Контрольная работа по "Основы устройства тракторов и автомобилей"

3.      Назначение и типы механизмов газораспределения, общее устройство верхнеклапанного механизма.

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска свежего заряда горючей смеси или воз­духа, надежного разобщения полости цилиндра и камеры сгорания с атмосферой при тактах сжатия и расширения и выпуска отработавших газов.

Эту работу механизм газораспределения должен вы­полнять в каждом цилиндре двигателя согласованно с ра­ботой кривошипно-шатунного механизма.

На двигателях внутреннего сгорания применяют такие типы механизмов газораспределения, как клапанные, зо­лотниковые и комбинированные.

В клапанном механизме газораспределения запорной деталью является клапан. При золотниковом газораспре­делении впускные и выпускные каналы двигателя откры­ваются и закрываются специальными золотниками, кото­рые в процессе работы совершают поступательное или вра­щательное движение. Комбинированное газораспределение характерно тем, что сообщение впускного канала с каме­рой сгорания осуществляется золотниковым устройством, а отработавшие газы выпускаются при помощи клапанов.

Преимущественное распространение на тракторных дви­гателях получили клапанные механизмы газораспределе­ния. Главное их преимущество в надежности уплотнения при закрытом клапане (такты сжатия и расширения). Это достигается тем, что клапан в этом случае неподвижен и надежно прижимается к седлу не только силой пружин, но также и силой давления газов в цилиндре. Кроме этого, клапанный механизм газораспределения несложен по кон­струкции удобен в эксплуатации. Современные клапан­ные механизмы газораспределения достаточно совершенны, ОНИ вполне надежно обеспечивают газораспределение при частоте вращения коленчатого вала двигателя 5000... 8000 мин"  и более.

Схемы клапанных механизмов газораспределения:

а — с нижним боковым размещением клапаном;

б — с верхним размещением клапанов;

1 — распределительный вал;

2 — толкатель;

3 — пружина;

4 — направляющая   втулка;  

5 — клапан;  

6 — штанга;  

7 — коромысло;  

ГС —горючая  смесь.

Клапанные механизмы газораспределения различаются в зависимости от расположения клапанов на двигателе относительно плоскости разъема блока цилиндров с головкой:

1)механизмы газораспределения с нижним боковым расположением клапанов (в блоке, сбоку от цилиндров) применяются в карбюраторных и газовых двигателях (рис. выше, а);

2)механизмы газораспределения с верхним располо­жением клапанов (подвесные клапаны в головке) приме­няются в дизельных, карбюраторных и газовых двигателях (рис. выше, б);

3)механизмы газораспределения со смешанным рас­положением клапанов (впускные клапаны в головке, вы­пускные в блоке цилиндров) применяются редко, в кар­бюраторных и газовых двигателях.

 Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов (рис. 25, б) имеет распределительный вал 1, тол­катели 2, штанги 6, коромысла 7, направляющие втулки 4, клапаны 5 с пружинами 3.

Работа этого механизма протекает так. Вращающийся распределительный вал 1 своими кулачками набегает на толкатели 2 и последовательно приподнимает их. Тол­катель передает усилие от кулачка через штангу 6 коро­мыслу 7. Поворачиваясь относительно своей шарнирной опоры, коромысло нажимает на торец клапана 5 и, сжимая пружину, открывает клапан. По окончании воздействия кулачка на толкатель клапан под воздействием силы пружины и давления газов плотно закрывается. В неко­торых случаях распределительный вал располагается не внизу, как это показано на схеме, а вверху и воздействует своими кулачками непосредственно на коромысла или кла­паны.

Сравнение схем двух наиболее распространенных кла­панных механизмов газораспределения показывает, что механизм газораспределения с нижним боковым располо­жением клапанов состоит из меньшего количества деталей, но дает вытянутую щелевидную форму камеры сгорания, а механизм газораспределения с верхним расположением клапанов более сложен по устройству, однако обеспечивает компактность камеры сгорания.

С целью более полной очистки цилиндров двигателя от отработавших газов и лучшего их наполнения свежей горючей смесью или воздухом клапаны открываются и закрываются не при положениях поршня в мертвых точ­ках, а с некоторым опережением при открытии и запазды­ванием при закрытии.

