендую установить на приборной паннели автомобиля переключатель для отключения питания электробензонасоса при движении с использованием штатной топливной системы (рисунок 5), а так же при выходе из строя электробензонасоса. После выполнения предложенных усовершенствований надежность топливной системы не уменьшится, а даже увеличится.
Увеличение надежности системы подачи топлива в карбюратор легкового автомобиля произойдет за счет того, что при выходе из строя рабочей мембраны механического топливного насоса, или неисправности его привода электрический топливный насос будет подавать достаточное для движения на номинальных оборотах (4000-5000 об. / мин.) количество топлива.
При перегреве корпуса механического топливного насоса его клапаны «залипают» в открытом положении и подача топлива в карбюратор прекращается. Расположение электробензонасоса на корпусе автомобиля предотвращает его перегрев, а открытые клапаны механического бензонасоса не препятствуют протоку топлива. Электробензонасос обеспечивает проток топлива, при этом охлаждая корпус механического насоса этим же топливом.
При запуске двигателя после длительной (более 24 часов) стоянке и испарении топлива из поплавковой камеры карбюратора достаточно включить зажигание и электробензонасос в течение 5-6 секунд накачает необходимый уровень топлива в карбюратор. Затем можно включать стартер и осуществлять пуск двигателя. При этом значительно экономится моторесурс аккумуляторной батареи и стартера, пропадает необходимость лезть под капот и, теряя время и пачкая руки, производить ручную подкачку топлива.
При движении в нормальном режиме и работе механического топливного насоса электрический насос облегчает его работу, чем экономит моторесурс рабочей мембраны. В нормальных условиях при помощи переключателя на приборной паннели автомобиля возможно выключение электрического насоса для экономии его ресурса.
Выводы.
Практическое применение предложения на автомобилях марки ЗАЗ 968М, «Москвич-412» и ВАЗ-21011 показало, что значительно облегчился утренний запуск двигателя во всех случаях.
Применение электронасоса на автомобиле ЗАЗ 968М позволило продлить срок службы аккумуляторной батареи с 2 до 3,5 лет.
При выходе из строя механического топливного насоса на автомобиле «Москвич-412» электрический насос обеспечил движение на расстояние 60-ти километров до ближайшей станции технического обслуживания автомобилей.
Применение моего предложение не приведет к усложнению конструкции автомобиля. Оно основано на применении стандартных заводских изделий и не требует больших практических навыков при реализации. Переход с предлагаемой системы на нормальную возможно произвести быстро и просто даже в дорожных условиях.
Список используемой литературы:
1. К. С. Фучаджи, Н. Н. Стрюк «Автомобиль ЗАЗ 968» М.,
«Транспорт», 1990.
2. С. А. Шейнин «Руководство по эксплуатации автомобилей
«Запорожец»», «Промінь», 1971.
3. Емельянов Б.Я., А.П. Игнатов «Руководство по ремонту автомобилей ВАЗ – 2101, 2102, 21011, 21013, 21021, 21023». М.,
«Третий Рим», 1998.
4. К. С. Фучаджи, Н. Н. Стрюк «Автомобиль ЗАЗ 1102 «Таврия»» М.,
«Транспорт», 1990.
5. «Руководство по эксплуатации автомобилей АЗЛК», М., АЗЛК, 1985 г.
6. Ресурсы глобальной сети Internet (www.zaz.narod.ru, www.zaz.perm.ru, www.zazfunclub.ru ).
Содержание.
1. Введение ……………………………………………………..2
2. Анализ наиболее часто встречающихся проблем и неисправностей системы подачи топлива в карбюратор….2
3. Технические предложения по устранению проблем при эксплуатации системы подачи топлива в карбюратор ……4
4. Техническое обоснование предложений …………………..6
5. Выводы ………………………………………………………8
6. Список литературы ………………………………………….9
----------------------- [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Топливный бак
Рисунок 2.
Рисунок 1
Рисунок 3.
Карбюратор
Механический топливный насос
Топливный бак
Механический топливный насос
Карбюратор
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Электрический топливный насос
Рисунок 4.
АКБ
Замок зажигания
Переключатель
Электро-бензонасос
Рисунок 5.