Пусковые двигатели

Пусковое устройство двигателей

Введение

 

Трактор – это самоходная машина предназначенная для перемещения и привода в действие прицепленных к ним или установленных на них с/х машин и орудий для выполнения с/х, дорожных и других работ. Трактор, соединенный с машинами или орудиями составляет машинно-тракторный агрегат.

Одним из основных требований, предъявляемых к автотракторным двигателям, считается легкость их пуска. Чтобы запустить двигатель, необходимо привести в движение поршни и создать в цилиндрах условия, обеспечивающие нормальное протекание рабочего процесса.

Минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой происходит пуск двигателя, называется пусковой частотой вращения.

Для пуска карбюраторного двигателя пусковая частота вращения должна быть не менее 40–60 об/мин. При такой частоте вращения получается рабочая смесь нужного состава и достаточно интенсивная искра для ее воспламенения.

Пусковая частота вращения коленчатого вала дизельного двигателя составляет 200–250 об/мин в связи с тем, что для пуска необходимо создать высокую температуру воздуха в конце такта сжатия и обеспечить хорошее качество распыления топлива.

1. Способы пуска дизелей

Для осуществления пуска в двигателях предусмотрены различные пусковые устройства (составляющие систему пуска). Пусковые устройства можно разделить на основные, предназначенные для прокручивания коленчатого вала двигателя, и вспомогательные, обеспечивающие облегчение прокручивания и получения первых вспышек.

Существующие пусковые системы автотракторных двигателей могут быть разделены на пуск, от руки, пуск электрическим стартером и пуск пусковым (вспомогательным) карбюраторным двигателем.

Пуск от руки осуществляется за счет мускульной силы человека. Водитель проворачивает коленчатый вал двигателя рукояткой, сцепляемой с храповиком коленчатого вала или при помощи шнура, наматываемого на маховик. Эта система пуска применяется в случае неисправности основной системы пуска, а также при пуске пусковых карбюраторных двигателей тракторов.

Пуск электрическим стартером получил наибольшее распространение на всех автомобильных двигателях и на многих тракторных. Учитывая высокие сопротивления прокручиванию коленчатого вала дизельных двигателей, их стартеры должны иметь мощность в 3–4 раза большую, чем стартеры карбюраторных двигателей такого же литража.

Пуск с помощью пускового карбюраторного двигателя нашел широкое применение у тракторных дизельных двигателей. Вращение от вала пускового двигателя к коленчатому валу дизельного двигателя передается через трансмиссию. Когда дизельный двигатель начнет работать, пусковой двигатель вместе с трансмиссией автоматически отъединяется от него.

Данная система пуска имеет следующие преимущества: надежность работы, неограниченный пусковой резерв, предварительный прогрев дизельного двигателя охлаждающей жидкостью и отработавшими газами пускового двигателя, который благоприятно сказывается на пуске, а также на долговечности дизельного двигателя,

Для запуска основных дизельных двигателей на некоторых тракторах используются одноцилиндровые двухтактные и двухцилиндровые четырехтактные карбюраторные пусковые двигатели.

Двухтактный одноцилиндровый двигатель ПД-10М устанавливают на двигатели Д-54А, АМ-03, Д-48Т и др.; ПД-10М2 – на двигатели СДМ-14 и его модификации; ПД-10У – на двигатели Д-50 и АМ-01.

Четырехтактный двухцилиндровый двигатель П-46 устанавливался на двигатели КДМ-100 и 6КДМ-50; его модификации – двигатель П-23 – устанавливают на двигатель Д-108, а П-23М – на двигатели Д-130, Д-180 и Д-200.

На двигателях Д-37М вместо электрического стартера предполагается устанавливать карбюраторный одноцилиндровый двухтактный двигатель ПД-8 с воздушным охлаждением.

2. Пусковые двигатели

 

Двигатель ПД-10М–одноцилиндровый двухтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой. Он развивает мощность 10 л. с. при 3500 об/мин. и имеет общую с дизелем систему охлаждения, что позволяет во время работы пускового двигателя прогреть головку цилиндров и гильзы дизеля. Техническая характеристика двигателя приведена в табл. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Пусковой двигатель ПД-10М

 

Кривошипно-шатунный механизм. Картер 1 (рис. 3) состоит из двух чугунных половин, соединенных болтами. К передней части картера через плиту 20 прикреплены магнето 21 и регулятор.

Цилиндр 15 крепится к верхней плоскости картера на четырех шпильках. На внутренней поверхности цилиндра имеется шесть окон: два впускных, два продувочных и два выпускных. Продувочные окна соединены с кривошипной камерой двумя каналами. К выпускным окнам присоединен патрубок 11, а к впускным – карбюратор 17. На нижней кромке цилиндра проточены две выемки для устранения задевания шатуна о стенки цилиндра и посадочный поясок.

Головка 12 цилиндра отлита из серого чугуна и имеет отверстия для запальной свечи 13 и для заливного краника 14. К фланцу задней стенки головки прикреплен патрубок 23, отводящий воду в головку цилиндров дизеля.

Поршень 10, отлитый из алюминиевого сплава, имеет три компрессионных кольца 16, удерживаемых от проворачивания стопорными штифтами. Поршневой палец 9 от продольных перемещений стопорится кольцами.

Шатун 8 нижней головкой 4 с двухрядным роликовым подшипником перед сборкой вала надевается на палец 3 коленчатого вала. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка.

Коленчатый вал имеет две полуоси 2 и 6 и палец 3, запрессованные в щеки 5. На передней полуоси 2 закреплена шестерня 22. Коленчатый вал установлен в картере, на двух роликовых подшипниках 18 и одном шариковом 19. На задней полуоси закреплен маховик 7.

Система питания включает в себя топливный бачок с отстойником, карбюратор и топливопровод.

Рис. 4. Карбюратор К-16.

Карбюратор К-16 (рис. 4) – однодиффузорный с горизонтальным потоком и со сбалансированной поплавковой камерой. В средней части горизонтального патрубка сделано сужение, образующее диффузор 13 смесительной камеры. Поплавковая камера 14 сверху закрыта крышкой 10, прикрепленной двумя винтами. Поплавковая камера через канал, главный жиклер 11 и распылитель 12 сообщается с диффузором карбюратора. Кроме того, поплавковая камера сообщается через жиклер холостого хода с эмульсионными каналами около воздушной заслонки.

В патрубке 2 карбюратора установлены воздушная 15 и дроссельная 4 заслонки. Со стороны воздушной заслонки имеется крышка 9 с прокладкой 1, которая при неработающем двигателе плотно закрывает карбюратор. На оси дроссельной заслонки закреплены три рычага 3, 5 и 6. Нижний рычаг 5 соединен тягой с регулятором, а на рычаге 6 имеется винт 7 для регулировки малых оборотов коленчатого вала. Качество смеси на малых оборотах регулируют винтом 8. Рычаг 3 служит для ручного управления дроссельной заслонкой. Вместо карбюратора К-16 может быть установлен карбюратор К-16А.

Рис. 5. Регулятор пускового двигателя ПД-10М

Регулятор (рис. 5) – однорежимный центробежного типа. При увеличении числа оборотов валика 10 регулятора шарики 8, находящиеся в пазах ведущего диска 9, расходятся и отодвигают подвижный диск 7 вправо. Последний перемещает палец 6, и двуплечий рычаг 5 поворачивается на оси. Верхнее плечо рычага сжимает пружину 4, уравновешивая центробежную силу, действующую на шарики.

Внешний рычаг 3, закрепленный на одной оси с рычагом 5, через тягу 2 и рычаг 1 прикрывает дроссельную заслонку, ограничивая тем самым обороты коленчатого вала двигателя.

Система зажигания состоит из магнето М-24, запальной свечи и провода высокого напряжения.

 

Рис. 6. Магнето М-24

Магнето М-24 правого вращения имеет автоматическую муфту опережения зажигания МС-22А (рис. 6). В алюминиевом корпусе 17 магнето между железными стойками с полюсными башмаками вращается на двух шариковых подшипниках ротор 15. На стойках винтами 6 закреплен трансформатор 7.

Вывод 11 вторичной обмотки трансформатора соединен с гнездом колодки 12 для провода высокого напряжения, идущего к запальной свече. На корпусе магнето установлена кнопка выключения зажигания 16. Винтом 8 регулируют величину предохранительного искрового промежутка.

На переднем конце валика ротора укреплена муфта опережения зажигания, а на заднем – кулачок 14 прерывателя. Корпус магнето закрыт крышкой 9, в которой установлен конденсатор 10 с выводом к контактному болту 13. Внутри к крышке прикреплена карболитовая колодка 12, а снаружи ввернут штуцер 5 зажима провода высокого напряжения.

Муфта опережения зажигания состоит из ведущей обоймы 1 с двумя грузиками 2 и ведомой шайбы 4, установленной на валике ротора магнето. Грузики удерживаются пластинчатыми пружинами 3, укрепленными винтами на половинках грузиков. Вместо магнето М-24 может быть установлено магнето М-24А.

Двигатель ПД-10М2 является модификацией двигателя ПД-10М, запускаемой при помощи электрического стартера CT-350. Эти двигатели аналогичны по конструкции. На двигателе ПД-10М2 устанавливают карбюратор К-16А, имеющий утопитель поплавка, и глушитель, сваренный из листовой стали. Внутри корпуса глушителя имеются перегородки, а на конце трубы закреплены отражатель и козырек. Маховик с зубчатым венцом закрыт кожухом, на котором крепят стартер. Нижний водяной патрубок перенесен на другую сторону цилиндра. У магнето на другую сторону перенесены провод высокого напряжения и кнопка выключения.

Двигатель ПД-10У (рис. 7) отличается от пускового двигателя ПД-10М2 лишь второстепенными деталями. Техническая характеристика двигателя приведена в табл. 1. Для его запуска применяют стартер СТ-350Б. Предусмотрена возможность его установки на дизели с правым и левым расположением пусковых двигателей. Маховик 1 имеет зубчатый венец и закрыт разъемным кожухом. К кожуху 4 прикреплен электрический стартер 2 с рукояткой 3 включения. Спереди двигателя установлены карбюратор 6, магнето 8 (М-24А) и патрубок 5. Под карбюратором закреплен щиток 7 для защиты магнето от попадания топлива.

 

Рис. 7. Пусковой двигатель ПД-10У

1 – маховик.

2 – электрический стартер.

3 – рукоятка включения

стартера.

4 – кожух.

5 – патрубок.

6 – карбюратор.

7 – щиток для защиты магнето.

8 – магнето.

 

Рис. 8. Пусковой двигатель П-46

 

Пусковой двигатель П-46 (рис. 8) – карбюраторного типа четырехтактный двухцилиндровый. Его техническая характеристика приведена в табл. 1.

Кривошипно-шатунный механизм. Блок-картер 1 отлит из серого чугуна вместе с цилиндрами и водяными рубашками 13. К нижней плоскости блока крепят чугунный картер 20 с двумя масляными лотками. К передней части блока присоединен кожух 5 распределительных шестерен, имеющий два фланца; верхний – для установки корпуса механизма регулятора и нижний – для крепления кронштейна пускового механизма. К задней поверхности присоединяется кожух муфты сцепления. Боковой обработанной поверхностью блок крепят к привалочной поверхности блока основного двигателя. Головка 12 блока – общая для двух цилиндров.

Поршень 11 из сплава АЛ25 имеет четыре канавки для трех компрессионных 10 и одного маслосъемного 9 колец. Поршневой палец 8 из стали 20Г – плавающий. От осевого перемещения он удерживается алюминиевыми заглушками 7.

Шатун 23 из стали марки 40Г двутаврового сечения имеет в верхней головке бронзовую втулку. Нижняя головка – разъемная с вкладышами 21. Стягивается она двумя болтами. В нижней головке имеются два отверстия для подвода масла к шатунному подшипнику, а в верхней – два отверстия для подвода масла к поршневому пальцу.

Коленчатый вал 22 отлит из вольфрамового чугуна за одно целое с противовесами. Кривошипы коленчатого вала расположены в одной плоскости под углом в 180°, Вал установлен в двух шариковых подшипниках 19, вмонтированных в гнездах боковых стенок блока.

На передний конец вала устанавливается распределительная шестерня 2. На задний конусный конец вала монтируется на шпонке маховик 18. Кроме того, задний конец вала имеет цилиндрическое углубление для установки подшипника вала муфты сцепления.

Механизм газораспределения – с боковыми клапанами.

Распределительные шестерни из стали марки 45 со спиральными зубьями помещены в кожухе 5. Ведущая шестерня 2 коленчатого вала имеет 28 зубьев, шестерня 4 распределительного вала –56 зубьев, шестерня 25 привода магнето – 28 зубьев, шестерня 24 пускового механизма – 28 зубьев.

Распределительный вал 3, штампованный из стали марки 20Г, имеет четыре кулачка, две опорные шейки и передний удлиненный конец для установки муфты регулятора. Вал вращается во втулках, запрессованных в отверстия блока, и от осевого смещения предохраняется упорным фланцем 6, прикрепленным к блоку и расположенным между торцом передней шейки вала и распределительной шестерней.

Толкатели 17 тарельчатые из стали марки 20 с регулировочными болтами 16,

Клапаны. Впускной клапан 14-из стали марки 50ХН, выпускной 15 – из стали СХ8. Фаски клапанов обработаны под углом 45°.

Система смазки – разбрызгиванием масла из поддона картера выступами крышек нижних головок шатунов.

Система охлаждения – общая с основным двигателем, а при работе только пускового двигателя – термосифонная. Во время запуска основного двигателя циркуляция воды ускоряется действием водяного насоса системы охлаждения основного двигателя.

Система пуска. Запуск двигателя производят рукояткой через пусковой механизм.

Система питания включает в себя карбюратор, воздухоочиститель, топливный бачок с фильтром-отстойником, топливопровод, впускную и выпускную трубы. Регулятор поддерживает нужное число оборотов.

 

 

 

Рис. 9. Схема карбюратора К-25Г

 

Карбюратор К-25Г (рис. 9) – двухдиффузорный с падающим потоком. Состоит он из корпуса 5, крышки 11 и нижнего патрубка 1, между которыми установлены прокладки. Нужный состав смеси обеспечивают работа главной дозирующей системы, системы холостого хода и ускоряющий насос.

Главная дозирующая система состоит из главного жиклера 15, компенсационного колодца 16, эмульсионной трубки 17, главного воздушного жиклера 10 и распылителя 7, сопло которого выведено в малый диффузор 4, расположенный над большим диффузором 3.

В систему холостого хода входят воздушный жиклер холостого хода 8, топливный жиклер холостого хода 9, канал холостого хода 18 и винт холостого хода 19. Ускоряющий насос размещен в колодце 20, сообщающемся с поплавковой камерой 14 через впускной клапан 21. При нажатии на кнопку 22 поршень 23 подает топливо к жиклеру-распылителю, сопло которого выходит в смесительную камеру.

В смесительной камере установлены дроссельная 2 и воздушная 6 заслонки. Последняя имеет автоматический клапан.

Бензин поступает в поплавковую камеру 14 из топливного бачка самотеком через топливный фильтр 12 и игольчатый клапан 13. Колодец топливного фильтра имеет отверстие для выпуска отстоя.

На тракторах первых выпусков устанавливались карбюраторы К-23Г, К-6 и К-7.

Воздухоочиститель – комбинированного типа с масляным пылеуловителем и мокрым сетчатым фильтром. Устанавливается он над карбюратором на переходном патрубке.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Регулятор двигателя П-46

Регулятор (рис. 10) однорежимный центробежного типа. На шестерне 1 распределительного вала закреплены шарнирно грузики 2, ножки которых упираются в подвижную муфту 4. Муфта через шарикоподшипник 5 нажимает на короткие сдвоенные плечи внутреннего рычага 6, длинное плечо которого оттягивается пружиной 7. Натяжение пружины регулируют гайками винта 8. Рычаг 6 жестко через ось 9 соединен с наружным рычагом, связанным тягой с рычажком оси дроссельной заслонки карбюратора. Механизм регулятора закрыт кожухом 3.

Система зажигания состоит из магнето с ускорителем, запальных свечей и проводов высокого напряжения. На двигателе устанавливают магнето М-47Б, а при наличии подогревателя воздуха – М-10А.

Рис. 11. Магнето М-47Б

Магнето М-47Б – с автоматической муфтой опережения зажигания МС-22-А (рис. 11). Состоит из корпуса 8 с переходной 5 и задней 4 крышками. В передней части корпуса имеется фланец с тремя отверстиями для крепления магнето. B теле корпуса залиты две боковые стойки 7, верхние части которых соединены сердечником 6 трансформатора, имеющим первичную (230–240 витков провода марки ПЭЛ диаметром 0,75 мм) и вторичную (12 800–13 200 витков провода марки ПЭЛ-1 диаметром 0,075 мм) обмотки.

