Instalatia de alimentare a motoarelor cu ardere interna

Instalatia de alimentare a motoarelor cu ardere interna

Instalatia de alimentare a unui motor cu ardere internaasigura depozitarea combustibilului necesar functionarii acestuia, prepararea amestecului carburant ce arde in cilindrii motorului si evacuarea gazelor rezultate din ardere.

Combustibili pentru automobile. Combustibilii pe baza de hidrocarburi sunt materiale prin a caror ardere se obtine energia necesara deplasarii automobilului.

Combustibilii folositi in mod obisnuit la motoarele de automobile:

-benzina, pentru motoarele cu aprindere prin scanteie

-motorina, pentru motoarele cu aprindere prin compresie

In ultimii ani s-au facut numeroase cercetari pentru gasirea de combustibili inlocuitori, pe baza alcool, de extrase din unele plante, gaz metan, hidrogen etc., precum si pentru folosirea la automobile a motoarelor actionate electric, sau cu energie solara etc.

Principalele caracteristici ale benzinei sunt:

-volatilitatea

-cifra octanica.

Volatilitatea reprezinta capacitatea de transformare a benzinei in vapori, la o anumita temperatura. De volatilitate depinde buna functionare a motorului la pornire, la accelerare si la functionare pe timp rece. Cu cit o benzina este mai volatila, cu atat calitatea amestecului carburant va fi mai buna, iar motorul va porni mai usor.

Cifra octanica (CO) este criteriul dupa care se alege combustibilul pentru motoarele cu aprindere prin scanteie.

Automobilele dotate cu catalizatori folosesc benzina fara plumb ca si combustibil.

Catalizatorul asigura depoluarea atmosferica prin arderea completa a gazelor de evacuare, deci in consecinta cantitatea de noxe emanate in atmosfera este mai mica.

Principalele caracteristici ale motorinei sunt:

-congelarea

-vascozitatea

-cifra cetanica (C.C.)

Congelarea este parametrul care indica temperatura la care motorina trece din stare lichida in stare solida.

Vascozitatea este parametrul prin care se apreciaza fluiditatea motorinei.

Cifra cetanica (C.C.)indica sensibilitatea motorinei la autoaprindere prin compresie. Cu cat cifra cetanica este mai mare cu atat motorul porneste mai usor.

Instalatia de alimentare a motoarelor cu aprindere prin scanteie (M.A.S.) cuprinde in general:

-rezervorul de combustibil

-pompa de benzina

-carburatorul

-filtrul de aer

galeria de admisie

-colectorul de evacuare

In afara de acestea, instalatia mai cuprinde unele accesorii ca:

-filtre de combustibil

-robinete

-indicatorul cantitatii de combustibil din rezervor si altele.

Instalatia de alimentare (M.A.S.)

1- conducte metalice; 2- filtru de benzina; 3- indicatorul cantitatii de benzina; 4- gura de umplere; 5- rezervor de benzina;

6- filtru de aer; 7- carburator; 8- conducta flexibila; 9- pompa de benzina; 10- regulatorul petei calde; 11- colector de evacuare; 12- galerie de admisie; 13- teava de evacuare; 14- toba de evacuare;

Pentru functionarea unei astfel de instalatii, benzina din rezervorul 5 este aspirata de pompa de benzina 9 si refulata in carburatorul 7. Legatura intre rezervor, pompa de benzina si carburator se realizeaza prin conductele 1, pe traseul carora se afla si filtrul de benzina 2. In carburator, benzina, impreuna cu aerul (aspirat si curatat in filtrul de aer 6), formeaza amestecul carburant care patrunde in cilindrii. Distribuirea amestecului carburant la toti cilindrii motorului se face prin galeria de admisie 12. Gazele calde, rezultate din arderea amestecului carburant, sunt evacuate in colectorul 11 si de aici, in atmosfera, prin toba de evacuare 14

Rezervorul de combustibil serveste la pastrarea combustibilului necesar functionarii motorului.

Pompa de benzina serveste la debitarea fortata a combustibilului din rezervor in carburator.

Pompele de benzina care echipeaza, in general, motoarele de automobil sunt pompe cu membrana, actionate mecanic sau electric.

In functie de tipul motorului pe care-l deservesc, pompele mecanice pot fi actionate:

-printr-o parghie

-de un excentric al arborelui cu came, la motoarele in patru timpi.

-pneumatic, prin depresiunea si presiunea din carter, la motoarele in doi timpi.

Sectiune printr-o pompa de benzina

1- perna de aer; 2- parghie de actionare la sfarsitul cursei;

3- parghie de actionare la inceputul cursei; 4- arbore cu came; 5- arcul parghiei; 6- tija membranei; 7- orificiu; 8- arcul membranei; 9- membrana; 10- surub de golire;

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

11- capac; 12- supapa de admisie; 13- supapa de refulare;

14- piedica;

Carburatorul este un ansamblu de piese in interiorul caruia se pro¬duce amestecul carburant de aer si combustibil, cu dozajul si in cantita¬tea ceruta de regimul de functionare al motorului cu aprindere prin scanteie.

In carburator, combustibilul se pulverizeaza si se amesteca cu aerul in proportiile incadrate in limitele de aprindere. Compozitia amestecului sau dozajul se determina prin raportarea greutatii combustibilului la greutatea aerului. In functie de cantitatea dc benzina aflata in amestec, se deosebesc urmatoarele feluri de amestec:

-amestec bogat

-amestec normal

-amestec sarac.

Functionarea carburatorului trebuie sa asigure in orice moment compozitia optima a amestecului carburant.

Carburatorul elementar constituie partea fundamentala a unui carburator propriuzis.

Este format din:

-camera de nivel constant

-camera de amestec

-pulverizator.

Camera de nivel constant 6 este constituita dintr-un mic rezervor in care benzina este mentinuta in permanent la acelasi nivel.

Camera de amestec constituie spatiul in care se produce amestecul combustibilului cu aerul.

Pulverizatorul 4 face legatura intre cele doua camere ale carburatorului.

Carburatorul elementar nu poate satisface cerintele impuse de functionarea motorului la diferite regimuri, de aceea carburatorul propriu-zis este completat cu dispozitive de corectie:

-dispozitivul principal de dozare

-dispozitivul de putere

-pompa de accelerare

-dispozitivul de mers incet al motorului

-dispozitivul de pornire a motorului rece.

Carburatorul elementar

1- filtru de aer; 2- ac obturator (pontou); 3- plutitor; 4- pulverizator; 5- difuzor;

6- camera de nivel constant; 7- jiclor principal; 8- clapeta de acceleratie;

9- pata calda (dispozitiv de preancalzire); 10- galerie de admisie; 11- supapa de admisie;

Dispozitivul principal de dozare mentine compozitia optima a amestecului in limitele regimurilor mijlocii de functionare, respectiv intre 20 85% din puterea lui.

Dispozitivul de putere (economizorul) asigura imbogatirea amestecului carburant la regimuri de putere mare.

Pompa de accelerate (de repriza) face ca amestecul carburant sa devina bogat la deschiderea brusca a clapetei de acceleratie.

Dispozitivul de mers incet al motorului (de ralanti) asigura la mersul incet al motorului o imbogatire a amestecului carburant.

Dispozitivul de pornire la rece a motorului (clapeta de soc) este format dintr-o clapeta care se poate roti in jurul axei sale, controland astfel cantitatea de aer care se amesteca cu vaporii de benzina servind la imbogatirea amestecului carburant. Amestecul mai bogat permite pornirea mai usoara a motorului pe timp rece

Filtrul de aer opreste praful din atmosfera sa intre in camera de ardere. Daca motorul nu are filtru de aer, praful aspirat, format din particule minerale extrem de fine si foarte dure, intra in camera de ardere unde se amesteca cu uleiul de ungere fapt ce duce la uzura prematura setului motor.

Filtrul de aer este montat inaintea orificiului de aspiratie al carburatorului si se compune dintr-un recipient in interiorul caruia se afla un cartus filtrant. Aerul trece printre acest cartus si se curata de praf.

Atentie cartusul filtrant se inlocuieste periodic in functie de recomandarile constructorului si de categoria drumurilor pe care se circula (pe drumurile cu mult praf se inlocuieste mai des)

Galeria de admisie, colectorul si toba de evacuare. Galeria de admisie conduce amestecul carburant de la carburator la toti cilindrii motorului, iar colectorul de evacuare serveste la evacuarea gazelor arse din cilindri.

Galeria de admisie si colectorul de evacuare sunt confectionate din fonta in una sau in doua piese, turnate separat, si imbinate cu suruburi. Ele se fixeaza de blocul motor prin flanse prevazute cu garnituri de etan-sare si prezoane, fiind racordate la canalele care vin de la supapele de admisie si evacuare. La flansa galeriei de admisie se monteaza carburatorul, iar la flansa colectorului de evacuare se monteaza teava de evacuare, catalizatorul (la autovehiculele dotate cu catalizator) si amortizorul de zgomot (toba de evacuare).

Instala tia de alimentare a motoarelor cu aprindere prin compresie (M.A.C.) asigura introducerea in cilindrii si pulverizarea combustibilului in cantitatea necesara si in momentul impus de conditiile de desfasurare a ciclului motor, astfel incit motorul sa poata dezvolta puterea ceruta.

Spre deosebire de instalatia de alimentare a motoarelor cu carburator, care foloseste un combustibil purificat si usor volatil, lucrand si la o presiune redusa, la motoarele cu aprindere prin compresie instalatia de alimentare foloseste un combustibil mai putin purificat si greu volatil.

Instalatia de alimentare a motoarelor cu aprindere prin compresie este o constructie robusta si de mare precizie. Ea reprezinta partea cea mai delicata a motorului care, atat la constructie cat si la exploatarea acestuia, necesita mare atentie si supraveghere si produce cele mai numeroase defectiuni.

Instalatia de alimentare a motoarelor cu aprindere prin compresie

1- rezervor de combustibil; 2- pompa de alimentare;

3, 4- filtre de combustibil; 5- pompa de injectie;

6- injectoare; 7- filtru decantor;

8, 9, 11, 12- conducte de joasa presiune;

10- conducte de inalta presiune;

Partile componente ale instalatiei de alimentaire a motoarelor cu aprindere prin compresie sunt:

-rezervorul de combustibil

-pompa de alimentare (pompa de combustibil)

-filtrele de combustibil

-pompa de injectie

-injectoarele

-regulatorul de turatie al pompei de injectie

-conductele de joasa si inalta presiune.

Pompa de alimentare serveste la alimentarea echipamentului de injectie al motorului cu aprindere prin compresie. La automobile, cele mai des intalnite pompe de alimentare sunt cele cu piston.

Filtrele de combustibil. Functionarea normala si neintrerupta a motorului cu aprindere prin compresie necesita curatirea prealabila a combustibilului de impuritati si de apa. Curatirea insuficenta a combustibilului conduce la uzarea injectorului si deci la marirea consumului de combustibil si la reducerea puterii motorului.

Evitarea acestor neajunsuri se face prin filtrarea combustibilului cu ajutorul a doua filtre:

-unul de filtrare primara, montat inaintea pompei de combustibil

-si celalalt de filtrare secundara, montat inaintea pompei de injectie.

Pompa de injectie are ca sarcina dozarea precisa si livrarea sub presiune a combustibilului. Dupa modul de dozare a combustibilului, pompele de injectie se clasifica in:

-pompe cu reglaj prin cama variabila;

-pompe cu reglaj prin laminare;

-pompe cu reglaj prin scurtcircuit (cu sertar).

Datorita avantajelor pe care le prezinta, pompele cu reglaj prin scurtcircuit (cu sertar) au cea mai larga raspandire.

Din punct de vedere principial, acest tip de pompa se poate realiza cu sertar separat sau cu piston-sertar, ultimul tip avind o raspindire aproape generala.

Pompa de injectie cu piston-sertar

1- corpul pompei; 2- capul pompei; 3- cilindru; 4- piston sertar; 5- arc; 6- impingator cu rola; 7- surub de reglare;

8- manson; 9- supapa de refulare; 10- arc; 1- racordul conductei de inalta presiune; 12- ax cu came; 13, 14- flanse;

15- tija de reglare; 16- colier; 17- joja; 18- surub; C- canal; O- orificiu;

Pompa prezentata mai sus este de tipul cu piston-sertar, cu patru elemente de pompare.

Ea se compune din doua parti mari:

-corpul pompei 1

-capul pompei 2, in care se monteaza elementii.

In capul pompei 2 se gaseste un canal C prin care combustibilul vine de la filtrul si ajunge la elementii pompei. Un element se compune din cilindrul 3 prevazut cu doua orificii O, in care combustibilul este aspirat si prin care se realizeaza descarcarea in timpul curselor moarte.

In interiorul cilindrului pistonul-sertar se deplaseaza sub actiunea arcului 5, in cursa de aspiratie, si sub actiunea camei, prin intermediul impingatorului cu rola 6 si a surubului de reglare 7, in cursa de refulare. Surubul de reglare 7 foloseste la reglarea momentului inceperii injectiei (inceputului cursei utile). Deasupra cilindrului 3 se afla supapa de refulare 9, arcul 10 si racordul conductei de inalta presiune 11.

Tot in partea superioara a pompei se gaseste si mecanismul de reglare a cantitatii de combustibil refulat de pompa catre injectoare, cantitate ce se obtine prin rotirea pistoanelor pompei.

Mecanismul de reglare este format din tija de reglare 15 prevazuta colierele 16. Colierele au un canal in care patrunde bratul de comanda al mansonului 8. Capatul din dreapta al tijei 15 este articulat cu parghia regulatorului.

In corpul pompei 1 se gaseste axul cu came 12, sprijinit pe doi rulmenti prin intermediul flansei 13, pe care se monteaza carcasa regulatorului, si al flansei 14. Flansa 14 serveste si la fixarea pompei de injectie pe motor.

Axul cu came este prevazut in partea stanga cu sistemul de antrenare a regulatorului, iar in partea dreapta cu propriul lui sistem de antrenare de catre motor.

In corpul pompei se introduce ulei pentru ungere, al carui nivel se controleaza cu joja 17. Pe corpul pompei se prinde, prin suruburile 18, pompa de alimentare cu combustibil.

La functionarea acestei pompe, pistonul-sertar 4 se deplaseaza in cursa de refulare sub actiunea camei, prin intermediul impingatorului 6 si al surubului de reglare 7. Injectia combustibilului incepe in momentul in care pistonul astupa orificiile O, intrerupand legatura intre cilindrul 3 si canalul C.

Sub presiunea combustibilului, supapa de refulare 9 se ridica de pe scaunul sau si combustibilul trece spre injector. Sfarsitul injectiei are loc cand muchia elicoidala a pistonului deschide orificiile O.

Ca urmare a scaderii presiunii din cilindrul 11, supapa de refulare 9 este readusa pe scaun de

arcul 10.

Dupa ce pistonul a trecut de punctul mort interior, deplasarea in jos (in cursa de aspiratie) se efectueaza sub actiunea arcului 5 (care a fost comprimat in cursa de refulare).

Defectiunile sistemului de injectie fac ca motorul diesel sa scoata fum de culoare neagra in exces, din aceasta cauza si consumul de carburant este mai mare si deci in consecinta poluarea creste.

Injectoarele sunt organele care realizeaza pulverizarea fina si distributia uniforma a combustibilului in camera de ardere.

In constructia actuala a motoarelor cu aprindere prin compresie se utilizeaza injectoare mecanice, care pot fi:

-deschise

-inchise

dupa cum orificiul pulverizatorului este obturat sau nu de un ac.

Injectorul mecanic deschis este format din corpul princi¬pal 1, prevazut cu un racord de legatura la conducta de inalta presiune, prin intermediul careia combustibilul intra in pulverizatorul 2. Pulverizatorul este prevazut cu unul sau cu mai multe orificii, prin ale caror dimensiuni si forme se asigura pulverizarea combustibilului. Legatura intre corpul principal si pulverizator se realizeaza prin intermediul unei piulite de stringere 3.

Injectorul mecanic deschis

1- corp principal; 2- pulverizator; 3- piulita de strangere;

Injectorul mecanic inchis are orificiile de legatura intre injector si camera de ardere controlate de catre o supapa realizata in forma de ac.

Acul injectorului este tinut de scaunul sau de un arc elicoidal cilindric, iar ridicarea lui se face numai in timpul injectiei, sub actiunea presiunii combustibi¬lului.

Injectoarele mecanice inchise pot fi actionate hidraulic, mecanic sau electric, primul mod de actionare fiind cel mai raspandit. Corpul pulverizatorului 1 este prevazut cu un canal prin care combustibilul trimis de pompa ajunge in camera pulverizatorului.

In interiorul pulverizatorului se afla acul 2 al injectorului, prelucrat cu doua diametre diferite si prevazut la partea inferioara cu oportiune conica cu care inchide etans orificiul de iesire a combustibilului.

Combustibilul, trimis cu presiune de pompa spre injector, exercita o presiune pe suprafata gulerului, presiune ce rezulta din diferenta dintre diametrele acului injector.

Cand presiunea combustibilului atinge o anumita valoare, in asa fel incat forta care tinde sa ridice acul este mai mare decat cea a arcului elicoidal, acul se ridica si permite combustibilului sa patrunda prin orificiile pulverizatorului in camera de ardere a motorului.

Cand forta creata de presiunea combustibilului devine mai mica decat forta data de arc, acul revine pe scaunul sau inchizand orificiul pulverizatorului.

Injector mecanic inchis

1- corpul pulverizatorului; 2- acul injectorului;

Regulatorul mecanic de turatie este un mecanism automat prin care se regleaza pompa de injectie in asa fel incat aceasta sa raspunda cerintelor de functionare a motorului. El este actionat de catre arborele cu came al pompei de injectie.

Regulatorul este format din doua greutati 2, articulate la un ax 1. Acestea actioneaza asupra mansonului 3, care se sprijina pe parghia 4,articulata cu capatul inferior in punctul A1,.

La capatul superior al parghiei este articulata tija 6, care comanda cremaliera pompei de injectie si arcul 5.

La cresterea turatiei fortele centrifuge, care tind sa departeze greutatile 2, aflate in miscare de rotatie. Prin deplasarea greutatilor se deplaseaza tija 6, prin intermediul mansonului 3, producand deplasarea cremalierei pompei de injectie in sensul cresterii cantitatii de combustibil injectate.

La scaderea turatiei, revenirea tijei si a greutatilor se face sub actiunea arcului 5.

Schema de principiu a regulatorului mecanic de turatie

1- ax; 2- greutate; 3- manson; 4- parghie; 5- arc; 6- tija;