Учебное пособие по выполнению лабораторных работ разработано в соответствии с программами дисциплин «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства»

РАБОТА № 2: ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЕГО ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Содержание работы: Назначение двигателя, классификация и составные части двигателей. Рабочий цикл четырехтактного дизельного и карбюраторного двигателей. Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Назначение и устройство газораспределительного механизма (ГРМ). Двигатель — неотъемлемая часть тягово-транспортного средства. Н а з н а ч е н и е двигателя заключается в преобразовании химической энергии топлива в механическую работу. На современных сельскохозяйственных тракторах и автомобилях устанавливают преимущественно поршневые двигатели внутреннего сгорания, являющиеся тепловыми двигателями, в которых используется работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива, сжигаемого в камерах сгорания двигателя. История создания и развития двигателей внутреннего сгорания насчитывает порядка 130 лет, за это время создано множество конструкций, и реализованы различные принципы действия. Ниже приведена классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания. Классификационный признак Разновидность двигателя Назначение Стационарные (для привода электрогенераторов, насосов); транспортные (автомобильные, тракторные, комбайновые, авиационные) и другие Принцип осуществления рабочего процесса С внешним смесеобразованием (карбюраторные и газосмесительные), с внутренним смесеобразованием (дизели) Способ осуществления рабочего процесса 4-х тактные, 2-х тактные Вид применяемого топлива Газовые, жидкостные (бензиновые, дизельные), газожидкостные Число цилиндров Одноцилиндровые, многоцилиндровые Расположение цилиндров Рядные, V-образные, оппозитные Тип охлаждения Жидкостное и воздушное Способ воспламенения горючей смеси Принудительное воспламенение от электрической искры (двигатели с внешним смесеобразованием); воспламенением топлива от сжатия (двигатели с внутренним смесеобразованием) Все механизмы и системы двигателей выполняют определенные функции, в том числе: Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Механизм газораспределения служит для управления работой клапанов, впускающих воздух (горючую смесь) в цилиндры и выпускающих из цилиндров отработанные газы. Система питания служит для подачи топлива и воздуха в цилиндры двигателя. Система охлаждения обеспечивает требуемый тепловой режим Смазочная система обеспечивает непрерывную подачу смазочного материала к трущимся деталям и отвод избыточной теплоты от них. Система пуска предназначена для вращения коленчатого вала двигателя при его пуске. Особенностью рабочего цикла четырехтактного дизельного двигателя является то, что в цилиндры дизеля воздух и топливо вводят раздельно. Такт впуска. Поршень движется от ВМТ к НМТ, впускной клапан 4 (рис. 6) открыт. Давление в цилиндре меньше атмосферного. Под действием перепада давления в цилиндр поступает воздух. Давление в конце такта 0,08…0,09 МПа, температура воздуха 50…70С. а, б - рабочий цикл соответственно карбюраторного и дизельного двигателей I – такт впуска; II – такт сжатия; III – рабочий такт; IV – такт выпуска 1 – карбюратор; 2 – воздухоочиститель; 3 – впускной трубопровод; 4 – впускной клапан; 5 – искровая свеча зажигания; 6 – выпускной трубопровод; 7 – выпускной клапан; 8 – поршень; 9 – форсунка; 10 – топливный насос Рисунок 6 – Рабочий цикл четырехтактного дизеля Такт сжатия. Оба клапана закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, сжимая воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…20) давление воздуха в конце такта достигает 3,5…4 МПа, а температура 480…680С. При положении кривошипа 5…15 до ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается точно отмеренная порция жидкого топлива, подаваемого насосом высокого давления. Форсунка обеспечивает тонкое распыление топлива в сжатом воздухе. Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Так как температура в цилиндре значительно превышает температуру самовоспламенения топлива (180…250С), то происходит самовоспламенение топлива и большая его часть сгорает. Температура газов в конце сгорания достигает 1630…2100С, а давление – 5,5…9 МПа (и более). Такт расширения (рабочий ход). Оба клапана закрыты. Поршень под давлением расширяющихся газов (сила их воздействия на поршень достигает 50…10 кН) движется от ВМТ к НМТ и через шатун вращает коленчатый вал, совершая полезную работу. В начале такта догорает полностью все топливо. К концу рабочего хода давление газов уменьшается до 0,2…0,3 МПа, температура – до 630…930С. Такт выпуска. Когда поршень подходит к НМТ, выпускной клапан открывается. Часть газов под действием перепада давления выходит в атмосферу. Затем поршень движется от НМТ к ВМТ и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов составляет 0,11…0,12 МПа, температура – 380…630С. Далее рабочий цикл повторяется. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя в целом аналогичен дизельному и разница заключается в следующем: в такте впуска надпоршневое пространство заполняется горючей смесью, подготавливаемой карбюратором; в конце такта сжатия воспламенение рабочей смеси происходит от электрической искры, создаваемой свечой зажигания. Кривошипно-шатунный механизм п р е д н а з н а ч е н для преобразования прямолинейного поступательного движения поршня в такте расширения во вращательное движение коленчатого вала, а в остальных тактах – вращательное движение коленчатого вала в прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня. Кривошипно-шатунный механизм в сборе представлен на рис 7. Цилиндр вместе с поршнем и головкой ограничивает объем, который называется камерой сгорания. Цилиндры изготовляют в виде отдельной отливки, укрепляемой на картере, или в виде сменной гильзы 8, вставляемой в вертикальные гнезда блок-картера. Материалом для цилиндров служит легированный чугун с обработанной внутренней поверхностью, называемой зеркалом цилиндров. а – в сборе; б – гильза; в – поршень с шатуном в сборе 1, 20, 28 – шестерни; 2 – коренная шейка; 3, 18 – вкладыши коренного подшипника; 4 – шатунная шейка; 5 – шатун; 6 – поршневой палец; 7 – поршень; 8 – гильза цилиндра; 9 – блок; 10 – поршневые кольца; 11 – резиновые кольца; 12 – венец маховика; 13 – маховик; 14 – нижняя крышка шатуна; 15 – шатунный болт; 16 – маслосгонная резьба; 17 – буртик; 19 – болт крышки коренного подшипника; 21 – полость; 22 – крышка коренного подшипника; 23 – носок коленчатого вала; 24 – болт крепления шкива; 25 – пластина; 26 – шкив; 27 – шайба; 29 – камера сгорания; 30 – стопорная шайба; 31 – вкладыши; 32 – стопорное кольцо; 33 – медное кольцо; 34 – установочный поясок; А и Б – метки Рисунок 7 – Кривошипно-шатунный механизм В поршне 7 из алюминиевого сплава различают днище, головку (уплотняющую часть), юбку (направляющую часть) и бобышки (внутренние приливы). В зависимости от принятого на двигателе способа смесеобразования, расположения клапанов и форсункок (или свечей зажигания) днище поршня бывает плоским, фасонным с выемкой или выпуклым (у пусковых двигателей). Все детали КШМ условно делят на две группы: шатунно-поршневую группу и группу коленчатого вала. В состав первой группы входят следующие основные детали: На внешней поверхности поршня проточены канавки для установки компрессионных (уплотняющих) и маслосъемных колец. По окружности канавок под маслосъемные кольца просверлены сквозные отверстия для отвода излишек масла в картер двигателя. На внутренней поверхности поршня имеется два прилива — бобышки, в отверстия которых устанавливают поршневой палец 6 и стопорные кольца 32. Палец 6 соединяет поршень 7 с шатуном 5. Шатун 5 изготовляют из высококачественной стали двутаврового сечения в виде стержня с двумя головками: верхняя головка неразъемная, а нижняя - разъемная. Съемную часть называют крышкой 14. Ее крепят шатунными болтами 15. Для обеспечения уравновешенности двигателя комплект поршней с шатунами в сборе подбирают с минимальной разностью по массе. Разность масс поршней с шатунами в пределах комплекта не должна превышать нормируемого значения. Например, у дизеля Д-240 не более 15 г, СМД-60 не более 17 г, А-41 не более 30 г. В состав второй группы входят: Коленчатый вал через шатуны воспринимает усилия от поршней и преобразует их во вращающий момент, который передается через трансмиссию на ведущие движители (колеса или гусеницы), а также используется для привода различных механизмов и устройств двигателя (распределительного вала механизма газораспределения, масляного, топливного и водяного насосов, генератора, вентилятора и др.). Коленчатый вал штампуют из высококачественной стали или отливают из высокопрочного чугуна. Вал состоит из коренных 2 и шатунных шеек 4, щек, носка 23 и хвостовика. К щекам могут быть прикреплены или отлиты вместе с валом противовесы. Маховик 13 – это массивный чугунный диск, который во время работы ДВС накапливает кинетическую энергию, необходимую для вращения коленчатого вала в течение трех подготовительных тактов. Газораспределительный механизм с л у ж и т для своевременного наполнения цилиндров свежим зарядом (воздухом или горючей смесью) и выпуска из цилиндров отработавших газов. В четырехтактных ДВС применяют газораспределительные механизмы с подвесными клапанами, размещенными в головке цилиндров – верхнее расположение клапанов и нижним (боковым) расположением клапанов. Газораспределительный механизм с о с т о и т из следующих деталей (рис. 8): впускных и выпускных клапанов 1 с пружинами 3; передаточного механизма (толкатель 8, штанга 7, коромысло 5); привода (распределительный кулачковый вал 11, зубчатая 13, 14, 15 или цепная передача). П р и н ц и п р а б о т ы ГРМ: вращение от шестерни 14 коленчатого вала через промежуточную шестерню 13 передается на шестерню распределительного вала 15 с частотой, вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Каждый кулачок распределительного вала, набегая на толкатель 8, поднимает его вместе со штангой 7. Штанга поднимает короткое плечо коромысла, а другой его конец (длинное плечо) опускается и давит на клапан 1, преодолевает сопротивление пружины 3 и открывает его. При сбегании кулачка с толкателя штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружины 3, садясь в седло 12, плотно закрывает отверстие впускного или выпускного клапана Периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения. 1— клапан; 2 — втулка; 3— пружина; 4 — тарелка; 5— коромысло; 6— регулировочный винт; 7 — штанга; 8 — толкатель роликовый; 9 — сухарики; 10 — шплинт; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — посадочное седло клапана; 13, 14, 15 — шестерни Рисунок 8 – Газораспределительный механизм четырехтактного двигателя Число кулачков на распределительном валу соответствует числу клапанов, то есть каждый кулачок воздействует на один клапан. Контрольные вопросы Для каких целей предназначен двигатель внутреннего сгорания? По каким признакам классифицируют поршневые ДВС? Описать общее устройство дизельного автотракторного двигателя и принцип его работы. Перечислить основные отличительные признаки карбюраторного и дизельного двигателей. Что понимают под порядком работы многоцилиндрового ДВС? Из скольких частей состоит остов двигателя? Назвать их. Для каких целей служит кривошипно-шатунный механизм? Перечислить основные детали КШМ и их назначение. Для каких целей служит газораспределительный механизм? Перечислить детали входящие в состав ГРМ и пояснить принцип его работы. РАБОТА № 3: ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Содержание работы: Назначение, устройство и принцип работы системы питания дизельного и карбюраторного двигателей. Назначение, устройство и принцип подготовки горючей смеси простейшим карбюратором. Назначение, устройство и принцип работы смазочной системы. Назначение, устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС. Система питания дизеля п р е д н а з н а ч е н а для подачи в цилиндры очищенного воздуха и распыленного топлива. 1 – топливный бак; 2 – расходный кран; 3 – топливопровод низкого давления; 4 – фильтр грубой очистки 5 – топливоподкачивающий насос; 6 – сливная трубка; 7 – топливный насос высокого давления; 8 – регулятор; 9 – топливопровод высокого давления; 10 – фильтр тонкой очистки; 11 – воздухоочиститель; 12 – электрофакельный подогреватель; 13 – сливная трубка; 14 – впускной коллектор; 15 – форсунка; 16 – выпускной коллектор; 17 – глушитель Рисунок 9 – Схема системы питания дизельного двигателя В с о с т а в системы питания тракторного дизеля (рис. 9) входят: топливный насос высокого давления (ТНВД) 7 и топливоподкачивающий насос низкого давления (ТННД) 5; топливные фильтры грубой 4 и тонкой 10 очистки; воздухоочиститель 11; форсунка 15; топливный бак 1; топливопроводы 3, 9; впускной коллектор 14; выпускной коллектор 16. В дизельном ДВС в такте впуска воздух из атмосферы под действием разрежения, создаваемого поршнем двигателя, засасывается в воздухоочиститель 11, где очищается от механических примесей и далее по впускному коллектору 14 и через открытый впускной клапан заполняет надпоршневое пространство. Одновременно топливо из бака 1 самотеком поступает на очистку в фильтр грубой очистки 4, где от него отделяются крупные примеси. Предварительно очищенное топливо затем с помощью насоса низкого давления 5 поступает на вторую ступень очистки – фильтр тонкой очистки 10. Затем очищенное топливо с помощью насоса высокого давления 7 по топливопроводу высокого давления 9 подают к одной из форсунок 15 (в соответствии с порядком работы ДВС). Мощность дизеля в зависимости от нагрузки путем увеличения или уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндры, автоматически изменяет механический всережимный регулятор 8. 1 – электрический датчик указателя уровня топлива в баке; 2 – топливный бак; 3 – заливная горловина; 4 – фильтр грубой очистки; 5 – диафрагма топливного насоса; 6 – впускной клапан; 7 – выпускной клапан; 8 – рычаг дроссельной заглушки; 9 – карбюратор; 10 – масляная ванна воздухоочистителя; 11 – фильтрующий элемент воздухоочистителя; 12 – выпускной коллектор; 13 – фильтр-отстойник грубой очистки; 14 – топливопровод; 15 – выпускная труба; 16 – эксцентрик; 17 – пружина диафрагмы; 18 – глушитель Рисунок 10 – Схема системы питания карбюраторного двигателя

Похожие:

	Учебное пособие подготовлено в соответствии с Программами кандидатских... Учебное пособие подготовлено в соответствии с Программами кандидатских экзаменов по «Истории и философии науки» для аспирантов и...		Учебное пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Микропроцессорная техника» Разработка прикладного программного обеспечения для микропроцессорных систем на основе микроконтроллера
	Учебное пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Микропроцессорная техника» Разработка прикладного программного обеспечения для микропроцессорных систем на основе микроконтроллера		Анатолий Тихонович Смирнов Виктор Алексеевич Васнев Основы военной службы: учебное пособие Пособие разработано в полном соответствии с действующими учебными программами по основам военной службы общеобразовательных учреждений...
	Работа с субд mysql Учебное пособие по выполнению лабораторных работ О. Н. Лучко, профессор, зав кафедрой прикладной информатики и математики Омского государственного института сервиса		Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...
	Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями фгос спо,... Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования		В. Л. Шахаев с. В. Петунов практикум по дисциплине технологии сельскохозяйственного производства Учебное пособие предназначено для обучающихся по направлению подготовки 110800 «Агроинженерия»
	Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Изыскания и основы проектирования, автомобильных дорог. Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы...		Учебное пособие по дисциплине «Математики» Учебное пособие по дисциплине «Математики» разработано в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного...
	Коновалов В. М. К64 Пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине... К64 Пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Прикладное программное обеспечение». Выпуск М.: Мгту га, 2002 г. 36 с		Учебное пособие Больничная гигиена Москва Российский университет... В пособии представлены основные разделы больничной гигиены. Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой по специальности...
	Учебное пособие Саратов 2003 Учебное пособие разработано при поддержке... Учебное пособие разработано при поддержке Национального фонда подготовки кадров Договор № Е/А. 03. 16/00 от «26» декабря 2002 г		Учебное пособие ппи, 2008 104 с.: ил. Учебное пособие по дисциплине... Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского...
	Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е....		Стандартное задание 7 Расширенное задание 8 Рекомендации по выполнению... Данное методическое пособие представляет собой руководство по установке и настройке необходимого программного обеспечения и выполнению...