Σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου (σύστημα ψεκασμού) Εισαγωγικά

Οι κινητήρες πετρελαίου έχουν αρκετές διαφορές από τους κινητήρες βενζίνης, η σημαντικότερη διαφορά βρίσκεται στο σύστημα τροφοδοσίας του καυσίμου καθότι αυτή γίνεται με διαφορετικό τρόπο στους πετρελαιοκινητήρες από τους βενζινοκινητήρες. Στο βενζινοκινητήρα η βενζίνη μπαίνει στους κυλίνδρους μαζί με τον αέρα,  η ποσότητα της ρυθμίζεται αυτόματα με αποτέλεσμα η αναλογία βενζίνης και αέρα να είναι σχεδόν σταθερή. Ο βενζινοκινητήρας διαθέτει την πεταλούδα του καυσίμου μίγματος με την οποία ρυθμίζεται η ποσότητα του αέρα και της βενζίνης που μπαίνει στον κύλινδρο. Έτσι αυξομειώνονται οι στροφές του κινητήρα.

Στον πετρελαιοκινητήρα δεν υπάρχει πεταλούδα, η εισαγωγή είναι ανοικτή και η ποσότητα του αέρα που μπαίνει στους κυλίνδρους είναι σχεδόν σταθερή ενώ δεν είναι σταθερή η ποσότητα πετρελαίου. Αυτή την ελέγχει ο χειριστής του τρακτέρ ο οποίος αυξομειώνει τις στροφές του κινητήρα. Υπάρχει λοιπόν ένα σύστημα που ρυθμίζει την ποσότητα πετρελαίου που θα μπει στον κύλινδρο την κατάλληλη στιγμή με την κατάλληλη ταχύτητα και στην κατάλληλη κατάσταση για να καεί. Σ’ αυτό το σημείο πρέπει να σημειωθεί ότι στους πετρελαιοκινητήρες δεν υπάρχουν μπουζί και η ανάφλεξη του πετρελαίου γίνεται με την μεγάλη θερμότητα που αναπτύσσεται στους κυλίνδρους και τη ψηλή συμπίεση του αέρα.

Το σύστημα ψεκασμού στους πετρελαιοκινητήρες αποτελείται από :

• Το ντεπόζιτο
• Το δίκτυο σωληνώσεων
• Το φίλτρο πετρελαίου
• Τη βοηθητική αντλία
• Την αντλία πετρελαίου
• Τα μπέκ
• Τον αυτόματο ρυθμιστή στροφών       

Σε επόμενες αναρτήσεις μας θα περιγράψουμε κάθε ένα από τα μέρη του συστήματος ψεκασμού των πετρελαιοκινητήρων.

σύστημα ψεκασμού στους πετρελαιοκινητήρες

Εκκεντροφόρος

Παίρνει το όνομα του από τα έκκεντρα που έχει. Έχει τόσα έκκεντρα όσες και οι βαλβίδες ενός κινητήρα (δηλαδή 2 έκκεντρα για κάθε κύλινδρο). Σε αρκετούς πετρελαιοκινητήρες των τρακτέρ ο εκκεντροφόρος έχει ένα έκκεντρο επιπλέον για τη κίνηση της βοηθητικής αντλίας πετρελαίου και ένα γρανάζι για τη κίνηση της αντλίας λαδιού. Ο εκκεντροφόρος ανοίγει και κλείνει τις βαλβίδες τη σωστή στιγμή για την εισαγωγή του αέρα ή του πετρελαίου και την εξαγωγή των καυσαερίων. Ο εκκεντροφόρος κινείται από το στρόφαλο μέσω γραναζιού ή με αλυσίδα, κάνει τις μισές στροφές από το στρόφαλο, για ένα κύκλο λειτουργίας της μηχανής που πραγματοποιείται με 2 στροφές του στροφάλου οι βαλβίδες ανοίγουν 1 φορά.

