Тракторы с дизельными двигателями

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

Основная деталь остова тракторного двигателя — блок-картер обычно представляет собой чугунную или алюминиевую отливку сложной формы. Блок-картер объединяет в себе гильзы цилиндров, опоры коленчатого вала и опоры деталей газораспределительного механизма. Снизу к блоку картеру закрепляются нижние половины опор коленчатого вала. Нижняя часть блока-картера закрывается масляным поддоном, который может быть лёгким навесным или несущим. В передней части блока картера размещается привод газораспределительного механизма и вспомогательных систем. Задняя часть блока-картера двигателя соединяется 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, но может быть и чугунной. В головке цилиндров размещаются клапаны и другие детали газораспределительного механизма, газообменные каналы, посадочные места для топливных форсунок. Кроме того, в головке цилиндров может размещаться камера сгорания неразделённого или разделённого типов. Головки цилиндров двигателей с воздушным охлаждением индивидуальные, имеют наружный радиатор. Головки цилиндров двигателей жидкостного охлаждения обычно общие на несколько цилиндров и имеют внутри каналы для циркуляции охлаждающей жидкости.

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

Коленчатые валы тракторных двигателей обычно полноопорные, то есть имеют опору на каждой коренной шейке. В качестве опор используются смазываемые под давлением подшипники скольжения. На тракторах наибольшее распространение имеют цельнокованные стальные коленчатые валы, но ранее встречались и сборные.

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

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

Механизм газораспределения тракторных двигателей имеет мало отличий от аналогичного механизма автомобильных двигателей. Для тракторных двигателей характерно применение механизма с расположением клапанов в головке цилиндров а распределительного вала — в блоке-картере с передачей движения посредством тяг и коромысел. Такая схема упрощает привод распределительного вала, а ее основной недостаток — высокая инерционность не существенный для тракторного двигателя по причине малой частоты вращения. Тракторы старых типов, например ДТ-75 в составе механизма газораспределения имеют декомпрессионный механизм, позволяющий производить начальную раскрутку коленчатого вала двигателя при пуске без сжатия в цилиндрах воздуха. Декомпрессионный механизм обычно представлял собой кулачковый вал, действующий на коромысла впускных клапанов, удерживающий последние в открытом состоянии при декомпрессии. На современных тракторных двигателях, в связи с совершенствованием систем пуска, декомпрессионных механизмов нет.

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

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

Тепловые нагрузки на масло в тракторных двигателях существенно выше, чем в автомобильных, поэтому масло необходимо охлаждать. Для этого в системе смазки применяются масляные радиаторы или оребренные и обдуваемые воздухом поверхности масляных поддонов или баков. На новых типах тракторов, в связи с применением масел высокого качества, способных работать при повышенной температуре, масляные радиаторы 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 воздуха пожнивенными остатками, листвой, насекомыми. Воздухоочистители тракторных двигателей выполняют многоступенчатыми. Первая ступень обеспечивает удаление наиболее крупных частиц: вороха, листвы, насекомых. Обычно она выполняется в виде цилиндра из металлической сетки, вращающегося с большой частотой. Центробежные силы, возникающие при вращении не позволяют оседать на сетке крупным частицам. Вторая ступень обеспечивает удаление значительной доли пыли. Для этого используют циклонные очистители. Значительное количество пыли^[3], собираемой циклонными уловителями требует автоматизации процесса их очистки, желательно без остановки двигателя трактора. Обычно это осуществляется эжекционной системой, работающей за счёт энергии отработавших газов — пыль из поддона очистителя всасывается в выхлопную систему и удаляется через выхлопную трубу. Третья ступень обеспечивает окончательную очистку воздуха. На старых типах тракторов для этой цели применялись маслонаполненные волокнистые фильтры, а на современных — сухие бумажные (по типу автомобильных). При работе тракторов в угольных разрезах во впускном тракте устанавливается фильтр-увлажнитель, эффективно осаживающий частицы угольной пыли^.

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

Топливная система тракторных двигателей не имеет существенных особенностей. Она состоит из топливных фильтров, подкачивающей помпы, топливного насоса высокого давления (ТНВД), форсунок и регулятора. Старые типы тракторов имели блочный ТНВД и механический центробежный регулятор. Такие системы просты по устройству, но имеют ряд недостатков: низкую стабильность частоты вращения, повышенный расход топлива и дымление на переходных режимах. Ужесточающиеся требования к экономичности и экологической совместимости тракторов обуславливает применение более сложных топливных систем с электронным управлением количества впрыскиваемого топлива и момента впрыска. Электронная система управления современного трактора дозирует подачу топлива учитывая фактическое наполнение цилиндров воздухом, величину и тенденцию изменения нагрузки двигателя, скорость и тяговое усилие трактора, а также ряд других факторов. Эти меры позволили сократить расход топлива с 180 г/л.с.*ч, типичный для тракторов 60-х — 70-х годов до 100 г/л.с.*ч, исключив выброс в атмосферу токсичных продуктов неполного сгорания топлива.

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 пускового устройства. Например двигатель Д-37 трактора Т-40 может комплектоваться электростартером или пусковым бензиновым двигателем, а двигатель Д-21 трактора Т-25 — электростартером или инерционным стартером. В последнее время, в связи с улучшение пусковых качеств дизельных двигателей и повышение энергоемкости аккумуляторных батарей выпуск тракторных двигателей, оснащенных бензиновым пусковым двигателем сокращается. Например двигатель Д-245, применяемый на тракторах МТЗ-100 не имеет модификации с пусковым бензиновым двигателем.

Поиск по сайту: