Устройство дизельных двигателей тракторов

На тракторах МТЗ-80, МТЗ-82 (МТЗ-80Л, МТЗ-82Л) установлен четырехцилиндровый четырехтактный дизель номинальной мощностью 59 кВт (80 л.с.) Д-240 с электростартером (Д-240Л с пусковым двигателем). На рисунке 1 показан общий вид дизеля Д-240.

Рис. 1. Дизель Д-240:

а — вид справа; б — вид слева; 1 — картер; 2 — задний лист; 3 — маховик; 4 — маслозаливнавная горловина; 5 — фильтр грубой очистки топлива; 6 — воздухоочиститель; 7 — выпускной коллектор; 8 — головка цилиндров; 9 -сапун; 10 — бачок электрофакелъного подогревателя; 11 — электрофакельнын подогреватель; 12 — генератор; 13 — термостат; 14 — водяной насос; 15 — вентилятор; 16 — ремень вентилятора; 17 — передняя опора; 18 — центробежный масляный фильтр; 19 — масломерная линейка; 20- топливный насос; 21 — форсунка; 22 — механизм аварийного останова; 23 — впускной коллектор; 24 — фильтр тонкой очистки топлива; 25 — стартер.

В дизеле применена неразделенная камера сгорания с объемнопленочным смесеобразованием (рис. 2). Одна часть впрыснутого топлива распыляется в объеме камеры сгорания, а другая — растекается по ее поверхности, образуя тонкую пленку. Первая часть топлива интенсивно перемешивается с потоком сжатого нагревшегося воздуха, активно испаряется и сгорает — происходит процесс так называемого предварительного воспламенения топлива. Камере сгорания придана шатровая форма, которая способствует созданию завихрений воздушного потока и лучшему перемешиванию топлива и воздуха. Вторая часть топлива (в виде пленки) испаряется, нагреваясь от стенки камеры сгорания и потока сжатого нагревшегося воздуха (последующее воспламенение топлива). Постепенно развивающийся процесс сгорания топлива создает условия для экономичной и, как говорят, мягкой работы дизеля, которая характеризуется плавно нарастающими нагрузками на кривошипно-шатунный механизм.

Рис. 2. Схема камеры сгорания:

1-форсунка; 2 — головка блока; 3 — гильза; 4 — поршень; 5 — камера сгорания.

Как и всякий дизель, двигатель Д-240 (Д-240Л) состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и систем: смазочной, охлаждения, питания и пуска.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндр порции воздуха и выпуска из него отработавших газов в строго определенные моменты и промежутки времени.

Смазочная система служит для подвода смазочных материалов к трущимся деталям с целью уменьшения трения между ними, а также частичного отбора тепла.

Система охлаждения необходима для поддержания нормального теплового режима дизеля. В дизелях применяется жидкостная, обычно водяная, система охлаждения.

Система питания предназначена для точно дозированной и своевременной подачи топлива, а также воздуха в цилиндры дизеля и их тщательной фильтрации.

Система пуска служит для пуска дизеля.

На рисунке 3, а, б (см. форзац) показаны разрезы дизеля Д-240 (Д-240Л), которые позволяют ознакомиться с его общим устройством.

Рис. 3. Дизель. Д-240 (Д-240Л):

а продольный разрез; б- поперечный разрез, 1 коленчатый вал; 2 — масляный картер;.3 — приемник масляного насоса; 4 — масляный насос; 5 — амортизатор, 6 — вентилятор; 7 — водяной насос; 8 — поршневой палец; 9 — Поршень; 10 — клапан; 11 — ось коромысел; 12 — воздухоочиститель; 13 — штанга; 14- маховик; 15 — распределительный вал; 16 — шатун; 17- гильза, 18 масляный фильтр, 19 фильтр грубой очистки топлива; 20 — выпускной коллектор; 21 — головка цилиндров; 22 — крышка головки; 23 — колпак крышки; 24 электрофакельный подогреватель с топливным бачком; 25 — впускной коллектор; 26 — форсунка; 27 — фильтр тонкой очистки топлива. 28 — топливный насос

Устройство дизельных двигателей тракторов

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров, внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и систем.

Сверху блок цилиндров закрыт головкой, а снизу поддоном.

В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней — картер маховика.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня (поршней) во вращательное коленчатого вала. Кроме того, он участвует в преобразовании тепловой энергии в механическую.

Действие механизма состоит в том, что поршень, совершая возвратно-поступательное движение через шатун, вращает коленчатый вал 1 в подшипниках.

При возвратно-поступательном движении поршни занимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра.

Верхняя мертвая точка (в. м.т.) — такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наибольшее.

Нижняя мертвая точка (н. м.т.) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее.

Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.

Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему, освобожденному поршнем, при движении от в. м. т. к н. м. т.

Объем камеры сжатия Ус — объем, образующийся над поршнем, когда он находится в в. м. т.

Рис. 1. Основные части двигателя внутреннего сгорания:
1 — кривошипно-шатунный механизм; 2 — газораспределительный механизм; 3— система питания; 4 — система охлаждения; 5 — вентиляция картера; 6 — уравновешивающий механизм; 7 — смазочная система; 8 — система пуска; 9 — поддон; 10 — блок цилиндров; 11 — головка цилиндров.

Газораспределительный механизм (см. рис. 3) предназначен для сообщения камеры сгорания цилиндра (в строго установленные моменты) с впускным и выпускным каналами двигателя.

Уравновешивающий механизм устанавливают на некоторых двигателях для устранения вредного действия инерционных сил, возникающих при работе криво-шипно-шатунного механизма.

Системы питания и регулирования служат для очистки воздуха и топлива от механических примесей и воды и подачи их в камеру сгорания, а также для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала двигателя во время его работы с переменными нагрузками.

Смазочная система обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигателя для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.

Система охлаждения отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим во время его работы.

Система пуска используется для вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Система зажигания применяется у двигателей, работающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовоспламеняется от высокой температуры, образующейся в камере сгорания на такте сжатия.

Вентиляция картера двигателя. Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми кольцами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и воды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старение, коррозию деталей двигателя, создают в камере повышенное давление и утечку масла через различные уплотнения двигателя.

Рис. 2. Схема двигателя:
а — поршень в верхней мертвой точке; б — поршень в нижней мертвой точке; 1 — коленчатый вал; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — цилиндр.

Для того чтобы избежать повышения чрезмерного давления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун, при помощи которого картер сообщается с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.

Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку А, у основания которой установлена фильтрующая набивка из стальной проволоки, предназначенной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмосферу. У других двигателей сапун Б соединен с крышкой заливного патрубка для заправки маслом.

На отечественных тракторах установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания. Принцип их работы основан на свойстве нагреваемых газов расширяться.

Ниже приведено назначение механизмов и систем двигателей.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов, нагревшихся при сгорании топливовоздушной смеси, и преобразует возвратно-поступательное движение поршйя во вращательное движение коленчатого вала. Этот механиз двигателя состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика картера (с поддоном).

Распределительный механизм своевременно впускает в цилиндр топливовоздушную смесь (у карбюраторных двигателей) или воздух (у дизелей) и выпускает из цилиндра отработавшие газы. Механизм образуют распределительный вал, шестерни, клапаны и их пружины, коромысла, штанги и толкатели.

Система питания и регулирования обеспечивает двигатель нужным количеством топливовоздушной смеси определенного состава.

Система охлаждения поддерживает нормальный тепловой режим работающего двигателя.

Система смазки подает масло к трущимся деталям двигателя, которое уменьшает трение и износ.

Система зажигания обеспечивает у карбюраторных двигателей воспламенение в цилиндре рабочей смеси.

Система пуска обеспечивает пуск двигателя.

Если перемещать поршень в цилиндре, коленчатый вал начнет вращаться, и наоборот, если вращать коленчатый вал, поршень будет двигаться вверх и вниз, т. е. возвратно-поступательно.

Крайние положения поршня называют мертвыми точками: в верхней мертвой точке ( ВМТ ) поршень наиболее удален от оси коленчатого вала, а в нижней ( НМТ ) максимально приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках скорость поршня равна нулю.

Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом S поршня. Ход поршня равен удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала.

Пространство цилиндра над поршнем, находящимся в ВМТ , называют камерой сгорания (Vc), а пространство над поршнем, когда он находится в НМТ , — полным объемом цилиндра (Уд).

Пространство, освобожденное поршнем при перемещении из ВМТ к НМТ , называется рабочим объемом цилиндра (Vh). Это разность между полным объемом цилиндра и объемом камеры сгорания.

Рис. 3. Одноцилиндровый поршневой двигатель:
а — схема устройства; б — основные обозначения;
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3—картер; цилиндр; 5 — шатун; 6 — поршень; 7 — поршневой палец; 8 — головка цилиндра; 9 — канал для впуска воздуха или горючей смеси; 10 и 15 — клапаны; 11 и 14 — пружины клапанов; 12 и 13 — коромысла; 16 — канал для выпуска отработавших газов; 11 — штанга толкателя; 18 — толкатель; 19 — кулачок; 20 — распределительный вал; 21 и 22 — шестерни привода распределительного вала.

Дизельный двигатель МТЗ

Современные модели тракторов МТЗ, предназначенные для работ в сельском хозяйстве, оборудованы дизельными двигателями внутреннего сгорания поршневого типа. Минский тракторный завод устанавливает на тракторы четырёхтактные моторы, работающие на дизельном топливе. Механическое движение техники обеспечивается, благодаря энергии, которая образуется при сжатии воздуха в результате воспламенения топливовоздушной смеси.

На что расходуется механическая энергия двигателя

Вся энергия, которую вырабатывает дизельный мотор, предназначена для поддержания рабочих процессов во всех системах и механизмах трактора:

1. Передвижение машины — функционирование ходовой части.
2. Насосы, которые обеспечивают бесперебойную работу различных систем трактора (гидравлическая, топливная, охлаждающая, смазочная).
3. Электрический генератор, который вырабатывает ток для бортового оборудования.
4. Вал отбора мощности, передающий часть энергии на с/х агрегаты, установленные на основной машине.

Основные составляющие тракторного дизельного двигателя внутреннего сгорания

Двигатель МТЗ работает за счёт самовоспламенения и сгорания топливовоздушной смеси внутри цилиндров. Конструкция дизельного силового агрегата состоит из следующих рабочих систем и элементов:

• блок-картер;
• масляный поддон;
• головка блока цилиндров;
• кривошипно-шатунный механизм;
• коленчатый вал;
• газораспределительный механизм ГРМ;
• масляный насос;
• топливная система;
• система запуска;
• фильтры очистки масла и воздуха.

Блок-картер изготовлен из алюминиевых или чугунных сплавов. Он имеет сложную форму, благодаря тому, что в нём размещаются опоры коленвала, газораспределительного устройства, цилиндры. Задняя часть блока картера соединена с трансмиссией трактора. Масляный поддон находится в нижней части блока.

Головка блока цилиндров также производится из алюминия или чугуна. В ней размещены различные клапаны, каналы для отвода газов, перемещения охлаждающей жидкости и пр.

Кривошипно-шатунный механизм — это узел, в котором прямолинейное движение поршней преобразуется во вращение коленвала. Коленчатый вал, в свою очередь, приводит в движение ведущие колёса трактора.

Газораспределительный механизм управляет клапанами, при помощи которых:

• воздух поступает в цилиндры силового агрегата;
• смешивается с топливом;
• смесь сжимается;
• самовоспламеняется;
• сгорает;
• отработавшие газы выходят наружу.

Масляный насос, поддон, и множественные каналы в совокупности образуют систему смазки двигателя внутреннего сгорания.

Система подачи топлива состоит из фильтров, которые осуществляют очистку топлива, топливных насосов, форсунок, регулятора.

В систему запуска входят бензиновый пускатель, электрический стартер.

Устройство системы охлаждения тракторного дизельного двигателя

В систему охлаждения входят специальные трубопроводные магистрали, которые отводят тепло, выделяющееся при работе двигателя внутреннего сгорания. За счёт функционирования всей системы поддерживается оптимальная температура, необходимая для стабильной работы всего силового агрегата.

Чтобы эффективно охладить мотор трактора МТЗ, постоянно работает специальная система охлаждения принудительного типа. В тракторном двигателе, благодаря работе насоса, жидкость циркулирует по замкнутому циклу. В качестве охлаждающей жидкости используются антифриз или тосол.

В состав системы охлаждения входят следующие основные элементы:

1. Центробежный насос для обеспечения постоянной циркуляции тосола.
2. Охлаждающий радиатор пластинчатого типа. Он состоит из горизонтальных пластин, латунных трубок, заливного и сливного бачков.
3. Вентилятор для охлаждения радиатора.
4. Термостат для контроля температуры охлаждающей жидкости в системе.
5. Шторка радиатора. Эта деталь служит для регулирования интенсивности воздушных потоков вентилятора.

Как работает система охлаждения тракторного двигателя

Центробежный насос направляет горячий антифриз в радиатор, где наполненные трубки охлаждаются, благодаря работе вентилятора. Охлаждённая ОЖ возвращается в мотор, цикл возобновляется. Контроль состояния антифриза осуществляется при помощи специального прибора — указателя температуры. Этот датчик расположен на приборном щитке.

При помощи термостата регулируется количество жидкости, поступающей в радиатор. Максимально допустимая температура ОЖ равна +70°С. Водитель, со своего места, может открывать или закрывать шторку радиатора, чтобы регулировать потоки воздуха вентилятора.

Система смазки тракторных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания МТЗ оснащены смазывающей системой, в состав которой входят трубопроводные магистрали, специальные устройства, предназначенные для доставки моторных масел к трущимся поверхностям рабочих узлов и деталей. Благодаря смазочным веществам, значительно снижается сила трения между металлическими деталями, что способствует увеличению эксплуатационного срока всего двигателя.

На тракторах МТЗ используется система смазки комбинированного типа. Масло под давлением подаётся на трущиеся поверхности коренных и шатунных подшипников коленвала, клапанов, шестерённых колёс, деталей распредвала и пр. Остальные узлы и детали смазываются посредством разбрызгивания.

Основные детали и узлы смазочной системы:

• масляный шестеренчатый насос;
• масляный радиатор;
• фильтр очистки масла центробежного типа;
• соединительные трубки и устройства;
• приборы, контролирующие уровень температуры, давления, уровня смазочных материалов в системе.

Ремонт двигателя МТЗ

Тракторы МТЗ выполняют тяжёлые работы, поэтому в процессе эксплуатации часто происходят различные поломки и выход из строя двигателя внутреннего сгорания.

Основные неисправности в системе охлаждения мотора МТЗ и методы их устранения:

1. Возникновение трещин в патрубках — замена шлангов и патрубков.
2. Отказ термостата — установка нового устройства.
3. Пробои в радиаторе — запаивание.
4. Нарушение целостности рубашки охлаждения — сварка.
5. Износ подшипников водяного насоса — замена на новые.
6. Образование накипи в каналах.

При работе трактора часто случается, что прибор давления масла указывает на повышение или понижение допустимого уровня. Данный сигнал указывает на проблемы, возникающие в системе смазки силового агрегата.

Наиболее часто встречающиеся дефекты смазочной системы мотора:

• забиты масляные каналы;
• изношены шестерни масляного насоса;
• чрезмерно загрязнён масляный фильтр.

Засоры и загрязнения устраняются при помощи специальных промывочных жидкостей. Неисправный масляный насос восстановлению не подлежит. В случае выхода из строя данного элемента его необходимо заменить на новый прибор.

Если тракторный двигатель начал плохо запускаться, нужно проверить работу газораспределительного механизма, а также его элементов. Сюда относятся распределительный вал, клапаны, степень прилегания к сёдлам, зазоры, износ кулачков.

Резкое снижение мощности может быть вызвано сильным износом поршневых колец. Здесь может помочь только замена колец.