ЮУрГУ
Кафедра ДВС
Тема реферата: «Система пуска тракторного дизеля».
Выполнил: Гринёв Евгений. Группа АТ-141
Проверил:
Для пуска любого двигателя внутреннего сгорания необходимо его коленчатый вал привести во вращение от постороннего источника энергии.При этом частота вращения вала должна быть доведена до некоторой величины,обеспечивающей удовлетворительное протекание процессов смесеобразования, сжатия и воспламенения.
В зависимости от источника энергии, используемой при пуске, различают следующие способы пуска:
1) Ручной – прокручивание вала или пускового устройства от руки.
2) Электрическим двигателем – стартером, питающимся от аккумуляторной батареи, или присоединённым к двигателю электрическим генератором, работающим в режиме электродвигателя, питающимся от электрической сети или от аккумуляторной батареи;
3) Вспомогательнымдвигателем внутреннего сгорания, пускаемым, в свою очередь, от руки или стартером.
4) Пуск сжатым воздухом(пневматический).Этот способ может осуществляться либо с использованием пневматического стартера, либо за счёт подачи сжатого воздуха непосредственно в цилиндры двигателя (также рабочим телом могут служить продукты сгорания, накапливаемые в особых баллонах в период основной работы ДВС).
5) Гидравлическим двигателем, работающем на специальных жидкостях, вытесняемых из особых баллонов-аккумуляторов сжатым газом.
6) Пуск с помощью пиропатронов, устанавливаемых в специальной камере сгорания, горячий газ из которой подаётся на газовую турбину, связанную с коленчатым валом двигателя.
Основным требованием к системе пуска двигателя является обеспечение надёжного и быстрого пуска без внешних средств облегчения пуска при температуре окружающей среды до –15С – для карбюраторных двигателей, до –15-20С при наличии вспомогательного двигателя. Энергоёмкость системы должна обеспечивать необходимое число повторных пусков и быстро восстанавливаться при работе двигателя. Система пуска должна иметь низкую стоимость, минимальную массу быть простой в обслуживании.
Для автомобильных карбюраторных двигателей наиболее широко применяют систему пуска электрическим стартером, но двигатели малой мощности, как правило, дополнительно снабжают устройством для ручного пуска. В тракторных дизелях в основном используют систему пуска электрическим стартером, а в тракторных двигателях большой мощности – систему со вспомогательным двигателем внутреннего сгорания (карбюраторным). Высокооборотные дизели большой мощности имеют или электрические стартеры, или устройства пневматического пуска, причём для увеличения надёжности пуска эти двигатели снабжают обеими системами одновременно.
Необходимая для начала работы двигателя частота вращения коленчатого вала зависит от способа смесеобразования и зажигания, от температуры всасываемого воздуха и температуры двигателя, а также от его типа и конструктивных особенностей, степени изношенности деталей и т. п. Минимальная пусковая частота вращения вала для дизелей значительно выше,чем для карбюраторных двигателей,вследствии особенностей смесеобразования и воспламенения топлива. Для самовоспламенения топлива должна быть обеспечена высокая степень сжатия воздуха в цилиндре.Между тем при низкой частоте вращения вала происходит утечка воздуха через неплотности поршневых колец и клапанов и повышенная отдача теплоты в стенки цилиндров вследствии большой продолжительности цикла. При низкой температуре заряда понижается температура конца процесса сжатия, заряд не нагревается при впуске, а наоборот, охлаждается холодными стенками цилиндра во время процесса сжатия. При медленном движении плунжера топливного насоса ухудшается распыливание топлива, чему также способствует повышенная вязкость холодного топлива. Кроме того, пусковая частота вращения вала зависит от свойств топлива –склонности к воспламенению, характеризуемой цетановым числом, и испаряемости. Конструктивные особенности двигателя, от которых зависят условия охлаждения заряда в цилиндре, также влияют на надёжность пуска.
При температуре окружающего воздуха –5С минимальная пусковая частота вращения вала тракторного дизеля составляет 100-200 об /мин без использования средств облегчения пуска, причём меньшие значения относятся к дизелям с неразделёнными камерами сгорания, а большие- к вихрекамерным и предкамерным двигателям. Эти же пусковые частоты вращения вала оказываются достаточными при более низкой температуре окружающего воздуха, но при условии предварительного прогрева двигателя или наличия специальных устройств для облегчения пуска.
Мощность стартера определяется исходя из пусковой частоты вращения коленчатого вала и момента сопротивления с учётом данных экспериментальных исследований. Вал стартера обычно соединяют с валом двигателя через одноступненчатую зубчатую передачу, причём приводная шестерня стартера входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя. По конструктивным соображениям такая передача имеет передаточное число, равное примерно 10 – 15. Нижние значения относятся к дизелям, верхние – к карбюраторным двигателям,
имеющим меньшую пусковую частоту вращения. Для предупреждения разноса стартера после пуска двигателя и повышения частоты вращения его вала до рабочей, передачи делают автоматически отключающимися при частоте вращения вала стартера, выше предельно допустимой.
В качестве пусковых применяют в основном двухтактные карбюраторные двигатели с кривошипно-камерной продувкой , работающие на смеси автомобильного бензина и дизельного масла. Широко распространённые в России дизели оснащаются , в основном , пусковыми двигателями мощностью 7 – 25 л.с. , с частотой вращения коленчатого вала 3500 – 4500 об/мин , ограничиваемой предельным регулятором. Система охлаждения пусковых двигателей или жидкостная , термосифонная , связанная с системой охлаждения дизеля , или воздушная. Передаточный механизм такого двигателя имеет автоматическую разъединительную муфту и понижающую одноступенчатую передачу , состоящую из шестерни пускового двигателя и зубчатого венца маховика , а в некоторых конструкциях – двухступенчатую передачу для предварительного прокручивания вала двигателя во время прогрева при малой частоте вращения и затем последующего увеличения частоты вращения для пуска. Пуск пускового двигателя производят электрическим стартером. Для дублирования имеется система ручного пуска с помощью вытяжного шнура.
Система пуска двигателя Д – 160.
Выпускаемый заводом ЧТЗ трактор Т-170М.01 и его модификации оснащаются различными модификациями двигателя Д-160. Рассмотрим ситему пуска на примере двигателя Д-160.01.
Двигатель Д-160.01 представляет собой рядный четырехцилиндровый, четырехтактный дизель с турбонаддувом. Его эксплуатационная мощность – 170 л.с., диаметр цилиндра- 150 мм, ход поршня –205 мм.
Для запуска этого двигателя применяются два устройства: пусковой двигатель П-23У и электростартер СТ-230Е (трактора с электростартерной системой пуска дизеля (ЭССП)).
Пусковой двигатель П-23У.
П-23У-двухцилиндровый , четырехтактный , карбюраторный бензиновый пусковой двигатель (ПД) , развивающий мощность 18 л.с. при 2400-2500 об/мин коленчатого вала. ПД предназначен для прокручивания коленчатого вала дизеля при пуске с частотой 200-250 об/мин и прикреплен к блоку дизеля с левой стороны.
Крутящий момент от коленчатого вала пускового двигателя передается через механизмы силовой передачи коленчатому валу дизеля. Пуск ПД производят при помощи пускового приспособления или при помощи электростартера.
ПД состоит из следующих основных частей: собственнно пускового двигателя, пускового приспособления, силовой передачи, состоящей в свою очередь, из муфты сцепления, редуктора и механизма включения; системы электропуска.
Карбюраторный пусковой двигатель состоит из блока-картера, кривошипно-шатунного механизма, включающего в себя коленчатый вал и поршень, клапанно-распределительного механизма, включающего в себя кулачковый распределительный вал и клапаны, систем смазки, охлаждения, питания и зажигания.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из коленчатого вала, поршней с поршневыми кольцами, шатунов и подшипников. Коленчатый вал, отлитый из высокопрочного чугуна, имеет две коренные и две шатунные шейки и вращается в двух шарикоподшипниках. Осевое перемещение вала ограничивают стопорное кольцо и буртик корпуса переднего подшипника. На коническом хвостовике коленчатого вала установлен на шпонке и закреплён гайкой маховик, имеющий зубчатый венец для соединения с шестернёй стартера при пуске. В отверстие хвостовика коленчатого вала установлен роликовый подшипник вала муфты сцепления. Маховик внутри имеет шлицы для соединения с ведущим диском муфты сцепления. Шатун прикреплён к шатунной шейке коленчатого вала при помощи крышки, имеющей отросток для захвата масла из углубления в крышке картера. Шатунные вкладыши залиты баббитом. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка, через которую проходит поршневой палец. В нижней и верхней головках шатуна имеются отверстия для подвода смазки соответственно к шатунным вкладышам и бронзовой втулке шатуна. Поршни – литые, алюминиевые, соединены с шатунами поршневыми пальцами плавающего типа. Палец удерживается от осевого перемещения двумя алюминиевыми заглушками. В канавки поршня установлены одно малосъёмное и три компрессионные кольца, изготовленные из легированного чугуна. Силовые детали КШМ изготовлены из легированных углеродистых сталей и подвергнуты соответствующей термической обработке.
Газораспределительный механизм пускового двигателя состоит из шестерни, распределительного кулачкового вала, впускных и выпускных клапанов, пружин и сухариков. Впускной клапан изготовлен из легированной хромово-никелевой углеродистой стали и закалён. Выпускной клапан изготовлен из жаростойкой стали. ГРМ обеспечивает строго определённое опережение открытия и запаздывания закрытия клапанов.