Реферат на тему двигатели тракторов

Обновлено: 06.07.2024

Двигателем называется машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. В тракторных двигателях эта работа совершается за счет тепловой энергии, которая выделяется в цилиндрах двигателя при сгорании в них топлива. Такие двигатели называются тепловыми двигателями внутреннего сгорания.

Классификация тракторных двигателей

по способу воспламенения горючей смеси:

- двигатели с воспламенением от электрической искры — карбюраторные двигатели;
- с воспламенением от теплоты сжатия (самовоспламенением) — дизели;

по выполнению рабочего цикла:

- четырехтактные, у которых полный цикл завершается за четыре хода поршня или два оборота коленвала;
- двухтактные, у которых полный цикл завершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

По числу цилиндров различают двигатели одноцилиндровые (ПД-10У), двухцилиндровые (Д-21), четырехцилиндровые (Д-37 Е, АМ-41, Д-240), шестицилиндровые (АМ-01, СМД-60, СМД-62), двенадцатицилиндровые (двс ЯМЗ-240Б);

- по расположению цилиндров бывают двигатели с однорядным и двухрядным (V-образные) расположением цилиндров;
- по виду применяемого топлива бывают двигатели, работающие на жидком (бензин, дизельное топливо) и на газообразном топливе.

Кроме того, различают двигатели с водяным и воздушным охлаждением.

Основные определения, связанные с работой двигателя

В основу работы двигателя внутреннего сгорания положено свойство всех газов при нагревании расширяться. Возьмем закрытый с одной стороны цилиндр и поместим в него поршень, который под действием своего веса сожмет воздух, находящийся в цилиндре.

Если нагревать этот воздух, то он будет расширяться, в результате чего давление на поршень возрастет и поршень поднимется, совершая механическую работу. Для нагрева воздуха в цилиндре используется жидкое или газообразное топливо. Для сгорания топлива его смешивают с кислородом воздуха. Смесь, составленная из паров топлива и воздуха, называется горючей смесью.

При сгорании топлива выделяется тепло, под действием которого газы расширяются и давят на поршень, вставленный в цилиндр, заставляя его перемещаться. Поступательное движение поршня с помощью кривошипно-шатунного механизма превращается во вращательное движение коленчатого вала. С него крутящий момент передается через силовую передачу на ведущие колеса ходовой части.

Поскольку поршень связан с коленвалом шатуном, то его движение вверх и вниз ограничивается двумя крайними положениями, которые называются мертвыми точками. Крайнее положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси коленчатого вала двигателя является наибольшим, называется верхней мертвой точкой (ВМТ).

Схема преобразования тепловой энергии в механическую работу. Основные размеры поршневого двигателя внутреннего сгорания: сжатый в цилиндре воздух удерживает поршень с грузом; при нагревании давление воздуха повышается, расширяясь, воздух поднимает поршень с грузом и производит механическую работу; при сгорании в цилиндре рабочей смеси давление газов повышается значительно сильнее и они выталкивают поршень вместе с грузом, на котором расстояние его от оси коленчатого вала наименьшее, называется нижней мертвой точкой (НМТ).

Расстояние по оси цилиндра между ВМТ и НМТ называется ходом поршня, он равен двум радиусам кривошипа коленвала. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на половину оборота, то есть на 180°. За один оборот коленчатого вала поршень делает два хода. Объем цилиндра, освобождаемый поршнем от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра; он выражается в см3 или в литрах.

В многоцилиндровых двигателях сумма объемов всех цилиндров, выраженная в литрах, называется литражом двигателя. При положении поршня в ВМТ над ним остается пространство, называемое камерой сжатия или камерой сгорания. Сумма объемов камеры сжатия и рабочего объема цилиндров называется полным объемом цилиндра.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия представляет собой степень сжатия: Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха в цилиндре при сжатии их поршнем.

Для того чтобы двигатель работал, необходимо сначала цилиндр заполнить горючей смесью или воздухом (у дизеля). Этот процесс называется процессом наполнения или впуска. Затем воздух или смесь в цилиндре сжимают (процесс сжатия), и в сжатый сильно нагретый воздух впрыскивают топливо или смесь, воспламеняющуюся от электрической искры (у карбюраторного двигателя).

После сгорания топлива, расширяющиеся газы давят на поршень и, перемещая его, совершают механическую работу. Этот процесс называется рабочим ходом или процессом расширения. И наконец, необходимо удалить из цилиндра отработавшие газы (процесс выпуска).

Периодически повторяющийся в цилиндре комплекс процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение, выпуск), в результате которых тепловая энергия сгоревшего топлива превращается в механическую работу, называется рабочим циклом двигателя. Часть рабочего цикла, которая происходит в цилиндре за один ход поршня, называют тактом.

Двигатель, в котором рабочий цикл совершается за два такта (один оборот коленчатого вала), называют двухтактным. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня (такта) или два оборота коленчатого вала, называются четырехтактными.

Для поступления в цилиндр воздуха или горючей смеси и удаления отработавших газов в головке цилиндра имеются впускное и выпускное отверстия, которые в строго определенные моменты открываются и закрываются клапанами газораспределительного механизма.

Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового дизеля

Такт впуска. Поршень движется от ВМТ к НМТ, создавая разрежение в цилиндре над поршнем. Благодаря этому через открытый впускной клапан в цилиндр поступает чистый воздух, предварительно очищенный в воздухоочистителе. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: такт впуска; такт сжатия; такт расширения; такт выпуска.

Такт сжатия. Оба клапана впускной и выпускной закрыты. Поршень движется к ВМТ и сжимает в цилиндре воздух. Вследствие высокой степени сжатия у дизелей (е= 14-18) давление воздуха в конце такта сжатия достигает 35-40 кгс/см2, а температура воздуха повышается до 500-700С. В конце такта сжатия, когда поршень подходит к ВМТ, в камеру сгорания через форсунку под высоким давлением (120-170 кгс/см2) впрыскивается топливо. Мелко распыленное топливо соприкасается с горячим воздухом и воспламеняется. Температура газов поднимается до 1600-2000С, а давление в цилиндре до 55-90 кгс/см2.

Такт расширения. В начале этого такта происходит догорание топлива. Оба клапана закрыты. Поршень под давлением газов движется к НМТ и при помощи шатуна вращает коленчатый вал, совершая полезную работу. К концу рабочего хода давление снижается до 3-4 кгс/см2, а температура газов до 800-900С.

Такт выпуска. При такте выпуска открыт выпускной клапан и движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в атмосферу. Затем цикл повторяется.

Особенности рабочего цикла карбюраторного четырехтактного двигателя

Отличительные особенности рабочего цикла карбюраторного двигателя следующие. При такте впуска в цилиндр двигателя засасывается горючая смесь, приготовленная в карбюраторе, а не чистый воздух как у дизеля.

При такте сжатия горючая смесь в карбюраторном двигателе сжимается до меньших (7-12 кгс/см2) давлений во избежание преждевременного воспламенения ее. Увеличивать степень сжатия в карбюраторном двигателе выше определенного значения нельзя, так как сгорание смеси будет происходить с большими скоростями типа взрыва. Это явление называется детонацией; она вызывает резкое увеличение нагрузок на детали, их повышенный износ и снижение мощности двигателя. Поэтому степень сжатия у карбюраторного двигателя находится в пределах е=4,5-9,0.

В отличие от дизеля, где топливо самовоспламеняется, в карбюраторном двигателе рабочую смесь воспламеняют электрической искрой, что вызывает необходимость иметь систему зажигания.

С увеличением степени сжатия повышаются мощность и экономичность работы. Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия и поэтому полезная работа у них больше, чем у карбюраторных. Для совершения одной и той же работы дизели расходуют на 25—30% меньше топлива, то есть они экономичнее карбюраторных двигателей. Кроме того, дизели работают на более тяжелом и дешевом топливе, что определило их широкое распространение и установку на всех тракторах отечественного производства.

Рабочий цикл двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели могут быть карбюраторными и дизелями. На тракторах наибольшее распространение получили одноцилиндровые двухтактные карбюраторные двигатели (ПД-10У, П-350), которые используются в качестве пусковых двигателей дизелей.

Рассмотрим рабочий цикл такого двигателя. В двухтактном двигателе нет клапанов. Впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов осуществляются через впускные, продувочные и выпускные окна, которые в определенные моменты открываются и закрываются поршнем при его перемещении в цилиндре.

Процессы рабочего цикла протекают не только в цилиндре над поршнем, но и в пространстве под поршнем — в кривошипной камере, для чего ее делают герметичной. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя изображена на рис. Рабочий цикл в двигателе происходит следующим образом.

2 такт. Под действием расширяющихся газов поршень движется из ВМТ вниз, совершая полезную работу. Рабочий ход заканчивается тогда, когда поршень откроет выпускное окно канала и отработавшие газы под давлением будут выбрасываться через выпускную трубу в атмосферу.

Одновременно движущийся вниз поршень сжимает горючую смесь под ним. И как только поршень откроет продувочное окно, сжатая смесь из кривошипной камеры через продувочное окно поступает в цилиндр двигателя, вытесняет отработавшие газы и заполняет цилиндр свежей смесью.

Этот процесс называют продувкой цилиндра. Затем поршень идет вверх, закрывает продувочное и выпускное окно и начинает сжимать смесь в цилиндре, то есть рабочий процесс повторяется в той же последовательности. Во время продувки цилиндра часть горючей смеси вылетает из него вместе с выхлопными газами, что увеличивает расход топлива двигателями.

