Файл: 315 Теоретические вопросы Условия работы свечи зажигания на двигателе. Как определяется и на что влияет тепловая характеристика свечи.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 39
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
315
Теоретические вопросы:
9. Условия работы свечи зажигания на двигателе. Как определяется и на что влияет тепловая характеристика свечи?
Ответ: Свечи зажигания подвержены тепловым, механическим, электрическим и химическим воздействиям. Тепловое воздействие оказывается на свечи неравномерно. Это приводит к тепловым деформациям и напряжениям. В процессе пуска двигателя на холодном тепловом конусе (части изолятора свечи, находящейся в камере сгорания) возможна конденсация влаги, которая может привести к отказу в искрообразовании. Поэтому перепад температур от минус 60 до +2700 °С свеча должна выдержать без потери работоспособности. Изолятор свечи должен иметь нулевое влагопоглощение, а его поверхность должна быть стойкой к смачиванию. Из-за давления в цилиндре (5-6 МПа) и вибрации работающего двигателя на свечу оказываются механические воздействия. Электрические и химические воздействия возникают в процессе искрообразования и химической коррозии соответственно. На 1000 км пробега зазор в свече увеличивается в среднем на 0,015 мм. Из-за неполного сгорания топливной смеси и попадания смазочного масла на поверхности свечи образуется токопроводящий слой, шунтирующий искровой промежуток. Из-за этого напряжение между электродами свечи становится меньше, что приводит к нарушению стабильного искрообразования. Аналогичный эффект вызывает попадание влаги и загрязнение открытой части изолятора свечи, находящейся в подкапотном пространстве автомобиля.
8. От каких факторов зависит момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя при пуске? Экспериментальное и расчетное определение.
Ответ: Чтобы двигатель начал работать, необходимо создать условия для воспламенения и горения горючей смеси.
Эти условия зависят от ряда факторов: скорости перемещения поршня, температуры двигателя и рабочей смеси, компрессии в цилиндрах, свойств топлива, качества его распыла, угла опережения зажигания (впрыска), вязкости масла и др.
Для первого воспламенения необходимо раскрутить коленчатый вал до пусковой частоты вращения. У ДВС с искровым зажиганием она находится в пределах 30…100 мин-1. У дизельных двигателей пусковая частота значительно выше — 200…300 мин
-1.
Чтобы раскрутить двигатель, необходимы значительные затраты мощности для преодоления сил трения, аэродинамическое сопротивление при газообмене, гидравлическое сопротивление моторного масла и др.
При пуске двигателя с искровым зажиганием горючую смесь сжимают в цилиндре и воспламеняют электрической свечой зажигания.
Первоначально испаряются и воспламеняются легкие фракции топлива. Чем ниже температура, тем больше топлива необходимо для получения необходимого количества паров топлива. Пусковая смесь должна быть богатой (соотношение воздуха к топливу менее 12:1).
Таким образом, для пуска холодного двигателя необходима богатая смесь и возможно низкая скорость вращения коленчатого вала.
При пуске дизеля воспламенение горючей смеси в значительной степени зависит от температуры и давления в конце такта сжатия. При давлении 0,3 МПа температура самовоспламенения около 400°С, а при давлении 3 МПа — 200°С. При низкой скорости вращения сжатый воздух успевает остыть, поэтому при пуске дизеля необходима повышенная скорость вращения.
Способы пуска двигателя внутреннего сгорания
Пуск двигателя вручную. Данный пуск используют для карбюраторных ДВС малой мощности (мотоблоки, мотоциклы, пусковые двигатели дизелей).
Пуск двигателя вручную осуществляют несколькими способами. Пусковую рукоятку вводят в зацепление с храповиком на носке коленчатого вала и прокручивают. Пусковой шнур наматывают на маховик и резким движением выдергивают его, раскручивая маховик рычажным пусковым механизмом с зубчатым сектором.
Пуск двигателя электрическим стартером. Такой пуск наиболее распространен (рис. 1). В качестве стартера используют электрический двигатель постоянного тока, который питается от аккумуляторных батарей.
Рисунок 1 - Способы пуска двигателей:
а — пуск электрическим стартером; б — пуск вспомогательным двигателем внутреннего сгорания; 1 — венец маховика; 2
— шестерня привода маховика; 3 — муфта свободного хода; 4 — рычаг включения шестерни привода маховика; 5 — тяговое реле; 6 — контакты включения стартера; 7 — стартер; 8 — ключ включения стартера; 9 — сцепление пускового двигателя; 10 — редуктор; 11 — пусковой двигатель; 12 — рычаг включения сцепления; 13 — автомат включения; 14 — приводной вал; I — пусковой двигатель соединен с двигателем; II — пусковой двигатель отключен от двигателя
При пуске тяговое реле через рычаг вводит в зацепление шестерню стартера с венцом маховика и включает стартер, замыкая его контакты.
Чем мощнее двигатель, тем более мощный стартер требуется для его пуска. У ДВС с искровым зажиганием Ns = (0,016…0,027)Ne, у дизелей Ns = (0,045…0,100)Ne.
