Строительные машины и оборудование, справочник






Тракторные двигатели


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Тракторные двигатели

Четырехтактный двигатель с воздушным охлаждением

Двигатель 44 10,5/12 (Д-144) с воздушным охлаждением и его модификации с четырьмя вертикально расположенными цилиндрами устанавливают на пропашных тракторах с силой тяги 9 кН.

На двигателе применяют плоский коленчатый вал с расположением кривошипов под углом 180°, обеспечивающий равномерное чередование рабочих ходов. При такой схеме вала неуравновешенными остаются лишь силы инерции второго порядка. Противовесы на первой, четвертой, пятой и восьмой щеках частично разгружают коленчатый вал и его коренные подшипники от воздействия внутреннего изгибающего момента, создаваемого силами инерции первого порядка и центробежными силами.



Цилиндры и головки цилиндров двигателей с воздушным охлаждением для увеличения поверхности теплоотдачи снабжены ребрами. Каждый цилиндр и каждая головка изготовлены отдельно.

Цилиндр вместе с головкой крепится к картеру четырьмя шпильками. Цилиндры центрированы по расточке в верхней плите картера, для чего обработана их наружная поверхность ниже опорного фланца. Уплотнение стыка фланца цилиндра с картером достигается посредством тонкой прокладки. Стык между головкой и цилиндром уплотнен без прокладки благодаря высокой точности и соответствующей обработке контактных поверхностей фланца цилиндра и головки.

Головка цилиндра отлита из алюминиевого сплава, твердость которого значительно меньше твердости чугунного цилиндра. Поэтому при сборке возможны небольшие пластические деформации материала головки, которые компенсируют неточность изготовления поверхностей стыка. В головке цилиндра расположены впускной и выпускной клапаны и форсунка. В головку запрессованы чугунные седла для клапанов, так как твердость материала головки невелика.

Охлаждение двигателя осуществляется воздухом, нагнетаемым в межреберные каналы. Воздух подается осевым вентилятором под распределительный кожух, откуда он по каналам между ребрами цилиндра и головки выходит в атмосферу.

Для лучшего использования воздуха и обеспечения равномерного охлаждения цилиндров и головок применяют дефлекторы. Ребра на цилиндре имеют разную высоту — со стороны входа охлаждающего воздуха они ниже. В продольной плоскости ребра цилиндра выполнены невысокими для уменьшения длины двигателя.

Вал вентилятора приводится во вращение с частотой 5100 об/мин от коленчатого вала клиноременной передачей с двумя ремнями. Он же служит для привода генератора, установленного на подвижном кронштейне для регулирования натяжения ремней.

Тепловое состояние двигателя Д-144 не регулируется. Во избежание переохлаждения масла и деталей двигателя в холодную погоду (при температуре ниже —5 °С) отключается масляный радиатор и понижается производительность вентилятора, на входе в рабочее колесо которого установлен диск, уменьшающий площадь проходного сечения.

Рис. 1. Тракторный дизель с воздушным охлаждением 44 10,5/12 (Д-144):

На двух модификациях двигателя (Д-144-01 и Д-144-06) тепловое состояние регулируется автоматически гидромуфтой, встроенной в привод вентилятора. Заполнение гидромуфты жидкостью, а следовательно, частота вращения вала вентилятора регулируются терморегулятором, который состоит из чувствительного элемента с легкоиспаряющейся жидкостью и золотника. Терморегулятор установлен на головке третьего цилиндра. Удельный эффективный расход топлива двигателя с автоматическим регулированием частоты вращения вала вентилятора снижается на 2…5% вследствие уменьшения затрат на привод вентилятора и потерь на трение, так как температура масла поддерживается близкой к рекомендуемой. Экономия топлива получается при низкой температуре атмосферного воздуха и малых нагрузках двигателя, когда для охлаждения требуется небольшое количество воздуха или вообще он не нужен. Вентилятор на этих режимах автоматически отключается, или его частота вращения и расход воздуха, а следовательно, затраты мощности на привод вентилятора существенно уменьшаются.

Картер 6 маховика отлит из чугуна. Конструкция картера отличается достаточной прочностью и необходимой жесткостью при относительно небольшой массе. Стенки и поперечные перегородки картера усилены ребрами, разъем картера с поддоном выполнен ниже оси коленчатого вала. Дополнительную жесткость картеру сообщает стальной лист, закрепленный на его переднем торце, и картер маховика. Картер двигателя закрыт снизу стальным штампованным поддоном.

Крышки опор коленчатого вала крепят двумя шпильками. От поперечных смещений они фиксируются боковыми поверхностями пазов в верхней половине опор в виде приливов на перегородках картера, у передней и задней его стенок. Крышки опор снимают при разборке с помощью болта или съемника, которые ввертываются в отверстия в крышках.

Коленчатый вал изготовлен из улучшенной стали 45Х. Коренные и шатунные шейки закалены токами высокой частоты. Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные, стальные, с тонким слоем антифрикционного сплава на алюминиевой основе. Упорный подшипник коленчатого вала установлен на средней опоре. Две пары упорных полуколец из антифрикционной бронзы стопорятся штифтами.

Стержни шатунов — двутаврового сечения. Крышка нижней головки шатуна, имеющая плоский разъем, крепится двумя призонными болтами с корончатыми гайками. В верхней головке шатуна запрессована втулка из антифрикционной оловяни-стой бронзы. Через отверстие, просверленное в стержне шатуна, подводится масло для смазывания поршневого подшипника шатуна и охлаждения поршня.

Поршень отлит из алюминиевого сплава. Поршневой палец плавающего типа от осевого смещения предохранен стопорными кольцами. На головке поршня расположены четыре поршневых кольца — три компрессионных и одно маслосъемное. Верхнее кольцо хромировано. Наружные боковые поверхности второго и третьего колец обработаны с очень небольшой конусностью; кольца устанавливают большим основанием конуса вниз. Маслосъемное кольцо комбинированное и изготовляется в двух вариантах: тройным, составленным из двух чугунных колец скребкового типа и стального кольца между ними; двойным с расширителем. На чугунных кольцах трущаяся поверхность хромирована. Применение колец рациональной конструкции позволило, несмотря на уменьшение числа колец с пяти до четырех, снизить расход масла до 1% расхода топлива.

Камера сгорания полусферической формы расположена в поршне. Топливо впрыскивается через форсунку закрытого типа с тремя отверстиями в распылителе. Для улучшения смесеобразования воздуху в камере сгорания сообщается вращательное движение благодаря тангенциальному направлению впускного канала.

Передаточный механизм от распределительного вала к клапанам состоит из толкателя, штанги и коромысла с винтом для регулировки зазора. Штанги из дюралюминия со стальными закаленными наконечниками расположены в тонкостенных кожухах-трубах, которые уплотнены по концам кольцами из маслостойкой резины. По этим трубкам в поддон сливается масло, вытекающее из подшипников коромысел. Чугунные направляющие толкателей клапанов изготовлены в виде отдельных втулок и установлены в приливах верхней плиты картера.

Распределительный вал вращается в трех подшипниках — чугунных втулках, запрессованных в приливы перегородок картера. Кулачки распределительного вала имеют безударный профиль. Распределительный вал и вал топливного насоса приводятся в движение от коленчатого вала цилиндрическими косозубыми колесами. Осевому смещению распределительного вала в сторону маховика препятствует буртик на переднем подшипнике, в который упирается торец ступицы шестерни распределительного вала. Перемещение вала в обратном направлении ограничено бобышкой на крышке привода зубчатых колес и головкой штифта, установленного с натягом в распределительном валу.

Масляный насос — односекционный. Он крепится к передней стенке картера. Масло очищается от механических примесей в полнопоточной центрифуге и затем охлаждается в охладителе, который расположен под кожухом распределителя охлаждающего воздуха. По каналу в перегородке масло подводится к третьему коренному подшипнику, а по каналам в коленчатом валу—к остальным коренным и шатунным подшипникам.

Под давлением масло подводится также к подшипникам распределительного вала и промежуточному зубчатому колесу, а от третьего подшипника распределительного вала по трубке — к подшипникам коромысел.