Εκκεντροφόροι

εκκεντροφόρος

Πιο συγκεκριμένα η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει 10^ο πριν το Α.Ν.Σ κατά το χρόνο εξαγωγής και κλείνει 50^ο μετά το Κ.Ν.Σ στο τέλος του χρόνου εισαγωγής. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει 50^ο πριν το Κ.Ν.Σ κατά το χρόνο της εκτόνωσης και κλείνει 10^ο μετά το Α.Ν.Σ στο τέλος του χρόνου εισαγωγής. Η σωστή ρύθμιση του χρόνου ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων ονομάζεται χρονισμός.

Λειτουργία των βαλβίδων

Οι βαλβίδες της κεφαλής του κινητήρα ενός τρακτέρ με τη βοήθεια ελατηρίων συγκρατούνται σταθερά  κλείνουν και ανοίγουν την είσοδο και έξοδο του κυλίνδρου. Για τη  λειτουργίας τους σε μηχανές με τις βαλβίδες επικεφαλής συμβάλουν : το ωστήριο, η ωστική ράβδος, το κοκοράκι & το έκκεντρο που βρίσκεται σ’ ένα άξονα που καλείται εκκεντροφόρος, όταν οι βαλβίδες είναι στο πλευρό λείπουν η ωστική ράβδος και το κοκοράκι. 

Τα ελατήρια των βαλβίδων έχουν σπειροειδές σχήμα και μπορεί να είναι διπλά ή μονά. Αυτά από τη μια άκρη τους στηρίζονται στη κεφαλή και από την άλλη άκρη στους δίσκους τους.

ελατήρια των βαλβίδων

ελατήριο των βαλβίδων με το δίσκο

Τα ωστήρια των βαλβίδων σε συνεργασία με τα έκκεντρα μετατρέπουν τη περιστροφική κίνηση του εκκεντροφόρου σε  παλινδρομική. Κάθε ένα από τα ωστήρια λειτουργεί όπως ένα μικρό πιστόνι που κινείται σε έναν οδηγό που υπάρχει στο κύλινδρο.   Τα ωστήρια κατά τη κατασκευή του υπόκεινται σε ειδική επεξεργασία (σκλήρυνση & λείανση) για να μειώνονται οι τριβές στο ελάχιστο.  Σε κάποιους κινητήρες για να μειώνονται οι τριβές υπάρχει μικρός τροχός στο τμήμα του ωστηρίου προς το έκκεντρο. Σε πολλούς από τους σύγχρονους κινητήρες τα ωστήρια είναι υδραυλικά, δηλαδή έχουν υδραυλικό μηχανισμό πιστονιού και βαλβίδας αντεπιστροφής που λειτουργεί με πίεση λαδιού. Έτσι η ύπαρξη διάκενου ανάμεσα στη βαλβίδα και στο κοκοράκι δεν είναι απαραίτητη και οι βαλβίδες λειτουργούν αθόρυβα δίχως να απαιτείται ρύθμιση τους.  

Η ωστική ράβδος, είναι ένας λεπτός σωλήνας από χάλυβα ο οποίος λειτουργεί σαν προέκταση του ωστηρίου και μεταφέρει τη κίνηση του εκκεντροφόρου στο κοκοράκι της βαλβίδας. 

Τα κοκοράκια είναι μικροί χαλύβδινοι μοχλοί που βρίσκονται πάνω σε ένα κοίλο άξονα (φλογέρα), στο ένα άκρο υπάρχει μια βίδα για να ρυθμίζεται το διάκενο που πρέπει να υφίσταται για να εξουδετερώνονται οι διαστολές, στο άλλο άκρο υπάρχει ένα πλήκτρο το οποίο πιέζει το πάνω μέρος της βαλβίδας την κατάλληλη στιγμή για να ανοίξει. Όλος ο μηχανισμός λιπαίνεται με τη κυκλοφορία του λαδιού του κινητήρα μέσα από τις τρύπες που υπάρχουν στη φλογέρα.   

κοκοράκια

κοίλος άξονας + κοκοράκια

κοίλος άξονας (φλογέρα) όπου φαίνονται οι τρύπες λίπανσης

Οδηγοί βαλβίδων : Είναι οι χώροι μέσα στους οποίους κινούνται οι βαλβίδες, έχουν κυλινδρικό σχήμα και είναι τμήμα της κεφαλής του κινητήρα. Ο οδηγός της βαλβίδας εξασφαλίζει τη σωστή κίνηση της απορροφά τη θερμότητα που παράγεται, διευκολύνοντας τη ψύξη της βαλβίδας. Η σωστή λίπανση του οδηγού μειώνει τις τριβές ανάμεσα σ’ αυτόν και στο στέλεχος της βαλβίδας.

 κάτω όψη οδηγού βαλβίδας

κάτω όψη οδηγού βαλβίδας

πάνω όψη οδηγού βαλβίδας

  

Βαλβίδες της κεφαλής του κινητήρα

Οι 4χρονοι κινητήρες τρακτέρ έχουν σε κάθε κύλινδρό τους βαλβίδες. Οι βαλβίδες που κλείνουν την είσοδο του κυλίνδρου λέγονται βαλβίδες εισαγωγής, ενώ αυτές που κλείνουν την έξοδο βαλβίδες εξαγωγής. Η κεφαλή της βαλβίδας έχει πλευρική επιφάνεια ή επιφάνεια εδράσεως με κλίση 30^ο ή 45^ο και κολουροκωνικό σχήμα. Κατά συνέπεια και η επιφάνεια της κεφαλής πάνω στην οποία τοποθετείται η κεφαλή της βαλβίδας είναι και εκείνη κολουροκωνική με κλίση ίση με της βαλβίδας. Με τις επιφάνειες αυτές της κεφαλής και της έδρας της επιτυγχάνεται το στεγανό κλείσιμο της θυρίδας του κυλίνδρου.  Το μέγεθος της κεφαλής της βαλβίδας εξαρτάται από τον αριθμό των βαλβίδων που έχει κάθε κύλινδρος και από το μέγεθος του κυλίνδρου. Οι δύο βαλβίδες (εισαγωγής & εξαγωγής) είναι κατασκευασμένες από το ίδιο υλικό και μπορεί να έχουν κεφαλή ίδιου μεγέθους, συνήθως η βαλβίδα εισαγωγής κατασκευάζεται με μεγαλύτερη κεφαλή για να διευκολύνεται η είσοδος του καυσίμου ή του αέρα στους κυλίνδρους. Σε κάποιους κινητήρες οι έδρες των βαλβίδων αποτελούν ανεξάρτητα τμήματα τα οποία αλλάζονται  όταν φθείρονται, στους πιο πολλούς κινητήρες οι έδρες των βαλβίδων σχηματίζονται με κατάλληλη επεξεργασία πάνω στη κεφαλή του κινητήρα. Η σωστή επαφή της βαλβίδας εκτός από τη στεγανότητα του θαλάμου καύσεως εξασφαλίζει και τη ψύξη της βαλβίδας. Από τη κεφαλή της βαλβίδας, οι έδρες δέχονται μεγάλα ποσά θερμότητας τα οποία μεταφέρουν στην κεφαλή του κινητήρα για να μην καταστρέφονται οι βαλβίδες από υπερθέρμανση. Το στέλεχος της βαλβίδας εφαρμόζει τέλεια στον οδηγό της βαλβίδας μετά από ειδική επεξεργασία για να εξασφαλιστεί η καλή κίνηση της και η απόλυτη περιφεριακή επαφή βαλβίδας και έδρας. Στην πάνω άκρη η βαλβίδα έχει μια περιφερειακή εγκοπή όπου με 2 ημικωνικές ασφάλειες στηρίζεται ο δίσκος που συγκρατεί το ελατήριο.
Η ενημέρωση σας είναι μια προσφορά της https://www.krekis.gr/

Βαλβίδες κεφαλής του κινητήρα

 

