книги из ГПНТБ / Ковалин, Д. Т. Механизация лесохозяйственного производства и лесоэксплуатация учеб. пособие

торных четырехцилиидровых двигателей (дизелей) опираются на подшипники скольжения.

В теле коленчатого вала просверлены каналы для подвода мас­ ла от коренных шеек к шатунным.

Коренные и шатунные подшипники устроены одинаково. Вкла­ дыши их заполняют антифрикционным сплавом. Длительная и на­ дежная работа двигателя в большой степени зависит от соосности всех коренных подшипников. Вкладыши коренных подшипников взаимозаменяемы.

Маховик служит для вывода деталей кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек и уменьшения неравномерности вра­ щения коленчатого вала; он необходим для передачи вращения че­ рез муфту сцепления механизмам трансмиссии трактора и для пус­ ка и плавного трогания трактора с места.

Маховик отливают из чугуна и тщательно балансируют; к ко­ ленчатому валу он крепится фланцем. На поверхность маховика наносят метки, служащие для установки угла опережения зажига­ ния или впрыска топлива, проверки и регулировки механизма га­ зораспределения, определения мертвых точек кривошипно-шатун­ ного механизма.

Маховик во всех двигателях соединяют с муфтой сцепления трактора.

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения предназначен для своевременной подачи в цилиндры горячей смеси (в карбюраторных двигателях) или воздуха (в дизелях) и выпуска из цилиндров отработавших газов.

Применяют два типа механизмов газораспределения: с располо­ жением клапанов в головке и в блоке цилиндров.

Вращение коленчатого вала в двигателях строго согласовано с вращением распределительного кулачкового вала. Так, в четырех­ тактном двигателе за время прохождения одного рабочего цикла распределительный вал делает один оборот, а коленчатый — два, благодаря тому, что на коленчатом валу ведущей шестерни в два раза меньше зубьев, чем у шестерни распределительного меха­ низма.

В тракторных двигателях в основном применяется механизм га­ зораспределения с верхним расположением клапанов (в головке цилиндров).

На рис. 6 приведена схема механизма газораспределения с верх­ ним расположением клапанов.

В четырехтактных тракторных двигателях рабочий цикл совер­ шается очень быстро (0,02—0,03 сек), цилиндры двигателя не успе­ вают наполниться воздухом или горючей смесыо и очиститься от отработавших газов. Поэтому впускной клапан начинает откры­ ваться до прихода поршня в в. м. т., а закрываться после прихода в н. м. т. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов

20

выпускной клапан открывается до прихода поршня в и. м. т., а за­ крывается после прихода в в. м. т.

Открытие клапанов до прихода поршня в в. м. т. или и. м. т. называется опережением открытия клапана, а закрытие пли откры­ тие клапанов после прихода поршня в в. м. т. или и. м. т. назы­ вается запаздыванием закрытия или открытия клапанов.

Во всех двигателях выпускные клапаны открываются с опереже­ нием. Это облегчает выход отработавших газов и уменьшает проти­ водавление газов на поршень во время такта выпуска.

При пуске дизеля, особенно в холодную погоду, когда застывает смазка, требуется значительное усилие для прокручивания колен­ чатого вала. Для уменьшения величины этого усилия и компрессии в цилиндрах применяется декомпрессионный механизм, под дейст­ вием которого клапаны полностью не закрываются и воздух из ци­ линдров выходит во впускной трубопровод. Декомпрессионный ме­ ханизм открывает клапаны только на небольшую величину, чтобы избежать ударов клапанов о поршень, когда он подходит к в. м. т. н воздействует только на впускные клапаны.

Схема декомпрессионного механизма показана на рис. 7. Руко­ ятка 12, имеющая фиксатор, может быть установлена в трех поло­ жениях. Первое положение «Прогрев» соответствует выключению компрессии во всех четырех цилиндрах. Когда же рукоятка уста­ новлена в положение «Прогрев 2», компрессию выключают в пер­ вом и втором цилиндрах, а в третьем и четвертом впускные кла­ паны работают в обычном порядке.

При установке рукоятки в третьем положении «Работа» вклю­ чают компрессию во всех четырех цилиндрах п дизель начинает нормально работать.

Система питания

Система питания предназначена для подачи в цилиндры двига­ теля горючей смеси нлп воздуха и распыленного топлива с помо­ щью ряда приборов и устройств.

Вдизелях топливо перемешивается с воздухом непосредственно внутри цилиндра. В карбюраторном двигателе горючая смесь об­ разуется в карбюраторе. Поскольку горючая смесь состоит из топ­ лива и воздуха, все приборы питания имеют два канала — один для подачи топлива, другой — воздуха.

