Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Мая 2015 в 00:35, контрольная работа
Общее устройство двигателя (назвать механизмы и системы, описать их назначение). Дайте определение основным параметрам двигателя: ВМТ, НМТ, ход поршня. Вычертите схему КШМ двигателя и на ней укажите эти параметры
Тракторы и автомобили
3 Общее устройство
двигателя (назвать механизмы и
системы, описать их назначение).
Дайте определение основным
Двигатель представляет собой комплекс механизмов и систем, обеспечивающих преобразование в механическую работу части тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива непосредственно в цилиндрах.
В зависимости от назначения и класса таких двигателей их конструкции имеют различную сложность, но все они состоят из следующих основных деталей: цилиндра , крышки цилиндра , поршня , шатуна , вала , маховика и картера.
Цилиндр, его крышка, картер и различные вспомогательные корпусные и прочие неподвижные элементы конструкции двигателя прочно скрепляются между собой с помощью резьбовых соединений, а некоторые из них, как картер и цилиндры, в автомобильных двигателях часто отливаются совместно.
Цилиндр с помощью фланца крепится к верхней половине картера и закрывается крышкой, называемой головкой цилиндра.
Картер служит основанием для цилиндров, в нем также размещается вал двигателя. Картер автомобильных двигателей изготовляется литым, чаще всего разъемным, состоящим из двух половин, стенки его усиливаются ребрами жесткости. Нижней, не несущей его частью является литой или штампованный поддон .
В цилиндр вставлен поршень , имеющий форму стакана, с повернутым в сторону головки цилиндра днищем. При движении поршня стенки цилиндра служат для него направляющими. Уплотняется цилиндр поршневыми кольцами . В полости цилиндра, заключенной между днищем поршня и крышкой , происходят все основные и вспомогательные процессы, связанные с окислением (сжиганием) топлива и преобразованием части выделяющегося при этом тепла в механическую работу.
Перемещение поршня в цилиндре передается на вал с помощью связующего их звена — шатуна , имеющего форму профильного стержня с двумя головками. Одна головка, соединяющая его стержень с шейкой колена или кривошипа вала , называется большой, или нижней, головкой. Другая головка, через отверстие которой проходит поршневой палец , обеспечивающий необходимое шарнирное соединение шатуна с поршнем, называется малой или верхней головкой.
Длина шатуна определяется величиной l, равной расстоянию между осями его верхней и нижней головок. Для каждого цилиндра или группы их на валу имеется отдельное колено, образованное цапфой кривошипа, щеками и опорными шейками , поэтому вал двигателя называют коленчатым.
Размер кривошипа (колена) определяется радиусом r, равным расстоянию между осью вращения коленчатого вала и осью цапфы кривошипа.
В двигателях с разъемным картером коленчатый вал вращается в опорных подшипниках , расположенных в верхней части картера . Эти подшипники и соответствующие им опорные шейки коленчатого вала называют коренными. Цапфу кривошипа, шарнирно связывающую вал с нижней головкой шатуна , в двигателях автомобильного типа называют шатунной шейкой.
На коленчатом валу крепится маховик , выполненный в виде литого диска с массивным ободом. Энергия маховика, накапливаемая им при вращении, расходуется на вспомогательные процессы в цилиндре двигателя. В одноцилиндровых двигателях кинетическая энергия маховика обеспечивает вывод кривошипно-шатунного механизма из мертвых (крайних) его положений.
Безразмерной характеристикой кривошипно-шатунного механизма считают отношение радиуса r кривошипа к длине l шатуна. В поршневых двигателях внутреннего сгорания это отношение определяется из условий незадевания шатуна за стенку цилиндра и поршня о коренные подшипники при внешнем крайнем его положении.
В двигателе с кривошипно-шатунным механизмом возвратнопоступательное движение поршня вдоль оси цилиндра вызывает вращательное движение коленчатого вала около своей продольной оси, расположенной перпендикулярно коси цилиндра. И, наоборот, вращение коленчатого вала вызывает соответствующее перемещение поршня в цилиндре.
Для двигателя, схематично изображенного на рисунке, наибольшее перемещение поршня или его ход равен удвоенному радиусу кривошипа: S = 2r
Следовательно, ход поршня — это расстояние между двумя крайними его положениями в цилиндре, занимаемыми им последовательно при каждом полуобороте вала двигателя (через каждые 180° поворота). Положение поршня, при котором он максимально удален от оси коленчатого вала, условно называется внутренней или верхней мертвой точкой (сокращенно в.м.т.), а положение, при котором поршень находится на минимальном расстоянии от оси вала, называется наружной или нижней мертвой точкой (н.м.т.).
