Основные показатели работы двигателя.
К ним относят мощность, экономичность и коэффициент полезного действия (КПД).
Большая часть тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, превращается в механическую. Сила давления газов, действующая на поршень, передается через шатун на кривошип, создавая вращающий момент на коленчатом валу двигателя.
Мощность — это работа, выполненная в единицу времени. Ее измеряют в киловаттах (кВт). Различают индикаторную и эффективную мощность двигателя.
Индикаторная мощность — это мощность, внутри цилиндра работающего двигателя.
Эффективная мощность — мощность, получаемая на коленчатом валу. Она меньше индикаторной на 20…30%, так как часть мощности затрачивается на преодоление сил трения в механизмах двигателя и приведение в действие вспомогательных устройств (насосов, вентилятора, генератора и др.). Мощность двигателя повышается с увеличением силы давления газов в цилиндре, частоты вращения коленчатого вала и литража. Эффективная мощность двигателя
Ne=PeVn(30τ)
где Ре — эффективное давление газов (для четырехтактных дизелей Ре = 0,5…0,8 МПа); V— литраж, л; n — частота вращения коленчатого вала, с-1; т — тактность двигателя (число ходов поршня, за которые совершается рабочий цикл, для четырехтактных т = 4, для двухтактных т = 2).
Из формулы определения мощности двигателя видно, что она при неизменных т и Ре зависит от литража и частоты вращения коленчатого вала.
С увеличением литража увеличиваются размеры двигателя. Чем выше тяговый класс трактора, тем больший литраж у его двигателя, имеющего большую мощность.
Экономичность работы двигателя характеризуется удельным расходом топлива, который определяют делением часового расхода на эффективную мощность двигателя. Удельный расход топлива в дизелях, применяемых на тракторах, не более 265 г/(кВт-ч). При изношенных, разрегулированных или недостаточно смазанных трущихся деталях мощность уменьшается и экономичность снижается.
Механический коэффициент полезного действия двигателя — отношение эффективной мощности к индикаторной. Он зависит в основном от качества обработки деталей, смазывания трущихся деталей и правильности сборки двигателя. Значения механического КПД колеблются в пределах 0,7…0,8.
Общее устройство дизелей. Все дизели, устанавливаемые на трактор, состоят из следующих механизмов и систем.
Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Механизм газораспределения управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух в цилиндры и удалять оттуда отработавшие газы.
Система питания обеспечивает подачу воздуха и отмеренных порций топлива в определенный момент в распыленном состоянии в цилиндры двигателя.
Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода от них теплоты.
Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания и детали дизеля от перегрева и поддерживает в них нормальный тепловой режим.
Система пуска нужна для проворачивания коленчатого вала с определенной частотой вращения во время пуска.
Расположение составных частей различных систем тракторного дизеля показано на рис. 10.
Рис. 10. Дизель Д-243:
а — вид справа; б — вид слева; 1 — масломерный щуп; 2 — шпилька для установки поршня первого цилиндра в момент подачи топлива; 3 — маслозаливная горловина; 4 — масляный фильтр; 5 и 16 — фильтры грубой и тонкой очистки топлива; 6 — выпускной коллектор; 7 — воздухоочиститель; 8 — вентилятор; 9 — генератор; 10 — гидронасос рулевого управления; 11 — передняя опора двигателя; 12 — насос ручной подкачки топлива; 13 — топливный насос; 14 — компрессор; 15 — форсунка; 17 — рычаг воздушной заслонки аварийной остановки двигателя; 18 — вентиль выпуска воздуха из топливной системы; 19 — электростартер; 20 — пусковой двигатель; 21 — редуктор пускового двигателя