В двухтактных дизелях продувка цилиндра осуществляется чистым воздухом, а топливо впрыскивается в цилиндр в конце сжатия и самовоспламеняется, поэтому двухтактные дизели экономичны и получили широкое распространение на автомобилях большой грузоподъемности.

Кроме того, у двухтактного двигателя рабочий ход совершается при каждом обороте коленчатого вала и, следовательно, его мощность на 60-70% больше мощности четырехтактного двигателя такого же литража.

Многоцилиндровые двигатели

В одноцилиндровом двигателе такт рабочего хода или расширения совершается один раз за два оборота коленвала. Вследствие этого вал вращается неравномерно - то быстрее при рабочем ходе, то медленнее при остальных тактах.

Для более равномерного вращения коленвала на нем приходится укреплять большой и тяжелый маховик. Кроме того, одноцилиндровый двигатель не может развивать большой мощности.

Механизмы и системы двигателя

Работа двигателя характеризуется мощностью и расходом топлива. При сгорании топлива внутри цилиндра расширяющиеся газы давят на поршень с определенной силой, которая передается через шатун на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент двигателя и совершая работу.

Работа, выполняемая в единицу времени, называется мощностью и измеряется лошадиными силами (л. с.) или киловаттами (кВт). Работа, совершаемая газами внутри цилиндра двигателя в единицу времени, называется индикаторной мощностью.

Часть этой мощности расходуется в самом двигателе на трение деталей, а также на привод различных механизмов: топливного, масляного и водяного насосов, генератора, вентилятора и других механизмов.

Поэтому с коленчатого вала двигателя снимается мощность меньшая, чем индикаторная, на величину механических потерь в двигателе, которая называется эффективной мощностью.

Двигатель современного трактора является продуктом высокотехнологичного производства. Он требует квалифицированного ухода и ремонта. Тем не менее, разработчиками двигателей прилагаются немалые усилия для создания унифицированных двигателей, несложный ремонт которых (в крайнем случае) возможен в полевых условиях.

Работа содержит 1 файл

Документ Microsoft Office Word.docx

Разделы:

Основа поршневого двигателя
Механизмы двигателя
Возвратно-поступательное движение
Системы двигателя

Основа поршневого двигателя

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров, внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и систем.
Сверху блок цилиндров закрыт головкой, а снизу поддоном.
В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней — картер маховика.
В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие: кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, уравновешивающий механизм, системы питания и регулирования, смазочная система, система охлаждения, система пуска, система зажигания

Механизмы двигателя

Возвратно-поступательное движение

При возвратно-поступательном движении поршни занимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра.
Верхняя мертвая точка (в. м. т.) — такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наибольшее.
Нижняя мертвая точка (н. м. т.) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее.
Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.
Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему, освобожденному поршнем, при движении от верхней мёртвой точки к нижней мёртвой точке.
где D — диаметр цилиндра; S — ход поршня, S = 2r (r — радиус кривошипа коленчатого вала).
Объем камеры сжатия Vc — объем, образующийся над поршнем, когда он находится в верхней мёртвой точке.
Полный объем цилиндра Va — сумма объемов рабочего и камеры сжатия:
Vа = Vh + 14.
Литраж двигателя Vл — сумма рабочих объемов всех цилиндров, выраженная в литрах:
Vл = W':iVhi,
где Vi, — рабочий объем одного цилиндра; i — число цилиндров.
Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: Vc
Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшатся полный объем цилиндра при перемещении поршни от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки.

Системы двигателя

Системы питания и регулирования служат для очистки воздуха и топлива от механических примесей и воды и подачи их в камеру сгорания, а также для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала двигателя во время его работы с переменными нагрузками.
Смазочная система обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигателя для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.
Система охлаждения отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим во время его работы.
Система пуска используется для вращения коленчатого вала при пуске двигателя.
Система зажигания применяется у двигателей, работающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовоспламеняется от высокой температу

Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми кольцами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и поды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старение, коррозию деталей двигателя, создают в камере повышенное давление и утечку масла через различные уплотнения двигателя.
Для того чтобы избежать повышения чрезмерного тления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун, при помощи которого картер сообщается с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.
Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку, у основания которой установлена фильтрующая набивка из стальной проволоки, предназначенной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмосферу. У других двигателей сапун соединен с крышкой сливного патрубка для заправки маслом. На тракторных дизелях устанавливают только по одному сапуну той или иной конструкции.

ры, образующейся в камере сгорания на такте сжатия.

