Характеристики дизельных двигателей

Марка	Тип	Мощность, кВт	Система охлаждения	Масса, кг	Удельный расход, г/кВт . ч
топлива	масла
1 Ч 8,5/11     2 Ч 8,5/11   4 Ч 8,5/11     Д 40 А   Д 65 А1   8 Ч 9,5/10     ЯАЗ М-204 Г   У1Д6-150АД-С4 У1Д6- 100АД-С4 Д21 А1     Д 144	Одноцилиндровый четырехтактный   Двухцилиндровый четырехтактный Четырехцилинд- ровый четырехтактный То же   »   Восьмицилинд- ровый четырехтактный Четырехцилинд- ровый двухтактный Шестицилиндровый четырехтактный То же   Двухцилиндровый Четырехтактный   Четырехцилинд- ровый четырехтактный	4,4 при 1500 мин –1   8,9 при 1500 мин –1 17,8 при 1500 мин –1   29,6 при 1500 мин –1 40 при 1500 мин –1 47 при 1500 мин –1   44 при 1500 мин –1   110 при 1500 мин –1 73 при 1500 мин –1 18 при 1800 мин –1   44 при 1800 мин-1	Жидкостная, принуди тельная, замкнутая с радиатором То же   »     »   »   »     »     »   »   Воздушная, принуди- тельная То же	—		5,2     5,2   21,8     6,5   8,1       13,6         0,7     1,3

 

Учебный вопрос №3 Особенности устройства и конструкции двигателей

Двигатели, применяемые на ПЭС, имеют ряд конструктивных особенностей, отличающих их от аналогичных двигателей транспортных средств. Эти отличия связаны с требованиями, предъявляемыми к ПЭС.

К основным механизмам и системам двигателя внутреннего сгорания относятся кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, системы питания, смазки, охлаждения, электрооборудования и пуска.

Стационарный двигатель СД-60Б/Э (рис. 6.4)—двухтактный, имеет кривошипно-камерную двухканальную петлевую продувку.

Поршень 24, двигаясь вверх, сжимает смесь, поступившую в цилиндр 26 двигателя. В это же время в герметическом картере создается разрежение. После открытия юбкой поршня 24 впускного окна из карбюратора 8 под действием атмосферного давления сжатая рабочая смесь поступает в картер. При подходе поршня к верхней мертвой точке от магнето на свечу 2 подается высокое напряжение и между электродами свечи проскакивает искра, воспламеняя сжатую над поршнем смесь. Под действием давления газов, возникших в результате сгорания смеси, поршень движется вниз — происходит рабочий ход.

Двигатель предназначен для приведения в действие генераторов переменного и постоянного тока мощностью до 0,5 кВт. Он оборудуется электромагнитом 6 со штоком 5, управляющим заслонкой карбюратора для автоматического поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала при изменении нагрузки. Электромагнит, представляющий собой электрический аппарат постоянного тока, управляет заслонкой карбюратора в зависимости от тока нагрузки генератора. Пуск двигателя производится с помощью механизма, состоящего из корпуса 17, крышки 18, барабана 19 и каната.

Стационарный малолитражный двигатель 2СД-М1 (рис. 6.5) — двухтактный, карбюраторный, с петлевой кривошипно-камерной продувкой, предназначен для привода генераторов постоянного и переменного тока мощностью 1 кВт. Двигатель одноцилиндровый воздушного охлаждения имеет регулятор частоты вращения для поддержания скоростного режима двигателя в заданных пределах воздействием через систему рычагов на дроссельную заслонку. Регулятор— однорежимный центробежного типа. При вращении вала регулятора грузы под действием центробежных сил в зависимости от частоты вращения коленчатого вала меняют свое положение и через толкатель, тягу рычаг устанавливают дроссельную заслонку в положение, обеспечивающее частоту вращения коленчатого вала, соответствующую заданной нагрузке.

Система охлаждения — воздушная, принудительная, служит для отвода тепла. Пуск двигателя производится пусковой рукояткой через шестеренный механизм с передаточным отношением 1:2 вращением коленчатого вала двигателя.

Система зажигания двигателя — от магнето.

Стационарные малолитражные двигатели — одноцилиндровый УД-15 и двухцилиндровый УД-25 (рис. 6.7) —выполнены по одной конструктивной схеме и унифицированы.

Отличительной особенностью конструкций двигателей является тоннельный картер без передней крышки (распределительные шестерни расположены непосредственно в картере).

На переднем конце коленчатого вала, вращающегося на подшипниках качения, крепится маховик-вентилятор воздушной системы охлаждения. Полый распределительный вал вращается на оси, укрепленной в картере. Регулятор автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала в определенных пределах при изменении нагрузки от нуля до номинальной величин. Вентиляция картера осуществляется через клапан, вмонтированный в отверстие переходника магнето и соединяющий полости картера с воздухофильтром. Пластинчатый клапан с подвижным элементом из резины обеспечивает разрежение в картере на всех режимах работы двигателя. Постоянное разрежение в картере исключает утечку газов в атмосферу. Проходя через воздухофильтр, газы очищаются от паров масла и поступают в карбюратор.

Для пуска двигателя используется пусковой механизм или электростартер СТ366, который является электродвигателем постоянного тока смешанного возбуждения с электромагнитным тяговым реле. Питание стартера осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, емкостью 45 … 60 А ч. .Эти двигатели используются на бензиновых электроагрегатах мощностью 2 … 4 кВт.

 

 

Рис. 6.4. Двигатель СД-60Б/Э:

1 — угловой наконечник свечи; 2 — свеча экранированная; 3 — кожух; 4 — эксцентрик оси заслонки карбюратора; 5 — шток электромагнита; 6 — электромагнит; 7 — хомут крепления электромагнита; 8 — карбюратор; 9 — воздухофильтр; 10 —

крыльчатка вентилятора; 11 — шатун; 12 — шарикоподшипник; 13 — сальник; 14 — коленчатый вал; 15 — сливной краник; 16 — глушитель; 17 — корпус механизма пуска; 18 — крышка; 19 — барабан; 20 — канат; 21 — пружина; 22 — ротор магнето; 23 —

основная пластина магнето; 24 — поршень в сборе; 25 — поршневой палец; 26 — цилиндр; 27 — головка; 28 — краник декомпрессора; 29 — провод высокого напряжения с экраном

 

Двигатель М-408 - бензиновый четырехтактный четырехцилиндровый, устанавливается на электроагрегатах мощностью 8 кВт. Это двигатель автомобиля «Москвич-408», доработанный для установки на электроагрегаты. С этой целью усилена система охлаждения дополнительной установкой двух лопастей вентилятора и масляного радиатора.

Для поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала установлен автоматический регулятор, который через систему рычагов и тяг связан с дроссельной заслонкой карбюратора.

Система пуска — механическая (заводной рукояткой) и стартерная — от аккумуляторной батареи.

Система зажигания — от аккумуляторной батареи, электропроводка экранирована Подогрев перед пуском производится через специальное устройство паяльной лампой.

Дизельные двигатели серии Ч 8,5/11— четырехтактные унифицированные, выпускаются одно-, двух-, четырех- и шестицилиндровыми. В зависимости от количества цилиндров образуют мощностной ряд 5, 10, 16 и 30 кВт. По средней скорости поршня они относятся к тихоходным дизелям, а по частоте вращения коленчатого вала являются высокооборотными. Дизели этого ряда имеют исполнение с повышенной мощностью со специальным впускным коллектором. Для соединения с корпусом генератора предусматривается исполнение с присоединительным фланцем. Для облегчения пуска дизели имеют подогреватель и декомпрессионное устройство.

 

Рис. 6.7. Поперечный разрез двигателя УД-25:

1 — картер; 2 — поршень с шатуном в сборе; 3 — цилиндр; 4 — свеча; 5 — головка цилиндра; 6 — валик коромысел клапанов в сборе; 7 — толкатель клапана; 8 — регулятор в сборе; 9 — топливный насос; 10 — маслонасос; 11 — поддон

Дизельные двигатели серии Ч 9,5/10 унифицированные, многотопливные, устанавливаются на электроагрегатах мощностью 8, 16 и 30 кВт, выпускаются двух-, четырех- и восьмицилиндровыми (2 Ч 9,5/10, 4 Ч 9,5/10 и 8 Ч 9,5/10) и обеспечивают автоматизацию ЭА по I, II и III степеням. Особенности устройства этих двигателей рассматриваются на примере двигателя 8 Ч 9,5/10 (рис, 6.11), который предназначен для привода генератора мощностью 30 кВт.

Картер 2 представляет собой цельнолитую конструкцию тоннельного типа. На заднем торце картера болтами крепится кожух 1 маховика и крышка 5. К нижней плоскости картера крепится поддон 25.

Поддон дизеля служит резервуаром системы смазки и представляет собой коробчатую конструкцию из листовой стали, разделенную на две полости: масляную и водяную. Такая конструкция обеспечивает дополнительное охлаждение масла при работе дизеля за счет циркуляции через поддон охлаждающей жидкости и подогрев масла и охлаждающей жидкости перед пуском с использованием подогревателя.

На поддоне предусмотрены отверстия для подсоединения датчиков температуры масла и сливного шланга, трубки для подвода охлаждающей жидкости от радиатора и отвода в блок цилиндров и крана для слива охлаждающей жидкости.

Если степень автоматизации не требует установки датчика температуры масла, то отверстия заглушаются пробками.

Коленчатый вал дизеля — сборный, состоит из вала , четырех колец и фланца . Элементы вала соединены призонными болтами

Система всасывания служит для очистки воздуха от пыли, подачи его в цилиндры и отсоса картерных газов. В состав системы входят два воздушных фильтра , две воздушные заслонки для аварийного останова двигателя, два подогревательных элемента, всасывающие коллекторы (правый и левый ), патрубки с трубками отсоса.

Система питания топливом (рис. 6.15) предназначена для подачи в цилиндры определенного количества топлива и обеспечения работы дизеля на бензине, керосине, дизельном топливе и их смесях, а также для питания подогревателя. При работе двигателя топливо из расходного бака 9 закачивается топливоподкачивающим насосом 4 через фильтр 3 в нагнетательную полость насоса 2 высокого давления. Топливоподкачивающий насос создает в системе давление 0,2 … 0,25 МПа.

Для перевода работы дизеля с одного вида топлива на другой в системе питания предусмотрен кран 8, который при пуске на бензине устанавливается в положение РАБОТА НА БЕНЗИНЕ.

Насос 12 прокачивает топливо через воздухоочиститель 13, насос 4, топливный фильтр 3 и заполняет нагнетательную полость насоса высокого давления топливом под давлением не ниже 0,1 МПа. При работе на дизельном топливе насос 12 отключен.

 

. Рис.6.5. Двигатель 2СД-М1

а-поперечный разрез; б-продольный разрез; 1-глушитель; 2-кожух цилиндра; 3-воздухоочиститель; 4—карбюратор; 5-кожух регулятора; 6-крыльчатка; 7-улитка; 8-поршень; 9-головка цилиндра; 10-провод; 11-цилиндр; 12-картер двигателя; 13-крышка картера; 14-коленчатый вал; 15-вал регулятора; 16-магнето.

