Каковы основные направления и тенденции развития поршневых тракторных и автомобильных ДВС

Брянская  Государственная  Сельскохозяйственная Академия

Факультет заочного обучения

Контрольная работа №_______

Вариант №_____

По_________________________________________

      (полное  наименование дисциплины)

                      студента__________курса_____группы

______________________________________________

( Ф.И.О.)

Год издания  методического пособия_______________

Шифр__________

Обратный адрес  и индекс____________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

Оценка работы________Подпись  преподавателя________________

Дата поступления  контрольной работы________________________

Дата рецензирования контрольной работы_____________________  
 

Входящий №________ 
 
 

     2.Каковы  основные направления  и тенденции развития  поршневых тракторных и автомобильных ДВС?

В последнее  время все большее применение получают поршневые двигатели с принудительным наполнением цилиндра воздухом повышенного давления, т.е.двигатели с наддувом. И перспективы двигателестроения связаны, на мой взгляд,с двигателями данного типа, т.к. здесь имеется огромный резерв неиспользованных конструкторских возможностей, и есть над чем подумать, а во-вторых, считаю, что большие перспективы в будущем именно у этих двигателей. Ведь наддув позволяет увеличить заряд цилиндра воздухом и, следовательно, количество сжимаемого топлива, а тем самым повысить мощность двигателя.

 Для привода нагнетателя в современных двигателях обычно используют энергиюотработавших газов. В этом случае отработавшие в цилиндре газы, которые имеют в выпускном коллекторе повышенное давление, направляют в газовую турбину,приводящую во вращение компрессор.

Согласно схеме  газотурбинного наддува четырехтактного  двигателя , отработавшие газы из цилиндров двигателя поступают в газовую турбину, после которой отводятся в атмосферу. Центробежный компрессор, вращаемый турбиной, засасывает воздух из атмосферы и нагнетает его под давлением 0.130...0.250 МПа в цилиндры.

 Помимо использования  энергии выхлопных газов достоинством такой системы наддува перед приводом компрессора от коленчатого вала является саморегулирование, заключающееся в том, что с увеличением мощности двигателя соответственно возрастают давление и температура отработавших газов, а следовательно мощность турбокомпрессора. При этом возрастают давление и количество подаваемого им воздуха.

В двухтактных  двигателях турбокомпрессор должен иметь более высокую мощность чем в четырехтактных, т.к. при продувке часть воздуха проходит в выпускные окна, транзитный воздух не используется для зарядки цилиндра и понижает температуру выпускных газов. Вследствие этого на частичных нагрузках энергии отработавших газов оказывается недостаточно для газотурбинного привода компрессора. Кроме того, при газотурбинном наддуве невозможен запуск дизеля.Учитывая это, в двухтактных двигателях обычно применяют комбинированную систему наддува с последовательной или параллельной установкой компрессора с газотурбинным и компрессор с механическим приводом. При наиболее распространенной последовательной схеме комбинированного наддува компрессор с газотурбинным приводом производит только частичное сжатие воздуха, после чего он дожимается компрессором, приводимым во вращение от вала двигателя.

 Благодаря  применению наддува возможно  повышение мощности по сравнению с мощностью двигателя без наддува от 40% до 100% и более.

На мой взгляд, основным направлением развития современных  поршневых двигателей с воспламенением от сжатия будет являться значительное форсирование их по мощности за счет применения высокого наддува в сочетании с охлаждением воздуха после компрессора .

В четырехтактных двигателях в результате применения давления наддува до3.1...3.2 МПа в  сочетании с охлаждением воздуха  после компрессора достигается среднее эффективное давление Pe=18.2...20.2 МПа. Привод компрессора в этих двигателях газотурбинный. Мощность турбины достигает 30% от мощности двигателя, поэтому повышаются требования к КПД турбины и компрессора. Неотъемлемым элементом системы наддува этих двигателей должен являться охладитель воздуха, установленный после компрессора. Охлаждение воздуха производится водой, циркулирующей с помощью индивидуального водяного насоса по контуру: воздухоохладитель - радиатор для охлаждения воды атмосферным воздухом.

Перспективным направлением развития поршневых двигателей внутреннего сгорания является более полное использование энергии выпускных газов в турбине, обеспечивающей мощность компрессора, нужную для достижения заданного давления наддува. Избыточная мощность в этом случае передается на коленчатый вал дизеля. Реализация такой схемы наиболее возможна для четырехтактных двигателей.

     12.Каковы  особенности устройства  КШМ в V- образном ДВС?

     Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ участвуют в совершении рабочего процесса и воспринимают механические и тепловые нагрузки.

     V-образный двигатель(V) - цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала двигателя. V-образные двигатели выпускаются, по понятным причинам, только с четным количеством цилиндров. Такая компоновка позволяет значительно уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину. Наиболее распространенными являются двигатели с компоновкой V6 и V8, реже встречаются V4, V10, V12, V16.

     Блок  цилиндров V-образного двигателя ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53 вверху закрыт двумя головками из алюминиевого сплава. В двигателе КамАЗ-740 каждый    цилиндр имеет свою головку.

       В головке цилиндров двигателей  ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53 размещены камеры  сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.

