ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2019
Просмотров: 1297
Скачиваний: 1
Лабораторна робота № 3
Тема: Кривошипно-шатунний (КШМ) і газорозподільний (ГРМ) механізми ДВЗ.
Мета роботи: Вивчити будову, роботу і призначення кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів автотракторних ДВЗ, а також класифікацію і основні конструктивні особливості КШМ і ГРМ, застосовуємих на автотракторних ДВЗ.
Завдання: Користуючись макетами, плакатами та підручниками уяснити будову, призначення і роботу КШМ і ГРМ автотракторних ДВЗ.
Час виконання роботи: 2 години
Загальні відомості про кривошипно-шатунний і газорозподільний механізми ДВЗ.
Кривошипно-шатунний механізм (рис. 3.1) – основний робочий механізм поршневого двигуна. Він бере участь в здійсненні робочого циклу двигуна і перетворює зворотно-поступальний рух поршня, що сприймає силу тиску газів, в обертовий рух колінчатого вала, від якого крутний момент передається споживачам. Елементи КШМ умовно можна розділити на дві групи: нерухомі і рухомі.
Рис.3.1. Схеми кривошипно-шатунних механізмів:
а і б – чотири- і шестициліндрові рядні двигуни; в і г – шести- і восьмициліндрові V подібні двигуни; 1 – колінчатий вал; 2 – корінна шийка;
3 – шатунна шийка; 4 – щока; 5 – противага; 6 – флянець
До нерухомих елементів механізму відносяться циліндри, головки циліндрів, картер з підшипниками колінчатого вала, які утворюють корпус двигуна.
Рухомі елементи КШМ (рис. 3.2): поршні з кільцями і поршневими пальцями, шатуни з підшипниками, колінчатий вал з маховиком.
Порядок роботи циліндрів (рис. 3.3) – це послідовність чередування тактів розширення в циліндрах. Він залежить від розміщення циліндрів, взаємного положення кривошипів колінчатого вала і послідовності відкриття і закриття клапанів газорозподільного механізму.
У одноциліндрового двигуна при русі поршня, шатуна і колінчатого вала виникають значні сили інерції, врівноважити які досить важко. Тому на тракторах і автомобілях застосовують багатоциліндрові двигуни, у яких отримують більш часте повторення тактів розширення, що забезпечує більш рівномірне обертання колінчатого вала. Це дає можливість при збільшенні кількості циліндрів двигуна зменшити розміри маховика.
В чотиритактному карбюраторному двигуні на кожний півоберт приходиться один такт і повний цикл роботи виконується за два оберти колінчастого вала, а в двотактному – за один оберт.
Рис.3.2. Рухомі елементи КШМ
1 – вал колінчастий; 2 – шийка корінна; 3 – шийка шатунна; 4 – щока; 5 – противага; 6 – флянець
Рис. 3.3. Чередування тактів в шестициліндровому чотиритактному двигуні з порядком роботи 1-5-3-6-2-4
Газорозподільний механізм (ГРМ) – служить для своєчасного впуску в циліндри двигуна свіжого заряду і для випуску відпрацьованих газів. В залежності від типу органів, за допомогою яких циліндр сполучається з навколишнім середовищем, механізми газорозподілу ділять на золотникові, комбіновані і клапанні.
Золотниковий ГРМ застосовується в двотактних двигунах з контурними і щілинними схемами продувки, де порожнина циліндра сполучається з навколишнім середовищем через вікна в його стінці, що відкриваються і закриваються поршнем.
Комбінований ГРМ застосовується з прямоточною клапанно-щілинною продувкою. Свіжий заряд поступає в циліндр через вікна в його стінці, а відпрацьовані гази видаляються за допомогою клапанів.
Клапанний ГРМ основний тип механізмів газорозподілу, що застосовується в автотракторних ДВЗ. Він характеризується простотою конструкції, малою вартістю виготовлення і ремонту, якісним ущільненням робочої порожнини циліндра і надійністю роботи. Якщо клапани розміщені в блок-картері і відкриваються при русі вгору (в напрямку від колінчатого вала) то їх називають нижніми(боковими) клапанами. (рис. 3.4. а)
Нижнє розміщення клапанів застосовується тільки у карбюраторних двигунах з порівняно низькою ступінню стиску і невисокою частотою обертання колінчатого вала (ГАЗ-52, ГАЗ-69, УАЗ-450, ЗІЛ-157).
Верхні (підвісні) клапани (рис. 3.4. б) розміщені на головці блока і відкриваються при русі вниз (в напрямку до колінчатого вала). Верхнє розміщення клапанів дає можливість зменшити довжину впускних і випускних каналів, в результаті чого знижуються втрати на впуску і випуску, покращується наповнення циліндрів свіжим зарядом і їх очищення від відпрацьованих газів. Це дає можливість підвищити потужність і економічність двигуна, а також значно розширити можливості форсування по швидкісному режиму.
Верхнє розміщення розподільного вала (рис. 3.4. в) дозволяє зменшити масу і збільшити жорсткість механізму приводу клапанів і покращити наповнення двигуна завдяки компактній формі впускних і випускних клапанів.
Рис. 3.4. Схеми газорозподільних механізмів з нижніми (боковими) клапанами, верхнім розміщенням клапанів і верхнім розміщенням
розподільного вала
Діаграма фаз газорозподілу (рис. 3.5) – це періоди від моменту відкриття клапанів до моменту закриття, виражені в кутах повороту колінчатого вала. Для двигунів кожної моделі фази газорозподілу установлюються експериментально (табл. 1.2). Найвигідніші умови очистки циліндрів від відпрацьованих газів і наповнення його свіжим зарядом створюються при перекритті клапанів, тобто коли випускний і впускний клапани деякий час поблизу ВМТ відкриті одночасно.
Рис. 3.5. Діаграма фаз газорозподілу ДВЗ
Таблиця 1.2.
Фази газорозподілу двигунів
В дизелі для прокручування колінчатого вала (при пуску) із-за високого ступеня стиску приходиться переборювати великий опір повітря, яке стискується в циліндрах. З цією метою на деяких дизелях установлюють декомпресійний механізм. Принцип роботи декомпресійного механізму полягає в зниженні тиску в циліндрах при стиску із-за сполучення порожнин циліндрів з навколишнім середовищем.
Зміст звіту:
1. Назвати основні деталі, що складають КШМ та ГРМ і коротко описати їх призначення.
2. У вигляді таблиці привести порядок роботи 4 – циліндрового, 4 – тактного двигуна.
3. Опишіть особливості робочих циклів чотиритактного і двотактного ДВЗ.
Контрольні запитання:
1. Розкажіть про основні відміни в принципі роботи дизельного і карбюраторного двигунів внутрішнього згоряння.
2. Чим конструктивно відрізняються дизельні і карбюраторні двигуни?
3. Що таке літраж двигуна? Поясніть важливість цього параметра.
4. Що таке ступінь тиску і як вона визначається?
5. Розкажіть про фази газорозподілу у ДВЗ.
6. Які способи охолодження застосовують у сучасних ДВЗ?
Література
1. Трактори та автомобілі. Автотракторні двигуни: Навчальний посібник (М.Г.Сандомирський, М.Ф.Бойко, А.Т.Лебедєв та ін. За ред. проф. А.Т.Лебедєва.) –К.: Вища школа, 2000. –Ч.1. –357с.
2. Гуревич А.М., Болотов А.К., Судницын В.И. Конструкция тракторов и автомобилей. –М.: Агропромиздат, 1989. –368с.
3. Трактори. (Я.Ю.Білоконь, А.І.Окоча, С.П.Коханівський, А.Ф.Антоненко). За ред. Я.Ю.Білоконя. – К.: Урожай, 1991. –448с.
4. Гуревич А.М. Тракторы и автомобили. – М.: Колос, 1983. –336с.
5. Експлуатація та ремонт сільськогосподарської техніки: Підручник: у 3 кн. /А.Ф. Головчук, В.Ф. Орлов, О.П. Строков; за ред. А.Ф. Головчука. – К.: Грамота, 2003 – Кн. 1: Трактори. – 336 с.: іл. – Бібліогр.
Лабораторна робота №4
Тема: Системи живлення двигунів внутрішнього згоряння.
Мета роботи: Вивчити будову, роботу і призначення систем живлення автотракторних ДВЗ, застосовуємих на мобільних енергетичних засобах АПК.
Завдання: Користуючись макетами, плакатами та підручниками уяснити будову, призначення і роботу основних вузлів систем живлення автотракторних ДВЗ.
Час виконання роботи: 2 години
Загальні відомості про системи живлення автотракторних ДВЗ.
Система живлення карбюраторного двигуна (рис. 4.1) призначена для зберігання запасу палива на автомобілі, очистки палива і повітря, утворення горючої суміші, підводу її в циліндри двигуна і відводу із них відпрацьованих газів. Вона повинна забезпечувати високу економічність і надійність роботи машини в різних умовах експлуатації, мінімальну кількість шкідливих домішок в відпрацьованих газах, простоту в технічному обслуговуванні і безпеку в пожежному відношенні.
Одною із умов високої економічності карбюраторного двигуна і мінімальної токсичності відпрацьованих газів – утворення однорідної паливно-повітряної суміші, тобто рівномірний розподіл парів палива в повітрі. В сучасних високооборотних двигунах на процес сумішоутворення відводиться мало часу (0,01…0,02 с). Крім того частина повітря знаходиться у вигляді пара, а частина - в вигляді рідини. Тому для прискорення випаровування палива, що впорскується в повітряний потік, його струя повинна бути роздроблена не мілкі краплі, з поверхні яких проходить дифузія випаровуємого палива в повітря.
