Топливо для бензиновых ДВС и их характеристики.

Назначение, устройство и работа системы питания.

Горючая смесь и ее состав. Требования к горючей смеси.

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

Общее устройство и работа системы питания

В систему питания двигателя автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 1) входят топливный бак 10, топливопроводы 7 от бака к фильтру-отстойнику 14 и к то­пливному насосу 19, карбюратор 3, воз­душный фильтр 2, приемные

Рис. 1. Схема систем питания и выпуска отработавших газов двигателя автомобиля ЗИЛ-130:

1 — канал подвода воздуха к воздушному фильтру; 2 — воздушный фильтр; 3 — карбюратор; 4 — рукоятка ручного управления воздушной заслонкой; 5— рукоятка ручного управления дроссельными заслонками; 6 — педаль управления дроссельными заслонками; 7 — топливопроводы; 8 — указатель уровня топлива; 9 — датчик указателя уровня топлива; 10 — топливный бак; // — крышка горловины топливного бака, 12 — кран; 13 — выпускная труба глушителя; 14 — фильтр-отстойник; 15 — глушитель; 16 — приемные трубы; 17 — выпускной трубопровод; 18       — фильтр тонкой очистки топлива;

трубы 16, глушитель 15, выпускная труба 13 глушителя. В систему питания входят также фильтр 18 тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом 19 подается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод 17. Затем они поступают в приемные трубы 16 глушителя, выпускную трубу 13 и в атмосферу. Топли­во наливают в бак через горловину, закрываемую крышкой 11. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика 9 и указателя 8 уровня топлива. 

Автомобильные бензины

Автомобильные двигатели (за исклю­чением газовых и дизельных) работают на бензине. По ГОСТ 2084 — 77* выпускаются бензины следующих марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А означает, что бензин автомобильный; цифра — наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; буква И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ-98, подразделяют на летние и зимние. Зимние бензины содержат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улучшает условия пуска двигателя. В северных и северо-восточных районах СССР зимние бензины применяют в течение всего года. В остальных районах страны эти бензины применяют с 1 ок­тября до 1 апреля.

В автомобильные бензины А-76, АИ-93 и АИ-98 для повышения антиде-тонационной стойкости добавляют антидетонатор — тетраэтилсвинец (ТЭС). Для отличия обыкновенных бензинов от этилированных последние окрашивают в желтый (А-76), оранжево-красный (АИ-93) и синий (АИ-98) цвета. Таким образом, выпускают бензины марки А-72 и марок: А-76, АИ-93 и АИ-98 (этилированные и неэтилированные). Этилированные бензины очень ядовиты и, попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека могут вызвать тяжелые заболевания. Поэтому применять этилированные бензины для мытья деталей и рук категори­чески запрещено. При попадании этилированного бензина на кожу его необхо­димо немедленно стереть ветошью, смоченной в керосине.

В зависимости от состава горючей смеси нормальная скорость распростра­нения фронта пламени по камере сгорания различна, но не превышает 35 м/с. При детонации (взрывное горение) скорость распространения сгорания смеси доходит до 2000 м/с. При детонационном сгорании возникает сильная волна давления, вызывающая вибрацию деталей. Работа двигателя с детонацией не­допустима, так как сопровождается ударной нагрузкой на поршни, поршневые пальцы, шатунные и коренные подшипники, местным перегревом деталей, прогоранием поршней и клапанов, дымным выпуском, снижением мощ­ности двигателя и увеличением расхода топлива. Возникновение детонацион­ного сгорания происходит в основном при неправильном подборе сорта топлива для двигателя с данной степенью сжатия. На появление детонации влияют также конструкция камеры сгорания, размеры цилиндра, материал головки цилиндра, скоростной режим и нагрузка двигателя, нагарообразование на поршне и головке цилиндров, угол опережения зажигания и т. д.

От антидетонационных свойств бензина (его способности противостоять детонации) зависит возможность применения этого бензина в двигателях, имеющих повышенную степень сжатия. Антидетонационные свойства бензина оценивают октановым числом. Бензин сравнивают со смесью из двух топлив: изооктана и гептана. Изооктан слабо детонирует, и для него октановое число условно принимают равным 100, а геп­тан сильно детонирует, и для него октановое число условно принимают равным нулю. Если смесь, состоящая, например, из 72 % изооктана и 28 % геп­тана (по объему), по детонационным свойствам соответствует проверяемому бензину, то октановое число такого бензина равно 72 и т. д. Чем выше ок­тановое число бензина, тем с большей степенью сжатия может работать двигатель без детонации на этом топливе.

Работая с бензином, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, так как бензин является легковоспламеняющейся жидкостью. Тара изпод бензина очень опасна, так как содержит пары, которые легко взрываются. Бензин, попавший на окрашенные детали и резину, портит их, растворяя краску, лак и резину.

Гарантийный срок хранения автомобильного бензина всех марок (по ГОСТ 2084—77*) устанавливается 5 лет со дня его изготовления. По истечении гарантийного срока хранения автомобильный бензин перед применением должен быть проверен на соответствие требованиям стандарта.

Двигатели автомобилей Г АЗ-24-01 «Волга», ГАЗ-53А, ГАЭ-53-12 и ЗИЛ-130 работают на бензине А-76, а автомоби­лей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 «Волга», «Москвич-2140» и «Жигули» — на бен­зине АИ-93.

Горючая смесь

Для приготовления горючей смеси ис­пользуют топливо и воздух, причем оба компонента, входящие в состав смеси, должны быть тщательно очищены от механических и других примесей. Горючая смесь — это смесь, приготовленная в карбюраторе из паров мелкораспыленного топлива и воздуха. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, смешивается с отработавшими газами и образует рабочую смесь.

Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно при­нимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой а. Коэффициент а пред­ставляет собой отношение действительного количества воздуха L_Д, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха L₀, т. е. а = L_Д / L₀.

Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то а = 15/15=1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой а<1, называют богатой, так как она содержит воздуха меньше теоретически необходимого количества. Горючую смесь с коэффициентом а >1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества. Для более точного определения степени обогащения или обеднения горючей смеси различают следующие смеси: богатая (а = 0,70 - 0,85); обогащенная (а = 0,85 - 0,95); обедненная (а = 1,05 -1,15); бедная (а =  1,15 - 1,20).

При слишком большом обогащении или обеднении горючая смесь теряет способность воспламеняться. В первом случае это происходит из-за недостатка кислорода воздуха, а во втором вследствие значительного избытка воздуха и небольшого количества бензина. Су­ществуют определенные пределы воспламеняемости горючей смеси: для богатой а = 0,5; для бедной а =1,35. Двигатель не должен работать на переобогащенных или переобедненных горючих смесях, так как в обоих случаях уменьшается его мощность и снижается экономичность.