2.5 Двигатель внутреннего сгорания

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Различают следующие основные типы ДВС:

• поршневой двигатель внутреннего сгорания;

• роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания;

• газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются:

• автономность;

• универсальность (сочетание с различными потребителями);

• невысокая стоимость;

• компактность;

• малая масса;

• возможность быстрого запуска;

• многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся:

• высокий уровень шума;

• большая частота вращения коленчатого вала;

• токсичность отработавших газов;

• невысокий ресурс;

• низкий коэффициент полезного действия.

В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие поршенвые ДВС:

• бензиновые двигатели;

• дизельные двигатели.

Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива – метанол и этанол, водород.

Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т.к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет следующее общее устройство:

• корпус;

• кривошипно-шатунный механизм;

• газораспределительный механизм;

• впускная система;

• топливная система;

• система зажигания (бензиновые двигатели);

• система смазки;

• система охлаждения;

• выпускная система;

• система управления.

Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

Впускная система предназначена для подачи в двигатель воздуха. Топливная система питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.

Система зажигания осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.

Система смазки выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы, обеспечивает система охлаждения. Важные функции отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности предписаны выпускной системе.

Система управления двигателем обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.

Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель):

• впуск;

• сжатие;

• рабочий ход;

• выпуск.

Выпускная система (другое наименование система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.

Характеристика основных неисправностей выполняется самостоятельно.

3. Агрегатирование тракторов с технологическими машинами и орудиями. Взаимодействие рабочих органов базовых лесохозяйственных машин и орудий, устранение возможных неисправностей; регулировка рабочих органов и техническое обслуживание

3.1 Агрегатирование тракторов с технологическими машинами и орудиями. Взаимодействие рабочих органов базовых лесохозяйственных машин и орудий, устранение возможных неисправностей; регулировка рабочих органов

Почвообрабатывающие машины и орудия

Главная задача обработки почвы — создание благоприятных ус­ловий для роста и развития выращиваемых растений. Низкое каче­ство почвы ведет к плохой приживаемости и замедленному росту лесных культур, способствует зарастанию лесокультурной площади сорняками. Механическая обработка улучшает физико-механичес­кие свойства и структуру почвы, активизирует микробиологичес­кие процессы, содействует накоплению влаги или предохраняет лесные культуры от вымокания на избыточно увлажненных почвах. По способу агрегатирования с трактором почвообрабатывающие машины и орудия бывают навесные, полунавесные и прицепные. Наибольшее распространение получили навесные машины.

Для обработки дренированных почв на вырубках разработаны плуги для нарезки борозд: ПКЛ-70А, ПЛ-1, ГОШ-135, ПЛШ-1,2, ПЛБ-0,7, ПЛБ-1 и др.

Плуг комбинированный лесной ПКЛ-70А предназна­чен для полосной обработки почвы бороздами с различной степе­нью задернения на нераскорчеванных вырубках с числом пней до 600 шт./га, не покрытых лесом площадях, а также для прокладки противопожарных минерализованных полос. Агрегатируется плуг с тракторами ЛХТ-55, ТДТ-55А с задней навеской, ДТ-75М, МТЗ-82 (на легких почвах).

Плуг лесной бороздоделательный ПЛБ-0,7 предназначен для тех же целей, что и ПКЛ-70А, но имеет упрощенную и облегченную сварную конструкцию: отсутствует дисковый нож; отвалы впереди приварены к черенковому ножу, которым плуг разрезает пласт. Ширина борозды 70 см, глубина 12... 14 см, масса плуга 325 кг, производительность за 1 ч основного времени 2,5...3 км.

Агрегатируется плуг с тракторами ЛХТ-55, ТДТ-55А с задней навеской, МТЗ-82 (на легких почвах).

Плуг лесной ПЛ-1 предназначен для нарезки двухотвальных борозд шириной 1 м под посадку лесных культур на не-раскорчеванных вырубках с числом пней до 600 шт./га, а также для прокладки противопожарных минерализованных полос. Это мощный и прочный плуг, рассчитанный на силу тяги тракторов ЛХТ-100, ТЛТ-100; может также агрегатироваться с тракторами ЛХТ-55, ТДТ-55А с задней навеской.

Для обработки избыточно увлажненных почв разработаны спе­циальные лесные плуги (ПЛ-2-50, ПЛО-400), плуги-канавокопа­тели (ПКЛН-500А, ЛКН-600 и др.) и кустарниково-болотные плуги (ПКБ-75, ПБН-100, ПБН-3-45 и др.).

Подготовка плугов к работе и их основные регулировки

Качество обработки почвы во многом зависит от правильной подготовки плугов к работе, проведения необходимых регулировок.

Подготовка к работе. Вначале проверяют комплектность сборки, подтягивают все болтовые соединения, смазывают трущиеся детали и подшипники, проверяют правильность установки и состояние рабочих органов и вспомогательных узлов. Следует проверять также заточку лемехов и подрезных ножей. Толщина лезвия лемеха не дол­жна превышать 1 мм, а угол заточки — 40°. Поверхность лемехов должна находиться в одной плоскости с поверхностью отвала или выступать не более чем на 1 мм. Зазор между лемехом и отвалом не должен превышать 1 мм. Дисковый нож должен свободно вращать­ся и иметь толщину лезвия не более 0,4 мм. Проверяют работу вин­тового механизма опорного колеса. При вращении рукоятки опор­ное колесо должно свободно, без заеданий, перемещаться по высоте.

Основные регулировки плугов. Перед началом работы проводят регулировку плуга на заданный режим. Глубину обработки уста­навливают путем перемещения по высоте опорного колеса. Правильность настройки плуга оценивают равномерностью глубины обработки, степенью заделки сорной растительности и глыбистостью образуемых пластов.

Машины для посадки леса

Основой искусственного лесовосстановления является посев лесных семян непосредственно на лесокультурных площадях или в питомниках с целью выращивания посадочного материала.

Для посева семян в лесных питомниках используют сеялки СЛУ-5-20, СПН-3, СКП-6 и др. В 2002 г. начато мелкосерийное производство сеялки СЛН-5/9.

Сеялка лесная навесная СЛН-5/9 предназначена для рядового и повышенной точности посевов мелких сыпучих семян. Агрегатируется она с тракторами тягового класса 1,4; представля­ет собой дальнейшее развитие конструкции сеялки СЛУ-5-20.

Сеялка для лесных питомников СЛП-1А (рис. 1.18) предназна­чена для посева семян кедра и мелких семян хвойных пород (со­сны, ели, пихты, лиственницы) в лесных питомниках. Агрегати-руется она с тракторами Т-25А, Т-ЗОА, ЛТЗ-55.

Подготовка сеялок к работе

Первоначальную подготовку сеялок к работе выполняют на ровной площадке с твердым покрытием. Под опорные колеса (бо-роздообразующие катки) подкладывают бруски толщиной, рав­ной глубине хода сошников за вычетом I ...2 см [глубина погруже­ния колес (катков) в почву].

Сошники расставляют по заданной схеме на ровной площадке, на которую наносят продольную среднюю линию (ось симметрии агрегата). Перемещая на брусе грядили вместе с сошниками, уста­навливают их от средней линии на расстояние, соответствующее схеме посева. У сеялок, не имеющих сошников, размещают в соот­ветствии с заданной схемой кольца (реборды) на бороздообразу-ющем катке. Следят, чтобы все сошники или реборды бороздо-образующих катков касались поверхности площадки.

Фактическую глубину заделки семян проверяют в начале рабо­ты раскопкой почвы в посевных бороздках.

Перед установкой нормы высева сеялки проверяют длину рабо­чей части катушек у всех высевающих аппаратов. Проверку произ­водят с помощью щупа при открытых примерно на 1/4 высева­ющих аппаратах. При необходимости регулировки смещают катушки в одну или другую сторону так, чтобы разница в длине их рабочей части не превышала 1 мм.

При установке нормы высева сеялок с катушечпо-желобчатыми, катушечно-лопастными высевающими аппаратами прежде все­го ставят передаточный механизм на верхний или нижний высев. Крупные семена высевают верхним высевом, мелкие — нижним. Семенной бункер заполняют семенами примерно до половины. Норму высева устанавливают вращением опорно-приводных колес или бороздообразующего катка. Предварительно колесо (каток) про­кручивают 3... 5 раз для полного заполнения семенами высевающих аппаратов, затем под семяпроводами расстилают брезент или под­ставляют ящики и прокручивают колесо (каток), отсчитывая обо­роты по отметке на колесе (катке). Обычно требуется 20 оборотов колеса (катка). Высеянные семена собирают и взвешивают с точно­стью до 1 г. Замерив длину С обода колеса или определив ее по формуле C=nD, где п = 3,14, D — диаметр колеса, и умножив полу­ченное значение на 20, находят путь, который прошла бы сеялка за 20 оборотов колеса. Затем определяют, сколько семян должна высе­ять по норме сеялка на этом пути. Если полученная норма высева меньше заданной, то длину рабочей части катушки высевающего аппарата увеличивают, если больше — уменьшают. Регулировку се­ялки продолжают до получения заданной нормы высева.

Перед работой непосредственно на участке посева установлен­ную на площадке норму высева проверяют. Для этого отмеряют определенную длину гона, например 50 м. В отдельные мешочки отвешивают необходимое количество семян с учетом нормы высе­ва на отмеренном расстоянии. В начале учетного гона в бункере сеялки разравнивают имеющиеся семена и отмечают их уровень на стенке, затем высыпают заранее взвешенную порцию семян. Пос­ле этого засевают учетный гон и еще раз разравнивают оставшиеся семена в бункере для определения точности высева данной нормы. Если уровень семян располагается выше линии — высев меньше нормы, а если ниже — больше. При повторных опытах с помощью соответствующих регулировок добиваются точной нормы высева.

Машины для посадки леса

Посадка является основной технологической операцией создания лесных культур при лесовосстановлении. Про­цесс механизированной посадки включает следующие технологи­ческие приемы: подготовку посадочного места в виде непрерыв­ной борозды (щели) или дискретно расположенных лунок, пода­чу растений к посадочному месту и заделку корневой системы высаживаемых растений почвой.

Для посадки лесных культур в борозды (на дренированных почвах) наибольшее распространение получили машины МЛУ-1, МЛ У-1 А, ЛМД-81 и ряд других.

Машина лесопосадочная универсальная МЛУ-1 пред­назначена для посадки сеянцев и саженцев хвойных пород на вы­рубках с дренированными почвами разного механического состава. Сеянцы с высотой надземной части 10... 40 см и длиной корней до 30 см высаживают в борозды, подготовленные двухотвальными плугами, а также в разрыхленные фрезами или дисковыми оруди­ями полосы. Саженцы с высотой надземной части 20...50 см и длиной корней до 30 см на чистых вырубках с числом пней до 600 шт./га высаживают без предварительной подготовки почвы, а на захламленных вырубках с числом пней свыше 600 шт./га — после расчистки полос шириной не менее 1,5 м с удалением пней на пути прохода машины. Агрегатируется машина с трактором ЛХТ-55А.

Для посадки лесных культур в микроповышения (пласты, гря­ды) на увлажненных и влажных почвах разработаны сажалки СЛ Г-1, СЛГ-1А, СЛП-2, СЛ-2, СЛ-2А и др.

Сажалка лесная двухрядная СЛ-2 предназначена для наклонной посадки сеянцев хвойных пород в пласты, подготов­ленные плугами ПШ-1, ПКЛН-500А на постоянно избыточно ув­лажненных почвах. Сажалка СЛ-2 агрегатируется с тракторами ЛХТ-55, ЛХТ-100Б, Т-130Б.

Подготовка лесопосадочных машин к работе и их основные регулировки

При подготовке лесопосадочных машин к работе необходимо:

проверить состояние всех болтовых соединений, шплинтовое крепление роликов, болтов, валиков; при необходимости подтя­нуть ослабленные крепления;

смазать трущиеся части машин. При этом особое внимание сле­дует уделить ответственным узлам: посадочному аппарату, приво­ду посадочного аппарата, уплотняющим каткам;

проверить правильность расположения посадочного аппарата относительно приемного столика лесопосадочной машины и по­верхности почвы (рис. 2.20). Приемный стол и к должен находиться на расстоянии 70... 100 м от внешней кромки захвата посадочного аппарата;

проверить правильность расположения посадочного аппарата относительно створа сошника. Плоскость вращения захватов с ра­стениями должна проходить посередине створа сошника.

Рассмотрим основные регулировки лесопосадочных машин с лу­чевыми аппаратами на примере машины МЛУ-1.

Перед регулировкой машину устанавливают на подставки так, чтобы можно было свободно вращать посадочный аппарат и уплотняющий приводной каток, а нижний конец сошника был бы на высоте не более 2...3 см от опорной поверхности. После установки машины на подставки вращением от руки в направле­нии движения агрегата приводного катка проверяют вращение по­садочного аппарата — оно должно быть свободным, без заеданий и толчков. При этом необходимо обратить внимание на взаимодей­ствие и срабатывание захватов посадочного аппарата при прохож­дении верхнего и нижнего открывателей (лекал).

Положение посадочного аппарата относительно створа сошни­ка регулируют с помощью установочных шайб, расположенных на валу посадочного аппарата между ступицей и продольными брусь­ями рамы. Убрав шайбы с одной стороны и добавив их с другой стороны вала, добиваются необходимого смещения посадочного аппарата (чтобы плоскость вращения его захватов проходила посе­редине створа сошника).

Шаг посадки регулируют изменением количества лучей поса­дочного аппарата. В дисках посадочных аппаратов имеется набор крепежных отверстий, с помощью которых можно равномерно разместить по окружности 2, 3, 4 или 6 захватов, что обеспечит шаг посадки соответственно 1,5; 1,0; 0,75 или 0,5 м. Если, напри­мер, требуется установить шаг посадки 0,75 м, то на диске необхо­димо установить 4 луча с захватами.

Для регулировки положения приемного столика машины отно­сительно внешней кромки захвата необходимо отвернуть болты крепления столика к раме и сместить его по пазам вперед или назад, после чего затянуть болты.

Для изменения радиуса окружности, по которой вращаются захваты (при посадке сеянцев должен быть больше, а при посадке саженцев — меньше), следует отвернуть болты крепления лучей (планок) к диску и переместить их по пазам вверх или вниз, после чего затянуть болты. Радиус измеряют линейкой. Створки захватов должны находиться над почвой.

Моменты раскрытия и закрытия створок захвата в верхнем и нижнем положениях регулируют изменением положения лекал (открывателей). Поворачивая посадочный аппарат вручную за при­водной уплотняющий каток со скоростью, примерно такой же, как в условиях эксплуатации, визуально определяют момент за­жима растения захватом у приемного столика и момент раскрытия захвата в нижнем положении. Зажим растения (закрытие створок) должен происходить при совпадении оси поворота подвижной створки захвата с верхней плоскостью приемного столика или за 1 см до этой плоскости. Раскрытие створок захвата должно осуще­ствляться при вертикальном положении луча посадочного аппара­та. После регулировок положения лекал соединительные болит затягивают.

Положение посадочного аппарата относительно сошника в про­дольной плоскости регулируют смещением аппарата по продоль­ным брусьям подвижной рамки. Правильным считается такое рас­положение аппарата, при котором захваты в нижнем положении раскрываются сразу же, как только сойдет почва с сошника.

Правильность проведенных регулировок оценивают при пред­варительном проходе машины в рабочем режиме. После прохода машины раскапывают 10... 15 саженцев. Корневая шейка высажен­ных саженцев должна быть прикрыта слоем почвы толщиной 2...6 см. Корни должны располагаться вертикально, без загибов и скручивания. Уплотнение почвы должно быть таким, чтобы при выдергивании саженца усилие составляло не менее 100 Н.