1. Общая схема трактора Т-150К
Механизмытрактора независимо от конструкции можно разделить на следующие основныегруппы, двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее ивспомогательное оборудование.
На рисунке 1показана общая схема колесного трактора Т-150К.
/>
Рисунок 1 — общая схема колесного трактора Т-150К.
Двигатель(1) (или силовая установка) служит для преобразования тепловой энергии,выделяющейся при сгорании топлива, в механическую, необходимую для передвижениятрактора.
Всетракторы, серийно выпускаемые в нашей стране, оснащены поршневыми двигателямивнутреннего сгорания.
Трансмиссия(или силовая передача) состоит из следующих элементов:
Сцепления(2), с помощью которого возможны временное отъединение вала двигателя от трансмиссии(при переключении передач), остановка трактора и плавное трогание с места, атакже предохранение деталей трансмиссии от перегрузок при внезапных остановкахтрактора;
Соединительноговала (3), обеспечивающего передачу крутящего момента при небольших перекосахвалов сцепления и коробки передач;
Коробкиперемены передач (4), служащей для изменения передаточного отношения втрансмиссии и, как следствие, тягового усилия на ведущих колесах или звездочкахгусеничных движителей трактора, осуществления заднего хода и длительнойостановки трактора при работающем двигателе;
Главной(центральной) передачи (5), предназначенной для передачи момента с одного валана другой под углом 90 ° и увеличения крутящего момента на ведущих колесах;
Дифференциала(6), обеспечивающего распределение крутящего момента между ведущими колесами иих вращение с различными угловыми скоростями при движении по неровностям и наповоротах;
Конечнойпередачи (7), дополнительно увеличивающей на ведущих колесах или звездочках (вотдельных тракторах за счет конечной передачи увеличивают дорожный просвет).
Частьтрансмиссии (главная передача, дифференциал и конечная передача),смонтированную в общем корпусе, называют задним мостом.
Ходоваячасть служит для поддержки остова и преобразования вращательного движенияведущих колес в поступательное движение трактора.
Ходоваячасть колесных тракторов состоит из передних (10) (направляющих) и задних 8(ведущих) колес и деталей подвески их к остову. У трактора с обоими ведущимимостами передние колеса одновременно являются и ведущими.
Механизмыуправления обеспечивают изменение скорости и направление движения, остановкутрактора и управление орудиями.
Колесныетракторы оснащены рулевым управлением, состоящим из рулевого механизма срулевым колесом, усилителя и рулевого привода, соединенного с управляемымиколесами.
Вспомогательноеоборудование трактора включает кабину, в которой размещены сиденье, контрольныеприборы и органы управления, капот, приборы электроосвещения и сигнализации(передние и задние фары, указатели поворота, стоп-сигнал, звуковой сигнал идр.), системы обогрева и вентиляции кабины, компрессор и т. д.
2. Общая схема ЗАЗ-1102
АвтомобильЗАЗ -1102 «таврия» был разработан на Запорожском автозаводе, Первую партию этихавтомобилей завод выпустил в 1987 г.
На рисунке2представлен ЗАЗ-1102 «Таврия». В начале 2007 года сошел последний автомобиль изсерии ЗАЗ – 1102.
/>
Рисунок 2 –общая схема ЗАЗ – 1102.
На рисунке 2представлена общая схема ЗАЗ – 1102, где 1 – катушка зажигания, 2 – двигатель,3 – датчик – распределитель, 4 – капот, 5 – расширительный бачок, 6 –воздухоочиститель, 7 – щетка стеклоочистителя, 8 – панель приборов, 9 – рулевоеколесо, 10 – зеркала заднего вида, 11 – противосолнечный козырек, 12 – кузов,13 – дверь задка, 14 – упор двери задка, 15 – задний фонарь, 16 – задний буфер,17 – брызговик, 18 – труба глушительная, 19 – тормозной барабан, 20 –амортизатор, 21 – балка задней подвески, 22 – глушитель, 23 – топливный бак, 24– ремень безопасности, 25 – спинка заднего сидения, 26 – подушка заднегосидения, 27 – наружное зеркало заднего вида, 28 – переднее сиденье, 29 – рычагстояночного тормоза, 30 – механизм управления коробкой передач, 31 – педальсцепления, 32 – запасное колесо, 33 – декоративный колпак, 34 – колесо, 35 –фланец ступицы переднего колеса, 36 – шарнирный вал, 37 – стойка переднейподвески, 38 – коробка передач, 39 – аккумуляторная батарея, 40 – главныйтормозной цилиндр, 41 – бачок стеклоомывателя, 42 – указатель поворота, 43 –рулевой механизм, 44 – стартер, 45 – генератор, 46 – радиатор, 47 – переднийбуфер, 48 – фара.
3. Схема электрооборудования трактора Т-150К
На трактореустановлено электрооборудование постоянного тока с номинальным напряжением сети12В. Все источники и потребители электроэнергии соединены по однопроводнойсхеме. Отрицательные полюсы их соединены с корпусом трактора.
На рисунке 3представлена принципиальная схема электрооборудования трактора, где 1 –генератор, 2 – сигнал звуковой, 3 – фара передняя, 4 – включатель блокировкизапуска двигателя, 5 – датчик указателя температуры воды, 6 – датчиксигнализатора аварийной температуры в системе охлаждения двигателя, 7 – датчикуказателя аварийной температуры масла в системе смазки двигателем, 9 –штепсельный разъем, 10,11 – блок предохранителей, 12 – кнопка звуковогосигнала, 13 – контрольная лампа указателя поворотов, 14 – переключательуказателя поворотов, 15 – прерыватель указателя поворотов, 16 –электродвигатель вентилятора обдува тракториста, 17 – электродвигательвентиляции кабины, 18 – переключатель вентиляторов, 19 – включатель лампыплафона, 20 – плафон, 21 – включатель задних фар, 22 – включатель стартера, 23– включатель кнопочный включения магнето, 24 – задний фонарь, 25 – включательстоп – сигнала, 26 – штепсельная розетка прицепа, 27 – центральныйпереключатель света, 28 – фонарь освещения номерного знака, 29 – контрольнаялампа аварийной температуры воды и системе охлаждения двигателя, 30 –включатель контроля ламп аварийного состояния, 31 – указатель температуры воды,32 – лампы освещения приборов, 33 – указатель давления масла в системе смазкидвигателя, 34 – фара задняя, 35 – ножной переключатель света, 36 – лампапереносная, 37 – амперметр, 38 – контрольная лампа аварийного давления масла всистеме смазки двигателя, контрольная лампа включения «массы», включатель«массы», 41 – тахоспидометр, 42 – аккумулятор, 43 – указатель давления массы вгидросистеме КПП, 44 – манометр воздуха двустрелочный, 45 – штепсельный разъем,46 – штепсельный разъем включения переносной лампы, 47 – реле регулятор, 48 –передний фонарь, 49 – стартер, 50 – свеча пусковая двигателя, 51 – магнето.
/>
Рисунок 3.Схема электрическая принципиальная включения электрооборудования трактораТ-150К.
