Гидравлика.Гидравлические и пневматические системы (лабораторный парктикум)

Рассмотрим работу системы смазки дизельного двигателя КамАЗ-740 (рис. 2.1). Масло из поддона через маслоприемник с сетчатым фильтром поступает в секции масляного насоса. Из нагнетающей секции масло через канал подается в полнопоточный фильтр, а оттуда – в главную масляную магистраль. Затем по каналам в блоке и головках цилиндров масло под давлением подается к деталям КШМ и ГРМ, ТНВД и компрессору.

Рисунок 2.1 – Схема системы смазки двигателя КамАЗ-740

К шатунным подшипникам масло подается по каналу коленчатого вала от ближайшей к ним коренной шейки. Опоры штанг и толкателей газораспределительного механизма омываются пульсирующей струёй, а остальные детали – разбрызгиванием или самотеком масла.

Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемными кольцами, отводится через сверления в поршневых канавках внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в верхней головке шатуна и бобышках поршня.

Из главной смазочной магистрали масло под давлением подается к термосиловому датчику, а при открытом кране включения гидромуфты – в саму гидромуфту.

11

Из радиаторной секции масляного насоса масло подается к фильтру центробежной (тонкой) очистки и через открытый кран включения масляного радиатора в сам радиатор, а из него – в поддон картера двигателя. Если кран включения масляного радиатора закрыт, то из центрифуги (фильтр центробежной очистки) масло поступает в поддон через сливной клапан.

Недостаточная подача масла к трущимся деталям двигателя вызывает потерю мощности, усиленный износ деталей, перегрев и расплавление подшипников скольжения, заклинивание поршней и в конечном итоге – прекращение работы двигателя.

Масляный насос шестеренчатого типа создает давление и обеспечивает циркуляцию масла в смазочной системе.

Двухсекционный масляный насос состоит из корпуса, внутри которого расположены две пары шестерен, образующие нагнетательную и радиаторную секции. Нагнетательная секция подает масло в главную масляную магистраль для смазки двигателя. Радиаторная секция подает масло через центробежный фильтр в масляный радиатор.

Две шестерни насоса закреплены неподвижно через шпонку на приводном валике, а две другие – свободно на оси, запрессованной в корпусе насоса. Приводной валик масляного насоса вращается от косозубой шестерни, которая в зависимости от модели двигателя может располагаться на переднем конце коленчатого вала либо на распределительном валу.

При вращении шестерни верхней секции захватывают масло впадинами между зубьев и переносят его в главную масляную магистраль двигателя.

Максимальное давление в системе ограничивается редукционным клапаном, при повышении которого часть масла через перепускной клапан возвратится в поддон картера двигателя.

Масляные фильтры. В процессе эксплуатации двигателя масло загрязняется в результате износа деталей металлическими частицами, продуктами нагара и коксования масла, образующимися в результате сгорания его на стенках цилиндров и деталях двигателя.

Сетчатый фильтр маслоприемника предварительно фильтрует масло от механических примесей перед его поступлением в насос. После выхода из насоса масло частично или полностью очищается в фильтрах грубой, тонкой или центробежной очистки. Фильтры устанавливают в различных сочетаниях в зависимости от модели двигателя и конструкции системы смазывания. На многих двигателях применяют дополнительную очистку масла, выполняя грязеуловители в шатунных шейках коленчатого вала.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевых фильтров грубой очистки состоит из набора металлических фильтрующих пластин, разделенных тонкими металлическими пластинами.

Фильтр тонкой очистки имеет сменный фильтрующий элемент, заполненный фильтрующей массой. Фильтр центробежной очистки масла

12

представляет собой центрифугу. Преимущество этого фильтра состоит в том, что он в первую очередь задерживает тяжелые примеси. Его работу легко и надежно можно проверить прослушиванием вращения ротора в течение короткого времени после остановки двигателя.

1 – ведущая шестерня верхней секции; 2 – ведомая шестерня верхней секции; 3 – редукционный клапан; 4 – ведущая шестерня нижней секции; 5 – ведомая шестерня

нижней секции; 6 – перепускной клапан; 7 – кран масляного радиатора; 8 – вал

Рисунок 2.2 – Шестеренчатый двухсекционный масляный насос

Полнопоточный масляный фильтр имеет два сменных фильтрующих элемента, заполненных древесной мукой на пульвербакелитовой связке.

Масляный радиатор служит для охлаждения масла и предотвращения его разжижения в результате нагрева от соприкосновения с горячими деталями.

13

Масляный радиатор состоит из двух бачков и горизонтальных трубок между ними. Для увеличения площади охлаждения и жесткости трубки скреплены металлическими пластинами.

Масляными радиаторами снабжаются, как правило, грузовые автомобили ввиду тяжелых условий работы их двигателей. Для легковых автомобилей достаточное охлаждение масла обеспечивают обдув поддона картера встречным потоком воздуха и вентиляцию картера.

Для предотвращения разрушения масляных трубопроводов при повышенном давлении и для обеспечения нормальной подачи масла при износе деталей в системе смазки предусмотрен редукционный клапан. При понижении давления масла включается предохранительный клапан, который отключает масляный радиатор от системы.

Маслопроводы изготовляются из латунных или прорезиненных трубок, соединяющих отдельные участки системы смазки. Маслоналивные патрубки расположены сверху или сбоку двигателя, соединены с поддоном картера непосредственно через маслоналивную трубу и имеют воздушные фильтры. Визуальный контроль за уровнем в системе осуществляется при помощи масломерного щупа, имеющего отметки «min» и «mах». Требуется регулярно следить, чтобы уровень масла был у отметки «mах».

Таблица 2.1 – Экспериментальные данные

Следует провести сравнения экспериментальных данных с теоретическими и сделать выводы по оптимизации рабочего режима систем смазки в автомобилях, обеспечивающих безопасность движения.

Контрольные вопросы:

1)Перечислить элементы местных сопротивлений в системе смазки.

2)Дать характеристики масляных фильтров.

3)Показать принципиальную схему движения масла в основных элементах двигателя.

4)Перечислить виды смазывающих жидкостей.

5)Как определить потери давления масла в системе.

6)От чего зависят давление и температура смазки системы.

15

Лабораторная работа № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КАРБЮРАЦИИ В СИСТЕМЕ ПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Цели и задачи:

1)Изучить зависимости гидравлических параметров: расхода, давления, режимов движения воздуха, бензина, воздушно-топливной смеси от частоты оборотов коленчатого вала, скорости движения автомобиля.

2)Разработать гидравлические схемы потоков воздуха, топлива, воз- душно-топливной смеси.

3)Выполнить расчёт и выбрать насосы: диафрагменный топливный и поршневой, ускорительный для экономайзера.

4)Определить расходы и скорости истечения топлива и горючей смеси из жиклёров и диффузоров карбюратора.

5)Определить основные параметры топливного и воздушного фильтров.

Краткие сведения из теории:

1)Назначение системы карбюрации.

2)Основные элементы гидросистемы карбюрации.

3)Свойства рабочих жидкостей: плотность, температура топлива, воздуха, топливной смеси, коэффициенты кинематической вязкости, удельный вес, коэффициенты температурного расширения, коэффициенты объёмного расширения.

4)Принцип действия системы, неисправности, причины, устранение неисправностей.

5)Виды местных сопротивлений в системе.

6)Определение основных параметров гидродинамической системы карбюрации: расхода, скорости, давления.

7)Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы карбюрации.

16

22.Корпус пускового устройства.

23.Рейка пускового устройства.

24.Диафрагма пускового устройства.

25.Регулировочный винт пускового устройства.

26.Воздушный жиклер системы холостого хода.

27.Седло игольчатого клапана.

28.Игольчатый клапан.

29.Топливный фильтр.

30.Кронштейн поплавка с упором и язычком.

31.Шарик демпфера игольчатого клапана.

32.Поплавок.

33.Топливный жиклер системы холостого хода.

34.Главный топливный жиклер первой камеры.

35.Эмульсионная трубка первой камеры.

36.Регулировочный винт состава (качества) смеси холостого хода.

37.Регулировочный винт количества смеси холостого хода.

38.Седло регулировочного винта.

39.Дроссельная заслонка первой камеры.

40.Первая смесительная камера.

41.Вторая смесительная камера.

42.Дроссельная заслонка второй камеры.

43.Нерегулируемые отверстия переходной системы.

44.Эмульсионная трубка второй камеры.

45.Главный топливный жиклер второй камеры.

46.Обратный клапан ускорительного насоса.

47.Перепускной жиклер ускорительного насоса.

48.Диафрагма ускорительного насоса.

49.Жиклер пневмопривода, расположенный во второй камере.

50.Жиклер пневмопривода, расположенный в первой камере.

51.I. Схема работы двигателя.

52.II. Схема работы камеры карбюратора на максимальной мощности: пневмопривода дроссельной заслонки второй.

53.III. Схема работы ускорительного насоса.

54.IV. Схема работы пускового устройства.

55.V. Схема работы карбюратора на режимах дросселирования.

56.VI. Схема работы карбюратора на холостом ходу.

Теоретические сведения. Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндр двигателя и отвода из них отработавших газов. Во время работы двигателя топлива из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом подается карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, пе-

18

редающееся в карбюратор и в установленный на нем воздухоочиститель. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров фонтанирует топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшихся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход.

Автомобильные двигатели (за исключением газовых и дизелей) работают на бензине. По ГОСТ 2084-77 выпускаются бензины следующих марок: А-76, АИ-93, АИ-98. Буква А означает, что бензин автомобильный; цифра – наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; наличие буквы И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ-98, разделены на летние и зимние. Зимние бензины содержат большее количество легкоиспаряющихся фракций, что улучшает условия пуска двигателя.

Для измерения уровня топлива в баке применяют приборы с различным принципом действия. Наибольшее применение получили электромагнитные и магнитоэлектрические измерители; в тех и других в качестве датчика используется переменное сопротивление, величина которого зависит от положения поплавка.

Устройство указателя с вращающимся магнитом (УБ103) для измерения уровня топлива аналогично устройству термометра, но отличается наличием дополнительного сопротивления, включенного последовательно обмотке W1 и датчику Rд, а также обмоточными данными (числом витков и сопротивлением).

Электромагнитный измеритель уровня топлива несколько проще и дешевле магнитоэлектрического, однако его показания менее точны. Устройство измерителя следующее. На металлическом основании закреплены два сердечника и из мягкой стали, расположенные под углом 90°. Обмотки включены так, чтобы со стороны якорька создавались одноименные полюса. Обмотки соединены электрически с основанием прибора через сердечники и с помощью клеммы Р (реостат) и провода подключены к датчику. Обмотка левого сердечника соединена с клеммой прибора Б (батарея), а обмотка правого сердечника соединена с «массой».

Работа измерителя протекает следующим образом. При отсутствии топлива в баке поплавок датчика находится в нижнем положении, и сопротивление датчика минимальное. Так как датчик включен параллельно обмотке сердечника, т.е. реостат датчика шунтирует эту обмотку, ток в ней близок к нулю. В обмотке «сердечник» в этом случае ток наибольший, стальной якорек располагается против сердечника левой катушки, и стрелка прибора стоит на «нуле». По мере наполнения бака топливом поплавок всплывает, и сопротивление датчика увеличивается, при этом уменьшается

19

его шунтирующее действие на обмотку сердечника, и ток в ней увеличивается. Одновременно с этим ток в обмотке левого сердечника уменьшается, так как полное сопротивление цепи прибора становится больше. Вследствие изменения токов в обмотках магнитный поток правого сердечника увеличивается, а левого уменьшается, якорек повертывается ближе к сердечнику, и стрелка отклоняется вправо, указывая деление на шкале в соответствии с уровнем топлива в баке.

Прибор мало чувствителен к колебаниям напряжения бортовой сети, так как положение якорька зависит только от положения результирующего магнитного потока двух сердечников. За последние годы широкое применение получила вязкая смазка, хорошо демпфирующая подвижные системы амперметров, термометров, манометров и указателей уровня топлива.

Движок датчика и конец проволоки реостата соединены с «массой». Это устраняет возможность появления искры в случае плохого электрического контакта между движком и проволокой, а следовательно, исключается возможность взрыва паров бензина в баке.

Таблица 3.1 – Измеряемые величины

Таблица 3.2 – Определяемые величины

Обработка экспериментальных данных.

Контрольные вопросы:

1)Перечислить основные узлы системы питания карбюраторного двигателя.

2)Воздушные и топливные фильтры. Оценка качества фильтрации.

3)Роль поплавковой камеры в процессах истечения топлива.

20