Методическая разработка Неисправности системы питания карбюраторного двигателя и способы их устранения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Неисправности системы питания карбюраторного двигателя и способы их устранения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2020

 

Цели занятия:

1.   Изучить назначение системы питания двигателя, марки и свойства топлива для автомобильных двигателей. Ознакомить обучающихся с требованиями к составу смеси для работы двигателя на различных режимах.

2.   Воспитывать у обучающихся чувство личной ответственности за безаварийную эксплуатацию АТТ.

3.   Развивать интерес к изучению автомобильной техники, память, целеустремлённость. 

 

Время:  2 часа

 

Место:кабинет по устройству и эксплуатации АТТ

Учебно - материальное обеспечение:

Плакаты:  «Эксплуатационные материалы», «Схема простейшего карбюратора».Двигатель ЗиЛ-131, приборы системы питания.

 

Распределение времени занятия:

Вступительная часть                                           5 мин;

Проверка подготовки обучающихся к занятию                10 мин;

Учебные вопросы занятия:

1. Назначение системы питания двигателя. Топлива для автомобильных двигателей, их марки и свойства            15 мин;

2. Горючая и рабочая смеси. Требования к составу смеси для   работы двигателя на различных режимах       25 мин;

3. Общее устройство и работа системы питания двигателя Зил15 мин;

Заключение                                              5мин.

 

 

Содержание занятия

 

Вступительная часть принять

 

–       рапорт дежурного по группе;

–       проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

–       ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

–       провести опрос по ранее изученному материалу:

Опрос рекомендуется провести устно, задавая вопросы и вызывая одного-двух обучающихся для ответа,

 

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятияподготовить к показу электронный демонстрационный материал, приобрести навыки его использования с компьютером и проектором или подготовить ассистента, который будет управлять компьютером.

Во вступительной части принять рапорт дежурного по группе, проверить наличие и внешний вид обучаемых, наличие учебников и конспектов. Объявить тему, цели и учебные вопросы занятия, порядок его проведения.

При изложении учебного материала использовать слайды, приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на, самостоятельное уяснение устройства или функции механизмов, общее устройство транспортного средства.

–                       при рассмотрении первоговопроса, особое внимание следует уделить маркам и свойствам автомобильных бензинов.

_    при рассмотрении второго вопроса необходимо особое внимание уделить требованиям к составу смеси для   работы   двигателя на различных режимах.

–                       при изучении третьего вопроса обратить внимание обучающихся на принцип работы системы питания.

подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив курсантам о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

 

1. Назначение системы питания. Топлива для автомобильных двигателей, их марки и основные свойства.

 

Система питания карбюраторного двигателя служит для приготовления горючей смеси, её подачи в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов.

 

Подавляющее большинство автомобильных двигателей работает на бензине, который получается в результате прямой перегонки нефти или крекинг-процесса.

К бензину предъявляются требования:

1.                 Высокая теплотворная способность топлива и горючей смеси. От теплотворности смеси зависит мощность двигателя.

2.                 Достаточная испаряемость при низких температурах. Чем она выше, тем легче завести двигатель в холодное время года.

3.                 Содержание смол должно быть минимальным (не более 20 мг на 100 мл бензина); большое содержание смол приводит к интенсивному засмолению отверстий и каналов в карбюраторе, трубопроводов и поршневых колец, увеличению нагарообразования.

4.                 Отсутствие водо-растворимых кислот, щелочей, воды, наличие которых вызывает коррозию деталей двигателя и приборов системы питания; вода, кроме того, зимой может образовать ледяные пробки.

5.                 Отсутствие механических примесей. Примеси ускоряют износ двигателя, засоряют отверстия в карбюраторе и вызывают перебои или полный отказ в работе системы питания.

6.                 Высокая детонационная стойкость. Детонация - вреднейшее явление, которое иногда сопровождает горение рабочей смеси. Нормальная скорость сгорания рабочей смеси 20-30 м/сек. При детонации горение носит характер взрыва и скорость его достигает 2000-3000 м/сек. Детонационное горение вызывает резкое, ударное повышение давления в камере сгорания, что приводит к быстрому износу и даже поломке деталей двигателя.

 

Природа детонации заключается в следующем:при некоторых неблагоприятных условиях – длительном горении рабочей смеси, низком качестве горючего, несоответствии состава горючей смеси режиму работы двигателя, в части рабочей смеси, наиболее удалённой от свечи зажигания, образуются продукты окисления топлива (пероксиды),  которые воспламеняются ещё до подхода к ним фронтита горящей рабочей смеси.

Признаками детонации являются:

-                     частый металлический стук, вызванный вибрациями стенок цилиндра и поршней от удара взрывной волны;

-                     перегрев двигателя;

-                     падение его мощности;

-                     чёрный дым из глушителя.

Причины детонации: несоответствие сорта топлива степени сжатия двигателя; раннее зажигание, перегрев двигателя, большие нагрузки при малых оборотах коленчатого вала.

Детонационная стойкость бензина оценивается условным показателем – октановым числом. Чем оно выше, тем выше детонационная стойкость бензина, тем выше может быть степень сжатия двигателя, в котором применяется данный бензин.

 

Автомобильные бензины выпускаются следующих марок : А-76, А-92, Аи-93, Аи-98, Аи-95.

А - бензин автомобильный;

76 – октановое число, определённое моторным методом;

и – октановое число, определённое исследовательским методом.

Все бензины за исключением бензина Аи-98 и Аи-95 подразделяются на летние, предназначенные для использования во всех районах страны, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 1 октября, и зимние с облегчённым фракционным составом, предназначение для применения с 1 октября по 1 апреля. Гарантийный срок хранения бензина на складах, нефтебазах и заправочных колонках 5 лет со дня изготовления.

Бензин А-76 применяется на автомобилях: ЗиЛ-130, ЗиЛ-131, ГАЗ-66, ГАЗ-53.

Бензин Аи-93 применяется на автомобилях: ВАЗ, ГАЗ «Волга», «Москвич».

Бензин Аи-95,98 применяется на автомобилях: ЗиЛ-114, ЗиЛ-117, иномарках и на других перспективных автомобилях высшего класса.

Нормы расхода топлива на 100 км пробега:

ЗиЛ-131 – 51 л;

ЗиЛ-130 – 36,5 л;

ГАЗ-66 – 31,5 л;

УАЗ-3151 – 16л.

В прошлом в  автомобильные бензины А-76, Аи-93, Аи-95, Аи-98 добавлялитетроэтилсвинец (ТЭС) для повышения их антидетонационной стойкости. Бензины в которые добавлена этиловая жидкость (ТЭС) называют этилированными. Для отличия этилированного бензина от обыкновенного его окрашивают.Современные требования запрещают использование этилированных бензинов, так как они очень ядовиты и попадая в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека, могут вызвать тяжёлые заболевания.

 

Вывод.На современных автомобилях должны применяться только те марки бензинов, которые рекомендованы заводом – изготовителем. Несоответствие этих марок приводит к выходу двигателя из строя.

Ответить на вопросы.

2. Горючая и рабочая смеси. Требования к составу смеси для работы двигателя на различных режимах.

 

Горение представляет собой химическую реакцию соединения углерода топлива с кислородом, сопровождающуюся выделением тепла.

Горючая смесь, перемешанная с остаточными газами в цилиндре двигателя, называется рабочей смесью.

Горючая смесь это смесь паров и мелких капель топлива с воздухом, состав которой обеспечивает возможность её сгорания в двигателе.

Под составом смеси следует понимать весовое соотношение между горючим и воздухом в горючей смеси. Это соотношение измеряют количеством килограммов воздуха, приходящегося на 1 кг топлива. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо около 15 кг воздуха. Однако количество воздуха, действительно расходуемого для приготовления горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой α и представляющим собой отношение действительного количества воздуха Lg, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха Lo.

 

 Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха т.е. столько, сколько теоретически необходимо то такая смесь называется нормальной.

 

Горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха α<1 называется богатой. Горючая смесь с коэффициентом α>1 называется бедной, так, как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.

Для более точного определения степени обогащения или обеднения смеси различают такие горючие смеси:

Богатая (α=0,7-0,85), обогащённая (α=0,85-0,95), обеднённая (α=1,05-1,1) и бедная (α=1,12-1,15).

При слишком сильном обогащении или обеднении горючей смеси она теряет способность воспламеняться. Существуют определённые пределы воспламеняемости горючей смеси: для богатой α=0,5 и для бедной α= 1,35.

При некотором обогащении смеси скорость сгорания смеси увеличивается. Наибольшая скорость сгорания смеси получается при α=0,85-0,88, при этом двигатель развивает наибольшую мощность. При дальнейшем обогащении смеси уменьшается скорость её сгорания, снижается мощность двигателя и заметно увеличивается удельный расход топлива, отнесённый к единице мощности.

При обеднении смеси, т.е. увеличении содержания в ней воздуха по сравнению с нормальными, несколько уменьшается мощность двигателя, но возрастает экономичность. Дальнейшее обеднение смеси вызывает значительное падение мощности двигателя, уменьшение часового и увеличение удельного расходов топлива. Наиболее экономичной смесью при работе двигателя на средних нагрузках является горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха α=1,12-1,15.

Двигатель не должен работать на переобогащённых или переобеднённых горючих смесях, так как в обоих случаях наблюдается уменьшение мощности и увеличение удельного расхода топлива.

 

Требования к составу смеси для работы двигателя на различных режимах.

 

Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются:

-                     пуск двигателя (α = 0,4 – 0,6 ) очень богатая;

-                     холостой ход (α = 0,7 – 0,8 )богатая;

-                     малые нагрузки (α = 0,7 – 0,8 )богатая;

-                     средние нагрузки (α = 1,05 – 1,15 )обедненная;

-                     большие нагрузки (α = 0,8 – 0,95 )обогащенная;

-                     резкие переходы с малых нагрузок на большие.

 

При пуске холодного двигателя требуется очень богатая смесь с α=0,4-0,6, так как число оборотов коленчатого вала мало, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках впускного трубопровода и цилиндра.

Работа двигателя на холостом ходу и при малой нагрузке возможна при α=0,7-0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает её воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает на режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дросильной заслонкой, поэтому для этого режима наиболее целесообразно использование обеднённой смеси с α=1,10-1,15, обеспечивающей наилучшую экономичность работы двигателя (экономичная смесь). При этом двигатель несколько снижает мощность. В случае необходимости повышения мощности двигателя в пределах средних нагрузок надо несколько увеличить открытие дроссельной заслонки.

Двигатель работает с большой нагрузкой при разгоне автомобиля, движении с максимальной скоростью и преодолении крутых подъёмов или тяжёлых участков дороги. В этом случае для обеспечения наибольшей мощности двигателя карбюратор должен приготавливать обогащённую смесь с коэффициентом избытка воздуха α=0,8-0,95. Имеющую наивысшую скорость сгорания. Увеличение мощности двигателя происходит за счёт некоторого снижения экономичности его работы. Значительного перерасхода, топлива быть не может, так как двигатель с большой нагрузкой работает редко.

При резком открытии дроссельной заслонки возможно обеднение горючей смеси. Карбюратор должен иметь устройство, предотвращающее обеднение смеси т.е. обеспечивающее приёмистость двигателя.

 

Приготовление горючей смеси необходимого состава на различных режимах обеспечивает карбюратор.

а. Устройство и работа простейшего карбюратора.

Процесс приготовления горючей смеси из мелко-распылённого топлива и воздуха, происходящий вне цилиндров двигателя, называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит приготовление горючей смеси определённого состава в зависимости от режима работы двигателя - карбюратором.

 

Рис 1.  Схема работы карбюратора:

1 — поплавок; 2 — игольчатый клапан; 3 — распылитель; 4 — воздушная заслонка; 5 — диффузор; 6 — дроссельная заслонка; 7 — впускной клапан; 8 — жиклер;

 

Принцип действия: топливо подаётся в поплавковую камеру через игольчатый клапан; по мере наполнения камеры поплавок всплывает и клапан закрывается, таким образом в поплавковой камере поддерживается постоянный уровень топлива. При такте впуска за счёт разряжения воздух поступает в цилиндр двигателя, проходя смесительную камеру карбюратора. Давление в потоке воздуха ниже атмосферного. В результате этого топливо из поплавковой камеры поступает через жиклёр дозирующего устройства в смесительную камеру. В диффузоре воздух подхватывает топливо, распыляет его на мелкие частицы и уносит через впускной трубопровод и клапан в цилиндр двигателя.

Основным недостатком простейшего карбюратора является то, что он не обеспечивает приготовление горючей смеси требуемого состава на различных режимах работы двигателя, а только на одном из них. Так, при пуске двигателя такой карбюратор приготавливает бедную смесь, а не богатую. Это происходит вследствие медленного проворачивания коленчатого вала, а следовательно и недостаточного разряжения в диффузоре, вызывающего поступление топлива из распылителя.

 

Вывод.Карбюраторы современных двигателей имеют специальные устройства, обеспечивающие приготовление горючей смеси требуемого состава на различных режимах.Двигатель не должен работать на переобогащённых или переобеднённых горючих смесях, так как в обоих случаях наблюдается уменьшение мощности и увеличение удельного расхода топлива.

 

Ответить на вопросы.

 

 

 

 

3.Общее устройство и работа системы питания двигателя ЗиЛ-131.

 

Система питания принудительная, с подачей топлива топливным насосом диафрагменного типа.

Система питания двигателя ЗиЛ-131 состоит из:

-                     2-х топливных баков ёмкость по 170 л;

-                     Фильтр-отстойника закреплённого на кронштейне рамы;

-                     топливного насоса Б-10 установленного справа в верхней части двигателя;

-                     топливного фильтра тонкой очистки, установленного в верхней части двигателя;

-                     карбюратора К-88АМ, установленного на впускном трубопроводе;

-                     воздушного фильтра с трёхступенчатой очисткой воздуха, установленного на крышке блока на двух стойках;

-                     впускного трубопровода (коллектора), выполненного заодно с крышкой блока;

-                     ограничителя максимальных оборотов центробежного-вакуумного типа, состоящего из: датчика и исполнительного механизма диафрагменного типа;

-                     контрольных приборов, состоящих из: указателя и датчиков, указатель установлен на щитке приборов, а датчик в топливных баках;

-                     трубопроводов;

-                     резиновых патрубков;

-                     шлангов;

-                     системы выпуска отработавших газов, состоящей из: 2-х выпускных трубопроводов (коллекторов), 2-х приёмных труб, глушителя.

 

При работе двигателя топливо из топливного бака топливным насосом засасывается в фильтре-отстойника и далее подаётся через фильтр тонкой очистки топлива в поплавковую камеру. Топливо на пути от бака к поплавковой камере проходит очистку в следующих фильтрах; фильтре заборной трубки топливного бака, фильтр-отстойнике, фильтрующей сетке топливного насоса, фильтре тонкой очистки топлива, сетчатом фильтре карбюратора.

При такте впуска в цилиндре двигателя создаётся разряжение, которое передаётся во впускной трубопровод, в карбюратор и в воздушный фильтр. Под влиянием разряжения воздух проходит через воздушный фильтр и поступает в смесительную камеру, где из распылителей фонтанирует топливо.

В смесительной камере карбюратора топливо испаряется и перемешивается с воздухом т.е. образуется горючая смесь. По впускному трубопроводу горючая смесь в определённой последовательности (в соответствии с порядком работы двигателя) направляется в цилиндры двигателя. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и начинается процесс горения и расширения. Газыобразовавшиеся после сгорания рабочей смеси в цилиндре, давят на поршень и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После расширения в конце рабочего хода выпускной клапан открывается, и через него отработавшие газы под высоким давлением выходят в выпускной трубопровод, а при движении поршня вверх вытесняются им. Из выпускного трубопровода отработавшие газы поступают в приёмную трубу, глушитель, затем в выпускную трубу и далее в атмосферу.

 

Вывод.По своему устройствувсе карбюраторные двигатели в основном аналогичны, так как именно с помощью карбюратора горючая смесь приготавливается в определённой пропорции из топлива и воздуха.

 

Ответить на вопросы.

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

 

Используемая литература при составлении методической разработки:

1.        Передерий В. П. Устройство автомобиля [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Передерий. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 288 с.:- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

2.        Стуканов В. А.Устройство автомобилей [Электронный ресурс]:   учебное пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 496 с.- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

3.        Автомобильные эксплуатационные материалы. Лабораторный практикум : учеб. пособие / В.А. Стуканов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 304 с. — (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/93

Скачано с www.znanio.ru