Для того чтобы топливо смогло сгореть внутри двигателя, его нужно хорошо перемешать с воздухом, а затем нагреть до такой температуры, чтобы оно само загорелось, или зажечь его от постороннего источника, например электрической искры.
Топливо с воздухом может смешиваться непосредственно в камере сгорания двигателя или вне двигателя.
Двигатели, у которых смесеобразование и нагрев до температуры самовоспламенения осуществляются в камере сгорания, называются двигателями внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, или дизелями (в честь изобретателя — инженера Рудольфа Дизеля).
Двигатели же второго типа называют двигателями внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, или карбюраторными (по названию прибора — карбюратора, в котором воздух смешивается с топливом). Топливо у таких двигателей воспламеняется электрической искрой.
Превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую происходит за ряд последовательно и периодически повторяющихся процессов — тактов, образующих так называемый рабочий цикл.
Такт — часть рабочего цикла, протекающего за время прохождения поршнем пути от одной мертвой точки до другой.
Если рабочий цикл у двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, в течение которых поршень совершает четыре хода (такта), то такой двигатель называется четырехтактным.

Разделы:

Чередование тактов у четырехтактного дизеля

Разделы:

Такт сжатия Такт впуска

При помощи постороннего источника энергии, например электрического двигателя (электростартера), вращают коленчатый вал дизеля и поршень его начинает двигаться от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается, вследствие чего давление падает до 75. 90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздухоочиститель, поступает в цилиндр с температурой в конце впуска 30. 50°С. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывает канал и подача воздуха прекращается. В действительности, открытие и закрытие клапанов происходит не в мертвых точках, а с некоторым опережением или запаздыванием

Такт сжатия

При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вверх и сжимать воздух. Оба канала при этом закрыты клапанами. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5. 4,0 МПа, а температура — 600. 700°С.

Такт расширения

Такт расширения ещё называют рабочим ходом.
В конце такта сжатия при положении поршня, близком к верхней мертвой точке, в цилиндр через форсунку впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздухом и газами, частично оставшимися в цилиндре после предыдущего процесса, воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре при этом повышается до 6,0. 8,0 МПа, а температура — до 1800. 2000°С. Так как при этом оба канала остаются закрытыми, расширяющиеся газы давят на поршень, а он, перемещаясь вниз, через шатун поворачивает коленчатый вал.

Такт выпуска

Когда поршень подходит к нижней мёртвой точке, второй клапан открывает выпускной канал и газы из цилиндра выходят в атмосферу. При этом поршень под действием энергии, накопленной за рабочий ход маховиком, перемещается вверх и внутренняя полость цилиндра очищается от отработавших газов. Давление газов в конце такта выпуска составляет 105. 120 кПа, а температура — 600. 700°С.

На тракторах в качестве пускового устройства дизеля применяют карбюраторные двигатели — небольшие по размерам и мощности двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине.
Устройство этих двигателей несколько отличается от устройства четырехтактных. У двухтактного двигателя отсутствуют клапаны, закрывающие каналы, по которым в цилиндр поступает свежий заряд и происходит выпуск отработавших газов. Роль клапанов выполняет поршень, который в нужные моменты открывает и закрывает окна, соединенные с каналами, продувочное окно, выпускное окно и впускное окно. Кроме того, картер двигателя сделан герметичным и образует кривошипную камеру, где располагается коленчатый вал.
Все процессы в таких двигателях происходят за один оборот коленчатого вала, т. е. за два такта, поэтому они и носят название двухтактных.

Разделы:

Сжатие

Сжатие — первый такт. При движении поршня вверх он перекрывает продувочное и выпускное окна и сжимает ранее поступившую в цилиндр топливовоздушную смесь. Одновременно с этим в кривошипной камере создается разрежение, и в нее через открывшееся впускное окно поступает свежий заряд топливовоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе

Рабочий ход впуск и выпуск

Рабочий ход, выпуск и впуск — второй такт. Когда поршень, идущий вверх, не доходит до верхней мёртвой точки на 25. 27° (по углу поворота коленчатого вала), в свече проскакивает искра, которая воспламеняет топливо. Горение топлива продолжается до прихода поршня в верхнюю мёртвую точку. После этого нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и тем самым совершают рабочий ход. Топливовоздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере, сжимается.
В конце рабочего хода поршень вначале открывает выпускное окно, через которое выходят отработавшие газы, затем продувочное окно, через которое из кривошипной камеры в цилиндр поступает свежий заряд топливовоздушной смеси. В дальнейшем все эти процессы повторяются в такой же последовательности.

Из описания работы четырехтактного двигателя вытекает, что коленчатый вал в двигателе с одним цилиндром равномерно вращаться не может, так как только при одном такте из четырех — рабочем ходе — он вращается с ускорением, а при остальных трех — с замедлением.
Чтобы выровнять работу двигателя, на конце коленчатого вала установлен маховик. Кроме того, для получения большей мощности двигателя повышают частоту вращения коленчатого вала, отчего он вращается равномернее. Увеличение количества цилиндров в двигателе также способствует более равномерному вращению коленчатого вала и повышению мощности двигателя.

Общее устройство двигателя трактора

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров, внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и систем.

Сверху блок цилиндров закрыт головкой, а снизу поддоном.

В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней — картер маховика.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня (поршней) во вращательное коленчатого вала. Кроме того, он участвует в преобразовании тепловой энергии в механическую.

Действие механизма состоит в том, что поршень, совершая возвратно-поступательное движение через шатун, вращает коленчатый вал 1 в подшипниках.

При возвратно-поступательном движении поршни занимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра.

Верхняя мертвая точка (в. м.т.) — такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наибольшее.

Нижняя мертвая точка (н. м.т.) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее.

Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.

Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему, освобожденному поршнем, при движении от в. м. т. к н. м. т.

Объем камеры сжатия Ус — объем, образующийся над поршнем, когда он находится в в. м. т.

Рис. 1. Основные части двигателя внутреннего сгорания:
1 — кривошипно-шатунный механизм; 2 — газораспределительный механизм; 3— система питания; 4 — система охлаждения; 5 — вентиляция картера; 6 — уравновешивающий механизм; 7 — смазочная система; 8 — система пуска; 9 — поддон; 10 — блок цилиндров; 11 — головка цилиндров.

Уравновешивающий механизм устанавливают на некоторых двигателях для устранения вредного действия инерционных сил, возникающих при работе криво-шипно-шатунного механизма.

Смазочная система обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигателя для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.

Система охлаждения отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим во время его работы.

Система пуска используется для вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Система зажигания применяется у двигателей, работающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовоспламеняется от высокой температуры, образующейся в камере сгорания на такте сжатия.

Вентиляция картера двигателя. Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми кольцами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и воды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старение, коррозию деталей двигателя, создают в камере повышенное давление и утечку масла через различные уплотнения двигателя.

Рис. 2. Схема двигателя:
а — поршень в верхней мертвой точке; б — поршень в нижней мертвой точке; 1 — коленчатый вал; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — цилиндр.

Для того чтобы избежать повышения чрезмерного давления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун, при помощи которого картер сообщается с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.

Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку А, у основания которой установлена фильтрующая набивка из стальной проволоки, предназначенной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмосферу. У других двигателей сапун Б соединен с крышкой заливного патрубка для заправки маслом.

На отечественных тракторах установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания. Принцип их работы основан на свойстве нагреваемых газов расширяться.

Ниже приведено назначение механизмов и систем двигателей.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов, нагревшихся при сгорании топливовоздушной смеси, и преобразует возвратно-поступательное движение поршйя во вращательное движение коленчатого вала. Этот механиз двигателя состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика картера (с поддоном).

Распределительный механизм своевременно впускает в цилиндр топливовоздушную смесь (у карбюраторных двигателей) или воздух (у дизелей) и выпускает из цилиндра отработавшие газы. Механизм образуют распределительный вал, шестерни, клапаны и их пружины, коромысла, штанги и толкатели.

Система питания и регулирования обеспечивает двигатель нужным количеством топливовоздушной смеси определенного состава.

Система охлаждения поддерживает нормальный тепловой режим работающего двигателя.

Система смазки подает масло к трущимся деталям двигателя, которое уменьшает трение и износ.

Система зажигания обеспечивает у карбюраторных двигателей воспламенение в цилиндре рабочей смеси.

Система пуска обеспечивает пуск двигателя.

Если перемещать поршень в цилиндре, коленчатый вал начнет вращаться, и наоборот, если вращать коленчатый вал, поршень будет двигаться вверх и вниз, т. е. возвратно-поступательно.

Крайние положения поршня называют мертвыми точками: в верхней мертвой точке ( ВМТ ) поршень наиболее удален от оси коленчатого вала, а в нижней ( НМТ ) максимально приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках скорость поршня равна нулю.

Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом S поршня. Ход поршня равен удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала.

Пространство цилиндра над поршнем, находящимся в ВМТ , называют камерой сгорания (Vc), а пространство над поршнем, когда он находится в НМТ , — полным объемом цилиндра (Уд).

Пространство, освобожденное поршнем при перемещении из ВМТ к НМТ , называется рабочим объемом цилиндра (Vh). Это разность между полным объемом цилиндра и объемом камеры сгорания.

Рис. 3. Одноцилиндровый поршневой двигатель:
а — схема устройства; б — основные обозначения;
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3—картер; цилиндр; 5 — шатун; 6 — поршень; 7 — поршневой палец; 8 — головка цилиндра; 9 — канал для впуска воздуха или горючей смеси; 10 и 15 — клапаны; 11 и 14 — пружины клапанов; 12 и 13 — коромысла; 16 — канал для выпуска отработавших газов; 11 — штанга толкателя; 18 — толкатель; 19 — кулачок; 20 — распределительный вал; 21 и 22 — шестерни привода распределительного вала.