     На  головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В  головке цилиндров выполнены  впускные и выпускные каналы и  установлены вставные седла и  направляющие втулки клапанов. Для  создания герметичности между блоком и головкой цилиндров установлена прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Прокладка должна быть прочной, жаростойкой и эластичной. В двигателе ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53 она сталеасбестовая, в 'КамАЗ-740 — из стали. Для уплотнения стальной прокладки в расточку на нижней плоскости головки цилиндра запрессовано стальное кольцо с острым выступом.

     В двигателе ЗМЗ-53 гильзы цилиндров  в верхней части удерживаются только головкой цилиндров, поэтому  при сборке необходимо подбирать комплект медных уплотнительных колец нижней части гильзы так, чтобы гильза выступала над плоскостью разъема блока и головки цилиндров на. 0,02 ... 0;09 мм (рис. 6). Головка цилиндров сверху закрыта штампованной крышкой. Между крышой и головкой устанавливают прокладки из маслоустойчивой резины.  Головка цилиндра     двигателя КамАЗ   закрыта   алюминиевой крышкой,    уплотненной прокладкой.

           В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна — один левого и другой правого рядов цилиндров.

           В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленчатые валы имеют по четыре шатунных шейки, расположенных под углом в 90°.

          В  V-образных двигателях число коренных шеек коленчатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. Такие коленчатые валы называют полноопорными. 

И все же, несмотря на многие положительные качества такой  схемы, она не вытеснила рядную. Ведь там где есть  плюсы, всегда есть и минусы. Главным образом это более сложная конструкция (два газораспределительных механизма вместо одного), и, следовательно, трудоемкость производства и дальнейшего ремонта. Кроме того, габаритные размеры хоть и уменьшились в длину, но моторы при этом "разрослись" в ширину.

5. Выполните схему  устройства для  обеспечения холостого  хода одного из  карбюраторов. Как производится регулировка холостого хода?

Карбюраторы К-126Б, К-126Г и К-88А. Эти карбюраторы  близки друг к другу. Все они балансированные, двухкамерные, с падающим потоком смеси, компенсацией ее состава по способу пневматического торможения топлива, снабжены ускорительным насосом и экономайзером, имеющими общий механический привод.

Схема карбюратора  К-88А

В верхней части  размещены сетчатый фильтр и игольчатый клапан 4,воздушная заслонка 16 с клапаном 17 балансировочный канал 6.

В средней части  находится ускорительный насос  с поршнем 25 и клапанами 11 и 26 , клапан 19 экономайзера, поплавковая камера с поплавком 2 и пружиной 3 и две  смесительные камеры. В каждой камере имеются большой и малый  с перемычкой 10 диффузоры, главный 1 и воздушный 8 жиклеры, жиклер 7 холостого хода и жиклер 29 полной мощности.

В нижней части  на одной оси установлены две  дроссельные заслонки 30, ввернуты два  винта 31 холостого хода и имеются два канала с выходными отверстиями 32 и 33.При помощи рычага 28 и соединительного звена 27 ось дроссельных заслонок соединена с ускорительным насосом.

 
 

Регулировка карбюратора на малые  обороты холостого  хода.

Эту операцию выполняют на прогретом двигателе  при полностью открытой воздушной заслонке: у карбюратора К-126Б — двумя регулировочными винтами 2 (рис. 63) и упорным винтом 1. Для регулировки необходимо: на неработающем- двигателе завернуть регулировочные винты 2 до отказа, а затем отвернуть каждый винт на 2—2,5 оборота. Пустить двигатель и отвертыванием упорного винта 1 добиться минимальных, но устойчивых оборотов двигателя; затем, отвертывая или завертывая один регулировочный винт, а затем другой, добиться наибольших оборотов коленчатого вала. У карбюратора К-88А на неработающем двигателе завернуть регулировочные винты 1 до отказа (рис. 64), а затем отвернуть каждый винт на три оборота.

Пустить двигатель  и отвертыванием упорного винта (рис. 65)

 добиться  минимальных, но устойчивых оборотов  коленчатого вала двигателя. После  этого регулировочные винты (сначала  один, потом другой) завертывать  на 1/4 оборота до тех пор, пока двигатель не начнет работать с перебоями. Затем для обогащения горючей смеси отвернуть каждый винт на 1/2 оборота.

1. Объясните принцип действия свинцового аккумулятора. Какие химические реакции происходят при разряде и зарядке аккумулятора?

Свинцово-кислотный  аккумулятор — наиболее распространенный на сегодняшний день тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским  физиком Гастоном Планте. Основные области применения: стартерные батареи в автомобильном транспорте, аварийные источники электроэнергии.

Любая автомобильная  батарея представляет из себя корпус - контейнер, разделенный на шесть  изолированных ячеек - банок (см. рис.1).

 

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов  основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном. 

Химическая реакция (слева-направо — разряд, справа-налево — заряд):

Катод:  

Анод:

В итоге получается, что при разрядке аккумулятора расходуется  серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает), а при зарядке, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растет). В конце зарядки, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При зарядке не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо ее долить.

На современные  аккумуляторные батареи наносится  следующая маркировка: