Материал: 2254
При разборке первой ступени (рис. 7.6) придерживаются такой последовательности. Ослабляют контргайку 13, вывёртывают болт 14 пружины высокого давления и вынимают пружину 12, отвёртывают гайку и снимают нижнюю крышку 11 редуктора. Разъединяют шток мембраны первой ступени с рычажком 5, снимают мембрану 8, вывёртывают ось 10 и вынимают рычажок вместе с клапаном 7, отвертывают две гайки, снимают фильтр 2 вместе с седлом 1 клапана.
Давление газа (избыточное) в газовом баллоне 1,6 МПа (16 атм) и снижается в первой ступени до 0,1 – 0,2 МПа, во второй – до 0,01 – 0,02 МПа.
Рис. 7.6. Первая ступень редуктора (в сборе) и её детали:
1 – седло клапана;
2 – фильтр;
3– регулировочный винт; 4, 13 – контргайки;
5 – рычажок; 6 – шток;
7– клапан в сборе;
8 – мембрана в сборе;
9 – прокладка;
10 – ось рычажка;
11 – крышка; 12– пружина;
14 – седло пружины (регулировочный болт)
Расчёт первой ступени газового редуктора
Определим силу, которая необходима для удерживания плоского клапана в закрытом состоянии при давлении на входе 1,6 МПа, при диаметре отверстия седла клапана 3 мм.
При равенстве плеч рычагов и рабочем диаметре диафрагмы первой ступени редуктора Dм1 = 75 мм определим, какое усилие на мебране необходимо создать, чтобы клапан закрылся при давлении в камере
Рк = 0,1 МПа.
Выбрав жесткость пружины (например, 70 Н/мм), определим величину предварительного сжатия пружины, чтобы сила пружины была равна силе на мембране при избыточном давлении 0,1 МПа.
~71 ~
1.Определим |
силу, которая |
удерживает плоский клапан |
при |
перепаде давления на входе P = 16 ∙10 5 Н/м2. |
|
||
F1 = P ∙ SО = |
P ∙ π∙D2О / 4 = 16 ∙10 5∙ 3,14 0,0032 / 4 = 11,25 Н. |
(7.1) |
|
2. Определим площадь мембраны 8 первой ступени редуктора
Sм1 = π∙D2м1 /4 = 3,14∙ 0,0752 / 4 = 0,0044 м2. |
(7.2) |
3. Определим усилие на мембране 8 от давления Рк = 0,1 МПа.
F2 = Pк ∙ Sм1 = 0,1 ∙10 6∙ 0,0044 = 440 Н. |
(7.3) |
4. Установим цилиндрическую пружину 12 с жесткостью, которая равна С = 70 Н/мм. Определим необходимую величину сжатия пружины, чтобы её усилие было равно 440 Н:
х = F2 / С = 440 / 70 = 6,2 мм. |
(7.4) |
Таким образом, когда давление в первой камере редуктора превысит 0,1 МПа, то усилие на мебране станет больше усилия на пружине. Начнется прогиб мембраны, она потянет за собой шток 6 (см. рис. 7.6), рычажок 5 повернется и клапан 7 прижмется к седлу 1 (поступление газа в редуктор прекратится).
Расчет второй ступени редуктора выполняется аналогично. Давление на входе во вторую ступень редуктора выбираем равным Рк = 0,1 МПа, а на выходе из редуктора Рвых = 0,01 МПа.
Контрольные вопросы и задания
1.Поясните принцип работы системы питания двигателя на сжиженном газе.
2.Как работает система питания на газе с механическим или электронным управлением?
3.Как устроен и работает двухступенчатый газовый редуктор?
4.Назовите преимущества и недостатки работы двигателя на газе.
5.Какова последовательность расчета газового редуктора?
~72 ~
8. МОТОРНЫЕ МАСЛА
От технологии (умения) выбора марки масла и его качества зависят
долговечность двигателя, его износ, время запуска. Эффективность использования моторного масла определяется возможностью оптимизации его свойств в соответствии с условиями протекания рабочих процессов и особенностями конструкции двигателя.
Основная функция, которую выполняют моторные масла, – это снижение трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки. Одновременно моторные масла должны обеспечивать:
–уплотнение зазоров в сопряжениях поршневой группы;
–эффективный отвод тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей; защиту рабочих поверхностей деталей от коррозии;
–предотвращение образования нагара, лака на деталях двигателя;
–высокую стабильность при окислении и обводнении;
–малый расход масла при работе двигателя;
–большой срок службы.
8.1.Условное обозначение моторных масел
Основной характеристикой моторного масла является вязкость. Вяз-
кость масла указывается при 100 оС, так как такой температуры и выше оно достигает в процессе работы двигателя. Например, М-10 – моторное масло классом вязкости 10 (вязкость в сСт при 100 оС может лежать в пределах 9,5 – 11,5) [17].
Затем указывается область применения и условия эксплуатации: А – для нефорсированных бензиновых и дизельных двигателей; Б – для малофорсированных двигателей; В – для среднефорсированных двигателей; Г – для высокофорсированных двигателей;
Д – для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых условиях.
Если масло предназначено для бензиновых двигателей, указывается цифра 1, если для дизелей – 2. Например, М-10-Г1 – моторное масло лет-
~73 ~
нее средней вязкостью 10 сСт для высокофорсированных бензиновых двигателей, М-З3-Г2 – зимнее, М-З3/10-Г1– всесезонное. Класс вязкости всесезонного масла определяется по последней цифре.
Экономия топлива зависит и от вязкости масла. Качественное моторное масло, например SAE 5W-20, снижает расход топлива до 10%. Если принять за 100% энергию (теплоту), выделяемую при сгорании топлива, то около 30% теряется с отработавшими газами, 30% уходит в систему охлаждения и только 40% может эффективно использоваться. Из 40% около 10% теряется на трение в деталях ДВС и трансмиссии. Эти потери можно снизить путем правильного выбора марки моторного масла и технологии использования.
К 2030 г. автомобиль должен иметь расход топлива не более 5 л на 100 км. Для этого масса легковой автомашины должна быть не больше 1000 кг, с идеальной обтекаемостью, с низким коэффициентом трения в трущихся деталях, электронным впрыском бензина и управлением, с оптимальной постоянной вязкостью масла при любых погодных условиях (синтетические масла).
У синтетических масел и минеральных со специальными присадками вязкость незначительно изменяется от температуры, что важно при зимней эксплуатации автомобилей.
Вмаркировке масел часто встречаются иностранные обозначения. По системе SAE – американское общество автомобильных инженеров
(sousaity of automobile enqineers) применяют 6 зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и 5 летних (20, 30, 40, 50, 60) масел [1]. По системе SAE
указывается класс вязкости моторных масел.
Вотечественной маркировке масел указывается 4 зимних масла (основных), 5 летних и 4 всесезонных (табл. 8.1). У всесезонных масел класс вязкости указывается последней цифрой в обозначении.
Моторное масло марки 0W (W-winter, зима) рекомендуется для
зимних условий эксплуатации с температурой окружающей среды не ни-
же – 30 оС, а 5W – 25 оC, 10W – 20 оС.
Область применения моторных масел по американской системе указывает API (Американский институт нефти):
S – для легковых бензиновых двигателей ( servise, сервис); С – для дизельных двигателей (commercial, коммерция); CF – для дизелей с разделенными камерами сгорания; CF-4 – для четырехтактных дизелей;
CF-2 – для двухтактных дизелей транспортных средств;
CG-4 – для четырехтактных дизелей, работающих на топливе с содержанием серы до 0,05%;
~74 ~
CН-4 – для четырехтактных дизельных двигателей, длительно работающих без замены масла;
СD – высокофорсированные двигатели с наддувом;
СС – высокофорсированные двигатели без наддува или уменьшенным наддувом; SL – для двигателей выпуска до 2001 г.;
SE – высокофорсированные бензиновые двигатели; ЕС – энергосберегающее масло (enerqy conserving).
Таблица 8.1
Классы вязкости моторных масел
Класс вязкости |
SAE |
ν100 ,оС мм2/с |
ν-18 |
оС, мм2/с |
|
(Россия) |
|
|
|
|
|
3З |
5W |
Не менее 3,8 |
<1250 |
||
4З |
10W |
Не менее 4,1 |
<2600 |
||
5З |
15W |
Не менее 5,6 |
<6000 |
||
6З |
20W |
Не менее 5,6 |
<10 400 |
||
6 |
20 |
5,6 |
– 7,0 |
|
– |
8 |
20 |
7,0 |
– 9,5 |
|
– |
10 |
30 |
9,5 – 11,5 |
|
– |
|
12 |
30 |
11,5 |
– 13,0 |
|
– |
14 |
40 |
13 |
– 15 |
|
– |
3З /8 |
5W–20 |
7,0 |
– 9,5 |
<1250 |
|
4З /8 |
10W–20 |
7,0 |
– 9,5 |
<2600 |
|
5З /10 |
15W–30 |
9,5 |
– 1,5 |
<6000 |
|
6З /14 |
15W–40 |
13 |
– 15 |
<10 400 |
|
Пример обозначения: SAE –5W/30, API – SЕ, EC. Всесезонное моторное масло со средней кинематической вязкостью 12 сСт (класс вязкости 30) при 100 оС. При отрицательных температурах ведет себя как масло зимнее типа 5W, обеспечивает легкий запуск двигателя до температуры – 25 оC, предназначено для высокофорсированных бензиновых двигателей, энергосберегающее.
Вязкость – это способность масла оказывать сопротивление при его движении. Вязкость зависит от состава масла и температуры окружающей среды.
На рис. 8.1 показано перетекание зимнего и всесезонного моторных масел с различным классом вязкости в мерную ёмкость за определенное время при температуре – 20 оС. Наибольшей текучестью обладает зимнее масло OW-30. Движение всесезонных масел 10W-40 и 15W-40 прекращается ввиду повышения их вязкости при низкой температуре.
~75 ~