В залежності від типу двигунів відрізняють слідуючі види зовнішнього сумішоутворення: карбюрація, впорскування легкого палива у впускний трубопровід, форкамерно-факельне, газове. Найбільше розповсюдження в двигунах з іскровим запалюванням получила карбюрація.
Дозування палива і повітря карбюратором до надходження горючої суміші в циліндр – це початкова фаза сумішоутворення. Процес сумішоутворення закінчується в циліндрі в періоди впуску і стиску.
Система живлення дизеля (рис. 4.2) – це сукупність пристроїв, призначених для живлення дизеля паливом і подачі повітря в циліндри.
Сумішоутворення в дизелях проходить в камері згоряння, куди паливо впорскується форсункою в кінці такту стиску. Враховуючи довготу впорскування, яка складає 20…30° повороту колінчатого вала, час, відведений на сумішоутворення у дизелів значно менший, ніж у карбюраторних двигунів. В дизелях, що мають камеру згоряння в поршні, передбачають закрутку повітря при вході в циліндр спеціальними пристроями, при цьому необхідно підвищувати тиск початку впорскування палива до17,5…18,5 МПа і застосовувати форсунки з розпилювачами, що мають багато отворів.
Система живлення повітрям забезпечує впуск в циліндри дизеля очищеного повітря безпосередньо із атмосфери, або після стиску у турбокомпресорі. Ця система включає повітроочисник, індикатор очищеного в ньому запиленого повітря, компресор агрегату наддуву, холодильник наддувочного повітря, повітряні трубопроводи.
Рис.4.1. Схема системи живлення карбюраторного двигуна:
1 – фільтр-відстойник; 2 – кран; 3 – горловина для заливу палива; 4 – бак;
5 – повітроочисник; 6 – карбюратор; 7 – паливо провід; 8 – щиток; 9 - шланг;
10 – паливний насос; 11 – впускний трубопровід; 12 – пристрій для підігріву
суміші; 13 – випускний трубопровід; 14 – глушник шуму відпрацьованих
газів; 15 – перегородка бака
Система живлення паливом забезпечує зберігання на тракторі запасу палива, його фільтрацію, дозування в залежності від робочого режиму роботи двигуна, впорскування в циліндри по заданому закону в мілко розпиленому вигляді і в най вигідніші моменти часу. Система включає паливний бак, фільтри грубої і тонкої очистки палива, підкачувальний насос, насос високого тиску, регулятор частоти обертання дизеля, коректори циклової подачі палива, паливо проводи високого і низького тиску, форсунки.
Система випуску відпрацьованих газів забезпечує випуск із циліндрів продуктів згоряння палива або безпосередньо в атмосферу, або через турбіну агрегату наддуву. В цю систему входять турбіна з клапаном перепуску газів або без нього, пристрої для зниження вмісту у відпрацьованих газах токсичних речовин і сажі, глушник шуму випуску, іскрогасник, газові трубопроводи.
На сучасних ДВЗ застосовують електронні системи впорскування палива, які дають можливість зменшити витрати палива, покращити економічні, технічні, екологічні показники автотракторних двигунів. Карбюраторні двигуни із-за їх неекономічності на зарубіжних автомобілях не випускаються. Дизельні двигуни також оснащуються електронними системами впорскування палива, які дозволяють значно підвищити показники роботи двигунів.
Рис.4.2. Схема системи живлення дизеля Д-240:
1 – глушник; 2 – паливний бак; 3 – кран; 4, 6,8,10,21 – паливо проводи;
5 – фільтр грубої очистки; 7 – паливопідкачуючий насос; 9 – фільтр тонкої очистки; 112 – регулятор швидкості; 12 - паливний насос високого тиску;
13 – паливопровод високого тиску; 14 – камера згоряння; 15 – зливний паливо провід; 16 – форсунка; 17 – випускний трубопровід; 18 – повітроочисник;
19 – впускний трубопровід; 20 – електрофакельний підігрівач
В порівнянні з звичайними паливними системами (ПНВТ з кулачковим приводом), паливна система Bosch "Common Rail" (рис. 4.3) для дизелів з безпосереднім впорскуванням палива забезпечує значно більшу адаптацію паливної системи до двигуна, як наприклад: - широка область застосування (легкові автомобілі з циліндровою потужністю до 30 кВт/циліндр, як і форсовані автомобільні, тракторні тепловозні двигуни з циліндровою потужністю до 200 кВт/циліндр; високий тиск впорскування до 1400 …3000 бар; змінний кут випередження впорскування; можливість формування процесу двофазного, багатофазного процесу впорскування; відповідність тиску впорскування швидкісному і навантажувальному режимам.