Рис. 2. Диаграмма газораспределения

Углы поворота коленчатого вала, соответствующие открытому положению клапана (от момента открытия кла­пана до момента его закрытия), называются фазами газо­распределения. Фазы газораспределения изображают в виде круговой диаграммы, называемой диаграммой газораспре­деления. Иногда на диаграмму газораспределения наносят не только фазы газораспределения, но также и углы пово­рота коленчатого вала, соответствующие процессам сжа­тия и расширения. В этом случае круговая диаграмма дает представление как о фазах газораспределения, так и о последовательности и длительности протекания процессов в течение рабочего цикла двигателя.

 В точке А (рис. 2) с опе­режением ф1, открывается впускной клапан, который закрывается в точке В с за­паздыванием ф4. Таким обра­зом, впуск соответствует не 180° поворота коленчатого вала, а 180° + ф1 + ф4.

С точки В начинается сжа­тие,  которое  заканчивается в точке С. От точки С до точки D в цилиндре идёт процесс горения (такт расширения).

 В точке D открывается выпускной клапан и начинается очистка цилиндра, которая в основном завершается к точ­ке А, когда в цилиндр начинает поступать свежий заряд. Полностью очистка цилиндра заканчивается в точке Е. Таким образом, выпускной клапан открывается с опереже­нием фз и закрывается с запаздыванием ф2, находясь в откры­том состоянии период, соответствующий повороту колен­чатого вала на угол 180° + ф3 + ф2-

Впускной клапан в двигателях внутреннего сгорания открывается с опережением З...З1, а закрывается с запаз­дыванием 30...85°.

 Выпускной клапан открывается с опережением 45...70 градусов и закрывается с запаздыванием 8...47°.

 Анализ диаграммы газораспределения показывает, что в секторе А—Е (угол (ф1 + ф2) одновременно открыты как впускной, так и выпускной клапаны. Такое состояние называют перекрытием клапанов. Вследствие кратковре­менности перекрытия клапанов отработавшие газы не только не попадают во впускной канал, но даже улучшают напол­нение цилиндра за счет эффекта подсасывания.

Фазы газораспределения зависят от профилей кулачков, приводящих в действие впускные и выпускные клапаны. Диаграмма газораспределения зависит от взаимного рас­положения кулачков впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра.

4.      Приведите схему системы смазки дизеля СМД -14НГ, объясните ее работу.

Системы смазки всех представленных тракторных  двигателей комбинированные. Масло находится в поддоне картера, куда его заливают через горловину до уровня верхней метки на мерной линейке (щупе). Нижняя метка на линейке показывает минимальный уровень масла, с которым работа двигателя еще возможна.

Системы смазки двигателей водяного охлаждения. Рассмотрим схемы этих систем на примере отдельных двигателей.

Двигатель СМД-14. Насосом 3 (рисунок) масло нагнетается в канал корпуса двойного маслоочистителя. Здесь поток разветвляется. Часть масла идет в реактивную центрифугу 12, очищается и сливается в поддон 2. Другая часть проходит сквозь калиброванное сверление 17 и далее, в зависимости от положения крана-переключателя 5, поступает или в радиатор 9, или прямо под колпак фильтра грубой очистки 11.

Схема системы смазки двигателя СМД-14:

1 — пробка сливного отверстия; 2 — поддон; 3 — масляный насос; 4 — датчик масляного термометра; 5 — кран-переключатель; 6 — клапан-термостат; 7 и 10 — отводящие трубки; 8 — предохранительный клапан; 9 — масляный радиатор; 11 — фильтр грубой очистки; 12 — реактивная центрифуга; 13, 14, 19, 20, 24, 27 и 28 — масляные каналы; 15 — сливной клапан; 16 — трубка для подвода масла к манометру; 17 — калиброванное сверление; 18 — трубка для подвода масла к клапанному механизму; 21 — трубка для подвода масла к приводу топливного насоса; 22 — косое сверление; 23 — палец промежуточной шестерни; 25 — маслозаливная горловина; 26 — масломерная линейка; 29 — маслоприемник насоса; 30 — нагнетательная трубка; 31 — полость для центробежной очистки масла; 32— масляная магистраль; 33 — сверление для подачи масла к поршневому пальцу; 34 — полость валиков коромысел; 35 — сапун

Очищенное в фильтре масло по каналам 14 нагнетается в масляную магистраль 32, которая выполнена в виде продольного сверления в блоке. Из нее по каналам 24 в пере городках блока масло поступает к коренным подшипникам, а далее по каналам 28 в коленчатом валу идет к полости 31. Отсюда после дополнительной центробежной очистки оно поступает к шатунным подшипникам.

От первого, третьего и пятого коренных подшипников по кольцевым выточкам в их верхних вкладышах и каналам 13 масло идет к шейкам распределительного вала. В момент совпадения косого сверления 22, сделанного в задней шейке вала, со сверлениями во втулке масло пульсирующим потоком нагнетается в канал 19 блока и головки и далее по трубке 18 поступает в полость 34 валиков коромысел для смазки клапанного механизма.

Часть масла, нагнетаемого к первому коренному подшипнику, ответвляется по сверлению в пальце 23 промежуточной шестерни и смазывает ее втулку. Далее по сверлению в шестерне это масло подается к зубьям распределительных шестерен. Втулка шестерни привода топливного насоса смазывается маслом, поступающим по трубке 21 и каналу 20 в картере шестерен.

Давление масла в магистрали контролируют по манометру, смонтированному на щитке приборов. Манометр трубкой 16 соединен с нагнетательным каналом.

Схема масляных каналов в блоке цилиндров двигателя СМД-14, оборудованного полнопоточной центрифугой, такая же, как и двигателя с двойным маслоочистителем.

Схема установки полнопоточной центрифуги на двигателе СМД-14:

1 — ротор центрифуги; 2—нагнетательный канал; 3—масляная магистраль; 4 — сливной клапан; 5—сливной канал; 6 — нагнетательная трубка масляного насоса; 7 — кран-переключатель; 8 — маслоотводящая трубка центрифуги

Сливной клапан 4 (рис. выше) размещен не в корпусе маслоочистителя, а смонтирован в специальном корпусе, прикрепленном снаружи к блоку цилиндров. Если давление в магистрали 3 превысит допустимое, то клапан 4 откроется, и избыток масла по сливному каналу 5 будет уходить в поддон

5.      Назначение и общее устройство силовой передачи. На схеме покажите расположение агрегатов силовой передачи автомобиля ЗИЛ - 130 и опишите назначение каждого из них.

Двигатель автомобиля развивает крутящий момент начиная со значительной частоты вращения коленчатого вала (например, двигатель ЗИЛ-130 — 750 об/мин). Таким образом, перед началом движения, когда колеса автомобиля неподвижны, коленчатый вал двигателя быстро вращается.
Для трогания с места и разгона автомобиля приходится быстро вращающийся коленчатый вал соединять с неподвижными колесами.
Чтобы сделать это плавно, без рывка, должен быть агрегат, обеспечивающий постепенное увеличение частоты вращения колес при передаче на них крутящего момента от коленчатого вала двигателя. Данную задачу выполняет сцепление.
Максимальный крутящий момент двигателя ЗИЛ-130 — 0,41 кгсм (0,041 кнм). Для трогания же автомобиля ЗИЛ-130 с места и его разгона с ускорением 1 м/сек требуется передать колесам 1600 кгсм (16 кнм).
Поэтому в силовой передаче используют коробку передач и главную передачу, увеличивающие крутящий момент за счет снижения частоты вращения колес.

Карданная передача соединяет коробку передач с главной передачей, оси валов которых расположены в разных плоскостях и расстояние между ними во время движения автомобиля постоянно меняется.
Это вызвано тем, что коробка передач жестко прикреплена к двигателю, неподвижно установленному на раме автомобиля, а его ведущий мост присоединен к раме на рессорах, которые, пружиня, допускают изменение расстояния между мостом и рамой. Передача крутящего момента в таких условиях возможна лишь при наличии карданных шарниров (карданов) и скользящих шлицевых соединений.

Расположение карданной передачи на автомобиле

Расположение карданной передачи на автомобиле:

1, 3 и 6 — карданные шарниры (карданы);
2 — главный вал;
4 — промежуточная опора;
5 — промежуточный вал;
7 — вилки;
8 — крестовина.

На автомобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-51А и ЗИЛ-130, где расстояние между коробкой передач и главной передачей велико, применяют два карданных вала — промежуточный 5 и главный 2. Промежуточный вал позволяет сделать главный вал более коротким и жестким и уменьшить его склонность к вибрации.
Промежуточный вал, соединенный с ведомым валом коробки передач карданом 6, подвешивают на опоре 4, которая состоит из корпуса, прикрепленного к поперечине рамы, и шарикового подшипника 12, закрытого стальными штампованными крышками с сальниками. Подшипник с крышками установлен в резиновой подушке 6.