Ротор 1 вращается на двух шариковых подшипниках 2 и 9. Прерыватель смонтирован на диске 14 и состоит из молоточка 11, наковальни 12 и кулачка 13, закрепленного на валу 10 ротора.

Распределитель состоит из бегунка 3 и задней карболитовой крышки 4. Бегунок установлен на кулачке 13 прерывателя. Автоматическая муфта опережения зажигания типа МС-22-А изменяет угол опережения зажигания в пределах от 8 до 18°.

Рис. 12. Магнето М-10А

Магнето М-10А – с пусковым ускорителем ПУЛ-4647 (рис. 12). В теле корпуса 1 залиты две боковые стойки 2, соединенные сверху сердечником 11 трансформатора, имеющим первичную (160 витков медного изолированного провода диаметром 1,0–1,1 мм) и вторичную (11000–12 000 витков провода диаметром 0,07–0,08 мм) обмотки 10. Ротор 3 установлен на двух шариковых подшипниках 4 и 20. Прерыватель 5, закрытый крышкой 6, имеет устройство, аналогичное прерывателю магнето М-47Б. Распределитель имеет карболитовый барабан 13 с токоразносными пластинами и с шестерней 15, сцепленной с шестерней 21 вала ротора. На крышке 12 находятся четыре электрода. Для установки зажигания служит глазок 14.

Включатель.7 зажигания, установленный на корпусе регулятора, соединяется проводником 8 с контактной пластиной 9 первичной обмотки трансформатора.

Ускоритель ПУЛ-4647 предназначен для усиления электрической искры и уменьшения угла опережения зажигания при пуске до 3–5°. Он состоит из ведомого диска 19 с защелками 18, закрепленного на валу ротора, и ведущей обоймы 17. Диск и обойма соединены пружиной 16.

Пусковой двигатель П-23. Двухцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель мощностью 17 л. с. при 2200–2300 об/мин. представляет собой модернизированный двигатель П-46, описанный выше. Его техническая характеристика приведена в табл. 1. В основном он отличается от двигателя П-46 установкой стартера СТ-204, в связи с чем изменен картер муфты сцепления (см. рис. 84), а также установкой карбюратора К-59П и изменением номинального числа оборотов. В верхней части цилиндров запрессованы короткие сухие гильзы.

Карбюратор К-59П (рис. 79) – двухдиффузорный с падающим потоком. Состоит он из корпуса поплавковой камеры 25, крышки 1 и нижнего патрубка 20, между которыми установлены прокладки. Необходимый состав смеси, как и у карбюратора К-25Г, обеспечивают работа главной дозирующей системы, системы холостого хода и ускоряющий насос.

Главная дозирующая система включает в себя главный жиклер 15, воздушный жиклер 5 и распылитель 17, выходящий соплом в малый диффузор, расположенный над большим диффузором 19.

Система холостого хода состоит из воздушного жиклера холостого хода 7, топливного жиклера холостого хода 6 и канала холостого хода с винтом холостого хода 16.

Ускоряющий насос имеет специальный колодец, сообщающийся с поплавковой камерой каналом, закрываемым шариковым впускным клапаном 23 с пружиной 22. При нажатии на утолитель 2 поршень 24 подает топливо к жиклеру-распылителю 3 через обратный клапан 21 ускорительного насоса.

В нижнем патрубке 20, представляющем часть смесительной камеры, установлена дроссельная заслонка 18, а над диффузорами – воздушная заслонка 4.

Бензин в поплавковую камеру поступает через фильтр 9 (который вставляется через отверстие, закрытое пробкой 8) и игольчатый клапан 10. Уровень топлива устанавливается поплавком 11. Поплавковая камера имеет пробки 12 и 13. Канал главного жиклера закрыт пробкой 14.

Техническая характеристика двигателя П-23 приведена в табл. 1.

Пусковой двигатель П-23М. Двухцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель мощностью 23 л. с. при 2600 об/мин. представляет собой модернизированный двигатель П-23, описанный выше. Его техническая характеристика приведена в табл. 1. В основном он отличается от двигателя П-23 установкой стартера СТ-21, магнето М-48В или М-10В и изменением пускового механизма заводной рукоятки, а также изменением конструкции воздухоочистителя.