Stosowanie pomp wtryskowych wycofuje się powoli; Silnik Diesla będzie wyposażony we wtrysk (3 faza wtrysku w ciągu jednego czasu pracy); Odchodzi się od komór dzielonych w kier. Komór które spalają we wtrysku bezpośrednim: a) zwraca się uwagę na toksyczność spalin; b) zwraca się uwagę również na hałas; c) podlega dalszym modyfikacjom, odchodzi się od kwestii spalania mieszanek benzynowych w kierunku glicerydów.; Dla potrzeb silnika olej musi mieć odpowiednie wymagania, przeprowadza się: a) alkoholiza - tworzenie estrów etylowych i metylowych.; Hydrokroki - destrukcja wiązań: a) modyfikacja silnika w kier. Paliwa metanolowego; metanol niekorzystny; b) trwałość silnika diesla jest b. duża.; Różnica silnika Diesla i iskrowego: a) silnik iskrowy, charakterystyka eksploatacyjna: jest system sprzężenia zwrotnego (λ): λ - ogniwo emituje pewne napięcie, sprzężenie zwrotne między wyjściem a …b) Diesla - trwają takie prace, aby był zamknięty system regulacji; c) Diesla trudniejszy w opracowaniu niż iskrowy; d) iskrowy jeśli nie ma awarii (od obciążeń ) - długi okres eksploatacji; Diesla - krótszy okres (awaria techniczna: np. przepalają się zawory); e) zdolność do miniaturyzacji komory spalania - s. iskrowy ma tę zdolność (wysoka efektywność); Diesla - nie ma (rozdrobnienie paliwa), niedogodny do miniaturyzacji; f) stopień sprężania: iskrowy - wysoki stopień dynamiczny; g) prędkość obrotowa silnika; iskrowy - szybka wymiana ładunków; Diesla niewysoka możliwość tworzenia mieszaniny palnej (mieszanie ładunku z powietrzem), wtrysk bezpośredni do 2600 obr/min (silnik); h) moc jednostkowa; mało efektywna (silnik Diesla). Silnik Diesla pojazdu rolniczego: a) s. SW 400 - stosowany w kombajnach, stopień sprężania umiark. (moc, moment, jedn. Zużycie paliwa); b) GCT 107 - doładowany, znaczny przyrost mocy, posiada klasyczną pompę wtryskową ( pompa mechaniczna). Budowa silnika Diesla: a) zawory - układ; b) cykliczność pracy podwójna (dwusuwowy); c) sprężarka wyporowa - ciśn. Wejściowe do cylindrów; d) wtryskiwacze; e) świeca żarowa, wtrysk do komory wstępnej, w silniku Diesla może być komora wieloczęściowa - układ rozruchu inicjuje żar; f) układ wewnętrzny - tłok, korbowód tzw. bezpośredni; pompa wtryskowa silnika z regulatorem obrotów; Parametry oceny silnika: a) sprawność silnika (wykres, wzory) - straty pozostałe: -napęd; -przy wentylacji silnika chłodzonego powietrzem; -napęd, układu rozrządu; skracanie oporów silnika - na zasadzie sprawdzania pracy po wyłączeniu; b) moc silnika (wzory); c) moment silnika (wzory); d) sprawność ogólna* cieplna* mechaniczna = sprawność (0,45 - 0,46); d) sprawność teoretyczna (wzory); e) sprawność indykowana (wzory); f) produkty toksyczne spalin - to głównie związki azotu z tlenem (NO2 - II stopień utleniania, są 4- stopniowe); pochodne (przechodzą w kwas azotowy); węglowodory; aldehydy; g) sprawność mechaniczna (wzory), jej wartość zależy od: prędkości obrotowej - wzrost - sprawność maleje oraz od ciśnienia efektywnego - wzrost spraw. Wraz ze wzr. ciśn.; Doładowanie w silniku iskrowym - szybki przyrost momentu i mocy aby nie było spalania stukowego; silnik Diesla - często stosuje się doładowanie ciśnienia - miękka praca silnika, dłuższa trwałość. Wskaźniki pracy silnika char. Efekt działania silnika: a) jedn. Zużycie paliwa i godzinowe (godzinowe - jest przepływomierz paliwa) (wzory); b) wsk. Tłokowy mocy silnika (wzory).; Charakterystyki silnika: a) szybkościowe - przedstawiają przebieg mocy, obrotu, zużycia paliwa (wykres, wzory) - zmiana λ , efektywność pracy zależy od podanej dawki paliwa; różnica charakterystyki (wykres, wzory) silnik Diesla traci ok. 1,6 mocy przy zmianie temp. o 10 st.C.; regulatory silnika Diesla: dwuzakresowy - zapewnia bieg jałowy sil. Układ wspomagania, klimatyzację (wykres); - wielozakresowy (pojazd rolniczy) (wykres); b) obciążeniowe - opracowane na hamowni silnika: - podwoziowej; - za pośrednictwem wałka odbioru mocy.; każdy rodzaj hamowni przeznaczony do pewnych celów; Ustala się podział zakresu obrotów silnika i dobiera się pewne wartości uzyskanych efektów przy obrotach charakterystycznych; Elastyczność silnika - zdolność do przyjmowania zmiennych obciążeń (silniki nieelastyczne wymagają dużej ilości przełożeń) (wzory); char. Obciążeniowa (wykresy).; c) charakterystyka ogólna - zespół chara. obciążeniowych - określamy Mo i przedziały mocy użytecznej (wykresy, wzory); d) Charakterystyki porównawcze - zbiór char. ogólnych przeprowadzonych w tych samych warunkach dla różnych typów silnika lub dla tych samych typów ale z różnym osprzętem (oceniają korzyści stosowania danego osprzętu). Dzielimy je na: - regulacyjne, bada się efekt pasowania parametrów konstrukcyjnych silnika do uzyskanych np. drogą efektów zewnętrznych.: ch. pompy wtryskowej (wykres), - regulatorowe(?); - por. granicy dymienia. Komora spalania. Fazy tworzenia ładunku palnego (wykres): 1) faza opóźnienia samozapłonu (podawanie paliwa bez zmian ciśnienia); 2) przyrost ciśnienia w komorze spalania , f. spalania wybuchowego; 3) …; 4)faza wytrzymania ciśnienia; 5) rozprężanie; 6) spalanie paliwa (spalanie dyfuzyjne). Fazy spalania - ich przebieg różny, nast. Porcjowanie ładunku. Silniki z wtryskiem bezpośrednim: niskie zużycie paliwa, ale większa toksyczność spalin. Kataliza spalania unormowany(?) proces. Jednorodność składników jest bardzo dobra. Silnik iskrowy bardziej przyjazny środowisku. Cecha I fazy (do wykresu) - wieloogniskowy sposób tworzenia, fizyczne i chemiczne przeobrażenia paliwa w tym okresie, pojawia się płomień (tzw. zimny) niskotemperaturowy; odc. 1-2 nazywany liczbą cetanową paliwa ( im krótszy, tym większa liczba); Rodzaje węglowodorów: - łańcuchowe (alkiny, alkidy, alkeny) ; - pierścieniowe CH, CH2.; Pozostałe cechy I fazy: - im wyższa temperatura w trakcie tworzenia grup łatwiej doprowadzić do samozapłonu; - w przypadku nadmiernego obciążenia (silnik iskrowy) powoduje stukanie silnika; w Dieslu - im większe obciążenie tym krótszy odc. 1-2; -zawirowanie powietrza - im większe tym łatwiej uzyskać więcej ognisk samozapłonu; - Ilość resztek spalin - s. Diesla dąży do usunięcia resztek ze spalania (stosuje się dmuchawę); II okres- kształtuje: - czas trwania I okresu ; - ilość paliwa podana w I okresie; - Charakterystyka dawkowania układu paliwowego, stosuje się iglicę: 1) wtrysk szeroki; 2)iglica nie może się wychylić, dawka punktowa (rysunki); - zawirowanie (powinno trwać do końca ostatniej fazy spalania); w Komorach z wtryskiem pośrednim - ciśnienie zróżnicowane (wykres); Faza III-IV - spalanie dyfuzyjne, najmniej efektywne, mała prędkość wytworzenia ciepła.; - ważny proces doboru komory (wykres).; Ograniczenia emisji toksycznych składników - zapłon iskrowy - pracują z nadmiarem powietrza 15-40% powietrza gromadzona w komorze; Metody ograniczenia: 1) wprowadzenie optymalizacji Reg. Aparatury. Dobiera się rozpylacze, bada się współ. Wypływu cieczy.; 2) zmiany konstrukcyjne w silniku : ukszt. Procesu zacinania (modyfikacja komory spalania i kolektora ssącego ). Jest spiralny kolektor - zawirowania funkcji prędkości przepływu, hamuje masę powietrza,; 3) membrany - wkładka wykonana z koziej skóry. Produkty toksyczne: 1) tlenek węgla; 2) związek azotu z tlenem; 3) produkty stałe: sadza nośnik aldehydów; 4) pozostałości węglowodorów; 5) określa się je w 1% objętościowych (wykres). Paliwa zastępcze - paliwa pochodne grupa złożone z trójglicerynu, podatny na: alkoholizę i na działanie kwasu zwłaszcza siarkowego: Olej rzepakowy nie nadaje się do Diesla, posiada dużą gęstość, lepkość, podlega on przeróbce estryfikacyjnej. Proces estryfikacji - proces oparty na reakcji prestryfikowania OR metanolem w obecności katalizatora, w wyniku czego powstaje EM (ester metylowy) oraz gliceryna. Modyfikacja produktów końcowych estryfikacji: 1) genetyczna modyfikacja odmian o zróżnicowanych składów kwasów tłuszczowych; 2) obniżenie zawartości włókna 45% przez zwiększenie masy nasion. Spadek mocy 3-6 % . Silniki Diesla mają zabezpieczenia aparatury paliwowej. Proces doładowania silnika - zagęszczenie powietrza w komorze nadtłokowej w celu spalenia większej ilości paliwa. Podział : 1) doładowarki mechaniczne o ścisłej więzi z wałem korbowym silnika; 2) typu ROPID (rodsa); 3) ślimakowa; 4) o działaniu butonowym. Sprawność izentropowa - stosunek pracy sprężania odniesionej do 1 kg powietrza do pracy napędu; Cechy konstrukcyjne silnika: 1) kąty współotwarcia zaworu ssącego i dwa zawory otwarte; 2) współczynnik przedmuchu powietrza; 3) sprężanie izentropowe (wzor); 4) doładowanie.; Korzyści doładowania - wzrost sprawności mechanicznej ładunku (wykres). Uproszczony zapis przemian termodynamicznych (wykres). Podział zespołów turbosprężynowych: 1) wykorzysta. Energii kinet. Gazów rozprężonych, mocowana blisko wylotu gazów z silnika, wykorzystuje energię rozpędzonych spalin; 2) wyk. Energii potencjalnej ciśn. Spalin . Wymagania: a) fazy wałka rozrządu - kąty współotwarcia zaworów (wykres) 2) f. pow. Czynna kanału wylotowego, zawór wylotowy otwiera się przed zwrotem wew. Zamyka przed zew. Krzywa ładowania i zapotrzebowania powietrza (wykres). Korzyści systemów ładunkowych: 1) skrócenie czasu opóźnienia samozapłonu; 2)możliwość spalenia większej dawki jednostkowej; 3) wzrost sprawności wolumetrycznej napełnienia cylindra; 4) schładzanie komory spalania i zaworów; 5) możliwość ograniczenia toksycznych składników spalin. Dynamika układu korbowego silnika (wykresy i wzory). Ruch tłoka związany z obrotem tłoka korbowego (wykres i wzory). Równoważenie silnika : brak efektu skrętnego na wale (wykres i wzory); Rozkład sił w tłoku (wykres i wzory). W silnikach fergusona zastosowano przeciwwagi na wale rozrządu różnicujące efekt niewyważenia częściowo I i II rzędu. Zespół ładujący turbosprężarki - 1 turbina, turbina ma mniejszą średnicę , wirnik wykonany z profilowanych łopatek; część pompująca - pompa odśrodkowa, kanał olejowy - smarowanie i chłodzenie turbosprężarki; korpus. SPRZĘGŁA. Sprzęgła cierne: - jednotarczowe; - wielotarczowe, które zaliczamy do sprzęgieł suchych i mokrych. Stożkowych się raczej nie stosuje. Sprzęgła proszkowe - 2 wirniki wirujące wzgl siebie oddziałują na proszek ferromagnetyczny, tężeje pod wpływem pola magnetycznego, jedyne które nie pogarsza swojej charakterystyki podczas pracy. Sprzęgła hydrokinetyczne i pochodne od nich przekładnie hydrokinetyczne, medium roboczym jest ciecz, która się przemieszcza między korbą a turbiną, nie jest bezpiecznikem sprzęgło; nie jest elementem podatnym, tłumi drgania, warunek pracy - poślizg reaguje na przeciążenia poprzez poślizg. Przykłady sprzęgieł jednotarczowych: 1) jednotarczowe …. Łączy wałek sprzężony(?) z kołem zamachowym; sprzęgła mogą być trwale wyłączone lub trwale włączone; krótkotrwały mechanizm - wyłączanie sprzęgła : a) tarcza sprzęgłowa prowadzona na wielowypuście; b) napęd , Kolo zamachowe -> zesp. Cierny, z drugiej strony oddziałuje tarcza dociskowa; c) Kolo zamachowe - kanały odwirowania; d) wałek sprzęgłowy podparty na łożysku i w obudowie sprzęgła; e) odwodzenie tarczy dociskowej na zewnątrz; f) włączenie sprzęgła - sprężyna; g) obwodowo biegnące sprężyny; h) tłumik cierny; i) wałek sprzęgłowy prowadzony przez wałek przejrzysty sprzęgłowy; j) tarcza dociskowa prowadzona jest na występach; k) sprężyna - tarcza dociskowa podlega wyważeniu; 2) sprzęgło półodśrodkowe samoch. Ciężarowego: a) na dźwigni wyłączającej jest przeciwciężar; b) docisk realizowany przez sprężyny dociskowe i siły odśrodkowe; c) dwa zespoły sworzniowe; d) zespół regulacji dźwigni wyłączającej. Budowa sprzęgieł ciągnikowych: 1) 2 tarcze sprzęgłowe; 2) 2 systemy; 1 zespół dzwigni, łożysk; 3) dźwignia wyłączająca - działa na zespół odwodzący tarczę dociskową; 4) zamiast systemu włączania i wyłączania sprężyna tarczowa ma charakterystykę różną od liniowej, konstrukcja zespołu śrób; 5) mech. Odwodzenia z układem przegubowo - ……; 6) blokada;. Sprzęgło wielotarczowe np. ciągnik gąsienicowy - sprzęgło w mech. Skrętu, wyk. Dużą powierzchnię cierną. Charakterystyka włączania sprzęgła (wykres). Skrzynie przekładniowe. Podział : 1) skrzynie stopniowe; 2) skrzynie planetarne - w których części wału wyk. Ruch obrotowy; 3) skrzynie bezstopniowe, przekazanie napędu przy pomocy cieczy - hydrokinetyczne. Skrzynie stopniowe - najczęściej układ skrzyń 2-3 wałkowy (wykres); Istotne cechy: 1) odległość wałów; 2) sztywność podparcia; Zasady doboru przełożeń w skrzyniach przekładniowych (wykres i wzory) dla ciężarowych i ciągników. Systemy (?): 1) metodą przesuwu kół zębatych; 2) sprzęgło kulowe - łaczy piasty kół zębatych; 3) synchronizator stożkowy - połączenie sprzęgła stożkowego i ciernego, synch. Pierścieniowe. Moment synchronizacji zależy od: 1) wyznaczony średnią wartością promienia synchronizatora; 2) nacisku synchronizującego;. Przegub równobieżny Birhilda - zarysy kanałów dają możliwość pozycjonowania kul. Nie przenosi obciążeń wzdłużnych, dopuszczają bardzo duże kąty załamania. Wałek pośredni z liniami podpór łożyska w nich wyst. reakcje (wykres). Przekładnia planetarna: koło centralne, satelity, jarzmo - wyprowadza napęd do układu oddającego energię. To przekładnia o stałym zazębieniu, cichobieżna, praktycznie niezniszczalna. Mechanizm różnicowy służy do krótkotrwałej pracy w sposób ciągły lub niewielkimi prędkościami względnymi. Przekładnia hydrokinetyczna: turbina, kierownica, wał napędzany i napędzający. Może pracowac jako przekładnia i sprzęgło. Rozruch sprzęgła musi być związany z niskim momentem obrotowym. Faza pracy: olej zapełnia górną część, blokowane kanały, olej krąży z pompy do turbiny i w obwodzie całego koła zakreślonego średnicą koła i turbiny. Rozważa się średni promień strugi. Służą do powolnego startu. Sp. Łagodnego startu: CD,CDR,CDRP,CDRPS. Sprzęgło hydrokinetyczne jest jedynym sprzęgłem które zabezpiecza zespół udarowy. Każde sprzęgło ma przełożenie dynamiczne i kinetyczne - klasyczne sprzęgło nie ma żadnego przełożenia. Efekt krążenia cieczy to przepływ między pompą do turbiny przez kierownicę. Kształtowanie współczynnika przenikalności układu to: 1) stosowanie kanałów przepustowych; 2) wprowadzenie kołnierza zastawkowego na wyjściu; 3)zmina geometrii łopatek; 4) zmiana stopnia napełnienia przekładni. Półosie napędowe podział: 1) obciążone; 2) odciążone; 3) częściowo obciążone; Obciążone przenoszą moment skręcający i zginający - nieobciążone tylko skręcający. Reakcje występujące w pojeździe w teorii zawieszeń: 1) reakcje boczne; 2) efekt przechyłu nadwozia; 3) odciążenie, obciążenie kół. Zawieszenia podatne półsztywne. Zawieszenia niezależne - koła rolniczych maszyn - wahacz górny ustawiony pod kątem do kierunku jazdy. Wahacz wleczony lub pchany. Wleczony - układ rozwidlony, niezależne grupy wahaczy skośnych; Wahacz skośny ma rozróżniany punkt przecięcia z osią. Łamane półosie napędowe - silne kątowe ustawienie kół . Rozdzielony przegub kulowy - rura wahacza obniżona w stosunku do napędu. Stabilizator - wywołanie efektu dociążenia koła przeciwległego. Ugięcie resora przenosi się na ściskanie wkładek gumowych. Most napędowy może być pod resorem , w ciężarowych - nad resorem. Rozwiązanie wahaczy poprzecznych: 1) 2 resory piórowe prowadzą jednocześnie koło jezdne; 2) zawieszenie kolumnowe - efekt działania skrętnego: zwrotnica, sprężyna, dolny wahacz jest rozwidlony. Zmiana wysokości zawieszenia - zmiana jego sztywności. Pneumatyczne zaw. Ma tą możliwość; hydrauliczno- pneumatyczne nie ma. Mieszek pneumatyczny - element mogący zastąpić sprężynę, mieszek poprawia efekt tłumienia, trwałość układu wysoka. Elementy sprężyste układów zawieszenia: 1) resor jedno i wielopiórowy; 2) sprężyny; 3) drążki skrętne okrągłe i pakietowe; 4) mieszki pneumatyczne. Resor piórowy może prowadzić most napędowy. (wykres). Układy kierownicze - ma tak funkcjonować aby nie wystąpił poślizg boczny koła. Jest to system zwrotu kól kierowanych w pojeździe. y koła jezdne -zwracane na zwrotnicę; 2) piasta koła kierowanego zwracana wzgl. Sworznia zwrotniczego; 3) sworzeń ułożyskowany w zwrotnicy; 4) zwrot zależny obu kół; 5) drążek poprzeczny układu kierowniczego; 6) drążki zwrotnicze; 7) koła związane układem zwrotniczym; 8)drążek podłużny; 9) ramię przekładni kierownicy i wał; 10) wymuszenie ruchu - działanie wału przekładni. Przełożenie jest wypośrodkowaniem możliwości kierownicy. Kolumna kierownicza - wał jej połączony z kołem kierownicy powinien tworzyć kierownicę bezpieczną. Moment stabilizujący układ kierowniczy to samoczynna zdolność układu kierowniczego do powrotu położenia jazdy na wprost. Systemy wspomagania: 1) wspomaganie hydrauliczne; 2) elektryczno -hydrauliczne. Drążek kierowniczy - budowa: 1) dźwignia mechanizmu; 2) jarzmo; 3) końcówka przegubu z gwintem; 4) drążek , wycięcie; 5) śruby ustalające; 6) pokrywa gumowa, sworzeń kulisty; 7) miseczki, smarowniczka, pokrywka; 8) końcówka przegubu