Топливный насос УТН-5 — четырехсек-ционный золотникового типа, малогабаритный, легкий. На его корпусе из алюминиевого сплава закреплены подкачивающий насос с насосом ручной прокачки топлива и всережимный механический центробежный регулятор прямого действия. Топливный насос крепится на переднем торцовом листе и приводится во вращение валом с шлицевой муфтой. Вместо насоса УТН-5 может быть установлен топливный насос НД-21/4-20 распределительного типа.

Пуск двигателя осуществляется электростартером. Для облегчения пуска в холодную погоду служат декомпрессионное устройство и электрическая свеча, с помощью которой подогревается воздух во впускном трубопроводе. Двигатель снабжен генератором переменного тока мощностью 400 Вт с встроенным выпрямителем.

Комбинированный четырехтактный двигатель

Комбинированный четырехтактный двигатель 6ЧН 13/11,5 (СМД-60) предназначен для энергонасыщенного пахотного гусеничного трактора Т-150 тягового класса 30 кН.

Рис. 1. Тракторный комбинированный двигатель 64 Н 13/11,5 (СМД-60): а — поперечный разрез; б — продольный разрез

Комбинированный шестицилиндровый двигатель выполнен по схеме с газовой связью и состоит из поршневого двигателя — дизеля и турбокомпрессора ТКР-ПН-1.

Модификации двигателя устанавливают на колесные тракторы Т-150К такого же класса (СМД-62), на зерноуборочный комбайн «Колос» и свеклоуборочный КС-6 (СМД-64).

V-образное положение цилиндров под углом 90°, короткий ход поршня (отношение S/D< 1 встречается у комбинированных двигателей редко), удачное расположение турбокомпрессора и агрегатов обеспечили небольшие габаритные размеры двигателя.

Корпус двигателя с таким расположением цилиндров имеет достаточно высокую жесткость, тем не менее в данном двигателе принят ряд дополнительных конструктивных мер для ее повышения. Крышки коренных подшипников, кроме обычного крепления двумя шпильками, стянуты с обеих сторон со стенками блок-карте-ра 1 поперечными винтами, что существенно уменьшает деформацию и искажение формы опор коленчатого вала. Поперечные перегородки чугунного блок-картера, усиленные ребрами жесткости, проходят по всей высоте и связывают верхние и нижние плиты и стенки блока, образуя коробчатые отсеки. Дополнительную жесткость придает горизонтальная стенка, соединяющая верхние грани обоих рядов цилиндров.

Гильза цилиндра — чугунная, крепится по верхнему буртику. Уплотнение водяной полости в сопряжении гильзы с блоком осуществляется двумя резиновыми кольцами, надетыми на гильзу.

Впускной ресивер представляет собой отделенное горизонтальной стенкой пространство между рядами цилиндров. Воздух поступает во все цилиндры через отлитые в головке цилиндров впускные клапаны с поворотом под углом 180°. Головка цилиндров, единая для трех цилиндров одного ряда, имеет вследствие этого увеличенные ширину и массу. Применение на двигателе впускного ресивера большого объема улучшает наполнение цилиндров и заметно повышает равномерность их наполнения.

Система наддува — импульсная; на ее эффективность в значительной мере влияют диаметр и длина выпускных трубопроводов. Размещение турбокомпрессора 8 в развале блока цилиндров и удачное в целом конструктивное решение выпускной системы позволили сделать выпускные трубопроводы очень короткими, вследствие чего уменьшились потери энергии при перетекании выпускных газов из цилиндра в турбину и повысилась мощность последней.

С этой же целью выпускные газы от трех цилиндров каждого ряда подведены к двум раздельным подводящим патрубкам турбины так, что в турбине потоки газа не смешиваются.

Во избежание поломок ввиду чрезмерных термических напряжений выпускные трубопроводы соединены с подводящими патрубками турбины сильфонами — упругими элементами в виде короткой двух-стенной гофрированной трубы из жаропрочной стали. Компенсатор температурных удлинений с разрезными упругими кольцами установлен и в соединении выпускного патрубка турбины с выпускной трубой.

Топливный насос распределительного типа благодаря малым габаритным размерам удобно размещен между двигателем и кабиной. Он прикреплен к крышке шестеренчатого привода, отлитой совместно с картером маховика. Расположение шестеренчатого привода на заднем торце объясняется стремлением уменьшить нежелательные искажения кинематики клапанного механизма, включая фазы газораспределения, вследствие крутильных колебаний коленчатого вала. В одном агрегате с топливным насосом выполнены всережимный механический центробеж-

ный регулятор прямого действия, центробежная автоматическая муфта изменения угла опережения впрыскивания топлива и топливоподкачивающий насос.

Коленчатый вал имеет три кривошипа, расположенных под углом 120°. Центробежные силы от вращающихся масс и силы инерции первого порядка на двигателях с такой схемой полностью уравновешены. Моменты центробежных сил и сил инерции первого порядка уравновешиваются на двигателях типа СМД противовесами на всех шести щеках, изготовленными как одно целое с последними, и дополнительными противовесами на переднем конце коленчатого вала и на маховике в виде прилива. Неуравновешенным остается момент сил инерции второго порядка, и чередование рабочих ходов происходит неравномерно (через 90 и 150°), что присуще всем шестицилиндровым двигателям с описанной схемой расположения цилиндров.

К заднему торцу коленчатого вала крепится фланец с внутренними шлицами для передачи крутящего момента на вал отбора мощности. Упорный подшипник коленчатого вала расположен на пятой опоре рядом с маховиком и представляет собой две пары стальных полуколец с тонким слоем антифрикционного сплава на алюминиевой основе.

Шатуны левого и правого рядов цилиндров расположены на кривошипной шейке рядом. Разъем нижней головки шатуна выполнен косым — под углом 55°30’, иначе ввиду больших размеров головки шатун не прошел бы через цилиндр при разборке двигателя. Крышка крепится к нижней головке шатуна двумя винтами, под головки которых подложены плоские каленые шайбы. От поперечного смещения крышка удерживается треугольными шлицами на поверхности разъема, а от осевого— центровочным штифтом. В стержне шатуна просверлен канал для подвода масла к поршневому подшипнику — запрессованной в головку шатуна бронзовой втулке.

Поршень, отлитый из высококремнистого алюминиевого сплава, снабжен тремя чугунными компрессионными кольцами и одним (нижним) маслосъемным. В сечении компрессионные кольца имеют форму прямоугольной трапеции. Трущаяся поверхность верхнего кольца покрыта тонким слоем пористого хрома. Под маслосъемным кольцом установлен расширитель. Для облегчения поршня его юбка со стороны бобышек укорочена.

Камера сгорания тороидальной формы расположена в поршне. Топливо впрыскивается форсункой закрытого типа с четырьмя отверстиями в распылителе. Для улучшения смесеобразования и сгорания обеспечивается организованное движение заряда в камере сгорания в результате вытеснения заряда с периферии цилиндра к оси при движении поршня в процессе сжатия и направления потока воздуха на выходе из впускного канала лопатками-ширмами, установленными над седлами клапанов.

Механизм газораспределения включает по два клапана на каждый цилиндр — по одному впускному и одному выпускному.

Смазочная система выполнена по двух-контурной схеме. Одна секция двухсекционного масляного насоса подает масло из поддона в масляный радиатор, откуда оно сливается обратно в поддон. Другая секция с шестернями большей ширины также забирает масло через маслозаборник из поддона и нагнетает его в главную масляную магистраль, откуда масло поступает в подшипники двигателя. На пути к главной магистрали все масло проходит через центрифугу и очищается от механических примесей.

Система пуска — каскадная: двигатель пускается двухтактным карбюраторным двигателем с кривошипно-камерной схемой газообмена мощностью 10 кВт, а последний — электростартером. На случай разряда аккумуляторных батарей предусмотрена возможность пуска двигателя от руки: система зажигания пускового двигателя работает от магнето. Во время работы пускового двигателя соединенный с его валом специальный («предпусковой») масляный насос подает масло в смазочную систему дизеля. Однако специальный масляный насос редко применяют на двигателях подобного типа, хотя при его работе уменьшается износ подшипников коленчатого вала и исключается возможность их задира при пуске в сильные морозы.

Электроснабжение трактора осуществляется от двух источников тока — свинцовой аккумуляторной батареи постоянного тока и трехфазного генератора переменного тока мощностью 1000 Вт с встроенным выпрямителем.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины