Устройство тракторов

1.ОПИСАТЬ РАБОЧИЙ ЦИКЛ 4-х ТАКТНОГО  КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ. УКАЗАТЬ  ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ. ЧЕМ ОГРАНИЧИВАЕТСЯ  ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ? ПОЧЕМУ  ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ВЫГОДНО?                                                                                                            

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, раширения и выпуска. В карбюраторном 4-х тактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом(в течении этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки(ВМТ) в нижнюю мёртвую точки(НМТ), при этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь. Такт впуска: поршень находится в ВМТ и по мере вращения коленчатого вала(за один его полуоборот) перемещается от ВМТ к НМТ. При этом впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. При движения поршня вниз объём над ним увеличивается, поэтому в цилиндре создаётся разряжение, равное 0,07-0,095 Мпа, в результате чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной трубопровод в цилиндр. От соприкосновения свежего заряда с нагретыми деталями в конце такта впуска он имеет температуру 75-125 градусов. Степень заполнения цилиндра свежим зарядом характеризуется коэффициентом наполнения, который для высокооборотных карбюраторных двигателей находится в пределах 0,65-0,75. Чем выше коэффициент наполнения, тем большую мощность развивает двигатель. Такт сжатия: после заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатоо вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Впускной клапан закрывается, а выпускной закрыт. По мере сжатия горючей смеси температура и давление её повышаются. В зависимости от степени сжатия давление в конце такта сжатия может составлять 0,8-1,5Мпа, а температура газов 300-450 градусов. Такт расширения или рабочий ход: в конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, и быстро сгорает, в результате чего температура и давление образующихся газов резко возрастают, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5-5МПа, а температура газов 2100-2400 градусов. При такте расширения шарнирно связаный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип передаёт вращение коленчатому валу. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня давление в цилиндре снижается до 0,3-0,75Мпа, а температура – до 900-1200 градусов. Такт выпуска: коленчатый вал через шатун перемещает поршень от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт и прдукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод. В начале процесса выпуска прдуктов сгорания давление в цилиндре значительно выше атмосферного, но к концу такта оно падает до 0,105-0,120Мпа, а температура газов в начале такта выпуска составляет 750-900 градусов, понижаясь к его концу до 500-600 градусов. Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно(слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемешивается с остаточным отработавшими газами и называется рабочей смесью. Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и педставляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для современных карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12. По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными. Механический К.П.Д. карбюраторных двигателей составляет    0,70-0,85. Увеличение степени сжатия ограничивается проявлением детонации вследствии роста температуры рабочей смеси в конце такта сжатия. Степень сжатия очень важный параметр, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Повышение степени сжатия повышает мощность, увеличивает КПД двигателя.

2.УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПРОСТЕЙШЕГО  КАРБЮРАТОРА. В ЧЕМ ЕГО НЕ ДОСТАТКИ? КАКИМИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ И СИСТЕМАМИ СНАБЖАЮТСЯ СОВРЕМЕННЫЕ КАРБЮРАТОРЫ. НАЧЕРТИТЕ СХЕМУ ЭКОНОМАЙЗЕРА С МЕХАНИЧЕСКИМ ПРОВОДОМ,ОПИШИТЕ ЕГО НАЗНАЧЕНИЕ И РАБОТУ.                                                                                                

Простейший карбюратор состоит из двух основных частей: смесеобразующего устройства и поплавковой камеры. В смесеобразующем устройстве происходит приготовление горбчей смеси, а поалавковая камера является резервуаром, откуда топливо подаётся для смешения с воздухом. Смесеобразующее устройство карбюратора имеет входной воздушный патрубок, диффузор,  смесительную камеру, дроссельную заслонку, выходной патрубок. Выходной патрубок обычно заканчиается фланцем, которым карбюратор крепится к впускному трубопроводу двигателя. На входном патрубке устанавливают шланг для подвода воздуха или воздушный фильтр. Диффузор является местным уменьшением сечения смесеобразующего устройства. Благодаря диффузору улучшается условия распыливания топлива, как при работе двигателя в самом узком сечении диффузора создаётся максимальная скорость воздушного потока. В этом месте устанавливают распылитель, предстовляюший собой трубку, выведенную в диффузор, а через распылитель происхлдит истечение и распыление топлива. Поплавковая камера содержит поплавковый механизм, состоящий из поплавка и игольчатого клапана, поплавок закреплён шарнирно на стенке поплавковой камеры. На рычаг поплавка опирается запорная игла иголчатого клапана. При подаче топлива через штуцер в поплавковую камеру поплавок всплывает и своим рычагом поднимает запорную иглу, закрывая игольчатый клапан, как только уровень топлива в поплавковой камере достигнет заднего предела, игольчатый клапан закроется полностью и поступление топлива в камеру прекратится, при расходовании топлива из поплавковой камеры поплавок опускается и приоткрывает игольчатый клапан, а в поплавковую камеру вновь начинает поступать топливо до момента достижения заданного уровня. Таким образом, поплавковая камера с помощью поплавкового механизма обеспечивает поддержание заднего уровня топлива при всех режимах работы двигателя. В нижней части поплавковой камеры располагают главный жиклёр, его основное назначение состоит в дозировании топлива для получения горючей смеси нужного состава. Жиклёр представляет собой пробку с центральным калиброванным отверстием, диаметр калиброванноо отверстия жиклёра выбирается в зависимости от требуемого расхода топлива. Большое значение  для образования горючих смесей имеет так же длина калиброванного отверстия жиклёра, углы входных и выходных фасок, диаметры каналов в теле жиклёра, главный жиклёр может быть установлен в нижней или верхней части распылителя. Работа: при вращении коленчатого вала двигателя во время тактов впуска и при открытой дроссельной заслонке через смесительную камеру карбюратора проходит воздух, внутри диффузора скорость потока воздуха значительно возрастает, на выходе распылителя создаётся разряжение, при этом в поплавковой камере вследствие наличия отверстия, давление остаётся верным атмосферному. Из-за разности давлений  в поплавковой камере и в распылителе топливо начинает протеать через главный жиклёр и распылител в виде фонтанчика, попадая в горловину диффузора, здесь струю поступающего воздуха дробит вытекающее топливо на мелкие капельки, которые перемешиваются с воздухом, испаряются и образуют горючую смесь. Образование горючей смеси в смесительной камере карбюратора происходит не в полном объёме, часть топлива  в виде капелек не успевает испарится и перемешаться с воздухом. Неиспарившиеся капельки топлива движутся в потоке воздуха и оседают на стенах смесительной камеры и впускного трубоповода. Топливо осевшее на стенки образуют плёнку которая движется с малой скоростью, чтобы испарить плёнку топлива впускной трубопровод при работе двигателя подогревается, чаще используется жидкостный подогрев или подогрев теплом отработавших газов, образование горючей смеси заканчивается в конце впускного трубопровода двигателя. Простейший карбюратор имеет серьёзные недостатки, главный из которых заключается в том, что он не может изменять состав приготавляемой смеси при изменении режимов работы двигателя. Карбюратор не обеспечивает необходимого обогащения смеси в случае разгона автомобиля при резком открытии дроссельной заслонки, в начальный момент при этом произойдёт обеднение смеси, так как воздух имеет большую подвижность, чем топливо и устремится в смесительную камеру в большом количестве, вместо увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя может произойти «провал» в его работе или полная остановка. При пуске холодного двигателя в цилиндр должно поступать большое количество смеси, образующейся из легкоиспаряющихся фракций топлива, это достигается очень сильным обогащением смеси подачей в смесительную камеру карбюратора большего количества топлива. Однако простейший карбюратор не может обеспечить этого требования, так как на малой частоте вращения коленчатого вала при пуске в диффузоре будет недостаточное разряжение. Чтобы обеспечить работу двигателя во всех режимах эксплуатации, в простейший карбюратор вводят дополнительные устройства. Такими устройствами являются система холостого хода, система конпенсации смеси, экономайзер, эконостат, ускорительный насос, пусковые приспособления. Все приспособления и устройства, обеспечивающие необходимый состав смеси для различных режимов работы двигателя, называют дезодорирующими, кроме дезодорирующих устройств карбюраторы имеют различные вспомогательные приспособления, автоматизирующие управление карбюратором и двигателем. Экономайзер служит для обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя или при плавном разгоне. Чаще всего экономайзер работает совместно с главной дозирующей системой, увеличивая поступление топлива для смесеобразования, дополнительное топливо подаётся в распылитель главного жиклёра     через специальный клапан с механическим или пневматическим приводом.