Вкарбюраторном двигателе (рис. 8, а) топливо из бака 5, про­ ходя через фильтр-отстойник 6, поступает по топливопроводу само­ теком в карбюратор 1. Воздух же поступает в карбюратор, прохо­ дя через воздухоочиститель 3 по воздухопроводу 2. Образованная таким образом горючая смесь поступает из карбюратора в двига­ тель по впускной трубе.

Емкость топливного бака в карбюраторных двигателях рассчи­ тана на работу двигателя в продолжение не меиее чем 10 ч. Обычно в верхней части топливного бака находится горловина с сеткой, куда заливается топливо, а в нижней — расходный кран. '

22

Назначение фильтра-отстойника — очищать топливо от воды и механическпх иримесеи.

Топливный насос предназначен для подачи топлива пз бака в карбюратор.

Карбюратор служит для получения рабочей смеси разного со­ става (в зависимости от режима работы двигателя).

В дизеле (рис. 8, б) топливо из бака 9 прокачивается при помо­ щи подкачивающей помпы 24 в фильтры грубой и тонкой очистки 28 и 12. Очищенное в фильтрах топливо поступает в топливный на­ сос 16, откуда нагнетается под давлением в форсунки 19, которые впрыскивают его в камеру сгорания. Насос и форсунки соединены между собой топливопроводами 17 высокого давления.

Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходя через воздухоочиститель 21 во впускной трубопровод двигателя.

По способу очистки воздухоочистители делятся на инерционные, фильтрующие и комбинированные.

Инерционные воздухоочистители обеспечивают очищение возду­ ха только от крупных металлических частей, от мельчайших час­ тиц его очищают фильтрующие воздухоочистители.

На тракторных двигателях обычно устанавливают комбиниро­ ванные воздухоочистители, в которых воздушный поток сначала подвергается инерционной очистке, а затем очистке фильтрующи­ ми элементами.

В дизельных двигателях используется топливо, удовлетворяю­ щее установленным стандартам и получаемое при перегонке нефти. Считается, что дизельное топливо так же, как бензин и керосин, состоит из 86% углерода и 14% водорода. Для полного сгорания 1 кг такого топлива необходимо около 15 кг воздуха. Смесь топли­ ва и воздуха в таких количествах называется нормальной. Количе­ ство поступающего в смесь воздуха может меняться. Если воздуха на 10% больше, чем в нормальной смеси, она называется обедненмой; в бедной смеси воздуха еще больше, чем в обедненной. Смесь называется обогащенной, когда воздуха па 10% меньше, чем в нормальной рабочей смеси, и, наконец, в богатой и переобогащенной воздуха еще меньше, чем в обогащенной.

Бедная рабочая смесь приводит к перегреву и падению мощно­ сти двигателя, вспышкам в карбюраторе и перерасходу горючего.

Такие же результаты дают богатая и переобогащенная рабочие смеси. Кроме того, их использование вызывает преждевременный износ двигателя вследствие оседания части несгоревшего топлива на стендах цилиндра и разложения масла топливом. При богатой и переобогащенной рабочих смесях отработавшие газы в виде чер­ ного дыма выходят из выхлопной трубы с резким выхлопом.

Дизельные тракторы обычно имеют два топливных бака: боль­ шой— для дизельного топлива и малый — для пускового топлива.

Фильтр грубой очистки топлива 28 располагают между топлив­ ным баком и подключающей помпой. Грубая очистка удаляет из топлива механические примеси с частицами размером более 0,05— 0,07 мм.

24

Фильтр томкой очистки топлива 12 предназначен для очистки

топлива от более мелких механических частиц.

В карбюраторных двигателях топливная система не имеет тру­ щихся деталей, поэтому высокая степень очистки топлива не тре­

буется, тем более что его вязкость невелика.

Дизельные двигатели работают па более вязком топливе. Оно требует дополнительной очистки, для которой служат фильтры с фильтрующими элементами из хлопчатобумажной ткани.

Работа двигателя зависит от процесса смесеобразования и сле­ дующего за ним процесса сгорания. Качество же смесеобразования зависит от давления впрыска, конструкции распылителя форсунки

и вязкости топлива.

Для прокачивания дизельного топлива через фильтры и для по­ дачи его под повышенным давлением к насосу в дизелях служат подкачивающие помпы плунжерного или шестеренчатого типа. Подкачивающую помпу применяют на большинстве дизельных дви­ гателей, она крепится к корпусу топливного насоса.

Топливный насос подает топливо в форсунки, которые обеспе­ чивают тонкий распыл топлива в виде конуса.

Насос подает топливо в установленные моменты, определяемые числом оборотов коленчатого вала двигателя и порядком работы цилиндров.

На дизельных тракторных двигателях используются многоплунжериые и одноплунжерные топливные насосы. Многоплунжерные иасосы бывают секционные, у которых каждый насосный элемент смонтирован в отдельном корпусе (дизель КДМ-ЮО), и несекцион­ ные, у которых все насосные элементы заключены в одной головке насоса (Д-54А, СМД-15, Д-37М и др.).

В одноплунжерных насосах используется только одна секция, для этого она имеет специальный привод и распределительную головку (дизель Д-40М (Л), Д-54А, СМД и др.).

Регуляторы тракторных двигателей. Во время работы двигате­ ли подвергаются переменной нагрузке, что приводит к изменению числа оборотов коленчатого вала. При увеличении нагрузки число оборотов, а следовательно, и скорость движения, уменьшаются, при снижении — возрастают.

Число оборотов коленчатого вала в карбюраторных двигателях увеличивается открытием дроссельной заслонки, а в дизельных — перемещением рейки топливного иасоса. Лучше всего двигатель работает при постоянном числе оборотов коленчатого вала; это достигается изменением подачи рабочей смеси или топлива в ци­ линдры с одновременным изменением нагрузки.

Режим работы тракторных двигателей регулируется специаль­ ными всережимнымн центробежными регуляторами, с помощью которых можно поддерживать постоянным любое заданное число оборотов вала двигателя. При изменении нагрузки регулятора ав­ томатически поддерживается нормальное число оборотов коленча­ того вала для заданного режима работы двигателя.

25

Система смазки

Назначение системы смазки — непрерывная подача масла к тру­ щимся поверхностям в целях охлаждения их и отвода тепла. В качестве смазочных материалов применяются разные масла. Зи­ мой тракторные двигатели смазывают менее вязким автолом 10 (АК-10), летом более вязким автолом (АК-15). Дизельные двигатели смазывают дизельным маслом с присадкой (комплекс­ ные добавки, улучшающие смазочные свойства).

Подшипники вентилятора и натяжного ролика ремней вентиля­ тора смазывают солидолом, а трущиеся части консистентной смаз­ кой или костным маслом.

К любым видам смазочных масел предъявляют следующие тре­ бования: сохранение определенной вязкости, отсутствие механиче­ ских примесей, воды, кислот, щелочей; масла не должны разлагать­ ся под действием высоких температур, не должны образовывать смол, нагара, золы в больших количествах.

В зависимости от способа подвода масла к трущимся поверхно­ стям деталей различают системы смазки разбрызгиванием, под давлением и комбинированную.

При смазке разбрызгиванием масло, залитое в картер, разбрыз­ гивается в виде капель по движущимся деталям и попадает к тру­ щимся поверхностям.

При смазке под давлением масло подводится к трущимся по­ верхностям под давлением, создаваемым специальным насосом.

При комбинированной смазке наиболее нагруженные детали (шейки коленчатых валов и их подшипники) смазываются под дав­ лением, а детали менее нагруженные, пли детали, к которым пода­ ча масла под давлением затруднена (например, к зеркалу цилинд­ ра), смазываются разбрызгиванием.

В основном в тракторных двигателях применяется комбиниро­ ванная система смазки.

Система охлаждения

Назначение системы охлаждения — предохранять двигатель ог перегрева, так как вследствие выгорания масла снижается мощ­ ность двигателя, ухудшается смазка трущихся поверхностей.

Различают воздушную и жидкостную системы охлаждения

(рис. 9).

В процессе жидкостного охлаждения жидкость (вода) подводит­ ся к нагретым деталям двигателя непрерывно и передает восприня­ тое тепло воздуху. Если подвести охлаждающую воду к нагретым деталям (например, к поршню) невозможно, усиливают охлажде­ ние соседних деталей. Для этого в головках и цилиндрах двигателя устраивают вторую стенку (рубашку) и пространство между ними заполняют водой.

Тепло от воды воздуху передается через радиатор 1. Для уси­ ления теплопередачи радиаторы обдувают потоком воздуха, кото­ рый засасывается вентилятором 7.

26

Непрерывное охлаждение детален обеспечивается циркуляцией воды между рубашкой двигателя 5 и радиатором, для чего радиа­ тор связывают с рубашкой двигателя трубопроводами 4 и 6.

Циркуляция воды происходит вследствие разности удельного веса холодной и нагретой воды — термосифонная или под действи­ ем насоса — принудительная.