Объем, описываемый поршнем при его перемещении от в.м.т. до н.м.т., называется рабочим объемом цилиндра и обозначается Vh. Сумма рабочих объемов всех цилиндров в многоцилиндровых двигателях называется рабочим объемом, или литражом, двигателя так как рабочий объем чаще всего выражается в литрах.
Объем, образующийся в надпоршневой полости при положении поршня в в.м.т., называется объемом камеры сжатия или объемом камеры сгорания и обозначается Vr. Камеры сгорания двигателей часто имеют сложную геометрическую форму, поэтому действительный объем их определяют экспериментально.
Сумма рабочего объема цилиндра и объема его камеры сжатия называется полным объемом цилиндра. Полный объем цилиндра: Va = Vh+Vc,
т. е. это объем, образующийся в надпоршневой полости цилиндра, когда поршень находится в н.м.т.
Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия.
Эта величина показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочего тела, находящегося в цилиндре при перемещении поршня от одного крайнего его положения к другому, т. е. из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку
.
Рис 1. Кривошипно - шатунный механизм ( S –ход поршня, ВМТ –высшая мертвая точка, НМТ- нижняя мертвая точка)
23 Вычертите смазочную систему двигателя Д-240 и опишите общее устройство и работу
На дизелях Д-240 применена комбинированная одноконтурная система смазки.
Рис. 2. Принципиальная схема системы смазки двигателя Д-240 : 1 — масляный насос; 2 — редукционный клапан; 3 — масляный радиатор; 4 — клапан-термостат; 5 — фильтр грубой очистки; 6 — предохранительный клапан; 7 — магистраль; 8 — манометр; 9 — сливной клапан; 10 — фильтр тонкой очистки; 11 — калиброванное сливное отверстие.
Насос засасывает масло через маслозаборник и нагнетает в полнопоточную активно-реактивную (бессопловую) центрифугу , Дальше масло через радиатор или минуя его поступает в магистраль блок-картера к коренным подшипникам коленчатого вала и подшипникам распределительного вала.
От коренных подшипников по сверлениям в щеках оно подводится к шатунным. От шейки распределительного вала масло пульсирующим потоком поступает во внутреннюю полость оси коромысел, а через отверстия в ней - к втулкам коромысел.
По имеющимся в коромыслах каналах масло поступает к сферическим поверхностям штанг толкателей.
Гильзы цилиндров, поршни, толкатели, кулачки распределительного вала, зубья шестерен и другие детали Д-240 смазываются маслом, вытекающим из зазоров подшипников.
Предохранительный клапан ограничивает давление масла на входе в фильтр не более 0,7 МПа.
Редукционный (клапан-термостат) перепускает холодное масло в магистраль мимо радиатора. Это ускоряет прогрев масла и двигателя Д-240. Сливной клапан ограничивает рабочее давление в главной магистрали в пределах 0,2...0,3 МПа.
Для контроля давления масла в системе смазки двигателя Д-240 служит манометр
Топливный насос Д-240 с регулятором и пусковой двигатель с редуктором имеют автономные системы смазки.
При пуске холодного двигателя в цилиндр должно поступать большое количество горючей смеси, образующейся из легкоиспаряющихся фракций топлива. Это достигается очень сильным обогащением смеси подачей в смесительную камеру карбюратора большого количества топлива. Однако простейший карбюратор не может обеспечить этого требования, так как на малой частоте вращения коленчатого вала при пуске в диффузоре будет недостаточное разрежение. Чтобы обеспечить работу двигателя во всех режимах эксплуатации, в простейший карбюратор вводят дополнительные устройства. Такими устройствами являются: система холостого хода, система компенсации смеси или главная дозирующая система, экономайзер и эконостат, ускорительный насос,пусковые приспособления.
Экономайзер обогащает смесь при максимальных нагрузках двигателя. Он состоит из клапана, поршенька и жиклера экономайзера.
При полном открытии дроссельной заслонки поршенек открывает клапан, и бензин через жиклер экономайзера поступает в распылитель дополнительного жиклера, обогащая смесь, приготовляемую главной дозирующей системой.
Рис. 3 – Экономайзер (с механическим приводом):
1— поплавковая камера; 2 — планка привода клапана экономайзера; 3— толкатель клапана экономайзера; 4— дроссельная заслонка; 5 — рычаг дроссельной заслонки; 6 — жиклер экономайзера; 7 — шток привода клапана экономайзера; 8 — клапан экономайзера.
Ускорительный насос кратковременно обогащает смесь при резком открытии дроссельной заслонки и делает возможным быстрый переход двигателя на режимы средней и максимальной нагрузок. Ускорительный насос состоит из поршенька со штоком, форсунки и двух клапанов.
Шток насоса механически
связан с дроссельной
При этом открытии
дроссельной заслонки поршенек
быстро опускается, и под давлением
бензина клапан закрывается, а
другой клапан открывается, впрыскивая
бензин через форсунку в
Рис. 4 - Ускорительный насос: 1 - нагнетательный клапан; 2 - распылитель ускорительного насоса; 3 - колодец; 4 - шток; 5 - планка; 6 - пружина штока; 7 - обратный клапан; 8 - тяга; 9 - рычаг; 10 - поршень; 11 - дроссельная заслонка;
Рис. 5 - Схема автомобильной газобаллонной установки для сжатого газа:
1 - баллон; 2 - угольник баллона;
3 - газопровод высокого давления;
4 - тройник баллона; 5 - крестовина
наполнительного вентиля; 6 - наполнительный
вентиль; 7 - угольник вентиля; 8 - расходный
вентиль; 9 - топливный бак; 10 и 11 - манометры
соответственно высокого и
В установку входят стальные баллоны 1 для сжатого газа; наполнительный б, расходный 8 и магистральный 20 вентили; подогреватель 19 сжатого газа; манометры 10 и 11 соответственно высокого и низкого давления; редуктор 13 с фильтром 12 и дозирующим устройством 14; газопроводы 3 и 15 соответственно высокого и низкого давления; карбюратор-смеситель 16; трубка 22, соединяющая разгрузочное устройство редуктора с впускным трубопроводом двигателя.
Баллоны объемом по 50 дм3 расположены под грузовой платформой. Их горловины направлены в разные стороны, благодаря чему увеличивается длина и упругость газопровода 3, что снижает вероятность его поломки при перекосах рамы. Во время работы двигателя вентили 8 и 20 открыты. Сжатый газ под большим давлением проходит в подогреватель 19 и через фильтр 12 поступает в двухступенчатый газовый редуктор 13. По пути к редуктору сжатый газ должен быть подогрет, так как иначе может замерзнуть вода, выделяющаяся при снижении давления газа. В редукторе давление газа снижается примерно до 100 кПа. Затем газ, пройдя дозирующее устройство 14, по газопроводу 15 поступает к карбюратору 16, где образуется газовоздушная смесь. Разрежение, создаваемое в цилиндре при такте впуска, передается к карбюратору-смесителю, и горючая смесь поступает в цилиндры двигателя.
Работу газобаллонной установки контролируют следующим образом. По манометру 10 определяют давление и количество газа, находящегося в баллонах. Только при высоком давлении, равном 20 МПа, обеспечивается достаточное количество сжатого газа в баллоне. Затем по манометру 11 определяют давление газа в первой ступени редуктора.
Наполнение газобаллонной установки газом происходит через вентиль 6, установленный в крестовине 5 баллона. Для работы на жидком топливе (бензине) газобаллонный автомобиль имеет топливный бак 9, фильтр-отстойник, топливный насос 18 и топливопроводу 17.
Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Применение муфты обеспечивает оптимальное для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов. Этим обеспечивается экономичность и приемлемая жесткость процесса в различных скоростных режимах работы двигателя.
Рис. 6 - Муфта опережения впрыскивания: 1–корпус; 2–кольцо уплотнительное; 3–ведомая полумуфта; 4–шайба; 5–ось груза; 6–ведущая полумуфта; 7,8–манжеты; 9–проставка; 10–груз; 11,12–шайбы регулировочные; 13– пружина
Ведомая полумуфта(рис.6.) 3 закреплена на конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса шпонкой и гайкой с шайбой, ведущая полумуфта 6 — на ступице ведомой полумуфты (может поворачиваться на ней). Между ступицей и полу муфтой установлена втулка . Грузы 10 качаются на осях 5, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. Проставка 9 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим — в профильный выступ. Пружина 13 стремится удержать груз на упоре во втулку ведущей полумуфты.