Кривошипно-шатунный механизм

 Введение.

По роду топлива двигатели внутреннего сгорания разделяются на двигатели жесткого топлива и газовые. По способу заполнения цилиндра свежим зарядом - на 4-тактные и 2-тактные. По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха - на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

Существуют: жидкостные и газовые, с внешним (карбюраторные  двигатели) и внутренним (дизели) смесеобразованием, поршневые и турбинные, реактивные и комбинированные двигатели  внутреннего сгорания.

В двигателе внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (карбюраторные двигатели) зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизелях) топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры. Мощность, экономичность и другие характеристики двигателей постоянно улучшаются, основной принцип действия остается неизменным. В двигателе внутреннего сгорания топливо сгорает внутри цилиндров и тепловая энергия, выделяющаяся при этом, преобразуется в механическую работу.

Рабочим циклом называется совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре. В четырехкратном двигателе рабочий цикл совершается за четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание и расширение) и выпуск, или, иначе говоря, за два оборота коленчатого вала.

Такт - это процесс, происходящий за один ход поршня. Ход поршня 8 -дуть, проходимый поршнем от одной мертвой  точки до другой. Мертвыми точками  называются крайние верхнее нижнее положение поршня, где его скорость равна нулю. Верхняя мертвая точка сокращенно обозначается в.м.т.,

Нижняя мертвая точка - н.м.т. Рабочий объем цилиндра Ур - объем, : освобождаемый поршнем  при движении от в.м.т. до н.м.т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие сведения

 

1Устройство, назначение  принцип роботы системы питания  дизельного двигателя

Особенностью дизеля является раздельная подача воздуха  и топлива в цилиндры. Процесс  смесеобразования происходит почти  одновременно с  процессом   сгорания   топлива.

Для дизелей используют более дешевые, чем бензины, сорта  нефтяных топлив (керосино-газойлевые и соляровые фракции). В пожарном отношении дизельное топливо менее опасно, чем бензин.

Согласно  существующим стандартам дизельное  топливо получают двух видов: из малосернистых (ГОСТ 4749—49) и сернистых (ГОСТ 305—62) нефтей. По этим ГОСТам дизельное топливо выпускается следующих марок: ДА, ДЗ, ДЛ и ДС (ГОСТ 4749—49) и А, 3, Л и С (ГОСТ 305—62).

Арктические топлива  ДА и А предназначаются для  эксплуатации дизелей при температуре окружающего воздуха ниже минус 30° С (ДА) и при минус 50° С и выше (А); зимние топлива ДЗ и 3 — при температуре воздуха выше минус 30° С; летние топлива ДЛ и Л — при температуре воздуха выше 0° С; ДС и С — специальные дизельные топлива. Зимние и летние топлива различаются  главным образом температурой застывания.

Качество  дизельного топлива оценивается цетановым числом. Дизельное топливо сравнивают со смесью из двух топлив: цетана и альфа-метилнафталина. Цетан обладает минимальным периодом запаздывания воспламенения, обеспечивает мягкую работу двигателя, и для него цетановое число условно принимают равным 100. Альфа-метилнафталин обладает наибольшим периодом запаздывания воспламенения (трудно воспламеняется) и вызывает жесткую работу двигателя; его цетановое число условно принимают равным нулю. Если испытываемое дизельное топливо ведет себя в отношении воспламеняемости как объемная смесь, состоящая из 60% альфа-метилнафталина и 40% цетана, то цетановое число такого топлива равно 40 и т. д.

От вязкости дизельного топлива во многом зависит развиваемая  двигателем мощность и состояние топливной аппаратуры (насоса и форсунок), так как детали топливной аппаратуры смазываются топливом. В зависимости от температурных условий работы двигателя следует применять дизельное топливо   соответствующей   вязкости.

ПРИБОРЫ   СИСТЕМЫ   ПИТАНИЯ   ДИЗЕЛЯ

Топливные фильтры. В системе питания дизелей  ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 применяются фильтры грубой и тонкой очистки топлива, включенные в систему последовательно, т. е, через них проходит все топливо. Фильтр грубой очистки может быть установлен на двигателе или стенке моторного отсека (автомобили КрАЗ с двигателем ЯМЗ-238) или в топливном баке (автомобили МАЗ с двигателем ЯМЗ-236). В последнем случае несколько изменяется конструкция фильтра, но не принцип работы. Фильтр грубой очистки топлива. Фильтр грубой очистки топлива (рис. 1 ) имеет сменный фильтрующий элемент б, вставленный в корпус 5, который сверху закрыт крышкой 2. Между корпусом и крышкой поставлена уплотнительная прокладка 9.  Фильтрующий эле мент состоит из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на каркас, изготовленный в виде трубки с большим количеством отверстий. При установке фильтрующего элемента в корпус направляющая розетка, приваренная к днищу корпуса, входит в отверстие элемента. Кроме того, плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцовые поверхности.

Топливо, подаваемое к фильтру грубой очистки по трубопроводу, проходит через отверстие 4 и постепенно заполняет пространство между корпусом и фильтрующим элементом. Пройдя через слой пряжи, очищенное топ-ливо поступает внутрь каркасной трубки, поднимается вверх и по каналам крышки проходит через отверстие 1 в трубопровод, а затем подается к то-пливоподкачивающему насосу.

На внешней  поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. Для спуска отстоя из корпуса фильтра в днище имеется отверстие, закрываемое пробкой—8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При заполнении системы  питания топливом воздух из фильтра  грубой очистки удаляется через отверстие, закрываемое пробкой 3. После замены фильтрующего элемента отвертывают пробку 3 и заполняют фильтр топливом.

Фильтр тонкой очистки топлива. В фильтре тонкой очистки топлива (рис. 1 б) сметный фильтрующей элемент 14 и центральный стержень 16, приваренный к корпусу 15. Корпус фильтра закрыт крышкой 17, удерживаемой от смещения болтом 20, ввернутым в центральный стержень.

Фильтрующий элемент представляет собой перфорированный  металлический каркас, обмотанный ситцевой оберткой. На этом каркасе сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропитанной пульвербаке-литом. Чтобы топливо не могло миновать фильтрующего элемента, он пружиной 11, установленной внизу, прижимается к крышке.

Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом к фильтру тонкой очистки, через отверстие 23 проходит в крышку и заполняет все пространство между корпусом и фильтрующим элементом. Поступающее под давлением топливо просачивается через - пористую фильтрующую массу, поднимается вдоль центрального стержня и проходит в крышку. К отверстию 22 присоединен теплоотводящий трубопровод, по которому топливо поступает к насосу высокого давления. Оставшиеся в топливе после фильтра грубой очистки механические примеси задерживаются фильтром тонкой очистки, и часть их осаждается на дно корпуса, имеющего сливное отверстие для удаления отстоя, закрываемое пробкой  10.

С течением времени  фильтрующие элементы засоряются и их гидравлическое сопротивление возрастает. Поэтому фильтрующие элементы фильтров грубой и тонкой очистки нужно периодически заменять.

Топливоподкачивающий  насос. Для подачи топлива из топливного бака (через фильтры) к насос-форсункам и форсункам применяются подкачивающие насосы шестеренчатого (дизели ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206) или поршневого (дизели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) типа.

Рассмотрим конструкцию  и работу топливоподкачивающего  насоса (рис.2) поршневого типа. Насос, расположенный между фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, состоит из корпуса 21, поршня 20 с пружиной 22, удерживаемой пробкой 23, толкателя 4 с осью 5 и роликом 6, пружины 3 толкателя, штока 2, впускного 19 и выпускного 7 клапанов с пружинами 18 и 8. В корпус насоса ввернут цилиндр 12 насоса ручной подачи топлива, размещенный над впускным клапаном. Внутри цилиндра находится поршень 13 и шток 14. Втулка 1 штока 2 ввернута в корпус насоса (резьба смазывается специальным клеем). Втулка и шток — детали, изготовленные с очень большой точностью, — составляют прецизионную пару; раскомплек-товка их не допускается.

Топливоподкачивающий  насос имеет два привода: ручной и механический. Ручным приводом пользуются перед пуском двигателя для заполнения топливом фильтров и топливопроводов и удаления из системы питания воздуха. Механический привод насоса действует при работе двигателя.

При перемещении  поршня 13 с помощью рукоятки 15 вверх в цилиндре 12 создается разрежение, под действием которого открывается впускной клапан 19, и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня 13 вниз он давит на топливо, впускной клапан садится на седло, а выпускной клапан открывается, и топливо подается к фильтру тонкой очистки. После прокачки системы ручным насосом, нужно поршень 13 опустить вниз и навернуть рукоятку 15 резьбовой хвостовик цилиндра. Прн этом поршень плотно прижимается к прокладке 16. При работе двигателя топливоподкачивающий насос приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления. Вращающийся эксцентрик 24 набегает на ролик 6 толкателя 4, вследствие чего сжимается пружина 3 и перемещается шток 2 (рис. 2, б). Шток, передвигая поршень 20, сжимает пружину 22. Под действием давления топлива в полости А над поршнем впускной клапан 19 плотнее прижимается к седлу, а выпускной клапан 7 открывается, и топливо перетекает по перепускному каналу 26 в полость Б под поршень 20. Когда эксцентрик сходит с ролика толкателя, пружина 3 возвращает толкатель в исходное положение. Одновременно пружина 22, разжимаясь, перемещает поршень 20 в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается разрежение, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Под действием давления, создаваемого поршнем, выпускной клапан 7 плотно садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки (рис. 2, е). Вследствие наличия разрежения над поршнем открывается впускной клапан 9, и топливо заполняет полость А. При следующем набегании эксцентрика на ролик толкателя рассмотренные процессы повторяются.

 

 

Рис.  2.  Топливоподкачивающий насос дизеля ЯМЗ-236:

а — конструкция насоса; б — перепуск топлива в полость Б; в — поступление топлива в насос и подача его к фильтру тонкой очистки; А — полость над поршнем; Б — полость под поршнем; / — втулка; 2 — шток толкателя; 3, 8, 18 и 22 — пружины;,^ — толкатель; 5 — ось ролика;б - ролик; 7 — выпускной клапан; 9 я 16 — прокладки; 10 и 23 — пробки; // — корпус цилиндра; 12 — цилиндр; 13 — поршень; 14 — шток поршня; 15 — рукоятка; 17 — втулка цилиндра ручного насоса; 19 — впускной клапан;  20 -™ поршень;  21 — корпус насоса;  24 =. эксцентрик;  25 —^ канал;  26 —- перепускной канал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топливоподкачивающий  насос подает топлива больше, чем  необходимо для работы двигателя. Если ход поршня насоса будет все время постоянным, то давление в топливопроводе, подающем топливо к фильтру тонкой очистки, сильно возрастает. Давление в топливопроводе может возрасти и при засорении этого фильтра. Поэтому поршень топливоподкачивающего насоса имеет переменный ход, зависящий от специально подобранной пружины 22. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости Б повышается, и сжатая пружина не может преодолеть противодавления топлива, вследствие чего ход поршня уменьшается и соответственно снижается подача топлива насосом. Толкатель 4 при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем давление в полости Б уменьшается, ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

Топливный насос высокого давления. Топливный насос под большим давлением подает через форсунки в камеру сгорания необходимые порции топлива в строго определенные моменты. По принципу действия топливные насосы, применяемые на автомобильных двигателях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос дизеля ЯМЗ-236 имеет шесть насосных секций, а топливный насос дизеля ЯМЗ-238 — восемь секций, объединенных в общем корпусе.

Топливные насосы высокого давления дизелей ЯМЗ-236 и  ЯМЗ-238, расположенные между рядами цилиндров, приводятся в действие от блок-шестерни распределительного вала (см. рис. 3). На одном конце вала привода топливного насоса установлена шестерня, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыска топлива. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, при этом топливо подается во все цилиндры в соответствии с порядком работы дизеля.

На рис. 117 показан топливный  насос высокого давления дизеля ЯМЗ-238. На алюминиевом корпусе 8 насоса укреплен корпус топливоподкачивающего насоса 18. Автоматическая муфта 1 опережения впрыска топлива и регулятор угловой скорости коленчатого вала объединены с насосом высокого давления в один агрегат.

В корпус насоса запрессованы направляющие втулки, в которых перемещается рейка. Выступающий из насоса конец рейки находится во втулке, в которую ввернут винт 4, ограничивающий мощность дизеля в период обкатки. Этот винт стопорят проволокой и пломбируют. Сверху на втулку с винтом надет защитный резиновый колпачок.