1. Опишите принцип работы приборов системы питания двигателя сжиженнымгазом. Изобразите схему системы питания автомобиля ГАЗ-2417
В газобаллонной установке насжиженном газе (СГ) автомобиля ГАЗ-2417 (рисунок 1) баллон 5 размещается вбагажнике автомобиля. На нем монтируются датчик 6 указателя уровня сжиженногогаза и объединенные в один узел расходный вентиль 7 жидкостной фазы и расходныйвентиль 9 паровой фазы, а также газонаполнительное устройство 8 с вентилями,обратными и предохранительными клапанами. Конструктивно объединены, также,редуктор 7 с испарителем и газовым фильтром 12 с электромагнитным клапаном.
/>
Рисунок 1. — Схема газобаллоннойустановки для работы на СГ автомобиля ГАЗ-2417:
1 — редуктор; 2 — регулировочныйвинт; 3, 14 — шланги охлаждающей жидкости; 4 — смесительное устройство; 5 — баллон;6 — датчик указателя уровня газа; 7 — расходный вентиль жидкостной фазы; 8 — газонаполнительноеустройство; 9 — расходный вентиль паровой фазы; 10 — бензиновый трубопровод; 11,13 — газовые трубопроводы; 12 — газовый фильтр.
СГ под избытком давления избаллона 5 поступает через расходные вентили 7или 9 по трубопроводу 11 в газовыйфильтр 12. Из фильтра очищенный газ по трубопроводу 13 поступает вдвухступенчатый редуктор 1, в испарителе которого происходит одновременноеиспарение СГ и понижение его давления до 0,10...0,15 МПа. Для испарения газаиспользуется нагретая жидкость системы охлаждения двигателя, которая поступаетв испаритель из головки цилиндров через шланг 3 и сливается из него через шланг14 в трубопровод отопителя кузова. Из редуктора 7 газ по шлангу черезрегулировочный винт 2 поступает в смесительное устройство 4 и через форсунки — вкарбюратор-смеситель, где приготавливается горючая смесь, необходимая дляданного режима работы двигателя.
Газобаллонная установкапозволяет полноценно работать автомобилю ГАЗ-2417 как на СГ, так и на бензине,который поступает к двигателю по трубопроводу 10 из топливного бака.
Газовая система питания включаетв себя устройства, предназначенные для подогрева и испарения газового топлива,понижения давления СГ до давления, близкого к атмосферному, приготовления иподачи газовоздушной смеси на всех режимах работы двигателя. Эти устройстваобеспечивают также прекращение подачи газа при любой остановке двигателя.
Испаритель. Для превращениясжиженного газа в газообразное состояние перед поступлением его в редукторслужит испаритель. Для испарения газа может быть использована теплотажидкостной системы охлаждения двигателя, теплота отработавших газов или системаэлектрического подогрева. Испаритель обеспечивает нормальную работу двигателяна всех режимах и в любое время, года при температуре охлаждающей жидкости 80°Си выше. Сжиженный газ, превращенный в газообразное состояние, поступает черезфильтр к газовому редуктору.
Фильтры газа. Для очистки газаот механических примесей применяют фильтры газа. Сжиженный газ от механическихпримесей может очищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливаниесмолистых веществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе газа. Дляэтих целей в газобаллонной установке автомобиля применяют фильтр с войлочнымикольцами и сетчатый фильтр, которые устанавливают в магистрали после испарителя.Фильтр газа (рисунок 2) на автомобиле ГАЗ-2417 объединен в одном корпусе сэлектромагнитным клапаном и устанавливается на трубопроводе жидкой фазы газа. Фильтрующимэлементом служат чередующиеся сетчатые и войлочные шайбы.
/>
Рисунок 2. — Фильтр газа сэлектромагнитным клапаном для СГ:
1 — стяжной болт; 2 — стакан; 3- фильтрующий элемент; 4 — корпус; 5 — электромагнитный клапан.
Газовый редуктор. Для понижения(редуцирования) давления сжатого или сжиженного газа до давления, близкого катмосферному, используют газовый редуктор.
/>
Рисунок 3. — Схема работыдвухступенчатого газового редуктора автомобиля ГАЗ-2417:
а — при неработающем двигателе; б- при нагрузочном режиме двигателя; в — на холостом ходу; 1, 5, 6 — пружины; 2- мембрана первой ступени; 3 — клапан первой ступени; 4 — мембрана второйступени; 7 — двуплечий рычаг второй ступени; 8 — клапан второй ступени; 9 — двуплечийрычаг первой ступени; 10 — предохранительный клапан; 11 — разгрузочноеустройство; 12 — дозирующее устройство; 13, 16, 18 — соединительные газовыетрубки; 14 — карбюратор-смеситель; 15 — впускной газопровод; 17 — обратныйклапан.
Дозирующе-экономайзерноеустройство. Дозирование газа осуществляется в дозирующе-экономайзерномустройстве. Оно позволяет регулировать качество горючей смеси в соответствии срежимами работы двигателя. Подача газа регулируется таким образом, чтобы начастичных нагрузках двигатель работал на обедненных смесях, позволяющихполучить наилучшую экономичность и минимальную токсичность отработавших газов. Приполном открытии дроссельных заслонок (в режиме максимальной мощности двигателя)горючая смесь при помощи экономайзерного устройства обогащается.
/>
Рисунок 4. — Схема работыдозирующего экономайзерного устройства:
1, 2 — жиклеры соответственноэкономичной и мощностной регулировок; 3 клапан; 4, 6 — пружины; 5 — мембрана.
В дозирующе-экономайзерноеустройство пневматического типа (рисунок 4) входят жиклеры экономичной 1 имощностной 2 регулировок, клапан 3, мембрана 5 и пружины 4 и 6. Работаэкономайзерного устройства осуществляется под действием разрежения,создаваемого во впускном газопроводе.2. Опишите работу карбюратора К-126 Г на средних и полных нагрузках, ответпоясните схемой
Работа карбюратора при среднихнагрузках двигателя.
На средних нагрузках отдвигателя требуется получение максимальной экономичности, так как нужноеувеличение мощности может быть получено за счет увеличения открытия дроссельнойзаслонки. В карбюраторе К-126 Г это осуществляется следующим образом.
/>
Рисунок 1. — Схема работыкарбюратора К-126 Г на средних нагрузках:
1 — ускорительный насос; 2 — главныйвоздушный жиклер вторичной камеры; 3 — малый диффузор вторичной камеры; 4 — балансировочныйканал; 5 — распылитель экономайзера; 6 — воздушная заслонка; 7 — распылительускорительного насоса; 8 — нагнетательный (выпускной) клапан; 9 — кулисныймеханизм воздушной заслонки; 10 — воздушный жиклер холостого хода; 11 — малыйдиффузор первичной камеры; 12 — главный воздушный жиклер первичной камеры; 13 — топливный клапан; 14 — топливный фильтр; 15 — поплавок; 16 — смотровое окно; 17- сливная пробка; 18 — главный топливный жиклер первичной камеры; 19 — эмульсионнаятрубка первичной камеры; 20 — рычаг привода дроссельных заслонок; 21 — дроссельнаязаслонка первичной камеры; 22 — переходное отверстие холостого хода; 23 — винтрегулировки качества смеси; 24 — топливный жиклер холостого хода 25 — дроссельнаязаслонка вторичной камеры; 26 — большой диффузор; 27 — эмульсионная трубкавторичной камеры; 28 — главный топливный жиклер вторичной камеры; 29 — обратный(впускной) клапан.
При средних нагрузках двигателявоздушная заслонка 6 карбюратора полностью открыта, а дроссельные заслонкиоткрываются последовательно, в зависимости от величины нагрузки. Рычаги,связывающие оси дроссельных заслонок первичной и вторичной камер, обеспечиваютполное открытие дроссельной заслонки 25 вторичной камеры после двух третей ходадроссельной заслонки 21 первичной камеры.
При средних нагрузках открываетсятолько дроссельная заслонка первичной камеры, а дроссельная заслонка вторичнойкамеры полностью закрыта. По мере увеличения угла открытия дроссельной заслонки(увеличения нагрузки) расход топлива через систему холостого хода уменьшается,а через главную дозирующую систему — увеличивается. Движение топлива к каналамсистемы холостого хода происходит так же, как было указано выше. Вкомпенсационный колодец топливо поступает через главный топливный жиклер 18.
Уровень топлива вкомпенсационном колодце при этом сначала понижается за счет действия системыхолостого хода, а затем за счет увеличения разрежения в диффузоре 11 начинаетповышаться. При достаточных разрежениях через отверстия в эмульсионной трубке19 поступает тормозной воздух, прошедший через воздушный жиклер 12. Такимобразом, необходимая характеристика работы главной дозирующей системыдостигается за счет совместной работы главного воздушного 12 и главноготопливного 18 жиклеров, а также определяются величиной и расположениемотверстий в эмульсионной трубке 19.
Образовавшаяся эмульсияподхватывается и распыляется воздушным потоком, проходящим в диффузоре 11сбольшой скоростью. Перемешиваясь с воздухом в большом диффузоре, горючая смесьпоступает в смесительную камеру, где в щели между стенкой камеры и дроссельнойзаслонкой вторично распыляется и поступает во впускную трубу двигателя.
С увеличением расхода воздухапри увеличении нагрузки или повышении числа оборотов коленчатого вала двигателярасход топлива возрастает. При нагрузках выше средних начинает открыватьсядроссель 25 вторичной камеры.
Таким образом, при среднихнагрузках необходимый состав смеси обеспечивается системой холостого хода иглавной дозирующей системой первичной камеры. При нагрузках выше средних к нимдополнительно подключаются переходная система и главная дозирующая системавторичной камеры. Работают они аналогично системам первичной камеры.
Работа карбюратора при полнойнагрузке двигателя.
/>
Рисунок 2. — Схема работыкарбюратора К-126 Г при полной нагрузке.
При полных нагрузках отдвигателя требуется получение максимальной мощности, что возможно лишь в томслучае, если в карбюраторе будет приготовлена обогащенная смесь, котораясгорает в цилиндре двигателя быстро, но неполно, в связи, с чем на этом режимепроисходит некоторая потеря экономичности по сравнению с частичными нагрузками.При полной нагрузке двигателя воздушная заслонка 6, дроссельные заслонки 21 и25 полностью открыты. Топливо под действием разрежения в малых диффузорах 3 и11 из поплавковой камеры поступает в колодцы эмульсионных трубок 27 и 19 черезтопливные жиклеры 28 и 18. Поддержание необходимого состава смеси приувеличении расхода воздуха (увеличении числа оборотов коленчатого валадвигателя) осуществляется торможением топлива воздухом, поступающим в колодцыэмульсионных трубок через воздушные жиклеры 2 и 12. Образовавшаяся в колодцахэмульсионных трубок эмульсия, проходя через малые диффузоры, распыляетсявоздушным потоком. Схема работы карбюратора К-126 Г на режиме полной мощностипоказана на рисунке 2.
Работа карбюратора при разгоне автомобиля.
/>
Рисунок 2. — Схема работыкарбюратора К-126 Г при разгоне.
При разгоне автомобиля воздушнаязаслонка 6 полностью открыта, а дроссельные заслонки 21 и 25 открываются сразличной скоростью в зависимости от интенсивности разгона. При резком открытиидроссельных заслонок горючая смесь обогащается впрыском в воздушный поток (ускорительнымнасосом через распылитель 7) дополнительной порции топлива. При медленномоткрытии дроссельных заслонок горючая смесь почти не обогащается. Вускорительном насосе большая часть топлива перетекает в поплавковую камеручерез зазоры между цилиндром и поршнем 1. Через распылитель 7 топливо при этомне впрыскивается. Работа отдельных камер карбюратора при разгоне происходит также, как на режимах полных нагрузок.
3. Как протекает рабочий процесс в восьмицилиндровом четырехтактномдвигателе? Выполните таблицу чередования тактов на примере двигателя ЗИЛ-130
При работе двигателя поршеньсовершает возвратно-поступательное движение и занимает в цилиндре различныеположения. Крайнее верхнее положение поршня в цилиндре двигателя называютверхней мертвой точкой (в. м. т), а крайнее нижнее — нижней мертвой точкой (н. м.т).
Схема работы четырехтактногодвигателя показана на рисунке 1.
/>
Рисунок 1. — Схема работычетырехтактного двигателя: а — впуск, б — сжатие, в — расширение, е — выпуск; 1- поршень, 2 — система зажигания, 3 — впускной клапан, 4 — впускнойтрубопровод, 5 — свеча, 6 — выпускной клапан, 7 — выпускной трубопровод, 8 — цилиндр,9 — шатун, 10 — коленчатый вал.
Первый такт — впуск (всасывание)свежего воздуха (рисунок 1а) происходит при перемещении поршня 1 вниз от в. м. т.к н. м. т. Впускной клапан 3 открыт, а выпускной 6 — закрыт. Во времяперемещения поршня вниз в цилиндре 8 двигателя создается разрежение, итопливовоздушная смесь по впускному трубопроводу 4 поступает в цилиндр изаполняет его. Впускной клапан открывается с некоторым опережением, т.е. доприхода поршня в в. м. т. Закрывается этот клапан с некоторым запаздыванием, т.е.после прихода поршня в н. м. т.
Режим работы впускного клапана,при котором он полностью открыт в течение всего хода поршня, установлен длялучшего наполнения цилиндра воздухом. Хотя после н. м. т. поршень начинаетдвигаться вверх, воздух под действием сил инерции при открытом впускном клапанепродолжает еще поступать в цилиндр.
Второй такт — сжатие (рисунок 1б)начинается при обратном ходе поршня к в. м. т. при закрытых клапанах. Воздух вцилиндре сжимается. Величина давления воздуха в конце сжатия зависит от степенисжатия, т.е. от отношения полного объема цилиндра к объему камеры сжатия.
В конце второго такта на свечуподается напряжение с некоторым опережением до в. м. т. чтобы топливо началовоспламеняться вблизи в. м. т.
Третий такт — расширение, илирабочий ход (рисунок 1в). При этом происходит горение топлива и расширениепродуктов сгорания. Горение топлива сопровождается выделением большогоколичества тепла. Оба клапана закрыты.
Четвертый такт — выпуск (рисунок1 г). В конце рабочего хода, вблизи н. м. т., открывается выпускной клапан 6,внутренняя полость цилиндра начинает сообщаться с атмосферой и продуктысгорания, имеющие давление выше атмосферного, выходят в окружающую среду.
Опережение открытия выпускногоклапана необходимо для того, чтобы к началу движения поршня к в. м. т. частьгазов вышла через открытый выпускной клапан и давление в цилиндре понизилось.
В противном случае пришлось бы преодолеватьзначительное усилие, возникающее от давления газов на поршень. Поршень,двигаясь вверх, выталкивает продукты сгорания наружу, освобождая цилиндр дляновой порции свежего воздуха.
Плавность и равномерность работымногоцилиндровых двигателей обеспечивается чередованием рабочих тактов вразличных цилиндрах через определенный угол поворота коленчатого вала двигателя.
Последовательность чередованияодноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы двигателя. Порядокработы зависит от расположения шатунных шеек коленчатого вала и кулачковраспределительного вала.
В восьмицилиндровых V — образныхдвигателях ЗИЛ-130 принят порядок работы цилиндров: 1 — 5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8.
Таблица 1. Чередование тактов вдвигателе ЗИЛ-130 1 цил. 2 цил. 3 цил. 4 цил. 5 цил. 6 цил. 7 цил. 8 цил. Впуск х х Сжатие х х Раб. ход х х Выпуск х х 4. Какие типы термостатов применяют в системе охлаждения двигателей. Опишитеих работу
Термостат автоматическиподдерживает необходимую температуру жидкости в системе охлаждения двигателя. Онпозволяет быстро погреть холодный двигатель при пуске.
