ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
S/Z) = 1,14-1,2. Наличие некоторых моделей с S/D<. 1 не харак терно. Такие двигатели целесообразны при V-образной схеме, повышенной жесткости корпусных деталей и коленчатого вала, строго ограниченных удельных показателях по массе, относи тельно малых габаритах. Таким образом, рациональное зна
чение S/D для |
рядных двигателей с малыми и большими диа |
|||||||||
|
|
|
|
метрами |
цилиндров |
находится |
||||
п, оВ/тн |
|
|
в пределах 1,0—1,15. Для дви |
|||||||
|
|
гателей с цилиндрами средне |
||||||||
|
|
|
|
го размера и особенно |
V-об- |
|||||
|
|
|
|
разных |
приемлемым |
является |
||||
|
|
|
|
отношение S/D = 0,9ч-1,0. |
|
|||||
|
|
|
|
Частота вращения. Часто |
||||||
|
|
|
|
та вращения тракторных дизе |
||||||
|
|
|
|
лей, являющаяся одним из па |
||||||
|
|
|
|
раметров, определяющих лит |
||||||
|
|
|
|
ровую |
|
мощность, непрерывно |
||||
Рис. 3. Изменение |
средней |
частоты |
возрастает (рис. 3). |
Так, |
за |
|||||
вращения тракторных дизелей СССР |
период 1947—1970 гг. она уве |
|||||||||
и США в период |
1947—1970 гг.: |
личилась у дизелей, |
выпускае |
|||||||
---------- |
частота вращения тракторных ди |
мых |
в США, |
с |
1660 |
до |
||||
зелей |
С С С Р : ------------- частота |
вращения |
||||||||
|
тракторных дизелей США |
2060 об/мин. В СССР с 1966 |
||||||||
|
|
|
|
по 1971 г. форсированы по ча |
||||||
|
|
|
|
стоте |
вращения |
модели, |
нахо |
|||
дящиеся на производстве, и созданы новые высокооборотные двигатели.
Относительно низкая частота вращения тракторных дизелей
СССР в 1970 г. объясняется тем, что наряду с новыми и модер низированными моделями, имеющими частоты вращения 1800— 2200 об/мин, на производстве находятся еще старые двигатели, частота вращения которых равна 1070—1300 об/мин. Снятие с производства устаревших моделей, которое будет осущест влено до 1975 г., и дальнейшее форсирование новых моделей резко повысит среднюю частоту вращения, что и отражено на рис. 3.
В зависимости от конструктивной схемы двигателя, числа цилиндров и отношения хода поршня к диаметру цилиндра частота вращения двигателя отличается от приведенной средней величины. Так, для двигателей с диаметром цилиндров до 105 мм и с числом цилиндров 4—6 примерная частота вращения равна 2600—3200 об/мин; для двигателей с диаметром цилиндра до 130 мм и числом цилиндров 6—8 2300—2500 об/мин; для двигателей с диаметром цилиндров 130—150 мм и с числом цилиндров 8—12 1900—2000 об/мин.
Повышение частоты вращения повлекло за собой и увели чение средней скорости ст поршня, несмотря на некоторое уменьшение отношения S/D. Современные двигатели имеют ст =
12
= 9-1-10 м/с. При дальнейшем увеличении частоты вращения п, очевидно, возрастет и ст.
Удельная металлоемкость. Для оценки двигателя по коли честву металла, заложенного в его конструкцию, пользуются удельной металлоемкостью, т. е. отношением общей массы дви гателя к рабочему объему, выраженному в литрах, или к мощ ности, выраженной в лошадиных силах. В первом случае полу чается литровая масса, а во втором — удельная масса. Эти обе величины приводят в числе других оценочных параметров дви гателя. Однако более характерным показателем при оценке форсирования следует считать удельную массу. Справедливость этого проявляется при форсировании двигателя любым из су ществующих способов, так как при этом литровая масса остается неизменной, а потому и не отражает нового качества модели — меньшую удельную металлоемкость. Удельная масса при фор сировании существующих моделей или же создании новой с более высокой литровой мощностью (при неизменном рабочем объеме) полностью отражает получаемую экономию металла. Кроме того, литровая масса представляет величину, отнесенную
к |
рабочему объему, который сам по себе, |
без учета получаемой |
в |
нем мощности, не характерен, в то |
время как удельная |
масса является конкретной величиной, показывающей, сколько металла заложено в двигатель на каждую лошадиную силу.
Рассмотрение удельной массы тракторных двигателей пока зывает, что с увеличением числа цилиндров удельная масса уменьшается от 7,5 кг/л. с. у трехцилиндровых двигателей до 4,0 кг/л. с. у двенадцатицилиндровых. Приведенные цифры от носятся к двигателям без наддува, применение которого снижает удельную массу примерно на 25—30%, т. е. обратно пропор ционально увеличению мощности.