Κεφαλή του κινητήρα

Κατασκευάζεται από χυτοσίδηρο, ή χυτοχάλυβα ή κράμα αλουμινίου (για διευκόλυνση της ψύξης λόγω καλύτερης θερμοαγωγιμότητας και για μικρότερο βάρος).  Είναι τοποθετημένη στο πάνω μέρος του κινητήρα του τρακτέρ, εφαρμόζεται πάνω από το σώμα των κυλίνδρων εξασφαλίζοντας έτσι τη στεγανότητα του θαλάμου καύσης. Καλύπτει τη τομή των κυλίνδρων, περιέχει τους θαλάμους καύσεως, τις διόδους ψύξεως, οι οποίοι συμπίπτουν με αυτούς του σώματος των κυλίνδρων για να κυκλοφορεί το ψυκτικό υγρό σε περίπτωση υδρόψυκτου κινητήρα, τους αναφλεκτήρες, τους αγωγούς εισαγωγής και εξαγωγής, τις βαλβίδες, τα ανοίγματα τους και τους μηχανισμούς για τη λειτουργία του.

Κεφαλή κινητήρα τρακτέρ

Ανάμεσα στη κεφαλή και στο σώμα των κυλίνδρων τοποθετείται φλάντζα ( μεταλοπλαστική κατασκευή με τρύπες για τους κυλίνδρους, τις βαλβίδες, το ψυκτικό υγρό, κλπ) για την εξασφάλιση της στεγανότητας.

Φλάντζα καύσεως τρακτέρ

Ιστορικό αναρτήσεων σχετικών με το κινητήρα

Στο παρελθόν έχουμε περιγράψει κάποια από τα μέρη ενός κινητήρα τρακτέρ καθώς και τη χρησιμότητα τους στη λειτουργία του. Πιο συγκεκριμένα, σκιαγραφήσαμε το σφόνδυλο, τη μπιέλα, το κύλινδρο, το πιστόνι, το στρόφαλο, ακόμη έγινε μνεία για τις Φάσεις λειτουργίας της τετράχρονης πετρελαιομηχανής, αναφερθήκαμε στις ενδεικνυόμενες ενέργειες πριν από την εκκίνηση του κινητήρα και στη λίπανση του. Διευρύναμε τη χρηστικότητα του περιεχομένου των αναρτήσεων με παροχή τεχνικών πληροφοριών σχετικά με : α) την Ζημιά στο στρόφαλο, β) τους λόγους για τους οποίους Χτύπησε μπιέλα ο κινητήρας, γ) την Ζημιά ή Βλάβη στα ελατήρια ενός πιστονιού, δ) τις αιτίες που Καίει λάδια ο κινητήρας και ε) τι εννοούμε όταν λέμε ότι είναι Πεσμένη η μηχανή.
Η  προσπάθεια για την όσο το δυνατό πληρέστερη ενημέρωση σας είναι μια προσφορά της http://www.krekis.gr/ 

Ισχύς και ιπποδύναμη

Συχνά διαβάζουμε ότι η ισχύς του κινητήρα ενός τρακτέρ είναι 150 ή 220 ίπποι. Σύμφωνα με τον ορισμό, ισχύς ενός κινητήρα είναι το έργο που αποδίδει σε ορισμένο χρόνο. Δηλαδή εάν ο χρόνος που χρειάζεται για να πραγματοποιηθεί ένα έργο είναι μεγάλος, η ισχύς που απορροφάται είναι μικρή ή και το αντίστροφο. Στο αγγλοσαξονικό σύστημα ο μηχανικός ίππος είναι συνδεδεμένος με την συντόμευση HP που αντιστοιχεί στο έργο που πραγματοποιείται από 550 ft-lb σε ένα δευτερόλεπτο (1 HP = 550 ft-lb /sec). Στο μετρικό σύστημα δηλώνεται ως PS και εκφράζει έργο 75 kp-m που αντιστοιχεί σε ένα δευτερόλεπτο. (1 PS= 75 kp-m/ sec). Η σχέση μεταξύ τους είναι : 1 HP = 1,01387 PS.

Η ισχύς του κινητήρα ενός τρακτερ δεν μπορεί να μετρηθεί στο χωράφι γιατί οι συνθήκες (έδαφος, θερμοκρασία, υγρασία αέρα, κλπ) συνεχώς μεταβάλλονται. Έτσι οι μετρήσεις γίνονται σε εργαστήρια με ειδικά δυναμόμετρα πέδης (μηχανικά, υδραυλικά ηλεκτρικά και με δινορεύματα). Για να μετρηθεί η ισχύς συνδέεται ο κινητήρας με το σφόνδυλο του στο σύστημα πέδησης. Κατά τη δοκιμή αυξάνονται σταδιακά οι στροφές του κινητήρα με συνέπεια να αυξάνεται η ισχύς του, ενώ ταυτόχρονα αυξάνεται το φορτίο του με το μηχανισμό πέδησης.  Η αύξηση των στροφών και του φορτίου του κινητήρα συνεχίζεται μέχρι να ισορροπήσει η ισχύς του κινητήρα και το φορτίο. Στο σημείο αυτό παρατηρείται η μέγιστη ισχύς του κινητήρα. Οι ενδείξεις του συστήματος πέδησης που σημειώνονται στο αντίστοιχο όργανο μετατρέπονται σε ισχύ με απλούς υπολογισμούς. Η ισχύς αυτή είναι γνωστή ως ισχύς στο σφόνδυλο.

Για τη μέτρηση της ισχύος του ο κινητήρας του τρακτέρ με το σφόνδυλο του συνδέεται στο σύστημα πέδησης ενώ λείπει το σύστημα μετάδοσης της κίνησης που απορροφά σημαντικό μέρος της ιπποδύναμης του. Έτσι λοιπόν όταν μετρούμε την ισχύ του και ο κινητήρας φέρει όλα τα βοηθητικά εξαρτήματα που χρειάζονται για τη λειτουργία του (αντλία νερού, φίλτρο αέρα, ανεμιστήρας, σύστημα εξαγωγής καυσαερίων, κ.λ.π) αναφέρουμε ότι αυτή είναι η πραγματική καθαρή ισχύς στο σφόνδυλο. Αυτός ο τρόπος μέτρησης είναι ευρύτερα γνωστός ως Γερμανικός βιομηχανικός Κανόνας.

Όταν μετρούμε την ισχύ του και ο κινητήρας δεν φέρει όλα τα βοηθητικά εξαρτήματα τότε η ισχύς του είναι μεγαλύτερη. Αυτός ο τρόπος μέτρησης εφαρμόζεται στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, ή ισχύς αυτή είναι γνωστή ως μικτή ισχύς στο σφόνδυλο.

Η ισχύς στο σφόνδυλο δεν έχει καμία πρακτική σημασία για τον γεωργό, εκείνο που τον ενδιαφέρει είναι η ισχύς στους κινητήριους μηχανισμούς μέσω των οποίων παρέχει έργο. Έτσι διακρίνουμε :

Την ισχύ στην έλξη, είναι η ιπποδύναμη που διαθέτει το τρακτέρ στο σημείο έλξης και επηρεάζεται από το βάρος του, την κατάσταση των τροχών, την ταχύτητα κίνησης και την κατάσταση της επιφάνειας του εδάφους. Η ισχύς αυτή είναι ένα ουσιαστικό κριτήριο για την εκτίμηση των γεωργικών ελκυστήρων.

Την ισχύ στο δυναμοδότη (pto), είναι η ιπποδύναμη που διαθέτει το τρακτέρ στο δυναμοδότη για τη κίνηση των διαφόρων γεωργικών μηχανημάτων (φρέζες, χορτοκοπτικές, κλπ). Η ισχύς αυτή έχει πρακτική εφαρμογή και χρησιμοποιείται για την εκτίμηση των γεωργικών ελκυστήρων.

Την ισχύ στη τροχαλία, είναι η ιπποδύναμη που διαθέτει το τρακτέρ στη τροχαλία για τη κίνηση γεωργικών μηχανημάτων που λειτουργούν σε στάση (σφυρόμυλος, ανυψωτήρας ρεύματος αέρα, κλπ) και αυτή η ισχύς αποτελεί κριτήριο για την εκτίμηση και επιλογή ενός τρακτέρ.