Транспортные электромеханизмы: трактор Т-150К и автомобиль ЗАЗ-1102 (стр. 4 из 4)
В самом конце такта сжатия, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода, сгорающая смесь начинает активно расширяться. А так как впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход - давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления, достигающего 40 кг/см2, начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила 2000 кг и более, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент. При такте рабочего хода, температура в цилиндре достигает 2000 градусов и выше.
Коленчатый вал при рабочем ходе поршня делает очередные пол-оборота.
Четвертый такт - выпуск отработавших газов.
При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт) и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя. Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге едет автомобиль без глушителя выхлопных газов, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя - при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.
После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск - сжатие - рабочий ход - выпуск... и так далее.
Маховик - это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику.
Рисунок 10 - Коленчатый вал двигателя с маховиком
1 - коленчатый вал двигателя; 2 - маховик с зубчатым венцом; 3 - шатунная шейка; 4 - коренная (опорная) шейка; 5 - противовес
Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает.
Дизельные двигатели
Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.
Первый такт - впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.
При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан.
Второй такт - сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.
При своем движении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18 - 22 раза (у карбюраторных в 8 - 10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнем достигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500 градусов.
Третий такт - рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива в механическую работу.
В конце такта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.
При сгорании дизельного топлива (взрыве), происходит его расширение и увеличение давления. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000о.
Четвертый такт - выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра от отработавших газов.
Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.
При своем последующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска и рабочий цикл повторяется.
В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества - меньший расход топлива, чем у его карбюраторного "брата" (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.
Определим по регулярной характеристике дизельного двигателя следующие параметры:
максимальную мощность двигателя
Соответствующий максимальной мощности крутящий момент:
Часовой и удельный расход топлива:
Максимальный крутящий момент
=0,635 кН мОпределяем коэффициент запаса крутящего момента К, характеризующий способность двигателя к преодолению временных перегрузок.
Определяем эффективный КПД двигателя
8. Машино – тракторный агрегат для посева зерновых
Для засева зерновых культур возьмем следующий машинно – тракторный агрегат: Т-150К+СП-11+(3)СЗП-3,6.
Трактор колесный, сельскохозяйственный, общего назначения, повышенной проходимости Т-150К;
Гидрофицированная сцепка СП-11;
Шеренговая сеялка СЗП-3,6.
Схема агрегата приведена на рисунке 11.
Рисунок 11 – схема Машино – тракторного агрегата Т-150К+СП-11+(3)СЗП-3,6
Расчет расхода топлива на гектар выполненной работы.
Определим часовую производительность агрегата
В расчете примем:
Vp=12 км/ч
ф=0,82 (при длине гона = 1000м)
b=3.6 м
в=1
n=3
Найдем расход топлива на Га выполненной работы
Где, Gт=30,5 кг/ч; ŋ=90%;Wч=3,6 Га/ч
Затраты труда на Га выполненной работы:
Где m – 1 человек (тракторист)
n – 1 человек (сеяльщик)
Энергоемкость выполняемой работы
Где, Ne=121.3 кВт, Wч=10,6 Га/ч
Литература
1. Корсун Н.А. «агрегатирование тракторов Т-150 и Т-150К», М,1975г.
2. В.А. Бугара «трактор Т-150К» (устройство и эксплуатация), М, 1976г
3. Гуревич А.М. «конструкция тракторов и автомобилей», М, 1989г
4. К.С. Фучаджи «автомобиль ЗАЗ – 1102» М, 1993г.