Учебники 80372

направляется в верхний бачок радиатора. Течение жидкости в головке блока цилиндров таково, что в первую очередь охлаждается её наиболее горячие места – стенки камер сгорания и выпускных каналов. Часть охлаждающей жидкости из блока цилиндров по патрубку направляется в рубашку охлаждения пускового двигателя, откуда по отводной трубе

– в радиатор. При заполнении системы жидкостью воздух выходит через отверстие, закрываемое пробкой.

Рис. 6.3. Схема системы охлаждения дизеля СМД-14 [8]: 1 – нижний бачок; 2 – верхний бачок; 3 – вентилятор; 4 – пробка; 5 – дистанционный термометр; 6 – насос; 7 – отводная труба; 8 – рубашка головки блока цилиндров; 9 – патрубок; 10 – рубашка охлаждения пускового двигателя; 11 – рубашка блока

цилиндров; 12 – отверстие; 13 – канал; 14 - патрубок

71

В закрытых системах охлаждения для разобщения системы от окружающей среды в заливной горловине радиатора или в расширительном бачке устанавливают паровоздушный клапан (рис. 6.4). Паровой клапан предохраняет систему охлаждения от разрушения при повышении в ней внутреннего давления и обычно регулируется на избыточное давление в системе 19 – 59 кПа. При превышении этого давления открывается и избыток пара отводится через пароотводную трубку в атмосферу. Через эту же трубку и воздушный клапан, отрегулированный на разрежение открытия 0,981 – 3,92 кПа в систему охлаждения при возникновении в ней разрежения проходит воздух, предохраняя этим систему от разрушения.

Рис. 6.4. Паровоздушный клапан [8]: 1 – воздушный клапан; 2 – паровой клапан;

3 – пароотводная трубка

Постоянство температурного режима двигателя поддерживается регулирующими устройствами системы жидкостного охлаждения. Одна группа этих устройств – термостаты – регулирует количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор, другая воздействует на поток воздуха, проходящей через радиатор. Ко второй группе относится жалюзи, или регулируемые шторки, устанавли-

72

ваемые перед радиатором, и регулируемый привод вентилятора, изменяющий частоту его вращения, или устройство, отключающее вентилятор. Термостаты бывают двух типов: жидкостные и с твёрдым наполнителем.

Жидкостный термостат (рис. 6.5) имеет сильфон 1, заполненный легкокипящей жидкостью. Нижняя часть сильфона прикреплена к корпусу 3 с помощью кронштейна 9. Шток 11 с клапаном 7, закрепленный на верхней части сильфона, перемещается в направляющей 10. Во время работы непрогретого двигателя клапан 7, установленный в выходном патрубке 12, закрыт. Охлаждающая жидкость поступает через окна, а из корпуса 3 по перепускному патрубку 4 к насосу, минуя радиатор. При повышении температуры жидкость в сильфоне 1 испаряется и он удлиняется. Клапаны 7 и 5 перемещаются, частично перекрывая перепускной патрубок 4 и открывая патрубок 8. Охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор. При температуре охлаждающей жидкости 80 – 85 °С клапан 7 открывается до отказа, а клапан 5 полностью перекрывает патрубок 4 и вся охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор. Для выхода воздуха при заполнении системы служат отверстия б в клапане 7. Герметизация системы обеспечивается прокладками 2 и 6.

При изменении давления в закрытых системах охлаждения изменяется температура, при которой происходит открытие и закрытие клапанов. Этого недостатка не имеет термостат с твердым наполнителем. В датчике термостата находится твердое вещество — церезин, который при нагревании плавится, увеличиваясь в объеме. Возникающее при этом давление через подвижную систему открывает клапан, и охлаждающая жидкость начинает поступать в радиатор.

73

Рис. 6.5. Жидкостный термостат [8]:

1 – сильфон; 2 – прокладка; 3 – корпус; 4 – перепускной клапан; 5 – клапан; 6 – прокладка; 7 – клапан; 8 – патрубок; 9 - кронштейн; 10 – направляющая; 11 – шток; 12 – выходной патрубок

Исходные данные: коэффициент пропорциональности С = 0,45 – 0,53, меньшее значение для двигателя без наддува, а большее - с наддувом; число цилиндров i (табл. П.1); диаметр цилиндра D, см (табл. П.1); показатель степени m = 0,6 – 0,7; номинальная частота вращения коленчатого вала n, мин-1 (табл. П.1); коэффициент избытка воздуха, для двигателя без наддува α = 1,4 – 1,5, с наддувом α = 1,6 – 1,8; средняя теплоёмкость воздуха сВОЗД = 1000 Дж/(кг·К); температурный перепад воздуха в решётке радиатора ТВОЗД = 28; средняя теплоёмкость охлаждающей жидкости cЖ = 4187 Дж/(кг·К); средняя плотность жидкости ρЖ = 1000 кг/м3; температурный перепад жидкости при принудительной циркуляции ТЖ = 10;

74

средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор ТСР.ВОЗД = 323 – 328 К; температура жидкости перед радиатором ТЖ.ВХ = 360 – 365 К; коэффициент теплопередачи для радиаторов К = 100 Вт/(м2К).

Количество теплоты, отводимое от двигателя и передаваемое от жидкости к охлаждаемому воздуху:

6.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При выполнении работы используется плакаты, поясняющие устройство и работу системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

75

6.3.1.Изучить устройство и принцип работы системы охлаждения двигателя.

6.3.2.Вычертить схематично систему воздушного охлаждения дизельного двигателя (см. рис. 6.1).

6.3.3.Вычертить схематично систему жидкостного охлаждения дизельного двигателя (см. рис. 6.3).

6.3.4.Используя зависимости (6.1) – (6.6), рассчитать площадь радиатора охлаждения по данным (табл. П.1) (марку двигателя выдаёт преподаватель).

