ERŐGÉPEK. Vonóerőosztály szerint: I. - 9 kn II kn III kn IV kn

Átírás

1 ERŐGÉPEK Erőgép: beépített motor segítségével erőkifejtésre képes Erőgépek: - Traktorok - Teherautók - Önjáró munkagépek Traktorok csoportosítása: Rendeltetés szerint: - eszközhordozó ~ - univerzális ~ - szántóföldi céltraktor Vonóerőosztály szerint: I. - 9 kn II kn III kn IV kn Járószerkezet szerint: - kerekes ~ - lánctalpas ~ - gumihevederes ~ I. BELSŐÉGÉSŰ MOTOROK 1. Csoportosítás: - Löketdugattyús motorok - OTTÓ (benzin) motor - DIESEL motor - Bolygódugattyús motorok (WANKEL ~) - Gázturbinák. Belsőégésű motorok működési elve: ~ zárt térben lezajló különböző folyamatok alapján hőenergiából mechanikai munkát állítanak elő Motorok munkafolyamata: ~ amely során a hengerekbe vezetett tüzelőanyag hőenergiája mechanikai munkává alakul át ez a teljes munkafolyamat általában nyílt körfolyamat A teljes munkafolyamat elkülöníthető ütemekből áll: - szívóütem - sűrítés (komprimálás) - terjeszkedés (expanzió) ez a munkavégző ütem - kipufogás Az ütemek egy része a hengeren kívül is lejátszódhat ( ütemű motorok) A munkafolyamatot alkotó ütemek alapján a motorok lehetnek: - négyütemű motorok - kétütemű motorok 1

2 .1 Négyütemű motorok A négy ütem a hengertérben zajlik le Jellemzői: - gázcserét szelepek vezérlik - forgattyús házban atmoszférikus nyomás uralkodik - egy munkafolyamat négy ütem, két főtengely körülfordulás alatt zajlik le Ütemek: ~ általános szerkezete: 1. SZÍVÁS a szívószelep nyitva, dugattyú halad (FHp AHp). SŰRÍTÉS (kompresszió) szelepek zárva, dugattyú halad (AHp FHp) a levegőt vagy keveréket komprimálja 3. TERJESZKEDÉS szelepek zárva, dugattyú halad (FHp AHp) ez a munkavégző ütem 4. KIPUFOGÁS kipufogó szelep nyit, dugattyú halad (AHp FHp) V C Hengerfej a szelepekkel FHp V H S = lökethossz AHp Henger Forgattyús hajtómű Forgattyúház Alapfogalmak: Holtpont: ahol a dugattyú haladási iránya megváltozik FHp: felső ~ (a hengerfej felőli ~) AHp: alsó ~ (a forgattyúház felőli) Löket /S/: Az AHp és a FHp közötti távolság, S = r (r = forgattyú sugár) Lökettérfogat /V L /: Az AHp és a FHp közötti hengeres tér V L = D π Scm dm [ ] ; D = furatátmérő

3 Kompressziótérfogat /V C /: A FHp és a hengerfej fala közötti tér Hengertérfogat /V H /: V H + V C [cm 3 ; dm 3 ] Kompresszió viszony /ε/: A sűrítés mértéke. VH VL + V ε = = V V C C C V = 1 + V ε OTTÓ = 8: : 1; ε DIESEL = 16 : 1... : 1. Kétütemű motorok Jellemzői: - A gázcserevezérlés réseken keresztül történik (a gázcserét a dugattyú él és a dugattyú palást vezérli, esetleg 1 szelep). - Egy teljes munkafolyamat a motor 1 főtengely fordulata alatt játszódik le, azonos hengertérfogat esetén 0 30 %-al nagyobb teljesítmény. 3. OTTÓ motorok ~ a benzinüzemű szikragyújtású motorokat nevezzük, ahol a benzin + levegő keverék képzése a motor hengerén kívül a karburátorban vagy a szívócsőtorokban történik. Két változata van: - négyütemű és - kétütemű 3.1 Négyütemű OTTÓ motorok Jellemzők: - Keverékképzés a karburátorban vagy a szívótorokban történik - Keveréket (levegőt + tüzelőanyagot) sűrít a dugattyú (emiatt az ε nem lehet korlátlan öngyulladás) - A keveréket elektromos szikra gyújtja meg - A gázcserét szelepek vezérlik Motorok körfolyamata: valóságos indikátor diagram L C - Az indikátor diagram a körfolyamat alatt a hengertérben lezajló nyomásváltozásokat mutatja a dugattyú elmozdulás ill. a térfogatváltozás függvényében. - Az 1 bar-os vonal a légköri nyomást jelöli. - A görbe a legkisebb térfogat (V C FHp) és a legnagyobb térfogat (V H AHp) között helyezkedik el. 3

