Тема: Пускові двигуни та пристрої
1. Призначення і класифікація систем пуску двигунів.
2. Система пуску основного двигуна допоміжним бензиновим
3. Конструктивні схеми і призначення трансмісії пускових двигунів (ПД).
4. Підігрівачі та пускові рідини.
1. Призначення і класифікація систем пуску двигунів. Для пуску двигуна внутрішнього згоряння, його колінчастому валу необхідно надати деяку частоту обертання, при якій створювалися б умови, що забезпечують відповідне сумішоутворення, заповнення циліндрів свіжим зарядом, стиск і запалення горючої суміші.
Мінімальну частоту обертання колінчастого вала, при якій відбувається пуск основного двигуна, називають пусковою.
У період пуску двигуна необхідні зусилля на подолання:
- опору стиснутого заряду;
- опору тертя між поверхнями;
- для розгону рухомих обертових мас (від стану спокою до пускової частоти).
Ці зусилля мають великі значення внаслідок теплового стану двигуна, який впливає на в’язкість мастила в системі мащення. У зв’язку із підвищеним ступенем стиску дизелів, пускове зусилля для них значно вище, ніж для карбюраторних двигунів рівної потужності.
Пускова частота обертання колінчастого вала у карбюраторних двигунів при t°п = 0...-20 °С повинна бути не менше 40...50 об/хв, у дизелів при t °п=0...-5 °С – 150...250 об/хв. При менших частотах пуск двигунів ускладнюється, оскільки сповільнення протікання процесу стиску приводить до тепловіддачі поршням, стінкам і головці циліндрів, збільшуються втрати заряду через нещільності;через ці причинами зменшується тиск і температура заряду в кінці такту стиску.
Для здійснення швидкого і надійного пуску двигунів застосовують спеціальні механізми і пристрої, які утворюють систему пуску.
Розрізняють наступні способи пуску двигунів:
- пуск від руки;
- пуск електричним стартером;
- пуск допоміжним бензиновим двигуном.
Пуск від руки.При цьому способі пуску колінчастий вал двигуна приводиться в рух мускульною силою людини. Пуск від руки може використовуватись у карбюраторних двигунах.
Пуск електричним стартером–найбільш поширений спосіб. Він застосовується у всіх автомобільних двигунів, у багатьох тракторних двигунах і у пускових двигунах дизелів.
Пуск основного двигуна за допомогою бензиновогозастосовується на багатьох дизелях. Ця система пуску надійна в любих температурних умовах, але обслуговування її і операції під час пуску складніші, ніж у випадку пуску електричним стартером. У більшості дизелів, при пуску допоміжним бензиновим двигуном в систему пуску включений декомпресійний механізм.
У більшості автотракторних двигунів керування механізмами і пристроями системи пуску є дистанційне та здійснюється із кабіни водія.
2. Система пуску основного двигуна допоміжним бензиновим. Для запуску основного двигуна використовують пускові бензинові двигуни типу ПД-10УД, ПД-8, П-23М.
Паливом служить суміш із 15 частин бензину і однієї частини дизельного масла. Ця суміш є одночасно і змащуючим матеріалом поверхонь тертя.
Система запалювання складаєтB ься з магнето правого обертання, привод якого здійснюється від шестерні колінчастого вала двигуна.
Пусковий одноциліндровий двотактний карбюраторний двигун П-10УД і його модифікації забезпечують пуск дизелів майже всіх сільськогосподарських тракторів.
Характеристики пускових двигунів наведено в таблиці 1.
Багато складальних одиниць у пускових двигунах уніфіковані. Схема пускового двигуна П-10УД зображена на рис. 19. Картер 14 двигуна виконаний роз'ємним, що дозволяє застосовувати підшипники кочення для обох опор колінчастого валу. Колінчастий вал складається з двох півосей, двох щік, виконаних разом з противагами, і пальця кривошипа.
Зібрані нерухомо колінчастий вал з шатуном 28 не розбирають.
