Belső égésű motorok. Működési elv, felépítés, felosztás Készítette: Csonka György 1

Átírás

1 Belső égésű motorok Működési elv, felépítés, felosztás Készítette: Csonka György 1

2 Motorok A motorok olyan gépegységek, amelyek energiaforrásként szolgálnak más gépegységek, gépek működéséhez. A motorok csoportosítása energia fajtája szerint: hidromotorok, villany (villamos) motorok, belsőégésű motorok, stb Készítette: Csonka György 2

3 Ez is motor Készítette: Csonka György 3

4 Motorok A mezőgazdaságban használt erőgépek energiaforrása a belső égésű motor Készítette: Csonka György 4

5 Belső égésű motorok A hengertérben az üzemanyag elégésekor felszabaduló energia alakul át mechanikai munkává. Közös jellemzőjük, hogy az üzemanyag (tüzelőanyag) elégetése és a munkavégzés ugyanabban a térben a motor hengereiben játszódik le Készítette: Csonka György 5

6 Belső égésű motorok A nagynyomású gáz elmozdítja a hengerben lévő dugattyút, s ezáltal munkát végez. A dugattyú egyenes vonalú mozgását forgattyús hajtómű alakítja át forgó mozgássá Készítette: Csonka György 6

7 Motorok csoportosítása A belső égésű motorokat működési elvük alapján Otto-motorokra és dízelmotorokra oszthatjuk fel. Az Otto-motorok a szívóütem alatt tüzelőanyag-levegő keveréket szívnak be a hengertérbe. A keverék általában a hengeren kívül, képződik. A keveréket a motor összesűríti, majd megfelelő időpontban egy villamos gyújtószikra meggyújtja Készítette: Csonka György 7

8 Motorok csoportosítása A dízelmotorok a szívóütemben tiszta levegőt szívnak be és azt sűrítik. Az égéstérben összesűrített és felmelegedett levegőbe az üzemanyagot a nagy nyomással működő befecskendező rendszer porlasztva juttatja be. A tüzelőanyag-levegő keveréket a sűrítés folytán keletkező hő gyújtja meg Készítette: Csonka György 8

9 Motorok csoportosítása Aszerint, hogy egy teljes munkafolyamat (szívás - süritésterjeszkedés - kipufogás) hány ütemben, vagyis hány dugattyúlöket alatt valósul meg, a belső égésű motorokat négyütemű és kétütemű motorokként különböztetjük meg Készítette: Csonka György 9

10 Motorok csoportosítása Négyütemű motorok: A négyütemű motorok egy teljes munkafolyamata a dugattyú négy lökete alatt játszódik le. Ezalatt a motor forgattyústengelye két teljes fordulatot végez. A töltés (gázcsere) a vezérmű által működtetett szelepeken keresztül jön létre. 1. Szívás 2. Sűrítés 3. Terjeszkedés (munkaütem) 4. Kipufogás Készítette: Csonka György 10

11 Motorok csoportosítása A kétütemű motorok A kétütemű munkafolyamata két dugattyúlöket, tehát egyetlen forgattyús tengelyfordulat alatt valósul meg. A töltés (gázcsere) a dugattyú által vezérelt be- és kiömlő csatornákon keresztül történik Készítette: Csonka György 11

12 Motorok fő szerkezeti részei A belső égésű motorok három fő szerkezeti csoportból állnak: 1. motortest, 2. forgattyús hajtómű, 3. vezérmű. 1. A motortest részei: hengertömb, hengerfej, olajteknő Készítette: Csonka György 12

13 Motorok fő szerkezeti részei 2. A forgattyús hajtómű feladata a dugattyú egyenes vonalú, váltakozó irányú (alternáló) mozgását körmozgássá alakítani. Részei: 1. dugattyú, dugattyúcsapszeg, 2. hajtórúd, 3. forgattyús tengely (főtengely) Készítette: Csonka György 13

14 Motorok fő szerkezeti részei A dugattyú lezárja az égésteret a forgattyúsház felőli oldalon, és a keverék elégetéséből származó nyomóerőt átadja a dugattyúcsapszegen keresztül a hajtórúdnak. Anyaga rendszerint alumíniumötvözet. A dugattyúpalást felső harmadában képezik ki a gyűrűhornyokat, középső részén pedig a dugattyúcsapszeg befogadására alkalmas két, vastag falú csapszemet Készítette: Csonka György 14

15 Motorok fő szerkezeti részei 3. A vezérlés A négyütemű motorok gázcsere vezérlése szelepekkel történik. A szelepek nyitását a vezértengely (bütykös tengely), zárásukat rugók végzik. A vezértengelyt fogaskerék vagy fogazott vezérműszíj hajtja meg a főtengelyről. Az áttétel 2:1, azaz két főtengelyfordulat alatt fordul egyet a vezértengely Készítette: Csonka György 15

16 A motorok hengerelrendezése Többhengeres motorok: A mezőgazdasági gépekbe beépített motorok többnyire többhengeres kivitelben készülnek. Ilyen kialakítás esetén a motor járása egyenletesebbé válik és vele nagyobb teljesítmény érhető el. A többhengeres motor előnye a jóval kisebb lendítőkerék, mivel a gyújtási sorrend helyes megválasztásával a gyorsulásokból és a lassulásokból eredő egyenlőtlenségek lecsökkennek. További előny, hogy a kisebb hengerméretek mellett jobb a hengertöltés, jobbak az égés feltételei, jobb a hűtés, nagyobb kompreszszióviszony Készítette: Csonka György 16

17 A motorok hengerelrendezése A hengerek elrendezése alapján soros motorokat, boxer-motorokat, csillag-motorokat és V-motorokat különböztetünk meg Készítette: Csonka György 17

18 A dízelmotorok üzemanyag-ellátó rendszere A dízelmotorok tüzelőanyaggal való ellátása három részből áll: a gázolaj szállításából, szűréséből és befecskendezéséből. 1. A gázolaj szállítását az üzemanyagtartály (1), a tápszivattyú (2) és a vezetékek, 2. szűrését beöntőszűrő, az előszűrő és a főszűrő (3), 3. befecskendezését az adagoló szivattyú (4), a nyomóvezetékek és a porlasztók (5) végzik. Az ábrán látható még a fordulatszám-szabályozó vagy regulátor (6), valamint az önműködő előbefecskendezés-állító (7) elhelyezkedése is Készítette: Csonka György 18

19 A tápszivattyú és az üzemanyag szűrők A tápszivattyú: A dízel motorok tápszivattyúja rendszerint dugattyús amely általában az adagoló szivattyú oldalára van szerelve és annak bütykös tengelye működteti Készítette: Csonka György 19

20 A tápszivattyú és az üzemanyag szűrők Az üzemanyag szűrők: A dízelmotorok tüzelő anyagát nagyon gondosan meg kell szűrni, mert a benne lévő szennyező anyagok tönkretehetik a nagy pontossággal megmunkált adagoló, porlasztó elemeket. Ezért a szűrés két fokozatú. Az elő és finomszűrők rendszerint filc, papír vagy pamut szűrőelemeket tartalmaznak Készítette: Csonka György 20

21 Az adagoló szivattyú A leggyakrabban használatos adagoló szivattyúk többnyire a dugattyús szivattyúk elvén működnek ( Bosch rendszer). A motor főtengelyéről hajtott bütykös tengely állandó lökettel mozgatja a gyújtási sorrendnek megfelelően az elemdugattyúkat, amelyek saját tengelyük körül elforgathatóak. Az elfordítást egy a gázpedállal kapcsolt fogasléc teszi lehetővé Készítette: Csonka György 21

22 Az adagoló szivattyú A dugattyúfejen egy függőleges horony és abból kiinduló ferde vezérlőél található. A dugattyú akkor kezd adagolni, amikor felső éle elzárja a beömlő nyílást és az adagolás addig tart, amíg a vezérlőél a beömlőnyílást nyitja Készítette: Csonka György 22

23 A befecskendező porlasztó és az égésterek kialakításai A befecskendező porlasztó az adagoló szivattyú által szállított tüzelőanyagot finom köd formájában fecskendezi az égéstérbe. A befecskendezési nyomást a porlasztón lévő állítócsavarral lehet szabályozni Készítette: Csonka György 23

24 A befecskendező porlasztó és az égésterek kialakításai A dízelmotorok levegőt szívnak be, majd azt összesűrítik. Az így felhevült levegőbe porlasztják az üzemanyagot, amely meggyullad és elég. Az osztott égésterű: dízelmotoroknál kialakítanak egy elő- vagy örvénykamrát, ahol a sűrítés ütemében a levegő erőteljes áramlásba jön, és ebbe fecskendezik a gázolajat. Így a cseppek gyorsabban párolognak el és egyenletesebb keverék képződik, az égés tökéletesebb lesz. Osztatlan égésterű: dízel motoroknál a tüzelőanyagot közvetlenül a a hengerbe vagy a dugattyúfenéken kialakított kamrába fecskendezzük Készítette: Csonka György 24

25 A kipufogógáz turbó feltöltő A turbófeltöltők a kipufogógázok - egyébként veszendőbe menő mozgási energiáját hasznosítják. A motor kipufogó csatornájába turbinakereket (2) építenek, amely egy vele közös tengelyre szerelt turbókompresszort (1) hajt meg. A kompresszor a levegőellátó rendszerben elhelyezve növelt nyomású levegővel tölti fel szívóütemben a hengereket. Ezzel a megoldással 20-30% teljesítmény növekedés is elérhető Készítette: Csonka György 25

26 A hűtés A tüzelőanyag elégetésével keletkező hőnek csak mintegy 20 40%-a alakítható át a belső égésű motorokban mechanikai munkává. A fennmaradó hő részben a kipufogógázokkal, részben sugárzással távozik a motorból. A még mindig visszamaradó káros hőt hűtéssel kell eltávolítani Készítette: Csonka György 26

27 A hűtés A felesleges hő elvezetése történhet: 1. közvetlenül (léghűtés) menetszél hűtéssel ventillátoros hűtéssel 2. közvetve (folyadékhűtés) oldható meg. termoszifonos hűtéssel szivattyús hűtéssel Szivattyús hűtés esetén a motor hőmérsékletet termosztát szabályozza Készítette: Csonka György 27

28 A motorban az egymáshoz kapcsolódó szerkezeti elemek súrlódnak egymással. A súrlódási ellenállás veszteség, mert egyrészt levonódik a motor hasznos teljesítményéből, másrészt súrlódási hővé alakul, amely a motor szerkezeti részeit károsan felmelegíti. A motorok kenése Készítette: Csonka György 28

29 A motorok kenése A kényszerolajozás a korszerű, nagyteljesítményű Otto- és dízelmotorok kenési megoldása. A motor kenésére szolgáló olajat fogaskerék-szivattyú tartja körforgásban. A szivattyúba az olaj az olajteknőből az előszűrővel (szűrőkosár) ellátott szívócsonkon keresztül jut, amely szűrőn át a hengertömb falába fúrt fő olajcsatornába nyomja az olajat. Innen a kiágazó mellékcsatornákon keresztül a forgattyús tengely főcsapágyaihoz kerül az olaj, onnan pedig a főtengelyfuratokon át a hajtórúdcsapágyakhoz. Ugyancsak a főcsatornából kapják az olajat a vezérműtengely csapágyai, a szelepemelők és a szelephimbák. A fölösleges olaj a hengeröntvény furatain keresztül (pl. a szelepemelő szárak furatai mellett) folyik vissza az olajteknőbe Készítette: Csonka György 29

30 A motorok kenése A traktorokon a centrifugálszürő gyakori megoldás: A centrifugálszűrő szűrőbetétet (1) az olajnyomás hozza forgásba. A nagy fordulatszám következtében a nehéz szennyeződések kifelé sodródnak és összegyűlnek a forgódobbordázat belső falán, így az olajkörforgásba többé már nem kerülnek vissza. Az összegyűlt olajiszapot a karbantartási előírásnak megfelelő üzemóránként el kell távolítani a szűrőház fedél (2) eltávolítása után Készítette: Csonka György 30

31 A szívó és a kipufogó rendszer 1. A levegőszűrő A motor a beszívott nagymennyiségű levegővel együtt az üzemeltetés környezetétől függően több-kevesebb port is beszív. A nedvesszűrők egyik korszerű típusa az olajtükrös szűrő. A szűrőház alján előírt magasságú olaj van (1). A levegő egy függőleges csövön áthaladva, nagy sebességgel az olajba ütközik és 180 -os irányváltoztatást végez, minek következtében a benne levő por nagy része az olajtükörre (az olaj felszínére) ragad és leülepszik az olajfürdő fenekére. A visszaáramló levegő még egy olajnedves fémszálas szűrőn (2) is áthalad, így a szennyeződések mintegy 99%-át ki lehet szűrni Készítette: Csonka György 31

32 A szívó és a kipufogó rendszer 2. A kipufogó berendezés A kipufogócső a munkát végzett égéstermékek elvezetésére szolgál. A nagy nyomású és magas hőmérsékletű égéstermékek közvetlen szabadba áramlása nagy zajt keltene, ezért hangtompító felszerelésére van szükség. A légszennyezettség mérséklése érdekében a motorok károsanyagkibocsátását is csökkenteni kell. Ezt a célt szolgálják a kipufogórendszerbe iktatott különböző katalizátorok Készítette: Csonka György 32

33 ÖSSZEFOGLALÁS Belsőégésű motorok 1. Motorok csoportosítása körfolyamat szerint (Otto, Dízel), ütemek száma szerint (2, 4). 2. Motorok fő szerkezeti részei 3. Dízel motorok működése, tüzelőanyag ellátó rendszere 4. A tápszivattyú, a szűrők, az adagoló szivattyú, a befecskendező porlasztó működése. 5. A kipufogógáz turbófeltöltő működése 6. Motorok hűtése, kenése, levegő ellátása 7. Motorok elektromos berendezései (akkumulátor, generátor, indító motor) Készítette: Csonka György 33

34 ELLENÖRZŐ KÉRDÉSEK 1. Csoportosítsa a motorokat, nevezze meg fő szerkezeti részeiket! 2. Ismertesse a Dízel motorok működését, tüzelőanyag ellátását! 3. Ismertesse a motorok hűtését, kenését, levegő ellátását! Készítette: Csonka György 34