Пуск двигателя инерционным стартером. Такой пуск применяют для больших двигателей с рабочим объемом 10…40 л (авиационных и др.). Вручную и электродвигателем небольшой мощности раскручивают большой маховик, который затем вводят в зацепление с двигателем.
Пуск сжатым воздухом. Данный пуск используют чаще всего на тепловозах и бронетехнике с поршневыми двигателями. Сжатый воздух подают в цилиндры в соответствии с порядком работы на такте рабочего хода. Такой способ связан с проблемой восполнения воздуха в случае неудачных попыток.
Пневмогидравлический пуск. Сжатый воздух (около 30 МПа) через поршень давит на рабочую жидкость и приводит в действие гидравлическое устройство, которое вращает двигатель. Пиротехнические пусковые устройства. Такие устройства используют энергию газов от сгорания пороха.
Для пуска дизелей с малым рабочим объемом можно использовать бензин. Устройство таких двигателей предполагает наличие дополнительной камеры со свечой зажигания. При пуске специальный клапан соединяет ее с основной камерой. После прогрева двигателя дополнительную камеру отключают, и клапан закрывает сообщение с основной камерой.
Пуск дизеля вспомогательным двигателем. Распространен для тракторов мощностью более 40 л.с. (рис. 2). В качестве таких пусковых двигателей используют одноцилиндровые и двухцилиндровые двухтактные двигатели.
Рисунок 2 - Схема устройства пускового двигателя:
1 — патрубок подсоединения к системе охлаждения основного двигателя; 2 — свеча зажигания; 3 — краник заливной (продувочный); 4 — карбюратор; 5 — воздухоочиститель; 6 — однорежимный регулятор частоты вращения; 7 — магнето; 8 — пробка для удаления конденсата из картера; 9 — редуктор; 10 — шатун; 11 — маховик; 12 — коленчатый вал; 13 — поршень; 14 — чугунный цилиндр с впускным продувочным и выпускным окнами
Устройство пускового двигателя внутреннего сгорания
-
14.3.1. Основные элементы -
14.3.2. Последовательность пуска вспомогательного двигателя -
14.3.3. Последовательность пуска дизеля
46. Понятие номинальной емкости аккумуляторной батареи. Измерение емкости батареи в эксплуатации. Особенности маркировки аккумуляторных батарей различных производителей.
Ответ: Химическим источником тока называется устройство, в котором энергия протекания окислительно-восстановительных реакций преобразуется в электрическую.
По характеру работы эти источники делятся на две группы:
-
первичные источники тока, или гальванические элементы; -
вторичные источники тока, или аккумуляторы.
Первичные источники допускают только однократное использование и являются необратимыми источниками энергии.
Вторичные источники являются обратимыми источниками энергии: после разряда их работоспособность можно восстановить путем пропускания тока в обратном направлении.
Аккумуляторная батарея на автомобиле выполняет четыре основные функции:
-
Надежный запуск двигателя. -
Энергоснабжение при выключенном двигателе (неработающем генераторе). -
Компенсация дефицита энергии при работе совместно с генератором. -
Сглаживание пульсаций напряжения бортовой сети.
Стартерные аккумуляторные батареи должны удовлетворять следующим основным требованиям (ГОСТ Р 53165-2008):
-
Обеспечивать необходимый для работы стартера разрядный ток. -
Обладать запасом энергии для питания потребителей при неработающем двигателе или в аварийной ситуации. -
Сохранять работоспособность при повышенной (до плюс 60 °С) и пониженной (до минус 50 °С) температуре окружающей среды. -
Обладать герметичностью. Электролит не должен выливаться при наклоне на 45°. -
Принимать заряд для восстановления израсходованной емкости. -
Удовлетворять требованиям стандарта по расходу воды и саморазряду. -
Иметь высокую механическую и вибрационную прочность. -
Срок службы батареи должен составлять не менее 24 (48) месяцев или 90 (100) тыс. км пробега.
На подавляющем большинстве автомобилей получили применение свинцово-кислотные аккумуляторы.
В свинцово-кислотном аккумуляторе в токообразующих процессах участвуют:
-
диоксид свинца PbO2 (окислитель) положительного электрода; -
губчатый свинец Pb (восстановитель) отрицательного электрода; -
электролит — водный раствор серной кислоты (H2SO4).
Рисунок 1 – Принцип работы свинцово-кислотного аккумулятора
При подключении потребителя происходит разложение серной кислоты и образование воды. На положительном и отрицательном электродах образуется сульфат свинца (PbSO4).
Рисунок 2 – Процесс разряда аккумулятора
При подключении источника происходит восстановление губчатого свинца на отрицательном электроде, диоксида свинца – на положительном электроде и серной кислоты в электролите.
Рисунок 3 – Процесс заряда аккумулятора
Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе описывается следующим уравнением:
Аккумулятор содержит два полублока отрицательных и положительных пластин, разделенных между собой сепараторами. Каждая пластина состоит из активной массы и решетки, которая служит токоотводом и основой удерживающей активную массу.