Рис. 9. Схемы действия различных систем охлаждения:

а — с термосифонной циркуляцией воды, 6 — с принудительной циркуляцией воды, в —с принудительной циркуляцией воды и дополнительными устройствами, г —с принудительной

время работы двигателя) нагревается, удельный вес ее становится меньше удельного веса воды в радиаторе. Вследствие этого вода из радиатора вытесняет нагретую воду из рубашки в радиатор, где она отдает тепло атмосферному воздуху, температура ее понижа­ ется и она снова начинает вытеснять воду, нагретую в рубашке.

Но термосифонный напор недостаточен, и для интенсивной цир­ куляции воды применяется принудительная система охлаждения, при которой интенсивность циркуляции создает водяной насос

(рис. 9, б ).

Принудительная система охлаждения имеется у многих трак­ торных двигателей, в том числе у двигателей Д-48А1 (Л), СМД-14,

Д-54А.

27

Принудительная система охлаждения может быть открытой и закрытой.

Открытой системой называют систему, при которой верхний ре­ зервуар радиатора сообщается с атмосферой через контрольную трубку 3.

Закрытая система охлаждения непосредственно с атмосферой не сообщается.

Для устранения конденсации пара в радиаторе при охлаждении двигателя в случае закрытой системы охлаждения, что приводит к порче Трубок, радиатор снабжают паровоздушным клапаном 12, который монтируется в отдельном корпусе (дизель КДМ-100) пли в крышке горловины радиатора.

Схема системы охлаждения с принудительной подачей охлаж­ денного воздуха показана на рис. 9, г.

Система с принудительной подачей охлажденного воздуха име­ ет меньший вес, проста в обслуживании, не грозит разморажива­ нием блок-картера в случае замерзания охлажденной воды в сис­ теме, упрощает пуск в холодное время. Однако при пей плохо ох­ лаждаются многие детали, находящиеся внутри двигателя, дополнительно расходуется мощность на привод вентилятора. Что­ бы устранить этот недостаток, в наружной поверхности цилиндров и головок делают ребра 23.

Вентилятор при скорости вращения 4800—5200 об/мин нагнета­ ет захватываемый воздух под кожух, создавая под ним значитель­ ное давление. Благодаря этому воздух поступает в межреберпое пространство цилиндров и головок, обдувая которые отбирает от них тепло. Дефлекторы 22 направляют потоки воздуха так, чтобы они обдували цилиндры и головки со всех сторон.

Системы зажигания и электрооборудования

Воспламенение рабочей смеси. Воспламенение рабочей смеси происходит по-разному и зависит от типа двигателей и вида топ­ лива.

В дизельных двигателях рабочая смесь воспламеняется внутри цилиндра при вспрыске от тепла сжатого воздуха, нагретого до 700° С, в карбюраторных и газовых двигателях — от электрической искры, образующейся между электродами свечи.

Для получения электрической искры в цилиндре со сжатой ра­ бочей смесью необходим электрический ток высокого напряжения, который вырабатывается в системе динамобатарейного зажигания (в автомобильных двигателях) или от магнето (в тракторных дви­ гателях) .

В с и с т е м у д и н а м о б а т а р е й н о г о з а ж и г а и и я вхо­ дят:

аккумуляторная батарея, питающая током низкого напряжения систему зажигания в период пуска двигателя;

динамомашина (генератор) постоянного тока, которая питает

28

систему зажигания, зарядку аккумуляторной батареи, сигнализа­

цию и освещение; реле-регулятор, направляющий электроток в систему зажига­

ния; индукционная катушка (бобина), которая преобразовывает ток

низкого напряжения, вырабатываемый аккумулятором или генера­ тором, в ток высокого напряжения для образования искры между электродами запальной свечи;

Рак. 10. Схема магнето:

тока низкого напряжения, конденсатор, распределитель тока высо­ кого напряжения, центробежный и вакуумный регулятор угла опережения зажигания и октаи-корректор;

запальные свечи, назначение которых создавать электрическую искру для воспламенения рабочей смеси;

замок зажигания для включения и выключения тока в цепи пер­ вичной обмотки индукционной катушки и в цепи контрольно-изме­ рительных приборов.

В тракторных двигателях используют с и с т е м у з а ж и г а н и я от ма г н е т о . Магнето (рис. 10) представляет собой прибор, вы­ рабатывающий ток низкого напряжения, а затем преобразующий его в ток высокого напряжения и распределяющий по свечам зажи­ гания в соответствии с порядком работы двигателя.

29