Режимы работы автотракторных двигателей

Министерство образования  и науки РФ

Брянский государственный  технический университет

 

 

 

Кафедра “Тепловые двигатели”

Дисциплина «Энергетические установки с ДВС»

 

 

Реферат

«Режимы работы автотракторных двигателей»

 

 

 

 

 

                                                                                  Руководитель:

                                                                                                       А.А. Обозов

          

                                                                               Выполнили:

                                                                                                   студенты группы 07-ДВС

                                                                                    В.Солупаев

                                                                                                       М. Смолоковская

                                                                                                       Д. Субботенко

                                                                                                       В. Теличко

  

 

 

           

 

 

БРЯНСК 2011

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1.Условия работы двигателей  в зависимости от назначения…………..4

2. Неустановившиеся режимы, переходные процессы………………….4

3. Сравнительная оценка  показателей работы дизелей…………………9

4.Пуск двигателя. Фазы  пуска……………………………………………16

Список литературы………………………………………………………..23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Современные автотракторные двигатели должны иметь высокую экономичность. Надёжность, долговечность, по возможности меньше габаритные размеры и массу, безотказный пуск при различных условиях окружающей среды. Минимальную экологическую безопасность.

Эксплуатация двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на сельскохозяйственном тракторе при выполнении технологических операций машинно-тракторным агрегатом (МТА) сопровождается непрерывно изменяющимися воздействиями. Внешние воздействия характеризуются температурой, давление, влажностью и запылённостью окружающей среды, неустановившимся режимом загрузки двигателя. Неустановившийся режим обусловлен рельефом поля. Физико-механическими свойствами почвы, конструкцией с.-х. машины, трансмиссии и ходовой части трактора, а также видом выполняемой сельскохозяйственной операции и связанной с её частотой включения сцепления, передачи. гидросистемы.

Перечисленные эксплуатационные факторы ухудшают показатели технического уровня ДВС, которые в свою очередь снижают производительность МТА и увеличивают затраты на выполнение с.-х. работы.

Знание причин снижения технического уровня ДВС и ухудшения технико-экономических показателей МТА позволит эксплуатационнику свести эти негативные влияния к минимуму.

 

 

 

 

 

 

1.Условия работы  двигателей в зависимости от  назначения

Особенности условий работы ДВС характеризуются температурой, давлением. Влажностью и запыленностью окружающей среды.

Температура эксплуатации тракторов, дорожных машин колеблется от - 60 до +55°С с относительной влажностью до 90%. Колебание этих величин может происходить в течение не только года, но и суток. Низкая температура ухудшает протекание рабочих процессов, пуск, снижает экономичность, увеличивает износ и жесткость работы. Чрезмерно высокая температура снижает мощность, увеличивает износ.

Изменение атмосферного давления окружающей среды приводит к изменению плотности свежего заряда, а значит, и наполнение цилиндра.

Повышенная влажность  воздуха вызывает увеличенный коррозионный

износ.

Поскольку работа машин связана с землей, почвой, то эксплуатация сопровождается запыленностью, среднее значение которой приведено в табл. 1.

                                                                                           Таблица 1.

Тип машины	Запыленность, г,м3
Бульдозеры	0.4... 1,3
Скреперы	0,4...0.6
Погрузчики	0.4...0.75
Автогрейдеры	0,2...0,3
К-700 с тележкой	0.1...0.35
Автомобиль на грунтовой  дороге	0,3...0.4
Трактор гусеничный при вспашке	0,3...0,5

 

 

 

 

2. Неустановившиеся  режимы, переходные процессы

Режимы работы характеризуются  частотой вращения коленчатого вала, нагрузкой на двигатель, которые  в свою очередь определяют температуру  охлаждающей жидкости и масла, давление масла в системе маслоснабжения. Режимы работы зависят:

1. от времени работы под нагрузкой в % от общего фонда;
2. от распределения времени по циклам при выполнении типичных технологических операций:
3. от числа включений за 1час: сцепления, коробки передач, фрикционов, гидросистем, оказывающих влияние на загрузку двигателя;
4. от типа орудий, с/х машин, вида технологической операции, скорости перемещения машинно-тракторного агрегата, физико-механических свойств почвы, микрорельефа почвы, типа движителя и трансмиссии, которые оказывают непосредственное влияние на колебания частоты и нагрузки двигателя вследствие изменения момента сопротивления;
5. от количества пусков на 100 часов работы.

Рассмотрим эти факторы подробнее. Общее время работы двигателя показано в табл. 2.

Таблица 2.

Тип машин	Время работы ДВС под нагрузкой, %
Бульдозеры	63...75
Скреперы	65...75
Погрузчики	76
Краны	65
Автогрейдеры	61
Тракторы	85...90

 

Как видно из таблицы, трактор до 90% времени работает под нагрузкой.

Интенсивность включения коробки  передач, сцепления, гидросистемы, тормозов, приведенная в табл. 3., свидетельствует, что наибольшему воздействию подвержен бульдозер, что непосредственно скажется на работе двигателя.

Таблица 3.

Тип машины	Интенсивность включения, в час
	Коробка передач	Сцепление	Гидросистема	Тормоза
ДТ-75 с плугом	4	6	9	28
Т-150 с плугом	9	6	5	0,5
Т-150К с плугом	2	5	9	1
Автомобиль	35	80	-	-
Бульдозер	80	105	1100	190
Автогрейдер	11	13	185	-

 

Двигатель, установленный на мобильную  машину, работает на переменном (неустановившемся) режиме, который обуславливает переменный характер изменения всех его параметров. Для автомобильного двигателя переменный режим составляет 92...97%, для с/х тракторов 60...65% от общего времени работы.

Различают три вида неустановившегося  режима работы тракторного двигателя :

1. колебания частоты вращения в пределах нечувствительности регулятора;
2. колебание больше степени нечувствительности регулятора, но только в пределах регуляторной ветви характеристики;
3. колебания выходят на корректурную ветвь.

Неустановившийся режим  работы ДВС характеризуется следующими параметрами Рис. 1.

 

Рис.1Параметры  неустановившегося режима работы ДВС

Т - период изменения, с;

Степень неравномерности,

(1)

 

Среднее значение момента,

При выполнении пахотных работ 

Для дорожно-строительных работ 

Обратная величина периода, называемая частотой:

                                                            (2)

При работе двигателя на с/х тракторе колебания имеют  очень сложный характер и спектр частот изменяется от 0,05 до 230гц.

Исследования установили составляющие этих колебаний и их источники:

первая составляющая с  частотой f₁ = 0,05...0,25гц - формируется физико- механическими свойствами почвы;

вторая составляющая с  f₂ = 0,3...5гц - формируется микрорельефом почвы;

третья составляющая с  f₃ = 6...11гц - формируется действием гусеничного движителя;

четвертая составляющая с  f₄ = 35... 57гц - формируется ведомой шестерней конечной передачи;

пятая составляющая с f₅ = 128...230гц - шестернею центральной передачи. Этими исследованиями установлены причины ухудшения мощностных и экономических показателей ДВС, так устанавливают, что неустановившийся режим работы двигателя приводит к снижению мощностных и экономических показателей до 30% и увеличению износа на 20...80%.

Пуск двигателя является частным случаем неустановившегося  режима. От качества и количества пусков зависит долговечность двигателя. В свою очередь параметры пуска зависят от многих факторов. Чем ниже температура окружающей среды, тем выше минимальная пусковая частота (рис. 1.2), тем больше необходим момент на прокручивание коленчатого вала (рис. 1.3). В то же время с повышением пусковой частоты возрастает момент прокручивания (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Влияние температуры окружающей среды на пусковую частоту.

   

Рис. 1.3 Влияние частоты  вращения на момент проворачивания при разных температур

Время пуска двигателя  зависит от температуры окружающей среды, технического состояния двигателя, регулировок угла опережения зажигания и впрыска топлива, состояние пусковых устройств и многих других факторов.

 

 

3. Сравнительная  оценка показателей работы дизелей

К основным показателям технического уровня ДВС принято относить: мощностные показатели, экономические, удельные параметры, показатели износостойкости и экологические.

Мощностные показатели.

В соответствии с ГОСТ 18509-88 «Дизели тракторные и комбайновые» различают номинальную мощность, эксплуатационную мощность, мощность нетто, максимальную мощность.

1. Номинальная мощность N_е,_ном. - назначаемая предприятием- изготовителем эффективная мощность дизеля при номинальной частоте вращения, положении органов управления регулятора частоты вращения, соответствующем полной подачи топлива, стандартных атмосферных условиях, температуре и плотности топлива; дизель, установленный на испытательном стенде, должен быть без вентилятора, воздухоочистителя, глушителя шума выпуска и впуска, искрогасителя, выпускной трубы и нейтрализатора отработавших газов, а также без оборудования, потребляющего мощность дизеля, но его не обслуживающего.
2. Эксплуатационная мощность N_e,_э - назначаемая предприятием- изготовителем эффективная мощность дизеля при номинальной частоте вращения, положении органов управления регулятора частоты вращения, соответствующем полной подачи топлива, стандартных атмосферных условиях, температуре и плотности топлива; дизель, установленный на испытательном стенде, должен быть укомплектован всем оборудованием, его обслуживающим, независимо от того, установлено оно на дизеле или тракторе, сельскохозяйственном комбайне или другой самоходной сельскохозяйственной машине, для которой этот дизель предназначен; оборудование, не обслуживающего дизель, но потребляющего его мощность, должно быть отключено или снято, а в том случае, если это не предусмотрено конструкцией, должно работать без нагрузки.

Мощность  нетто N_e^Net - эффективная мощность установленного на испытательном стенде дизеля при положении органов управления регулятора частоты вращения, соответствующем полной подача топлива; дизель должен быть укомплектован всем оборудованием, его обслуживающим, в том числе радиатором системы охлаждения, независимо от того, установлено оно на дизели или тракторе (комбайне, другой сельскохозяйственной машине), для которого этот дизель предназначен. Оборудование, не обслуживающее дизель, должно быть отключено или снято, а в случае, если оно не предусмотрено конструкцией, должно работать без нагрузки. Капот должен быть снят. Мощность нетто определяют у дизелей, предназначенных для экспорта.

4. Приведённая мощность нетто N_e^Net-мощность нетто при давлении сухого воздуха 99 кПа и температура окружающего воздуха 25 С.

5. Максимальная мощность нетто N _{e max}^Net - наибольшее значение мощности нетто, полученная во время испытаний.
6. Максимальная мощность N_{e max} - наибольшее значение эффективной мощности установленного на испытательном стенде дизеля при положении органов управления регулятора частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива.