Курсовая работа (т): Аналіз карбюраторного двигуна ВАЗ-2101

Аналіз карбюраторного двигуна ВАЗ-2101

Зміст

Вступ

Розділ 1 Загальні відомості

1.1 Аналіз бензинового двигуна ВАЗ 2101

1.2    Аналіз системи впорскування «L-Jetronic»

Розділ 2 Загальна методика проведення досліджень впливу типу системи живлення двигуна на паливну економічність, енергетичні та екологічні показники автомобілів в умовах експлуатації

2.1 Розробка загальної методики проведення досліджень

2.2    Теоретичне обґрунтування впливу системи впорскування на роботу автомобільного бензинового двигуна

2.3 Вибір типу системи впорскування бензину для подальшої заміни карбюраторної системи живлення в умовах експлуатації

2.4 Вибір і обґрунтування типу їздового циклу для проведення теоретичних досліджень

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Сьогодні в нашій країні випускається лише кілька моделей автомобілів із карбюраторними двигунами, але частка їхніх продажів на вітчизняному ринку досить велика. За оцінками експертів, продажі ВАЗ-2107, ВАЗ-2104, «Ниви», «Таврії» та «Славути» (всі - з карбюраторами) становлять близько 25% від усього ринку. Це найдоступніші за ціною легковики (від 3800 до 7700 дол. США). Вони давно вже присутні на ринку, тому їх ремонт і технічне обслуговування не викликають труднощів у будь-яких умовах, включно з малокваліфікованим сервісом у гаражах.

Ця перевага робила купівлю недорогих машин привабливою передусім для жителів невеликих населених пунктів, де рівень автосервісу досить слабкий. Крім того, покупці таких авто не звикли їх обслуговувати на СТО і навіть нові автомобілі на гарантії часто обслуговували самостійно. З 1 липня 2006 року вони позбудуться такої можливості.

На заміну карбюраторним версіям прийдуть аналогічні машини з інжекторною системою живлення двигуна. Процесом подачі й регулювання палива в таких автомобілях керує електроніка, яку обслужити в домашніх або гаражних умовах неможливо. Для діагностики, регулювання та ремонту інжекторних двигунів із каталізаторами, що відповідають нормам вихлопу Євро2, необхідне спеціальне комп’ютерне обладнання, а головне - фахівці, які вміють ним користуватися.

Для того, аби продовжувати продавати автомобілі з інжекторними двигунами жителям цих населених пунктів, продавцям доведеться створювати в глибинці сервісні станції з сучасним устаткуванням і кваліфікованим персоналом. Такі СТО зможуть обслуговувати спочатку російські й українські машини, а згодом і сучасні іномарки. Таким чином, дилери російських автомарок підготують основу для наступу на вітчизняну глибинку іномарок, насамперед тих, які складають у нашій країні, - Daewoo, Chevrolet, Skoda, Hyundai і Kia.

Розділ 1. Загальні відомості

.1 Аналіз карбюраторного двигуна ВАЗ-2101

ВАЗ 2101

Загальні дані

Виробник: Волзький автомобільний завод

Роки виробництва: 1970 - 1988

Збирання: Волзький автомобільний завод (Тольятті, СРСР)

Тип кузова: седан

Компонування: передньомоторне, задньопривідне

Двигун

Виробник: Волзький автомобільний завод

Марка: ВАЗ - 2101

Тип: чотирьохтактний, карбюраторний, рядний, з верхнім розташуванням розподільного валу

Об’єм: 1198 см²

Максимальна потужність: 64 к.с. при 5600 об/хв.

Циліндрів: 4

Клапанів: 8

Хід поршня: 66 мм

Діаметр циліндра: 76 мм

Ступінь стиснення: 8,5 (8,8 до 1973р.)

Система живлення: двохкамерний вертикальний карбюратор з послідовним відкриттям дроселів

Охолодження: рідинне закритого типу, з примусовою циркуляцією рідини

Порядок роботи циліндрів: 1-3-4-2

Рекомендоване паливо: АИ-93

Трансмісія: 4 ступ.

Розгін до 100 км/год: 20 с

Макс. швидкість: 142 км/год.

На автомобілі ВАЗ 2101 встановлюється чотирьохциліндровий, чотирьохтактний бензиновий двигун з рідинним охолодженням та рядним вертикальним розташуванням циліндрів.

Цей двигун був спеціально спроектований для автомобілів що випускались у СРСР при доводці конструкцій прототипу - італійського автомобіля ФІАТ-124.

Від двигунів що випускались в країні раніше він відрізняється деякими конструктивними особливостями, які дозволили при невеликих габаритах та вазі отримати досить потужний, високооборотний та надійний агрегат, що володіє довговічністю та економічністю при невеликій трудоємності технічного обслуговування у процесі експлуатації.

Висока літрова потужність, рівна 50 к. с. на літр робочого об’єму, досягнута завдяки підвищеному ступеню стиску, розподільному валу, розміщеному у головці, раціональній формі камери згорання ретельно підібраними системами живлення та випуску відпрацьованих газів. Підвищення ступеня стиску дало можливість підвищити термічний коефіцієнт корисної дії. Верхній розподільний вал забезпечив зменшення мас, що рухаються зворотно-поступально у клапанному приводі, тим самим, дозволив підвищити оберти двигуна.

Висока надійність та довговічність двигуна, крім конструктивних заходів, забезпечувалась застосуванням передових технологій та високоякісних матеріалів.

Застосування тонкостінного чавунного лиття, алюмінієвих сплавів та пластичних мас дозволило рахувати цей двигун не тільки сучасним, але й достатньо перспективним, що допускає його подальші вдосконалення.

Трудоємність обслуговування при його експлуатації зменшена завдяки застосуванню закритої системи охолодження, збільшеною періодичністю заміни моторного масла, повітряного та масляного фільтрів та виключенню змащування консистентними змазками.

Високі пускові якості двигуна при низьких температурах оточуючого повітря забезпечувались: двохкамерним карбюратором з падаючим потоком, потужним стартером, ефективним акумулятором, та стабільними показниками застосовуваних масел. Як показали експлуатаційні випробовування, двигуни надійно запускались без попереднього підігріву при -30°С. Для пуску при більш низьких температурах було передбачено можливість встановлення та застосування спеціального передпускового підігрівача.

В той же час конструкція двигуна така, що дає можливість добитись високої довговічності. Так, застосування чавунного блоку, повноопорного колінчастого валу і сталеалюмінієвих тонкостінних вкладишів дозволило знизити знос вкладишів та шийок колінчастого валу, зменшити вібрації та збільшити жорсткість конструкції. В підсумку передбачений заводом пробіг автомобіля до капітального ремонту складає не менше 100 тис. км.

Система живлення двигуна ВАЗ-2101 включає в себе прилади подачі у карбюратор палива та повітря, приготування паливної суміші та випуску відпрацьованих газів. Вона складається з паливного баку, паливного насосу, паливопроводів, повітряного фільтру, карбюратора, глушника та трубопроводів.

При роботі двигуна паливо із баку примусово подається паливним насосом по паливопроводам та шлангах у карбюратор, у якому готується паливна суміш. Повітря надходить до карбюратору через повітряний фільтр. Приготована паливна суміш через впускний трубопровід всмоктується до циліндрів двигуна.

Паливний бак зварений з двох половин із сталевого листа. Вмістимість баку 39л. включаючи резерв 4-6,5. Він встановлений у багажному відділенні та прикріплений до кузова двома хомутами.

Паливопроводи виготовлені із сталевих оцинкованих чи освинцевиних трубок. Паливопроводи між собою, а також з баком, паливним насосом з’єднані гумовими шлангами у тканинній обгортці та закріплені стяжними хомутами.

Повітряний фільтр забезпечує очистку повітря, що надходить у карбюратор, від механічних добавок. Фільтр сухого типу із змінним фільтруючим елементом. Наявне сезонне регулювання забору повітря.

При роботі двигуна атмосферне повітря всмоктується у корпус повітряного фільтру через повітрозбірник холодного повітря і підкапотного простору чи через повітрозбірник теплого повітря із зони випускного колектора по гофрованому шлангу та патрубку. Повітря очищається передочисником від більших механічних добавок, фільтруючим елементом від дрібних добавок та надходить до карбюратора за рахунок розрідження у циліндрах двигуна.

Бензонасос діафрагмового типу, встановлений на приливі блоку з лівого боку двигуна, засмоктує паливо з баку та подає його під тиском до карбюратора.

Привід насосу здійснюється ексцентриком горизонтального валу, що приводить у рух масляний насос, через сталевий стержневий штовхач.

Бензонасос має наступні основні параметри:

максимальний тиск бензину: 0,2…0,25 кг/см²;

робоча потужність 60 л на годину при 2000 об/хв.;

розрідження всмоктування 2…2,5 м водяного стовпа.

Економічність та потужність двигуна в значній мірі залежить від справної роботи карбюратора, що є одним із самих складних та відповідальних вузлів автомобіля.

Двигун ВАЗ 2101 обладнаний карбюратором типу «Вебер - 32СР», який встановлений на впускній трубі з правого боку двигуна та закріплений чотирма гайками.

Карбюратор двохкамерний, вертикальний (з падаючим потоком суміші), з послідовним відкриттям дросельних заслінок та автоматичним пусковим пристроєм.

Подібна конструкція дозволяє отримати високу потужність двигуна у поєднанні з хорошою економічністю, стійкою роботою на усіх режимах та можливістю надійного запуску.

Карбюратор має одну поплавкову камеру та два головних повітряних канали, що направляють потік в основну(первинну) та додаткову(вторинну) змішувальні камери карбюратора.

Відлитий із алюмінієвого сплаву впускний трубопровід служить для продовження процесу приготування паливної суміші, який розпочинається у карбюраторі, та для її рівномірного розподілу по циліндрах двигуна.

1.2 Аналіз системи впорскування L-Jetronic

Система впорскування «L-Jetronic» - це керована електронікою система багатоточкового, переривчастого впорску палива (L-нім. Lade-заряд, порція). Головні відмінності від систем «К-J» та «КЕ-J»: відсутній дозатор-розподільник та регулятор керуючого тиску; усі форсунки (пускова та робочі) з електромагнітним керуванням. Так як немає дозатора-розподільника, суттєво змінився і витратомір повітря. У системах «L-Jetronic» приблизно у два рази менший тиск палива у системі і можлива відсутність накопичувача.

Система впорскування «L-Jetronic» - це більш досконала система, із збільшеною економічністю, зниженою токсичністю відпрацьованих газів, покращеною динамікою автомобіля.

Рисунок 1.1 - Схема системи впорскування палива «L-Jetronic»

- паливний бак; 2 - паливний насос; 3 - фільтр тонкої очистки палива; 4 - регулятор тиску палива у системі; 5 - розподільна магістраль; 6 - пускова форсунка; 7 - блок циліндрів двигуна; 8 - форсунка впорску; 9 - датчик температури охолоджуючої рідини; 10 - ЕБУ; 11 - блок реле; 12-датчик-розподільник запалювання; 13 - вимикач положення дросельної заслінки; 14 - висотний коректор; 15 - витратомір повітря; 16 - підвід повітря; 17 - термореле; 18 - гвинт якості суміші на холостому ході; 19 - клапан додаткового повітря; 20 - гвинт кількості суміші на холостому ході; 21 - вимикач запалювання; 22 - підвід розрідження до регулятора тиску палива у системі.

Склад системи впорскування.

До системи впорскування «L-Jetronic» входять наступні пристрої:

розподільна магістраль;

форсунки впорскування;

регулятор тиску палива;

ЕБУ;

витратомір повітря з потенціометричним датчиком;

пускова форсунка;

клапан додаткового повітря;

вхідні датчики.

Розподільна магістраль призначена для розподілення палива по форсунках впорскування.

Форсунка впорскування забезпечує імпульсне впорскування палива за рахунок електромагнітного керування голкою розпилювача.

Регулятор тиску палива служить для підтримування постійного тиску у розподільній магістралі системи, а також для усунення пульсацій палива, що виникають при роботі форсунок впорскування.

Електронний блок управління (ЕБУ) приймає сигнали від вхідних датчиків та перетворює їх у керуючу дію на наступні виконавчі пристрої:

форсунки впорскування;

пускова форсунка;

клапан додаткового повітря.

Основними керуючими параметрами, що формує ЕБУ є необхідний об’єм палива палива що впорскується, та час початку впорскування.

Витратомір повітря системи відрізняється від витратомірів систем «К». Повітряний потік діє на вимірювальну заслінку (2, рис.1.2) прямокутної форми. Заслінка прикріплена на осі у спеціальному каналі, поворот заслінки перетворюється потенціометром у напругу, пропорційну витраті повітря. Потенціометр, як правило, являє собою ланцюжок резисторів, ввімкнених паралельно контактній доріжці.

Рисунок 1.2 - Витратомір повітря із датчиком температури всмоктуваного повітря

- обвідний канал; 2 - вимірювальна заслінка; 3 - демпферна камера; 4 - пластина демпферу; 5 - потенціометр; 6 - гвинт якості суміші холостого ходу; 7 - датчик температури; 8 - контакти паливного насосу.

Дія повітряного потоку на вимірювальну заслінку (2) врівноважується пружиною. Для гасіння коливань, викликаних пульсаціями повітряного потоку та динамічними діями характерними для автомобіля, особливо на поганих дорогах, у витратомірі наявний демпфер (3) з пластиною (4). Пластина (4) виконана за одно з вимірювальною заслінкою (2). Різке переміщення вимірювальної заслінки стає неможливим через взаємодію на пластину зусилля повітря що стискається у демпферній камері.

На вході у витратомір вмонтований датчик температури повітря (7) що надходить. У верхній частині витратоміру розташований обвідний канал(1) з гвинтом якості суміші (6). Витратоміри бувають із 6 і 7-ми штекер ним підключенням.

Пускова форсунка впорскує додаткову порцію палива. Робота форсунки забезпечується термореле та датчиком температури охолоджуючої рідини.

Принцип дії системи.

Електричний паливний насос (2, рис. 1.1) забирає паливо із баку (1) та подає його під тиском 2,5 кгс/см² через фільтр тонкої очистки (3) до розподільної магістралі (5), з’єднаної шлангами із робочими форсунками циліндрів (8). Встановлений з торця розподільної магістралі (5), регулятор тиску палива у системі (4) підтримує постійний тиск впорскування та здійснює злив лишнього палива до баку. Цим забезпечується циркуляція палива у системі та виключається утворення парових пробок.

Кількість впорскуваного палива визначається ЕБУ (10) в залежності від температури, тиску та об’єму повітря що надходить, частоти обертання колінчастого валу та навантаження двигуна, а також від температури охолоджуючої рідини.

Основним параметром, що визначає дозування палива, є об’єм всмоктуваного повітря, що вимірюється витратоміром повітря. Повітряний потік що надходить відхиляє напірну вимірювальну заслінку, долаючи зусилля пружини, на визначений кут, що перетворюється в електричну напругу засобом потенціометру. Відповідний електричний сигнал передається на ЕБУ, який визначає необхідну кількість палива у даний момент роботи двигуна та видає на електромагнітні клапани робочих форсунок імпульси часу подачі палива. Незалежно від положення впускних клапанів, форсунки впорскують паливо за один чи два оберти колінчастого валу двигуна.