Система питания - Система питания - Статьи

Система питания двигателя мотоцикла состоит из карбюратора, приготовляющего горючую смесь, бензинового бака с краном и трубопроводами, фильтров и отстойников для топлива, воздушного фильтра, иногда с глушителем шума впуска, воздухопроводов и выпускных труб с глушителями шума выходящих отработавших газов.

Топливо из бензинового бака через фильтр и отстойник по трубопроводу самотеком поступает в поплавковую камеру карбюратора. Воздух проходит в смесительную камеру карбюратора через воздушный фильтр. Приготовленная в карбюраторе смесь бензина и воздуха поступает в двигатель. Отработавшие газы через выпускную трубу и глушитель выходят в атмосферу.

Основным топливом для двигателей мотоциклов служит автомобильный бензин различных сортов: А-80, АЗ-82, А-92, А-95 и А-97 (буква А обозначает автомобильный, буква 3 — зимний, а число после буквы — октановое число). Можно также использовать высококачественный бензин А-99. Постоянно применять высокооктановые бензины с большим содержанием этиловой жидкости не рекомендуется ввиду их токсичности, а также из-за возникновения перебоев в работе свечи зажигания вследствие освинцовывания.

Для двигателей спортивных мотоциклов используют бензол и толуол, а для двигателей с высокой степенью сжатия, устанавливаемых на гоночных мотоциклах, — этиловый (винный) и метиловый (крайне ядовитый древесный) спирт в чистом виде или ввиде различных смесей с бензином, бензолом, толуолом.

Особенно важными свойствами бензина являются детонационная стойкость и достаточно легкая испаряемость, обеспечивающие полное сгорание рабочей смеси с допустимой быстротой, легкий пуск и лучшую приемистость двигателя.

В некоторых условиях характер нормально начавшегося процесса сгорания внезапно изменяется, и пламя начинает распространяться с большой скоростью (1500- —2500 м/сек вместо 20—30 м/сек). При этом в камере сгорания возникают ударные волны, называемые детонационными. В результате Удара детонационной волны о стенки цилиндра и многократного отражения волны начинается вибрация стенок цилиндра, которая воспринимается как характерный металлический стук, ошибочно принимаемый за стук износившегося поршневого пальца. В случае детонационного сгорания (детонации) работа двигателя сопровождается повышением температуры головки цилиндра и иногда дымлением отработавших газов, снижением мощности двигателя и увеличением расхода топлива. При работе двигателя с детонацией резко сокращается срок службы деталей кривошипного механизма.

Возможность появления детонации увеличивается при повышении степени сжатия, отложения нагара на стенках камеры сгорания и на рабочих фасках клапанов, а также вследствие увеличения угла опережения зажигания, перегрузки и перегрева двигателя, обеднения горючей смеси и главным образом при низком качестве топлива.

Детонационная стойкость топлива оценивается его октановым числом. Чем выше октановое число, тем меньше возможность возникновения детонации. Для повышения детонационной стойкости к бензину добавляют антидетонатор — чаще всего этиловую жидкость темно-красного цвета. В ее состав входят тетраэтил-свинец, краситель и некоторые другие вещества. Этиловая жидкость окрашивает бензин в розовый цвет (это является признаком ядовитости бензина). Этилированный бензин может иметь также голубой или иной цвет, получающийся от добавления в него антидетонатора другой марки. Этилированный бензин ядовит, его нельзя подсасывать ртом при переливании шлангом и использовать для мытья деталей и рук. Ядовитое действие этилированного бензина обычно сказывается не сразу, а постепенно, по мере накапливания в организме ядовитого свинцового соединения. При несоблюдении необходимых мер предосторожности этилированный бензин разрушающе действует на человеческий организм и ведет к весьма тяжелым заболеваниям.

Бензин испаряется тем интенсивнее, чем выше температура окружающего воздуха. В холодную погоду при пуске исправного двигателя в случае использования автомобильного бензина А-77 и А-80 вспышек может и не быть. При использовании легко испаряющихся бензинов (например, бензина А-92, АЗ-95) облегчается пуск двигателя и улучшается его приемистость, а также уменьшается коррозионный износ цилиндра. Бензин А-95 отличается от бензина А-92 только более высоким октановым числом.

В технической характеристике мотоцикла указан бензин с минимальным октановым числом, который можно применять для двигателя. Двигатели дорожных отечественных мотоциклов рассчитаны на бензин с октановым числом 66—72. У автомобильного бензина А-80 октановое число может оказаться ниже обозначенного. Октановое число снижается при длительном хранении бензина, который при этом приобретает специфический неприятный запах. Такой бензин употреблять не рекомендуется, так как пуск двигателя будет затруднен, произойдет обильное нагарообразование и отложение смол на деталях, в двигателе возникнет детонация.

Заправка мотоцикла бензином с октановым числом, меньшим требуемого, нежелательна. При наличии этилированного и неэтилированного бензинов с одинаковым октановым числом предпочтение надо отдать неэтилированному бензину. Работа на бензине с большим содержанием этиловой жидкости, в особенности если он длительно хранился, вызывает ускоренное пригорание выпускных клапанов и освинцовывание изолятора свечи, зажигания.

Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, состоит из смешанных в определенных пропорциях паров бензина и воздуха. В зависимости от соотношения бензина и воздуха, различают нормальную, обогащенную, богатую, обедненную и бедную смеси. В нормальной горючей смеси на одну весовую часть бензина приходится 15 весовых частей воздуха. От состава горючей смеси зависят мощность двигателя и расход топлива (табл. 1).

Простейший карбюратор состоит из поплавковой и смесительной камер (рис. 1). Поплавковая камера 11 служит для поддержания постоянного уровня бензина в распылителе 13. В ней находится пустотелый поплавок 10, соединенный с запорной иглой 9. В крышке поплавковой камеры в устье канала 6, до которому в камеры поступает бензин, находится седло 8 запорной иглы 9 и отверстие 7, соединяющее поплавковую камеру с атмосферой. При наполнении поплавковой камеры бензином -до определенного уровня всплывший поплавок закрывает иглой путь бензину.

Уровень бензина в поплавковой камере установлен так, чтобы уровень бензина в распылителе не доходил до края выходного отверстия на 1—2 мм и бензин не вытекал произвольно в смесительную камеру. По мере расхода бензина и поступления его поплавок, несколько опускаясь и поднимаясь, автоматически поддерживает постоянный уровень бензина в поплавковой камере. В смесительной камере 14 бензин смешивается с воздухом. В корпусе смесительной камеры находятся: жиклер 12, представляющий собой металлический штуцер с калиброванным отверстием для дозирования количества расходуемого бензина; распылитель 13 (трубка, через которую топливо выходит в воздушный поток); диффузор 5 (сужение) с плавными очертаниями, обеспечивающий проход воздуха около устья распылителя с повышенной скоростью для более интенсивного истечения, распыления и испарения топлива. В смесительной камере размещена дроссельная заслонка 4 (или дроссельный золотник), служащая для регулирования количества горючей смеси, поступающей в двигатель. Дроссельную заслонку закрывает и открывает водитель с помощью поворотной рукоятки 1, расположенной на правой половике руля, и троса 2. Открытие дроссельной заслонки происходит при натяжении троса, и закрытие — под усилием пружины 3 при прекращении натяжения троса.

Во время такта впуска понижается давление в цилиндре или картере двигателя, а также во впускном патрубке и смесительной камере карбюратора. Под действием атмосферного давления в смесительную камеру поступает воздух. Проходя с большой скоростью через диффузор 5, воздух увеличивает разрежение над распылителем. Под влиянием разности давлений — пониженного над устьем распылителя и атмосферного давления в поплавковой камере — бензин в распылителе поднимается и фонтанирует в диффузор, как в обычном пульверизаторе. Проходящий через диффузор воздушный поток подхватывает и распиливает бензин. В результате распыливания бензина, нагревания его стенками впускного патрубка, впускным клапаном и стенками цилиндра и теплообмена с остаточными газами происходит интенсивное испарение горючей смеси.

Для пуска двигателя нужна богатая горючая смесь, так как жидкое топливо в холодном двигателе испаряется плохо. Поэтому в смесительную камеру карбюратора требуется подать большое количество бензина, тогда содержание паров бензина в горючей смеси будет достаточным для ее воспламенения. Во время прогрева двигателя на холостом ходу при приоткрытом дроссельном золотнике, когда давление сжатия в цилиндре невелико, для бесперебойного чередования вспышек также требуется богатая смесь.

При переходе с режима холостого хода на режим нагрузок для бесперебойной работы двигателя, а также при резком открытии дроссельного золотника требуется кратковременное дополнительное обогащение смеси. Это объясняется тем, что скорость воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается быстрее, чем истечение бензина из жиклера и распылителя, и смесь резко обедняется, вследствие чего возникают перебои в работе двигателя.

Для регулирования состава горючей смеси на всех режимах работы двигателей мотоциклов применяются различные устройства. С помощью их автоматически, путем торможения истечения топлива из большого жиклера, обеспечивается требуемый состав горючей смеси. В карбюраторах, получивших наибольшее распространение, применяются два основных способа торможения — механическое и пневматическое (рис. 2).

Механическое торможение осуществляется с помощью дозирующей (конусной) иглы 2; которая вдвигается в трубку распылителя 3 и выдвигается из нее. При этом кольцевая щель между иглой и стенкой трубки соответственно уменьшается или увеличивается, в большей или меньшей степени притормаживая истечение топлива из трубки. Трубку с перемещающейся в ней конусной иглой можно рассматривать как жиклер переменного сечения. Дозирующую иглу в большинстве карбюраторов прикрепляют к дроссельному золотнику 1, и она проходит через диффузор смесительной камеры. В некоторых карбюраторах дозирующая игла установлена вне диффузора, в отдельном колодце.

Пневматическое торможение осуществляется с помощью канала 4, по которому к распылителю поступает небольшое количество воздуха, проходящего через карбюратор. Это снижает разрежение у распылителя и в нем образуется эмульсия бензина с воздухом, которая занимает больший объем, чем бензин. В результате уменьшения разрежения и эмульсирования бензина истечение его из жиклера 5 затормаживается. Пневматическое торможение применяется в дозирующей системе главного жиклера и у жиклера холостого хода.

В карбюраторах мотоциклов использованы механический и пневматический способы торможения бензина в сочетании с диффузором переменного сечения. Чем больше диффузор, тем беднее смесь; чем меньше диффузор, тем богаче смесь. Большое влияние на состав смеси оказывает величина скоса на передней части дроссельного золотника. Чем больше скос, тем смесь беднее; чем меньше скос, тем смесь богаче. Скос на золотнике влияет на состав смеси в пределах 0.25 максимального подъема золотника . Иногда скос на дроссельном золотнике заменяют отверстием, просверленным на передней стенке дроссельного золотника.

Для сильного обогащения горючей смеси во время пуска двигателя на большинстве мотоциклетных карбюраторов имеется кнопка 6 (см. рис. 2) утопителя поплавка. При нажатии на кнопку 6 поплавок с запорной иглой опускаются и уровень бензина в поплавковой камере поднимается. Если удерживать поплавок утопленным, то будет происходить фонтанирование бензина из жиклера под напором бензина в баке. При пуске двигателя кратковременным нажатием на кнопку 6 утопителя воздух, проходя через карбюратор, захватывает бензин с большой поверхности, а при длительном нажатии захватывает еще и фонтанирующий бензин.

Для работы двигателя на холостом ходу и при малых нагрузках в карбюраторах имеется система холостого хода. Она состоит из жиклера холостого хода, распылительных каналов и двух регулировочных винтов. Винт качества смеси регулирует поступление воздуха к жиклеру холостого хода. Винтом количества смеси при работе двигателя на холостом ходу регулируют величину щели под закрытым дроссельным золотником для воздуха, поступающего в двигатель.

Неполную и полную мощность получают соответственно при средних положениях и полном открытии дроссельного золотника, когда работает главная дозирующая система (главный жиклер 5 и распылитель 3 с дозирующей иглой 2). При средних положениях дроссельного золотника количество расходуемого топлива дозируется кольцевой щелью между конусной иглой и стенками распылителя. При полном открытии дроссельного золотника, когда только конец иглы остается в распылителе, пропускная способность кольцевой щели в распылителе становится больше пропускной способности главного жиклера, и количество топлива, проходящего через главную дозирующую систему, дозируется преимущественно главным жиклером. Одновременно с этим кольцевая щель все же оказывает небольшое тормозящее воздействие на истечение топлива.

Для временного обогащения горючей смеси, например, во время пуска и прогрева двигателя, а также для других случаев, па карбюраторах многих типов установлен воздушный или бензиновый корректор. Воздушный корректор представляет собой небольшую заслонку, расположенную в диффузоре. При опускании заслонки частично перекрывается путь для воздуха, идущего в диффузор, разрежение в нем усиливается и истечение топлива возрастает. Таким способом смесь обогащают примерно на 30%. Бензиновый корректор — это конусная игла в жиклере, управляемая рычажком с тросом. Бензиновый корректор обогащает смесь на 15—20%. Воздушный корректор, обогащая смесь, увеличивает сопротивление, карбюратора и, следовательно, препятствует получению наибольшей мощности. Бензиновый корректор этого недостатка не имеет.

В некоторых карбюраторах мотоциклов для улучшения приемистости двигателя используют ускорительный насос, связанный механически с дроссельным золотником. При резком открытии дроссельного золотника подпружиненный поршень насоса впрыскивает струю бензина через распылитель в диффузор. Чтобы при каждом открытии дроссельного золотника не происходило резкого увеличения тягового усилия, поршень насоса установлен в цилиндре с большим зазором (в некоторых случаях применяют специальный клапан). Поэтому при плавном открытии дроссельного золотника впрыска не происходит, так как бензин проходит через зазор (или клапан) и стекает обратно вниз цилиндра насоса. При применении ускорительных насосов тяговое усилие повышается незначительно, поэтому эти насосы используют редко.