6.4. ФОРМА ОТЧЁТА

Работа №6

6.4.1.Наименование работы.

6.4.2.Цель работы.

6.4.3.Привести эскиз системы воздушного охлаждения двигателя.

6.4.4.Привести эскиз системы жидкостного охлаждения двигателя.

6.4.5.Рассчитать площадь радиатора охлаждения.

6.4.6.Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Из каких основных частей состоит система воздушного охлаждения двигателя?

2.Из каких основных частей состоит система жидкостного охлаждения двигателя?

3.ПриведитеклассификациюсистемохлажденияДВС.

4.Приведите схемы всех видов жидкостного охлаждения двигателей.

5.Привести расчётную формулу для определения площади радиатора охлаждения.

76

РАБОТА № 7

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И ОБЩЕГО УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

7.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение принципа действия и устройства системы пуска двигателя внутреннего сгорания и расчёт и подбор пускового устройства.

7.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Пуск поршневых двигателей внутреннего сгорания независимо от типа и конструкции осуществляется вращением коленчатого вала двигателя от постороннего источника энергии, при этом частота вращения должна обеспечивать удовлетворительное протекание смесеобразования, сжатия и воспламенения. Необходимая для начала работы двигателя частота вращения зависит от температуры окружающего воздуха и температуры самого двигателя, от способа смесеобразования и воспламенения горючей смеси, а также от его типа и конструктивных особенностей.

В зависимости от источника энергии для вращения коленчатого вала различают следующие способы пуска:

проворачиванием от руки коленчатого вала пусковой руко-

яткой; электрическим стартером, питающимся от аккумуляторной батареи; вспомогательным ДВС, пускаемым, в свою очередь, от руки или стартером. Для двигателей строительных и дорожных машин малой и средней мощности широко применяют систему пуска электрическим старте-

77

ром. Для дизелей средней и большой мощности, кроме электрических стартеров, иногда применяют систему с вспомогательным двигателем внутреннего сгорания.

При пуске от руки коленчатый вал двигателя поворачивают при помощи пусковой рукоятки. Для этого рукоятку перемещают по направлению к коленчатому валу, в зацепление с храповиком, который жестко при помощи шпонки и болта соединен с коленчатым валом. Вращая рукоятку, поворачивают коленчатый вал двигателя до появления первой вспышки в цилиндрах. После этого коленчатый вал начинает вращаться быстрее рукоятки, храповик выталкивает ее из зацепления с валом, а пружина перемещает в первоначальное положение.

На некоторых двигателях коленчатый вал вращают посредством шнура, наматываемого на маховик, который закреплен на коленчатом валу. Недостатком этой системы пуска является то, что человеку трудно сообщить коленчатому валу необходимое число оборотов. Поэтому применение ручного пуска возможно только у карбюраторных двигателей мощностью до 75 – 80 л. с. и у дизелей до

25 – 30 л. с.

Пуск электрическим стартером применяют на мно-

гих дизелях и карбюраторных двигателях. Электростартер представляет собой электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения с включающим устройством и механизмом привода.

Простейшая схема пуска стартером показана на рис. 7.1. Электрический стартер питается от аккумуляторной батареи током низкого напряжения. В период пуска шестерню стартера вводят в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя. Передаточное число между шестерней стартера и венцом маховика подбирается с таким рас-

78

четом, чтобы сообщить коленчатому валу необходимое для пуска число оборотов.

Рис. 7.1. Простейшая схема пуска электрическим стартером [8]: 1 –аккумуляторнаябатарея;2–включатель;3–электрический стартер; 4 – шестерня стартера; 5 – зубчатый венец маховика двигателя

Стартер должен иметь достаточную мощность для вращения коленчатого вала с требуемым числом оборотов, автоматически выключаться после пуска двигателя и не включаться во время его работы, развивать большой крутящий момент при возможно меньшем токе. Щетки коллектора стартера должны отличаться высокой износостойкостью.

Для включения электрической цепи стартера при пуске двигателя и выключения ее после пуска предназначены включающие устройства с непосредственным (механическим) или дистанционным (электромагнитным) управлением. При непосредственном управлении электрическая цепь стартера замыкается включателем – электроконтактным устройством, действующим при нажатии на педаль старте-

79

ра. Такое управление применяют, если стартер и аккумуляторная батарея расположены вблизи места водителя.

При дистанционном управлении электрическая цепь стартера замыкается специальным реле, представляющим собой электромагнит с дистанционным управлением. Это позволяет избежать сложной системы привода, сократить длину провода, соединяющего аккумуляторную батарею со стартером.

Механизм привода, служащий для сцепления и расцепления приводной шестерни стартера с венцом маховика двигателя, может быть механическим и электромагнитным.

Вмеханическом приводе шестерня стартера вводится

взацепление с венцом маховика рычажным устройством, которое водитель включает ногой. Электрическая цепь стартера подключается к аккумуляторной батарее после того, как его шестерня войдет в зацепление с венцом маховика. Так как угловые скорости шестерни стартера и венца маховика равны нулю, то сцепление их происходит безударно. Такой способ может быть применен для стартеров любой мощности. Механизм привода выключается, когда водитель снимает ногу с педали стартера. Чтобы избежать разносных оборотов якоря после того, как двигатель начнет работать, шестерню стартера устанавливают на муфте свободного хода роликового или фрикционного типа. В электромагнитном приводе сцепление приводной шестерни с венцом маховика осуществляется специальным электромагнитом. Последовательность включения шестерен и замыкание электрической цепи стартера такие же, как и при механическом способе: вначале вводятся в зацепление шестерни, а затем замыкается электрическая цепь стартера. Шестерня автоматически выключается за счет электродвижущей силой генератора после того, как

80