Форсирование тракторных двигателей повышением частоты вращения, применением наддува или комбинированным мето дом, а также применение легированных сталей, наиболее ра циональных конструкций деталей и совершенствование техноло гии литья корпусных деталей позволило значительно снизить удельную массу тракторных дизелей, приблизив ее к удельной массе карбюраторных двигателей.
В перспективе следует ожидать дальнейшего понижения удельной массы до 2,0—4,5 кг/л. с.
Способ охлаждения. В тракторных дизелях преимуществен ное применение получило жидкостное охлаждение. Так, напри мер, в США из 167 выпускаемых моделей дизелей с жидкостным охлаждением— 155, а с воздушным— 12 («Дейтц»), т. е. 7%. В Англин из 85 моделей тракторных дизелей 31 модель вы пускают с воздушным охлаждением, что составляет 36% («Ко вентри-Виктор», «Листер», «Петтерс»); в ФРГ из 81 модели — 22, или 27% («Дейтц», «Эйхер», MWM); в СССР из 19 моде лей— 6 (ВТЗ и ЧТЗ), или 32%, включая опытные образцы.
13
Вместе с тем воздушное охлаждение имеет преимущество при эксплуатации тракторов в безводных районах. Отсутствие радиатора и водяного иасоса также является достоинством кон струкции такого двигателя. Дизели с воздушным охлаждением с диаметром цилиндров не более 120 мм достаточно хорошо зарекомендовали себя, и поэтому производство их вполне целе сообразно параллельно с производством двигателей жидкост ного охлаждения. Рациональным также является создание уни фицированных конструкций с обоими способами охлаждения.
По мере совершенствования конструкции, увеличения диа метра цилиндра и удешевления производства дизелей с воздуш ным охлаждением будет возрастать и их доля в общем количе стве моделей тракторных дизелей..
3. ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
Классификация дизелей. Существуют различные методы классификации тракторных дизелей. Они отличаются классифи кационным параметром. Таким параметром могут являться основные размеры 5 и D\ иногда основой классификации яв ляется применяемость дизеля на тракторе того пли иного типа. Целесообразно классифицировать тракторные дизели по их рабочему объему (литражу), поскольку это наиболее объектив ный критерий. Пример такой классификации приведен в табл. 2.
| Типоразмер
I
п
ш
IV
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
Типоразмеры тракторных дизелей в зависимости |
от литража |
|
|||||||
|
|
|
трудоемкостьУдельная техни обслуживаниического (чел.-ч) |
|
|
|
|
|
) |
|
эффективныйУдельный расход гитоплива/л .с.ч . (не более) |
|
|
|
0 ° |
|
трудоемкостьУдельная техни обслуживанияческого (чел.-ч |
||
|
унификацииСтепень в % |
|
|
« О |
cN |
||||
Е* |
Типоразмер |
Е* |
—о |
||||||
>S Н |
и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
а |
о |
а |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 V |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
<Т) |
U |
•Н. |
|
а |
|
|
|
|
а |
|
|
||
|
|
|
|
|
ь: |
з |
га |
|
|
2. |
|
|
|
|
Ь |
|
|
о |
|
н |
|
|
|
|
Б* |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
2—2,5 |
190 |
75 |
0,024 |
V |
9—10 |
185 |
35 |
0,048 |
|
4—4,5 |
190 |
90 |
0,032 |
V I |
11 —15 |
185 |
75 |
0,048 |
|
4,5— 6,5 |
185 |
70 |
0,040 |
V II |
20—25 |
180 |
70 |
0,048 |
|
6 - 8 |
185 |
90 |
0,018 |
V III |
30—35 |
180 |
70 |
0,048 |
|
Дизели тракторов и самоходных шасси тяговых классов 0,6 и 0,9 тс. Наиболее легкие двигатели для тракторов и самоход ных шасси в классе 0,6 тс тяги относятся к I типоразмеру
и
дизелей с рабочим объемом 2—2,5 л. Преобладающими в этом тяговом классе до 60-х годов являлись двигатели с малым чис лом цилиндров — одно-, двух- и трс.хцилиидровые. Во второй половине 60-х годов в этом классе двигателей прочное место заняли четырехцилиндровые модели; одноцилиндровые были сняты с производства, а выпуск двухцилиндровых резко сокра щен. Это обусловлено повышением энергоиасыщенности тракто ров всех классов и необходимостью форсирования двигателей выше того предела, при котором малоцилиндровые схемы со храняют некоторые преимущества. Такими преимуществами яв ляются относительно низкая стоимость и меньшая трудоемкость технического обслуживания. В то же время малоцилиидровые схемы обладают неуравновешенностью, неравномерностью кру тящего момента и большой удельной массой. Практика показы вает, что до мощности 30 л. с. двух- и трехцилнпдровые двига тели еще рентабельны при налаженном производстве. При большей мощности становится целесообразным выполнять ди зели I типоразмера четырехцилнндрозыми.
Длительное время в отечественном двигателестроешш в дан ном классе выпускался одноцилиндровый двигатель водяного охлаждения Д-20 Харьковского тракторного завода (ХТЗ) мощ
ностью 18 л. с. Он был |
заменен двухцилиндровым дизелем |
воздушного охлаждения |
Д-21 (ВТЗ) с диаметром цилиндра |
105 мм и ходом поршня |
120 мм. Двигатель Д-21 применяется |
на тракторах Т-25 и самоходных шасси СШ-16.
Форсирование двигателей данного класса осуществляется обычно за счет повышения скоростного режима и увеличения среднего эффективного давления. Наддув двигателей данного типа нерентабелен и поэтому не применяется. Учитывая неурав новешенность двухцилиндрового дизеля Д-21, несмотря на наличие специального уравновешивающего механизма, вряд ли можно ожидать значительного скоростного форсирования этого дизеля. По-видимому, мощность 30 л. с. является для пего пре дельной. В случае необходимости повышения энергонасыщен ности тракторов и самоходных шасси тягового класса 0,6 тс возможно создание дизеля I типоразмера с большей мощностью, по в четырехцилиндровом исполнении. Такие дизели, как ряд
ной, так и V-образной схем, |
довольно |
широко |
выпускаются |
||
в Англин■— «Перкинс 4.107(ТА)», |
«Лейланд |
DE |
138»; в Ита |
||
лии— «Фиат» для тракторов |
315, |
312С |
и |
481Р, |
а также в |
ГДР — заводом Кюневальде — двигатель 4KV. По своим удель ным параметрам эти дизели значительно превосходят двухци линдровые. Литровая мощность у них достигает 18—20 л. с./л и удельная масса 5,5—7,5 кг/л. с. Благодаря меньшей массе воз вратно-поступательно движущихся частей частота вращения таких дизелей достигает 2500—3000 об/мин. Высокий уровень форсирования по частоте вращения и обеспечивает столь высо кие удельные показатели этих дизелей.
15
I
Тракторные дизели II типоразмера с рабочим объемом 4— 4,5 л предназначены для пропашных тракторов класса 0,9 тс.
Обычно это дизели мощностью 50 л. с., в которых так же, |
как |
и в дизелях I типоразмера, наддув не применяется. Таким |
ди |
зелем является четырехцилиндровый дизель ВТЗ воздушного охлаждения Д-37Е мощностью 50 л. с. при 1800 об/мин, пред назначенный для тракторов Т-40, Т-40А, Т-28Х4. Предшествую щая модель этого дизеля Д-37М имела мощность 40 л. с. при 1600 об/мин. Таким образом, двигатель форсировали по частоте вращения.
Рядные четырехцилиндровые дизели этого класса широко применяются за рубежом. Несмотря на некоторую неуравнове шенность (силы инерции 2-го порядка) эти двигатели обеспе чивают требуемые показатели и экономически достаточно эф фективны.
На двигателях семейства ВТЗ применен непосредственный впрыск топлива в полусферическую открытую камеру в поршне с завихрением воздуха, поступающего в дизель, во впускном канале. Это обеспечивает топливную экономичность, характе ризуемую эффективным удельным расходом до 185 г/л.с. ч., и среднее эффективное давление до 6,02 кгс/с.ч2.
Дизели пропашных тракторов тягового класса 1,4 тс. Для данного класса наиболее массовых универсальных пропашных тракторов применяют дизели III типоразмера с рабочим объ емом 4,5—6,5 л. Широкий диапазон рабочих объемов обусловлен соответствующим диапазоном мощностей, потребных для трак торов данного класса. В этом тяговом классе мощность изме няется от 55 до ПО л. с. В связи с этим на нижней границе указанного мощностного диапазона применяют четырехцплиндровые дизели, а на верхней — шестпцилиндровые.
Наиболее массовым отечественным дизелем этого класса является дизель Д-50 Минского моторного завода (ММ3) для трактора «Беларусь» и его модификаций. Четырехцилнидровый вихрекамерный дизель Д-50 водяного охлаждения с диаметром цилиндра 110 мм и ходом поршня 125 мм имеет мощность 55 л. с. при 1700 об/мии и в форсированной модификации 60 л. с. при 1800 об/мин. Вихрекамерный способ смесеобразования пред определяет несколько худшую топливную экономичность дизеля Д-50, характеризуемую эффективным удельным расходом 195— 200 г л. с. ч. Для обеспечения возросших требований к энергонасыщенности трактора ММ3 и НАТИ разработана высоко форсированная модель дизеля Д-240 с непосредственным впры ском топлива в дельтовидную камеру в поршне (типа ЦНИДИ). Дизель форсирован по частоте вращения до 2200 об/мин и развивает эффективную мощность 75 л. с. Объемно-пленочный способ смесеобразования обеспечивает эффективный удельный расход топлива 175—180 г/л. с-ч и малую динамичность про цесса, что важно для повышения надежности двигателя.