Двигатель

Основным типом двигателя современных тракторов является четырехтактный дизель, так как он обладаетвысокими значениями крутящего момента при малых частотах вращения и высокой экономичностью. Насверхлегких садово-огородных и газонных тракторах находят применение бензиновые двигатели, а насверхмощных — газовые турбины. Существуют также тракторы с электрическим двигателем (для работы взакрытых помещениях), получающие электроэнергию по кабелю или через троллейные провода.

Ранее выпускались тракторы с паровыми машинами, с бензиновыми или керосиновыми карбюраторнымидвигателями, с керосиновыми калоризаторными двигателями.

Тракторы с дизельными двигателями

Этот раздел статьи следует викифицировать. Пожалуйста, оформите его согласно правилам оформления статей.

Основная статья: Дизельный двигатель

Двигатель воздушногоохлаждения лёгкого трактора

На лёгких тракторах тягового класса до 1 тс находят широкое применение дизельные двигатели воздушногоохлаждения, не имеющие наддува мощностью до 50 л.с. Такие двигатели просты по устройству, достаточнодешевы, не требовательны к качеству горюче-смазочных материалов, компактны. Их недостатки — сложностьрегулирования теплового режима, повышенная шумность и большие потери энергии на привод вентилятора. Среди отечественных тракторов двигателями воздушного охлаждения оснащаются, например, самоходноешасси Т-16, пропашные тракторы Т-25 и Т-40. На более тяжелых тракторах применяются дизельные двигателижидкостного охлаждения. Однако, для промышленного трактора Т-330 был разработан двигатель воздушногоохлаждения мощностью 330 л.с.

Основная деталь остова тракторного двигателя — блок-картер обычно представляет собой чугунную илиалюминиевую отливку сложной формы. Блок-картер объединяет в себе гильзы цилиндров, опоры коленчатоговала и опоры деталей газораспределительного механизма. Снизу к блоку картеру закрепляются нижниеполовины опор коленчатого вала. Нижняя часть блока-картера закрывается масляным поддоном, которыйможет быть лёгким навесным или несущим. В передней части блока картера размещается приводгазораспределительного механизма и вспомогательных систем. Задняя часть блока-картера двигателясоединяется с картером узлов трансмиссии.

Двигатели с воздушным охлаждением обычно не имеют единого блока-картера. Их цилиндры отдельные, съёмные с радиаторными рёбрами снаружи для улучшения теплоотвода.

Головка цилиндров тракторного двигателя обычно представляет собой отливку из алюминиевого сплава, номожет быть и чугунной. В головке цилиндров размещаются клапаны и другие детали газораспределительногомеханизма, газообменные каналы, посадочные места для топливных форсунок. Кроме того, в головкецилиндров может размещаться камера сгорания неразделённого или разделённого типов. Головки цилиндровдвигателей с воздушным охлаждением индивидуальные, имеют наружный радиатор. Головки цилиндровдвигателей жидкостного охлаждения обычно общие на несколько цилиндров и имеют внутри каналы дляциркуляции охлаждающей жидкости.

Кривошипно-шатунный механизм тракторного двигателя не имеет существенных отличий от аналогичного узлаавтомобильного двигателя. Однако, в силу того, что тракторные двигатели форсируются не по частотевращения, а по среднему давлению цикла, поршень тракторного двигателя воспринимает большие силы отдавления газов и меньшие инерционные силы по сравнению с автомобильным. Поэтому поршни тракторныхдвигателей обычно чугунные, хотя на современных моделях тракторов широко внедряются алюминиевыепоршни. Поршни мощных тракторных двигателей, как правило, принудительно охлаждаемые маслом.

Коленчатые валы тракторных двигателей обычно полноопорные, то есть имеют опору на каждой кореннойшейке. В качестве опор используются смазываемые под давлением подшипники скольжения. На тракторахнаибольшее распространение имеют цельнокованные стальные коленчатые валы, но ранее встречались исборные.

Тракторные двигатели обычно имеют рядное или V-образное расположение цилиндров. Рядное расположениехарактерно для пропашных тракторов, так как им необходимо иметь по возможности малую ширину дляработы в междурядьях. На других типах тракторов широкое применение нашли V-образные двигатели, так какони компактнее рядных и имеют более короткий и следовательно более жёсткий коленчатый вал.

Тракторы двигатели, как правило, имеют меньшее количество цилиндров по сравнению с автомобильнымидвигателями одинакового рабочего объема и меньшее отношение диаметра цилиндров к ходу поршня (тоесть, тракторные двигатели более «длинноходовые»). Это объясняется меньшей частотой вращения инеобходимостью получения большего крутящего момента. Однако, в последнее время наблюдаетсятенденция к увеличению частоты вращения тракторных двигателей и их основные соотношения приближаютсяк значениям, характерным для автомобильных двигателей.

Механизм газораспределения тракторных двигателей имеет мало отличий от аналогичного механизмаавтомобильных двигателей. Для тракторных двигателей характерно применение механизма с расположениемклапанов в головке цилиндров а распределительного вала — в блоке-картере с передачей движенияпосредством тяг и коромысел. Такая схема упрощает привод распределительного вала, а ее основнойнедостаток — высокая инерционность не существенный для тракторного двигателя по причине малой частотывращения. Тракторы старых типов, например ДТ-75 в составе механизма газораспределения имеютдекомпрессионный механизм, позволяющий производить начальную раскрутку коленчатого вала двигателяпри пуске без сжатия в цилиндрах воздуха. Декомпрессионный механизм обычно представлял собойкулачковый вал, действующий на коромысла впускных клапанов, удерживающий последние в открытомсостоянии при декомпрессии. На современных тракторных двигателях, в связи с совершенствованием системпуска, декомпрессионных механизмов нет.

Система смазки тракторных двигателей обычно комбинированная. Подшипники коленчатого ираспределительного валов смазываются под давлением, а остальные пары трения — разбрызгиванием. Какправило система смазки имеет один насос и масляную ванну в картере. Однако мощные тракторы имеютдвигатели с «сухим картером», где масло из картера собирается специальным насосом в масляный бак, вкотором оно отстаивается и освобождается от пены. Система с «сухим картером» более сложная, нообеспечивает существенно больший срок службы масла, поскольку последнее подвергается негативномувоздействию нагрева и картерных газов в течение существенно меньшего времени.

На тракторах старых типов масло очищалось центробежным способом в центрифугах с гидродинамическимприводом ротора. На современных тракторных двигателях используются бумажные фильтры автомобильныхтипов а также комбинированные системы очистки.

Тепловые нагрузки на масло в тракторных двигателях существенно выше, чем в автомобильных, поэтомумасло необходимо охлаждать. Для этого в системе смазки применяются масляные радиаторы илиоребренные и обдуваемые воздухом поверхности масляных поддонов или баков. На новых типах тракторов, всвязи с применением масел высокого качества, способных работать при повышенной температуре, масляныерадиаторы могут отсутствовать.

Система питания тракторных двигателей воздухом должна обеспечивать высокую эффективность его очистки, так как тракторы обычно работают в условиях повышенной запыленности воздуха и загрязненности воздухапожнивенными остатками, листвой, насекомыми. Воздухоочистители тракторных двигателей выполняютмногоступенчатыми. Первая ступень обеспечивает удаление наиболее крупных частиц: вороха, листвы, насекомых. Обычно она выполняется в виде цилиндра из металлической сетки, вращающегося с большойчастотой. Центробежные силы, возникающие при вращении не позволяют оседать на сетке крупным частицам. Вторая ступень обеспечивает удаление значительной доли пыли. Для этого используют циклонныеочистители. Значительное количество пыли^[3], собираемой циклонными уловителями требует автоматизациипроцесса их очистки, желательно без остановки двигателя трактора. Обычно это осуществляется эжекционнойсистемой, работающей за счёт энергии отработавших газов — пыль из поддона очистителя всасывается ввыхлопную систему и удаляется через выхлопную трубу. Третья ступень обеспечивает окончательную очисткувоздуха. На старых типах тракторов для этой цели применялись маслонаполненные волокнистые фильтры, ана современных — сухие бумажные (по типу автомобильных). При работе тракторов в угольных разрезах вовпускном тракте устанавливается фильтр-увлажнитель, эффективно осаживающий частицы угольной пыли^[4] .

Тракторные двигатели обычно снабжают турбонаддувом, позволяющим существенно повысить мощностьдвигателя при малых частотах вращения. Кроме того, применение регулируемого турбонагнетателя позволяетобеспечивать постоянную мощность двигателя в широком диапазоне частоты вращения. Такие двигателиназывают двигателями постоянной мощности (ДПМ). Применение двигателей постоянной мощностипозволяет существенно упростить трансмиссию трактора, сократив число передач и облегчить трудмашиниста^[5]. В настоящее время двигатели постоянной мощности получают широкое распространение натракторах всех классов.

Топливная система тракторных двигателей не имеет существенных особенностей. Она состоит из топливныхфильтров, подкачивающей помпы, топливного насоса высокого давления (ТНВД), форсунок и регулятора. Старые типы тракторов имели блочный ТНВД и механический центробежный регулятор. Такие системыпросты по устройству, но имеют ряд недостатков: низкую стабильность частоты вращения, повышенныйрасход топлива и дымление на переходных режимах. Ужесточающиеся требования к экономичности иэкологической совместимости тракторов обуславливает применение более сложных топливных систем сэлектронным управлением количества впрыскиваемого топлива и момента впрыска. Электронная системауправления современного трактора дозирует подачу топлива учитывая фактическое наполнение цилиндроввоздухом, величину и тенденцию изменения нагрузки двигателя, скорость и тяговое усилие трактора, а такжеряд других факторов. Эти меры позволили сократить расход топлива с 180 г/л.с.*ч, типичный для тракторов60-х — 70-х годов до 100 г/л.с.*ч, исключив выброс в атмосферу токсичных продуктов неполного сгораниятоплива.

Пуск тракторных дизельных двигателей может осуществляться различными способами:

• электростартером;

• пусковым бензиновым двигателем (тракторы, работающие в условиях холодного климата);

• сжатым воздухом (ДЭТ-250);

• инерционным стартером с ручным приводом.

Ряд тракторных двигателей имеет несколько модификаций, отличающихся применяемым типом пусковогоустройства. Например двигатель Д-37 трактора Т-40 может комплектоваться электростартером или пусковымбензиновым двигателем, а двигатель Д-21 трактора Т-25 — электростартером или инерционным стартером. Впоследнее время, в связи с улучшение пусковых качеств дизельных двигателей и повышение энергоемкостиаккумуляторных батарей выпуск тракторных двигателей, оснащенных бензиновым пусковым двигателемсокращается. Например двигатель Д-245, применяемый на тракторах МТЗ-100 не имеет модификации спусковым бензиновым двигателем.