Основные показатели и общее устройство двигателя

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.

Дизель Д-243

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