Общее устройство тракторного двигателя

Реферат

Двигатель современного трактора является продуктом высокотехнологичного производства. Он требует квалифицированного ухода и ремонта. Тем не менее, разработчиками двигателей прилагаются немалые усилия для создания унифицированных двигателей, несложный ремонт которых (в крайнем случае) возможен в полевых условиях.

ремонт компьютеров

Разделы:

  • Основа поршневого двигателя
  • Механизмы двигателя
  • Возвратно-поступательное движение
  • Системы двигателя

Основа поршневого двигателя

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров, внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и систем.

Сверху блок цилиндров закрыт головкой, а снизу поддоном.

В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней — картер маховика.

В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие: кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, уравновешивающий механизм, системы питания и регулирования, смазочная система, система охлаждения, система пуска, система зажигания

Механизмы двигателя

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня (поршней) во вращательное коленчатого вала. Кроме того, он участвует в преобразовании тепловой энергии в механическую.

Действие механизма состоит в том, что поршень, совершая возвратно-поступательное движение через шатун, вращает коленчатый вал в подшипниках.

Газораспределительный механизм предназначен для сообщения камеры сгорания цилиндра (в строго установленные моменты) с впускным и выпускным каналами двигателя.

Уравновешивающий механизм устанавливают на некоторых двигателях для устранения вредного действия инерционных сил, возникающих при работе кривошипно-шатунного механизма.

Возвратно-поступательное движение

При возвратно-поступательном движении поршни занимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра.

Верхняя мертвая точка (в. м. т.) — такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наибольшее.

Нижняя мертвая точка (н. м. т.) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее.

Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.

Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему, освобожденному поршнем, при движении от верхней мёртвой точки к нижней мёртвой точке.

где D — диаметр цилиндра; S — ход поршня, S = 2r (r — радиус кривошипа коленчатого вала).

Объем камеры сжатия Vc — объем, образующийся над поршнем, когда он находится в верхней мёртвой точке.

Полный объем цилиндра Va — сумма объемов рабочего и камеры сжатия:

Vа = Vh + 14.

Литраж двигателя Vл — сумма рабочих объемов всех цилиндров, выраженная в литрах:

Vл = W’:iVhi,

где Vi, — рабочий объем одного цилиндра; i — число цилиндров.

Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: Vc

Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшатся полный объем цилиндра при перемещении поршни от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки.

Системы двигателя

Системы питания и регулирования служат для очистки воздуха и топлива от механических примесей и воды и подачи их в камеру сгорания, а также для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала двигателя во время его работы с переменными нагрузками.

Смазочная система обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигателя для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.

Система охлаждения отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим во время его работы.

Система пуска используется для вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Система зажигания применяется у двигателей, работающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовоспламеняется от высокой температу

Вентиляция картера двигателя

Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми кольцами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и поды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старение, коррозию деталей двигателя, создают в камере повышенное давление и утечку масла через различные уплотнения двигателя.

Для того чтобы избежать повышения чрезмерного тления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун, при помощи которого картер сообщается с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.

Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку, у основания которой установлена фильтрующая набивка из стальной проволоки, предназначенной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмосферу. У других двигателей сапун соединен с крышкой сливного патрубка для заправки маслом. На тракторных дизелях устанавливают только по одному сапуну той или иной конструкции.

ры, образующейся в камере сгорания на такте сжатия.

Для того чтобы топливо смогло сгореть внутри двигателя, его нужно хорошо перемешать с воздухом, а затем нагреть до такой температуры, чтобы оно само загорелось, или зажечь его от постороннего источника, например электрической искры.

Топливо с воздухом может смешиваться непосредственно в камере сгорания двигателя или вне двигателя.

Двигатели, у которых смесеобразование и нагрев до температуры самовоспламенения осуществляются в камере сгорания, называются двигателями внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, или дизелями (в честь изобретателя — инженера Рудольфа Дизеля).

Двигатели же второго типа называют двигателями внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, или карбюраторными (по названию прибора — карбюратора, в котором воздух смешивается с топливом).

Топливо у таких двигателей воспламеняется электрической искрой.

Превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую происходит за ряд последовательно и периодически повторяющихся процессов — тактов, образующих так называемый рабочий цикл.

Такт — часть рабочего цикла, протекающего за время прохождения поршнем пути от одной мертвой точки до другой.

Если рабочий цикл у двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, в течение которых поршень совершает четыре хода (такта), то такой двигатель называется четырехтактным.

Разделы:

  • Чередование тактов у четырехтактного дизеля

Чередование тактов у четырехтактного дизеля

Разделы:

  • Такт впуска

Такт сжатия Такт впуска

При помощи постороннего источника энергии, например электрического двигателя (электростартера), вращают коленчатый вал дизеля и поршень его начинает двигаться от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается, вследствие чего давление падает до 75…90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздухоочиститель, поступает в цилиндр с температурой в конце впуска 30…50°С. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывает канал и подача воздуха прекращается. В действительности, открытие и закрытие клапанов происходит не в мертвых точках, а с некоторым опережением или запаздыванием

  • Такт расширения
  • Такт выпуска

Такт сжатия

При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вверх и сжимать воздух. Оба канала при этом закрыты клапанами. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5… 4,0 МПа, а температура — 600…700°С.

Такт выпуска

Когда поршень подходит к нижней мёртвой точке, второй клапан открывает выпускной канал и газы из цилиндра выходят в атмосферу. При этом поршень под действием энергии, накопленной за рабочий ход маховиком, перемещается вверх и внутренняя полость цилиндра очищается от отработавших газов. Давление газов в конце такта выпуска составляет 105… 120 кПа, а температура — 600…700°С.

На тракторах в качестве пускового устройства дизеля применяют карбюраторные двигатели — небольшие по размерам и мощности двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине.

Устройство этих двигателей несколько отличается от устройства четырехтактных. У двухтактного двигателя отсутствуют клапаны, закрывающие каналы, по которым в цилиндр поступает свежий заряд и происходит выпуск отработавших газов. Роль клапанов выполняет поршень, который в нужные моменты открывает и закрывает окна, соединенные с каналами, продувочное окно, выпускное окно и впускное окно. Кроме того, картер двигателя сделан герметичным и образует кривошипную камеру, где располагается коленчатый вал.

Все процессы в таких двигателях происходят за один оборот коленчатого вала, т. е. за два такта, поэтому они и носят название двухтактных.

Разделы:

  • Сжатие
  • Рабочий ход впуск и выпуск

Сжатие

Сжатие — первый такт. При движении поршня вверх он перекрывает продувочное и выпускное окна и сжимает ранее поступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипной камере создается разрежение, и в нее через открывшееся впускное окно поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе

Рабочий ход впуск и выпуск

Рабочий ход, выпуск и впуск — второй такт. Когда поршень, идущий вверх, не доходит до верхней мёртвой точки на 25… 27° (по углу поворота коленчатого вала), в свече проскакивает искра, которая воспламеняет топливо. Горение топлива продолжается до прихода поршня в верхнюю мёртвую точку. После этого нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и тем самым совершают рабочий ход. Топливовоздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере, сжимается.

В конце рабочего хода поршень вначале открывает выпускное окно, через которое выходят отработавшие газы, затем продувочное окно, через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности.

Разделы:

  • Индикаторная и эффективная мощность
  • Зависимость мощности двигателя
  • Топливная экономичность