Учебники 80372

двигатель начнет работать и приведет генератор в действие. Электромагнитный привод проще по устройству и исключает возможность ошибочного включения стартера при работающем двигателе, так как при работающем генераторе исключается действие электромагнита приводного механизма.

Система пуска вспомогательным карбюраторным двигателем применена у дизелей Д-48, Д-54А, СМД-14, Д- 108 и др. Для передачи вращения от вала пускового двигателя валу дизеля в систему пуска включена силовая передача. Когда дизель начинает работать, пусковой двигатель вместе с силовой передачей автоматически отключаются от вала дизеля. Для облегчения пуска дизеля водяные системы охлаждения пускового двигателя и дизеля связаны между собой, что обеспечивает прогрев дизеля.

Пусковые карбюраторные двигатели обладают при эксплуатации некоторыми преимуществами по сравнению с электрическими стартерами. Система пуска с помощью пускового двигателя надежна при любых температурных условиях, но обслуживание её и операции при пуске сложнее, чем при пуске электрическим стартером, который не требует затраты больших физических усилий. Вместе с тем стартеры, питающиеся током от громоздких аккумуляторных батарей, требуют тщательного ухода и установки специального зарядного оборудования. Стартеры не могут длительно вращать коленчатый вал двигателя и тем самым разогревать масляные пленки в подшипниках и цилиндрах, что очень важно для нормальной работы кривошипношатунного механизма. Для устранения отмеченных недостатков на некоторых дизелях, например СМД-14, Д-108, на пусковом бензиновом двигателе, установлен стартер. Таким образом, пуск как карбюраторного пускового двига-

81

теля, так и дизеля производится без больших затрат усилий со стороны машиниста.

Конструкция пускового двигателя ПД-10М представлена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Пусковой двигатель ПД-10М [8]

Для надежного пуска дизеля должно быть высоким сжатие воздуха в цилиндре. Между тем при низкой частоте вращения вала происходят утечка воздуха через неплотности поршневых колец и клапанов и повышенная отдача теплоты в стенки цилиндров. При малой частоте вращения валика топливного насоса ухудшается распыление топлива, чему также способствует повышенная вязкость холод-

82

ного топлива. Кроме того, пусковая частота вращения вала зависит от цетанового числа топлива и его испаряемости.

Дизели строительных и дорожных машин при температурах окружающего воздуха ниже 0 °С обычно не могут быть пущены без предварительного подогрева. При температурах окружающей среды 10 – 15 °С минимальная пусковая частота вращения вала составляет 150 – 250 мин-1, причем меньшие значения относятся к дизелям с неразделенными камерами сгорания, а большие – к вихрекамерным и предкамерным двигателям. Эти же пусковые частоты вращения вала оказываются достаточными при более низкой температуре окружающего воздуха, но при условии предварительного прогрева двигателя или наличия специальных устройств для облегчения пуска – устройства, облегчающие пуск двигателя. Для облегчения пуска двигателей применяют три группы средств и устройств:

а) уменьшающие сопротивление прокручиванию коленчатого вала;

б) облегчающие воспламенение рабочей смеси;

в) предусматривающие одновременное использование первых двух групп.

К первой группе относятся декомпрессоры. Декомпрессоры соединяют в начале пуска двигателя внутренние полости цилиндров через впускные или выпускные клапаны с атмосферой. При этом уменьшается сопротивление прокручиванию вала, которое имеет место при сжатии рабочей смеси или воздуха в дизелях. В дизеле СМД-14 декомпрессия достигается одновременным открытием впускных и выпускных клапанов.

83

При низких температурах окружающего воздуха применяют для прогрева двигателей жидкостные или воздушные (для дизелей с воздушным охлаждением) подогреватели. Система подогрева двигателей с жидкостной системой охлаждения состоит из котла, подогреваемого пламенем горелки, установленной в камере сгорания, работающей на том же топливе, что и двигатель. Воздух в эту камеру подается электровентилятором, питающимся от аккумуляторной батареи. Подогреваемая в котле охлаждающая жидкость поступает в рубашку охлаждения двигателя, откуда по мере охлаждения возвращается в котел. Горячие газы, выходящие из камеры сгорания подогревателя, направляются под масляный поддон двигателя для подогрева смазочного масла. Предварительный подогрев двигателя с помощью подогревателей значительно уменьшает сопротивление прокручиванию коленчатого вала двигателя благодаря уменьшению вязкости смазочного масла с повышением температуры, а также улучшает воспламенение рабочей смеси за счет повышения ее температуры в конце сжатия и температуры стенок цилиндра. На рис. 7.3 приведена схема подогревателя дизеля ЯМЗ-740.

Ко второй группе, облегчающей воспламенение рабочей смеси, относятся следующие устройства и средства.

Специальное устройство, смонтированное в центробежном регуляторе топливного насоса, с помощью которого на время пуска дизеля увеличивается цикловая подача топлива (до 300 % от максимальной подачи).

Муфта опережения впрыскивания топливного насоса, обеспечивающая уменьшение угла опережения впрыскивания топлива.

84

Рис. 7.3. Схема предпусковогоподогревателя дизеля ЯМЗ-740 [8]: 1 – поддон; 2 – насосный агрегат; 3 – газоотводная труба; 4 – котел; 5 – подвод воздуха; 6 – подвод охлаждающей

жидкости из блока в подогреватель; 7, 10 – отвод жидкости из блока в подогреватель; 8 – топливный фильтр; 9 – топливоподкачивающий насос; 11 – водяной насос; 12 – автономный топливный бачок; 13 – топливопровод; 14 – заливная горловина

Свечи накаливания с открытой нагревательной спиралью, которые питаются от аккумуляторной батареи и устанавливаются непосредственно в камерах сгорания. Такие свечи применяют для пуска только в дизелях с разде-

85

ленными камерами. Для пуска дизелей с неразделенными камерами сгорания в настоящее время применяют в некоторых случаях закрытые (пальчиковые) свечи накаливания, отличающиеся небольшими размерами.

Легковоспламеняющиеся пусковые жидкости, распыливаемые во впускном трубопроводе двигателя специальными пусковыми приспособлениями, устанавливаемыми вблизи впускного трубопровода. В качестве жидкостей для пуска дизелей при температуре до – 27°С применяют пусковую жидкость ВНИИАТ, состоящую из 60% этилового эфира (по объему) и 40% масла для газовых турбин. При температуре окружающего воздуха до – 40°С используют пусковую жидкость «Холод-Д-40», имеющую состав по объему (%): этиловый эфир – 60, изопропилнитрат – 15, газовый бензин –15, масло для газовых турбин – 10. Для пуска карбюраторных двигателей при температуре воздуха до – 40°С применяют пусковую жидкость «Арктика».

В состав этой пусковой жидкости вместо масла, которое, попадая на свечи зажигания, препятствует появлению искры, вводят противоизносные и противозадирные присадки. Подогрев воздуха, всасываемого в цилиндры дизеля с помощью электрофакелов (дизель СМД-14) или «Термостарта» (дизель ЯМЗ-740).

На рис. 7.4 приведена конструкция факельной свечи системы «Термостарт» для дизеля ЯМЗ-740.

В период стартерной прокрутки коленчатого вала холодного двигателя топливоподкачивающий насос забирает топливо из топливного бака и подает его к предварительно накаленным факельным свечам, установленным во впускных трубопроводах двигателя. В факельных свечах топливо дозируется, испаряется, смешивается с воздухом, поступающим через отверстия в экране, и воспламеняется.

86

Рис. 7.4. Факельная свеча дизеля ЯМЗ-740 [8]:

1 – нагревательный элемент;

2 – корпус; 3 – подвод топлива;

4 – топливный фильтр; 5 – жиклер; 6 – трубка; 7 – сетка; 8 – контргайка; 9 – резьбовая часть для установки во впускной трубопровод; 10 – объем-

ная сетка; 11 – экран

В результате движения воздуха, всасываемого двигателем в зоне свечей образуется факел пламени, который и обеспечивает подогрев холодного воздуха. После пуска двигателя факельный подогрев продолжается, что обеспечивает выход двигателя на устойчивый режим работы.

Чтобы обеспечить надежное воспламенение топлива и создать факел пламени в период стартерной прокрутки, необходимо предварительно накалять свечи в течение не менее 60 с.

Исходные данные: рабочий объём двигателя V, л (табл. П.1); диаметр цилиндра D, м (табл. П.1); показатель степени, зависящий от пусковой частоты у = 0,35;

87

коэффициент, учитывающий возможное снижение мощности пускового устройства k = 1,1; КПД зубчатой передачи в приводе стартера η = 0,85;

Выбираем марку масла и задаем его расчетную кинематическую вязкость: предельная температуру холодного запуска систем равной -10 º С, Выбираем зимнее масло М-8Г2, расчётная вязкость при t = -10 0С ν = 3700 мм2/с.

Выбираем пусковую частоту вращения коленчатого вала двигателя (для дизелей пусковая частота должна быть не ниже чем 150 – 200 мин-1). Принимаем: nП = 200 мин-1.

Коэффициент А учитывающий влияние размеров поверхностей трения на момент сопротивления МСОП для дизелей

А = 2550V. (7.1)

Момент сопротивления при вязкости масла равной 1000 мм2/с:

М1000 = 40 + 7·10-3А(1 + 25D2).

Момент сопротивления проворачиванию при запуске

ν y

МСОП = М1000 .

1000

Требуемая мощность пускового устройства:

N= МСОПπnПk .

П3 104 η

(7.2)

двигателя

(7.3)

(7.4)

Далее по этому значению подбираем либо электростартер либо пусковой двигатель.

7.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При выполнении работы используется плакаты, поясняющие устройство и работу системы пуска двигателя внутреннего сгорания.

88

7.3.1.Изучить устройство и принцип работы системы пуска двигателя.

7.3.2.Вычертить схематично систему пуска электрическим стартером(см. рис. 7.1).

7.3.3.Изучить устройство пускового двигателя ПД10М (см. рис. 7.2).

7.3.4.Изучить схему предпускового подогревателя (см. рис.7.3)и факельнуюсвечудизеляЯМЗ-740(см.рис.7.4).

7.3.5.Используя зависимости (7.1 – 7.4), рассчитать

иподобрать пусковое устройство по данным (табл. П.1) (марку двигателя выдаёт преподаватель).

7.4. ФОРМА ОТЧЁТА

Работа №7.

7.4.1.Наименование работы.

7.4.2.Цель работы.

7.4.3.Дать эскиз системы воздушного охлаждения двигателя.

7.4.4.Дать эскиз системы жидкостного охлаждения двигателя.

7.4.5.Рассчитать площадь радиатора охлаждения.

7.4.6.Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Приведите назначение и классификация систем пуска.

2.Приведите схему пуска электрическим стартером.

3.Назовите меры по улучшению пуска дизельного двигателя при отрицательных температурах.

4.Приведитесхемупредпусковогоподогревателядизеля.

5.Объясните устройство факельной свечи.

89

РАБОТА № 8

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И ОБЩЕГО УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

8.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение принципа действия и устройства системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.

8.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Системы зажигания применяют в двигателях с принудительным воспламенением горючей смеси в цилиндрах. Горючая смесь воспламеняется искрой, возникающей при электрическом разряде между электродами запальной свечи.

Для получения искрового разряда требуется напряжение до 12 тыс. В и более. Пробивное напряжение и интенсивность искрового разряда зависят от искрового промежутка (расстояния между электродами свечи), формы электродов, температуры, давления, состава рабочей смеси и других факторов. Увеличение искрового промежутка вызывает необходимость повышения напряжения. Лучшему истечению электрического заряда способствует заостренная форма электрода, а не закругленная. Повышение температуры в цилиндре двигателя вызывает ионизацию газов, что, в свою очередь, требует меньшего напряжения. С повышением давления смеси в искровом промежуткевеличинапробивногонапряжениявозрастает.

Приборы системы зажигания двигателей для большей надежности воспламенения рабочей смеси дают напряжение 14 – 20 тыс. В. Искровой промежуток между

90