Трактор — это самоходная машина, используемая в качестве энергетического средства для передвижения и приведения в действие сельскохозяйственных и других машин, а также для буксирования прицепов. Двигатель трактора может приводить в действие рабочие органы стационарных сельскохозяйственных машин через вал отбора мощности (ВОМ) или с помощью шкивного приспособления.

По назначению сельскохозяйственные тракторы делят на три группы: общего назначения, универсально-пропашные и специальные.

По конструкции ходовой части тракторы бывают гусеничные и колесные.

Гусеничный трактор обладает большой опорной поверхностью и поэтому незначительно сминает и уплотняет почву. Такой трактор с высокой проходимостью способен развивать большое тяговое усилие.

Колесный трактор — более универсальный по сравнению с гусеничным и может использоваться как на полевых, так и на транспортных работах, но сцепление с почвой у него хуже.

По типу остова тракторы делят на рамные, остов которых представляет клепаную или сварную раму; полу рамные, остов которых образует две короткие продольные балки, привернутые или приваренные к корпусу заднего моста; безрамные, остов которых состоит из соединенных между собой корпусов отдельных механизмов.

По номинальному тяговому усилию тракторы подразделяют на десять классов, различающихся между собой по конструкции. Десять тяговых классов составляют типаж сельскохозяйственных тракторов.

В данной работе будет рассмотрена техническое устройство и общая характеристика внутренней работы трактора Т-130 производства Челябинского тракторного завода.

Целью работы является изучение общей характеристики устройства трактора Т-130.

Трактор Т-130 относится к тракторам общего назначения. Тракторы общего назначения применяют для выполнения основных сельскохозяйственных работ, общих при возделывании сельскохозяйственных культур (вспашки, дискования, сплошной культивации, боронования, посева, уборки). Эти тракторы отличаются малым дорожным просветом и повышенной мощностью двигателя.

Тяговый класс трактора Т-130М - 6. Тракторы этого класса эффективно используют на полях большой площади при выполнении энергоемких сельскохозяйственных и мелиоративных работ.

1. Основные технические характеристики трактора Т-130

1.1. Основные части

Трактор — это сложные самоходные машины, которые состоят из отдельных механизмов и сборочных единиц.

Основные части трактора. Их расположение показано на рис.1. Независимо от особенностей конструкции тракторы состоят из двигателя 1 , трансмиссии 4 , ходовой части 6 , механизма управления 2 , рабочего 5 и вспомогательного 3 оборудования.

Двигатель — это источник механической энергии.

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих крутящий момент* от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам и изменяющих крутящий момент и частоту вращения ведущих колес по значению и направлению. В трансмиссию входят сцепление, соединительная муфта, коробка передач (КП) и задний мост [3, с. 12].

Сцепление необходимо для кратковременного отъединения вала двигателя от КП при переключении передач и для плавного их соединения при трогании.

Соединительная муфта, включающая в себя упругие элементы, позволяет с небольшим перекосом соединять валы сцепления и КП.

Рис.1. Расположение основных частей на тракторе Т-130:

2 - механизм управления;

3 - вспомогательное оборудование;

5 - рабочее оборудование;

* Крутящим моментом называют момент силы, под действием которой происходит вращение тела. Он определяется как произведение силы на плечо ее приложения.

Задний мост . С помощью его механизмов происходит увеличение крутящего момента и передается вращение валов к ведущим колесам под прямым углом. У большинства тракторов в состав заднего моста входят тормоза.

У колесного трактора в отличие от гусеничного в трансмиссию включен дифференциал, обеспечивающий разные скорости вращения ведущих колес при поворотах и движении по неровной местности, когда левое и правое колеса проходят разный по длине путь.

Ходовая часть необходима трактору для передвижения. Вращательное движение колес (или гусениц) при сцеплении их с поверхностью почвы преобразуется в поступательное движение трактора.

Механизм управления служит для изменения направления движения трактора.

Рабочее оборудование трактора применяется для использования мощности двигателя при выполнении различных сельскохозяйственных работ. К рабочему оборудованию относятся вал отбора мощности (ВОМ), прицепное устройство, навесная система, приводной шкив.

Вспомогательное оборудование трактора — это кабина с подрессорным сиденьем, отоплением и вентиляцией, капот, приборы освещения, сигнализации и т. д. [3, с. 14].

Общая техническая характеристика трактора Т-130 представлена в табл. 1.

Номинальная эксплуатационная мощность

двигателя, кВт (л.с.)

