Пусковые устройства двигателей экскаватора

Быстрый и надежный пуск дизеля — главное требование, предъявляемое к системе пуска.

Основная часть этой системы — пусковое устройство. Дизель (соответственно Д-240 и Д-240Л) укомплектован пусковыми устройствами двух типов: бензиновым карбюраторным двигателем ПД-10УД мощностью 7,35 кВт (10 л.с.) с одноступенчатым редуктором и электрическим стартером СТ-212А с электрофакельным подогревателем, который рассматривается в главе VI. Управление пусковыми устройствами обоих типов дистанционное, из кабины.

Пусковой двигатель ПД-10УД (рис. 24). К основным составным элементам пускового двигателя относятся остов, кривошипно-шатунный механизм, система питания, регулятор, редуктор, а также система зажигания и собственная система пуска электрическим стартером (материалы, касающиеся электрической части системы пуска, изложены в главе VI).

Рис. 24. Пусковой двигатель:

1 — головка; 2 — Заливной краник; 3 -искровая зажигательная свеча; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6-поршневой палец; 7 — шатун; 8 — воздухоочиститель; 9 — карбюратор; 10 — тяга регулятора; I1 — рычаг регулятора, 12 — регулятор; 13 — промежуточная шестерня; 14 — картер, 15 — коленчатый вал; 10 — кривошипный палец, 17 — кожух маховика; 18 — маховик; 19 — стартер; 20 — глушитель.

Остов пускового двигателя образован картером 14, цилиндром 4 и головкой цилиндров. Картер состоит из двух половин, центрирующихся штифтами и соединенных стяжными болтами. В расточках картера смонтированы подшипники коленчатого вала, смазка к которым поступает через каналы. В полости, в передней части картера, размещены передаточные шестерни, закрытые крышкой. На верхней плоскости картера закреплен болтами цилиндр 4. Цилиндр двигателя литой. Его двойные стенки образуют рубашку, в которую вода поступает через патрубок, прикрепленный к фланцу. Газораспределительные окна выходят на внутреннюю поверхность цилиндра. Через впускной канал и впускные окна поступает в картер горючая смесь из карбюратора. Два продувочных окна, сообщающихся вертикальными колодцами с картером, служат для продувки и подвода смеси в цилиндр. Впускные окна связаны с патрубком глушителя.

В центральное отверстие головки ввернута искровая свеча зажигания СН-200 (А-11У), а в наклонное боковое — краник для заливки бензина в цилиндр перед пуском двигателя.

Двигатель ПД-10УД по принципу действия относится к двухтактным одноцилиндровым карбюраторным бензиновым двигателям с кривошипно-камерной продувкой. Рабочий процесс такого двигателя происходит следующим образом.

Поршень, двигаясь от н.м.т. к в.м.т., перекрывает сначала продувочное окно, затем выпускное и начинает сжимать ранее поступившую в цилиндр горючую смесь. В то же время в кривошипной камере создается разрежение, и, когда нижняя кромка направляющей части (юбка) поршня откроет впускное окно, через него из карбюратора в кривошипную камеру засасывается горючая смесь. При положении поршня, близком к в.м.т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи. Смесь сгорает, и под резко возросшим давлением газов поршень перемещается к н.м.т. Как только он закроет впускное окно, в кривошипной камере начинается сжатие ранее поступившей сюда горючей смеси. В конце хода поршень открывает сначала выпускное, а затем продувочное окно. Через выпускное окно отработавшие газы выбрасываются в атмосферу. Давление в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой в кривошипной камере горючей смеси становится выше, чем давление отработавших газов в цилиндре. Смесь из кривошипной камеры поступает по каналу в цилиндр и, заполняя его, выталкивает остатки отработавших газов через выпускное окно.