1 – дроссельная заслонка; 2 –  рычаг; 3 – стержень; 4 – пружина; 5 – клапан экономайзера; 6 – жиклёр экономайзера(мощности); 7 – главны жиклёр; 8 – распылитель главного жиклёра. При работе двигателя на малых и средних нагрузках клапан 5 экономайзера закрыт под давлением пружины 4, горючее поступает в смесительную камеру только из распылителя 8 через главный жиклёр 7, расчитанный на приготовление экономичной горючей смеси. Когда дроссельная заслонка 1 открывается почти полностью, рычаг 2, укреплённый на оси дроссельной заслонки, нажимает на стержень 3 и заставляет его открыть клапан экономайзера, горючее начинает поступать в смесительную камеру не только из главного жиклёра 7, но и из жиклёра 6 мощности, горючая смесь обогащается и двигатель развивает полную мощность. В рассмотенной схеме экономайзер включается в работу при помощи механического привода в зависимости от нагрузки двигателя, независимо от числа оборотов коленчатоо вала.                                                                                                              

3.НАЧЕРТИТЕ ПРИНЦИПИАЛЬНУЮ СХЕМУ  ПЛУНЖЕРНОЙ ПАРЫ ТОПЛИВНОГО НАСОСА  ВЫСОКОО ДАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ  И ОБЪЯСНИТЬ ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ. КАК РЕГУЛИРУЕТСЯ КОЛИЧЕСТВО  ПОДАВАЕМОГО ТОПЛИВА? КАК ПРЕКРАЩАЕТСЯ  ПОДАЧА ТОПЛИВА? ЧТО ОБЕСПЕЧИВАЕТ  ПОЛУЧЕНИЕ РЕЗКОЙ ОТСЕЧКИ И  ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ.                                                                                                                                                                               

Плунжер 1 и гильза являются основными деталями отдельной секции насоса. Соединённые вместе они образуют плунжерную пару. Плунжер имеет диаетр 9 мм и ход 10 мм, для создания высокого давления зазор между плунжером и гильзой не должен превышать 0,0015 – 0,0020 мм. Положение гильзы в насосе фиксировано стопорным винтом . В верхней части гильзы имеется впускное и перепускное отверстие, плунжер может перемещатся внутри гильзы в вертикальном направлении и повёртывается при помощи двух направляющих выступов, входящих в пазы повортной втулки, последняя в свою очередь повёртывается закреплённым на ней зубчатым венцом, находящимся в зацеплении с рейкой. В продольный паз рейки входит стопорный винт, определяющий её положение.                                                                                                                       

Плунжерные пары                                               

а – плунжер с продольной и отсечной кромками; б – плунжер с двумя спиральными канавками; в – работа плунжерной пары; I и IV – впуск топлива; II и V – начало подачи; III и VI – конец подачи; VII – максимальная подача; VIII – средняя подача; IX – отсутствие подачи; I – впускное отверстие; 2 – надплунжерное пространство; 3 – плунжер; 4 – гильза плунжера; 5 – нагнетательный клапан; 6 – штуцер; 7- седло нагнетательного клапана; 8 – разгрузочный поясок клапана; 9 – прокладка; 10 – продольный паз плунжера; 11 – отсечная кромка плунжера; 12 – кольцевая проточка; 13 – перепускпое отверстие; 14 – осевое отвеистие в плунжере; 15 – диаметральное отверстие в плунжере; 16 – спиральные канавки на плунжере.                                                                                                 Головка плунжера может иметь кольцевую проточку 12, два симетрично расположенных продольных паза 10 и две отсечные кромки. У других насосов на головке плунжера профрезерованы две спиральных канавки 16, при наличии спиральных канавок или двух отсечных кромок давление топлива с обеих сторон плунжера одинаковое ( во время подачи топлива) и долговечность насосных секций увеличивается. На нижне конце плунжера сделана кольцевая проточка для опорной тарелки пружины. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку, установленую в кольцевой выточке корпуса. В верхней части каждой секции насоса помещён штуцер с седломнагнетательного клапана, пружиной и упором клапана. От штуцера через ниппель топливо поступает в топливопровод, ведущий к форсунке. Плунжер, гильза, нагнетательный клапан и его седло с высокой точностью изготовлены из высококачественной стали, для выпуска воздуха из насоса служит отверстие, закрываемое пробкой. Сам плунжер выполнят функцию золотника, с помощью которого регулируется количество подаваемого топлива. Таким образом, плунжерная пара служит для того, чтобы отмерить точное количество топлива для подачи в цилиндр двигателя. Кроме того, с пощью плунжерной пары ТНВД обеспечивает подачу топлива под нужным давлением в определённый момент. Для того чтобы обеспечить качественное решение этих задач при эксплуатации двигателей, плунжерные пары должны соответствовать ряду требований. Основное из них исключить вероятность протечки топлива, для этого зазор между плунжером и втулкой делается предельно малым(1-3мкм), плунжер подбирается к втулке индивидуально, и выполняется подгонка деталей друг к другу. Кроме того поверхность втулки и плунжера закаляется до очень высокой твёрдости, чтобы обеспечить долговечность такой детали. В итоге втулка и плунжер представляют собой прецизиозную пару деталей, которая способна обеспечивать высокое давление впрыска топлива одновременно с подвижностью плунжера во втулке. По достижении давления топлива, равного давлению начала подъёма иглы форсунки, происходит впрыскивания топлива в цилиндре дизеля, в процессе впрыскивания клапан исключает протекание топлива под высоким давлением в зону наибольшего износа, расположенную в районе впускного отверстия, в результате чего уменьшаются протечки топлива и стабилизируется цикловая подача. При дальнейшем движении плунжера вверх и совмещении управляющих кромок канавок с отсечным отверстием втулки плунжера надплунжерная полость соединяется с отсечной полостью насоса, происходит отсечка и подача топлива прекращается.                                                                                                                                                                      

4.ОПИШИТЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕДНЕЙ  ОСИ ТРАКТОРА МТЗ-100. УКАЖИТЕ УГЛЫ  УСТАНОВКИ КОЛЁС И ШКВОРНЕЙ. ОБЪЯСНИТЕ ИХ НАЗНАЧЕНИЕ. НАЧЕРТИТЕ СХЕМУ, НА КОТОРОЙ ОБОЗНАЧТЕ УГЛЫ УСТАНОВКИ КОЛЁС И ШКВОРНЕЙ.                                                                                                                                                                  

МТЗ-100 – универсально-пропашной трактор, относящийся к 1,4-тяговому классу. Данная  модификация разрабатывалась на базе легендарной модели МТЗ-80. МТЗ-100 считается базовым трактором семейства «Беларусь», отличающимся повышенной мощностью. Передняя ось трактора МТЗ-100 унифицирована с осью тракторов МТЗ-80, а ступицы со ступицами трактора ЮМЗ-6. Передняя ось трактора представляет собой качающуюся трубчатую балку телескопического типа, соединённую с передним брусом полурамы при помощи оси качания. С каждого конца в трубу вставлен выдвижной кулак, состоящий из кронштейна и выдвижной трубы. Последняя может крепится в трубе передней оси в шести положениях с интервалом 50 мм, что позволяет менять колею направляющих колёс от 1200-1800 мм. В кронштейнах кулаков на двух втулках установлены поворотные цапфы, нагрузка на колёса от веса трактора воспринимается упорными подшипниками через амортизмрующие пружины, обеспечивающие подрессоривание остова трактора. На верхних концах поворотных цапф закреплены поворотные рычаги, связанные с сошкой рулевого механизма при помощи рулевых тяг, образующих разрезную рулевую тапецию. Тяги регулируются по длине и соединяются с поворотными рычагами и сошкой шарниро.

1-ось качания, 2-трубчатая  балка, 3-палец, 4-болт, 5-поворотный рычаг, 6,10-втулки, 7-выдвижной кулак, 8-пружина, 9-упорный подшипник, 11-тарельчатые  пружины, 12,13-левая и правая поворотные  цапфы, 14-контровочная проволока, 15- регулировочная пробка, 16- шаровой  палец, 17- контргайка, 18-трубка рулевой  тяги.                                                                                                                                                                                                 

Для лёгкого управления трактором, устойчивого его движения, нормальногоизноса шин необходимо, чтобы шкворни, вокруг которых поворачиваются управляемые колёса, а так же сами колёса имели определённые углы наклона к острову трактора. Установка передних колёс характеризуется развалом в вертикальной плоскости и схождением в горизонтальной, а так же наклоном шкворней в поперечной и продольной плоскостях.