1.2. Органы управления и пуск его двигателя

На современных сельскохозяйственных тракторах, оснащенных дизелями с пуском от вспомогательного двигателя, органы управления трактором и обоими двигателями расположены в кабине (на примере трактора Т-130) (рис. 2).

Для подготовки пускового двигателя к работе и управления его работой используют: рукоятку 1 управления краном бензинового бачка, рукоятку 5 управления воздушной заслонкой карбюратора, выключатель 11 зажигания магнето, включатель 15 стартера, рычаг 27 управления сцеплением редуктора пускового устройства и включения пусковой шестерни.

Для управления трактором в кабине расположены следующие рычаги и педали [3, с. 19].

Рычаги 9 и 10 управления механизмами поворота гусеничного трактора. Для поворота трактора по дуге большого радиуса соответствующий рычаг плавно оттягивают назад.

Рычаг 19 включения увеличителя крутящего момента (УКМ). При перемещении его на себя увеличитель крутящего момента включается. Во включенном положении рычаг может быть застопорен защелкой.

Рычаг 20 управления подачей топлива. При перемещении его вниз подача топлива увеличивается. Для выключения подачи топлива рычаг поднимают в крайнее положение.

Педаль 21 управления главным сцеплением. Если нажать на педаль, сцепление выключится.

Рычаг 23 управления валом отбора мощности (ВОМ). Чтобы включить ВОМ, рычаг перемещают назад. При переднем положении рычага ВОМ выключен.

Педали 25 и 26 правого и левого тормоза. Для крутого поворота трактора нажимают только на ту педаль тормоза, со стороны которой оттянут рычаг управления.

Рычаг 28 переключения передач. Переключать передачи можно только при полностью выключенном главном сцеплении.

Рис. 2 Органы управления трактора Т-130

1- рукоятка управления краном бензинового бачка;

3 -переключатель электродвигателей отопления и вентиляции кабины;

4 - указатель давления топлива;

5 - рукоятка управления воздушной заслонкой карбюратора;

7 - выключатель передних фар;

8 - рычаг управления декомпрессионным механизмом;

9 - рычаг управления тормозом левого планетарного механизма поворота трактора;

10 - рычаг управления тормозом правого планетарного механизма

11- кнопочный выключатель зажигания магнето;

12 - указатель температуры охлаждающей жидкости в двигателе;

13 - контрольная лампа, сигнализирующая о пониженном давлении масла в смазочной системе двигателя;

14 – указатель давления масла в смазочной системе УКМ;

15 – выключатель стартера пускового двигателя;

16 – указатель давления масла в смазочной системе двигателя;

19- рычаг включения УКМ;

20 - рычаг управления подачей топлива (регулятором);

21- педаль управления главной муфтой сцепления;

22 – сиденье тракториста;

23 - рычаг управления ВОМ;

24 - сектор фиксации педали правого остановочного тормоза в заторможенном состоянии;

25 - педаль правого остановочного тормоза;

26 - педаль левого остановочного тормоза;

27 - рычаг управления сцеплением редуктора пускового устройства и пусковой шестерни;

28 – рычаг переключения передач;

29, 30 и 31 — рычаги управления соответственно правым выносным, задним основным и левым выносным цилиндром навесной системы.

Подготовка двигателя к пуску. Перед пуском холодного двигателя необходимо выполнить операции ежесменного технического обслуживания (ЕТО); удалить воздух из системы питания (если двигатель долго не работал) и заполнить ее топливом, используя для этого ручной насос подкачивающей помпы; убедиться в том, что рычаги 28, 29, 30 и 31 находятся в нейтральном положении, а рычаг 23 выключен; закрыть шторку радиатора, а также снять боковой щит капота двигателя.

Затем включают стартер, повернув рычажок выключателя 15 стартера по ходу часовой стрелки. [3, с. 29].

Как только пусковой двигатель начнет работать, необходимо полностью открыть воздушную заслонку карбюратора, поставив рукоятку 5 в переднее положение, и дать двигателю поработать на холостом ходу не более 2 мин. Длительная работа пускового двигателя вхолостую приводит к перегреву.

После прогрева пускового двигателя плавно включают сцепление редуктора пускового устройства. Прогревают основной двигатель при включенном декомпрессоре в течение 1. 2 мин до создания давления в масляной магистрали двигателя и выключают декомпрессор. Если при этом частота вращения вала пускового двигателя начнет снижаться, нужно включить декомпрессор, дополнительно прогрев дизель, снова выключить его. При устойчивой работе пускового двигателя включают полную подачу топлива. После начала устойчивой работы дизеля необходимо выключить сцепление редуктора, заглушить пусковой двигатель, нажав на кнопку выключателя 11 зажигания магнето, и установить рычаг подачи топлива в среднее положение. Непрерывная работа пускового двигателя более 15 мин не разрешается.