4. Схема электрооборудования автомобиля ЗАЗ – 1102 «Таврия»
На рисунке 4представлены следующие элементы:
1 –аккумуляторная батарея, 2 – генератор, 3 – реле контроля заряда аккумулятора, 4– выключатель зажигания, 5 – коммутатор, 6 – стартер, 7 свечи зажигания, 8 –датчик распределитель зажигания, 9 – катушка зажигания, 10 – электромагнитныйклапан экономайзера, 11 – блок управления экономайзера ХХ карбюратора, 12 –выключатель, 13 – выключатель фонарей заднего хода, 14 – лампы фонарей заднегохода, 15 – 18 – предохранители, 19 – комбинация приборов, 20 – контрольнаялампа работы генератора, 21 – контрольная лампа дальнего света фар, 22 –контрольная лампа сигнализации аварийного состояния рабочей тормозной системы ивключения стояночного тормоза, 23 – указатель уровня топлива в баке, 24 –указатель температуры охлаждающей жидкости двигателя, 25 – лампа контролядавления масла, 26 – контрольная лампа указателей поворотов, 27 – датчикаварийного давления масла, 28 – датчик указателя уровня топлива, 29 – датчикуказателя температуры жидкости, 30 – плафон освещения салона, 31 – штепсельнаярозетка, 32 – реле прерыватель указателей поворотов, 33 – выключатель аварийнойсигнализации, 34 – звуковой сигнал, 35 – выключатель звукового сигнала, 36 –масса, 37 – выключатель контрольной лампы стояночного тормоза, 38 – датчик аварийногоуровня тормозной жидкости в бачке, 39 – выключатель сигнала торможения, 40 –лампа сигнала торможения и габарита, 41 – лампа правых указателей поворота, 42- лампа левых указателей поворота, 43 – предохранитель, 44 – выключательнаружного освещения, 45 – выключатель указателей поворота, 46 – переключательсвета фар, 47 – выключатель сигнализации дальним светом, 48 – лампы комбинацииосвещения приборов, 49 – лампы освещения номерного знака, 50 – лампы переднихгабаритных огней, 51 – реле включения ближнего света фар, 52 – реле включениядальнего света фар.
Римскимицифрами обозначены приборы: I – электроснаюжения, II – зажигания и пуска, III – звуковой и световой сигнализации, IV — освещения, V – стеклоочиститель и стеклоомыватель, VI — отопитель и обогреватель двигателя.
/>
Рисунок 4. Схема электрическая электрооборудования
5. Устройство двигателя СМД – 82 трактора Т-150К
5.1 Корпусные детали
Остовдвигателя образуют неподвижные корпусные детали, которые служат основанием длякрепления и монтажа всех механизмов и систем двигателя. К корпусным деталямостова двигателя относятся блок-картер, картер маховика, передняя крышка,головки цилиндров, нижняя крышка картера. Компоновка и взаимное расположениекорпусных деталей и механизмов определяются числом цилиндров и схемой ихрасположения.
Шестьцилиндров двигателя расположены в два ряда под углом 90°. Исходя из принятойсхемы расположения цилиндров конструкция корпусных деталей выполнена с учетомиспользования преимуществ V-образной схемы расположения цилиндров для обеспечения высокойжесткости и прочности, а также получения компактной моторной установки, каксилового агрегата трактора.
Блок-картер(рисунок 7) — основная корпусная деталь, представляет собой чугунную отливку, объединяющуюправый и левый блоки цилиндров и верхнюю часть картера коленчатого вала.Передняя и задняя торцевые стенки вместе с двумя поперечными перегородкамимежду смежными цилиндрами соединяют два ряда цилиндров и обеспечивают жесткостьвсей детали. В верхней и нижней плите каждого блока выполнены цилиндрическиерасточки для установки гильз цилиндров. Левый ряд цилиндров смещен относительноправого ряда вперед на 36 мм, для установки по два шатуна противолежащихцилиндров на одну шатунную шейку коленчатого вала.
Поперечныевертикальные перегородки разделяют блок-картер на три отсека. В нижней частиэтих перегородок и передней и задней торцевой стенки устроены приливы,предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуютпостели для коренных подшипников коленчатого вала.
Каждаякрышка коренного подшипника крепится двумя шпильками и дополнительно двумястяжными болтами 32, обеспечивающими жесткость нижней части картера.