На автомобильных двигателяхприменяются термостаты с жидкостным и твердым наполнителями.
В жидкостные термостаты наливаютлегко испаряющуюся жидкость (смесь 70% этилового спирта и 30% воды).
В качестве твердого наполнителяиспользуют церезин с медной стружкой, обладающий большим коэффициентомобъемного расширения.
Жидкостный термостат (рисунок 1а)состоит из корпуса 7 с окнами гофрированного баллона 2 и клапана 5.
Нижняя часть гофрированногобаллона жестко соединена с кронштейном 8 и корпусом.
К верхней части баллона припаяншток 3 с клапаном. Шток может перемещаться в направляющей корпуса.
Иногда на клапане термостатаделают небольшое отверстие для выхода воздуха при заливке жидкости в системуохлаждения.
В запаянном гофрированномбаллоне находится жидкость, занимающая примерно половину внутреннего объемабаллона. Из баллона откачан воздух, и при нормальных условиях он сжат, а клапанзакрыт.
Жидкостный термостат работаетследующим образом. Если температура жидкости в системе охлаждения не превышает73°С, то баллон сжат и клапан закрыт.
Жидкость по перепускному каналупоступает к насосу, минуя радиатор. По мере прогрева двигателя жидкость всистеме охлаждения нагревается.
При повышении ее температурысвыше 73 — 83°С жидкость, находящаяся в баллоне, начинает испаряться, давлениев баллоне повышается и клапан открывается.
Охлаждающая жидкость поступает врадиатор. При температуре 88 — 94 0С клапан термостата открытполностью.
/>
Рисунок 1. — Схемы термостатов:
а — жидкостный термостат (двигательавтомобиля ГАЗ-24); б — термостат с твердым наполнителем (двигатель автомобиляЗИЛ-130);
I, IV — термостаты открыты; II, III-термостаты закрыты;
1 — корпус водяного насоса; 2 — гофрированныйбаллон; 3, 13 — штоки; 4 — прокладка; 5, 15 — клапаны термостатов; 6, 16 — патрубки;отводящие горячую жидкость; 7, 18 — корпусы термостатов; 8 — кронштейн; 9 — баллонтермостата; 10 — твердый наполнитель; 11 — резиновая мембрана; 12 — направляющаявтулка; 14 — возвратная пружина; 17 — коромысло клапана; 19 — буфер; 20 — впускнойтрубопровод.
Термостат с твердым наполнителем(рисунок 1б) расположен между впускным трубопроводом 20 и отводящим патрубком16. К корпусу 18 постоянно прижимается пружиной 14 клапан 15, шарнирносоединенный со штоком 13. Шток опирается на резиновую мембрану 11, котораязажата между баллоном 9 и направляющей втулкой. Внутреннее пространство баллоназаполнено твердым наполнителем 10. Пока двигатель не прогрет, наполнитель вбаллоне находится в твердом состоянии и клапан термостата закрыт. При повышениитемпературы воды в системе охлаждения до 70°С и более объем наполнителяувеличивается, так как церезин плавится и нажимает на мембрану. Она выгибаетсявверх, давит через буфер 19 на шток, который поворачивает клапан 15, вследствиечего охлаждающая жидкость поступает в радиатор. При снижении температурыохлаждающей жидкости объем твердого наполнителя уменьшается, и клапантермостата под действием возвратной пружины закрывается.
Литература
1. Панов Ю.В. Установка иэксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей. М.: Академия, 2007.
2. Карбюраторы К-126, К-135. М.: Колесо,2008.
3. Автомобиль «Волга» ГАЗ-24.Конструктивные особенности, техническое обслуживание и текущий ремонт. М.: Транспорт,1990.
4. Автомобиль ЗИЛ-130. Руководствопо эксплуатации. М.: 1994.
5. Алексеев В.П., Воронин В.Ф. Двигателивнутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированныхдвигателей. М.: Машиностроение, 1990.