 |
Устройство двигателей внутреннего сгорания
|
|
|
|
Методические указания
К выполнению лабораторных работ
По дисциплине «Технологии и технические средства в сельском хозяйстве»
Волгоград
ИПК «Нива» ВолГАУ
УДК 621.43
ББК 40.72-082 я 73
М-54
Рецензент
Заведующий кафедрой «Ремонт машин и ТКМ» ВолГАУ,
Кандидат технических наук, профессор Г.И. Жидков
М-54 Методические указания «Технологии и технические средства в сельском хозяйстве» / Сост. Ю.А. Дугин, Шарипов Р.В., Семченко А.В., – Волгоград: ФГОУ ВПО Волгоградский ГАУ, ИПК «Нива», 2015. – 28 с.
Предназначены для студентов 3 курса очного отделения, 4 курса заочного и 2 курса ССО электроэнергетического факультета по направлению «Агроинженерия».
Рекомендовано к изданию методической комиссией инженерно-технологического факультета Волгоградского ГАУ протокол № от 2015 г.
УДК 621.43
ББК 40.72-082 я 73
© ФГОУ ВПО Волгоградский государственный
аграрный университет, 2015
© авторы, 2015
Лабораторная работа №1
Общее устройство тракторов и автомобилей
Цель работы: Изучить классификацию тракторов и автомобилей; рассмотреть их основные части; уяснить их назначение, взаимное расположение и принцип работы.
Система тракторов и автомобилей.
Совокупность тракторов образует их типаж. Согласно ему сельскохозяйственные тракторы разделены на классы по основному признаку – номинальному тяговому усилию. Они имеют девять классов с тяговым усилием 2…60 кН.
Тракторы классифицируются по назначению, конструкции ходовой части, типу остова. По назначению различают тракторы общего назначения (Т-150К, ДТ-175С, К-701, ДТ-75М, Т-4А), универсально – пропашные (МТЗ-80, Т-40М, и др.), по типу остова – рамные, полу рамные и безрамные.
|
|
|
Автомобильный транспорт, используемый в сельскохозяйственном производстве, подразделяется на грузовой, специальный и пассажирский.
Грузовые машины классифицируются по грузоподъемности и в зависимости от устройства подразделяются на машины общего назначения, специализированные и специальные. Автомобили общего назначения, оборудованные неопрокидывающейся бортовой грузовой платформой, предназначены для перевозки всех видов грузов, кроме жидких без тары (ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 др.).
К специализированным относятся автомобили, кузовы которых приспособлены для перевозки отдельных видов грузов (самосвалы – ГАЗ-53Б, ЗИЛ-ММЗ-555, цистерны – АЦПТ-2,8, АВВ-2М и др.).
Специальные автомобили предназначены для выполнения преимущественно нетранспортных работ. К ним относятся автокраны КС-3561 (МАЗ-500) и др., санитарные автомобили, (УАЗ-452А), передвижные ремонтные мастерские МПР-3901 (ГАЗ-3307 и т.п.).
Общее устройство сельскохозяйственного трактора и автомобиля
Тракторы и автомобили состоят из различных механизмов, находящихся между собой в определённом взаимодействии. Их конструкция и расположение могут быть различными, но принципы действия аналогичны.
Механизмы трактора можно разделить на следующие основные части: двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочие и вспомогательное оборудование.
Двигатель предназначен для преобразования химической энергии сгорающего в нём топлива в механическую.
Трансмиссия передаёт момент силы от коленчатого вала двигателя к ведущим колёсам.
Ходовая часть служит для преобразования вращательного движения ведущих колёс в поступательное движение трактора.
Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, изменяют направление движения трактора, останавливают и удерживают его неподвижно. К ним относятся механизм поворота (планетарный) и тормоза.
|
|
|
Рабочее оборудование трактора состоит из гидравлической навесной системы, прицепного устройства, 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 разные прицепные машины и орудия.
Вал отбора мощности используют для приведения в действие рабочих органов некоторых машин при одновременном перемещении их по полю.
К вспомогательному оборудованию трактора относят кабину с подрессоренным сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, компрессор и т.д.
Автомобиль состоит из сборочных единиц и механизмов, образующих три основные части: двигатель, шасси и кузов.
Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления.
На шасси автомобиля устанавливается кузов, служащий для размещения водителя, пассажиров и грузов.
Автомобили могут иметь вспомогательное оборудование: тягово – сцепное устройство, лебедку, системы отопления и вентиляции, компрессор и т.д.
Трансмиссия
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента двигателя ведущим колесам трактора (автомобиля), а также используется для передачи части мощности двигателя агрегатируемой с трактором машине. При помощи трансмиссии можно изменить крутящий момент и частоту вращения колес по значению и направлению.
По способу изменения крутящего момента трансмиссии разделяются на ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные.
Ступенчатую трансмиссию трактора МТЗ-80 составляют следующие основные сборочные единицы.
Сцепление предназначено для плавного отъединения и присоединения работающего двигателя и трансмиссии, безударного переключения передач и плавного трогания трактора с места.