Расточкапостелей под коренные подшипники произведена в сборе с крышками. Крышки заходятв пазы каждой постели. Для обеспечения правильной установки размеры от осирасточки до боковых торцов крышки имеют разницу в 2 мм, что исключает повороткрышки. Для каждой постели предусмотрена своя крышка с маркировкой порядковойцифрой, начиная с переднего торца. Гайки и шайбы крепления крышек также имеютмаркировку: по одну сторону цифрами 1, 2, 3, 4; по другую сторону цифрами 11,22, 33, 44.
С наружнойстороны вдоль каждого блока цилиндров в отливке располагаются распределительныеканалы 2 и 11 для подвода охлаждающей воды к цилиндрам. Водяная рубашка каждогоблока цилиндров сообщается с водяной рубашкой головки цилиндров через девятьобработанных отверстий; 34 в верхнейплите. В каждом распределительном канале имеется два… боковых отверстия 33 сфланцами для установки сливных краников и подсоединения трубок системыпредпускового подогрева.
В развалемежду правым и левым блоками цилиндров расположена полость ресивера с каналами22 для подвода воздуха в цилиндры. Полость ресивера закрыта крышкой 18, отлитойиз алюминиевого сплава. Расположенный на крышке фланец 19 предназначен дляустановки турбокомпрессора, а патрубок 16 — для подсоединения шланга откомпрессора.
Крышкачерез прокладку 20 крепится к блоку шестнадцатью болтами, обеспечиваягерметичность полости ресивера.
/>
Вцентральной части блок — картера в поперечных стенках предусмотрены приливы, вкоторых расточены четыре опоры 12 под опорные шейки распределительного вала.Задняя опора имеет бронзовую втулку с упорным буртом. Диаметр опор от переднейдо задней увеличивается для обеспечения удобства монтажа вала, которыйустанавливается со стороны заднего торца блок — картера.
В каждомблоке цилиндров расточены по шесть обработанных отверстий 21 под толкатели иштанги.
5.2 Кривошипно – шатунный механизм
Кривошипно-шатунныймеханизм предназначен для преобразования возвратно — поступательного движенияпоршней во вращательное движение коленчатого вала и состоит из коленчатоговала, маховика, комплекта шатунов, коренных и шатунных подшипников, поршней,поршневых колец и пальцев (рисунок 8)
/>
5.3 Механизм газораспределения
Механизмгазораспределения (рисунок 9) осуществляет впуск в цилиндры свежего воздуха ивыпуск отработанных газов. Механизм состоит из впускных и выпускных клапанов спружинами, передаточного механизма, связывающего распредвал с клапаном.
/>
5.4 Система питания
Системасостоит из узлов и деталей, обеспечивающих фильтрацию, распределение и подачутоплива и воздуха в цилиндры двигателя (рисунок 10).
/>
5.5 Система смазки
Системасмазки – комбинированная. Под давлением смазываются коренные и шатунныеподшипники, подшипники распред вала и механизма газораспределения, поршневойпалец, втулка шестерни топливного насоса; агрегаты двигателя – турбокомпрессори водяной насос.
Остальныеузлы и детали кривошипно–шатунного механизма смазываются разбрызгиванием.
5.6 Система охлаждения
Системаохлаждения двигателя – закрытая с принудительной циркуляцией воды. Основныеагрегаты системы охлаждения – водяной насос, вентилятор и радиаторы.
5.7 Пусковой двигатель
Пуск дизелядистанционный, осуществляется из кабины трактора. Пусковым устройством служитпусковой двигатель с редуктором П-350 – двухтактный одноцилиндровый,карбюраторный, водяного охлаждения. Мощность 13,5 Л.С. Двигатель работает насмеси бензина с дизельным маслом в соотношении 15:1 по объему.
Для запускапускового двигателя на картере маховика установлен электростартер СТ-352Д сдистанционным управлением, работающий от аккумуляторной батареи с напряжением12В.
6. Устройство двигателя МеМЗ-245 автомобиля ЗАЗ – 1102
Двигательавтомобиля ЗАЗ – 1102 четырехтактный, четырехцилиндровый, карбюраторный, сжидкостным охлаждением, с верхним расположением распред. вала, расположен впередней части кузова в моторном отсеке, поперек оси автомобиля, с наклоном подуглом 10° в сторону карбюратора. Система питания двигателя снабженакарбюратором эмульсионного двигателя и воздушным фильтром. В системе смазкидвигателя использован полнопоточный сменный масляный фильтр, позволившийувеличить пробег автомобиля без смены масла.
/>
Рисунок 5 –двигатель (продольный вид)
/>
Рисунок 6 –двигатель (поперечный разрез)
На рисунках5 и 6 представлен двигатель в продольном и поперечном разрезе соответственно,где
Для рисунка5:
1 – головкацилиндров, 2 — крышка головки цилиндров; 3 и 4 соответственно прокладка икрышке маслоотделителя; 7 — фланец карбюратора для крепления воздушногофильтра; 6 — топливный насос, 7 — распределительный вал; 8 — ведущая шестерняпривода датчика — распределителя; 9 —кулачок привода топливного насоса; 10 — корпус привода датчика — распределителя и топливного насоса; 11 — отводящий патрубок; 12 — блокцилиндров; 13 — нажимной диск сцепления; 14 — ведомый диск сцепления; 15 и 39 —болты; 16 — маховик; 17, 28 и 37 — манжеты; 18 — держатель манжеты; 19 —коленчатый вал; 20 — вкладыши коренных подшипников коленчатого вала; 21 — упорные полукольца подшипника коленчатого вала; 22 — вкладыш среднего коренногоподшипника коленчатого вала; 23 — масло-успокоитель; 24 — приемник масляногонасоса; 25 — вкладыш нижней головки шатуна; 26 — масляный картер; 27 — масляныйнасос; 29 — шкив привода генератора; 30 — ведущий шкив коленчатого вала; 31 —гайка крепления шкива; 32 — шпонка; 33 — плоскозубчатый ремень; 34 — шатун споршнем, поршневыми кольцами и пальцем; 35 — натяжной ролик; 36 — шкив приводараспределительного вала; 38 — стопорная шайба шкива; 40 и 41 — соответственновнутренний и наружный кожухи плоскозубчатого ремня.
Для рисунка6:
1—карбюратор; 2 — крышка головки цилиндров; 3 — крышка маслозаливной горловины; 4— прокладка крышки головки цилиндров; 5 — головка цилиндров; 6 — болт крепленияголовки цилиндров; 7 — наконечник свечи; 6 — датчик — распределитель; 9 — свечазажигания; 10 — прокладка головки цилиндров; 11 — масло измерительный стержень;12 — перепускная труба; 13 — поршневой палец; 14 — поршень; 15 — шатун; 16 —трубка маслоизмерительного стержня; 17 — коленчатый вал; 18 — прокладка масляногокартера; 19 — маслосливная пробка; 20 — масляный фильтр; 21 — выпускнойколлектор; 22 — рым-планка; 23 — впускной коллектор; 24 — проставка фланца карбюратора;25 — топливосборник; 26 — прокладки фланца карбюратора. Уровни масла: А —верхний, равный объему масла в 3,45 л и Б — нижний, равный объему масла.
Кривошипно– шатунный механизм.
КШМ состоитиз блока цилиндров, поршней с поршневыми пальцами и поршневыми кольцами,шатунов, коленчатого вала и маховика. Все детали расположены в блоке цилиндров.В передней части блока цилиндров расположены детали привода механизмагазораспределителя. В задней части расположен механизм сцепления.
Механизмгазораспределения в двигателе служит для регулирования процессов впуска горючейсмеси в цилиндры и выпуска из них отработавших газов в соответствии с принятымдля данного двигателя порядком работы цилиндров, фазами газораспределения ичастотой вращения коленчатого вала двигателя.
К механизмугазораспределения относятся: распред вал, головка цилиндров, выпускные ивпускные клапаны с направляющими втулками клапанов и пружинами клапанов,коромысла клапанов с осями коромысел, плоскозубчатый ремень привода распредвалас деталями натяжения. Такая конструкция механизма обеспечивает жесткую инадежную кинематическую связь между всеми деталями, благодаря чему уменьшаетсяуровень вибраций.
Системазмазки двигателя включает маслозаливную горловину, приемник масляного насоса,стержневой указатель уровня масла, масляный картер и масляный насос. Системасмазки двигателя комбинированная.
Под давлениемсмазываются подшипники коленчатого и распределительного валов и коромыслаклапанов. Кулачки распредвала смазывается струей масла, поступающего изспециального отверстия, выполненного в коромысле. Стенки цилиндров, поршни,втулки верхних головок и пр. смазываются маслом, вытекающим из зазоров иразбрызгиванием.
Навесныеагрегаты – водяной насос, датчик – распределитель зажигания, генератор истартер имеют подшипники, не требующие смазки.
Системаохлаждения. На автомобиле применена жидкостная система охлаждения двигателя спринудительной циркуляцией жидкости центробежным насосом. Система охлаждениязакрытого типа, т.е. сообщение ее с атмосферой ее с атмосферой происходит черезблок клапанов, который открывается при определенном давлении или разрежении вней. Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости служитрасширительный бачок.
Системапитания включает: топливный бак, топливопроводы, топливный фильтр, топливныйнасос, воздушный фильтр, карбюратор, приводы управления карбюратором, датчикуказания уровня топлива в баке, впускной и выпускной коллекторы, выпускныетрубы и глушитель.
7. Принцип работы карбюраторного и дизельного двигателя
В качествесиловой установки на автомобилях используется двигатель внутреннего сгорания. Повиду применяемого топлива двигатели подразделяются на карбюраторные, дизельныеи газовые.
Карбюраторные- это двигатели, работающие на жидком топливе (бензине), с принудительнымзажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, топливо перемешивается своздухом в определенной пропорции с помощью карбюратора.
Дизельные — это двигатели, работающие на жидком топливе (дизельном топливе), своспламенением от сжатия. Подача топлива осуществляется форсункой, а смешиваниес воздухом происходит внутри цилиндра.
При работедвигателя внутреннего сгорания из каждых десяти литров использованного топлива,к сожалению, только около двух идет на полезную работу, а все остальные — на`согревание` окружающей среды. Коэффициент полезного действия ныне выпускаемыхдвигателей составляет всего около 20%. Но мир пока не придумал болеесовершенного устройства, которое могло бы долго и надежно работать при болеевысоком КПД.
Карбюраторныепоршневые двигатели.
К основныммеханизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:
кривошипно-шатунныймеханизм,
газораспределительныймеханизм,
системапитания,
системавыпуска отработавших газов,
системазажигания,
системаохлаждения,
системасмазки.
/>
Рисунок 7 — Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания: а)«стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез
1 — головкацилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец;6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания
Для начала,возьмем простейший одноцилиндровый карбюраторный двигатель и разберемся спринципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним,наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечномитоге приходит на ведущие колеса автомобиля.
Внутрицилиндра помещен поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневыекольца. Именно они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра, и ониже не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя,прорваться вниз. В тоже время кольца препятствуют попаданию вверх масла,которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра.
С помощьюпальца и шатуна, поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, которыйвращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На концеколенчатого вала крепится массивный маховик.
Черезвпускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), ачерез выпускной клапан выходят отработавшие газы. Клапаны открываются принабегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбеганииже кулачков с рычагов, клапаны надежно закрываются под воздействием мощныхпружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатоговала двигателя.
В резьбовоеотверстие головки цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрическойискрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (этогорючая смесь перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробнорассказано ранее).
Как жепроисходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндрево вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимаетсяшатунно-поршневая группа.
/>
Рисунок 8.- Ход поршня и объемы цилиндра двигателя а) поршень в нижней мертвой точке б)поршень в верхней мертвой точке
На рисунке14 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которые используются дляоценки того или иного двигателя (объемы цилиндра и ход поршня).
Крайниеположения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала илиприближен к ней, называются верхней и нижней `мертвыми` точками (ВМТ и НМТ).При езде на велосипеде колено вашей ноги, также как и поршень, периодическибудет находиться в крайнем верхнем или крайнем нижнем положениях.
Ходомпоршня называется путь, пройденный от одной `мертвой` точки до другой — S.
Объемомкамеры сгорания называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ- Vс.
Рабочимобъемом цилиндра называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТк НМТ — VР.
Полнымобъемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vп =VР + Vс.
Рабочийобъем двигателя, это сумма рабочих объемов всех цилиндров и измеряется он влитрах. Пока мы с вами рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообщедвигатели современных легковых автомобилей имеют, как правило — 4, 6, 8 и даже12 цилиндров. Соответственно, чем больше рабочий объем — тем более мощным будетдвигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт илил.с.).
Например,рабочий объем двигателя ВАЗ 2105 — 1,3 литра, его мощность 46,8 кВт (63,7л.с.). А рабочий объем двигателя ВАЗ 21083 — 1,5 литра и его мощность 51,5 кВт(70 л.с.).
Рабочийцикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
Двигателивнутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом, по которому ониработают.
Рабочийцикл — это комплекс последовательных рабочих процессов, периодическиповторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.
Рабочийпроцесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.
По числутактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:
четырехтактные- в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,
двухтактные- в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.
На легковыхавтомобилях отечественного производства применяются четырехтактные двигатели, ана мотоциклах и моторных лодках — двухтактные. О путешествиях по воднымпросторам поговорим как-нибудь потом, а вот с четырьмя тактами работыавтомобильного двигателя разберемся сейчас.
Рабочийцикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:
впускгорючей смеси,
сжатиерабочей смеси,
рабочийход,
выпускотработавших газов.
/>
Рисунок 9 — Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск
Первый такт- впуск горючей смеси.
Горючейсмесью называется смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определеннойпропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор, о чем мы свами поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина квоздуху 1:15 считается оптимальным для обеспечения нормального процессагорения.
При тактевпуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке.Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью черезоткрытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.
Впуск смесипродолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. Запервый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.
В процессезаполнения цилиндра горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газови меняет свое название, теперь эта смесь называется — рабочая.
Второй такт- сжатие рабочей смеси.
При тактесжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке.
Оба клапанаплотно закрыты и поэтому рабочая смесь сжимается. Из школьной физики всемизвестно, что при сжатии газов их температура повышается. Так и здесь. Давлениев цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9 — 10 кг/см2, атемпература 300 — 400ОС.
В заводскойинструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя, имеющийназвание — степень сжатия (например 8,5). А что это такое? Надеюсь сейчас этостанет понятно.
Степеньсжатия показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камерысгорания. У карбюраторных двигателей в конце такта сжатия, объем над поршнемуменьшается в 8 — 10 раз.
В процессетакта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота.А в сумме, от начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже наодин оборот.
Третий такт- рабочий ход.
Во времятретьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смесиэнергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается напоршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал. Вот откуда беретсята сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечномитоге, ведущие колеса автомобиля.
В самомконце такта сжатия, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры,проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода,сгорающая смесь начинает активно расширяться. А так как впускной и выпускной клапанывсе еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход- давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления,достигающего 40 кг/см2, начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этомна всю площадь поршня давит сила 2000 кг и более, которая через шатунпередается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент. При тактерабочего хода, температура в цилиндре достигает 2000 градусов и выше.
Коленчатыйвал при рабочем ходе поршня делает очередные пол-оборота.
Четвертыйтакт — выпуск отработавших газов.
Придвижении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, открываетсявыпускной клапан (впускной все еще закрыт) и отработавшие газы с огромнойскоростью выбрасываются из цилиндра двигателя. Вот почему слышен тот сильныйгрохот, когда по дороге едет автомобиль без глушителя выхлопных газов, но обэтом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя — при тактевыпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, онсделал два полных оборота.
После тактавыпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск — сжатие — рабочий ход — выпуск… и так далее.
Маховик — это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валудвигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип,раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерциимаховику.
/>
Рисунок 10- Коленчатый вал двигателя с маховиком
1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатуннаяшейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес
Запасеннаяв массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатыйвал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикладвигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз(при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если жедвигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительныетакты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну имаховик конечно тоже помогает.
Дизельныедвигатели
Главнойособенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подаетсяфорсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большимдавлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большимдавлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколькораз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндредизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. Аэто означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельныхдвигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.
Рабочийцикл четырехтактного дизельного двигателя.
Первый такт- впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.
Придвижении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходитвсасывание воздуха через открытый впускной клапан.
Второй такт- сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.
При своемдвижении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18 — 22 раза (укарбюраторных в 8 — 10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнемдостигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500 градусов.
Третий такт- рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива вмеханическую работу.
В концетакта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подаетсядизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температурысжатого воздуха.
Присгорании дизельного топлива (взрыве), происходит его расширение и увеличениедавления. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижнеймертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочегохода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000о.
Четвертыйтакт — выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра ототработавших газов.
Поршень отнижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытыйвыпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.
При своемпоследующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходиттакт впуска и рабочий цикл повторяется.
В дизельномдвигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем вкарбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы,размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримыепреимущества — меньший расход топлива, чем у его карбюраторного«брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системызажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей приэксплуатации.
Определимпо регулярной характеристике дизельного двигателя следующие параметры:
максимальнуюмощность двигателя />
Соответствующиймаксимальной мощности крутящий момент:
/>
Часовой иудельный расход топлива: /> />
Максимальныйкрутящий момент />=0,635кН м
Определяемкоэффициент запаса крутящего момента К, характеризующий способность двигателя кпреодолению временных перегрузок.
/>
Определяемэффективный КПД двигателя
/>
8. Машино – тракторный агрегат для посева зерновых
Для засевазерновых культур возьмем следующий машинно – тракторный агрегат:Т-150К+СП-11+(3)СЗП-3,6.
Тракторколесный, сельскохозяйственный, общего назначения, повышенной проходимостиТ-150К;
Гидрофицированнаясцепка СП-11;
Шеренговаясеялка СЗП-3,6.
Схемаагрегата приведена на рисунке 11.
/>
Рисунок 11– схема Машино – тракторного агрегата Т-150К+СП-11+(3)СЗП-3,6
Расчетрасхода топлива на гектар выполненной работы.
Определимчасовую производительность агрегата
/>
/>
В расчетепримем:
Vp=12 км/ч
ф=0,82 (придлине гона = 1000м)
b=3.6 м
в=1
n=3
Найдемрасход топлива на Га выполненной работы
/>
Где, Gт=30,5 кг/ч; ŋ=90%;Wч=3,6 Га/ч
Затратытруда на Га выполненной работы:
/>
Где m – 1 человек (тракторист)
n – 1 человек (сеяльщик)
Энергоемкостьвыполняемой работы
/>
Где, Ne=121.3 кВт, Wч=10,6 Га/ч
Литература
1. Корсун Н.А. «агрегатирование тракторов Т-150 и Т-150К», М,1975г.
2. В.А. Бугара «трактор Т-150К» (устройство и эксплуатация), М, 1976г
3. Гуревич А.М. «конструкция тракторов и автомобилей», М, 1989г
4. К.С. Фучаджи «автомобиль ЗАЗ – 1102» М, 1993г.