 

Рис. 6.11. Продольный разрез двигателя 8 Ч 9,5/10:

1— кожух маховика; 2 — картер; 3 — стопорное кольцо; 4 — наружная обойма подшипника; 5 — крышка; 6 — коленчатый вал; 7 — дистанционное кольцо; 8 — прокладка; 9 — распределительный вал; 10 — толкатель; 11 — пробка маслозаливной горловины; 12 — топливоподкачивающий насос; 13 — топливный насос высокого давления; 14 — плита; 15 — привод тахомотосчетчика; 16 — шестерня распределительного вала; 17 — шкив, 18 — масляный насос с центрифугой; 19 — втулка; 20 — проставка; 21 — сальник; 22 — маслоподводящая шайба; 23 — ступица; 24 — крышка крепления агрегатов; 25 — поддон; 26 — дозатор масла

Рис. 6.15. Схема системы питания топливом:

1 – форсунка; 2 - топливный насос высокого давления; 3 — топливный фильтр; 4 и 12 – топливоподкачивающиещие насосы; 5 – подогреватель; 6 – распределитель; 7 – кран спуска отстоя; 8 – кран; 9 – расходный бак; 10 – перепускной клапан; 11 – редукционный клапан; 13 — воздухоочиститель; 14 — насос ручной подкачки

Схема системы охлаждения и подогрева двигателя представлена на рис. 6.16.

Реле 6 уровня, датчик 2 температуры, приемник 3 термометра и электронагревательный элемент 13 включены в систему автоматики дизеля. Система автоматики обеспечивает работу дизеля в заданных

Рис. 6.16. Схема системы охлаждения и подогрева двигателя:

1,4,8,10,11,12 и 14 — трубопроводы; 2 — датчик температуры; 3 — приемник термометра; 5 — радиатор; 6 — реле уровня;

7 — термоста; 9 — водяной насос; 13 — электронагревательный элемент

режимах, защиту от аварийных режимов, автоматический пуск и останов дизеля Стоп-устройство топливного насоса высокого давления является исполнительным механизмом при аварийном или рабочем останове дизеля, прекращая подачу топлива или воздуха в цилиндры.

Центробежное реле обеспечивает защиту двигателя от превышения частоты вращения (разноса). Чувствительным элементом датчика является грузик 1, который при повышении

частоты вращения до величины 1700 ..1800 мин ^–1 под действием центробежной силы преодолевает сопротивление пружины 2, выступает из гнезда и задевает рычаг 5, который, поворачиваясь, замыкает контакты микропереключателя 4, тем самым подается сигнал на стоп устройство воздушной заслонки. Происходит останов двигателя.

Сигнализатор температуры срабатывает при температуре охлаждающей жидкости 104..109° С и подает сигнал на закрытие воздушной заслонки.

Датчик аварийного давления срабатывает при понижении давления масла в двигателе до величины 0,2 ..0,25 МПа.

Реле уровня отключает двигатель при утечке охлаждающей жидкости. Срабатывает через 5 … 10 с с момента начала оголения сот радиатора до уровня верхней плоскости головок цилиндров.

Двигатель У1Д6 является базовым и выпускается нескольких модификаций: У1Д6-150АД-С4 мощностью 110 кВт устанавливается на электроагрегатах мощностью 60 и 100 кВт; У1Д6-100АД-С4 мощностью 73 кВт является ПД электроагрегатов ПЭС мощностью 50 кВт.

 

Для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала в зависимости от режима нагрузки на топливном насосе высокого давления устанавливается центробежный регулятор повышенной точности .

Снижение степени неравномерности работы дизеля достигается применением пружин меньшей жесткости, для уравновешивания и растяжения которых необходима меньшая центробежная сила. Поэтому для перемещения рейки топливного насоса на одну и ту же величину требуется меньшее изменение частоты вращения коленчатого вала, чем при обычном регуляторе; однако возникает неустойчивость частоты вращения коленчатого вала двигателя, для предотвращения которой в топливном насосе установлен пневматический амортизатор-катаракт. Для уменьшения величины скачка частоты вращения коленчатого вала, возникающего при сбросе нагрузки или быстрой загрузке, плоская тарелка сделана более массивной, а пазы в крестовике выполнены наклонными. Для уменьшения трения установлен маслоотводящий щиток , направляющий масло к плоской тарелке и втулке.

