- PDF Ingyenes letöltés

Átírás

1 A motor mozgásának alapelemei A belsőégésű motor felépítése 1. Levegő-üzemanyagkeverék 2. Nyomás 3. Égés 4. Alternáló mozgás 5. Forgó mozgás 6. Munkarend (két- vagy négyütemű) 1. Szelepfedél 2. Szelepfedél tömítés 3. Hengertömb 4. Hengerfejtömítés 5. Hengertömb 6. Olajteknő tömítés 7. Olajteknő Motorok csoportosítása Működési elv szerint: Keverrékképzés helye szerint: Otto-motorok külső keverékképzésű Diesel motorok belső keverékképzésű Működés módja szerint: Gyújtási mód szerint: kétütemű kényszergyújtású négyütemű (szikragyújtás) Használatos hajtóanyag szerint: öngyulladású benzinnel (kompressziógyújtás) gázolajjal gáznemű hajtóanyaggal működő motorok Soros motor (a, b) V-motor (c) Boxer-motor (d) Ellendugattyús-motor (e) Delta-motor (f) Párhuzamos motor (g) X-motor (h) Csillag-motor (i) Motorok elrendezése 1

2 Az OTTO motor felépítése motortömb (szelepfedél, hengerfej, henger, forgattyúház, olajteknő) forgattyús hajtás (dugattyú, d. csapszeg, hajtórúd, forgattyús tengely és csapágyazása) motorvezérlés (szelepek, szeleprugók, szelepemelő himbák, vezérműtengely, vezérműkerék, vezérműlánc v. fogasszíj) segédberendezések (gyújtórendszer, kenés, hűtés, kipufogórendszer) keverékképző rendszer (porlasztó v. befecskendező r., szívócső v. szívócső rendszer) A DIESEL motor felépítése motortömb (szelepfedél, hengerfej, henger, forgattyúház, olajteknő) forgattyús hajtás (csapszeg, hajtórúd, forgattyús tengely és csapágyazása) motorvezérlés (szelepek, szeleprugók, szelepemelő himbák v. csészés szelepemelők, vezérműtengely, vezérműkerék, vezérműlánc v. fogasszíj, befecskendező szivattyú hajtás) befecskendező rendszer (szabályozóval és befecskendezés-állítóval felszerelt befecsk. szivattyú, tüzag. tápszivattyú, szűrő, porlasztó) segédberendezések (kenés, hűtés, hidegindítás, kipufogórendszer) A WANKEL motor felépítése Bolygódugattyús motor, nem szükséges mozgásátalakító mechanizmus, nincsenek szabad tömegerők egyenletes járás, OTTÓ és DIESEL üzemben egyaránt használatos. Működés: A négyütemű OTTO és DIESEL motor működése 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 3:2. 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. Szívás Az üzemanyaglevegő keveréket a porlasztóból a nyitott szívószelepen keresztül a dugattyú a hengerbe szívja. Sűrítés A keveréket a dugattyú összesűríti. Mindkét szelep zárva van. Munkavégzés Az összesűrített keveréket a gyújtógyergya meggyújtja, a kitáguló gázok a dugattyút lefelé mozdítja. A szelepek zárva vannak. Kipufogás A dugattyú kilöki az égésterméket a nyitott kipufogószelepen keresztül. 2

3 Szelepvezérlési kördiagram A szelepek vezérlését a szelepvezérlési kördiagram ábrázolja, ami a szelepek nyitási - zárási idejét mutatja meg. A DIESEL és az OTTO motor összehasonlítása Diesel Otto beszívás levegőt levegő-tü.ag. keveréket keverék gyullad. öngyulladással elektromos szikra hat. légfeleslegtény. literteljesítmény változó kisebb állandó kompresszióvisz hatásfoka jobb égési csúcsny. nagyobb zajosság nagyobb felépítés robosztusabb kenés-hűtésig. erősebb indítása nehezebb égés elnyújtottabb szerkezeti eleme adagoló, porlasztó ektromos gyújtóberend. Belsőégésű motorok üzemanyagai 1. Hagyományos üzemanyagok benzin: nyersolaj lepárlásakor C között fontos tulajdonság a kompressziótűrés (oktánszám (OZ): hasonló kopogási tulajdonságú normál-heptán (OZ=0) és izooktán (OZ=100) keverékben az izooktán térf.%-a) színesre festik gázolaj: ólommentes tűzveszélyesebb nyersolaj lepárlásakor C között fontos tulajdonság a gyúlékonyság (cetánszám (CZ): cetán (CZ=100) és α-metil naftalin (CZ=0) keverékével összehasonlít) dermedéspont viszkozitás 2. Alternatív üzemanyagok Diesel motorok keverékképzése 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 p be = bar - egylyukú porlasztófúvóka elég - sima járás elnyújtott égés - nagyobb fajlagos fogyasztás Előkamrás ~ Örvénykamrás ~ Légkamrás ~ - jó keverékképzés - magas fordulatszámok -izzítógyertyás indítás kell -nagyobb tüza. fogyaszt. - V K =0,3-04 V C - p be = bar -halk motorjárás -jó keverékképzés -magas fordulatszámok -izzítógyertyás indítás kell - nagyobb tüza. fogyaszt. - V K =0,5-0,8 V C - p be = bar - halk motorjárás - változó kamrakialakítás és kamra térfogat -személy-tehergépkocsiknál - személy-tehergépkocsiknál 3

4 Diesel motorok keverékképzése 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: pégés = bar, emiatt kemény járás Diesel motorok keverékképzése Man ~ -lágy égés - halkabb motorzaj -kisebb csúcsnyomás -kis tüzelőanyag fogy. -teherautó motoroknál alkalmazzák Hesselman~ - jó keverékképzés - magas fordulatszám - alacsony fogyasztás - nagy nyomás - alacsony fogyasztás - teherautó motoroknál alkalmazzák Saurer ~ - jó keverékképzés - pbe = 180 bar - λ = 1,3 2; nagy légfelesleg Diesel motorok üzemanyag-ellátó rendszere 1. Égéskamra 2. Porlasztók 3. Üzemanyagtartály 4. Tápszivattyú 5. Üzemanyagszűrő 6. Adagoló A levegő szűrése Kezdetben a mezőgazdasági vontatókra nem szereltek légszűrőt,ezért a poros környezetben végzett munka miatt a motor igen gyors kopásához vezetett. Ma már többféle légszűrőt is alkalmaznak. Az erőgépeken a nagyobb szemcseméretű por kiszűrésére előszűrőt használnak. Az előszűrő rendszerint ciklonszűrő. Az érintőlegesen nagy sebességgel belépő levegőben örvény keletkezik. Az örvényben a nagyobb tömegű szennyeződést a centrifugális erő a falra szorítja, majd azon lecsúszva a szűrő aljában gyűlik össze. Hosszú ideig mezőgazdasági erőgépeken csaknem kizárólag olajfürdős légszűrőket használtak. Előszűrő Olajfürdős légszűrő 4

5 A levegő szűrése A szűrő tetején belépő levegő alul olajfürdő felett fordul meg, és olajcseppeket ragad magával. Ezeket az olaj-cseppeket az olajfürdő felett elhelyezkedő, hullámosított drótból hálósított szűrő választja le. Az olaj bizonyos mennyiségben a drótokra rakódik, és az áthaladó levegőben lévő szennyeződés beletapad. A motor leállítása után az olaj a hálóról a tartály aljába folyik vissza, ahol a szilárd szennyeződés a fenéken olajiszap formájában lerakódik és tisztításkor eltávolítható. A modern gépeken a finomszűrést általában papírszűrőkkel végzik (az Otto motorokon is ilyent használnak). Ha a szűrő elszennyeződik, ellenállása jelentősen megnő. Ez a térfogati hatás-fok csökkenését eredményezi (amennyiben a légfelesleg csökkenése már az égés hatásfokát is rontja, a termikus hatásfok is csökken). Papírbetétes szűrő Papírbetétes szűrő + ciklon A levegő szűrése Kombinált légszűrők: Mezőgazdasági erőgépeken körülmények között dolgoznak. Motorok hűtése Hűtés célja: hulladékhő elvezetése, és az üzemi hőmérséklet biztosítása. Belsőégésű motorok üzemi hőmérséklete: t ü = C o. Léghűtés Lényege: bordázott nagy felületű henger és hengerfej, a jobb hőátadást célozza. Levegőáram hűtése történhet: - menetszéllel motorkerékpárok - ventillátor légáramával turbóhűtés (erőgépek) Vízhűtés Lényege: 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. Léghűtés előnye: egyszerű, gyorsabb felmelegedés, nincs fagyveszély hátránya: zajosabb, könnyebben túlmelegszik) Vízhűtés előnye: Motorok hűtése csendesebb motorüzem, motorban egyenletesebb a hőmérséklet eloszlás hátránya: bonyolultabb, ventilátor hajtása nagyobb 5

6 Motorok kenése Egymáson elcsúszó alkatrészek között súrlódás lép fel melegedés, kopás. Kenés célja: - súrlódás csökkentése - a keletkező hő elvezetése - égés során a visszamaradt szennyeződések, kopadékok eltávolítása - dugattyúgyűrűknél a tömítés javítása - szerkezeti anyagok korrózió elleni védelme Lényege: az alkatrészek közé kenőanyagot viszünk súrlódás csökken Kenés fajtái: - egycsatornás rendszer - kétcsatornás rendszer Motorolajok fajtái: - egyfokozatú (SAE 10 W, SAE 50) -többfokozatú (SAE 15 W-50) Motorok indítása Akkumulátorok: Feladat: elektromos energia tárolása; töltés /generátor v. hálózat/, kisütés /fogyasztók/ -Általában a savas, ólomakkumulátorokat alkalmazzák Töltés: Elektromos áram hatására a két ólomszulfát elektróda átalakul: - elektróda: ólommá /+ töltés/ + elektróda: ólomdioxiddá /- töltés/ ρmax= 1,285 kg/dm 3 Kisütés: Fogyasztót kötve a pólusokra áram indul meg kisütés közben az elektródák anyaga ólomszulfáttá alakul át, közben a kénsav töménysége csökken. ρmax= 1,143 kg/dm 3 Motorok indítása Az akkumulátorok elektromos tulajdonságai: Az akkumulátor sorba kapcsolt (n = ) cellából áll. Egy cella feszültsége: UC1 = 2V /névleges/. A kapocsfeszültség: U K = n U C1 Kapacitás /tárolóképesség/: az akkumulátorból nyerhető elektromos energia. Kapacitás (K) = terhelő áramerősség kisütési idő Mértékegysége: Aó (amperóra) Töltőfeszültség: U T 1,2..1,3 U K /V/ (12 V-os rendszerben V). Töltőáram: ~ normál töltésnél a kapacitás 10%-ka, I T = K/10 /A/, töltési idő = 8-12 h ~ gyorstöltésnél I T = a normál töltőáram szerese, töltési idő = 0,5 h ~ csepptöltésnél I T = névleges kapacitás 0,1%-ka, a töltés folyamatos. Az indítómotor Motorok indítása A toló-fogaskerekes (toló-forgató) kivitelt elsősorban a kisebb motorokhoz használják. A behúzó relé a meredek meneten előrehaladó menesztő tárcsán keresztül mozgatja az indítófogaskereket. A tengely irányban előrehaladó-forgó mozgás a fogaskerekek könnyebb csatlakozását segíti. A csúszó-armatúrás megoldásnál lassú forgatás közben az állórészre tekercselt pólusok bezúzó erejével valósítják meg a tengelyirányú mozgatást. 6

7 A gyújtógyertya alakítja a szekunder feszültséget elektromos ívvé az elektródahézagán. A gyertyának biztos indítást, gyújtáskimaradás mentes gyorsítást és tartós üzemelést kell garantálnia maximális motorteljesítmény mellett. A szigetelőtest különleges kerámia, amely V feletti szigetelést, gáz tömörséget, mechanikai- és hősokk-állóságot biztosít. Motorok indítása Traktorok erőátviteli szerkezete Az erőtátviteli szerkezet feladata és részei: Teljesítmény elosztása: hajtott kerekek (vonóerő) TLT (munkagépekhez) hidraulika rendszer szivattyújához (munkagép emelés, állítás, stb.) Követelmények: széles sebességtartomány a mászó sebességtől (0,5-2,5 km/h) a szállítási sebességig (30-40, esetenként 60 km/h); gyakori irányváltás (előre hátramenet); gyakori közvetlen hajtásigény a munkagép részéről (TLT), eltérő fordulat-számmal; tartós, nagy vonóerő-kifejtés, a haladási sebesség pontos tartása bizonyos munkáknál (pl. növényvédelem, tápanyagvisszapótlás); terhelés alatti sebességváltás lehetősége; Fokozatmentes sebesség-szabályozás: traktorokban általában mechanikus magajáró gépeknél általában hidraulikus Traktor hajtómű általános felépítése Tengelykapcsolók Főtengely-kapcsoló: motor és sebességváltó közé Feladata: Induláskor és sebességváltáskor simán és rángás nélkül összekösse a főtg.-t a sebváltón keresztül a hajtott kerekekkel, szükség esetén a kapcsolatot gyorsan megszakítsa. Fajtái: Mechanikus - egytárcsás száraz - kéttárcsás nyomatéknövelés (egyszerű) v. TLT kapcsolás is egyben (kettős működésű) - többtárcsás (lamellás, száraz kivitel [pl. lánctalpas traktorok kormányzása], olajos kivitel [pl. sebességváltó szabadon futó fogaskerekeinek kapcs.]) - röpsúlyos Hidraulikus 7

8 Tengelykapcsolók Tengelykapcsolók Egytárcsás száraz súrlódóbetétes tgk. (tányérrugós, csavarrugós) Alkalmazásának oka: A mezőgazdasági munkagépek különböző haladási sebességet és vonóerőt igényelnek F v [N] P v =F v v =const. Fogaskerekes nyomatékváltók Típusai: egylépcsős előtéttengelyes szorzó rendszerű (két váltó sorba kapcsolva) (többtengelyes) 1- hajtó tengely 2- hajtott tengely 2π M1 n1 = 2π M2 n2 M2 n = 1 = i M1 n2 Típusai: v [m/s] fokozat nélküli hajtóművek (mechanikus v. hidrosztatikus) fix fokozatú hajtóművek (ált. mechanikus fogaskerekes) részben fokozat nélküli hajtóművek (pl. hidrodinamikus és mechanikus kombinációja) 8

9 Egylépcsős ny.váltó Előtéttengelyes ny.váltó Szorzó rendszerű váltó be be III. ki be ki ki előtét tengely II. I. II. I. II. I Nyomatékváltó típusok a kapcsolás szempontjából tolófogaskerekes körmös kapcsológyűrűs (javított verzió: szinkronizált) terhelés alatt kapcsolható (Power Shift) Szinkronizált kapcsolás: kapcsolódás előtt a súrlódó kapcsoló a tengelyeket azonos fordulatszámra fékezi. 9

10 Terhelés alatt kapcsolható sebességváltó (Power Shift) ált. hagyományos váltó bolygóművel hidrodinamikus nyomatékváltóval többtárcsás tgk.-val kombinálva Fokozat nélküli sebességváltók: ékszíjas variátor hidraulikus hajtás hidrodinamikus r. (szgk. automataváltója) hidrosztatikus r. (folyadék viszonylag nagy nyomással, kis sebességgel áramlik, pl. traktor, kombájn ált. zárt hidraulikus körfolyamat) előnyei:» a könnyű, fokozatmentes szabályozhatóság,» viszonylag nagy távolságok hidalhatók át a tömlőcsatlakozók és a kihelyezett hidraulikus elemek között flexibilis hidraulikatömlőkkel,» sok esetben olcsóbb, mint a mechanikus működtetés megoldása. hátránya:» transzmisszió hatásfoka alacsonyabb, mint a mechanikus hajtásé. Differenciálmű és véglehajtás kanyarodáskor egy tg-en lévő kerekek ford. száma nem azonos differenciálmű kerékcsúszás differenciálzár véglehajtás lassító áttétel (homlokfogaskerékpár [alacsonyabb építésmód] v. bolygómű) 10

11 Lánctalpas traktorok erőátviteli szerkezete oldalváltós oldal-tengelykapcsolós Teljesítményleadó tengely (TLT) Típusai: motorarányos járókerékarányos (pl. vető-, ültető-, palántázógépek) A motorarányos névleges fordulatszámai: -540 ± 10 1/min (kb. 35 kw, 6 borda) ± 10 1/min (kb. 70 kw, 21 borda) -E540, E1000 (eco) Ford. szám váltás: tengelycsonkcsere profilátalakító hüvely Teljesítményleadó tengely (TLT) 11