4 Indikátor diagram p + 1 bar 1 FHp 4-3 AHp V 1. Ütem SZÍVÁS - A szívószelep a FHp előtt nyit al (1) (a fojtás elkerülése miatt). - Szívóhatás, keverék beáramlási sebessége: m/s. - Henger feltöltődik mértékét a volumetrikus hatásfok (η V ) mutatja: η v = - Normál motoroknál: η V = 0,6 0,85 m beszívott keverék tömege m 0 elméletileg beszívható keveréktömege - Ha feltöltést alkalmaznak turbófeltöltő: η V 1 - Szívószelep zár: AHp után al () az áramló levegő tehetetlenségét kihasználva javul az η V értéke.. Ütem - SÜRÍTÉS Dugattyú halad, a keveréket komprimálja nő a nyomás és a hőmérséklet. - A sűrítési végnyomás függ (p C ) függ: - szívási végnyomástól (p a ) - kompresszió viszonytól (ε) - Öngyulladás nem következhet be kopogásos égés: - benzin minőség, - kompressziótűrő képessége befolyásolja - FHp előtt ~ al (fordulatszámtól függően) GYÚJTÁS égés megindul és gyorsan terjed. ÉGÉS: ~ befolyásolja a keverék minősége levegő és tüzelőanyag arány. - Ezt a légfelesleg tényező (λ) mutatja. 4

5 Légfelesleg tényező: λ = L L 0 1kg tüzelőanyag elégetéséhez rendelkezésre álló levegő 1kg tüzelőanyag tökéletes elégetéséhez szükséges levegő 1 kg benzin elégetéséhez 13, kg levegő szükséges: - Dús keverék λ < 1 (pl. gyorsításnál) - Normál keverék λ = 1 - Szegény keverék λ > 1 (gazdaságos üzem) Égési sebesség: m/s minden irányban Függ: - λ-tól (V é max, ha λ = 0,85) - gyújtás időpontjától Jó a gyújtás, ha az égés szimmetrikus a FHp ra p = 5-40 bar t = C 0 Kopogásos égés: Kényszergyulladás a gyújtószikra előtt Káros: - nagy igénybevétel, teljesítménycsökkenés Oka: kémiai reakció következtében peroxidok válnak ki detonációszerű égés (többszörös égési sebesség) ~ függ: - kompresszió viszony (ε) nagyságától - a tüzelőanyag oktánszámától - az égéstér alakjától - a gyújtógyertya elhelyezkedésétől (legjobb a félgömb alakú égéstér középen elhelyezett gyújtógyertyával) 3. Ütem TERJESZKEDÉS (munkaütem) - A dugattyú a gáznyomás (p = 5 40 bar) hatására az AHp irányába mozdul el. 4. Ütem KIPUFOGÁS Az égéstermékek eltávolítása a hengerből. Kipufogó szelep nyit: zár: AHp előtt al FHp után al Indikátordiagram 1 4 szakasz: szelepösszenyitás, a kiáramló m/s sebességű gázok szívóhatást fejtenek ki a nyitott szívószelepen keresztül η V javul! p V 5

6 Szelepvezérlési kördiagram: a szelepek nyitási - zárási idejét mutatja meg égés szívás kipufogás Kétütemű ottómotor - A munkaciklus két löket egy főtengely körülfordulás alatt zajlik le. - A dugattyú alatt is munkatér van (forgattyús ház), ütem a dugattyú fölött, ütem a dugattyú alatt. Általános szerkezet: Kipufogó csatorna Szívó csatorna Átömlő csatorna 1. Ütem: Öblítés és kompresszió (a dugattyú fölött) Szívás (a forgattyús házban)). Ütem: Terjeszkedés (a dugattyú fölött) Elősűrítés (a forgattyús házban) Indikátor diagram: p 1. Nyit az átömlő nyílás. Zár a kipufogó nyílás 3. Nyit a kipufogónyílás 1 bar 3 1 FHp AHp V 6

7 4. DIESEL motorok ~ azok a motorok, amelyek levegőt szívnak be, azt komprimálják, majd a nagynyomású és hőmérsékletű levegőbe tüzelőanyagot (gázolajat) fecskendeznek be. 4.1 Négyütemű DIESEL motorok Jellemzők: - A keverékképzés a hengertérben történik (belső keverékképzés). - Tiszta levegőt szív a dugattyú emiatt ε elméletileg tetszés szerinti lehet. - A befecskendezett tüzelőanyag önmagától gyullad meg. - A gázcserét szelepek vezérlik. p + 1. szívószelep nyit. szívószelep zár 3. kipufogószelep nyit 4. kipufogószelep zár 1 bar 1 FHp 4 - AHp ~ működése: 1. Ütem SZÍVÁS A dugattyú a FHp ból AHp ba tart, szívószelep nyitva a motor levegőt szív. A vákuum 0,1-0, bar. Szívószelep előnyitás: (1).. Ütem SŰRÍTÉS A dugattyú AHp-ból FHp-ba tart. A szívószelep az AHp után zár al (). A levegő nyomása a sűrítés végén bar, hőmérséklete C 0. A FHp előtt al történik a tüzelőanyag befecskendezés a tüzelőanyag keveredik a forró levegővel és öngyulladva az égés megindul. A gyulladási késedelem 0,001-0,0015 sec, a nyomás az égés végén bar. 3. Ütem TERJESZKEDÉS A gázerők a dugattyút a FHp-ból az AHp felé nyomják szelepek zárva munkaütem. 4. Ütem KIPUFOGÁS Az AHp előtt nyit a kipufogószelep al (3) a dugattyú kipréseli az égéstermékeket. Kipufogási nyomás 1,1 1, bar. A kipufogó szelep a FHp után zár al (4). 3 V 7

8 5. Különleges motor 5.1 WANKEL motor Bolygódugattyús motor, nem szükséges mozgásátalakító mechanizmus, nincsenek szabad tömegerők egyenletes járás, OTTÓ és DIESEL üzemben egyaránt használatos. Szerkezeti kialakítás: Kipufogás Kipufogócsatorna Szívócsatorna Dugatty Szívás Ház belső profilja peritrohoid Excenter Működés: Gyújtógyertya Kompresszió-égés - A forgódugattyús motorban csak két mozgó egység található: - forgódugattyú - excentertengely - A motor vezérlése a házon kialakított réseken történik. - A dugattyú belső fogazású kerekével a kisfogaskeréken gördül le, és forgatóerőt gyakorol az excenterre. Fogszámok aránya 3:. - A dugattyúszéleken kialakított tömítőlécek a sarlóformájú kamrák egymástól való tömítését szolgálják. - A háromszögformájú dugattyú egy körülfordulásával a kamrákban a négyütemű munkafolyamat egy-egy ciklusa játszódik le. Eközben az excentertengely 3-szor fordul körbe. 5. Feltöltéses motor - A töltés növelése lehetővé teszi, hogy azonos hengerűrtartalom mellett nagyobb teljesítményt érjünk el, alacsonyabb emissziós értékekkel. - Általában a kipufogógáz-turbótöltőt alkalmazzák, a kipufogógázok energiájával meghajtott turbina egy légszivattyút működtet, így a friss levegő elősűrített állapotban jut a szívószelepen keresztül az égéstérbe. - Több levegő + több tüzelőanyag = nagyobb teljesítmény - Turbina átmérőja = 60 mm, fordulatszáma = f/min - Változatai: szabályozatlan- és szabályozott kipufogóturbina 8

9 6. Motorok üzemi jellemzői Indikált középnyomás: p ik Az indikátordiagramból származtatható, hengertérben uralkodó közepes nyomás. Effektív középnyomás: p e = η m p ik Teljesítmények: Indikált teljesítmény: P i (belső teljesítmény) P i = 10-4 p ik V L z n i [kw] ahol: η m a mechanikai hatásfok ahol: p ik indikált középnyomás (bar) z - a hengerek száma i - ütemek száma i=1 ( ü); i=0,5 (4 ü); V L - egy henger lökettérfogata (cm 3 ) n - főtengely fordulatszáma (f/s) Effektív teljesítmény: P e a motor főtengelyén levehető hasznosítható teljesítmény P e < P i a súrlódási veszteség miatt Általában fékpadi méréssel határozzák meg Pe = 10-4 p e V L z n i [kw] P e = η m P i [kw]; P e = M n 160 [kw] Literteljesítmény: P L 1 dm 3 hengerűrtartalomra jutó teljesítmény Hatásfokok: Jósági fok: η j Indikált hatásfok: η i P L = P V e H kw 3 dm M nyomaték [Nm] n ford. szám [f/s] Diesel motorok: kw/dm 3 Ottó motorok: kw/dm 3 az indikált teljesítmény és az ideális gép teljesítményének hányadosa. η j Pi = P id P P = = Q c B H i i η i ' η j ottó = 0,4...0,7 η j diesel = 0,6...0,8 Q : az időegység alatt bevezetett hőmennyiség telj. egyenértéke [kw] B: óránkénti tüzelőanyag fogyasztás [kg/h] η i = η t η j ahol η t = termikus hatásfok 9

10 Mechanikai hatásfok: /η m / súrlódás miatti teljesítmény veszteség η ηm 80% m = P P e i Effektív (v. gazdasági) hatásfok: /η e / az effektív teljesítmény és a tüzelőanyaggal bevitt hőteljesítmény viszonya. Pe Pe η e = = Q' c B H η e OTTÓ = ,30 η ediesel = 0,30...0,45 η e = η m η i = η m η t η j c = a mechanikai munka hőegyenértéke 1kWh = 3,6 MJ c = 1/3,6 H = a tüzelőanyag fűtőértéke [MJ/kg] H = 4 MJ/kg Fajlagos fogyasztás: /b/ - teljesítményegységre vonatkoztatott időegységenkénti tüzelőanyag fogyasztás b B = 1000 [gr / kwh] P e B óránkénti tüzelőanyag fogyasztás [kg/h] P e effektív teljesítmény [kw] B b= = = = ηe c B H ηe c H ηe 1/ 36, 4 ηe 4 b = 86 [gr/kwh] η e b OTTÓ = gr/kwh b DIESEL = gr/kwh b ü OTTÓ 4ü OTTÓ 4ü DIESEL ü diesel n 10

11 Motorok jelleggörbéi: ~ a fordulatszám (n) függvényében ábrázolt üzemi jellemzők /P; M; b; B;/ Meghatározás: méréssel fékpadon történik P; M; b; M M max P max P M B b b min n a n M max n P max n max n a : alapjárat /n a ottó = f/min/ /n in/ a diesel = f/m P: effektív teljesítmény [kw] M: motornyomaték [Nm] b: fajlagos fogyasztás [gr/kwh] B: órás fogyasztás [kg/h] Motorrugalmasság: /e; R/ e M max = ; R = M P max M M max P max n n P max M max M max : a motor maximális nyomatéka [Nm] M Pmax : forgatónyomaték a maximális teljesítménynél [Nm] n P max : a névleges fordulatszám [f/s] n M max : fordulatszám a maximális nyomatéknál [f/s] e ottó 1. e diesel 1.1 Az ottó motorok általában rugalmasabbak. 11

12 7. Motorok szerkezete A motorok a következő főbb szerkezeti egységekből állnak: - hengertömb a perselyekkel, forgattyú házzal, olajteknővel - forgattyús mechanizmus - hengerfej a szerelvényeivel 7.1 Hengertömb A motort az öntvényből készülő hengertömb fogja össze. Felülről a hengerfej, alulról az olajteknő zárja le. Anyaga: - lemezgrafitos öntöttvas vagy - alumínium-szilícium ötvözet Hengerfej a szelepekkel Hengertömb Forgattyús mechanizmus Forgattyúház Olajteknő Általában perselyezett hengertömböket készítenek: Előnye: a persely cserélhető. Két változata van: Nedves persely Száraz persely - Jó hűtés - Könnyű szerelés - Tömítésre ügyelni! Hengertömb - Rossz hűtés - Nehéz szerelés Gumigyűrű tömítés Persely anyaga: finomszemcsés centrifugál vasöntvény 7. Forgattyús mechanizmus ~ feladata a dugattyú alternáló mozgását forgó mozgássá alakítani Fő részei: - dugattyú, dugattyúgyűrűk - dugattyúcsapszeg - hajtókar /hajtórúd/ - fogattyús tengely /főtengely/ 1

13 Dugattyú: A dugattyúval szemben támasztott követelmények: - kis tömeg - nagy merevség, rugalmasság - nagy szilárdság - jó hővezetés hőállóság - kis hőtágulás Dugattyú fenék Gyűrűhorony Dugattyúszem Seeger gyűrű horony Dugattyúpalást /szoknya/ A dugattyú öntéssel, majd forgácsolással készül anyaga: - szürkeöntvény vagy - alumínium-szilícium ötvözet (Cu; Ni; is található benne) Hőterhelése: dugattyúpalást ~ 10 C 0 ; dugattyú fenék széle ~40 C 0 ; közepe ~80 C 0 A hőtágulás miatt a dugattyút lépcsősre, vagy kúposra készítik. Dugattyúgyűrűk feladatuk: - tömítés /kompresszió tartás/ - olajlehúzás a hengerfalról két csoport: - tömítő /vagy kompresszió/ gyűrűk - olajlehúzó- olajáteresztő gyűrűk Réselt formában készülnek, különleges, rugalmas öntöttvasból, nemes szürkeöntvényből, gömbgrafitos öntöttvasból, ötvözött Cr-Mo-V acélból. Súrlódás csökkentés végett a felületét Zn-; P-; Cu-; Cr-; Mo-val vonják be. Dugattyúgyűrűk kialakítása: 0,3-0,6 mm Derékszögű gyűrű Percgyűrű Szimmetrikus trapézgyűrű Olajlehúzó-olajáteresztő gyűrű Gyűrűvégek illesztési módjai: Derékszögű Ferde lapolt Lépcsős 13

14 Dugattyú csapszeg: ~ a működtető erőket viszi át a dugattyú és a hajtókar között. általában cső keresztmetszetű. A csapszeg rögzítési megoldások lehetnek: - dugattyú szemben rögzített - hajtórúd szembe rögzített - úszó csapszeg /az oldalirányú kicsúszást seeger gyűrű akadályozza meg/ Seeger gyűrű Csapszeg anyaga: kemény kopásálló felület, szívós maggal felületkezelhető cementált vagy nitridált acél Hajtórúd: - összeköti a dugattyút a forgattyús tengellyel - átviszi a dugattyúerőt a főtengelyre Kialakítása: Hajtórúdszem Persely Hajtórúdszár Olajzófurat Osztott hajtórúdfej /szerelhetőség miatt/ Persely Keresztmetszete Anyaga: Nagy szilárdságú jó minőségű nemesíthető (C=0,35-0,45%) Cr, Mo és Mn ötvözésű acél. Nagy szilárdsága süllyesztékbe kovácsolással érhető el. 14

15 Forgattyús tengely: ~ alakítja át az alternáló mozgást forgó mozgássá. Szerkezeti kialakítása: Forgócsap /forgattyúcsap/ r Állócsap r forgattyú sugár Forgattyúkarok Olajvezeték A főtengely alakját megszabja: a hengerek száma; a hengerek elrendezése; a löket nagysága; a gyújtási sorrend. Anyaga: - kovácsolt főtengely nemesíthető acélból, vagy nitridált acélból - öntött főtengely gömbgrafitos öntöttvasból Hajtórúdcsapágy és főcsapágyak: ~ osztott háromrétegű siklócsapágyakat használnak Fehérfém futóréteg: 0,0 mm Ólombronz hordozóréteg: 0,5 mm (Cu; Pb; Sn) Olajvezető gyűrű Acélpersely: 1-3 mm - A hordozó és futóréteg között található egy nikkelgát (0,001 mm), amely megakadályozza, hogy az ón a fehérfém futórétegből átdiffundáljon az alatta lévő ólombronzba. - Az olaj tároláshoz és elosztáshoz a csapágynak egy gyűrű alakú körkörös hornya van. - A csapágyat támasztóorrok biztosítják elfordulás és elcsúszás ellen. - A csapágyak oldalirányú játékkal rendelkeznek, hogy a felmelegedett főtengely hosszirányú tágulását lehetővé tegyék. 15

16 7.3 Hengerfej: A hengerfej felülről zárja le a hengerteret. Hengerfejtömítés: hengertömb és a hengerfej között hőálló azbeszt lemez alul-felül általában réz fémszegéllyel. Hengerfejbe van kialakítva illetve elhelyezve: - az égéstér - szelepek, szelepmozgató mechanizmus - gyújtógyertya, porlasztó, izzítógyertya - szívó és kipufogó csatorna Hengerfej lehet: - osztott-, - osztatlan kivitelű Égéstér kialakítások: Az égéstér alakja döntő az égés minősége, a motor járása szempontjából. OTTÓ motorok égésterei: L-alakú ~ Ricardó ~ Kedvezőtlen elnyújtott égésterek kopogásos égésre hajlamos Hengeres~ Félgömb alakú ~ korlátozott szelepméret legkedvezőbb dsz D/ gyors-, kopogásmentes égés DIESEL motorok égéstérkialakításai: A keverékképzésre rövid idő áll rendelkezésre (belső keverékképzés miatt) ezért igen lényeges az égéstér kialakítás. Diesel motoroknál: λ > 1 a jó égés biztosítására. Keverékképződés: befecskendezés és a levegő örvénylő mozgása hatására. Diesel égésterek: - osztatlan vagy közvetlen befecskendezésű motor - osztott égésterek kamrás motorok Osztatlan égésterű motorok: dugattyú-kamrás motorok Lapos kamra lassú járású dieselmotor Mély kamra gyorsjárású dieselmotor - Számottevő levegőmozgás nincs, befecskendezés a dugattyú fölé - Finom porlasztás szükséges többlyukú v. nagykúpszögű porlasztó - Nagy befecskendezési nyomás: p be = bar - Magas égési végnyomás: p égés = bar, emiatt kemény járás 16

17 Hesselman ~ Man ~ Saurer ~ - jó keverékképzés - magas fordulatszám - alacsony fogyasztás - nagy nyomás - nagy motorzaj - teherautó motoroknál alkalmazzák - lágy égés - halkabb motorzaj - kisebb csúcsnyomás - kis tüzelőanyag fogy. - teherautó motoroknál alkalmazzák - jó keverékképzés - p be = 180 bar - λ = 1,3 ; nagy légfelesleg Osztott égésterű motorok: Kamrás motorok. Kamra a hengerfejben van kialakítva. - kisebb légfeleslegtényező λ = 1,1 1,3 - keverékképzés és az égés a kamrába indul meg - egylyukú porlasztófúvóka elég, p be = bar - sima járás elnyújtott égés - nagyobb fajlagos fogyasztás Előkamrás ~ Örvénykamrás ~ Légkamrás ~ - jó keverékképzés - halk motorjárás - magas fordulatszámok - izzítógyertyás indítás kell - nagyobb tüza. fogyaszt. - V K =0,3-04 V C - p be = bar - személy-tehergépkocsiknál - jó keverékképzés - halk motorjárás - magas fordulatszámok - izzítógyertyás indítás kell - nagyobb tüza. fogyaszt. - V K =0,5-0,8 V C - p be = bar - személy-tehergépkocsiknál - változó kamrakialakítás és kamra térfogat 17

18 8. Gázcserevezérlés elemei A gázcserét 4 ütemű motoroknál szelepek vezérlik. A szelepmozgatás módja és szerkezeti elemei: Állítócsavar Szelepemelő szár Szelepemelő tőke Szelephimba X = 0,-0,4 mm szelephézag Szeleprugó tányér Szeleprugó Vezértengely Szelep bütyök Vezértengely hajtása a főtengelyről történik i = 1: lassító áttétellel A szelep teljes nyitásakor h = D/4 (D a szeleptányér átmérője). A szelepek elhelyezkedése szerint lehet: h állószelepes függőszelepes A vezértengely és a szelepek elhelyezkedése szerint: - Alulvezérelt oldalszelepelt - Oldalvezérelt felülszelepelt (OHV) - Felülvezérelt felülszelepelt (OHC) Szelepek: Nagy hőterhelésnek vannak kitéve; szívószelep 550 C o kipufogószelep 800 C o Anyaga: követelmény a nagy hőszilárdság, reve és korrózió állóság - szívószelep króm-szilícium acél - kipufogószelep feje króm-mangán acél; szára króm-szilícium acél - siklási tulajdonságok javítására a szelep szárát krómozzák Vezérműtengely: Feladata szelepek nyitása-zárása, emelése, nyitvatartása - Bütyökpárok helyzetét a gyújtási sorrend határozza meg. Anyaga: - öntött vezérműtengely; gömbgrafitos öntöttvas, kéregöntvényből vagy temperált öntöttvasból készül - kovácsolt vezérműtengely; ötvözött acélból felület keményítéssel Meghajtása: - homlokfogaskerékkel kis távolság esetén pl. V-motorok - vezérműlánccal nagy távolság esetén, zajos működés - fogazott szíjjal csendes működés, olcsó korszerű megoldás. 18

19 9. Levegőellátó berendezés A motorok levegőellátó berendezése a szívócsatornából és a szívócsatorna elé helyezett légszűrőből áll. Légszűrés célja: a levegő megtisztítása a mechanikai szennyeződésektől (portól). Légszűrési elvek: Ciklonszűrők: - A levegő a terelőlemezek mentén forgásba lendül. A porrészecskék a centrifugális erő hatására kifelé repülnek. - Csak durva tisztításra, előtisztításra alkalmas. Kicsapódott por Tiszta levegő Érintőleges levegőbelépés Olajtükrös levegőszűrők: Tiszta levegő Levegő ütköztetése olajjal szennyeződés megkötődik az olajban Irányváltoztatás Olaj Poros levegő Szűrőbetétes levegőszűrők: Száraz papírbetétes, vagy olajjal átitatott fémszövet betéten keresztül jut a levegő a hengertérbe. Kombinált légszűrők: Ciklonszűrő Portartály Mezőgazdasági erőgépeken alkalmazzák; gyakran poros körülmények között dolgoznak. Motorhoz Fémszövet szűrőbetét; a levegővel érkező olajcseppek a betétbe csapódnak, nedvesítik a felületet és a lecsepegő olaj a porszemcséket az olajfürdőbe mossa. Olajtükör 19

20 10. Motorok hűtőberendezései Hűtés célja: hulladékhő elvezetése és az üzemi hőmérséklet biztosítása. Belsőégésű motorok üzemi hőmérséklete: t ü = C o Hűtési rendszerek: - levegőhűtés kisebb teljesítményű egyszerűbb motorokon - vízhűtés párológtató hűtés - régen stabil motoroknál alkalmazták termoszifonos hűtés - a vízmozgást a hideg- és a meleg víz sűrűségkülönbsége biztosítja termosztátos hűtés mai motorokon alkalmazzák Levegőhűtés: Lényege: bordázott nagy felületű henger és hengerfej, a jobb hőátadást célozza Levegőáram hűtése történhet: - menetszéllel motorkerékpárok Burkolat - ventillátor légáramával turbóhűtés (erőgépek) Hűtőbordák Motorblokk Jellemzői: - egyszerű felépítés, - üzembiztos, nem igényel karbantartást, - nincs befagyás veszély, - üzemi hőmérséklet változik, - nagy motorzaj, - nagyobb dugattyúhézag. 10. Termosztátos hűtés /kényszercirkulációs ~/: A hűtőrendszerbe egy keringető szivattyú és egy hőfokszabályzó szelep termosztát van beépítve. A kényszeráramlás miatt kevesebb víz szükséges. Általában a kiegyenlítő tartályos zárt hűtőrendszert alkalmazzák. Kiegyenlítő tartály Hengerfej Termosztát M Hűtőtartály Vízszivattyú Ventillátor Hengertömb 0

21 Jellemzői: - Kis-vízkör: A hűtőfolyadék még nem érte el az üzemi hőfokot, a termosztát zárva. A víz útja; vízszivattyú hengertömb hengerfej zárt-termosztát vízszivattyú. - Nagy-vízkör: Üzemi hőmérséklet elérése után a túlmelegedés elkerülése érdekében nyit a termosztát. A víz útja; vízszivattyú hengertömb hengerfej nyitott-termosztát hűtőtartály vízszivattyú. - Ventillátor meghajtása: főtengelyről vagy villanymotorral történik. - Vízszivattyú: centrifugál szivattyú, a főtengelyről ékszíjjal hajtjuk meg. 11. Tüzelőanyag-ellátó berendezések Feladat: Levegő tüzelőanyag keverék előállítása, illetve tüzelőanyag bejuttatása az égéstérbe OTTÓ motorok tüzelőanyag ellátó rendszere Alkalmazott tüzelőanyag: motorbenzin Keverékképzés módja: - külső hengeren kívül, karburátorban, légtorokban - belső - újabban megjelent a közvetlen befecskendezés Levegő és tüzelőanyag útja: Légszűrő Karburátor Szívócsatorna Szűrő Tápszivattyú Henger Tartály Üzemanyag szivattyú Injektor Tartály: Ónozott, belül lakkozott acéllemez, belül lyukacsos hullámtörő lemezekkel. Tartozékai: betöltő nyílás a zárófedéllel, ülepítőtér, és szellőzőcsövek a töltéshez-ürítéshez. Üzemanyag szűrő: Papír- vagy filcbetétes cserélhető szűrőanyag. Membrános tápszivattyú: Nyomószelep Szívószelep Membrán A nyomórugó mindig a fogyasztásnak megfelelő mennyiséget Szivattyúház szállít. Nyomórugó p üzemi = 0,-0,4 bar 1

22 Karburátorok: Feladata: Keverékképzés megfelelő benzin-levegő keverék előállítása a motor üzemi fordulatszám tartományában (n a...n max ). Elemi karburátor: Pillangószelep Sebesség és nyomásviszonyok: Szívócső - v 1 < v ; Tűszelep - p < p 1 Torok Az elemi karburátor hibája: Egy adott motorfordulatszámon adja Úszó a megfelelő keverékarányt. - nagyobb fordulaton dús - alacsonyabb fordulaton szegény 1 keveréket ad. Szórócső Fúvóka Úszóház Fékfúvókás karburátor: Három részből álló keverőcső rendszer. A fúvókát kis fordulatszámra méretezik nagy fordulatszámnál a beáramló levegő fékezi a keverék dúsulását. Pillangószelep Kupak Kehely Perforált cső Főfúvóka A növekvő fordulatszámnál csökken az üzemanyagszint a perforált csőben, és a szabaddá váló réseken fékezőlevegő áramlik be. Üzemanyag Motorkerékpár karburátor: Gázhuzal Rugó Tolattyú A szívócső keresztmetszet változással szinkronban változó fúvóka keresztmetszet biztosítja csak az állandó keverék összetételt. Levegő Kúpos fúvókatű Szívócső Fúvóka keresztmetszet szabályozás: Fordulatszám: Alacsony Közepes Magas Alapjárati csatorna Fúvóka Benzin Tű Fúvóka

23 Karburátorok kiegészítő berendezései: Alapjárati fúvóka: - üresjáratban, zárt pillangószelep helyzetben állítja elő a megfelelő keveréket ~10:1 keverékarányban. Indítófúvóka: - hidegindításkor dús keverék szükséges ~3:1 keverékarányban. Gyorsító szivattyú:- gyors fordulatszám növelés dús keverékkel történhet, hirtelen gázadáskor benzint fecskendez a szívótorokba, ~8:1 keverékarányban. Benzinbefecskebdezés injektoros OTTÓ motor A szennyezőanyag emisszió csökkentése, a katalizátorok alkalmazása a keverékösszetétel nagyon pontos összeállítását teszi szükségessé, amit benzinbefecskendezők alkalmazásával teljesíthetünk. Elektronikus vezérlésű benzinbefecskendezés: Vezérlő egység Finomszűrő Tápszivattyú Tüzelőanyag tartály Befecskendező szelep Levegő mennyiség mérő Hidegindító Hőkapcsoló Hőmérő Fojtószelep kapcsolóval Akkumulátor Gyújtáskapcsoló Vezérlő egység: Az alábbi jelek futnak be; levegőmennyiség, motorhőmérséklet, pillangószelep állás, fordulatszám, lambdaszonda jele. A beérkező jelek kiértékelése után meghatározza a befecskendezés időpontját és időtartamát. Tápszivattyú: villamos motorral működtetett görgőcellás szivattyú,,5-3,0 bar nyomást biztosít a tüzelőanyag elosztó csőben. Befecskendező szelep: minden hengerhez egy elektromágneses elven működő befecskendező szelep tartozik, melyet a vezérlőkészülék elektromos impulzusai nyitnak-zárnak. A befecskendezés a szívótorokba történik. Az árammentes fúvókatűt csavarrugó nyomja a záróülésbe. 3

24 11. DIESEL motorok tüzelőanyagellátó rendszere Diesel motorok tüzelőanyaga: gázolaj A belső keverékképzés miatt nagy nyomású befecskendezés /porlasztás/ szükséges. Tüzelőanyagellátó rendszer elemei: Visszafolyó vezeték Előszűrő Porlasztók Nyomócső Finom szűrő Adagoló Tartály Csap Fordulatszám szabályzó Tápszivattyú Tartály, szűrők: az ottó motorokhoz hasonló kialakításúak. Tápszivattyú: - membrános (ritkán alkalmazott) - dugattyús (leggyakrabban alkalmazott) - forgólapátos - fogaskerekes Bosch-rendszerű dugattyús tápszivattyú: Forgólapátos adagolószivattyú: Nyomószelep Kézi tápszivattyú (légtelenítés) Szívószelep Szívótér Lapát Nyomórugó Dugattyú Nyomórúd Forgórész Szivattyúház Nyomótér A tápszivattyú nyomása:...3 bar. Kézi tápszivattyú: a tüzelőanyag rendszer feltöltésére - légtelenítésre alkalmazzuk, a motor álló helyzetében. Adagolóhoz A tápnyomás nagyságát a szabályzószelep ill. a rugó befolyásolja a többlet üzemanyag visszaáramlik. 4

25 Adagolószivattyú: A tüzelőanyag adagolását és a hengertérbe juttatását végzi nagy nyomáson. Általában az állandó löketű, ferde vezérlőéllel ellátott dugattyús szivattyú rendszert /BOSCH/ alkalmazzák. q 1 S 1 q S q 3 S 3 q 4 S 4 A löket állandó S = 10 mm, de a szállítás különböző /változtatható/ lökethossz mentén történik /S 1, S,...stb. A szállított mennyiség /q/ a dugattyú helyzetétől függ elfordítással változtatható. S = állandó Az adagolóelem szabályozása: fogasív-fogasléc kapcsolat fogasléc a gázkarral van összeköttetésben. A tüzelőanyag a fejszelepen keresztül történik. Fejszelep: Feladata: a nyomás hirtelen megszüntetése és a nyomócsövek tehermentesítése. Rugó Tányér Gallér Fejszelep Adagolóelemtől Nyomócső: Nagy falvastagságú, nagy szilárdságú cső. Belső átmérője d=1...1,5 mm. Többhengeres motoroknál azonos hosszúságúra készítik az egyenletes adagmennyiség miatt /nagy nyomás tágulás/. Porlasztó: Feladata: a tüzelőanyag befecskendezése az égéstérbe finom cseppekben és a keverékképzési eljárásnak megfelelően időben elosztva. A porlasztó nyitónyomását a nyomórugó előfeszítése határozza meg. Ha a tüzelőanyagnyomás nagyobb, a fúvókatű az ülékéből felemelkedik. 5

26 Porlasztó szerkezete: Állítócsavar Rögzítő anya Rugó Porlasztó ház Fúvókák: /Porlasztócsúcsok/ Fajtái:- csapos hengeres kúpos - csap nélküli kúpos ülékű lapos ülékű ezen belül - egylyukú /kamrás mot./ - többlyukú /közv. befecsk./ Hengeres csapos Kúpos csapos Porlasztótű Porlasztócsúcs Csap nélküli kúpos Csap nélküli többlyukú A csapos fúvókák végén lévő csap alakja meghatározza a befecskendezési sugár formáját. Nyitónyomás: bar A befecskendező lyukak méretét és számát, a sugár irányát az égéstér kialakítása, a tüzelőanyag menynyisége határozza meg. Nyitónyomás: bar A porlasztó helyes beállítása a gazdaságos motorüzem alapfeltétele. Fordulatszám szabályzók: A fordulatszám szabályzás célja: A diesel motorok állandó légfelesleggel dolgoznak Következmény: terhelés csökkenésekor hajlamosak a megszaladásra. Szabályozás szükséges: - a max. fordulatszám behatárolására - alapjárat szabályozására Erőgépeknél: minden beállított fordulatszám tartására Szabályzók csoportosítása: - maximum ford. szabályzók /1 fordulat/ - maximum minimum szabályzók / fordulat/ - mindenüzemű ford. szám szabályzó / a teljes üzemi tartományban/ 6

27 Röpsúlyos /mechanikus/ fordulatszám szabályzó működése: Rugó Fogasléc Korrektor F c Gázkar Alapjárati rugó x Excenter Max.ford.szab. F c =m r ω F c F c =f (n) Szögemelő Adagolótengely Röpsúly Az üresjárati fordulatszámot a külső gyengébb rugók szabályozzák. A maximális fordulatot a külső-belső rugó együttesen és a fogaslécen lévő rugó előfeszítéséből származó visszaható rugóerő szabályozza. A gázpedál állásától, tehát az előfeszítéstől függően a min.-max. fordulat között bármely fordulatszámra beállítható. Kipufogóberendezés: Hangtompítás, kipufogógázok tisztítása. Hangtompító egység: Feladata: hangenergia elnyelése, turbulens áramlás csökkentése, kipufogógáz szabadba vezetése. - Hangcsillapítás: hangterjedés, reflexió megakadályozása az előrehaladó és visszaverődő hullámok átfedésével interferenciával. - Hangtompítás: hangenergia hangelnyelő anyagba súrlódással hővé alakul. Reflexiós hangtompító /mélyhangok tompítása/ Adszorbciós hangtompító /magas hangok csillapítása/ Kombinált hangtompító A motorhoz gondosan illesztett hangtompítórendszert alkalmaznak a jobb töltés és a nagyobb teljesítmény érdekében. A hangtompító károsodását főleg a belső korrózió okozza. A tüzelőanyag elégetésekor vízgőz keletkezik és a kéntartalommal kénessavat alkotva alacsony hőmérsékleten kicsapódik. Anyaga: jó minőségű hőálló acél, amit galvanizálnak vagy Al-réteggel vonnak be. 7