1. Рабочее оборудование, в том числе:
1.1 Механизм навески и сцепные устройства тракторов и автомобилей.
1.2 Кузова для перевозки грузов. Кузов самосвала.
1.3 Система отбора мощности.
2. Гидравлическая система управления механизмом навески.
3. Вспомогательное оборудование:
3.1. Эргономические требования.
3.2. Системы обеспечения комфортных условий.
Рабочее оборудование с л у ж и т для расширения эксплуатационно-технических свойств тракторов при выполнении различных работ в агрегате с сельскохозяйственными машинами и орудиями. К рабочему оборудованию относят:
· механизм навески и сцепные устройства;
· кузова для перевозки грузов и самосвальное устройство;
· систему отбора мощности.
Механизм навески тракторов с л у ж и т для соединения с трактором навесных сельскохозяйственных машин и орудий, менее металлоемких и более маневренных по сравнению с прицепными.
а и б – соответственно трехточечная и двухточечная схема крепления
механизма навески: 1 – нижние тяги; 2 – верхняя центральная тяга;
3 – раскос; 4 – гидроцилиндр; 5 – поворотный рычаг;
6 – подъемный рычаг; 7 – поворотный вал;
А,В,С – точки крепления тяг к трактору; Д,Е,F – точки соединения
с навесной машиной (присоединительный треугольник)
Рисунок 16 – Кинематические схемы механизма навески
Механизм навески с о с т о и т (рис. 16) из трех рычагов: двух нижних тяг 1 и верхней центральной 2. Тяги крепят к остову трактора шарнирно в точках А, В и С.
Сельскохозяйственные машины также крепят шарнирно на других концах тяг в точках Д, Е и F. В результате получается жесткий присоединительный треугольник. Такое соединение называют трехточечной схемой крепления механизма навески (рис. 16, а). Оно позволяет перемещаться машине относительно остова трактора только в вертикальном направлении.
Если свести вместе точки А и С соединения нижних тяг с трактором (рис. 16, б), то в результате образуется двухточечная схема крепления. Она позволяет перемещать машину не только в вертикальном направлении, но и дает некоторую свободу перемещения в горизонтальной плоскости – на 10…20 о.
На рис. 17 представлена конструкция механизма навески колесных тракторов, в состав которой входят:
· два подъемных рычага 5;
· верхняя центральная тяга 8 и две нижние тяги 4 с удлинителями 10;
· два вертикальных раскоса 3 и 9.
Причем правый раскос 9 в нижней части имеет прорезь, в которую вставляют присоединительный палец при работе с широкозахватными орудиями, что обеспечивает лучшее копирование орудием рельефа местности. Кроме этого длину правого раскоса, состоящего из двух телескопических труб, можно регулировать. Длину левого раскоса устанавливают на постоянную длину 515 мм.
П р и н ц и п р а б о т ы: при использовании механизма навески шток гидроцилиндра (на рис. не показан) через поворотный рычаг 7 оказывает силовое действие на верхнюю центральную тягу 8 и всю систему навески, за счет чего навесное орудие занимает соответствующее пространственное положение.
Если механизм навески не используют, то центральную тягу закрепляют в фиксаторе.
На современных тракторах широкое применение нашли гидравлические приводы - устройства, передающие механическую энергию на расстояние с помощью жидкости. Это объясняется их преимуществами по сравнению с механическими приводами, и прежде всего - возможностью передавать энергию в любую точку машины при небольших усилиях управления; независимым расположением гидроагрегатов и простотой конструкции, несмотря на разветвление потоков мощности; возможностью просто осуществлять преобразование одного вида движения в другой, например, поступательное во вращательное или в колебательное и наоборот; возможностью легкого реверсирования движения; бесступенчатым регулированием скорости в широких пределах; простотой и компактностью конструкции и др.
Соединение навесной машины с трактором и управление её работой осуществляются с помощью навесной системы. Трактор, оборудованный навесной системой, в соединении с рабочей машиной называется навесным агрегатом. По сравнению с прицепным он имеет следующие преимущества: хорошая маневренность; более высокая произво-дительность; меньший расход топлива на единицу выполненной работы; относительно малая металлоёмкость навесных машин. Хорошая маневренность навесного агрегата позволяет проводить работы на небольших участках, что особенно важно для лесного хозяйства, где большой объём работ проводится на нерас- корчеванных вырубках, под пологом леса и других лесных площадях.
Навесная система состоит из двух основных частей - гидравлической системы и навесного устройства.
С помощью гидравлической системы производится управление навесными машинами - их подъём, опускание, фиксация в определённом положении, регулирование глубины обработки почвы и т.п. В простейшем виде гидравлическая система включает насос, распределитель, бак, силовой цилиндр, трубопроводы с арматурой. Навесные системы выполнены по раздельно-агрегатному принципу. Они состоят из размешенных на тракторе отдельных устройств, которые унифицированы и выполнены по одинаковой принципиальной схеме (исключая небольшие различия).
Навесное устройство служит для присоединения к трактору навесных машин. Оно представляет собой рычажную систему, размещённую позади или спереди трактора.
К рабочему оборудованию трактора, кроме навесной системы, относятся прицепные устройства, вал отбора мощности, приводной шкив.
Прицепное устройство предназначено для буксировки прицепных машин. Оно располагается сзади трактора, позволяет регулировать точку прицепа в горизонтальной плоскости, а также по высоте.
Приводной шкив используют для привода от тракторного двигателя через ременную передачу различных стационарных машин. Он обычно располагается сбоку или сзади трактора, но таким образом, чтобы плоскость шкива, перпендикулярная оси его вращения, была параллельна продольной оси трактора. Это необходимо для натяжения ремня путём перемещения трактора относительно рабочей машины. Шкив, как правило, приводится во вращение от вала отбора мощности.
Вал отбора мощности (ВОМ) приводит рабочие органы в рабочий режим агрегатируемых с тракторами передвижных или стационарных машин. По месту расположения на тракторе они могут быть задними, боковыми и передними. Наиболее распространены задние ВОМ.
По скоростному режиму ВОМ бывают с постоянной и переменной частотой вращения. У первых частота вращения не зависит от включения передачи и всегда постоянна при постоянной частоте вращения двигателя, а у вторых зависит от этих условий.
По способу привода ВОМ делятся на зависимые, независимые, частично зависимые, синхронные и комбинированные.
Зависимый ВОМ приводится во вращение от вала главного сцепления через шестерни 2 (рис. 221,а). Включают и выключают вал рычагом 1, воздействующим на кулачковую муфту 3. Передача вращения на ВОМ прекращается сразу же после выключения главного сцепления и остановки трактора. Таким ВОМ оборудуют тракторы ДТ-75М, Т-25А.
Независимый ВОМ вращается от коленчатого вала двигателя через ведущие диски главного сцепления (рис. 221, б) независимо от того, включено оно или выключено. ВОМ включают муфтой 3 только при неработающем двигателе. При движении и остановке трактора ВОМ включают и выключают с помощью фрикционного сцепления 8 рычагом 14 или планетарного редуктора. Независимым является боковой ВОМ тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82, К-701.
Рис. 221. Приводы валов отбора мощности: а - зависимый; б - независимый; в - независимый двухскоростной; г - комбинированный; 1,7, 12, 13, 14 - рычаги; 2, 4, 6, 9, 10, 11 - шестерни; 3 - зубчатая муфта; 5 - планетарный редуктор; 8 - фрикционное сцепление
Для получения двух частот вращения применяют привод с двухступенчатым редуктором (рис. 221, в), первую ступень (540 об/мин) которого составляют вводимые в зацепление с помощью рычага 13 шестерни 10 и 9, а вторую (1000 об/мин) - шестерни 10 и 11. Переключение шестерён редуктора возможно только при неработающем двигателе. Таким ВОМ оборудуют Т-4 А, Т-150, Т-150К.
Частично независимый ВОМ вращается при переключении передач и остановке трактора с работающим двигателем. Такой ВОМ на изучаемых тракторах не применяется.
Синхронный ВОМ приводится во вращение от шестерни ведомого вала коробки передач или внутренних концов полуосей заднего моста трактора. Частота вращения ВОМ зависит от частоты вращения ведомого вала коробки передач или полуосей заднего моста. Таким ВОМ оборудовано самоходное шасси Т-16М (два дополнительных ВОМ).
Комбинированный ВОМ состоит из независимого и синхронного ВОМ (рис. 221, г). Шестерням 2 вращение сообщается от наружного вала, жёстко соединённого с маховиком, а ведущему валу коробки передач - от ведомого диска главного сцепления через внутренний вал. Поэтому при необходимости можно включать независимый или синхронный ВОМ. Для включения независимого ВОМ рычаг 7 устанавливают в положение //, а для синхронного - в положение /. Тогда зубья шестерни 6, сидящей на шлицах приводного вала, войдут в зацепление с зубьями муфты переключения соответственно независимого или синхронного привода. Комбинированным является задний ВОМ тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82.
Все ВОМ, кроме синхронного, вращаются по ходу часовой стрелки. Хвостовик ВОМ закрывается защитным колпаком, который снимают при присоединении шарнира карданного вала, приводящего в действие активные рабочие органы технологических машин.
Рабочее оборудование тракторов
В качестве основных рабочих средств являются: гидравлическая система, механизм навески, вал отбора мощности и прицепное устройство.
Гидравлическая навесная система предназначенная для соединения навесных сельскохозяйственных машин и орудий с трактором, перевода их из рабочего положения в транспортное и обратно. Она состоит из гидравлической системы и механизма навески.
Гидравлическая система предназначена для обеспечения подъема и опускания навешиваемых на трактор машин и орудий. Гидросистема состоит из масляного насоса, распределителя, масляного бака с фильтром, основного и выносных цилиндров, трубопроводов с арматурой (соединительные и разрывные муфты, запорные клапаны). Рабочей жидкостью для гидросистемы служит моторное, дизельное или трансмиссионное масло.
Масляный насос шестеренчатого типа состоит из корпуса с крышкой, ведущей и ведомой шестерни, втулок и уплотнений. Всасывающая полость насоса соединена с масляным баком, а нагнетательная полость - с распределителем.
Действует насос следующим образом. При вращении шестерен их зубья вращаются противоположные стороны и, захватывая жидкость из полости всасывания, подают ее в полость нагнетания.
На тракторах устанавливают насосы марок НШ-10, НШ-32, НШ-46. Буквы НШ означают «насос шестеренчатый», а цифры - теоретическую подачу жидкости в куб.см на один оборот вала привода насоса.
Распределитель предназначен для управления работой основного и вспомогательного цилиндров. Он состоит из секций, количество которых соответствует числу цилиндров. Так, например, на тракторе типа Т-25А и самоходном шасси Т-16М ставят двухсекционные распределители, а на всех остальных тракторах - трехсекционные с раздельным и независимым управлением гидроцилиндрами.
Секции распределителя объединены в общем корпусе. В расточенных отверстиях корпуса размещены золотники, перепускной и предохранительный клапаны. Вверху шарнирно укреплены рукоятки управления золотниками.
Масло от насоса под давлением подводится по трубопроводу к нагнетательной полости >распределителя. От распределителя масло по трубопроводам может поступать вз верхнюю и нижнюю полости цилиндра. Каждый из цилиндров соединен с каналом двумя трубопроводами распределителя попарно. Перепускной клапан закрывает отверстие, сообщающее нагнетательную полостьсо сливной полостью. При чрезмерном повышении давления в системе предохранительный клапан срабатывает и сбрасывает масло через сливную полостьв бак.
Рассмотрим схему действия распределителя при различных режимах работы гидравлической навесной системы. Распределитель обеспечивает четыре режима работы - положения «подъем», «нейтральное», «опускание», «плавающее». Каждому из этих режимов соответствует определенное положение (позиция) рукоятки, а следовательно, и золотника.
Если поставить рукоятку распределителя в положение «подъем», золотник открывает доступ масла из нагнетательной полости в канал, который соединен трубопроводом с нижней полостью силового цилиндра.
Поршень силового цилиндра со штоком перемещается в направлении, соответствующем подъему орудия. Из противоположной полости цилиндра масло вытесняется поршнем по трубопроводу в другой каналраспределителя и далее через сливную полость - в бак. После того, как поршень упрется в переднюю крышку силового цилиндра и давление жидкости начнет повышаться, устройство автоматически передвинет рукоятку в положение «нейтральное». При этом жидкость начнет перекачиваться насосом под небольшим давлением из бака в бак, а обе полости силового цилиндра будут заперты, удерживая поршень со штоком в неподвижном положении.
Аналогичное действие произойдет, если рукоятку поставить в положение «опускание». В этом случае золотник открывает доступ масла из нагнетательной полостив другой канал, который соединен трубопроводом с верхней полостью силового цилиндра. Поршень силового цилиндра через шток действует на навесное устройство и принудительно опускает орудие. Одновременно масло из нижней полости силового цилиндра вытесняется по другому каналу распределителя и далее через сливную полость - в бак. По окончании хода поршня рукоятка также автоматически встанет в положение «нейтральное». При установке рукоятки в положение «плавающее» золотник направляет масло, подаваемое насосом, обратно в бак и одновременно соединяет между собой обе полости силового цилиндра, что дает возможность поршню свободно перемещаться в цилиндре - "плавать".
Силовые цилиндры разделяют на основные и выносные. Все цилиндры по устройству аналогичны и различаются лишь размерами и грузоподъемностью. Цилиндр состоит из корпуса, штока с поршнем, крышек, уплотнений и клапана. Масло из распределителя поступает в полость цилиндра слева или справа от поршня. Под действием давления масла, поступающего из распределителя, поршень со штоком перемещается в ту или другую сторону. Величину перемещения штока с поршнем регулируют положением упора, закрепляемого на штоке, который воздействует на стержень клапана цилиндра и прекращает воздействие масла на поршень.
Масляный бак с фильтром служит резервуаром для масла, поступающего в гидросистему.
В верхней части бака расположена заливная горловина с сетчатым фильтром, поступая от распределителя, просачивается через фильтр и сливается в бак. При засорении фильтра срабатывает имеющийся в нем предохранительный клапан, но сливается в бак, минуя фильтр. Уровень масла в баке определяют при помощи масломерной линейки.
Соединительные маслопроводы и арматура служат для соединения агрегатов гидросистемы. Маслопроводы могут быть стальными или резиновыми. Между собой маслопроводы соединяют при помощи соединительных муфт. Два шариковых клапана в корпусе соединительной муфты свободно пропускают масло при затяжке муфты и не пропускают его при ослаблении или разъединении.
Маслопроводы, присоединяемые к выносным цилиндрам, укрепленным на прицепных машинах или орудиях, которые могут вследствие каких-либо причин отцепиться от тракторов, соединяются разрывными муфтами с шариковым замком. Последние при отцепке машины автоматически срабатывают и препятствуют вытеканию масла из шлангов.
Механизм навески предназначен для соединения трактора с навесными и полунавесными сельскохозяйственными машинами и орудиями. Конструкция навесного устройства представляет собой следующую схему. На поворотный вал надеты рычаг, соединенный со штоком силового цилиндра, и два поворотных рычага, которые связаны регулируемыми раскосами тягами с нижними продольными тягами. Концы тяг с осью и с рамой навесной машины. К корпусу заднего моста - трактора шарнирно прикреплена регулируемая по длине центральная тяга.
Различают трехточечную и двухточечную схему навесного устройства.
Вал отбора мощности (ВОМ) предназначен для привода рабочих органов, агрегатируемых с трактором сельскохозяйственных машин и орудий.
По месту расположения на тракторе различают ВОМ задние, боковые и передние. Наибольшее распространение получили задние ВОМ. Ими оборудованы все тракторы, за исключением самоходного шасси Т-16М. Универсальные колесные тракторы, кроме заднего, имеют боковые ВОМ.
По типу привода различают ВОМ с зависимым, независимым, полунезависимым, синхронным и несинхронным приводами.
Зависимый привод ВОМ передает вращение на рабочие органы машины только при включенной главной муфте сцепления и отключается вместе с нею.
Такого типа вал обычно имеет привод от валакоробки передач. Включают вал рычагом, воздействующим на кулачковую муфту или передвижную шестерню редуктора.
Невисимый привод непосредственно связан с коленчатым валом двигателя и позволяет приводить в действие механизмы сельскохозяйственных машин или орудий как во время движения трактора, так и при его остановке. Он связан с коленчтым валом двигателя через промежуточный вал и муфту сцепления или планетарный механизм. Муфту сцепления ВОМ располагают либо совместно с главной муфтой сцепления на маховике двигателя, либо непосредственно у хвостовика вала.
Полунезависимый привод ВОМ, в отличие от независимого, не допускает включения и выключения на ходу тракторов, но может работать при остановленном тракторе. Чтобы выключить полунезависимый привод ВОМ, необходимо предварительно выключить главную муфту сцепления.
У синхронного привода ВОМ частота вращения зависит от поступательной скорости трактора.
Несинхронный привод ВОМ обеспечивает постоянную частоту вращения, не зависящую от скоростного режима трактора.
Приводной шкив предназначен для привода от тракторного двигателя через ременную передачу различных стационарных сельскохозяйственных машин. Он может устанавливаться только на колесных универсально-пропашных тракторах. Шкив обычно размещается сбоку или сзади трактора, но в любом случае он включается в трансмиссию после муфт сцепления.
Приводной шкив состоит из двух валов с коническими шестернямями. Валы установлены в подшипниках в корпусе. Для регулирования зацепления конических шестерен служат регулировочные прокладки.
Шкив тракторов типа МТЗ, например, может быть установлен на крышке редуктора заднего вала отбора мощности и от него приводится во вращение.
Включают и выключают шкив рычагом управления заднего ВОМ.
Прицепное устройство предназначено для буксировки различных сельскохозяйственных машин и орудий. Оно состоит из прицепной скобы, закрепленной в кронштейнах остова трактора, и прицепной серьги, присоединенной к скобе штырем. Изменять положение прицепной серьги трактора позволяют отверстия на скобе. Обычно на тракторах, снабженных навесным устройством, прицепную скобу с серьгой укрепляют на концах продольных тяг навесного устройства, а высоту точки прицепа регулируют с помощью гидравлической навесной системы трактора.
У тракторов типа МТЗ жесткое прицепное устройство собрано с механизмом задней навески гидравлической системы.
Приработе трактора с одноосными тележками применяют гидрофицированные прицепные крюк и скобу-защелку, работающие от механизма навески.
Гидрофицированный крюк позволяет трактористу, не выходя из кабины, зацеплять полуприцеп и другие агрегатируемые машины. Для этого он опускает крюк в нижнее положение и, подъехав к полуприцепу, заводит крюк под петлю дышла полуприцепа. Затем, включив механизм навески на подъем, заводит крюк в петлю, при этом скоба-защелка под действием пружины запирает зев крюка.
Вспомогательное оборудование. К вспомогательному оборудованию тракторов относят кабины, сиденья, устройства для обогрева, вентиляции и увлажнения воздуха в кабине и облицовку.
Так как трактор эксплуатируется круглый год и в тяжелых условиях, то на большинстве современных тракторов устанавливают закрытые, хорошо вентилируемые и герметизированные кабины.
Кабину устанавливают в виде самостоятельной сборочной единицы. Для уменьшения вибрации от остова трактора ее устанавливают чаще всего на четырех опорах-амортизаторах. Переднюю панель, пол и крышку кабины покрывают шумоизоляционной мастикой слоем в 2-3 мм. Поверх мастики приклеен шумоизоляционный картон, а на передней стенке - два слоя асботкани. С внутренней стороны крышки устроен экран из водонепроницаемого картона.
В кабине размешают мягкое сиденье тракториста, регулируемое, с подвеской параллелограммного типа, снабженное гидравлическим амортизатором. Кроме того, сиденье подрессорено пружиной, жесткость которой можно изменять в зависимости от массы тракториста. Сиденье можно также регулировать по высоте в пределах +/- 40 мм. Для обогрева воздуха кабины используют атмосферный воздух, нагретый при прохождении его через специальный радиатор. В кабинах тракторов устанавливается комбинированная вентиляция: естественная - через передние (боковые) окна и опускающиеся стекла дверей и принудительная - от специального вентилятора-пылеотделителя. Вентилятор обычно устанавливают в верхней части кабины или, чаще всего, на его крыше.
На некоторых тракторах устанавливают воздухоохладители испарительного типа. Воздухоохладитель состоит из вентилятора, установленного на крыше кабины трактора, фильтра тонкой очистки и каплеуловителя, установленного внутри воздухоотвода.
Под сиденьем тракториста устанавливается бак для воды и насос для подачи к соплу-распылителю.
На пульте управления перед сиденьем тракториста располагают все органы управления трактором и контрольные приборы для проверки работы его механизмов.
Для защиты механизмов от загрязнений, безопасности работы и придания обтекаемой внешней формы на тракторе, кроме кабины, крепят облицовку, закрывающую двигатель и ходовые органы.
Дополнительное оборудование автомобилей
Дополнительное оборудование автомобиля предназначено для повышения комфортности управления и езды, а также обеспечения необходимых условий движения. В современных автомобилях используется следующее дополнительное оборудование:
отопитель салона автомобиля (печка);
стеклоочиститель и стеклоомыватель;
устройства подогрева стекол, зеркал и сидений;
электрические подъемники стекол и сидений;
электрический корректор фар;
очиститель и омыватель фар.
В зависимости от марки и модели автомобиля в нем могут быть предусмотрены и другие устройства, в частности кондиционер, магнитола, круиз-контроль, холодильник, спутниковая сигнализация, электролюк.
Все элементы дополнительного оборудования подключены в электрическую цепь машины путем параллельного соединения и начинают функционировать при нажатии водителем соответствующего переключателя, кнопки или тумблера.
Не секрет, что в российских условиях отопитель салона имеет большое значение: без включенной печки во многих регионах ездят не более 3–4 мес. Кроме того, отопитель используется для обдува стекол, предотвращая их запотевание. Когда двигатель автомобиля перегревается, помогает включение печки на полную мощность. Конечно, в летний зной это малоприятно, зато вы доберетесь до места назначения.
Стеклоочиститель и стеклоомыватель - исключительно важные приборы. Они обеспечивают видимость во время дождя или снегопада, а также при езде по грязным дорогам. В соответствии с действующими Правилами дорожного движения запрещается эксплуатация автомобиля, если у него не работают конструктивно предусмотренные стеклоочистители и стеклоомыватели.
Устройствами подогрева стекол и зеркал снабжены не все автомобили (за исключением является заднего стекла - оно почти всегда имеет подогрев). Благодаря этим устройствам водитель избавляется от необходимости вручную счищать лед и снег со стекол и зеркал автомобиля. Подогрев сидений повышает комфортность поездки в холодное время года, однако им оборудованы далеко не все машины.
Электрический корректор фар имеют многие современные иномарки. Очень удобная вещь: со своего места водитель может подкорректировать направление света фар - повыше или пониже. Обычно рукоятка электрического корректора располагается слева от руля.
При частой езде по грязным дорогам весьма полезен очиститель и омыватель фар: не нужно выходить из машины и вручную протирать фары. Однако этим приспособлением, в отличие от очистителя и омывателя лобового стекла, оборудован не каждый автомобиль
Среди прочих видов дополнительного оборудования машины следует выделить кондиционер. Этот прибор способен превратить утомительную езду в жаркую погоду в настоящее удовольствие. Наличие в автомобиле кондиционера важно для людей, которые склонны к укачиванию (например, пожилые люди или дети).
Гидросистема подъема кузова самосвала
Цель занятия . Знакомство с видами рабочего и вспомогательного оборудования автомобилей и тракторов.
Материалы и оборудование . Макеты рабочего оборудования. Плакаты.
2. Механизм навески. Схемы настройки механизма навески.
3. Силовое и позиционное регулирование.
4. Валы отбора мощности.
5. Рабочее оборудование автомобилей.
6. Системы с пневматическим приводом.
Порядок выполнения работы.
1. Назначение и работа гидронавесной системы трактора.
С целью полной реализации потенциальных возможностей и показателей мощности тракторы снабжены различным рабочим оборудованием. На современных тракторах используют гидронавесную систему, регулятор глубины обработки почвы, догружатель ведущих колес, вал отбора мощности, приводной шкив, прицепное устройство. К рабочему оборудованию автомобилей относят прицепное устройство, лебедку, приспособление для накачивания шин, различные приборы. Навесная система для присоединения сельскохозяйственных машин сзади состоит из гидроцилиндра 1 (рисунок 1), вала с рычагом, двух подвесных рычагов, соединенных раскосами с нижними продольными тягами, центральной тяги. Рычаг 2 вала 3 соединен со штоком гидроцилиндра 1. Передние концы продольных тяг 8 в точках А", В и центральной шарнирно присоединены к корпусу трансмиссии трактора, а их задние концы в точках А, Б, В к оси под- веса в точках А, Б рабочей машины или орудия (рисунок 1) и к стойке в точке В. Различают двух- и трехточечные навесные устройства. У двухточечного навесного устройства обе продольные тяги соединены в точке Г. Таким образом, продольные и центральная тяги имеют две точки крепления к корпусу трансмиссии трактора. У трехточечного (рисунок 10.1, а) навесного устройства продольные тяги крепятся раздельно в точках А и Б 81 и таким образом продольные и центральная тяги имеют три точки крепления к корпусу трансмиссии. На гусеничных тракторах предусматривается пере оборудование механизма навески из двухточечной в трехточечную и наобо- рот. Колесные тракторы оснащены трехточечным навесным устройством. Трёхточечную схему используют, например, при работе трактора с культиваторами, сеялками и другими широкозахватными машинами.
Рисунок 1 – Устройство механизма навески
Такая схема позволяет тракторному агрегату отклоняться от прямолинейного движения, поэтому ее используют при работе трактора с плугами, свеклоподъемниками и другими машинами, рабочие органы которых глубоко входят в почву. Возможны различные варианты размещения навесных машин в трак- торном агрегате (рисунок 2): задняя, передняя, фронтальная, боковая, эшелонированная, шеренговая, комбинированная. В комбинированных агрегатах, когда одновременно совмещаются несколько технологических операций (например, культивация, посев и подкормка минеральными удобрениями), применяют одновременно два варианта навески, например фронтальную и заднюю.
Рисунок 2 - Схемы навески машин на трактор
2 Гидравлическая навесная система
Гидравлическая навесная система служит для соединения навесных машин и орудий с трактором, а также перевода их в рабочее и транспортное положение. Она состоит из навесного устройства и гидравлического привода (системы). Трактор, гидравлическая навесная система и машина образуют навес- ной агрегат. Навесные агрегаты обладают существенными преимуществами перед прицепными: хорошая маневренность, более высокая производительность, меньший расход топлива на единицу выполненной работы, относительно малая металлоемкость навесных машин. Кроме того, на некоторых видах работ не нужен вспомогательный обслуживающий персонал. В состав гидравлической навесной системы входят масляный насос, распределитель, гидроцилиндры, бак для масла, запорные и разрывные устройства и маслопроводы, механизм навески, а в тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82 - дополнительно гидроувеличитель сцепного веса (ГСВ) и регулятор глубины обработки почвы. На рисунке 10.3 изображена схема действия гидравлической навесной системы (ГСВ и регулятор глубины обработки почвы условно к гидросистеме не подключены). Масляный насос 1 (рисунок 10.3, а) из бака 2 нагнетает масло в распределитель 3. Золотник 4 распределителя с помощью рукоятки 5 можно устанавливать в четыре положения: подъем (П), нейтральное (Н), опускание (О) и плавающее (Пл). Когда золотник занимает положение П (показано на рисунок 10.3, б), масло из распределителя нагнетается по масло- проводу в полость Б гидроцилиндра 6 и перемещает в нем поршень в сторону полости А. При этом шток поршня через механизм навески 8 поднимает орудие 9. В то же время из полости А масло вытесняется поршнем и отводится через распределитель в бак. Условно путь масла в распределителе показан на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема гидравлической навесной системы тракторов МТЗ-80
Когда рукоятка поставлена в положение Н, золотник запирает отверстия, ведущие в маслопроводы основного гидроцилиндра, поэтому поршень в нем неподвижен и орудие остается в установленном положении, а масляный насос, работая вхолостую, перекачивает масло через распределитель в бак. При установке рукоятки в положение принудительного опускания насос подает масло в полость А гидроцилиндра, орудие опускается поршнем, а масло вытесняется им из полости Б в бак. Если рукоятку установить в плавающее положение, золотник расположится так, что масло будет перетекать через распределитель из одной полости гидроцилиндра в другую. Это позволит орудию подниматься и опускаться, копируя опорным колесом поверхность почвы. Насос будет работать вхолостую, как при нейтральном положении. Рассмотрим устройство и действие отдельных узлов гидравлической системы на примере гидросистемы трактора МТЗ-80 и его модификаций (рисунок 4). В гидравлическую систему входят шестеренный насос НШ-32-2 (НШ - насос шестеренный, цифры - теоретическая подача жидкости в см3 на один оборот вала привода насоса), основной Ц-100 и два выносных Ц-75 цилиндра (Ц - цилиндр, цифры - внутренний диаметр корпуса в миллиметрах), распределитель Р75-33-Р, силовой (позиционный) регулятор, гидравлический увеличитель сцепного веса (ГСВ), гидроаккумулятор, корпус гидроагрегатов с фильтром и шланги высокого давления с запорным устройством.
Рисунок 4 - Схема гидросистемы трактора
Насос 1 через всасывающий патрубок 2 забирает масло из бака и под давлением более 10 МПа подает по маслопроводу к распределителю 6 и силовому регулятору 13. Распределитель регулирует направление потока масла. Он направляет масло либо в бак по сливному маслопроводу, пропуская его через фильтр, либо по промежуточному маслопроводу в ГСВ. Далее по маслопроводу масло поступает в силовой регулятор и по рукаву высокого давления в гидроцилиндр или через боковые выводы непосредственно к гидроприводу сельскохозяйственных машин. Неподвижно закрепленные на тракторе устройства гидросистемы соединяют стальными бесшовными трубопроводами, рассчитанными на давление до 32 МПа, а к гидроцилиндрам жидкость подводится по гибким шлангам. Маслопроводы соединяют с помощью специальных муфт, снабженных самозапирающимися устройствами шарового типа. Регулятор глубины обработки почвы работает следующим образом. Верхняя центральная тяга навесного устройства соединена с корпусом заднего моста трактора не жестко, как обычно, а болтом через пластинчатую пружину. При заглублении машины, например плуга, сверх нормы увеличивается давление на пружину, в результате чего ее длина уменьшается, а по- водок через тягу и рычаг силового регулирования перемещает золотник силового регулятора вверх, в результате чего масло направляется в гидроцилиндр и плуг выглубляется. Как только глубина обработки почвы достигнет заданной величины, уменьшится воздействие на пружину, она удлинится, возвратит золотник регулятора в исходное положение и подача масла в цилиндр прекратится. Включение (и выключение) регулятора в систему осуществляется рычагом переключателя. Если навешенные на трактор машина или орудие удерживаются во время работы в заданном положении (позиции) относительно остова трактора независимо от тягового сопротивления, например при посеве на поле с ровным рельефом, то золотник регулятора соединяется через тягу с поворотным рычагом, посредством которого шток гидроцилиндра соединен с навесным устройством. При перемещении рычага сигнал через тягу передается на золотник силового регулятора, который для подъема или опускания рабочей машины направляет масло в гидроцилиндр. Догружатель ведущих колес бывает двух типов: механический, когда сцепной вес увеличивают за счет веса агрегатируемой машины, перенося переднюю точку присоединения центральной тяги (чем ниже точки присоединения тяги, тем больше сцепной вес), и гидравлический (ГСВ). Гидравлический догружатель или увеличитель сцепного веса расположен на стенке корпуса гидроагрегатов справа от распределителя. Работает он следующим образом. При недостаточном сцепном весе тракторного агрегата (ведущие колеса начинают пробуксовывать) с помощью ГСВ в гидроцилиндр под небольшим давлением (0,8...0,35 МПа) подается масло. При этом навесное устройство стремится поднять навешенную машину в транспортное положение, но давления, создающего подъемную силу 300...500 Н, для этого недостаточно. Тем не менее усилие передается через навесное устройство на корпус трактора, прижимая его задние колеса к почве и уменьшая их буксование.
3 Валы отбора мощности, приводной шкив и прицепное устройство
Вал отбора мощности (ВОМ) предназначен для привода рабочих органов, агрегатируемых с тракторами передвижных или стационарных машин. По месту расположения ВОМ может быть задний, боковой (рисунок 15) и передний. Наиболее распространены задние ВОМ - их имеют все тракторы, за исключением самоходного шасси Т-16М. Универсальные тракторы (МТЗ-80, Т-40М и др.), кроме заднего, оборудованы боковым ВОМ. Все агрегатируемые с самоходным шасси Т-16М машины размещают на специальной раме впереди двигателя, поэтому здесь применяют передний ВОМ.
Рисунок 5 – Вал отбора мощности
По характеру привода различают зависимый, независимый и синхронный ВОМ. Если ВОМ приводится во вращение от одного из валов трансмиссии, то его работа зависит от включения и выключения муфты сцепления 87 трактора: при выключении муфты сцепления вместе с остановкой трактора прекращается вращение ВОМ. Привод ВОМ такого типа называется зависимым. Независимый ВОМ получает вращение от специального вала, соединенного с двигателем через отдельную муфту сцепления или двухпоточную муфту, а иногда через планетарный механизм, что позволяет выключать ВОМ независимо от выключения главного сцепления трактора. Синхронный ВОМ приводится во вращение от вала, соединенного постоянной передачей с вторичным валом коробки передач. Поэтому частота его вращения изменяется с переменой передачи, но остается постоянной на 1 м пути (3,5 мин -1). Такой ВОМ необходим при посеве, работе с разбрасывателями удобрений и т. д. По скоростному режиму различают ВОМ с постоянной и переменной частотой вращения (синхронные). У ВОМ с постоянной частотой вращения она зависит не от включения передачи, а от частоты вращения коленчатого вала двигателя. У синхронных ВОМ частота вращения пропорциональна поступательной скорости трактора. Тракторы МТЗ-80, МТЗ-82, Т-150 и Т-150К оборудованы двухскоростным ВОМ с частотой вращения выходного вала 540 и 1000 мин-1 . Большинство тракторов оборудовано односкоростным ВОМ с частотой вращения 540 мин-1 , а тракторы К-700 и К-701 - с частотой вращения 1000 мин-1 . Приводной шкив предназначен для использования мощности двигателя трактора на стационарных работах. От шкива через ременную передачу приводятся в движение различные машины (например, зерноочистительные, кормоперерабатывающие и др.). У одних тракторов шкивы расположены сзади, у других - сбоку, но в любом случае шкив размещен в трансмиссии после сцепления. Шкив трактора МТЗ-80 приводится в действие от заднего ВОМ. При- водной шкив трактора ЛТЗ-55А может быть установлен как на корпусе при- ставного заднего ВОМ, так и на шлицевом хвостовике бокового ВОМ. Прицепное устройство служит для буксировки прицепных машин и тележек (прицепов). Оно состоит из скобы (поперечины), закрепленной в кронштейнах остова трактора, и серьги, присоединенной к скобе пальцами. Устройство размещают сзади трактора. Оно позволяет регулировать точку присоединения машин и тележек к трактору в горизонтальной плоскости, а у большинства тракторов и по высоте. У трактора МТЗ-80 и его модификаций поперечина 1 (рисунок 6), к которой двумя пальцами присоединена серьга 4, укреплена на концах ниж- них тяг навесного устройства. К серьге с помощью шкворня присоединяют прицепные машины, работающие в полевых условиях на скорости до 15 км/ч. Для изменения положения серьги в горизонтальной плоскости на поперечине справа и слева от продольной оси трактора выполнены отверстия.
Обычно на тракторах, снабженных навесным устройством, прицепную скобу с серьгой укрепляют на концах продольных тяг навесного устройства, а высоту точки прицепа регулируют при помощи навесной системы. Кроме того, тракторы могут быть оборудованы гидрофицированными прицепными крюками для работы с самосвальными полуприцепами или при- цепными поездами.
4 Рабочее оборудование автомобилей
Буксирное устройство. На передних концах продольных балок рамы грузовых автомобилей устанавливают крюки для буксировки неисправного автомобиля. Для соединения автомобиля с прицепом в задней поперечине рамы, усиленной раскосами, располагают буксирное устройство, Лебедка, устанавливаемая на полноприводных грузовых автомобилях, предназначена для самовытаскивания и подтягивания автомобилей и прицепов на труднопроходимых участках. Кузовы автомобилей предназначены для размещения различных гру- зов, пассажиров или специального оборудования. По типу кузова грузовые автомобили бывают общего назначения (с кузовом в виде грузовой платформы) и специализированные (самосвалы, цистерны, фургоны и др.). Кузовы легковых автомобилей могут быть следующих типов: седан - четырехдверный кузов с двумя или тремя рядами сидений; лимузин - кузов 89 седана с перегородкой, отделяющей пассажиров от водителя; купе - двухрядный кузов с одним или двумя рядами сидений; фаэтон - кузов с мягким складным верхом и съемными боковинами; кабриолет - кузов с откидывающимися задней стенкой и частью крыши; универсал - кузов грузопассажирского автомобиля с двумя или четырьмя дверями и люком сзади; спорт - двухместный кузов с закрытым или открытым верхом. Автобусы имеют закрытый каркасный кузов вагонного типа. Седельно-сцепное устройство автомобилей-тягачей предназначено для шарнирного соединения тягача с полуприцепом, передачи части массы полуприцепа на раму тягача и тягового усилия к полуприцепу. 11 Вспомогательное оборудование Вспомогательное оборудование включает в себя кабину, органы управления и контроля, устройства для создания микроклимата в кабине и снижения уровня вибрации, шума и др. Вспомогательное оборудование устанавливают на тракторе и автомобиле для предохранения основных узлов машины и двигателя от неблагоприятного воздействия внешней среды (солнце, дождь, грязь и т.д.), для обеспечения безопасных и комфортных условий работы водителя и соблюдения эстетических требований. Обшивка и капот предохраняют от загрязнения и повреждений детали машины. Способствуют экономичной работе двигателя (особенно в холодное время года), предохраняя его от переохлаждения. Кабина, где водитель проводит большую часть рабочего времени, должна обеспечивать условия работы в соответствии с санитарно- гигиеническими требованиями. Современные тракторы и автомобили оборудованы кабинами, защищающими водителя от атмосферных воздействий, вибраций, возникающих при работе машины, и т. д. Уровень шума в кабине не должен превышать 90 дБ. В кабине трактора МТЗ-80 при работе двигателя на максимальных оборотах уровень шума достигает 84,5 дБ. Сиденья водителя в автомобилях и на тракторах имеют мягкие подушки и спинки, причем сиденья и спинки в автомобилях подрессорены пружинами. У некоторых машин сиденья по высоте и длине регулируются в зависимости от массы и роста водителя. Воздух в кабине должен быть чистым, относительной влажности 30...70%. Для поддержания микроклимата устанавливают кондиционеры и другие устройства для подогрева воздуха и вентиляции. Кроме того, предусмотрены противосолнечный козырек, зеркало заднего вида, стеклоочистители, футляр для санитарной аптечки и др.
Контрольные вопросы
1. Назначение гидроуселителя сцепного веса
2. Режимы работы валов отбора мощности
3. Принцип работы переднего вала отбора мощности
4. Лебедка, назначение, устройство.
5. Сцепное устройство тягачей.
Трактор и автомобиль состоят из различных механизмов, находящихся между собой в определенном взаимодействии. Их конструкция и расположение могут быть различными, но принципы действия аналогичны.
Механизмы трактора можно разделить на следующие составные части: двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомогательное оборудование.
Расположение основных частей и механизмов у гусеничного трактора (на примере ДТ-75М) показано на рисунке 2.
Двигатель 1 предназначен для преобразования химической энергии сгорающего в нем топлива в механическую.
Рис. 2. Схема расположения основных частей, их механизмов и деталей гусеничного трактора ДТ-75М:
1 -двигатель; 2 - гидравлическая навесная система; 3 - прицепное устройство; 4 - ведущее колесо; 5 - планетарный механизм; 6 - конечная передача; 7 - коробка передач; 8 - соединительный вал; 9-сцепление; 10- гусеничная цепь; 11 - направляющее колесо; 12 - главная передача
Трансмиссия передает момент силы от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. Она состоит из следующих механизмов: сцепления 9, соединительного вала 8, коробки передач 7, главной передачи 12, планетарного механизма 5 и конечных передач 6.
Ходовая часть служит для преобразования вращательного движения колес в поступательное движение трактора. В нее входят остов (рама), ведущие колеса (звездочки), гусеничные цепи 10, каретки подвески, направляющие колеса 11, поддерживающие ролики. При помощи двух ведущих колес и опорных катков подвесок трактор перекатывается по гусеничным цепям, состоящим из шарнирно соединенных стальных звеньев. Двигатель, механизмы трансмиссии и ходовой части трактора крепятся на раме.
Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, изменяют направление движения трактора, останавливают и удерживают его неподвижно. К ним относятся: механизм поворота (планетарный) 5, тормоза.
Рабочее оборудование трактора состоит из гидравлической навесной системы 1, прицепного устройства 3, вала отбора мощности и приводного шкива.
Навесная система - это группа механизмов служащих для крепления навесных машин на трактор и управления их работой. Прицепное устройство позволяет буксировать различные прицепные машины и орудия. Вал отбора мощности используют для приведения в действие рабочих органов некоторых машин (силосоуборочного, картофелеуборочного и др.) при одновременном перемещении их по полю.
К вспомогательному оборудованию трактора относят кабину с подрессоренным сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, системы отопления и вентиляции, компрессор и т.д.
Назначение основных частей и механизмов колесного трактора такое же, как и у гусеничного трактора.
Автомобиль (рис. 3) состоит из сборочных единиц и механизмов, образующих три составные части: двигатель, шасси и кузов.
Рис. 3. Расположение основных частей, их механизмов и деталей
автомобиля:
1 - управляемое колесо; 2 - передняя подвеска; 3 - сцепление; 4 – коробка передач; 5 - карданная передача; 6 - главная передача; 7 - дифференциал; 8 - задняя подвеска; 9 - ведущее колесо; 10 - рама; 11 - рулевое управление; 12-двигатель
Принципиальная схема расположения основных частей и механизмов мало отличается от схемы их расположения у колесного трактора с пневматическими шинами.
Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. На шасси автомобиля устанавливается кузов, служащий для размещения водителя, пассажиров и грузов. К кузову грузового автомобиля принадлежат так же кабина для водителя и оперение автомобиля: капот, крылья и подножки.
Автомобили могут иметь вспомогательное оборудование: тягово-сцепное устройство, лебедку, системы отопления и вентиляции, компрессор и т.д.
Контрольные вопросы
1. Какие агротехнические требования предъявляются к пропашным тракторам?
2. Перечислите группы механизмов трактора и автомобиля. Каково их назначение?
1.3 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.
УСТРОЙСТВО И РАБОТА
Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основным признакам:
По способу воспламенения рабочей смеси - двигатели с воспламенением от сжатия (дизели) и двигатели с принудительным воспламенением от электрической искры;
По способу смесеобразования - двигатели с внешним (карбюраторные и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизели);
По способу осуществления рабочего процесса - четырехтактные и двухтактные;
По виду применяемого топлива - двигатели жидкого топлива, работающие на бензине и дизельном топливе, двигатели газообразного топлива (на сжатом и сжиженном газе) и многотопливные;
По способу охлаждения - с жидким и воздушным охлаждением;
По числу цилиндров - одноцилиндровые и многоцилиндровые (двух-, четырех-, шести-, восьми-, двенадцатицилиндровые);
По расположению цилиндров - однорядные и двухрядные или V-образные (два ряда цилиндров расположены под углом друг к другу).
Горючая смесь -это смесь, состоящая из распыленного топлива и воздуха в определенной пропорции.
Рабочая смесь образуется в цилиндре работающего двигателя в результате перемешивания горючей смеси с остаточными газами.
На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четырехтактные многоцилиндровые дизели, на автомобилях легковых, малой и средней грузоподъемности - четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные и дизельные двигатели, а также двигатели, работающие на сжатом и сжиженном газе.
Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из корпусных деталей, кривошипно-шатунного, газораспределительного, а так же систем питания, охлаждения, смазочной, зажигания и пуска, регулятора частоты вращения.
Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения (рис. 4).
При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на половину оборота, т.е. на 180°.
Ход поршня центрального криво шипно-шатунного механизма равен двум радиусам кривошипно-шатунного вала.
Рабочий объем цилиндра V h (м 3) - объем цилиндра, освобождаемый поршнем, при перемещении от ВМТ к НМТ.
где d - диаметр цилиндра, м;
S - ход поршня, м.
Объем камеры сжатия V c - объем над поршнем, когда он находится в ВМТ.
Полный объем цилиндра V a (м 3) - сумма объема камеры сжатия и рабочего объема цилиндра, т.е. пространство над поршнем, когда он находится в НМТ.
Литраж двигателя V л - это сумма рабочих объемов всех его цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших – в литрах:
где V h – рабочий объем одного цилиндра, м 3 ;
i – число цилиндров двигателя.
Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия:
В карбюраторных двигателях степень сжатия колеблется в пределах 6…9, а в дизелях – 15…20.
Таким образом, степень сжатия - это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сжатия.
Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд изменений состояния рабочего тела (газа).
Рабочий цикл двигателя - комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), периодически повторяющихся в каждом цилиндре и обуславливающий работу двигателя.
Такт - часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки к другой.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня или за два оборота коленчатого вала, называют четырехтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода (такта) поршня или за один оборота коленчатого вала, называют двухтактными. Работу двигателя за один цикл определяют по индикаторной диаграмме-графику зависимости давления газа в цилиндре от объема, изменяющегося при перемещении поршня (координаты Р-V).
Индикаторную диаграмму снимают на работающем двигателе при помощи специального прибора-индикатора.
Карбюраторные двигатели. Топливо с воздухом смешивается в специальном приборе-карбюраторе, а горючая смесь воспламеняется от электрической искры. Эти двигатели устанавливают на автомобилях малой и средней грузоподъемности, а также тракторах для пуска основных дизельных двигателей.
Дизели. Такие двигатели отличаются от карбюраторных тем, что горючая смесь образуется внутри цилиндра и самовоспламеняется от температуры сжатого воздуха. Их применяют в качестве основных двигателей на тракторах и автомобилях большой грузоподъемности.
| Принципы работы дизеля рассмотрим на примере упрощенной схемы (рис. 5). В цилиндре 6 помещен поршень 7, который шатуном 9 соединен с коленчатым валом 12. Если поршень перемещать в цилиндре вверх и вниз, то его прямолинейное движение преобразуется через шатун и криво шип во вращательное движение коленчатого вала. На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Цилиндр плотно закрыт сверху головкой 1. В последней имеются два клапана: впускной 5 и выпускной 4, которые закрывают соответствующие каналы. | 
Рис. 5. Схема одноцилиндрового дизеля:
1 - головка цилиндра; 2 - коромысло; 3 - форсунка; 4 - впускной клапан; 5 - выпускной клапан; 6 - цилиндр; 7 - поршень; 8 - поршневой палец; 9 - шатун; 10 - маховик; 11 - картер; 12 - коленчатый вал; 13 - шестерня привода распределительного вала; 14 - распределительный вал; 15 - топливный насос; 16 - передаточные детали; 17 - воздухоочиститель
|
| Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 16. Распределительный вал и вал топливного насоса приводятся во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Топливо в цилиндр поступает через форсунки 3 от топливного насоса. Рассмотрим, как протекает рабочий процесс в работающем одноцилиндровом четырехтактном дизельном двигателе. Поршень перемещается с помощью шатуна коленчатым валом вниз и, действуя подобно насосу, создает разрежение в цилиндре. Через открытый клапан цилиндр заполняется чистым воздухом под влиянием разности давлений. Выпускной клапан закрыт. В конце такта впускной клапан закрывается. |
В начале работы двигателя коленчатый вал приводят во вращение посторонним источником энергии, например электрическим стартером или пусковым двигателем. В конце такта впуска давление в цилиндре в среднем составляет 0,08...0,95 МПа, а температура 30...50 °С (рис. 6, а).
Второй такт - сжатие (рис. 6, б). Поршень, продолжая движение с помощью коленчатого вала, перемещается вверх. Поскольку оба клапана закрыты, поршень сжимает воздух. Температура воздуха при сжатии повышается. Благодаря высокой степени сжатия повышается давление в дизельном двигателе до 4 МПа, а воздух нагревается до температуры 600 °С. В конце такта сжатия через форсунку в цилиндр впрыскивается порция дизельного топлива в мелко распыленном состоянии.
Третий такт - рабочий ход, или расширение (рис. 6, в). Мелкие частицы топлива, соприкасаясь с нагретым сжатым воздухом, самовоспламеняются. Подача топлива через форсунки и горение продолжается некоторое время после того, как поршень пройдет ВМТ. Благодаря задержке самовоспламенения топливо в основном сгорает во время этого такта. Оба клапана при рабочем ходе закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000 °С, давление повышается до 8 МПа. Под большим давлением саморасширяющихся газов поршень перемещается вниз и передает воспринимаемое им усилие через шатун на коленчатый вал, заставляя его производить механическую работу.
Рис. 6. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а - такт впуска; б - такт сжатия: в - такт расширения; г - такт выпуска
Четвертый такт - выпуск (рис. 6, г). Поршень перемещается вверх, а выпускной клапан открывается. Отработавшие газы сначала под действием избыточного давления, а затем поршнем удаляются из цилиндра. После перехода поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, и рабочий цикл повторяется.
Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя
В отличие от дизельного двигателя у карбюраторного двигателя воздух и топливо поступают в цилиндр одновременно в виде горючей смеси, приготовленной карбюратором.
Такт впуска . Поршень 4 (рис. 7, а) движется от в. м.т. к н. м.т. Над ним в полости цилиндра 1 создается разрежение. Впускной клапан 6при этом открыт, цилиндр через впускную трубу 7 и карбюратор 8сообщается с атмосферой. Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя через карбюратор, воздух распыливает топливо и, смешиваясь с ним, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр.
Рис. 7. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:
а - такт впуска: б -такт сжатия; в -такт расширения; г- такт выпуска; 1 - цилиндр; 2- выпускная труба; 3 - выпускной клапан; 4 - поршень; 5 - искровая зажигательная свеча; 6 - впускной клапан; 7- впускная труба; 8- карбюратор; 9- шатун; 10- коленчатый вал
Заполнение цилиндра цилиндра 1 горючей смесью продолжается до прихода поршня в н. м. т. К этому времени впускной клапан закрывается.
Такт сжатия . При дальнейшем повороте коленчатого вала 10 (рис. 7, б) поршень движется от н. м. т. к в. м. т. В это время впускной 6 и выпускной 3 клапаны закрыты, поэтому поршень сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В такте сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. В конце такта сжатия между электродами свечи 5 возникает электрическая искра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, давление и температура газов повышаются.
Такт расширения. Оба клапана закрыты. Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в. м. т. к н.м.т. (рис.7, в ) и при помощи шатуна 9 вращает коленчатый вал 10, совершая полезную работу.
Такт выпуска. Когда поршень подходит к н. м. т., открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы под действием избыточного давления начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 2. Далее поршень движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 7, г ) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы.
В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны (рис. 8). Впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов у пускового двигателя осуществляется через окна в цилиндре, которые своевременно открываются и закрываются движущимся поршнем.
При движении вверх поршень 2 (рис. 8, а) перекрывает впускное окно 3 в цилиндре, в результате чего над поршнем происходит сжатие рабочей смеси. Одновременно под поршнем создается разрежение, и из карбюратора 4 через впускные окна 5 цилиндра горючая смесь засасывается в кривошипную камеру 6.
При подходе к ВМТ в свече зажигания образуется электрическая искра, и рабочая смесь в цилиндре воспламеняется (рис. 8, б). На этом заканчивается первый такт. Под давлением образовавшихся от сгорания рабочей смеси газов поршень перемещается вниз, совершая рабочий ход, который происходит до тех пор, пока откроются выпускные окна, и начнется выпуск отработавших газов через выпускную трубу наружу. При движении поршня вниз горючая смесь в кривошипной камере сжимается. В конце второго такта поршень открывает окно продувочного канала 7, и горючая смесь нагнетается из кривошипной камеры в цилиндр, вытесняя из него отработавшие газы (рис. 8, в).
Рис. 8 . Схема работы двухтактного двигателя:
а - первый такт; б - конец первого и начало второго такта;
в - конец второго такта
1 - свеча зажигания; 2 - поршень; 3 - выпускное окно цилиндра; 4 - карбюратор; 5 - впускное окно цилиндра; 6 - кривошипная камера; 7 - продувочная камера; 8 - цилиндр; 9 - выхлопная труба; 10 - картер
Происходит продувка и одновременно наполнение цилиндра свежей горючей смесью. При этом горючая смесь частично выходит вместе с отработавшими газами. Таким образом, за два хода поршня (два такта) совершается полный рабочий цикл.
Двигатели с описанным рабочим процессом называют двигателями с кривошипно-камерной продувкой. Эти двигатели по конструкции и в эксплуатации проще, чем четырехтактные. Их работа протекает более равномерно потому, что рабочий ход происходит при каждом обороте коленчатого вала. Однако двухтактные двигатели менее экономичны, чем четырехтактные. При продувке через выпускные окна теряется 30% горючей смеси. Поэтому двухтактные карбюраторные двигатели используют при кратковременной работе для запуска дизельного двигателя трактора.
Рабочий цикл четырехтактных двигателей совершается за два оборота коленчатого вала. За это время коленчатый вал получает усилие от поршня только при одном полуобороте, соответствующем рабочему ходу поршня. Три других полуоборота продолжаются по инерции, и коленчатый вал с помощью маховика перемещает поршень при всех вспомогательных тактах - впуске, выпуске и сжатии. В последствие этого коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: при рабочем ходе - ускоренно, а при вспомогательных тактах -замедленно. Кроме того, одноцилиндровый двигатель обычно имеет небольшую мощность и повышенную вибрацию. Поэтому на современных тракторах и автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала, т.е. через равные промежутки времени. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе такт расширения (рабочий ход) в цилиндре происходит через 180° (720°) по отношению к предыдущему, т.е. через половину оборота коленчатого вала. Другие такты этого двигателя передаются также через 180°.
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых отечественных двигателей 1-3-4-2. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре (рис. 9).
Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно распределить провода по искровым свечам зажигания, присоединить топливопроводы к форсункам и отрегулировать клапаны.
Рис. 9. Чередование тактов четырехцилиндрового двигателя с порядком работы 1-3-4-2
Общее устройство. Двигатели установленные на тракторах (дизели) включают следующие механизмы и системы.
Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Газораспределительный механизм управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух в цилиндры, сжимать его до определенного давления и удалять оттуда отработавшие газы.
Система питания обеспечивает подачу отмеренных порций топлива в определенный момент в распыленном состоянии в цилиндры двигателя.
Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них.
Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепловой режим.
Система пуска нужна для проворачивания коленчатого вала во время пуска.
В отличие от дизеля, карбюраторный двигатель имеет следующие особенности: система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления горючей смеси в специальном приборе - карбюраторе и подачи ее в цилиндры; для зажигания рабочей смеси в цилиндрах карбюраторного двигателя служит система зажигания.
Контрольные вопросы
1. По каким основным признакам классифицируются двигатели?
2. Что такое степень сжатия?
3. Каков порядок работы четырехтактного четырехцилиндрового двигателя?
4. Назовите основные механизмы и системы двигателя?
Загрузка...