SPRZĘGŁA GŁÓWNE Zadania sprzęgieł- umożliwienie odłączenie silnika od układu napędowego w sposób szybki i zupełny co umożliwia zmianę biegów bez zgrzytania. Umożliwienie łagodnego połączenia silnika z układem napędowym dzięki czemu pojazd może łagodnie ruszyć z miejsca. Zabezpieczenie układu napędowego przed przeciążeniem. Podział sprzęgieł głównych: ze względu na sposób przekazywania momentu napędowego: -hydrauliczne; - elektromagnetyczne; - cierne- do prawidłowego działania jest niezbędny luz sprzęgłowy. Sprzęgła cierne dzieli się na: ze względu na kształt elementów ciernych: - tarczowe; - stożkowe; - walcowe. Ze względu na warunki pracy: - suche; - mokre. Sprzęgło hydo-kinetyczne- przekazuje moment obrotowy dzięki energii kinetycznej cieczy roboczej. Obracający się wał korbowy wprawia w ruch pompę 2 pod wpływem tego ciecz robocza jest przerzucana z łopatki pompy na łopatki turbiny 4. napór cieczy na łopatki turbiny powoduje że zaczyna się ona obracać w ślad za pompą. Zalety sprzęgła hydro-kinetycznego: duża trwałość, możliwość długotrwałej pracy z poślizgiem, dobre tłumienie drgań i zabezpieczenie przed przeciążeniem. Wady: wysoki koszt sprzęgła, występowanie momentu resztkowego, występuje stały poślizg podczas pracy sprzęgła. SKRZYNIE BIEGÓW Zadania: umożliwienie zmiany momentu obrotowego i prędkości obrotowych przekazywanych na koła napędowe co umożliwia dostosowanie prędkości jazdy do warunków pracy. Umożliwia jazdę pojazdu do tyłu bez zmiany kierunku ruchu wału korbowego silnika. Umożliwia zatrzymanie pojazdu bez zatrzymywania silnika i bez wyłączania sprzęgła. Podział skrzyni biegów ze względu na sposób zmiany momentu obrotowego: - stopniowe( moment zmieniany jest skokowo) są najczęściej zbudowane z przekładni zębatych połączonych ze sobą i pogrupowanych w tzw. biegi; - bezstopniowe( moment zmieniany jest w sposób ciągły). Zasada działania przekładni planetarnej: obracające się koła zewnętrzne wprawia w ruch satelity które toczą się pod nieruchomym kole słonecznym. Ruch satelitów poprzez jarzmo przekazywany jest na wałek napędzany. Planetarne skrzynie biegów zbudowane są z kilku przekładni planetarnych których elementy mogą być hamowane lub sprzęgane za pomocą sprzęgieł i hamulców sterowanych hydraulicznie. MOST NAPĘDOWY Zadania: zmiana kierunku przekazywanego momentu z podłużnego na poprzeczny w stosunku do osi pojazdu, rozdzielenie mocy pomiędzy koła napędowe, zwiększenie momentu napędowego przekazywanego na koła napędowe. Zależnie od położenia most napędowy może być przedni lub tylni. Zasada działania mechanizmu różnicowego: przy jeździe na wprost na obu półosiach występują takie same opory ruchu w wyniku czego satelity nie obracają się wokół własnych osi pełniąc jedynie rolę klinów i przekazując moment obrotowy z kosza na koła koronowe. Przy jeździe po łuku półoś wewnętrzna jest hamowana w wyniku czego na zęby satelity działają różne siły pochodzące od kół koronowych, satelity zaczynają się wówczas obracać wokół własnej osi przyspieszając obroty półosi zewnętrznej. Koła napędowe zaczynają obracać się z różnymi prędkościami obrotowymi. Wałek odbioru mocy: służy do napędu maszyn przyłączonych do silnika. Zależnie od sposobu napędzania wałka odbioru mocy napęd dzieli się na: a) zależny- w którym prędkość obrotowa wałka jest uzależniona od prędkości jazdy; b) niezależny- gdzie prędkość obrotowa wałka nie zależy od prędkości jazdy. Przy napędzie niezależnym prędkość obrotowa wałka odbioru mocy jest znormalizowana i wynosi 540 lub 1000 obr/min. UKŁAD ZAWIESZANIA NARZĘDZI: służy do łączenia maszyn i narzędzi z ciągnikiem. Może być przedni, tylni lub środkowy w nośnikach narzędzi. Dopływem oleju do podnośnika steruje rozdzielacz który może pracować na czterech położeniach: 1. podnoszenie- olej wpływa do siłownika i wypycha tłok; 2. stop- olej jałowo spływa do zbiornika; 3. opuszczanie- olej jest spuszczany do zbiornika również z cylindra olej spływa i zmniejsza ciśnienie, narzędzie pod własnym ciężarem opada; 4. dociążanie. Sposoby regulacji pracy urządzenia zawieszanego: 1. regulacja kopiująca; 2. regulacja pozycyjna- polega na utrzymaniu stałej pozycji narzędzia względem ciągnika; 3. regulacja siłowa- polega na utrzymaniu stałej siły z jaką narzędzie działa na ciągnik gdy siła ta wzrośnie powyżej wartości zadanej, narzędzie zostanie uniesione. Gdy zmaleje zostanie opuszczone. 4. regulacja mieszana- będąca połączeniem regulacji pozycyjnej i siłowej. Silnik jest to maszyna zamieniająca jedną postać energii na energię mechaniczną(elektryczne, cieplne). Cieplne dzieli się na: wewnętrznego spalania(tłokowe) i zewnętrznego spalania(maszyny parowe). Tłokowe można podzielić na: czterosuwowe i dwusuwowe. W silnikach czterosuwowych obieg pracy odbywa się w ciągu czterech suwów tłoka a w dwusuwowych w ciągu dwóch. GMP- górne martwe położenie jest to punkt w którym tłok zmienia swój kierunek ruchu i punkt ten jest położony najdalej od głowicy. Jest to takie położenie tłoka w którym znajduje się najdalej od wału korbowego. DMP- jest to takie położenie tłoka w którym znajduje się najbliżej wału korbowego. Suw- ruch jaki wykonuje tłok pokonując odległość od GMP do DMP jednemu suwowi odpowiada obrót wału o 180º. Skok tłoka- odległość między GMP a DMP. Pojemność skokowa- objętość między DMP a GMP VS= VDMP- VGMP. Stopień sprężania- stosunek objętości w DMP do objętości w GMP może on wynosić 8 do 14 dla silników z zapłonem iskrowym i 12 do 18 dla silników z zapłonem samoczynnym. E= VDMP\VGMP. Obieg pracy silnika spalinowego- jest to suma procesów zachodzących w cylindrze silnika od momentu napełnienia go Świerzym ładunkiem do momentu opróżnienia cylindra ze spalin. Zasada działania silnika czterosuwowego z zapłonem samoczynnym: SUW1.- suw ssania- tłok przesuwa się z GMP w DMP zasysając do cylindra przez otwarty kanał dolotowy powietrze. Gdy tłok znajdzie się w położeniu DMP zawór dolotowy zamyka się, tłok zmienia kierunek ruchu. SUW2.- sprężanie- tłok przesuwa się z DMP w GMP sprężając zassane w poprzednim suwie powietrze które silnie się przy tym nagrzewa. Pod koniec suwu sprężania do cylindra przez wtryskiwacz podane zostaje rozpylone dawka paliwa. Paliwo miesza się z powietrzem i samoczynnie zapala się pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. Gdy tłok znajdzie się w GMP zmienia kierunek ruchu. SUW3.- praca- powstałe gazy spalinowe przesuwają tłok z GMP w DMP wykonując pracę mechaniczną. Gdy tłok znajdzie się w DMP otwiera się zawór wylotowy i tłok zmienia kierunek ruchu. SUW4- wydech- tłok przesuwa się z DMP w GMP wypychając z cylindra przez otwarty kanał wylotowy spaliny. Gdy tłok znajdzie się w GMP zamyka się zawór wylotowy a otwiera wlotowy. Rozpoczyna się kolejny obieg. Zasada działania silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym: SUW1- ssania- tłok porusza się z GMP w DMP zasysając do cylindra przez otwarty kanał dolotowy mieszankę paliwowo- powietrzną gdy tłok znajdzie się w DMP zawór dolotowy zamyka się, tłok zmienia kierunek ruchu. SUW2.- sprężanie- tłok przesuwa się z DMP w GMP sprężając zassaną w poprzednim suwie mieszankę. Gdy tłok zbliża się do DMP na elektrodach świecy zapłonowej pojawia się iskra elektryczna zapalająca sprężony ładunek. Gdy tłok znajdzie się w GMP zmienia kierunek ruchu. SUW3.- praca- tak samo jak z zapłonem samoczynnym. SUW4.