Регуляторы частоты вращения коленчатого вала двигателя

В процессе эксплуатации тракторов и автомобилей двига-тели работают с переменными нагрузками, что всегда приво-дит к нарушению соответствия между мощностью двигателя и внешними сопротивлениями. Это вызывает изменение часто-ты вращения коленчатого вала двигателя и скорости движения трактора или автомобиля. Работа двигателя с непрерывно из-меняющимися скоростными режимами приводит к наруше-нию технологических процессов при производстве сельскохо-зяйственных работ, где в большинстве случаев требуются по-стоянная скорость движения машины или агрегата и неизмен-ная частота вращения ВОМ.

Чтобы поддержать заданный скоростной режим работы при резко изменяющейся внешней нагрузке, двигатели совре-менных тракторов и автомобилей оснащают регуляторами.

Регулятором называют устройство, автоматически под-держивающее заданную частоту вращения вала двигателя пу-

тем воздействия на орган управления работой двигателя. В карбюраторных двигателях регулятор действует на дроссель-ную заслонку, изменяя количество горючей смеси, поступаю-щей в цилиндры двигателя, а в дизелях – на рейку топливного насоса, изменяя подачу топлива секциями топливного насоса высокого давления.

Наиболее распространены центробежные, пневматиче-ские и пневмоцентробежные регуляторы. По числу регули-руемых режимов различают регуляторы одно-, двух- и всере-жимные.

Возможные неисправности системы питания дизельных двигателей представлены на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Возможные неисправности системы питания дизельных двигателей

Внешние признаки и соответствующие им неисправности системы питания двигателя представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Внешние признаки и соответствующие им неисправности системы питания двигателя

Большинство отмеченных выше неисправностей устраня-ется путем ремонта, регулировки или замены соответствую-щих приборов питания. Засоренные продувочные окна в гиль-зах цилиндров очищаются от нагара. При отсутствии смазки в автоматической муфте она заполняется смазкой. Если двига-тель стучит и дымит вследствие применения топлива с малым

цетановым числом, необходимо перейти на топливо с цетано-вым числом не менее 40.

При неисправности регулятора, заедании рейки насоса или насосов-форсунок, попадании большого количества масла в камеру сгорания двигатель идет в разнос.

Смазочная система

По способу подвода масла к трущимся поверхностям де-талей различают смазочные системы разбрызгиванием, под давлением и комбинированные.

Смазывание разбрызгиванием и за счет добавления масла

в бензин применяется в пусковых двигателях тракторов. В смазочной системе под давлением предусмотрен подвод масла ко всем трущимся деталям под давлением с помощью насоса, только такую систему в автотракторных двигателях не приме-няют. Комбинированную смазочную систему применяют во всех автотракторных двигателях. Эта система обеспечивает подвод масла под давлением к наиболее нагруженным и от-ветственным деталям. Трущиеся поверхности менее нагру-женных деталей или деталей, к которым затруднен подвод масла под давлением (поршень, цилиндр, зубья распредели-тельных шестерен и др.), смазываются разбрызгиванием.

Комбинированная смазочная система работает следую-щим образом. Из поддона картера 11 (рисунок 4.7) масло че-рез сетку маслозаборника 10 засасывается масляным насосом 8 и направляется к фильтру 18. Очищенное масло охлаждается

в масляном радиаторе 16 поступает по трубке 17 в главную масляную магистраль. Из этой магистрали масло проходит по сверлениям в блоке к коренным и шатунным 5 подшипникам коленчатого вала 7 и в канал 24 к шейкам распределительного вала. Далее по сверлениям в распределительном и коленчатом валах масло идет ко всем шейкам. Масло, попавшее в полости шатунных шеек, смазывает шатунные подшипники. От перво-

го коренного подшипника масло поступает к промежуточной шестерне и втулке шестерни топливного насоса.

Рисунок 4.7 – Общая схема смазочной системы:

1 – заливная горловина; 2 – сетка горловины; 3 – полость в шатунной шейке для очистки масла; 4 – измеритель уровня масла; 5 – шатунный подшипник; 6 – канал от коренной шейки к шатунной; 7 – коленчатый вал; 8 – масляный насос; 9 – сливная пробка; 10 – маслозаборник насоса; 11 – поддон картера; 12 – предохранительной клапан;

13 – сливной клапан; 14 – клапан-термостат; 15 – трубка, подводящая масло к радиатору; 16 – масляный радиатор; 17 – трубка, отводящая масло к главной магистрали; 18 – масляная центрифуга; 19 – манометр; 20 – ротор центрифуги; 21 – трубка, отводящая масло из центрифуги; 22 – форсунка; 23 – трубка, подводящая масло к центрифуге; 24 – канал (канавка) для подачи масла к шейкам распределительного вала;

25 – канал (трубка) подвода масла к клапанному механизму;

26 – коромысло клапана

От одной из опорных шеек распределительного вала мас-ло пульсирующим потоком через канал 25 попадает во внут-реннюю полость коромысел 26 и через отверстия в них сма-зывает втулки коромысел. Вытекая из втулок и разбрызгива-ясь, масло попадает на трущиеся поверхности остальных де-талей механизма газораспределения (клапаны, регулировоч-

ные болты, штанги, толкатели, кулачки распределительного вала), смазывает их и стекает в поддон картера.

Давление масла контролируют с помощью манометра 19, установленного на щитке приборов в кабине трактора.

Нормальный режим работы смазочной системы поддер-живают три автоматически действующих клапана: предохра-нительный 12, клапан-термостат 14 и сливной 13.

В качестве фильтра можно применять масляную реактив-ную центрифугу или сменный бумажный фильтрующий эле-мент. На некоторых двигателях применяют и тот и другой фильтр.

Предохранительный клапан 12 обеспечивает частичный слив масла в поддон 11 при значительном увеличении давле-ния масла, нагнетаемого масляным насосом 8 при впуске и в начале работы двигателя, когда оно еще не прогрелось и по-этому имеет повышенную вязкость. Клапан-термостат 14 от-ключает радиатор 16, когда масло холодное. Когда темпера-тура масла становится выше нормальной, клапан автоматиче-ски закрывается, направляя горячее масло в радиатор 16 для охлаждения. Сливной клапан 13 поддерживает в главной мас-ляной магистрали определенное давление масла при его рабо-чей температуре 80–95 ⁰С. В некоторых двигателях вместо ре-дукционного клапана установлен кран-переключатель, имею-щий два положения: 3 (зима) и Л (лето).

Неисправности системы смазки трактора МТЗ-82/80, представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Неисправности системы смазки трактора МТЗ-82/80

Продолжение таблицы 4.4

Продолжение таблицы 4.4

Двигатель трактора МТЗ-82/80 идет «вразнос» (Немедленно прекратите подачу топлива и одновременно потяните на себя кнопку аварийного останова двигателя)

Система охлаждения

Во время сгорания топлива в камере сгорания температу-ра газов достигает 780–880 ⁰С. Часть теплоты газов передается цилиндром головке цилиндров, поршням и другим деталям, которые вследствие этого сильно нагреваются. Такие детали необходимо охлаждать, в противном случае нарушается нор-мальная работа двигателя из-за ухудшения смазочных свойств масла, преждевременного воспламенения рабочей смеси, де-тонации (в карбюраторных двигателях), уменьшения напол-

нения цилиндров горючей смесью или воздухом и зазоров в подвижных соединениях.

Однако охлаждение не должно быть чрезмерным, по-скольку теряется полезная теплота, и топливо плохо испаряет-ся, трудно воспламеняется, медленно горит, в результате чего мощность двигателя снижается. Кроме того, частицы топлива, конденсируясь на стенках цилиндра, смывают с них масло и, стекая в картер, разжижают его, что ухудшает смазывание трущихся деталей двигателя.

Для обеспечения необходимого температурного состоя-ния двигатель оборудован рядом устройств, механизмов и приборов, объединяемых в систему охлаждения.

В двигателях применяют два способа охлаждения: жидко-стное и воздушное. В первом случае теплота от стенок цилин-дров передается жидкости, которая сообщает ее воздуху, а во втором – непосредственно в окружающую среду (воздух).

В системе жидкостного охлажденияпроисходят сле-

дующие процессы. Вода, заполняющая водяные рубашки 9 в блок-картере (рисунок 4.8 а) и 8 в головке цилиндров, омыва-ет стенки цилиндров и камер сгорания и, нагреваясь, охлажда-ет детали работающего двигателя. Нагретая вода направляется

в специальный охладитель 1 (радиатор), где отдает теплоту в окружающую среду. Охлажденная в радиаторе вода вновь по-ступает в водяную рубашку двигателя. Таким образом, в сис-теме охлаждения происходит непрерывная циркуляция воды.

Рисунок 4.8 – Схемы жидкостной системы охлаждения:

а – термосифонная; б – принудительная; 1 – сердцевина радиатора;

2 – вентилятор; 3 – шторка; 4 –верхний блок радиатора; 5 – крышка

заливной горловины; 6 – пароотводная трубка; 7 – верхний патрубок;

8 – рубашка головки цилиндров; 9 – рубашка блок-картера; 10 – нижний патрубок; 11 – нижний бак радиатора; 12 – пробка

сливного отверстия; 13 – паровоздушный клапан; 14 – термостат; 15 – термометр; 16 – водораспределительный канал; 17 – центробежный насос; 18 – водоотводная трубка

В термосифонной системе охлаждения (рисунок 4.8 а) циркуляция жидкости происходит в результате разности

плотностей горячей и охлажденной жидкости. Такую систему применяют сейчас только в пусковых двигателях.

Температура охлаждающей воды работающего двигателя должна находиться в пределах 80–95 ⁰С.

В системе охлаждения принудительного типа (рисунок 4.8 б) центробежный насос 17 нагнетает воду в рубашку блок-картера и головку цилиндров двигателя, из которой нагретая вода вытесняется в радиатор 7, охлаждается и по патрубку возвращается к насосу.

Подобная схема характерна для систем охлаждения боль-шинства двигателей.

Интенсивность циркуляции воды в системе охлаждения и потока воздуха, создаваемого вентилятором, зависит главным образом от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому, чтобы при понижении температуры окружающего воздуха и уменьшении нагрузки двигатель не переохлаждался, используют различные устройства, регулирующие тепловой режим двигателя: термостат 14, шторки 3 или жалюзи радиа-тора.

Принудительная система охлаждения, постоянно сооб-щающаяся с атмосферой, называется открытой, а система, от-деленная от атмосферы специальным паровоздушным клапа-ном 13, – закрытой. В закрытой системе охлаждения испаре-ние воды меньше, поэтому ее применяют во всех автотрак-торных двигателях.

В системе воздушного охлаждениятеплота от деталейдвигателя отводится в результате обдува ребренных цилинд-ров и головок воздухом. У двигателей небольшой мощности, устанавливаемых на мотоциклах, детали охлаждаются встреч-ным потоком воздуха при движении. Двигатели тракторов и автомобилей с воздушным охлаждением оборудованы венти-ляторами для принудительного обдува деталей.

Неисправности системы охлаждения представлены в таб-лице 4.5.

Таблица 4.5 – Неисправности системы охлаждения

Нарушение правил эксплуатации двигателя (перегрев, переохлаж-дение двигателя)

Контрольные вопросы

1. В чем состоит назначение системы охлаждения двига-

теля?

2. По каким признакам классифицируются системы охла-ждения?

3. Каковы достоинства и недостатки жидкостной и воз-душной систем охлаждения?

4. Объясните действие принудительной системы охлаж-

дения.

5. Объясните действие термосифонной системы охлажде-ния. На каких двигателях она используется?

6. Назовите способы регулирования теплового состояния двигателя.

7. Объясните назначение и действие термостата, действие паровоздушного клапана, радиатора системы охлаждения, во-дяного насоса, вентилятора.

8. Какие охлаждающие жидкости применяются в системах охлаждения тракторных и автомобильных двигателей?

9. Каково назначение кривошипно-шатунного механизма двигателя?

10. Назначение основных составляющих КШМ

11. Охарактеризуйте условия работы поршня, поршневого пальца, компрессионных и маслосъемных колец, шатуна, гильзы цилиндров, коленчатого вала, шатунных и коренных подшипников.

12. Назовите основные элементы поршня и коленчатого вала и объясните их назначение.

13. Внешние признаки и соответствующие им неисправ-ности КШМ.

14. В чем состоит назначение механизма газораспределе-ния? Перечислить основные составляющие механизма.

15. Какую частоту вращения имеет распределительный вал в сравнении с частотой вращения коленчатого вала четы-рехтактного двигателя?

16. Объясните основные отличия впускных и выпускных клапанов.

17. Почему при закрытом клапане должен быть зазор ме-жду его стержнем и коромыслом?

18. Назовите основные элементы распределительного ва-

ла.

19. Перечислите возможные неисправности механизма га-зораспределения, объясните их влияние на работу двигателя.

20. Как происходит работа механизма ГРМ при открытии

и закрытии клапана?

21. Объясните назначение системы питания карбюратор-ного двигателя.

22. Объясните устройство и действие воздухоочистителя, топливного бака, подкачивающего насоса, топливных фильт-ров.

23. Объясните устройство и действие карбюратора пуско-вого тракторного двигателя.

24. Перечислите характерные неисправности системы пи-тания карбюраторного двигателя. Какое влияние на работу двигателя они оказывают?

25. Объясните назначение системы питания дизельного двигателя.

26. Объясните устройство и действие воздухоочистителя, подкачивающего насоса, топливных фильтров, турбокомпрес-сора, форсунки, топливного насоса высокого давления.

27. Почему в дизельном двигателе топливо должно тща-тельно фильтроваться?

28. С какой целью отсечная кромка плунжера топливного насоса выполняется в виде спирали?

29. Перечислите характерные неисправности системы пи-тания дизельного двигателя. Какое влияние на работу двига-теля они оказывают?

30. Каково назначение и работа системы смазки системы смазки двигателя.

31. Объясните назначение клапанов системы смазки дви-гателя, шестеренчатого масляного насоса, центрифуги.

32. Перечислите основные неисправности системы смазки двигателя. Объясните их причины и способы устранения.