МДК .01.01. Назначение и общее устройство тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин

Областное автономное

профессиональное образовательное учреждение

 «Боровичский агропромышленный техникум»

ТРАКТОРЫИ АВТОМОБИЛИ

Курслекций

По

МДК.01.01. Назначение и общее устройство тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин

для специальности

35.02.16. «Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной

 техники и оборудования»

Курс лекций для МДК.01.01. Назначение и общее устройство тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин.

Разработано на основе рабочей программы учебной дисциплины

«Основы устройства тракторов и автомобилей» по специальности

 начального профессионального образования 35.02.16.

«Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники и оборудования»

 

 

Организация        разработчик:

ОАПОУ «Боровичский агропромышленный техникум»

Разработчики:

Васильев С.В. ОАПОУ «БАПТ» мастер производственного обучения.

Лекция №1 КЛАССИФИКАЦИЯТРАКТОРОВ

В 1837 году Д. А. Загряжский изобрел гусеничный ход. 1763 г. – паровая машина И. И. Болзунова. Предлагаемые конструкции не решали главного вопроса – поворота гусеничного трактора.

Эту проблему решил пароходный механик Ф. А. Блинов в 1880 году. Посередине трактор имел паровой котел, а по бокам две паровые машины для привода правой и левой гусениц.

Я. В. Малинин в 1910 году построил трактор с нефтяным двигателем. С 1911 года под его руководством были изготовлены тракторы марки «Русский трактор»с № 25, 45 л. с. В 1914 году было выпущено 100 таких тракторов. До революции в с/х работало всего 165 тракторов.

Тяговые машины и агрегаты – тяговая машина это энергетическое средство предназначенное для приведения в действие различных механизмов.

В роли энергетического средства используются различные двигатели (ДВС, электрические), и машины оснащенные ими (тракторы автомобили, средства малой механизации и т.д.).

Классификациятракторов:

По назначению

a) с/хтракторы

b) промышленные

c) лесные

В зависимости от назначения тракторы подразделяются на три группы: общего назначения (пахотные), универсально-пропашные и специализированные (крутосклонные, болотоходные, для возделывания хлопчатника, винограда и т. д.).

Тракторы общего назначения в агрегате с машинами и орудиями используются на пахоте, посеве, сплошной культивации, уборке и других энергоемких работах. Эти тракторы отличаются повышенной мощностью двигателя и хорошим сцеплением с почвой, что позволяет им развивать значительную силу тяги.

Универсально-пропашные тракторы предназначены как для механизации полевых работ в междурядьях, так и для выполнения многих других сельскохозяйственных операций. Сила тяги у них меньше, чем у тракторов общего назначения, а дорожный просвет значительно больше. Универсально-пропашные тракторы имеют большое число рабочих передач, а ширину колеи их можно изменять соответственно ширине междурядий пропашных культур.

Специализированные тракторы создаются на базе универсально-пропашных или пахотных, но имеют более ограниченное применение и отличаются главным образом конструкцией ходовой части. Так, специализированный трактор для механизации возделывания хлопчатника имеет одно переднее колесо и два задних; крутосклонный трактор конструктивно приспособлен для работы на пересеченной местности и на склонах.

В зависимости от конструкции ходовой части тракторы делятся на гусеничные и колесные.

Гусеничный трактор опирается на большую поверхность, поэтому он имеет хорошее сцепление с почвой, незначительно сминает и уплотняет ее. У такого трактора высокие тяговые свойства и хорошая проходимость.

Колесный трактор легче гусеничного, такой же мощности, более универсален (может использоваться на полевых и транспортных работах), но сцепление с почвой у него хуже, поэтомуи сила тяги, развиваемая им, меньше, чем угусеничного сравнимой мощности.

 

Вопросыдлясамоконтроля

1. Историясозданиягусеничногохода.

2. Классификациятракторовпо назначению.

3. Особенностиконструкцииколесногоигусеничноготракторов

 

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Родичев, В. А. Тракторы: учебник для нач. проф. Образования [Текст] / В.А. Родичев. – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с. – ISBN 978-5-7695-9786-2

2. Поливаев,О.И. Тракторыиавтомобили.Конструкция:учебноепособие[Текст]

/ О.И. Поливаев, В.П. Гребнев, А.В. Ворохобин, А.В. Божко; под. общ. ред. О.И. Поливаева. – М.: КРОКУС, 2013. – 252 с. – ISBN 978-5-406-02844-5

3. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства: учебное пособие [Текст] /В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, А.В. Ворохобин;под.общ. ред. О.И. Поливаева. – 2-е изд., стер. – М.: КРОКУС, 2013. – 264 с. – (Бакалавриат и бакалавратура). ISBN 978-5-406-02653-3

Лекция №2 ТИПАЖТРАКТОРОВ

Для механизации работ в сельском и лесном хозяйствах разработана научно обоснованная система машин, в том числе типаж тракторов.

Типажом тракторов называется такой технически и экономически целесообразный набор тракторов, который при агрегатировании с различными машинами может обеспечить комплексную механизацию сельскохозяйственного и лесного производства с наименьшими затратами труда.

Все тракторы разделены на классы по номинальному тяговому усилию. Это позволяет так составить машинно-тракторный агрегат, чтобы тяговое сопротивление входящих в его состав машин соответствовало тяговому усилию определенного класса трактора.

В каждом классе есть базовые модели – тракторы наиболее универсальные и массовые. Кроме базовых моделей выпускаются тракторы этого же класса для специальных работ. От базовых они отличаются некоторыми особенностями конструкции и называются его модификациями.

Натракторахразличноймодификацииустановленыунифицированныесбазовыми моделямидвигателииряддругих устройств.Унификация(единообразие)механизмови деталей облегчает изготовление, освоение и использование тракторов, позволяет сократить перечень запасных частей. Тракторы общего назначения выпускаются классовтяги3,4,5и6тс;намеченосозданиетракторовкласса8тс.Универсально-

пропашные тракторы выпускаются с тяговым усилием 0,6; 0,9; 1,4 и 2 тс, планируется создание тракторов класса 0,2 тс.

Класс 80. Для этого класса тяги намечено создание нового колесного трактора с двигателем мощностью 500 л. с.

Класс 60. Представлен гусеничным трактором Т-130 с двигателем мощностью до 160 л. с. Используется для работ общего назначения, а также в промышленности и на строительстве. Т-130Б – болотоходная модификация базового трактора.

Класс 50. Энергонасыщенные колесные тракторы К-701 используются в агрегатес широкозахватными машинами для пахоты, культивации, боронования, лущения стерни, снегозадержания. Они успешно выполняют также транспортные, дорожно- строительные и землеройные работы.

Класс40. ПредставленгусеничнымтракторомТ –4А.

Класс 30. Здесь сосредоточено большинство тракторов общего назначения. Гусеничный трактор Т-150 и колесный Т-150К используются на пахоте, посеве, бороновании и других сельскохозяйственных работах. Широкое распространение получил также трактор ДТ-75М. Разрабатывается новый гусеничный трактор ДТ-75С с двигателем мощностью 170 л. с. Модификации базовой модели — гусеничныетракторы ДТ-75Б (болотоходный) и ДТ-75К (крутосклонный).

Класс 20. Тракторы этого класса предназначены преимущественно для механизации работ на свекловичных плантациях, виноградниках и в садах.Выпускается гусеничный трактор Т-70С с двигателем мощностью 70 л.с., а также колесный универсально-пропашной трактор высокой проходимости РТ-М-160 с двигателем мощностью 150 л. с.

Класс 14. К этому классу относятся широко распространенные колесныетракторы«Беларусь».Онипредназначеныглавнымобразомдлямеханизации

возделывания и уборки пропашных культур (картофель, кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник), но могут выполнять многие работы общего назначения, а также транспортные, погрузочно-разгрузочные, дорожно-строительные.

Базовая модель – тракторМТЗ-80с двигателемД-240. Егомодификация –трактор МТЗ-82счетырьмяведущимиколесами–имеетповышеннуюпроходимостьиуспешно работает в тяжелых почвенных и погодных условиях. К этому классу относится также трактор ЮМЗ-6, построенный на базе трактора «Беларусь».

Класс 9. Тракторы этого класса используют на междурядной обработке пропашных культур, транспорте, работах общего назначения, приводе рабочих органов стационарныхмашин.Промышленностьвыпускаетколесныйуниверсально-пропашной трактор Т-40М с двигателем Д-37Е. Его модификации: Т-40АМ – повышенной проходимости и Т-40АНМ – низкоклиренсный, который может работать и на склонах крутизной до 16°.

Класс 6. Базовой моделью служит трактор^: Т-25А (Т-25А1) с двигателем Д-21 мощностью 25 л. с. Он предназначен для работ в садах и на овощных плантациях, предпосевной обработки, посева, посадки и ухода за посевами; для уборки сена, работ на фермах, транспортных работ и привода рабочих органов стационарных машин. Высококлиренская модификация этого трактора используется в питомниках и на ягодниках. Разрабатывается модификация трактора повышенной проходимости (с четырьмя ведущими колесами).

КэтомуклассуотноситсясамоходноешассиТ-16Миегомодификации:Т-16МТ– низкоклиренсное и Т-16ММЧ – высококлиренсное.

Самоходное шасси используется для пахоты, сева с одновременным внесением удобрений, междурядной обработки, опыливания, опрыскивания и подкормки, уборки овощей, кошения трав и уборки сена, а также для привода рабочих органов стационарных машин и в качестве внутриусадебного транспорта. Создаются новые самоходные шасси: одно – и двухбрусные, повышенной проходимости, высококлиренсные, портального типа.

Класс 2. Чтобы механизировать работы на небольших участках, создаются пешеходно – ездовые двух-, трех- и четырехколесные тракторы этого класса с двигателем мощностью 10 – 12 л. с. (мини-тракторы, мотоблоки).

Промышленныетракторы

· общегоназначения–дляработсрыхлителем,скрепером,канавокопателем,бульдозером – Т-130А, Т-180, ДЭТ-250

· специализированныепоназначению–одноковшовыйпогрузчик,трубоукладчик, экскаватор, тягач

· специализированные по области применения – мелиоративные, болотоходные и т.д.

2. Потипуходовойчасти–колесные(МТЗ,Т-25,К-701,Т-150К,ЛТЗ-155), полугусеничные (МТЗ-80П), гусеничные (ДТ-75М, Т-70, Т-150, Т-130А)

3. По типуостова – рамные (ДТ-75М), полурамные (МТЗ), безрамные (Т-25М, Т-30А), сочлененной рамой (К-744, Т-150К)

4. Потипудвигателя –дизельные,карбюраторные,электрические.

5. По типу трансмиссии – механические, гидравлические, гидромеханические, электрические.

 

Основныезаводы,выпускающиетракторы Россия

1. АООнежский–вПетразоводске–ЛХТ-55М; ТЛТ-100

2. ПОКировскийзавод–Санкт-Петербург–К-744;К-703

3. Чебоксарскийтракторныйзавод –Т-330

4. Челябинскийтракторныйзавод–Т-170М

5. АОАлтрак,Алтайскийтракторныйзавод–Т-4А,ТТ-4М,Т-402

6. Липетскийтракторныйзавод –ЛТЗ-60,ЛТЗ-55,ЛТЗ-155

7. Волгоградскийтракторныйзавод –ДТ-75Д,ВТ-100

8. Владимирскийтракторныйзавод–Т-25,Т-30,ВТЗ-2032,Т-45,ВТЗ-2048,ВТЗ- 30СШ

9. ФГУППО«УРАЛВАГОНЗАВОД»–Нижний–ТагилРТ-М-160 Украина

1. Харьков–Т-150К;Т-150

2. Харьковтракторосборочный–СШ-25(Т-16МГ)

3. Днепропетровск–ЮМЗ-6(Л)

Белоруссия–ПОМинскийтракторныйзавод–МТЗ-80.1(82),БеларусьМТЗ-1221, МТЗ-142

Молдавия–ПОКишиневскийтракторныйзаводТ-70С Казахстан – АО «Казахстантрактор»– ДТ-75М

 

Вопросыдлясамоконтроля

1. Понятиетипажа трактора.

2. Перечислитеосновныеклассытракторов.

3. Перечислитеосновныхпроизводителейтракторнойтехники.

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Родичев, В. А. Тракторы: учебник для нач. проф. Образования [Текст] / В.А. Родичев. – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с. – ISBN 978-5-7695-9786-2

2. Поливаев,О.И. Тракторыиавтомобили.Конструкция:учебноепособие[Текст]

/ О.И. Поливаев, В.П. Гребнев, А.В. Ворохобин, А.В. Божко; под. общ. ред. О.И. Поливаева. – М.: КРОКУС, 2013. – 252 с. – ISBN 978-5-406-02844-5

3. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства: учебное пособие [Текст] /В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, А.В. Ворохобин;под.общ. ред. О.И. Поливаева. – 2-е изд., стер. – М.: КРОКУС, 2013. – 264 с. – (Бакалавриат и бакалавратура). ISBN 978-5-406-02653-3

Лекция№3

 

ОБЩЕЕУСТРОЙСТВО ТРАКТОРОВ

 

Современные тракторы включают в себя многочисленные и конструктивно разнообразные механизмы, гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные системы, находящиеся в определенном взаимодействии.

Основныечаститрактора:

Колесный трактор:

1. Двигатель

2. Муфтасцепления

3. Карданныйвал

4. Колобкапеременыпередач

5. Карданныйвал

6. Ведущиймост

7. Конечнаяпередача

8. Ведущее колесо Гусеничныйтрактор:

1. Двигатель

2. Муфтасцепления

3. Карданныйвал

4. Колобкапеременыпередач

5. Карданныйвал

6. Ведущиймост

7. Конечнаяпередача

8. Ведущаязвездочка

Расположение основных частей и сборочных единиц гусеничного трактора ДТ- 75МВ показано на рисунке 3.1.

Двигатель 2 преобразует химическую энергию топлива и атмосферного воздуха во вращательное движение и переносит его к потребителям – трансмиссии, механизму отбора мощности (MOM), гидросистеме отбора мощности (ГСОМ).

Трансмиссия трансформирует вращательное движение, распределяет его ипереносит к ведущим колесам (звездочкам гусениц). Она включает в себя муфту 3 сцепления, соединительный вал 4, коробку передач 11, планетарные механизмы 6, главную 10 и конечные передачи.

 

 

Рисунок 3.1. Расположение основных частей, их механизмов и деталей гусеничного трактора ДТ-75МВ:

1 – направляющее колесо; 2 – двигатель; 3 – муфта сцепления: 4 – соединительный вал: 5 –ведущее колесо; 6 – планетарный механизм; 7 – прицепное устройство; 8 – навесная система; 9 – конечная передача; 10 – главная передача; 11 – коробка передач: 12 – гусеничная цепь.

 

Ходовая часть объединяет все сборочные единицы в одно целое и служит для перемещения трактора по опорной поверхности. В нее входят остов (рама), подвески и движитель, включающий в себя ведущие колеса (звездочки) 5, направляющие колеса 1, поддерживающие ролики и гусеничные цепи 12. Движитель взаимодействует сопорной поверхностью (почвой) и преобразует подведенное трансмиссией вращательное движение в поступательное движение трактора.

Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, изменяют траекторию движения трактора, останавливают и удерживают его неподвижно. К ним относятся планетарный механизм 6 и тормоза.

Рабочее оборудование трактора состоит из механизма навески с гидроприводом, прицепного устройства 7, механизма отбора мощности и приводного шкива.

Навесная система – это совокупность сборочных единиц, предназначенных для крепления навесных машин на трактор и управления их работой. С помощью прицепного устройства буксируют различные прицепные машины и транспортные средства.

Рисунок 3.2. Расположение основных частей, их механизмов и деталей колесного трактора МТЗ-80:

1 – управляемое колесо; 2 – передний мост; 3 – двигатель; 4 – муфта сцепления; 5 – главная передача; 6 – конечная передача: 7 – механизмнавески; 8 – ведущееколесо; 9 – дифференциал: 10 – коробка передач.

MOM и ГСОМ используют для приведения в действие рабочих органов агрегатируемых машин.

Вспомогательное оборудование трактора – это кабина с подрессоренным сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, системы отопления и вентиляции, компрессор и т. д.

Назначение составных частей колесного трактора (рис. 3.2) то же, что угусеничного.

Ходовая часть и механизмы управления колесного трактора состоят из остова, переднего моста 2, ведущих 8 и управляемых 1 колес, рулевого управления. Между главной 5 и конечной 6 передачами установлен дифференциал 9.

 

Вопросыдлясамоконтроля

1. Укажитеобщееустройствотракторов.

2. Назначениерабочегооборудованиятрактора.

3. Назначениевспомогательногооборудованиятрактора.

 

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Родичев, В. А. Тракторы: учебник для нач. проф. Образования [Текст] / В.А. Родичев. – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с. – ISBN 978-5-7695-9786-2

2. Поливаев,О.И. Тракторыиавтомобили.Конструкция:учебноепособие[Текст]

/ О.И. Поливаев, В.П. Гребнев, А.В. Ворохобин, А.В. Божко; под. общ. ред. О.И. Поливаева. – М.: КРОКУС, 2013. – 252 с. – ISBN 978-5-406-02844-5

3. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства: учебное пособие [Текст] /В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, А.В. Ворохобин;под.общ. ред. О.И. Поливаева. – 2-е изд., стер. – М.: КРОКУС, 2013. – 264 с. – (Бакалавриат и бакалавратура). ISBN 978-5-406-02653-3

Лекция№4

 

ОБЩЕЕУСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ

 

В 1752 году крепостной крестьянин, изобретатель-самоучка, ЛеонтийШамшуренков смастерил «самобеглую коляску».

В1791годумеханикиизобретательИванКулибинпостроил3-хколесную

«самобеглую коляску» с двумя ведущими колесами. В конструкции этой коляски он уже тогда применил коробку передач, рулевое управление и тормоза. Двигатель- мускульная сила человека. В то время еще не было механического двигателя. Первые двигатели появились в России в конце 80-х годов XIX века. Русско-Балтийский вагонный завод организовал в г. Риге с 1908-1915гг выпуск 800 легковых автомобилей, собранных из импортных частей.

Рождением автомобильной промышленности считается 1924 год, когда на Московском автомобильном заводе (ныне ЗИЛ) был выпущен 1,5 т грузовик АМО- Ф15.

В период довоенных пятилеток вступили в строй автозаводы: Ярославский, Горьковский. Московский малолитражный автомобиль (Москвич)

В послевоенный период были созданы – Минский, Кутаисский, Кременчугсский, Волжский, Камский, Павловский, Львовский, Запорожский, Ульяновский, Миасский, Ижевский, набережшые чалны автозаводы.

Всеавтомобилиимеютусловноеобозначение(цифровое) Назначение (в цифрах):

1 –легковые

2 –автобусы

3 –грузовые(бортовые) 4 – тягачи

5 –самосвалы

6 –цистерны

7 –фургоны

8 –электромобили

9 –специальныемашины(рем.машины,трубовозы,лесовозы) Общее устройство автомобиля

Основные части автомобиля (рис. 4.1) – двигатель, шасси и кузов. Принципиальная схема расположения основных частей и механизмов автомобиля мало отличается от схемы их расположения у колесного трактора.

Рисунок 4.1. Расположение основных частей, их механизмов и деталей автомобиля: 1–управляемоеколесо;2–передняяподвеска;3–муфтасцепления;4–коробка

передач; 5 – карданная передача; 6 – главная передача; 7 – дифференциал; 8 – задняя подвеска; 9 – ведущее колесо; 10 – рама; 11 – рулевое управление; 12 – двигатель.

 

Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. На шасси устанавливают кузов для размещения пассажиров или груза. Помещением для водителей и обслуживающего персонала в грузовом автомобиле служит кабина. За пределами кузова и кабины многих автомобилей расположено оперение: капот, крылья, подножки.

Вспомогательное оборудование автомобилей – тягово-сцепное устройство, лебедка, системы отопления и вентиляции, компрессор и т. д.

В1985 г.начатопроизводствоотечественных переднеприводных автомобилей ВАЗ- 2108. Их компоновочная схема отличается от классической (рис. 3) тем, что двигатель расположен поперек кузова и ведущими являются передние колеса. Это позволило уменьшить массу автомобиля, эффективнее использовать его пространство, повысить устойчивость и проходимость.

 

 

Вопросыдлясамоконтроля

1. Классификацияавтомобилейпоназначению.

2. Укажитеобщееустройство автомобиля.

 

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Родичев, В. А. Тракторы: учебник для нач. проф. Образования [Текст] / В.А. Родичев. – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с. – ISBN 978-5-7695-9786-2

2. Поливаев,О.И. Тракторыиавтомобили.Конструкция:учебноепособие[Текст]

/ О.И. Поливаев, В.П. Гребнев, А.В. Ворохобин, А.В. Божко; под. общ. ред. О.И. Поливаева. – М.: КРОКУС, 2013. – 252 с. – ISBN 978-5-406-02844-5

3. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства: учебное пособие [Текст] /В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, А.В. Ворохобин;под.общ. ред. О.И. Поливаева. – 2-е изд., стер. – М.: КРОКУС, 2013. – 264 с. – (Бакалавриат и бакалавратура). ISBN 978-5-406-02653-3

Лекция №5 ДВИГАТЕЛИ

Классификация. Двигатель – это преобразователь какого-либо вида энергии в механическую работу.

Двигатели тракторов и автомобилей делят на электрические и тепловые. Электрическиедвигатели могут получать питаниеот воздушных линий электропередач через токосниматели, от сети по кабелю или от мощной аккумуляторной батареи, размещенной на машине.

На большинстве современных тракторов и автомобилей установлены тепловые двигатели, внутри которых сгорает топливо, и часть выделившейся теплоты преобразуется в механическую работу. Их называют двигателями внутреннего сгорания.Книмотносятпоршневые,роторно-поршневые,реактивныеигазотурбинные двигатели. На отечественных тракторах и автомобилях установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания.

В нашей стране создан типаж тракторных двигателей, увязанный с типажом тракторов. Он предусматривает создание «семейств», в которых один двигатель отличается от другого эффективной мощностью. Создавая «семейства» двигателей можно максимально унифицировать их сборочные единицы и детали.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания устанавливают на самоходные сельскохозяйственные машины и используют для привода таких машин, как насосы, компрессоры, электрические генераторы и т. п. Эти двигатели часто представляют собой несколько видоизмененные модели двигателей, применяемых на тракторах и автомобилях.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основным признакам:

по способу воспламенения горючей смеси (горючей смесью называют смесь топлива с воздухом в определенных соотношениях) – воспламенением от сжатия (дизели) и принудительным от электрической искры;

по способу смесеобразования – с внешним (карбюраторные и газовые) и с внутренним (дизели) смесеобразованием;

поспособуосуществлениярабочегоцикла –четырехтактныеи двухтактные;

по виду применяемого топлива – работающие на жидком (бензин или дизельное топливо), газообразном (сжатый или сжиженный газ) топливе и многотопливные;

по числу цилиндров одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шестицилиндровые и т. д.);

по расположению цилиндров – однорядные, или линейные (цилиндры расположены водин ряд),и двухрядные, или V-образные (один рядцилиндровразмещен под угломк другому).

На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четырехтактные многоцилиндровые дизели, а на автомобилях легковых, малой и средней грузоподъемности – четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные и газовые двигатели или дизели.

Основные механизмы, системы и их назначение. Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из корпусных деталей, кривошипно-шатунного и газораспределительногомеханизмов,системпитания,охлаждения,смазочной,

зажиганияипуска,регуляторачастотывращения.Устройствочетырехтактногоодноцилиндрового карбюраторного двигателя показано на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1. Устройство одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:

1 – головкацилиндра;2 – искровая свечазажигания: 3–поршень:4 –насоссистемы охлаждения: 5 – толкатель: 6 – распределительный вал: 7 – маховик; 8 – масляный насос: 9 – резервуар для масла (поддон картера): 10 – распределительные зубчатые колеса: 11 – коленчатый вал; 12 – шатун; 13 – поршневой палец; 14 – цилиндр; 15 – впускной клапан: 16 – карбюратор: 17 – выпускной клапан; 18 – коромысло: 19 – штанга.

 

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно- поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала, и наоборот. Он состоит из цилиндра 14, поршня 3 с кольцами, поршневого пальца 13, шатуна 12, коленчатого вала 11 и маховика 7. Сверху цилиндр закрыт головкой 1 цилиндра.

Механизм газораспределения предназначен для своевременного соединения надпоршневого объема с системой впуска свежего заряда и выпуска из цилиндра продуктов сгорания (отработавших газов) в определенные промежутки времени.

Он состоит из распределительного вала 6, зубчатых колес 10 привода распределительного вала, толкателей 5, штанг 19, коромысел 18, клапанов 15 и 17, пружин.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее кцилиндру(в карбюраторном и газовом двигателях) или наполнения цилиндра воздухом и подачи в него топлива под высоким давлением (в дизеле).

Системаохлаждения необходимадля поддержания оптимального теплового режима двигателя. Вещество, отводящее от деталей двигателя избыток теплоты, – теплоноситель, может быть жидкостью или воздухом.

Смазочная система предназначена для подвода смазочного материала (моторного масла) к поверхностямтрения с целью их разделения, охлаждения, защиты откоррозии и вымывания продуктов изнашивания.

Система зажигания служит для своевременного зажигания рабочей смеси электрической искрой в цилиндрах карбюраторного и газового двигателей.

Система пуска – это комплекс взаимодействующих механизмов и систем, обеспечивающих устойчивое начало протекания рабочего цикла в цилиндрахдвигателя. Регулятор частоты вращения – это автоматически действующий механизм, предназначенный для изменения подачи топлива или горючей смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

В дизеле в отличие от карбюраторного и газового двигателей нет системызажигания и в системе питания вместо карбюратора 16 или смесителя установлена топливнаяаппаратура(топливныйнасосвысокого давления; топливопроводывысокого давления и форсунки).

Основные понятия и определения. Чтобы описать основные определения, принятые для двигателей, рассмотрим схему одноцилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания (рис. 5.2) с центральным кривошипно-шатунным механизмом Центральный – это такой кривошипно-шатунный механизм, в котором ось цилиндра пересекает оси поршневого пальца и коленчатого вала.

Рисунок5.2.Схемаодноцилиндровогочетырехтактного двигателя

Верхняя мертвая точка (в.м.т.) – положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от него до оси коленчатого вала двигателя наибольшее.

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

ХодпоршняS–расстояниепоосицилиндрамеждумертвымиточками.Прикаждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота, т. е. на 180°. Ход поршня равен двум радиусам R кривошипа коленчатого вала, т. е. S = 2R.

Рабочий объем цилиндра V_h (м³) – объем цилиндра, освобождаемый поршнем при перемещении от в.м.т. до н.м.т.:

pd²

V=

4

S

,                                                   (4.1)

гдеd–диаметрцилиндра,м;S–ходпоршня,м.

Объем камеры сжатия V_c (м³) – объем пространства над поршнем, находящимся вв.м.т.

Полный объем цилиндра V_a (м³) – сумма объема камеры сжатия нерабочего объема цилиндра, т. е. пространство над поршнем, когда он находится в н.м.т.:

Va=Vh+Vc.                                                         (4.2)

Литраж двигателя V_д –это суммарабочих объемов всех его цилиндров, выраженная в литрах:

Vл=10³Vhi,                                                        (4.3)

где V_h – рабочий объем одного цилиндра, м³; i – число цилиндров двигателя. Степеньсжатия–отношениеполногообъемацилиндракобъемукамерысжатия:

e=Vа

Vс.                                                     (4.4)

Таким образом, степень сжатия – это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сжатия.

 

Вопросыдлясамоконтроля

1. Классификацияпоршневыхдвигателейвнутреннегосгорания.

2. Основныемеханизмыдвигателя,системыи ихназначение.

3. Основныеопределения,принятыедлядвигателей.

 

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Родичев, В. А. Тракторы: учебник для нач. проф. Образования [Текст] / В.А. Родичев. – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 288 с. – ISBN 978-5-7695-9786-2

2. Поливаев,О.И. Тракторыиавтомобили.Конструкция:учебноепособие[Текст]

/ О.И. Поливаев, В.П. Гребнев, А.В. Ворохобин, А.В. Божко; под. общ. ред. О.И. Поливаева. – М.: КРОКУС, 2013. – 252 с. – ISBN 978-5-406-02844-5

3. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства: учебное пособие [Текст] /В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, А.В. Ворохобин;под.общ. ред. О.И. Поливаева. – 2-е изд., стер. – М.: КРОКУС, 2013. – 264 с. – (Бакалавриат и бакалавратура). ISBN 978-5-406-02653-3

4. Поливаев, О. И. Электронные системы управления бензиновых двигателей: учебное пособие [Текст] / О.И. Поливаев, О.М. Костиков, О.С. Ведринский. – М.: КРОКУС, 2011. – 96 с. – ISBN 978-5-406-00134-9

Лекция6

 

РАБОТАДВИГАТЕЛЯ

 

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), в результате которых энергия топлива преобразуетсяв механическую работу.

Такт – часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т. е. условно принимаем, что такт происходит за один ход поршня.

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 поршня или за один оборот коленчатого вала, считают двухтактными.

Рисунок 6.1. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя:

а–тактвпуска;б –тактсжатия;в–тактрасширения;г –тактвыпуска;1 –впускной клапан; 2 – искровая свеча зажигания; 3 – цилиндр; 4 – шатун; 5 – коленчатый вал; 6 – поршень; 7 – выпускной клапан.

Рабочийциклкарбюраторногочетырехтактногодвигателя. Рассмотримкаждый такт цикла.

Такт впуска. Поршень 6 (рис. 6.1 а) движется от в.м.т. к н.м.т., создавая разрежение в полости цилиндра 3 над поршнем. Впускной клапан 1 открыт, и цилиндр через впускную трубу и карбюратор сообщается с атмосферой. Под действием разности давлений воздух, проходя через карбюратор, распыливает топливо и, смешиваясь сним,образуетгорючуюсмесь,котораязаполняетцилиндр3.Цилиндр3заполняется

горючей смесью до прихода поршня в н.м.т. К этому моменту времени впускнойклапан закрывается.

В начале такта впуска, когда поршень был в в.м.т., над поршнем в объеме камеры сжатия имелись остаточные продукты сгорания от предыдущего цикла. Горючая смесь, заполняя цилиндр, перемешивается с остаточными газами и образует рабочую смесь. Давление в конце такта впуска 0,07...0,09 МПа, температура рабочей смеси 330...390 К.

Такт сжатия (рис. 6.1 б). При дальнейшем повороте коленчатого вала 5 поршень движется от н.м.т. к в.м.т. При этом впускной 1 и выпускной 7 клапаны закрыты. Поршень в процессе движения сжимает находящуюся в цилиндре рабочую смесь. В такте сжатия составные части рабочей смеси хорошо перемешиваются и нагреваются. Давление в конце такта сжатия увеличивается до 0,9...1,2 МПа, а температура – до 500...700 К. В конце такта сжатия между электродами свечи 2 возникает электрическая искра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, давление газов (продуктов сгорания) повышается до 3,0...4,5 МПа, а температура – до 2700 К.

Такт расширения (рис. 6.1, в). Оба клапана закрыты. Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в.м.т. к н.м.т. и через шатун 4 приводит во вращение коленчатый вал 5, совершая полезную работу. К концу такта расширения давление уменьшается до 0,3...0,4 МПа, а температура – до 1200...1500 К.

Такт выпуска. Когда поршень 6 подходит к н.м.т., открывается выпускной клапан 7 и отработавшие газы под действием избыточного давления начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу. Далее поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 6.1, г) и выталкивает из цилиндра отработавшие газы. К концу тактавыпуска давление в цилиндре составляет 0,11...0,12 МПа, температура – 700...1100 К.

Далеерабочийцикл повторяется.

Рабочийциклчетырехтактногодизеля. Вотличиеоткарбюраторногодвигателяв цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.

Такт впуска. Поршень 5 (рис. 6.2, а) движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан 1 открыт, в цилиндр 4 поступает воздух. Давление в конце такта 0,08...0,09 МПа, температура воздуха 320...340 К.

Тактсжатия. Обаклапаназакрыты.Поршень5движетсяотн.м.т.кв.м.т.(рис.

6.2 б), сжимая воздух. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14...18) давление воздуха в конце этого такта достигает 3,5...4,0 МПа, а температура (750...950 К) превышает температурусамовоспламенениятоплива.При положении поршня,близком к в. м. т., в цилиндр через форсунку 2 начинается впрыскивание жидкого топлива, подаваемого насосом 6 высокого давления. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе.

 

Рисунок6.2.Рабочийциклодноцилиндровогочетырехтактного дизеля:

а–тактвпуска;б –тактсжатия;в–тактрасширения:г –тактвыпуска;1 –впускной клапан: 2 – форсунка; 3 – выпускной клапан; 4 – цилиндр; 5 – поршень; 6 – топливный насос высокого давления.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает. Давление газов достигает 5,5...9,0 МПа, температура – 1900…2400 К.

Тактрасширения. Обаклапаназакрыты.Поршень5поддавлениемрасширяющихся газов движется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 6.2, в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива. К концу такта расширения давление газов уменьшается до 0,2...0,3 МПа, температура – до 900...1200 К.

Такт выпуска. Выпускной клапан 3 открывается. Поршень 5 движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 6.2, г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы изцилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов 0,11...0,12 МПа, температура 650...900 К.

Далеерабочийцикл повторяется.

В течение рабочего цикла описанных двигателей только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит во вращательноедвижениеколенчатыйвал. При выполненииостальныхтактов –выпуска, впуска и сжатия – поршень нужно перемещать, вращая коленчатый вал. Это подготовительные такты, которые осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте расширения. Маховик, обладающий значительной массой, крепят на конце коленчатого вала.

 

Вопросыдл