Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Здесь все тепловые величины отнесены к максимальному количеству тепла 9,„, подводимому в котел подогревателя при максимальном расходе топлива Я,„; весовой рас- — О,о ход топлива О„= О . На этом же рисунке на основании ос тох исследований А, С. Ефремова изображены опытные кривые (штриховые линии) коэффициента избытка воздуха а, к. п. д. подогревателя по жидкости т( и полного к.
п. д. о)„= ч . Из ри- 0ж+0д л сунка видно, что для определенной конструкции подогревателя и его насосного узла имеется оптимальная величина расходатоплива, соответствующая наибольшей теплопроизводительности при приемлемых значениях 51 и 51„. Система пуска ддигатепа б1 Система пуска предназначена для проворачивания коленчатого вала двигателя на таких оборотах, при которых функционируют приборы питания двигателя топливом и воздухом, системы смазки и зажигания (у карбюраторных двигателей), а в цилиндрах создаются условия, необходимые для воспламенения и сгорания топлива.
Виды пусковых устройств. Одним из основных средств запуска двигателей транспортных машин является э л е к т р о с т а рт е р, представляющий собой сериесиый алек- »5 м тродвигатель с питанием 5 от аккумуляторных ба- к тарей машины. Мощность электростартера и ,- , ю передаточное число пе- Гтатагд редачи выбираются та- Ш5 Юа агу» кими, чтобы обеспечива- в 5 лись необходимые значения оборотов и мот мента на коленчатом рис 1АО Система пуска двигателя сжатым возвалудвигателя.
Всовре- духом: а — общая схема; б — участок между менных машинах мощ- цилиндром двигателя и воздухораспределителем ность электростартера составляет б — 10% от мощности двигателя. Передача осуществляется с помощью зубчатой пары с передаточным числом 5„= 8 —:10 и к. п. д. 51„= 0,85 —:0,9. К достоинствам электро- стартера относятся малые габариты, дистанционное управление, возможность пополнения энергии батарей во время работы двигателя.
Недостатками являются необходимость применения тяжелых и сравнительно малонадежных стартерных аккумуляторных батарей, рассчитанных на большую силу разрядного тока. В настоящее время уделяется много внимания созданию новых типов аккумуляторов электрической энергии, имеющих большой срок службы, высокую механическую прочность, обладающих большой энергоемкостью, способных эффективно работать в широком диапазоне температур. В качестве резервного, а часто и основного средства запуска транспортных двигателей применяется п у с к с ж а т ы м в о зд у х о м. Система такого пуска показана на рис. 1.40. Из баллонов 1 сжатый воздух поступает в воздухораспредели- тель 4, проходя через кран-редуктор 2, ограничивающий давление воздуха, регистрируемое манометром 3.
Планшайба воздухораспределителя вращается синхронно с коленчатым валом двигателя н во время ходов расширения направляет воздух в цилиндры б через пусковые клапаны б. Пусковой клапан открывается под действием сжатого воздуха, преодолевающего усилие пружины.
Воздух заполняет цилиндр и давит на поршень, проворачивая коленчатый вал двигателя. Баллоны 1 могут быть сменными или подкачиваться во время работы двигателя двухступенчатым компрессором. Максимальное давление воздуха в баллонах 15 — 20 МПа (150 †2 кГ1смх), минимально необходимое для пуска двигателя 4 — 6 МПа (40 — 60 кГ1снх).
! г Основными преимуществами этого способа пуска является его надежность и нечувстви! тельность к изменению температуры окружающего воздуха. ! В свое время довольно широко применялся пуск дви! гателей гусеничных машин ! при помощи и н е р ц и о нт ! н о г о с т а р т е р а (рис. !.41), действие которого основано на использовании кинетической энергии вращаюрис. !.4!. Схема инерционного стаРтеРа шейся массы. Электродвига- тель 1 небольшой мощности (1 — 2 кВт) раскручивает маховик 2 до 10 — 15 тыс. об/мин. Раскрутить маховик можно также вручную при помощи рукоятки б, причем вращение передается маховику 2 через цепную 4 и шестеренную 3 передачи. По достижении необходимых оборотов маховик при помощи механизма включения б подключается к валу двигателя через фрикционную муфту 7 и храповик 8.
Кинетическая энергия маховика при этом расходуется на преодоление суммарного момента сопротивления вращению коленчатого .вала: 2 (1. 69) где l„— момент инерции маховика; гн„— скорость вращения маховика в момент его соединения с валом двигателя; 2)„— к. п. д. шестеренной передачи; М, — суммарный момент сопротивления вращению вала двигателя; ы„— скорость вращения вала двигателя, которая развивается за время 1„. В этом выражении предполагается, что ускорение вала двигателя и момент М, во время пуска постоянны. Момент Мэ, передаваемый фрикционной муфтой, всегда равен М„так как при увеличении Мф возрастает ускорение вала = ~(гоов 62 и инерционный момент сопротивления подвижных частей двига- теля, являющийся частью М,: ноем ° ннов л Мв =М.= — 1 — „":.Ч.= — 7 — „,~ '.ч' (1.70) Отсюда видно что при заданных М и — = — —.
махо- 4(омв Йом ! с лг ц вая масса )„может быть значительно уменьшена за счет передаточного числа. Однако следует иметь в виду, что с увеличением ~„ уменьшается к. п. д. т)„. Фрикцнонная муфта должна быть приспособлена для передачи крутящего момента Мв ) М„так как при наличии скольжения в муфте часть кинетической энергии маховика будет превращаться в работу буксования муфты.
В настоящее время инерционные стартеры почти не применяются в связи с относительной сложностью конструкции и недостаточной надежностью в работе. Пускдвигателя при помощи вспомогательного д в и г а т е л я малой мощности нашел широкое применение на тракторах. Вспомогательный (пусковой) двигатель, как правило, карбюраторный (двухтактный или четырехтактный), запускается вручную. Он соединен с основным двигателем приводным механизмом, состоящим из фрикционной муфты, двухступенчатого редуктора и механизма выключения. Облегчение запуска основного дизеля достигается применением декомпрессора — механизма, при помощи которого в начале процесса пуска дизеля открываются клапаны (чаще только выпускные) и тем самым устраняется сопротивление сжатия.
Пуск при помощи вспомогательного двигателя связан с применением ручного или другого вида запуска самого пускового двигателя, с применением второго вида топлива, продолжителен по времени (особенно при низкой температуре), так как требуется прогрев сначала пускового, а затем основного двигателя. Приводной механизм сложен по конструкции. Возможность запуска двигателя вручную может быть предусмотрена в качестве вспомогательного средства для двигателей сравнительно небольшой мощности (до 70 — 100 кВт). Широко используется для автомобильных карбюраторных двигателей. В специальных случаях для пуска двигателя могут применяться пиротехнические средства, пуск дизеля на бензине (с дополнительной камерой сгорания и карбюраторной системой питания) и другие способы.
Определение мощности пусковых устройств. Требуемая мощность пускового устройства определяется на основе следующих соображений. Общее сопротивление вращению коленчатого вала М, складывается из следующих частей: сопротивление сил трения М в двигателе и соединенных с ним агрегатов (вентиляторе, масляном и топливном насосах, генераторе и т. д.); 63 где р — условное среднее давление трения в Па; Р» — рабочий объем одного цилиндра в л; ( — число цилиндров; Т вЂ” тактность. 0 величине условного среднего давления трения (в Па) дают ориентировочное представление эмпирические зависимости: при и < 50 об/мин р = 10 (0,2 + 2,32т!,'о!' + 0,048!!па); (1.73) при п > 50 об!мин Р !Оз ГО'2+ 0'282( оо ) !!пз] (1.74) Здесь ч„и ч — динамическая вязкость масла в Па с при температуре 10' С и текущей температуре соответственно.
Максимальное значение момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала от сжатия М =р. 4 — =5.!О'р' Р» пй' (1.75) где р, — максимальное значение тангенциального усилия на кривошипе, отнесенное к площади поршня; !( и з — диаметр и ход поршня в м. 64 инерционного сопротивления подвижных частей двигателя и соединенных с ним агрегатов М„, возникающего при разгоне до пусковых оборотов; сопротивление воздуха (или горючей смеси) в цилиндрах во время такта сжатия М, .
Таким образом, суммарный момент, приложенный к валу двигателя во время пуска, должен быть равен М„=М,=М +М„+М, . (1. 71) Величина момента сопротивления М, зависит от многих факторов: числа цилиндров, степени сжатия, состояния поверхностей трения сопряженных деталей и т. д., а особенно от вязкости масла. Так, при изменении температуры двигателя от +20 до — 40' С момент сопротивления может увеличиться в четыре-пять раз. Вместе с тем во время пуска дизеля температура воздуха в цилиндре в конце такта сжатия должна быть на 200 — 250' С выше температуры самовоспламенения топлива.
Поэтому при низких температурах наружного воздуха запуск двигателя без предварительного подогрева иногда вообще невозможен. Температура воздуха в цилиндрах в большой степени зависит от скорости вращения коленчатого вала. При слишком малых оборотах непомерно увеличиваются теплоотдача от воздуха к стенкам цилиндров и утечки воздуха через поршневые кольца. Если принять, что момент трения М (в Н м) по углу поворота коленчатого вала не меняется, можно считать 3,!2р,п1/»! (1.72) !от Момент сопротивления (в Н м) от сил инерции пропорционален ускорению коленчатого вала МГ = Удв ада где 7д, — момент инерции всех движущихся масс двигателя, при- веденный к коленчатому валу.
Если разгон вала от состояния покоя до пусковых оборотов а„производится за время 1„с постоян- ным ускорением, то яос Удв Задо: (1.77) Приведенные выражения показывают, что момент сопротивления вращению вала двигателя во время пуска определяется конструктивными параметрами двигателя (литражом, числом цилиндров, степенью сжатия, приведенным моментом инерции), его температурным режимом, характеристиками масла и т. д, Вращающий момент пускового устройства (стартера) должен быть не менее Мс асов — > соп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
