Стартер используется исключительно для запуска двигателя. Процесс работы
данного устройства можно условно разделить на три этапа.
Вначале специальная шестерня, расположенная на валу якоря стартера, входит в
зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя (что возможно благодаря
механизму привода). Визуально это можно представить следующим образом: возьмите
две шестерни, одна из которых будет иллюстрировать зубчатый венец маховика, а
другая — шестерню стартера, и введите их в зацепление. Если провернуть
«шестерню стартера», то непременно провернется и «зубчатый венец маховика».
Далее вал стартера вместе с шестерней, зацепившейся с маховиком, начинает
вращаться, в результате маховик проворачивается, следовательно, проворачивается
и коленчатый вал двигателя, после чего тот запускается.
Когда водитель завел двигатель и отпустил ключ в замке зажигания, выключив
стартер (ключ в положении «Запуск» можно удержать только силой, поскольку он
автоматически возвращается обратно), шестерня стартера выходит из зацепления
(зубья шестерни останутся на том же уровне, только в стороне). В таком
положении она находится все время, пока двигатель работает или выключен, и
входит в зацепление с маховиком, когда ключ зажигания будет повернут в
положение «Запуск».
ВНИМАНИЕ Сразу после
запуска двигателя необходимо выключить стартер, отпустив ключ в замке
зажигания. Принудительное удержание ключа при работающем двигателе в положении
«Запуск» может вывести стартер из строя: тяжелый вращающийся венец маховика как
минимум сломает шестерню стартера. Не исключено, что он получит и другие
повреждения (например, сгорит тяговое реле). По этой же причине ни в коем
случае нельзя включать стартер при работающем двигателе.
Система питания
Любой авто требует постоянной заправки топливом (бензином, соляркой или газом).
Современный автомобиль с полным баком способен без дозаправки проехать
расстояние 600–800 км (кстати, это расстояние официально называется
запас хода). Следует отметить, что запас хода автомобиля зависит не только от
его конструктивных особенностей, но и от целого ряда иных факторов и
обстоятельств: вида используемого топлива, погодных условий (зимой машины
потребляют больше топлива, чем летом), характера поездки (в городе либо на
загородной трассе), состояния двигателя и др.
Однако определяющим фактором является функциональное
состояние системы питания двигателя.
Вообще систему питания автомобиля можно сравнить с системой питания
человека. Вначале топливо необходимо приобрести, затем «покормить» им авто. Топливо направляется по «пищеводу»
(то есть по топливным шлангам) в двигатель, а отходы в виде отработанных
газов выводятся в выхлопную трубу.
Основные задачи системы питания двигателя внутреннего сгорания можно
сформулировать следующим образом:
хранение топлива;
очистка и подача топлива;
очистка воздуха, предназначенного для подготовки горючей смеси;
приготовление горючей смеси;
подача горючей смеси в цилиндры двигателя.
Опытные автомобилисты знают, что в различных режимах работы двигателя ему
требуется разное количество топлива: например, на холостом ходу при выключенной
печке машина потребляет меньше топлива, чем во время движения и при работающем
отопителе. Потребность автомобиля в топливе в конкретный момент времени также
определяется системой питания.
Основными элементами системы питания двигателя являются:
топливный бак;
топливные шланги;
топливный фильтр (на некоторых машинах используется несколько топливных
фильтров);
топливный насос (иными словами, бензонасос);
воздушный фильтр;
карбюратор.
Любому человеку понятно: авто поедет лишь
в том случае, если его заправить топливом. Соответственно, у машины должен быть
топливный бак, предназначенный для его хранения.
Как правило, бензобак располагается в задней части автомобиля, поскольку она
является наиболее безопасной. Топливный бак соединен с карбюратором (прибором,
создающим горючую смесь) с помощью топливных шлангов ― топливопроводов,
которые проходят почти через весь автомобиль обычно по днищу кузова.
Прежде чем топливо попадет в карбюратор, оно должно пройти очистку. Не
секрет, что часто отечественные бензин и солярка не отличаются высоким
качеством. По этой причине новые иномарки, рассчитанные на потребление хорошего
топлива, быстро выходят из строя.
Если вы заливаете топливо из канистры — не поленитесь вставить в
заливную горловину воронку с сетчатым фильтром (при заправке на АЗС это сделать
невозможно). Скорее всего, после заливки на ней будет много мусора. Бензин
обладает большей текучестью, чем вода, и для его фильтрации нужно использовать
очень мелкую сетку, ячейки которой практически не видны. В случае наличия в
топливе примеси воды, после его прохождения через такую сетку вода останется на
ней. Кстати, прекрасным народным средством для очистки бензина от воды являются
дамские колготки.
ВНИМАНИЕЛюбые
примеси, содержащиеся в топливе (вода, мусор, вязкие компоненты
и т. п.), способны вывести из строя систему питания двигателя
внутреннего сгорания.
Очистка при заливке в топливный бак называется предварительной очисткой. На
пути к двигателю топливу придется еще неоднократно пройти подобную процедуру.
Вторая степень очистки осуществляется с помощью сетки, расположенной на
топливозаборнике внутри бензобака. Даже если после предварительной очистки в
топливе остались какие-либо примеси, они будут отфильтрованы этой сеткой.
Для тонкой очистки топлива, поступающего в топливный насос, используется
специальный топливный фильтр, который располагается в моторном отсеке авто. Иногда для повышения качества
очистки топлива, поступающего в карбюратор, фильтр устанавливается и перед
топливным насосом, и после него.
В среднем топливный фильтр служит 15 000–20 000 км. Однако
данный прибор не подлежит ремонту: после засорения требуется его замена.
Сделать это, впрочем, несложно и своими силами. Стоит такой фильтр относительно
недорого.
Для транспортировки топлива из топливного бака в двигатель используются
топливные шланги. Чтобы топливо двигалось по этим шлангам, предусмотрен
специальный прибор, который называется топливный насос.
Основные детали стандартного топливного насоса ― корпус, диафрагма с
приводным механизмом и пружиной, впускной и выпускной (нагнетательный) клапаны.
Кроме того, в насосе имеется еще один сетчатый фильтр, с помощью которого
осуществляется последняя, четвертая стадия очистки топлива перед его подачей в
карбюратор, а также ряд деталей (шток, нагнетательный и всасывающий патрубки,
рычаг ручной подкачки и др.).
Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса
либо от распределительного вала двигателя. Первый способ используется,
например, в классических моделях «Жигулей», второй — в ВАЗ-2108 и
ВАЗ-2109. Когда указанные валы вращаются, имеющийся в них эксцентрик давит на
шток привода топливного насоса. Шток, в свою очередь, давит на рычаг, а
рычаг — на диафрагму, в результате та опускается вниз. Над диафрагмой
образуется разряжение, под влиянием которого впускной клапан преодолевает
усилие пружины и открывается. Таким образом определенная порция топлива засасывается
из топливного бака в пространство над
диафрагмой.
Когда эксцентрик отпускает шток топливного насоса, рычаг перестает давить на
диафрагму, которая за счет жесткости пружины поднимается вверх. Под действием
давления впускной клапан плотно закрывается, а нагнетательный —
открывается. Топливо над диафрагмой направляется в карбюратор. Эксцентрик в
очередной раз давит на шток, топливо всасывается и процесс повторяется.
Следует учитывать важный момент: топливо в карбюратор поступает
исключительно за счет усилия пружины, поднимающей диафрагму. При заполнении
поплавковой камеры карбюратора бензином, когда игольчатый клапан перекрывает
путь топливу, диафрагма топливного насоса будет по-прежнему находиться в нижнем
положении. Такое положение сохраняется, пока мотор не использует часть бензина
из карбюратора. Только после этого пружина сможет доставить из топливного
насоса следующую порцию бензина.
Второй компонент горючей смеси — воздух ― тоже требует
предварительной очистки. Поскольку воздухозаборник находится спереди
автомобиля, в него попадает воздух, находящийся примерно на уровне капота,
то есть грязный и полный пыли из-под едущих рядом автомобилей.
Для очистки поступающего в карбюратор воздуха предназначен воздушный фильтр.
Этот прибор устанавливается в специальный корпус за воздухозаборником и
закрывается крышкой. Воздух, проходя через фильтр, оставляет на нем мусор,
пыль, примеси и поступает в карбюратор в очищенном виде.
Воздушный фильтр необходимо периодически менять — как правило, через
10 000–15 000 км пробега. Если этого не сделать своевременно,
при прохождении воздуха через фильтр будет возникать сильное сопротивление за
счет собравшейся пыли и грязи. Это приводит к повышенному топливному расходу:
горючая смесь будет содержать большее количество топлива и меньшее ―
воздуха.
Итак, очищенные компоненты горючей смеси (бензин и воздух) поступают в
карбюратор — прибор, предназначенный для создания горючей смеси из паров
бензина и воздуха и ее подачи в цилиндры двигателя.
Карбюратор автоматически регулирует состав горючей смеси (соотношение паров
бензина и воздуха), а также ее количество, подаваемое в цилиндры, в зависимости
от режима работы двигателя (холостой ход, размеренная езда, ускорение). Как
отмечалось ранее, в современных авто
карбюратор используется редко (его функции выполняет электроника), но советские
«Жигули», «Москвичи» и «Волги» выпускались с карбюратором. Поскольку на таких
машинах до сих пор ездит пол-России, рассмотрим устройство карбюратора
подробнее.
Карбюратор состоит из множества разных деталей, а также имеет несколько
систем, предназначенных для обеспечения бесперебойной работы двигателя.
Основными компонентами стандартного карбюратора являются:
поплавковая камера;
поплавок с игольчатым запорным клапаном;
смесительная камера;
распылитель;
воздушная заслонка;
дроссельная заслонка;
диффузор;
топливные и воздушные каналы с жиклерами.
Приготовление горючей смеси в карбюраторе выглядит следующим образом.
Когда поршень на первом такте рабочего цикла (то есть при впуске
горючей смеси) начинает двигаться от верхней мертвой точки к нижней, в
расположенном над ним пространстве создается разряжение. Струя воздуха,
очищенная воздушным фильтром и прошедшая через карбюратор, стремительно
направляется в эту зону (проще говоря, ее туда засасывает разряжением).
При прохождении воздуха через карбюратор из поплавковой камеры через
распылитель всасывается топливо. Распылитель находится в наиболее узком месте
смесительной камеры, которое называется диффузор. Процесс всасывания топлива
обусловлен законами физики: разницей давлений в поплавковой камере (она связана
с атмосферой) и диффузоре (в нем есть сильное разряжение).
Входящим потоком очищенного воздуха бензин, вытекающий из распылителя, как
бы дробится, после чего смешивается с воздухом (это так называемое
«первоначальное смешивание»). Окончательное перемешивание бензина с воздухом
происходит на выходе из диффузора, после чего готовая горючая смесь поступает в
цилиндры двигателя.
Можно сказать, что в карбюраторе для приготовления горючей смеси
используется принцип пульверизатора.
Существует важный нюанс: двигатель внутреннего сгорания работает надежно и
бесперебойно, когда уровень бензина в поплавковой камере карбюратора
неизменный. Если он выше нормы, смесь будет перенасыщена бензином, если ниже
нормы — его паров в горючей смеси будет недостаточно. Каким образом
решается эта проблема?
Для автоматической регулировки требуемого уровня бензина в поплавковой
камере предназначен специальный поплавок и игольчатый запорный клапан. Если
бензина в поплавковой камере остается слишком мало, поплавок опускается вместе
с игольчатым запорным клапаном, позволяя тем самым топливу беспрепятственно
попадать в камеру. Когда уровень бензина становится достаточным, всплывший
поплавок клапаном перекрывает путь для его дальнейшего поступления.
Отметим, что аналогичный принцип применяется в туалетном сливном бачке.
Водитель авто управляет карбюратором с помощью
педали газа. Чем сильнее вы нажимаете педаль — тем шире открывается
дроссельная заслонка, которая связана с педалью тросом или рычагом (в исходном
положении дроссельная заслонка закрыта). При открытии заслонки увеличивается
поток проходящего через карбюратор воздуха, а также всасывается больше бензина,
поскольку возрастают объем и скорость потока воздуха, проходящего через
диффузор, следовательно — увеличивается «всасывающее» разряжение.
Если водитель снижает давление на педаль газа, то под воздействием
возвратной пружины дроссельная заслонка закрывается (чем слабее водитель
нажимает на газ — тем больше закрывается заслонка). Поток воздуха и
количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, уменьшается. Как
следствие, двигатель работает менее интенсивно (как принято говорить, теряет
обороты), крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля, сокращается,
поэтому автомобиль теряет скорость.
Возможно, у вас возникнет вопрос: если следовать логике, при полном отпускании
педали газа дроссельная заслонка плотно закроется и мотор, по идее, должен
заглохнуть. Почему этого не происходит?
Дело в том, что при работе двигателя на холостом ходу действует несколько
иная система. В карбюраторе имеются каналы, предназначенные для того, чтобы
воздух мог проникнуть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином.
Когда мотор работает на холостых оборотах (то есть дроссельная заслонка
закрыта), воздух вынужденно попадает в цилиндры через эти каналы. Он
«высасывает» бензин из топливного канала и перемешивается с ним. Данная смесь
поступает в поддроссельное пространство, в котором окончательно принимает
нужное состояние и направляется в цилиндры двигателя.
В зависимости от режима работы двигателя карбюратор создает горючую смесь
соответствующего состава. Например, при запуске холодного двигателя горючая
смесь должна содержать больше топлива, чем при движении автомобиля. Такая смесь
называется богатой. При работе на холостом ходу (когда двигатель уже прогрет, а
машина, например, стоит на перекрестке либо движется накатом) дроссельная
заслонка закрыта, воздушная — открыта и в цилиндры двигателя поступает
обогащенная горючая смесь. Наиболее экономичный режим работы двигателя —
ровная езда на самой высокой передаче со скоростью 60–90 км/ч. Это режим
частичных (средних) нагрузок — карбюратор готовит обедненную горючую
смесь.
Когда авто движется с высокой скоростью, а
водитель плавно нажимает педаль газа почти до упора (режим полных нагрузок), в
цилиндры двигателя опять поступает обогащенная горючая смесь. Если водитель
резко нажимает педаль газа (режим ускорения), то карбюратор готовит обогащенную
горючую смесь, близкую по составу к богатой.
Существует множество модификаций автомобильных карбюраторов. Однако мы не
будем подробно рассматривать их виды, поскольку устройству, ремонту и
обслуживанию карбюраторов различных марок автомобилей посвящена специальная
литература.
Чтобы двигатель автомобиля работал стабильно и надежно, следует периодически
выполнять техническое обслуживание системы питания. В частности, необходимо
своевременно менять воздушный и топливный фильтры. При загрязненном воздушном
фильтре, поскольку воздуха поступает недостаточно, потребляется больше бензина,
следовательно, автомобиль теряет в экономичности. Кроме того, ухудшается
качество очистки воздуха, что приводит к преждевременному износу двигателя. При
загрязнении топливного фильтра бензин может не попадать в карбюратор либо
количество его будет недостаточным. В результате двигатель заметно потеряет в
мощности.
Нужно отслеживать состояние топливных шлангов по всему пути следования
топлива. При обнаружении потеков следует либо заменить соответствующий участок
топливопровода, либо хорошо затянуть хомуты крепления топливных шлангов.
ВНИМАНИЕПомните, что
подтекание топлива очень опасно и может привести к возгоранию автомобиля!
Что касается топливного бака, то, как правило, он не требует особого
внимания на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Однако все же
бывают случаи, когда он засоряется. Таким образом, понадобится его промывание и
очистка от мусора. Обычно грязь попадает в бензобак по причине заправки
автомобиля некачественным топливом и непринятия должных мер предосторожности,
таких как обязательное использование воронки с мелкой сеткой при заливе топлива
из канистры и закрывающейся на запор крышки топливного бака.
Чтобы промыть и очистить топливный бак, необходимо снять его с автомобиля.
Если бак засорен не сильно, можно отвернуть специальную пробку в его нижней
части и попытаться слить находящийся там отстой. Если это не помогло —
придется выполнить тщательное промывание топливного бака.
Несмотря на то, что карбюратор автомобиля считается надежным прибором,
иногда он также требует технического обслуживания или ремонта. В частности,
могут засориться жиклеры, каналы; выйти из строя те либо иные запчасти; нарушиться регулировки
и т. д. Неисправный карбюратор готовит либо слишком бедную, либо
чересчур богатую горючую смесь, что отрицательно сказывается на работе
двигателя и, как следствие, на технических характеристиках автомобиля
(экономичность, мощность, приемистость, набор скорости и др.).
Заметное снижение мощности может указывать на то, что в цилиндры поступает
слишком бедная горючая смесь. Об этом же свидетельствуют доносящиеся из
карбюратора характерные хлопки и перегрев двигателя (последний симптом также
бывает связан с проблемами в системе охлаждения).
Если у автомобиля значительно увеличился расход топлива, масло в поддоне
картера стало слишком жидким, а из глушителя выходит черный дым, который
сопровождается громкими хлопками, — по всей вероятности, карбюратор
готовит слишком богатую горючую смесь. Она не успевает полностью сгореть в
цилиндрах, и ее остатки являются причиной «выстрелов» из глушителя. О том, что
в цилиндры поступает очень богатая смесь, могут свидетельствовать перегрев и
потеря мощности двигателя.
Каким образом выполняется техническое обслуживание карбюратора?
Конечно, многое зависит от марки машины, поэтому следует внимательно изучить
соответствующий раздел руководства по эксплуатации либо книги, посвященной
устройству, обслуживанию и ремонту конкретной модели автомобиля. Однако в любом
случае техническое обслуживание карбюратора предполагает очистку поверхностей
его корпуса, продувку сжатым воздухом жиклеров и каналов, регулировку
поплавковой камеры, регулировку холостого хода и др..
В результате сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя образуются
выхлопные газы. Они выводятся из цилиндра во время последнего, четвертого такта
рабочего цикла — выпуска. Для вывода выхлопных газов в атмосферу в каждом
автомобиле существует механизм их выпуска, являющийся частью системы питания. В
его задачи также входит уменьшение шума, который возникает при данном процессе.
Выпуск отработанных газов из цилиндра двигателя сопровождается настолько
сильным шумом, что, если бы не было специального устройства, называемого
глушителем, использование автомобилей было бы невозможно. Наверняка многим из
вас доводилось слышать, как в потоке машин выделяется ревущий на всю улицу
автомобиль. В данном случае можно смело сказать: у этого автомобиля неисправен
глушитель (возможно, в нем прогорело отверстие). Представьте, какой бы стоял
грохот, если бы глушителя вообще не было.
Механизм выпуска отработанных газов стандартного автомобиля включает в себя
следующие элементы:
выпускной клапан;
выпускной канал;
приемная труба глушителя (на водительском сленге — «штаны»);
дополнительный глушитель (резонатор);
основной глушитель;
соединительные хомуты, с помощью которых части глушителя соединяются между
собой.
Во многих современных авто, кроме
перечисленных компонентов, используется также специальный катализатор
нейтрализации выхлопных газов. Название прибора говорит само за себя: он
предназначен для сокращения количества вредных веществ, содержащихся в
выхлопных газах. В советских «Жигулях», «Москвичах», «Волгах» и «Запорожцах»
данное устройство, конечно, не было предусмотрено.
Механизм выпуска отработанных газов действует достаточно просто. Из
цилиндров двигателя они поступают в приемную трубу глушителя, которая соединена
с дополнительным глушителем, а тот, в свою очередь, с основным глушителем (его
окончанием является выхлопная труба, находящаяся сзади автомобиля). Резонатор и
основной глушитель имеют довольно сложную структуру: в них есть многочисленные
отверстия и небольшие камеры, расположенные в шахматном порядке. Когда
выхлопные газы продвигаются по этому лабиринту, они существенно теряют скорость
и выходят из выхлопной трубы практически бесшумно.
ВНИМАНИЕВыхлопные
газы автомобиля содержат множество вредных веществ: окись углерода (угарный
газ), окись азота, соединения углеводородов и др. Поэтому ни в коем случае
не прогревайте автомобиль в закрытом помещении — это смертельно опасно.
Известно много случаев, когда люди погибали в собственных гаражах от выхлопных
газов. Окись углерода действует коварно: человек не чувствует ничего
необычного, кроме знакомого запаха. Когда он получает смертельную дозу угарного
газа, просто засыпает и задыхается.
