Общее устройство тракторного двигателя

Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Февраля 2012 в 12:34, реферат

Описание работы

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.

Работа содержит 1 файл

Документ Microsoft Office Word.docx

— 208.31 Кб (Скачать)

Общее устройство тракторного  двигателя

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.

 
 

Рабочие процессы четырёхтактного  дизеля

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  расширения

Такт расширения ещё называют рабочим ходом. 
В конце такта сжатия при положении поршня, близком к верхней мертвой точке, в цилиндр через форсунку впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздухом и газами, частично оставшимися в цилиндре после предыдущего процесса, воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре при этом повышается до 6,0...8,0 МПа, а температура — до 1800...2000°С. Так как при этом оба канала остаются закрытыми, расширяющиеся газы давят на поршень, а он, перемещаясь вниз, через шатун поворачивает коленчатый вал.

 
 
   

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.

Рабочие процессы двухтактного карбюраторного двигателя

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.

Работа  многоцилиндрового  двигателя

Из описания работы четырехтактного двигателя вытекает, что коленчатый вал в двигателе  с одним цилиндром равномерно вращаться не может, так как только при одном такте из четырех  — рабочем ходе — он вращается  с ускорением, а при остальных  трех — с замедлением. 
Чтобы выровнять работу двигателя, на конце коленчатого вала установлен маховик. Кроме того, для получения большей мощности двигателя повышают частоту вращения коленчатого вала, отчего он вращается равномернее. Увеличение количества цилиндров в двигателе также способствует более равномерному вращению коленчатого вала и повышению мощности двигателя.

 
 
   

Мощность  и топливная экономичность

Разделы:

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

Информация о работе Общее устройство тракторного двигателя