По числу ведомых дисков различают одно, двух и многодисковые сцепления. Число дисков в сцеплении определяется в основном значением передаваемого крутящего момента.
По роду трения сцепления делят на сухие и мокрые (работающие в масляной ванне).
По действию нажимного устройства сцепления разделяют на постоянно и непостоянно замкнутые. В большинстве тракторов и автомобилей применяют сцепления с постоянно замкнутым нажимным устройством.
|
|
|
В ряде современных тракторов (МТЗ-80, ЮМЗ-6Л, Т-40М и др.) энергия двигателя распределяется сцеплением на два самостоятельных потока, из которых один поступает на движетели трактора и приводит его в движение, а второй – на привод органов агрегатируемых с трактором машин. Сцепления такого типа называют двухпоточными.
Коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам. С помощью коробки передач можно изменять направление движения трактора и обеспечивать длительное разобщение работающего двигателя от ведущих колес.
Ступенчатые (шестерённые) коробки передач классифицируют по следующим основным признакам.
По типу шестеренной передачи: коробки с неподвижными осями валов и коробки с вращающимися осями валов (планетарные).
Тракторные коробки передач, как правило, относятся к первому типу. Планетарные коробки передач применяются на автомобилях и тракторах с гидромеханической трансмиссией.
По способу зацепления шестерён: коробки с подвижными шестернями и коробки с шестернями постоянного зацепления.
Например, коробки передач первого типа устанавливают на тракторах Т-25, Т-16М, Т-40М, МТЗ-80 и их модификациях, а второго – на тракторах К-700, К-701, Т-130, Т-150, Т-150К. По расположению валов относительно продольной оси трактора: коробки с продольным и коробки с поперечным расположением.
По числу валов, определяющих кинематическую схему: двух, трёх и четырёхвальные.
Главная передача предназначена для увеличения вращения валом, расположенным перпендикулярно продольной оси трактора.
Главная передача трактора представляет собой одинарную передачу, состоящую из пары конических или цилиндрических шестерён.
Главная передача автомобилей могут быть как одинарными, так и двойными. Одинарные передачи применяются на легковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъёмности.
Двойные главные передачи состоят из пары конических и пары цилиндрических шестерен.
|
|
|
Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с различными частотами при повороте трактора или движении по неровностям пути. У гусеничных тракторов для выполнения поворота служат муфты поворота (или планетарный механизм поворота).
Конечные передачи предназначены для дополнительного увеличения крутящего момента и снижения скорости движения трактора.
Трансмиссии колесных тракторов и автомобилей повышенной проходимости с передними и задними ведущими колесами имеют дополнительные сборочные единицы – раздаточную коробку, карданную передачу и передний ведущий мост.
Ходовая часть и механизмы управления колесных тракторов и автомобилей.
Ходовую часть составляют три основных элемента: остов, движитель и подвеска.
Остов основание машины, связывающее все её механизмы в одно целое. Он может быть рамным, полурамным и безрамным.
Движитель колесного трактора (автомобиля) составляют колеса, приводящие трактор (автомобиль) в движение. По числу колес тракторы могут быть четырёх и трёхколесными и со сближенными передними колесами.
Колеса трактора и автомобилей подразделяют на ведущие и управляемые. Пневматическое колесо состоит из диска, обода, которые образуют жесткую металлическую основу, и эластичной шины.
Подвеска соединяет остов с колесами и служит для смягчения возникающих во время движения толчков и ударов и повышения плавности хода машины.
Различают два основных типа подвесок: зависимые и независимые.
Механизмы управления колесных тракторов и автомобилей состоят из тормозной системы и рулевого управления.
Рулевое управление предназначено для поддержания движения трактора (автомобиля) по заданному водителем направлению.
Ходовая часть гусеничных тракторов.
Назначение ходовой части и ее основных элементов (остова, подвески и движителей) у гусеничных тракторов такое же, как и у колесных.
На гусеничных тракторах применяется преимущественно рамная конструкция остова (Т-750, Т-4А, ДТ-75В, ДТ-75МВ).
Гусеничный движитель объединяет ведущую звездочку, гусеничную цепь, опорные катки, направляющее колесо с натяжным устройством и поддерживающие ролики.
Ведущая звездочка приводит в движение (перематывает) гусеничную цепь, что и обеспечивает движение трактора.
Отчет о работе должен содержать: классификацию тракторов, автомобилей; краткое описание назначения, устройства трансмиссии и ходовой части автомобиля, гусеничного и колесного тракторов; краткое описание назначения агрегатов входящих в рабочее и вспомогательное оборудование тракторов.
Лабораторная работа № 2
Устройство двигателей внутреннего сгорания
|
|
|
Цель работы: изучить классификацию ДВС и принцип его действия.
Двигатели внутреннего сгорания классифицируются: по назначению: тракторные, автомобильные, комбайновые, стационарные и специальные; виду топлива, используемому в двигателях: дизельные, работающие на дизельном топливе, карбюраторные, работающие на бензине; газобаллонные, работающие на газообразном топливе; способу осуществления рабочего процесса: двухтактные и четырехтактные; числу и расположению цилиндров: одно-, двух-, четырехцилиндровые и т.д. с вертикальным и V-образным расположением цилиндров; способу смесеобразования: с внешним (карбюраторные и газобаллонные) и внутренним (дизельные) смесеобразованием; способу воспламенения рабочей смеси с воспламенением от электрической искры (карбюраторные и газобаллонные); охлаждению: с жидкостным и воздушным охлаждением.
Рабочий процесс в четырехтактных двигателях происходит за четыре хода поршня – четыре такта.
Первый такт – выпуск в цилиндр воздуха в дизелях и горючей смеси в карбюраторных двигателях происходит при открытом впускном клапане, когда поршень движется от верхней мертвой точки (в м.т.) к нижней мертвой точке (в м.т.).
Второй такт – сжатие. Поршень движется вверх, впускной и выпускной клапаны закрыты. Воздух (смесь) сжимается, при этом повышается давление и температура.
В дизельных двигателях при сжатии воздуха незадолго до прихода поршня в в.м.т. впрыскивается, распыляясь, жидкое топливо, которое, соприкасаясь с горячим воздухом, воспламеняется и сгорает. Сгорание заканчивается, когда поршень несколько отойдет вниз от в.м.т. В карбюраторных двигателях сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется от электрической искры также с некоторым опережением, до в.м.т.
Третий акт – расширение газов (рабочий ход). Под действием давления газов поршень движется вниз и через шатун вращает коленчатый вал; клапаны закрыты, газы в цилиндре расширяются и охлаждаются – совершается процесс преобразования тепла в механическую работу.
Четвертый такт – выпуск отработавших газов начинается с опережающего открытия выпускного клапана, когда поршень, совершая рабочий ход, еще не дошел до н.м.т. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т., выпускной клапан закрывается после того, когда поршень пройдет в.м.т.
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из следующих основных деталей: блок картера, головки блок картера, гильз цилиндров, масляного картера, коленчатого вала с подшипниками и маховиком, поршней с уплотнительными и маслосъемными кольцами, шатунов с вкладышами, пальца.
Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и выпуска из него отработавших газов за определенные промежутки времени. Конструктивно клапанный газораспределительный механизм в четырехтактных двигателях выполняется по двум вариантам с верхним расположением клапанов (у большинства тракторных дизельных двигателей), когда они находятся в подвесном состоянии в головке блока цилиндров, и с нижним расположением, когда они размещаются в блоке цилиндров. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов состоит из: распределительного вала, толкателей, штанг толкателей, коромысел, оси и стойки коромысла, клапана, клапанных пружин, распределительных шестерен.
Система питания дизельного двигателя предназначена для подачи жидкого топлива (под давлением) и воздуха в цилиндры. Состоит она из: топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, подкачивающей помпы, топливного насоса высокого давления, центробежного регулятора, форсунок, топливо проводов низкого и высокого давления, воздухоочистителя, впускного и выпускного коллекторов, глушителя.
Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления из топлива и воздуха горючей смеси требуемого качества и подачи ее в цилиндры двигателя в необходимом количестве. Такая система состоит из топливного бака, фильтра-отстойника, топливного насоса, карбюратора, воздухоочистителя, топливо проводов, впускной и выпускной труб и глушителя шума отработавших газов.
Системой смазки двигателя называют совокупность устройств, которые служат для подачи масла в необходимом количестве при определенной температуре и под определенным давлением к трущимся поверхностям деталей. Наличие масляного слоя между движущимися относительно одна другой поверхностями уменьшает их износ, охлаждает и очищает трущиеся детали от продуктов износа, уменьшает затраты мощности на трение, защищает от коррозии и герметизирует сопряжения деталей.
В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, при которой наиболее нагруженные и ответственные детали (коренные и шатунные шейки коленчатого вала, опорные шейки распределительного вала, втулки некоторых шестерен, детали клапанного механизма) смазываются под давлением, а остальные детали – разбрызгиванием или имеют свою автономную смазку.
Система охлаждения служит для поддержания необходимого температурного режима двигателя.
Отвод тепла от двигателя может осуществляться или в жидкость (вода, антифриз), а затем от нее в воздух, или непосредственно в воздух. В связи с этим системы охлаждения могут быть воздушные или жидкостные.
Система жидкостного охлаждения включает: радиатор, вентилятор, шторки или жалюзи, водяную рубашку головки цилиндров и блок-картера, термостат, водяной насос, патрубки и крышку с паровоздушным клапаном.
Отчет о работе должен содержать: классификацию ДВС, перечень и назначение основных составных частей, механизмов и систем ДВС, описание принципа работы четырехтактного двигателя, описание устройства и назначение механизмов и системы питания двигателя внутреннего сгорания, принципа работы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, назначения, устройства и принципа работы систем смазки и охлаждения (марка двигателя указывается преподавателем).
Лабораторная работа № 3
|
|
|