В дальнейшем все процессы повторяются.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из разъемного коленчатого вала 15, шатуна 7, поршня 5 и поршневого пальца 6. Коленчатый вал состоит из двух полуосей, двух щек и кривошипного пальца. Все детали подобраны по размерным группам. У шатуна двигателя обе головки неразъемные. Шатун соединяется с кривошипным пальцем при сборке коленчатого вала. В качестве шатунного подшипника используется два ряда роликов, установленных между кривошипным пальцем и внутренней поверхностью нижней головки шатуна с радиальным зазором 0,008-0,020 мм. Для подвода смазки к подшипникам в верхней и нижней головках шатуна имеются отверстия и прорези. Поршень пускового двигателя отлит из алюминиевого сплава. Он имеет два компрессионных кольца. От проворачивания кольца застопорены латунными штифтами.

Система питания включает в себя топливный бачок с фильтром-отстойником, карбюратор, топливопровод, воздушный патрубок и воздухоочиститель 8.

В качестве топлива используется смесь из 15 частей (по объему) бензина и 1 части дизельного масла, которая одновременно служит смазкой для трущихся деталей пускового двигателя.

На двигателе ПД-10УД установлен горизонтальный однокамерный беспоплавковый карбюратор (рис. 25), в котором поступление топлива к дозирующим элементам (жиклерам) регулируется диафрагмой 10. В корпусе карбюратора расположены воздушная 1 и дроссельная 3 заслонки, а также диффузор 2, являющийся составной частью корпуса. Управление воздушной заслонкой осуществляется вручную дистанционно из кабины; дроссельной -автоматически через тягу от центробежного регулятора или вручную из кабины. Главная дозирующая система состоит из седла клапана 8, клапана пластинчатого 7 и жиклера-распылителя 6.

Рис. 25. Схема карбюратора:

1 — воздушная заслонка; 2 — диффузор; 3 — дроссельная заслонка; 4 — штуцер подвода топлива; 5 — пружина топливного клапана; 6 — жиклер-распылитель; 7- клапан; 8 — седло клапана; 9 — крышка корпуса; 10 — диафрагма; 11 — балансировочное отверстие; 12 — кнопка утолителя; 13 — клапан холостого хода; 14 — отверстие холостого хода; 15 — топливный жиклер холостого хода; 16 — регулировочный винт холостого хода: 17 — воздушный канал холостого хода; 18- топливный канал; 19 — седло топливного канала; 20 — топливный фильтр.

В систему холостого хода входят клапан холостого хода 13, топливный жиклер 15 холостого хода, два отверстия в стенке смесительной камеры, регулировочный винт 16 холостого хода и воздушный канал. На карбюраторе имеется дополнительное устройство, облегчающее пуск пускового двигателя, — механизм принудительного открытия топливного клапана, представляющий собой подпружиненную кнопку 12. Карбюратор работает следующим образом: поступление топлива в камеру над диафрагмой осуществляется из топливного бака самотеком через штуцер 4 отвода топлива, сетчатый фильтр 20, установленный в штуцере и в отверстии седла топливного клапана, перекрываемого топливным клапаном 7. При работе двигателя топливо из полости над диафрагмой за счет разрежения в диффузоре всасывается через жиклер-распылитель, создавая в полости над диафрагмой пониженное давление. За счет разности давлений (атмосферного -под диафрагмой и разреженного-над диафрагмой) диафрагма прогибается и нажимает на конец рычага топливного клапана, преодолевая усилие пружины 5. Топливный клапан 7, укрепленный на противоположном конце рычага, отходит от седла, и топливо поступает в полость над диафрагмой. При выравнивании давлений над и под диафрагмой последняя возвращается в начальное положение, и топливный клапан под действием усилия пружины перекрывает доступ топливу в полость над диафрагмой. Перед пуском холодного пускового двигателя нажимают кнопку утопителя 12, которая принудительно прогибает диафрагму, последняя нажимает на рычаг, и топливо заполняет полость над диафрагмой. Во время пуска холодного двигателя воздушная заслонка должна быть приоткрыта, дроссельная заслонка открыта полностью. При прокручивании коленчатого вала пускового двигателя в сместительной камере создается большое разрежение, под действием которого из обеих дозирующих систем главного и холостого хода вытекает значительное количество топлива, образуя богатую смесь, что позволяет легко пустить двигатель. При малой частоте вращения холостого хода дроссельная заслонка почти полностью закрыта (при открытой воздушной заслонке) и разобщает смесительную) камеру карбюратора с впускным трубопроводом двигателя. Поэтому разрежения в диффузоре недостаточно для истечения топлива из распылителя главного жиклера, и большая часть топлива поступает через жиклер холостого хода под действием разрежения в канале. Во время работы пускового двигателя под нагрузкой дроссельная заслонка открыта, и увеличивающееся разрежение в горловине диффузора вызывает истечение топлива из распылителя главного жиклера. Около распыливающих отверстий разрежение уменьшается, и топливо через жиклер холостого хода не подается. С повышением частоты вращения коленчатого вала разрежение в диффузоре увеличивается, и через систему холостого хода и главную дозирующую систему начинает подсасываться воздух в полость над диафрагмой через канал и жиклер холостого хода. Вследствие этого разрежение, действующее на главный жиклер-распылитель, уменьшается, вызывая соответствующее уменьшение количества проходящего через него топлива. Поэтому с возрастанием частоты вращения смесь не обогащается.

Регулятор пускового двигателя однорежимный, центробежного типа, служит для ограничения и поддержания максимальной частоты вращения коленчатого вала пускового двигателя (см. рис. 24).

Шестерня привода регулятора приводится во вращение от шестерни коленчатого вала пускового двигателя через промежуточную. В пазах ведущего диска, навернутого на валик, помещены три стальных шарика, прижимаемых к плоскости опорного диска конической поверхностью подвижного диска. Шарики, вращаясь вместе с ведущим диском, могут перемещаться под действием центробежных сил в радиальном направлении. Подвижный диск свободно установлен на валик регулятора и посредством рычага постоянно прижат к шарикам пружины. Внутренний рычаг жестко связан с наружным рычагом 11, который через муфту и тягу 10 соединен с дроссельной заслонкой карбюратора. При повышении частоты вращения коленчатого вала пускового двигателя под действием центробежной силы шарики расходятся, в результате чего подвижный диск перемещается, поворачивая наружный рычаг регулятора, который через тягу прикрывает дроссельную заслонку карбюратора. При этом снижается частота вращения коленчатого вала двигателя и подвижный диск перемещается в обратном направлении. Дроссельная заслонка карбюратора приоткрывается, и частота вращения коленчатого вала двигателя повышается. Таким образом частота вращения двигателя поддерживается в определенных пределах. Усилие сжатия пружины регулируется болтом.

Редуктор (рис. 26) передает вращение от коленчатого вала пускового двигателя к коленчатому валу дизеля при его запуске. Передаточное число между коленчатым валом пускового двигателя и коленчатым валом дизеля 16,8, поэтому при номинальной частоте вращения вала пускового двигателя (3500 об/мин) частота вращения дизеля 210 об/мин. Основные детали редуктора: вал, вращающийся в двух шариковых подшипниках; фрикционное сцепление; муфта свободного хода и механизм включения. На валу 4 свободно вращается шестерня 6 сцепления, которая находится в Постоянном зацеплении с промежуточной шестерней пускового двигателя. К шестерне прикреплен заклепками ведущий барабан 11 муфты, имеющий четыре выступа, которые входят в пазы ведущих дисков 12 муфты. Выступы ведомых дисков 13 входят в пазы специальной обоймы муфты свободного хода. Поэтому при вращении ведомых дисков вращается и обойма муфты. На внутренней поверхности обоймы имеются четыре фасонных паза. В каждом пазу размещается цилиндрический ролик 14. Пазы в обойме выполнены с таким профилем, что при включении сцепления, когда втулка начинает вращаться, ролики перекатываются по профильному пазу и зажимают обойму на валу редуктора. Таким образом, вращение от пускового двигателя передается валу редуктора, а вместе с ним и шестерне включения 8, которая входит в зацепление с венцом маховика и передает вращение коленчатому валу дизеля. Ввод шестерни включения в зацепление с венцом маховика осуществляется рычагом, соединяющимся системой тяг с рычагом муфты включения. Сцепления включают рычагом 1. При повороте рычага, а следовательно, и валика включения 3 в крайнее заднее (к маховику) положение поворачивается нажимной упор 16. Винтовая поверхность ступицы подвижного упора скользит по винтовой поверхности ступицы неподвижного упора, установленного в крышке, в результате чего нажимной упор перемещается вдоль оси вправо и через упорный подшипник и нажимной диск прижимает ведомые диски сцепления к ведущим.

Рис. 26. Редуктор пускового двигателя:

1 — рычаг; 2 — валик рычага; 3 — валик включения; 4 — вал; 5 — крышка редуктора; 6 — шестерня муфты включения; 7 — корпус; 8 — шестерня включения. 9 — грузы; 10 — держатель грузов; 11 -ведущий барабан; 12 — ведущий диск; 13 — ведомый диск; 14 — ролик; 15 — нажимной диск; 16 — упор; 17 — ступица.

При повороте рычага 1 в обратную сторону нажимной диск, упорный подшипник и подвижный упор под действием пружины отжимаются в обратную сторону. По мере повышения частоты вращения дизеля грузы механизма включения под действием центробежной силы расходятся и при частоте вращения дизеля 750. 850 об/мин освобождают держатель 10. Сжатые пружины, действуя через толкатель, отталкивают держатель назад, выводя шестерню включения из зацепления с венцом маховика, и автоматически отключают редуктор. Детали редуктора смазываются маслом, заливаемым в корпус через отверстие, расположенное в картере пускового двигателя.

Техническое обслуживание системы пуска (пускового двигателя и редуктора) заключается в следующем. Топливный бачок заправляют смесью, состоящей из 15 частей (по объему) бензина и 1 части дизельного масла. Масло нужно смешивать с бензином в отдельной чистой посуде до получения однородной смеси и затем через воронку с сетчатым фильтром заливать в бак. Применение чистого бензина или смеси бензина с недостаточным количеством дизельного масла, а также раздельная заправка топливного бака бензином и маслом не допускаются, так как это нарушает нормальное смазывание сборочных единиц двигателя.

Периодически, по мере накопления осадка, промывают отстойник топливного бака, а при сезонном техническом обслуживании -топливный бачок.

Через 480 ч работы двигателя промывают фильтрующий элемент воздухоочистителя пускового двигателя. Для этого снимают колпак воздухоочистителя и ограничитель; снимают и промывают в дизельном топливе фильтрующий элемент и смачивают его маслом. Затем собирают и устанавливают воздухоочиститель.

Обслуживание редуктора пускового двигателя заключается в контроле и замене смазки, а также своевременном проведении регулировок механизма дистанционного управления редуктором.

Через 480 ч работы проводят проверку уровня масла в корпусе редуктора, а через 960 ч — замену масла.

Через 960 ч работы проверяют регулировку сцепления редуктора. Продолжительность непрерывной работы пускового двигателя под нагрузкой во избежание перегрева не должна превышать 10 мин.

Обслуживание карбюратора сводится к содержанию его в чистоте, своевременной очистке и промывке, а при необходимости к регулировке.

Через 960 ч работы дизеля вывертывают штуцер подвода топлива, не подвергая его разборке, очищают от грязи встречным потоком бензина или керосина. При сильном загрязнении извлекают сетку из штуцера и промывают, а штуцер продувают чистым воздухом. При сезонном обслуживании демонтируют карбюратор и тщательно очищают от грязи. При необходимости снимают крышку, прокладку и диафрагму; промывают эти детали и весь корпус в чистом бензине.

При нарушении работы дозирующих систем карбюратор регулируют. Состав смеси, приготовляемой в карбюраторе, когда пусковой двигатель работает на холостом ходу с малой частотой вращения, регулируют вращением регулировочного винта. При завертывании винта смесь обедняется, при вывертывании -обогащается. Минимально устойчивую частоту вращения пускового двигателя на холостом ходу устанавливают, изменяя упорным винтом (винт количества) рычага дроссельной заслонки степень закрытия заслонки. Завертывают винт 16 (см. рис. 25) до отказа и отвертывают его на 2,5 оборота. После этого запускают пусковой двигатель и упорным винтом дроссельной заслонки устанавливают минимально устойчивую частоту вращения коленчатого вала. Затем, отворачивая или заворачивая винт 16, устанавливают наибольшую частоту вращения на холостом ходу двигателя. С помощью упорного винта вновь уменьшают частоту вращения холостого хода до минимальной, при которой пусковой двигатель не будет глохнуть после резкого открытия и закрытия дроссельной заслонки карбюратора. Пусковой двигатель должен развивать частоту вращения 3500 об/мин при его полной нагрузке и 4200 об/мин (не более) на холостом ходу; минимально устойчивая частота вращения должна быть не выше 1300 об/мин. Частоту вращения пускового двигателя необходимо регулировать непосредственно на тракторе или на специальном тормозном стенде в мастерской. Регулировка частоты вращения должна производиться опытным механиком. Частоту вращения пускового двигателя регулируют следующим образом.

1. Снимают стартер и кожух маховика для измерения частоты вращения при помощи тахометра на задней полуоси коленчатого вала.
2. Проверяют правильность присоединения тяги к дроссельной заслонке и регулятору. Шаровые пальцы головок рычагов не должны касаться стенок соединительной муфты. Между ними должен быть небольшой осевой зазор. Чрезмерная затяжка пружины и неправильное положение шаровых пальцев снижают чувствительность регулятора. Длину тяги регулируют так, чтобы дроссельная заслонка могла полностью открываться и закрываться. В противном случае пусковой двигатель будет развивать повышенную частоту вращения на холостом ходу или недостаточную -при полной нагрузке.
3. Прогревают пусковой двигатель на холостом ходу до температуры выходящей воды 60. 85°С и регулируют минимально устойчивую частоту вращения холостого хода. Зазор между контактами прерывателя при наибольшем их расхождении должен быть в пределах 0,25. 0,35 мм (регулируется поворачиванием эксцентрика стойки).
4. Периодически проверяют наличие смазки на гранях кулачка. При отсутствии смазки пропитать манжету 3. 5 каплями масла. Угол опережения зажигания на пусковом двигателе установлен на заводе, и регулировка его при эксплуатации не требуется. Однако, если магнето снимали с пускового двигателя, для правильной установки его необходимо:
   • отъединить провод от свечи и вывернуть ее;
   • вставить через отверстие под свечу чистый стержень и, проворачивая коленчатый вал пускового двигателя по часовой стрелке (если смотреть со стороны маховика), установить поршень в в.м.т.;
   • установить поршень на 5. 6 мм ниже в.м.т. проворачиванием коленчатого вала в обратную сторону;
   • снять крышку прерывателя и установить валик в положение начала разрыва контактов прерывателя. В таком положении ввести выступ полумуфты магнето в пазы шестерни привода и закрепить магнето;
   • установить крышку магнето и свечу на место и подсоединить провод к свече. Через 960 ч работы дизеля очистить свечу зажигания от нагрева и проверить зазор между электродами. Зазор между электродами должен быть в пределах 0,60. 0,75 мм (регулируется подгибанием бокового электрода).
5. При полностью открытых воздушной и дроссельной заслонках, изменяя натяжение пружины регулятора, устанавливают требуемую максимальную частоту вращения коленчатого вала. Если пусковой двигатель регулируют на тракторе, сцепление редуктора должно быть выключено. При регулировке на тормозном стенде устанавливают частоту вращения при полной нагрузке (3500 об/мин) и затем проверяют максимальную частоту на холостом ходу.