Таблиця 1. Технічнахарактеристика пускових двигунів |
|
||||||||||||
Тип пускового двигуна |
Тактність |
Потужність та частота обертання |
Охолодження |
Розміри, мм |
Робочий об’єм, л |
Степінь стискання |
Редуктор |
Тип електро- стартера |
Дизель |
|
|||
Діа-метр |
Хід поршня |
Передатне число |
Число ступ. |
|
|||||||||
кВт |
с-1 |
|
|||||||||||
П-10УД |
2 |
7,38 |
61,4 |
Р |
72 |
85 |
0,346 |
7,3 |
16,8 |
1 |
СТ-362 |
Д-240 |
|
П-350 |
2 |
9,95 |
66,5 |
Р |
72 |
85 |
0,346 |
7,5 |
24,1 |
1 |
СТ-362 |
СМД-60 |
|
ПД-10У |
2 |
7,36 |
58,4 |
Р |
72 |
85 |
0,346 |
6,2 |
59,3 18,6 |
2 |
СТ-352Д |
А-41 |
|
ПД-8 |
2 |
5,15 |
71,6 |
П |
62 |
66 |
0,199 |
6,6 |
19,3 |
1 |
СТ-367 |
Д-144 |
|
П-23 У* |
4 |
12,5 |
38,3 |
Р |
92 |
102 |
1,355 |
5,6 |
33,6 10,7 |
2 |
СТ-204 |
Д–108 |
|
Примітка: * – двигун двох циліндровий; Р– рідинне охолодження; П – повітряне охолодження |
|
Рис. 19. Пусковий двигун: 1 – колінчастий вал; 2 і 25 – манжети; 3 – маховик; 4 – плита; 5 – поршневий палець; 6 – поршень; 7 – циліндр; 8 – головка циліндра; 9 – свічка; 10 – провід; 11 – випускне вікно; 12 – регулятор; 13 – проміжна шестерня; 14 – картер; 15 – карбюратор; 16, 19, 32, 33 – важелі; 17 – очисник повітря; 18 – тяга; 20 – регулювальний болт; 21 і 22 – шестерні; 23, 24, 25, 26, 29 – підшипники; 27 – ролик; 28 – шатун; 30 і 31 – гвинти; 34 – корпус
Торцевий зазор між щоками і шатуном 0,2...0,4 мм.
У верхню головку шатуна запресована бронзова втулка. В головці і втулці просвердлені отвори для проходу мастила, що мастить поршневий палець.
Підшипники 26 і 29 півосей напресовують при збірці, а ролики шатунного підшипника обточують по розточуванню в шатуні і пальця кривошипа. Останній зроблений із сталі 12ХНЗА і загартований після цементації до твердості HR C60...65.
На кінцях півосей колінчастого валу виходів розташовані маховик 3 і шестерня, що веде, 21, а самі півосі ущільнені самопідтискними манжетами (сальниками) 2 і 25. Кінець валу, на якому розташована шестерня, закріплений в додатковому шарикопідшипнику 24, фіксуючому вал в осьовому напрямі і сприймаючому навантаження від шестерень.
Маховик зафіксований на шпонці і затягнутий по конусній поверхні носка гайкою, яку стопорять шайбою по пазу шпони. Маховик забезпечений зубчатим вінцем для передачі обертання від електричного стартера.
Циліндр 7 відлив з чавуна СЧ21-40 і має порожнину (водяну сорочку). В нижній його частині розташовані впускні 13, випускні 11 і продувочні 12 вікна.
Випускні вікна сполучають циліндр через зовнішній фланець з глушником; продувочні з кривошипною камерою; вікна впускні сполучають горизонтальний безпоплавковий карбюратор 15 з кривошипною камерою. Розташування вікон на дзеркалі циліндра забезпечує двотактний робочий процес з фазами газорозподілу, зображеними на рис. 20. Циліндр кріплять болтами до верхньої площини картера.
|
|
|
|
Рис. 20. Діаграма фаз газорозподілу пускового двигуна
Поршень відлитий з алюмінієвого сплаву АЛ-10В. У верхній його частині зроблені канави для кілець. Останні виготовляють з чавуна і фіксують що запобігти провертання по стиках латунними гвинтами; верхнє кільце, працююче в більш напружених термічних умовах, хромують. Фіксація кілець виключає можливість попадання їх кінців на вікна.
Відмінність ПД-8 від ПД-10 полягає у різниці системи охолодження пускового двигуна. ПД-8 охолоджується потоком повітря, що створюється вентилятором.
3. Конструктивні схеми і призначення трансмісії пускових двигунів (ПД). Для з’єднання пускового двигуна з основним двигуном передбачена силова передача системи пуску ПД (рис. 21). Вона складається із зчеплення механізму приводу і вимикання. Для передачі крутного моменту може використовуватись двохступеневий редуктор.
Зчепленняпризначено для плавного з’єднання колінчастих валів працюючого пускового двигуна і дизеля і роз’єднання їх.
Редуктордає можливість обертати колінчастий вал дизеля повільно (прогрів двигуна) і з підвищеною швидкістю (пуск дизеля).
Механізм привода і вимкненнясилової передачі виконує ті ж функції, що і механізм приводу стартера.
Перед пуском тракторного дизеля пусковим двигуном необхідно переконатися в тому, що передача в коробці передач вимкнена.
На тракторах МТЗ-80Л і МТЗ-80 в коробці передач є спеціальний блокуючий пристрій, що виключає пуск двигуна при будь-якій включеній передачі.
4. Підігрівачі та пускові рідини. Підігрівачі. На деяких двигунах для полегшення пуску при низьких температурах навколишнього середовища встановлюють підігрівачі. Вони підігрівають або повітря, яке подається в циліндри двигуна або охолоджуючу рідину чи мастило в системах охолодження і мащення. Наприклад, підігрівач повітря дизеля Д-50 простий за будовою і являє собою двопровідну нерозбірну свічку розжарювання, яка встановлюється у кожну вихрову камеру дизеля.
Підігрівач повітря дизеля СМД-14 електрофакельний, тобто в даному випадку повітря в трубопроводі нагрівають полум’ям, яке запалюється внаслідок згоряння палива, воно запалюється електричною спіраллю. Монтується такий підігрівач у впускному трубопроводі. Аналогічний принцип роботи підігрівачів у двигунах Д-240.
Рис. 21. Механізм дистанційного керування трансмісією пускового двигуна: 1 – важіль; 2 – підлога кабіни; 3 – кронштейн; 4 і 11 – контргайки; 5 – регулювальна муфта; 6 – тяга бендикса; 7 – палець; 8 – важіль бендикса; 9 – вал; 10 – тяга муфти; 12 – вилка; 13 – важіль; 14 – вал; 15 – болт; 16 – пусковий двигун; 17 – пружини; 18 – шестерня включення; 19 – втулка штовхача; 20 – важіль включення; 21 – вантажі-фіксатори; 22 – штовхач; 23 – вінець маховика; 24 – вал редуктора; 25 – ролик; 26 – рухомий упор; 27 – нерухомий упор; 28 – стартер
Підігрівачі рідини і мастила типу ПЖБ (рис. 22) використовують як у дизельних, так і в карбюраторних двигунах. Конструкція схожа до конструкції котлів-підігрівачів. У такому випадку, передбачена камера згоряння, в яку поступає бензин, де він спочатку запалюється свічкою, а потім її відключають. Відпрацьоване тепло направляється на піддон картера для розігріву мастила. Для утворення паливної суміші в камеру згоряння вентилятором нагнітається повітря. При t°=20 °C забезпечується підігрів двигуна і його пуск за 15 хв.
Моменти опору і частоти обертання колінчастого валу при пуску карбюраторних двигунів не такі великі, як під час пуску дизелів. Тому, їх не обладнали спеціальними засобами для полегшення пуску.
Для дизелів застосовують свічки розжарювання і факельні підігрівачі повітря.
Пускові рідини призначені для полегшення пуску двигунів при низьких температурах навколишнього повітря (нижче -20 0С). Для холодного пуску дизелів використовують рідини “Холод Д-40”, а для карбюраторних двигунів – «Арктика».
Рис. 22. Система передпускового підігрівача ПЖБ -200Б:1 – двигун; 2 – заливна горловина підігрівача; 3 – паливний бак; 4 – електромагнітний клапан; 5 – регулювальна голка; 6 – контрольна спіраль; 7 – перемикач; 8 – електровентилятор; 9 – паливопровідна трубка; 10 – свічка розжарювання; 11 – котел підігрівача; 12 – кожух піддону; 13 – патрубки відведення гарячої води; 14 – вмикач свічки розжарювання
Пускова рідина “Холод Д-40”складається із 60% діетилового спирту, 15% петролейного ефіру, 15% – ізопропілнітрату і 10% моторного масла. Рідина відзначається високим тиском насичених парів, низькою температурою самозаймання ефіру і широким діапазоном запалювання суміші пускової рідини повітрям.
Рідина “Холод Д-40” подається у впускний трубопровід спеціальними пристроями типу 5ПП-40А, та ППА.