Если стартер или аккумуляторная батарея неисправны, пусковой двигатель можно пустить вручную. Для этого снимают кожух маховика пускового двигателя вместе со стартером, закладывают узел пускового шнура в один из вырезов на маховике пускового двигателя, укладывают 1,5. 2 витка шнура в канавку по направлению вращения, указанного стрелкой на маховике, и быстрым рывком за рукоятку шнура пускают пусковой двигатель. Держать шнур при прокручивании маховика можно только за рукоятку. Запрещается наматывать шнур на руку, так как при пуске коленчатый вал может провернуться в обратную сторону и затянуть руку между шнуром и маховиком. Если после трех-четырех попыток двигатель не запускается, надо проверить зажигание и поступление топлива в карбюратор; устранить неисправности и повторить все операции. После пуска дизеля закрывают краник пускового двигателя, ставят на место боковину капота и убирают инструмент.

Дизель после пуска необходимо прогреть, увеличивая постепенно его обороты от средних до максимальных в течение 2. 3 мин. При этом следует внимательно слушать двигатель и проверить показания контрольных приборов. Двигатель должен работать равномерно, без перебоев и стуков. Выпуск отработавших газов должен быть бездымным. Нагружать двигатель можно только после его прогрева до температуры охлаждающей жидкости не ниже 50°С. Шторку радиатора необходимо полностью опустить (открыть) при температуре воды 75°С.

Давление масла в смазочной системе прогретого двигателя должно быть 0,3. 0,5 МПа. Если при работе двигателя манометр не показывает давления масла, надо немедленно остановить двигатель и устранить неисправности. В теплое время года возможен пускдвигателя без включения декомпрессора. В этом случае следует прокрутить коленчатый вал без включения подачи топлива до появления давления масла в смазочной системе двигателя, а затем включить подачу топлива.

В условиях низких температур окружающей среды для облегчения пуска пользуются предпусковым подогревателем либо заливают в систему охлаждения горячую воду, а в поддон картера — горячее масло. При сильных морозах через систему охлаждения с открытым заливным краником вначале пропускают воду, нагретую до 60. 70°С, а затем, закрыв сливной краник, заливают в нее воду температурой 90. 95°С. Чтобы облегчить пуск, следует залить в цилиндр пускового двигателя через краник в головке 2. 3 см 3 смеси бензина с маслом, а также оттянуть кнопку обогатителя на топливном насосе дизеля.

2. Основы работы и конструкции двигателя трактора Т-130

2.1. Общее устройство двигателя

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у карбюраторных двигателей) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазываются маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться. Из-за высокой степени сжатия запустить дизель вручную нельзя. Его оснащают пусковым устройством.

Дизели отличаются от карбюраторных двигателей тем, что горючая смесь образуется внутри цилиндра и самовоспламеняется от температуры сжатого воздуха. Их применяют в качестве основных двигателей на современных тракторах большой грузоподъемности.

Двигатели, устанавливаемые на тракторах, включают подобные механизмы и системы [3, с. 134].

Устройство дизелей. Все дизели, устанавливаемые на трактор, состоят из следующих механизмов и систем.

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.

Расположение составных частей различных систем тракторного дизеля показано на рис.3.

Рис.3 Тракторный дизель Т-130:

а — вид справа; б — вид слева;

2- шпилька для установки поршня первого цилиндра в момент подачи топлива;

3 - маслозаливная горловина;

4 - масляный фильтр;

5 - фильтр грубой очистки топлива;

6 - выпускной коллектор;

10 - гидронасос рулевого управления;

11 - передняя опора двигателя;

12 - насос ручной подкачки топлива;

13 - топливный насос;

16 - фильтр тонкой очистки топлива;

17 - рычаг воздушной заслонки аварийной остановки двигателя;

18 - вентиль выпуска воздуха из топливной системы;

20 –пусковой двигатель;

21 - редуктор пускового устройства.

2.2. Работа двигателя

На тракторе Т-130 установлен четырехцилиндровый, четырехтактный дизельный двигатель Д-160 с турбонаддувом.

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 (выпуске, впуске и сжатии). Вследствие 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). Для определения этого угла продолжительность цикла, выраженную в градусах поворота коленчатого вала, делят на число цилиндров. Например, в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе такт расширения (рабочий ход) происходит через 180° (720 : 4) по отношению к предыдущему, т. е. через половину оборота коленчатого вала. Другие такты этого двигателя чередуются также через 180°. Поэтому шатунные шейки коленчатого вала у четырехцилиндровых двигателей расположены под углом 180° одна к другой, т. е. лежат в одной плоскости. Шатунные шейки первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров — в противоположную сторону. Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов и хорошую уравновешенность двигателя, так как все поршни одновременно приходят в крайнее положение (два поршня вниз и два вверх — рис. 4).

Читайте также: