Механизм подачи питания дизельных двигателей

Размещено на http://allbest.ru

Оглавление

Введение

1. Аналитический обзор литературных источников

1.1 Общее устройство и действие системы питания

1.2 Развитие дизельного двигателестроения

1.3 Экология - двигатель прогресса в моторостроении

2. Расчет эффективности конструкции и работы двигателя внутреннего сгорания

2.1 Характеристики двигателей

2.2 Классификация испытаний и оборудование для них

2.3 Технология проведения испытаний и обработка их результатов

3. Разработка набора «Система питания дизельного двигателя»

3.1 Требования к оборудованию

3.2 Разработка конструкции набора

3.3Технология изготовления набора

4. Ремонт дизельных двигателей

Заключение

Литература



Введение

Особенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или, как их принято называть, дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля), является приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров.

В дизелях топливо поступает от насоса высокого давления и посредством форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха в конце такта сжатия. Смесеобразование начинается с момента поступления топлива в цилиндр. При этом в результате трения о воздух струя топлива распыляется на мельчайшие частицы, которые образуют топливный факел конусообразной формы. Чем мельче распылено топливо и чем равномернее распределено оно в воздухе, тем полнее сгорают его частицы.

Испарение и воспламенение топлива осуществляется за счёт высокой температуры и давления сжатого воздуха (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550-700 градусов, а давление -3,5-5,5 МПа). Следует отметить, что после начала горения смеси температура и давление в камере сгорания резко возрастают, что ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц распыленного факела топлива.

Чтобы обеспечить наилучшие мощностные и экономические показатели работы дизеля, необходимо впрыскивать топливо в его цилиндры до прихода поршня в в.м.т. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала впрыскивания топлива, называют углом опережения впрыскивания топлива.

Для того чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен начинать подавать топливо ещё раньше. Это вызвано необходимостью иметь некоторое время на нагнетание топлива от насоса к форсунке.

Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения подачи топлива.

В цилиндры дизеля фактически поступает одно и то же количество воздуха независимо от его нагрузки. При малой нагрузке в цилиндрах практически всегда имеется достаточное количество воздуха для полного сгорания топлива. В этом случае коэффициент избытка воздуха имеет большую величину. С увеличением нагрузки возрастает только подача топлива, но при этом значение коэффициента избытка воздуха уменьшается, вследствие чего ухудшается процесс сгорания топлива. Поэтому минимальное значение коэффициента избытка воздуха для различных типов дизелей, соответствующее их бездымной работе, устанавливают в пределах б=1,3, что обуславливает также высокую экономичность дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями.

Существенное влияние на улучшение смесеобразования и процесса сгорания оказывают способы приготовления рабочей смеси и принятая форма камеры сгорания. По способу приготовления рабочей смеси различают объёмное, объёмно - плёночное и плечное смесеобразования. Каждому из этих способов присущи свои характерные особенности, для реализации которых требуется камеры сгорания с соответствующими конструктивными решениями. Существующие камеры сгорания дизелей по общности основных признаков их конструкции объединяют в две большие группы: неразделённые (однополостные) и разделённые (двухполостные).

Поэтому хорошие технико-экономические показатели дизелей способствуют их широкому применению на грузовых автомобилях и автобусах.



1. Аналитический обзор литературных источников

1.1 Общее устройство и действие системы питания

Система питания дизеля состоит из устройств, механизмов и деталей, обеспечивающих необходимый запас топлива, очистку и подачу топлива и воздуха в цилиндры, удаление отработавших газов в атмосферу, а также изменение количества подаваемого топлива в зависимости от условий работы трактора. Дизельное топливо заливают в бак через горловину, имеющую сетчатый фильтр для очистки топлива от крупных примесей. В нижней части бака установлено два крана: запорный для перекрытия подвода топлива из бака к устройствам и механизмам системы питания и сливной для удаления отстоя или топлива из бака.

Когда открыт запорный кран, топливо из бака проходит по топливопроводу к фильтру грубой очистки, в котором оно очищается от крупных примесей и воды. Затем по топливопроводу топливо поступает к подкачивающему насосу, который нагнетает его под давлением около 0,12Мпа (1,2 кг-с/см2) по топливопроводу к фильтру тонкой очистки.

Отфильтрованное топливо подается по топливопроводу к топливному насосу высокого давления, которым оно по топливопроводам и через форсунки 6 впрыскивается под давлением 17,5 МПа (175 кг-с/см2 ) в камеры сгорания в конце цикла сжатия воздуха в цилиндрах. Распыленное топливо хорошо смешивается с горячим воздухом и, самовоспламеняясь, сгорает. Продукты сгорания топлива после открытия впускного клапана отводятся из цилиндра в атмосферу через выпускной трубопровод и глушитель.

Количество топлива, подаваемого топливным насосом высокого давления в цилиндры, изменяется вручную или автоматически всережимным регулятором. Избыточное топливо, подаваемое подкачивающим насосом к топливному насосу высокого давления, отводится по топливопроводу обратно к подкачивающему насосу.

Топливо, просочившееся через зазоры между деталями форсунок, стекает по трубопроводам в фильтр тонкой очистки.

Воздух, необходимый для образования горючей смеси, засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздухоочиститель и поступает через впускной коллектор в цилиндры двигателя. Дизельный двигатель потребляет большое количество воздуха. Для сгорания 1 килограмма топлива в дизеле необходимо 18-20 кг и более воздуха.

Таким образом, двигатели внутреннего сгорания на каждые 100 кг сгоревшего топлива, используют около 2 т атмосферного воздуха, а возвращают отработанные газы.

1.2 Развитие дизельного двигателестроения

Столкнувшись в 70-х годах с проблемой загрязнения воздуха, самая автомобильная нация - американцы - принялись искать выход из сложившейся ситуации. И нашла его, разработав нейтрализатор выхлопных газов, который, по крайней мере, снял остроту проблемы.

Именно нейтрализаторам и обязаны глобальным распространением система впрыска топлива, первые образцы которых появились еще в 50-х годах, но до конца 80-х так и не составили конкуренции карбюраторам.

С появлением двигателей, оборудованных впрыском топлива, у нас в стране за ними укрепился эпитет инжекторные, который ведет происхождение от английского глагола to inject - впрыскивать, вдувать. Существительное инжектор можно применять лишь к форсунке, но вряд ли к двигателю в целом.

Система питания HPI разработанная шведскими специалистами совместно с американской фирмой «Камминс». Изюминка скрыта в оригинальном гидравлическом управлении насос-форсунками. В каждой - две секции: одна предназначена для «рабочего» топлива (далее оно направится в камеру сгорания), а от переменного объема другой зависит момент впрыска.

Сколько подать топлива в одну и другую половинку форсунки, определяет электронный блок. Он открывает и закрывает электромагнитные клапаны, дозирующие топливо, - всего их четыре, по паре на каждые три цилиндра. Такова роль электроники, а непосредственно форсункой управляет гидравлика. Она достаточно «сильна», чтобы работать с давлением более 1000 атм, и способна сдвигать начало и окончание впрыска. Это выгодно отличает новинку от «электронных» аналогов. Разработчики достигли компромисса между экологией и мощностью: вредных веществ в отработанных газах не прибавилось, а дополнительные киловатты появились.

На мощных двигателях нередко применяют системы наддува, которые подают в цилиндры воздух под давлением, тем самым, увеличивая его количество и в итоге - мощность мотора. Общие названия этих систем - компрессор, и чаще употребляемый синоним нагнетатель произошло от глаголов сжимать и наполнять. Сегодня большинство фирм используют два основных вида нагнетателей - механические и приводимые в действие отработавшими газами. У каждого свои преимущества и недостатки, определяющие область применения.

«Мерседес», например, уже давно определился с выбором и устанавливает нагнетатели с механическим приводом на бензиновые двигатели, а турбокомпрессоры - на дизельные. Дело в том, что у приводных (жестко связанных с валом двигателя) нагнетателей давление наддува не зависит от оборотов, благодаря чему двигатель быстро реагирует на нажатие педали акселератора. Особенно ценно это качество при разгоне. Также в их активе простота конструкции. Но, естественно, есть и другая сторона медали: расход топлива у моторов, оборудованных нагнетателями с механическим приводом, выше, а КПД ниже, чем у двигателей с турбонаддувом.

Наиболее распространенный вид наддува, широко используемый сегодня в дизелях и в бензиновых моторах, - турбонаддув. Отработавшие газы вращают турбину, а та, в свою очередь, приводит компрессор, нагнетающий свежий воздух.

Выигрыш от турбокомпрессора - значительное улучшение характеристик двигателя за счет побочной энергии. А вот моментального отклика и уж тем более энергичной помощи на малых оборотах от турбокомпрессора ждать бесполезно; в самом общем случае он обеспечивает высокий крутящий момент лишь при оборотах выше средних - в характеристике появляется провал, называемый «турбоямой». (Впрочем, «турбояму» можно устранить; кроме известных методов, передовые фирмы пробуют…. подкрутку турбины специальным высокоскоростным электродвигателем.) Еще один минус - высокие требования к культуре производства и эксплуатации придирчивого турбокомпрессора.

В силу особенностей рабочего процесса дизельные двигатели лучше подходят для оснащения турбонаддувом, нежели бензиновые. Конечно, существуют и другие типы наддува, например, с использованием волнового обмена, но сейчас они практически не используются.

Однако при сжатии воздух нагревается, его плотность падает, а значит, масса воздуха, доставленного в цилиндры, уменьшается. А что, если воздух после компрессора охлаждать? Для этого служит устройство, именуемое по-разному: промежуточным охладителем, охладителем наддувочного воздуха или, на импортный манер интеркулером. Это воздухо-воздушный радиатор, где нагретый в компрессоре воздух идет по трубкам и охлаждается потоком воздуха «забортного».

Кстати, охладитель позволяет не только увеличить массу свежего заряда в цилиндрах. Он еще и одно из средств борьбы с окислами азота. Эти вредные соединения образуются в процессе сгорания топлива при высокой температуре, а с помощью охладителя ее удается несколько снизить.

На современных дизельных двигателях улучшения характеристики крутящего момента при повышении экономичности и экологичности помогает достичь турбокомпаунд. Это устройство «подкручивает» коленвал энергией отработавших газов, передавая ее от турбины на маховик с помощью собственной гидротрансмиссии. Турбокомпаунд работает при больших нагрузках двигателя, обеспечивая прирост момента и мощности.

В настоящее время немецкая фирма «Мете» в сотрудничестве с «Сименсом» предложила наддув без насоса, турбины или резонансных камер, позволяющий в первую очередь улучшить тягу двигателя «на низах». Названа она электроимпульсной, ибо родилась благодаря современной электронике и компьютерам.

Во впускном трубопроводе перед каждым цилиндром установлен специальный электромагнитный клапан, управляемый собственным контроллером, который через шину передачи данных связан с основным электронным блоком двигателя. В начале такта впуска клапан плотно закрыт. Незадолго до нижней мертвой точки, когда разрежение в цилиндре максимально, клапан резко открывается. Воздух резко устремляется в цилиндр с огромной скоростью, создавая сверхзвуковую ударную волну. Если бы клапан остался открытым и дальше, часть воздуха вернулась бы во впускной коллектор, но быстродействующая электроника успевает закрыть коллектор. Кроме того ударная волна воздуха лучше перемешивает топливную смесь и снижает склонность мотора к детонации.

Прямой эффект - увеличившийся на 30% крутящий момент в самом неблагоприятном режиме, когда двигатель работает на низких оборотах, а водитель резко прибавляет газ. В новой конструкции нет недостаточно надёжной турбины и вообще никаких вращающихся деталей - только клапан да пара управляющих соленоидов.

Только на примере системы питания мы видим, что двигатели внутреннего сгорания постоянно совершенствуются, достигая все более высоких показателей по мощности, экономичности, увеличению ресурса и что особенно важно в экологичности выхлопных газов.



1.3 Экология - двигатель прогресса в моторостроении

За последние пять лет ушедшего столетия дизельные двигатели совершили рывок в своем развитии. Совершенствование топливной аппаратуры, одно из перспективных направлений для конструкторов дизельных моторов. Некогда маломощный, шумный мотор теперь конкурирует наравне с бензиновыми собратьями, по-прежнему опережая их в экономичности. Хорошим тоном ныне считается использование новейших открытых камер сгорания, регулирование фаз газораспределения и длины впускных каналов. Обязателен наддув с промежуточным охлаждением, причем регулируют его не простым перепуском газов мимо турбины, а поворотом направляющих лопаток компрессора или турбины, подкруткой турбокомпрессора электродвигателем. Намеренная черта современных дизелей - топливные системы нового поколения.

Многие фирмы уже делают впускные трубопроводы с изменяемой геометрией. На минимальных оборотах воздух идёт к камере сгорания по длинному пути, на повышенных - открывается короткий трубопровод.

В ближайшей перспективе длину впускных каналов будут изменять не ступенчато, а плавно. Например, такая конструкция уже работает на моторах БМВ. Вращающийся барабан с электроприводом за секунду способен увеличить путь воздуха от 231 до 673 мм. До 3500 об/мин работает длинный канал, а с ростом оборотов он укорачивается.

Кроме того, баварские мотористы предлагают изменять высоту подъёма клапана в зависимости от режима работы мотора. «Вэлвтроник» уже прописался на серийных двигателях. Дополнительный эксцентриковый вал управляет рычагами, которые ограничивают ход впускных клапанов.

Ещё один способ управлять поступающим в цилиндры воздухом - смещать фазы газораспределения. Поворачивая распредвал, можно изменять момент открытия и закрытия клапанов. Тем самым улучшается наполнение цилиндров, а следовательно, растут мощность и момент, снижая расход топлива, улучшается количество вредных веществ в отработавших газах.

Многие фирмы предлагают варианты таких конструкций, некоторые уже прижились на серийных моторах. Кстати, оригинальная отечественная конструкция испытанная для моторов ВАЗ и, возможно, появится на перспективных моделях.

Качественный скачек дизелестроения простимулирован экологическими нормами. Например, в Европе выбросы окислов азота и твердых частиц дизелями снизились за 10 лет в 10 раз.

В борьбе за чистоту выхлопа конструкторы столкнулись с серьезной проблемой: большинство изменений рабочего процесса дизеля снижает выбросы лишь одного из двух компонентов. Например, увеличение опережения впрыска уменьшает эмиссию частиц, но увеличивает выбросы NO. Разрубить гордиев узел позволили высокое давление впрыска и электронное управление. Благодаря повышению давления улучшается распыление топлива, что способствует более высокому и полному сгоранию. Это поясняет, почему почти 60 лет (с 1927 по 1985) максимальное давление впрыска составляло 20-50 МПа, а в последние 10 лет выросло до 200 МПа.

Электронное управление позволяет на всех режимах работы дизеля гибко изменять характеристику, величину подачи, давление и опережение впрыска. В итоге снижаются вредные выбросы, шумность, расход топлива, улучшается пуск дизеля.

Топливные системы с механическими регуляторами постепенно снимают с производства. Переход на новый уровень давления и электронное управление потребовал пересмотра традиционных конструкций. Отказались от рядных насосов высокого давления (ТНВД) с регулировочным люком, ведущих родословную от насоса серии А фирмы «Бош» 1927 года. Ближайшие его родственники имеют жёсткий глухой корпус, толстый вал с вогнутыми кулачками, высокие моновтулки плунжеров, могут снабжаться второй рейкой, управляющей опережением впрыска.

В ряду распределительных насосов высокого давления самая популярная в мире модель «Бош-VE», ведущая историю с 1976 года, вытесняется более современными электроуправляемыми ТНВД фирмы «Бош», «Лукас», «Зксель», «Станадайн».



2. Расчет эффективности конструкции и работы двигателя внутреннего сгорания

2.1 Характеристики двигателей

Энергетические и экономические показатели двигателя при различных режимах работы (частое вращение коленчатого вала и нагрузке) оценивают по его характеристикам: регулировочным, скоростной и нагрузочной.

Характеристики - это графические выражения зависимости какого-либо основного показателя работы двигателя от другого показателя, построенные по опытным данным, которые были получены в результате испытаний двигателя на специальных тормозных установках (стендах). Методы поведения стендовых испытаний двигателей стандартизованы (ГОСТ 18509-80 для тракторных и комбайновых дизелей, ГОСТ 14846-81 для автомобильных двигателей).

Регулировочные характеристики отражают зависимость основных показателей двигателя от принятых регулировок его механизмов, влияющих на протекание рабочего процесса. Те значения регулируемых параметров двигателя, которые обеспечивают получение заданной мощности и наибольшей экономичности, называют оптимальными. Их определяют по регулировочным характеристикам.

К числу регулировочных относятся характеристики, показывающие изменение мощности и удельного расхода топлива в зависимости от ряда факторов: давления на впуске и выпуске и др.

Скоростная характеристика показывает зависимость энергетических и экономических показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при постоянном положении дроссельной заслонки или рейки топливного насоса, то есть представляет собой графическое изображение зависимостей.

Скоростная характеристика, снятая при полностью открытой дроссельной заслонке или полной подаче топлива и при углах опережения зажигания или начала подачи топлива, указанных в технических условиях на двигатель, называется внешней.

Скоростные характеристики, полученные при неполных, но постоянных для каждой характеристике степенях открытия дроссельной заслонки при положениях рейки топливного насоса, называются частичными.

Скоростные характеристики снимают, постепенно увеличивая нагрузку (тормозя двигатель). Частота вращения коленчатого вала снижается до значения nmin, при котором ещё возможна устойчивая работа двигателя. Для каждого скоростного режима (опыта), если это предусмотрено конструкцией двигателя, автоматически устанавливается наивыгоднейший угол опережения зажигания и начала подачи топлива. На внешней скоростной характеристике карбюраторного двигателя отметим следующие точки: А - максимальная мощность двигателя Nemax, при этом частота вращения коленчатого вала n2; Б - мощность, при которой крутящий момент максимален Мкmax, а частота вращения коленчатого вала n2; В - мощность, соответствующая минимальному удельному расходу топлива gemin; а - крутящий момент МкN на режиме максимальной мощности; Г - номинальная мощность Neн; б - крутящий момент на режиме номинальной мощности; nн - частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя.

На внешней скоростной характеристике дизеля отметим две точки: А - мощность при номинальном удельном расходе топлива и Б - мощность, соответствующая началу работы дизеля с дымлением. Длительная работа дизеля с дымлением недопустима, поскольку вызывает его перегрев и интенсивное нагарообразование.

Внешняя скоростная характеристика дизеля.

Скоростную характеристику с регуляторной ветвью (регуляторную характеристику) снимают при положении органов управления регулятором скорости, соответствующим полной подаче топлива. Она показывает зависимость расхода топлива, крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала от мощности двигателя.

Регуляторную характеристику, то есть зависимости

строят в результате проведения ряда опытов с постепенной загрузкой двигателя, начиная от нулевой, соответствующей частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, до номинальной нагрузки. При этом работой двигателя управляет регулятор. Чтобы более полно выявить показатели двигателя, его продолжают загружать и после получения номинальной мощности, когда регулятор уже не управляет работой двигателя, то есть при работе с перегрузкой. Полученные участки кривых - части внешней скоростной характеристики.

Регуляторная характеристика дизеля Д-240.

Энергетические и экономические показатели нового, отремонтированного или находящегося в эксплуатации двигателя могут быть проверены по его скоростной или регуляторной характеристике.

У дизелей кривая зависимость Мк равна f(n) более пологая, чем у карбюраторных двигателей, что объясняется конструктивными особенностями топливных насосов. Для устранения некоторых этого недостатка регуляторы топливных насосов имеют корректоры, которые увеличивают подачу топлива за цикл на режимах перегрузки, улучшая характеристику крутящего момента.

Способность двигателя преодолевать кратковременные увеличения внешних сил сопротивлений трактора или автомобиля без перехода на низшую передачу характеризуется корректорным коэффициентом запаса крутящего момента в процессах:



Для тракторных двигателей и двигателей грузовых автомобилей, работающих, как правило, с полным использованием мощности, корректорный коэффициент запаса крутящего момента, обеспечивающей хорошие динамические качества, должен составлять 15…20%.

В условиях эксплуатации важно знать (хотя бы приблизительно), насколько полно загружен двигатель при работе трактора с данным агрегатом. Для этого в процессе работы трактора измеряют массу топлива, израсходованного за контрольную смену. Определяют расход топлива, разделив его массу в граммах на время смены в секунду. Полученное значение расхода топлива переносят на регуляторную характеристику данного двигателя и находят среднее значение мощности, характеризующее загрузку двигателя в течение смены.

Нагрузочная характеристика показывает зависимость экономических показателей двигателя от нагрузки при постоянной частоте вращения коленчатого вала, то есть отражает зависимость:

При анализе нагрузочных характеристик можно выразить экономичность работы двигателя на различных частотах вращения коленчатого вала в условиях неполного использования мощности двигателя. Каждую характеристику снимают при постоянной частоте вращения коленчатого вала последовательным увеличением подачи топлива, начиная с режима холостого хода до нагрузок, соответствующих полной подаче топлива.



2.2 Классификация испытаний и оборудование для них

Основные энергетические, экономические и конструктивные показатели двигателя выявляют в результате его испытаний. В зависимости от цели и назначения различают испытания: приёмо-сдаточные и исследовательские.

Приёмо-сдаточные испытания поводят с целью контроля качества изготовления или ремонта двигателя, а в процессе эксплуатации - для проверки стабильности принятых регулировок, энергетических и экономических показателей двигателя и сравнения их с данными технической документации предприятия - изготовителя.

Исследовательские испытания обычно проводят в процессе создания новой модели двигателя или усовершенствования существующей.

Для проведения приёмо-сдаточных испытаний в сельском хозяйстве чаще всего применяют электрические тормозные установки (стенды).

Электродвигатель может работать в режиме генератора, и тогда он служит загрузочным устройством (тормозом) для двигателя. Нагрузку регулируют жидким реостатом.

Электротахометром определяют частоту вращения вала электродвигателя (тормоза).

Тормозной момент измеряется силовым устройством и фиксируется на циферблате.

Трёхступенчатый редуктор (с прямой, повышающей и понижающей передачами) даёт возможность использовать стенд для испытания двигателей с различной частотой вращения коленчатого вала. При работе на прямой передаче редуктора частота вращения вала тормоза равна частоте вращения коленчатого вала тормоза равна частоте вращения коленчатого вала двигателя. Когда тормоз работает не на прямой передаче редуктора, частоту вращения коленчатого вала двигателя подсчитывают по номограмме, прикреплённой к корпусу редуктора.

Кран 6 приспособления А может быть установлен в трёх положениях: первое - «двигатель», при котором топливо из бака по топливопроводу поступает в двигатель; второе - «залив», когда топливо одновременно подаётся в двигатель и в баку по топливопроводу через трёхходовый кран направляется в двигатель.

Эффективную мощность двигателя (кВт) определяют по формуле

Ne=0.735PnT/1000з,

где Р - показание на циферблате силового механизма, кгс; nT - частота вращения вала тормоза по электротахометру, об/мин; з - коэффициент полезного действия редуктора (при работе на прямой передаче з=1, на повышающих и понижающих передачах з=0,98). Одновременно с мощностью двигателя определяют расход топлива. Для этого, заполнив банку топливом, трёхходовой кран 6 из положения «залив» переводят в положение «замер» и по секундомеру определяют время расхода определённого количества топлива. Расход топлива (кг/ч) вычисляют

GT=3,6Q/t,

где Q - масса топлива, израсходованного за время опыта; t - время опыта.

Удельный расход топлива рассчитывают по формуле

ge=1000GT/Ne.

2.3 Технология проведения испытаний и обработка их результатов

При проведении испытаний двигателя нужно соблюдать правила техники безопасности. Все приводные и соединительные устройства вращающихся деталей должны быть закрыты кожухами. Запрещается проводить какие - либо регулировки и технический уход на рабочем двигателе. Место проведения испытаний следует оборудовать противопожарными средствами. Перед испытанием двигателя проверяют стенд, подготавливают измерительную аппаратуру. Проверяют техническое состояние, регулировочные показатели двигателя и снимают несколько контрольных точек характеристики.

Если двигатель установлен на раме трактора, то его не рекомендуется снимать с нее, чтобы не нарушить центровку. В этом случае вал тормоза соединяют с коленчатым валом двигателя через вал отбора мощности трактора. При соединении вала отбора мощности с валом тормоза с целью устранения возможного несовпадения их осей применяют гибкие муфты.

Перед началом каждого опыта двигатель должен работать устойчиво (с постоянной частотой вращения) и иметь температуру охлаждающей жидкости и масла в пределах, указанных в технических условиях на двигатель. Чтобы получить достоверные результаты измерений, каждый опыт проводят не менее двух раз.

Режим работы двигателя при переходе от одного опыта к другому изменяют последовательно в большую или меньшую сторону в установленных границах, в зависимости от типа снимаемой характеристики. Если какую - либо точку характеристики проверяют дополнительно, то режим, соответствующий ранее выполненному опыту, полностью восстанавливают.

Данные, полученные во время опыта, заносят в протокол испытаний и затем обрабатывают. В протоколе указывают наименование двигателя, его номер и на какой машине он был установлен, а также дату, место и барометрическое давление во время испытания, отмечают, какая характеристика снималась. Приводят название, марку и ГОСТ топлива и картерного масла, на которых работал двигатель во время испытаний. Отмечают все изменения в работе двигателя (начало и характер дымления, вибрация, стуки и т.д.).

Опытные данные, вносимые в протокол, можно разбить на три группы: регулировочные показатели; значения непосредственных измерений во время опыта; результаты опыта, полученные путем подсчетов по соответствующим формулам.

К регулировочным показателям относят степень открытия дроссельной заслонки или положение рейки насоса, угол опережения зажигания или начало подачи топлива.

Во время каждого опыта измеряют его продолжительность; создаваемый тормозной момент; частоту вращения вала тормоза; расход топлива за опыт; температуры окружающего воздуха, охлаждающей жидкости, масла в поддоне картера, отработавших газов; давления масла в системе смазки, топлива в системе питания, газов в картере двигателя.

Для каждого опыта фиксируют частоту вращения коленчатого вала двигателя и, учитывая наличие промежуточной передачи между двигателем и валом тормоза, определяют крутящий момент и мощность, полученные во время опыта, а также расходы топлива (Gт и gе).

По окончании испытаний составляют таблицу основных показателей и строят характеристики.



3. Разработка набора «Система питания дизельного двигателя»

3.1 Требования к оборудованию

При организации учебно-материальной базы следует исходить из следующих общих психолого-педагогических, методических, эстетических, экономических, гигиенических и других требований к школьному оборудованию. Оно должно соответствовать содержанию программы изучаемого курса; дидактическим принципам, главным образом принципам наглядности, доступности и посильности; возрастным особенностям, познавательным возможностям и интересам учащихся; эстетическим требованиям (быть чистым, покрашенным, удобным для использования); экономическим возможностям школы, правилам безопасности труда, производственной санитарии и школьной гигиены. Наглядные пособия должны быть простыми по устройству, обладать относительно большим сроком эксплуатации, годиться для демонстраций и выполнения практических работ учащимися.

3.2 Разработка конструкции набора

Для создания набора в первую очередь необходимо подобрать подходящие узлы и детали системы питания дизельного двигателя, а затем изготовить укладочный ящик для компактного хранения деталей.

Имея различные виды систем питания, я рассмотрел все их положительные, отрицательные стороны и пришел к выводу: что системы питания дизелей ЯМЗ-238, Д-108 очень громоздкие, малораспространённые и вряд ли представится возможным приобрести их в полном комплекте. Системы питания дизелей Д-144, Д-21 подходила мне по многим параметрам, они компактные, лёгкие, достаточно широко распространенные, особенно в частном секторе, но они не изучаются в школьном курсе. Узлы и механизмы системы питания дизельного двигателя автомобиля КАМАЗ мне недоступны, поэтому её я не стал рассматривать изначально.

На современных отечественных тракторах, автомобилях и других машинах широко используют дизельные двигатели марок Д-240, А-41 и их модификации. Кроме того, эти двигатели изучают на уроках Технологии в сельских общеобразовательных школах в курсе «Трактор», а мою дипломную работу, я думаю, можно использовать как методические рекомендации при изучении раздела «Система питания дизельного двигателя», поэтому для создания набора я решил использовать узлы и механизмы именно этих двигателей. В набор, я считаю, должны войти все основные узлы и механизмы, а в частности: топливный насос высокого давления, подкачивающий насос, фильтры тонкой очистки топлива, фильтр-отстойник грубой очистки топлива, форсунки, а топливный бак и воздухоочиститель из-за их больших габаритов и достаточно простого устройства можно упустить. Кроме того, эти двигатели изучают на уроках Технологии в сельских общеобразовательных школах в курсе «Трактор», а мою дипломную работу, я думаю, можно использовать как методические рекомендации при изучении раздела «Система питания дизельного двигателя».

Для приобретения узлов и механизмов системы питания необходимо договориться с механиком колхоза о выделении необходимого со склада машинно-тракторной мастерской и с неисправных двигателей.

Полученные детали нужно будет разобрать, вымыть в дизельном топливе и пропарить для полного удаления грязи. Проверить, чтобы все узлы и механизмы были комплектными и работоспособными, а в дальнейшем могли быть использованы в качестве наглядного пособия при разборке и сборке узлов, для изучения их устройства и принципа действия. Затем все детали необходимо покрыть краской соответствующего цвета.

Укладочный ящик нужно изготовить из лёгкого, но прочного материала, в качестве такого, я думаю, подойдёт прочный картон или древесная волокнистая плита.

дизельный двигатель топливный насос

3.3Технология изготовления набора

При изготовлении набора я с первых же шагов столкнулся с трудностями, оказывается даже неисправные детали найти не просто, потому что всё сдаётся на металлолом, особенно детали из цветных металлов. Однако, объехав ближайшие хозяйства, мне все-таки удалось подобрать необходимые узлы и механизмы системы питания дизельных двигателей А-41 и Д-240. Все привезённые детали я погрузил на пять суток в дизельное топливо, для того чтобы растворить грязевые отложения в скрытых полостях узлов и механизмов. Разобрав узлы на составляющие их детали, я тщательно вымыл их, используя щеточки и кисти, особое внимание, уделяя скрытым полостям и отверстиям.

Затем узлы вымыл с использованием синтетического моющего средства, для того чтобы обезжирить поверхности перед нанесением краски, а внутренние детали и полости не имели маслянистого загрязнения.

Хорошо просушив все детали, проверил исправность резьбовых соединений, работоспособность всех узлов и механизмов, а также их полную комплектность. Обработал напильником острые кромки деталей, забоины и вмятины. Собрал узлы и механизмы согласно их устройства и комплектации, проверил их работоспособность.

Следующей операцией была покраска наружных поверхностей масленой краской, аналогично заводскому цвету.

После покраски на каждую деталь была отпечатана и наклеена табличка с названием детали, узла или механизма.

Укладочный ящик был изготовлен из плотного, прочного картона с использованием деревянных брусков. Между собой детали закреплены с помощью клея и заклёпок. Верхняя крышка ящика закрывается на два задвижных замка. Внутренняя и внешняя стороны ящика окрашены в серый цвет масленой краской.

В данный укладочный ящик были уложены узлы и механизмы системы питания дизельного двигателя.



4. Ремонт дизельных двигателей

Дизельный двигатель относят к наиболее надежным вторичным двигателям, образцы которого способны приводить в движение, как небольшие автомобили, так и тяжеловесные тягачи. От того, насколько он исправен и отрегулирован, зависит безопасность вашего движения.

Однако дизель, как и любой другой агрегат, со временем вырабатывает положенный ресурс и нуждается в профилактике и ремонте. Независимо от работоспособности, иногда нужно проводить комплексную диагностику двигателя в целом. Капитальный ремонт дизельного двигателя может включать перечень работ, подразумевающих разборку двигателя, замену его узлов, ремонт инжектора. Если же значительно снизились показатели мощности и компрессии - стоит задуматься о проведении капитального ремонта дизельного двигателя.

При первых же неполадках стоит обратиться к профессионалам, которые произведут качественный ремонт дизельного двигателя. Самостоятельное вмешательство в сложный агрегат без наличия необходимого опыта и оборудования может закончиться гораздо более тяжелыми последствиями, чем вам может показаться на первый взгляд. Еще лучше - производить периодическую диагностику и профилактику узлов двигателя, так это позволит вовремя обнаружить износ деталей и предупредить существенные затраты, например, на ремонт ТНВД.

Как же определить, что двигатель вашего автомобиля нуждается в проведении ремонтных работ? Для этого стоит обратить внимание на ряд причин, которые могут являться предвестниками грядущих неисправностей:

· Трудности в процессе запуска двигателя. Как правило, это говорит о низкой компрессии, дефектах системы подогрева перед пуском или попадании воздуха в систему подачи топлива.

· Еще один признак - сильный дым из глушителя. Именно черный дым считается основным признаком неисправностей в форсунках, турбине и непроходимости воздушного фильтра. Возможен также вариант, когда неправильно настроен угол впрыска.

· Уменьшение мощности и нестабильная работа двигателя говорят о поломках в насосе подкачки ТНВД и в нем самом.

Перед тем, как выполнять ремонт любого уровня сложности, наши специалисты обязательно проведут тестирование двигателя на предмет наличия неисправностей. Комплексная диагностика производится на современном оборудовании и включает в себя:

· Измерение компрессии и проверку цилиндров на предмет наличия утечек;

· Оценку картерных газов;

· Оценку общего состояния цилиндров и состояния камеры сгорания.

Современный дизельный двигатель - сложный агрегат, потому его ремонт немыслим без использования новейшей техники. Забудьте об измерениях «на глаз», которые имели место в более старой технике, и самостоятельной замене дорогостоящих узлов. В нашем сервисном центре используются исключительно современные точные приборы для тестирования и ремонта дизельных двигателей легковых автомобилей, а компьютерная диагностика позволит получить наиболее точные показания. Только такие результаты дадут возможность максимально быстро определить исправность системы в целом и отдельных ее частей. Благодаря использованию грамотной диагностики, можно вовремя определить причины поломок в дизеле, тем самым выявив степень износа и повреждений механизмов в нем. После устранения неполадок двигатель будет повторно протестирован.

Обычно дизельные двигатели отличаются достаточно высокой долговечностью и надежностью, однако даже им свойственно иногда выходить из строя. Помните, что автомобиль - это не игрушка. Зачастую оказывается так, что лучше сразу было немного переплатить и воспользоваться помощью профессионального мастера, чем потратить средства и сломать машину собственными руками, после чего потратиться еще больше на ее восстановление. Частое проведение диагностики в автосервисе позволит вовремя определять износ узлов двигателя и заменять нужные детали без значительных затрат с вашей стороны.



Заключение

Таким образом, подобрав необходимую, соответствующую литературу, я, рассмотрел различные виды системы питания двигателей внутреннего сгорания (дизельных).

Проанализировав рассмотренные виды, выявив преимущества и недостатки, а так же свои материальные возможности я пришел к выводу, что данный вариант будет оптимальным.

На основании данного проекта был изготовлен и собран воедино набор узлов и механизмов системы питания дизельного двигателя.

В процессе изготовления набора были выполнены следующие поставленные передо мной цели:

- была разработана конструкция набора системы питания,

- была разработана технология изготовления набора,

- подобраны необходимые узлы и механизмы,

- узлам и механизмам был придан эстетический вид,

- механизмы и узлы собраны в единый набор;

- разработано методическое пособие по использованию набора системы питания дизельного двигателя.

Таким образом, поставленная цель моей работы была достигнута.



Список использованной литературы

1. Анохин В.И. и Сахаров А.Г. Пособие тракториста. Колос. 1969.

2. Пятецкий Б.Г. Справочник слесаря ремонтной мастерской. Россельхозиздат.1968.

3. Карпов В.Г. и Романин В.А. Технические средства обучения. Просвещение.1979.

4. Гельман Б.М. и Москвин М.В. Сельскохозяйственные тракторы. Высшая школа. 1978.

5. Грачев Ю.В. Тракторист-машинист. Колос. 1983.

6. Дмитриев И.Н. Школьнику о современной технике. Просвещение. 1982.

7. Книга сельского механизатора. Россельхозиздат. 1979.

8. Родичев В.А. и Родичева Г.И. Тракторы и автомобили. Высшая школа.1982.

9. Родичев В.А. и др. Справочник сельского механизатора. Россельхозиздат. 1981.

10. Гуревич А.М. Учебник тракториста-машиниста третьего класса. Колос. 1982.

11. Тихонов В.И. Техника безопасности при слесарных работах. Профиздат. 1960.

12. Гринь А.Л. Ознакомление учащихся с особенностями устройства системы питания энергонасыщенных тракторов. Школа и производство. №2. 1982.

13. Гринь А.Л. Ознакомление учащихся с конструктивными особенностями двигателей тракторов. Школа и производство.№3. 1983.

14. Гуревич А.М. Тракторы и автомобили. Москва. Колос. 1983.

15. Грехов Л. Революция с воспламенением от сжатия. За рулем. №10. 2002.

16. Чуйкин А. Испанская партия. За рулем. №2.2002.

17. Сачков М.В компании с компаундом. За рулем. №6.2001.

18. Гзовский М. Системы наддува и их особенности. №3. 2001.

19. Воробьев-Обухов А. Не в такт. За рулем. №8. 2002.

20. Сачков М. Задолго до мертвой точки. За рулем. №5. 2003.

21. Воробьев-Обухов А. Гибрид внутреннего сгорания. За рулем. №2. 2003.

Размещено на Allbest.ru

...