Катаракт (рис 6.22) установлен на топливном насосе со стороны привода. Воздушная подушка, образующаяся в полости Б придвижении поршня 7, замедляет движение рейки, которое можно регулировать. Полость Б соединена с полостью А отверстием В, проходное сечение которого регулируется краном 9: при его вращении изменяется величина отверстия В,т.е. меняется сопротивление при входе или выходе воздуха из надпоршневой полости.

Рис. 6.22. Катаракт:

1 — корпус; 2 — пробка сливного отверстия; 3 — планка; 4 — зубчатая рейка; 5 — винт упора; 6 — пружина; 7 — поршень; 8 — резиновое кольцо; 9 — воздушный кран; 10 — гайка; 11 — пробка заливного отверстия; 12 — сетчатый фильтр; А и Б — полости; В — отверстие с изменяющимся сечением

Уменьшение отверстия В (поворот крана по ходу часовой стрелки) повышает устойчивость, но увеличивает скачок частоты вращения вала при уменьшении или увеличении нагрузки.

Для предотвращения аварий дизеля, вызываемых снижением давления масла в главной магистрали или отсутствием его, на топливном насосе установлено устройство для останова дизеля (рис. 6.23), которое закрывает доступ топлива в насос высокого давления и останавливает двигатель при снижении давления масла ниже 0,25 МПа. Поэтому перед пуском двигателя необходимо в системе смазки создать давление масла не ниже 0,25 Мпа.

Перед, пуском дизеля масло пол давлением, создаваемым маслопрокачивающим насосом, поступает по трубопроводу 15 к корпусу 26 двойного шарикового клапана. Отжав шариковые клапаны 27 и 24, часть масла поступает в канал масляного фильтра. Под давлением масла в полости 19 клапан 7, преодолевая сопротивление пружины 4, переместится в крайнее левое положение.

Рис. 6.23. Устройство для останова двигателя:

1 — топливный насос; 2 — корпус клапана; 3 — штанг подвода топлива; 4 — пружина; 5 — угольник; 6 — корпус; 7 — клапан; 8, 23, 24 и 27 — шариковые клапаны; 9 — штуцер; 10 — шток; 11 — корпус кнопки; 12 — гайка; 13 – пружина штока; 14 — кнопка; 15 — трубопровод подвода масла от маслопрокачивающего насоса; 16, 17, 21 и 25 — каналы; 18 и 19 — полости; 20 — трубка подвода масла; 22 – корпус масляного фильтра; 26 — корпус двойного шарикового клапана; 28 — корпус запорного клапана

Каналы 17 клапана 7 совместятся с каналами 16 корпуса 6, и топливо через полость клапана 7 поступит в топливный насос 1.

Система охлаждения оборудована приводом вентилятора переменном подачи с гидравлической муфтой переменного наполнения, которая обладает большой надежностью (отсутствием трущихся деталей), простой конструкцией, высоким КПД и возможностью плавного регулирования. Схема автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости показана на рис. 6.24.

Двигатель оборудован системой предпускового прогрева с помощью подогревателя ПЖД-600.

Пуск может производиться электростартером — основной способ и сжатым воздухом — резервный.

 

Рис. 6.24. Схема автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости:

1 — терморегулятор; 2, 3, 5 и 7 — трубопроводы; 4 — кран аварийного включения вентилятора; 6 — гидромуфта

Заключительная часть - 5 мин.

1. Ответить на вопросы студентов.

2. Подвести итог занятия.

3. Дать задание на самоподготовку:

- изучить требования к первичным двигателям;

- изучить типы первичных двигателей;

- изучить особенности устройства и конструкции двигателей.

 

Методическую разработку составил:

майор О.І. Хрипун.