- wydech- tak samo jak z zapłonem samoczynnym. Korpus silnika- łączy ze sobą wszystkie podzespoły silnika jego budowa jest uzależniona od układu konstrukcyjnego silnika sposobu chłodzenia obiegu pracy. W korpusie wyróżniamy: blok w którym wykonane są cylindry i skrzynię korbową w której ułożyskowany jest wał korbowy. Skrzynia korbowa jest z dołu zamykana miską olejową, blok cylindrowy jest z góry zamykany głowicą. Cylindry mogą być wykonane bezpośrednio w bloku cylindrowym lub jako oddzielne elementy wstawiane do bloku. Głowica- zamyka cylinder od góry jej konstrukcja uzależniona jest od sposobu chłodzenia, obiegu pracy, rodzaju rozrządu. Mechanizm korbowo tłokowy- zadaniem jego jest zmiana ruchu posuwisto- zwrotnego tłoka w ruch obrotowy wału korbowego. Drugim zadaniem jest przeniesienie sił gazowych z tłoka na wał korbowy i ich zamiana na moment obrotowy. Tłok stanowi szczelną przegrodę ruchomą pomiędzy komorą spalania a skrzynią korbową. W celu uszczelnienia tłoka w cylindrze stosuje się pierścienie tłokowe: 1. pierścienie uszczelniające ich zadaniem jest uszczelnienie tłoka w cylindrze. 2. pierścienie zgarniające- zgarnianie i rozprowadzanie oleju po gładzi cylindra. Sworzeń tłokowy- łączy tłok przegubowo z korbowodem przenosząc przy tym siły tłoka na korbowód. Sworzeń może być zamocowany na tłoku w ten sposób że może się poruszać w piaście tłoka a nie może się poruszać w główce korbowodu lub może się poruszać w główce korbowodu a nie może się poruszać w piaście tłoka. Trzecim sposobem jest to że sworzeń może się poruszać zarówno w główce jak i w piaście tzw. pływający. Korbowód przenosi siły z tłoka na wał korbowy i pośredniczy w zamianie ruchu posuwisto- zwrotnego na ruch obrotowy. Składa się on z główki korbowodu- tam gdzie zamocowany jest sworzeń, trzona i stopki. Główka korbowodu poprzez sworzeń połączona jest z łożyskiem i w główce umieszczone jest łożysko sworznia najczęściej wykonywane jako łożysko ślizgowe. Trzon łączy główkę ze stopą a za pomocą stopy korbowód łączy się z wykorbieniem wału korbowego. Żeby umożliwić założenie stopy korbowodu na wykorbienie wału korbowego stopy wykonuje się jako dzielone złożone z dwóch części skręconych ze sobą śrubami korbowodowymi. W stopie korbowodu umieszcza się łożysko korbowodowe wykonane w formie panewki. Panewki tworzą łożysko ślizgowe zmniejszające tarcie pomiędzy wałem korbowym a korbowodem. Wał korbowy ułożyskowany jest w skrzyni korbowej i zbudowany jest: z czopów głównych na których jest ułożyskowane, z czopów korbowych do których przymocowane są korbowody, z ramion łączących czopy główne z czopami korbowymi, oraz z przedniego i tylnego zakończenia wału korbowego. Ilość wykorbień zależy od ilości cylindrów silnika. W układzie rzędowym jest ich tyle ile cylindrów ma silnik. Ramiona wału korbowego zaopatrzone są w przeciwciężary wyrównoważające silnik. Łożyska główne silnika umieszczone są na czopach głównych wału korbowego i najczęściej wykonuje się je jako łożyska ślizgowe zbudowane z panewek. Przednie zakończenie wału korbowego służy do zamocowania elementów napędzających pozostałe mechanizmy rozrządu- pompa cieczy chłodzącej, pompa oleju i innych. Tylne zakończenie wału korbowego służy do mocowania koła zamachowego. Koło zamachowe gromadzi energię w czasie suwu pracy i dzięki dużej bezwładności oddaje ją w czasie pozostałych trzech suwów. Koło zamachowe ma tym większą masę im mniej cylindrów ma silnik. Mechanizm rozrządu- jego zadaniem jest sterowanie przepływem gazów przez cylinder. W silnikach 4-suwowych najpowszechniej stosowany jest rozrząd zaworowy w którym zamykanie i otwieranie kanałów dolotowego i wylotowego odbywa się za pomocą zaworów. Rozrząd zaworowy ze względu na umieszczenie zaworów dzielimy na: dolno- zaworowy- zawory umieszczone są w korpusie; górno- zaworowy- zawory umieszczone są w głowicy. Zasada działania mechanizmu rozrządu: obracający się wał korbowy wprawia w ruch wałek rozrządu. Po krzywce wałka rozrządu ślizga się popychacz przy obrocie wałka rozrządu krzywka unosi popychacz i ruch ten poprzez drążek popychacza przekazywany jest na dźwigienkę zaworową. Uniesienie jednego końca dźwigienki powoduje opuszczenie drugiego końca który naciska na zawór i pokonując opór sprężyny otwiera go. Gdy krzywka zejdzie z popychacza nacisk dźwigienki zaworowej zmaleje do zera i sprężyna zamknie zawór odpychając dźwigienkę i jednocześnie za pośrednictwem drążka dociskając popychacz do krzywki. Przekładnia napędu rozrządu może być zębata, łańcuchowa lub paskiem zębatym. Przekładnia rozrządu powinna zapewniać dwukrotnie mniejszą prędkość obrotową wałka rozrządu do wału korbowego(wałek rozrządu obraca się dwa razy wolniej niż wał korbowy). Wałek rozrządu posiada krzywki których jest tyle ile zaworów ma silnik. Krzywki są w stosunku do siebie poobracane o kąty wynikające z kolejności otwierania się zaworów. Wałek rozrządu może być umieszczony w korpusie silnika lub w głowicy.
Popychacze zaworów nazywane szklankami popychaczy ślizgają się po krzywkach wału rozrządu. Najczęściej są szklankowe, talerzykowe i rolkowe. W czasie pracy silnika zawory rozgrzewają się na skutek czego zmienia się długość trzonka zaworu w celu zapewnienia prawidłowej pracy mechanizmu rozrządu po rozgrzaniu silnika musi być zachowany odpowiedni luz zaworowy. Luz ten należy co jakiś czas regulować. W nowoczesnych silnikach stosuje się popychacze hydrauliczne dzięki czemu luz zaworowy regulowany jest samoczynnie.Fazy rozrządu: 1- βW- kąt opóźnienia zamknięcia zaworu wydechowego; 2- γ- kąt przyśpieszenia wtrysku; 3- αS- kąt wyprzedzenia otwarcie zaworu ssącego; 4- kąt wyprzedzenia otwarcie zaworu wydechowego; 5- βS- kąt opóźnienia zamknięcia zaworu ssącego; 6- OZW- otwarcie zaworu wydechowego; 7- ZZS- zamknięcie zaworu ssącego; 8- ZZW- zamknięcie zaworu wydechowego; 9- OZS- otwarcie zaworu ssącego; 10- WP- wtrysk paliwa. Faza pokrycia zaworów- jest to czas kiedy zawór ssący i wydechowy są jednocześnie otwarte. Układ smarowania- zadania: zmniejszenie tarcia pomiędzy współpracującymi częściami; usunięcie spomiędzy części współpracujących produktów zużycia; odebranie od części nadmiaru ciepła. Spotyka się dwa sposoby smarowania: 1. smarowanie rozbryzgowe- części silnika smarowane są olejem rozbryzgiwanym przez wał korbowy; 2. smarowanie ciśnieniowe- olej do punktów smarowania doprowadzany jest pod ciśnieniem. Oba sposoby stosowane są jednocześnie. Ciśnieniowo smarowane są łożyska główne i korbowe wału korbowego, łożyska wałka rozrządu, dźwigienki zaworowe. Pozostałe elementy smarowane są rozbryzgowo lub olejem ściekającym. Zębata pompa olejowa służy do wytwarzania ciśnienia w układzie smarowania zbudowana jest z dwóch kół zębatych w jednej obudowie jedno jest napędzane a drugie zazębione z nim. Obracające się koła zębate transportują olej w przestrzeniach między zębnych z kanału ssawnego do kanału tłocznego pompy. Filtry oleju mają za zadanie oczyszczenie oleju z zanieczyszczeń. Spotyka się filtry magnetyczne zatrzymujące zanieczyszczenia metalowe. Są też filtry wstępne wykonywane z gęstej siatki metalowej zatrzymujące zanieczyszczenia mogące uszkodzić pompę oleju(inaczej smok pompy). Filtry dokładnego oczyszczania wykonywane jako filtry szczelinowe pochłaniające(z wkładem papierowym lub filcowym). Filtry odśrodkowe ich działanie polega na tym że olej jest odwirowywany a zanieczyszczenia są odrzucane na obudowę, mają bardzo wysoką skuteczność. Układ chłodzenia- zadania:utrzymanie silnika w optymalnej temperaturze ok. 90ºC. Sposoby chłodzenia silników: 1-chłodzenie bezpośrednie(powietrzem)polega na tym że silnik chłodzony jest strumieniem powietrza opływającym. Ruch powietrza może być samoczynny lub wymuszony(dmuchawa tłoczy powietrze). 2- chłodzenie pośrednie(cieczą) części silnika nagrzewające otoczone są płaszczem wodnym który odbiera od nich nadmiar ciepła. Obieg zimny- gdy silnik jest zimny termostat zamyka przepływ cieczy chłodzącej do chłodnicy otwiera do pompy wody. Ciecz chłodząca krąży w małym obiegu PW-T-P-PW. Obieg gorący- gdy silnik się nagrzeje termostat otwiera przepływ do chłodnicy a zamyka do pompy wodnej PW-T-Ch-P-PW. Zadaniem chłodnicy jest umożliwienie oddania ciepła z cieczy chłodzącej do otoczenia. Jako cieczy chłodzącej używa się wody destylowanej lub specjalnych preparatów nie zamarzających. Układ zasilania- zadania: dostarczenie do cylindra paliwa i powietrza; wytworzenie mieszanki paliwowo- powietrznej. Układ zasilania powietrzem-powietrze doprowadzane do cylindra oczyszczane jest w filtrach. Filtry powietrza mogą być: bezwładnościowe, pochłaniające. Inny podział to: suche, mokre. Układ zasilania paliwem silników z zapłonem samoczynnym:
zbiornik paliwa-. 2. pompa zasilająca- 3. pompa wtryskowa- 4. filtry paliwa- 5. wtryskiwacze- 6. nadmiar paliwa. Zbiornik paliwa- do gromadzenia zapasu paliwa na okres pracy. Pompa zasilająca- jej zadaniem jest przepompowanie paliwa ze zbiornika przez filtry do pompy wtryskowej. Zasada działania tłoczkowej pompy zasilającej: sprężyna przesuwa tłoczek z górnej w dolną część cylinderka powodując zassanie do przestrzeni nad tłoczkiem paliwa. Pod działaniem mimośrodu tłoczek przesuwa się w górę powodując przetłoczenie paliwa z nad tłoczka pod tłoczek przy kolejnym ruchu tłoczka w dół paliwo spod tłoczka zostanie przetłoczone do dalszej części układu zasilania jednocześnie nad tłoczek zostanie zassana kolejna porcja paliwa. Filtry paliwa- służą do usuwania z paliwa zanieczyszczeń. Najczęściej wykonywane są jako pochłaniające z wkładem papierowym lub jako filtry szczelinowe. Pompa wtryskowa- jej zadaniem jest odmierzenie dawek paliwa i przetłoczenie ich do wtryskiwaczy. Pompy wtryskowe mogą być wielosekcyjne lub jednosekcyjne. Pompa wielosekcyjna posiada tyle sekcji tłoczących ile cylindrów ma silnik, każda sekcja tłocząca zasila jeden wtryskiwacz. Głównym elementem sekcji tłoczącej jest zespół tłoczek- cylinderek. Działanie sekcji tłoczącej: 1. napełnienie sekcji tłoczącej- tłoczek znajduje się poniżej otworka zasilającego przez który do cylinderka napływa paliwo. 2. początek tłoczenia- pod działaniem krzywki tłoczek przesuwa się w górę i w momencie gdy jego powierzchnia boczna zakryje otworek zasilający rozpoczyna się tłoczenie paliwa do wtryskiwaczy. 3. koniec tłoczenia- tłoczenie trwa do momentu aż krawędź sterująca pokryje się z otworkiem przelewowym. Wówczas paliwo z cylinderka wypłynie przez krawędź sterującą i otworek przelewowy do przewodu nadmiaru paliwa. Sterowanie dawką paliwa odbywa się przez pokręcanie tłoczka w wyniku czego zmienia się położenie krawędzi sterującej względem otworka przelewowego. W ten sposób przyśpieszamy lub opóźniamy moment końca wtrysku. Pompa jednosekcyjna zbudowana jest z jednej sekcji tłoczącej połączonej z rozdzielaczem hydraulicznym. Wtryskiwacze- ich zadaniem jest rozpylenie paliwa w cylindrze. Mogą być otwarte lub zamknięte. Ciśnienie paliwa podawanego przez pompę wtryskową do wtryskiwacza powoduje przezwyciężenie oporu sprężyny, uniesienie iglicy a tym samym otwarcie rozpylaczy. Dzięki czemu paliwo wtryśnięte zostaje do komory spalania. Gdy pompa wtryskowa przestanie tłoczyć paliwo ciśnienie spadnie a sprężyna zamknie rozpylacz. Regulatory obrotów- silniki z zapłonem samoczynnym wyposażone są w regulatory obrotów które mogą być dwuzakresowe utrzymujące stałą prędkość biegu jałowego i zabezpieczające przed przekroczeniem max prędkości obrotowej. Wielozakresowe regulatory utrzymujące stałą prędkość