Autod-Traktorid I kordamisküsimused 2013-2014 (0)

AUTOD-TRAKTORID – I
KORDAMIKÜSIMUSED
2013/2014.Õ.-A.
1. Sisepõlemismootorite tüübid
Sisepõlemismootorid jagunevad:
I. Kolbmootor , kogu tööprotsess toimub mootori silindris ;
II. Turbiinmootor, pidevatoimeline mootor, mis muundab mehaaniliseks tööks voolava auru, gaasi või vee kineetilist energiat (töötav aine voolab läbi düüside või juhtaparaadi tööratta kõverpinnalistele labadele ja paneb viimase pöörlema.
2. Sisepõlemismootorite liigid
Turbiinmootorid jaotuvad:
1) auruturbiinmootorid (alates mõni kW… 1200 MW ja rohkem, ne = 30 000 min-1):
aktiivturbiinid,
b) reaktiivturbiinid (töötava aine töö = voolsuuna muutumine + paisumise reaktiivjõud, mille osatähtsus on üle 50%) ;
2) gaasiturbiinmootorid ( võivad tarvitada gaas -, vedel- või tahket kütust)
3) hüdroturbiinmootor(tavaliselt statsionaarne ):
aktiivturbiinid,
b) reaktiivturbiinid
Kolbmootorite liigitus on laiaulatuslik.
J. Ivandi esitab mootori tööprotsessi mõistmise seisukohalt järgmise liigituse:
1) teoreetilise ringprotsessi põhjal:
a) kütuse teoreetiliselt püsivmahulise põlemisega (Ottoringprotsess),
b) kütuse põlemine toimub teoreetiliselt kas ainult püsival rõhul
(Dieseli ringprotsess) või osaliselt ka püsival mahul (Trinkler-
Sabathei ringprotsess);
2) gaasijaotuse korralduse järgi:
a) neljataktilised mootorid ,
b) kahetaktilised mootorid;
3) kasutatava kütuse järgi:
a) gaasimootorid,
b) vedelkütuse mootorid,
c) vedelgaaskütuse mootorid;
4) küttesegu moodustamise asukoha järgi mootori suhtes:
a) välise segumoodustamisega mootorid (Stirlingi mootor),
b) sisemise segumoodustamisega mootorid;
5) küttesegu süütamise mooduse järgi:
a) sundsüütega mootorid,
b) kompressioonsüütega mootorid,
c) kombineeritud süttimisega mootorid;
6) silindrite laadimise iseloomu järgi:
a) ülelaadimiseta mootorid,
b) ülelaadimisega mootorid:
Turbolaaduriga,
Ülelaaduriga;
7) silindrite arvu ja asetuse järgi:
kahe silindriblokiga;tähtmootortähtmootori erijuhus; vastak-või boksermootor ühis väntvõlliga;kaherealine ja ühise väntvõlliga, Wankel engine .
8) pöörlemissuuna järgi:
a) parem- või vasakpoolse pöörlemisega mootorid,
b) reverseeritavad ja mittereverseeritavad mootorid;
9) väntvõlli asetuse järgi silindri telje suhtes:
a) tsentreeritud väntvõlliga mootorid,
b) detsentreeritud väntvõlliga mootorid;
10) kasutusvaldkonna alusel:
statsionaarsed mootorid (ka külmutusvagunites!),
sõidukite mootorid,
11) kolvikäigu kiiruse järgi ( Cp = 2 S n):
a) aeglasekäigulised mootorid ( Cp= 3.5…6.5 m/s);
b) keskmise kiirusega mootorid ( Cp= 6.5…9.0 m/s )
c) kiirekäigulised mootorid (Cp= 9.0…15.0 m/s); 1
12) jahutussüsteemi järgi:
õhkjahutusega,
b) vedelikjahutusega,
13) kolvikäigupikkuse järgi:
a) lühikäiguline mootor (S/D b) ristkäiguline mootor (S = D), c) pikakäiguline mootor (S/D >1).
3. Kolbmootori põhisõlmed ja nende inglisekeelsed nimetused
4. Kolbmootoris toimuvate protsesside loetelu ja iseloomustus
1) sisselaskeprotsess; 2) surveprotsess; 3) segumoodustusprotsess; 4) põlemisprotsess;
5) paisumisprotsess; 6) väljalaskeprotsess.
Sisselaskeprotsessi ülesandeks on täita silinder ottomootoris värske kütteseguga ja
diiselmootoris puhta õhuga. Protsess realiseeritakse peale heitgaaside väljastamist mootori
silindrist . Sisselaskeprotsessi abil garanteeritakse ottomootoris (karburaatormootoris)
kvantitatiivne (kütus, õhk, heitgaasid , karterigaasid) ja diiselmootoris (pritseottomootoris)
kvalitatiivne segumoodustus.
Surveprotsess algab 4-taktilises mootoris momendist, kui sulguvad mootori sisselaskeklapid
ja 2-taktilises mootoris pärast gaasivahetust. Surveprotsessi ülesandeks on suurendada
ringprotsessi temperatuuri-intervalli, ette valmistada küttesegumoodustamiseks parim
keskkond, saavutada kütuse paremad põlemistingimused ja gaasi täielikum paisumine
töötaktil.
Segumoodustumisprotsess algab sellest momendist, kui silindrisse suunatakse kütus. Hetkel
on bensiini- ja diiselmootoritel on kütuse suunamise protsess silindrisse erinev.
Segumoodustumisprotsessi iseärasused sõltuvad, kas tegemist on ülelaadimiseta või
ülelaadimisega mootoriga.
Põlemisprotsess, algab momendist kui küttesegu komprimeerimise tulemusena tekkivad
silindris esimesed ülihapendite ergastatud ühendid, mis kutsuvad esile küttesegu kohttsentrite
helesinised hõõgumised, mille järgi hilisemalt tekkivad esimesed küttesegu põlemiskolded.
Väljalaskeprotsess, algab kolvi suureneva mahu ja vahetult maksimaalse temperatuuri
languse tingimustes, mis kraadides väljund ca 60 kraadi EASS-i
5. Mootoritöö põhimõisted
Surnud seis – kolvi liikumise lõppasend. Eristatakse kolvi alumist surnud seisu (ek – ASS; vk – HMT; sk – UTP; ik – BDC) ja ülemist surnud seisu ( ek – ÜSS; vk – BMT; sk – OTP; ik – TDC);
Kolvi-käik – kolvi liikumisteekond ühest surnud seisust teise (S);
Taktiks nim. mootori ühe kolvikäigu jooksul tehtud tegevust. Neljataktilises mootoris toimub neli takti : sisselase; surve; töö ja väljalase. Seega on mootori taktiarv tööprotsessis Tt = 4. Samas toimuvad eeltoodud protsessid väntvõlli kahe pöörde jooksul, mistõttu 4-taktilisel mootoril on taktiarv pöördel Tp = 2.
Tööprotsess / tsükkel on mootoris kindla korra järgi toimuv ja korduv taktide summa;
Tööjärjekord – mootoris kindla korra järgi ja korduvalt toimuvad silindrite tööprotsessid;
Silindri mahud – kolvi liikumisel tekkiv ruumala. Eristatakse silindri üldmahtu ja töömahtu:
*) ruumala, mis tekib kolvi liikumisel ülemisest surnud seisust alumisse, nimetatakse silindritöömahuks;
*) mahtu, mis tekib silindris, kui kolb asub ülemises surnud seisus, nimetatakse põlemiskambri mahuks;
*) silindri üldmaht on silindri põlemiskambri ja töömahu summa;
*) mootori töömaht on kõigi silindrite töömahtude summa;
Surveprotsessi lõpprõhk on füüsikaline suurus, mida saab mõõta manomeetriga ja selle ühikuks on MPa;
Pöörlemissagedus on väntvõlli pöörete arv aluseks võetud ajaühikus: 1/min ja 1/s;
Koormus iseloomustab ühe tsükli jooksul tehtud tööd;
Võimsus on väntvõlli poolt kindlas ajaühikus tehtav töö;
Süütehetk / süütemoment on nurga suurus ülemise surnud seisu suhtes sellest momendist, millal toimub sädeme tekitamine või kütuse sissepritsimine. Seda nurka mõõdetakse väntvõlli pöördenurga kraadides.
6. Mootori erinäitarvud
a) kolvi keskmine kiirus:
vk = S n / 30 [m/s],
kus vk - kolvi keskmine kiirus, vk = 8…12 m/s, S - kolvikäik, n - väntvõlli pöörlemissagedus;
b) kolvikäigu ja silindri läbimõõdu suhe: βks = S / D,
kus D - silindri läbimõõt;
c) energiatihedus: we = ( Pex Tt ) / (Vhx n x Tp ) [(kW x s) / m3 ],
kus Pe - efektiivvõimsus, Tt - taktiarv tööprotsessis ( 4 või 2), Tp - taktiarv pöördel ( 2 või 2);
d) pöördemomendielastsus: Km = ( Mdmaxx nnom )/( MdPenomx nMdmax ) ,
kus MdMax - maksimaalne pöördemoment, nnom - nimipöörlemissagedus, MdPenom - pöördemoment maksimaalsel võimsusel, nMdmax - pöörlemissagedus maksimaalsel pöördemomendil, Km> 1 (vt. mootori regulaatorkarakteristik);
e) kütuse erikulu: be = 103x Bk / Pe [g / (kW x h) ],
kus Bk – kütuse tunnikulu,
f) erimass kW kohta: mPe = mmootor / Pe [ kg / kW ],
kus mmootor – mootori mass,
g) erimass Nm kohta: mMd = m / Mdmax [kg / (Nxm) ];
h) liitervõimsus: Pel = Pe / (i x Vh ) = pex n / ( 225 Tt ), [kW / l ],
kus pe – keskmine efektiivrõhk, i - silindrite arv, Vh - silindri töömaht,
i) pöördemomendi varutegur:
μ = (Md.max – Md.nom)/Md. nom ;
7. Ottomootori eripära

8. Diiselmootori eripära
Diiselmootori eelised:
suurema surveastme tõttu kulutab diiselmootor tööühiku kohta 20 … 25 % vähem kütust
diiselmootor töötab raskemate kütustega, mis on odavamad ja vähem tuleohtlikud
Diiselmootori puudused:
kõrgema rõhu tõttu silindris on vajalik detailide suurem tugevus, mistõttu mootori mõõtmed ja mass on suuremad, kui ottomootoril
vibratsiooni ja müra tase on kõrgemad, diiselmootor käivitub raskemini
9. Neljataktilise sisepõlemismootori indikaatorvõimsuse tuletuskäik
P=W/t
Tsükli indikaatortöö:
Tsüklite arv sekundis:
Indikaatorvõimsus:
Mootori indikaatorvõimsus:
10. Kolbmootori mehhanismid ja süsteemid ning nende eesmärk
Mehhanismid:
a) vänt-kepsmehhanism; b) gaasijaotusmehhanism ; c) abimehhanismid; d)roolimehhanism; e) reduktorid.
Süsteemid:
a) toitesüsteem; b) õlitussüsteem; c) jahutussüsteem; d) käivitussüsteem; e) süütesüsteem;
f) elektrisüsteem; g) pidurisüsteem; h) hüdrosüsteem; i) avariisüsteem j) riputussüsteem.
Enamik mehhanisme ja süsteeme paiknevad mootoriplokis või on kinnitatud sellele.
11. Mootoriploki tehniline iseloomustus ja valmistamise materjalid
Mootoriplokk on jõuallika suurim ja keerukam detail, mis valatakse üldjuhul ühes tükis ja hoiab mootorit koos.Mootoriplokk valmistatakse hallmalmist, alumiiniumi- või magneesiumisulamist liiv- või muldvormvalu teel. Mootoriploki kaudu kantakse kerele üle ka kõik mootori tööst esile kutsutud tasakaalustamata jõud.
Küttesegu põlemisel gaaside poolt esilekutsutud jõud kanduvad väntvõllile ja sealt edasi mootoriploki raamlaagritele. Raam- ja kepsulaagripesade ülemised pooled on mootoriplokki töödeldud, alumised pooled kinnitatakse nende külge poltidega.Mootoriploki kaudu kantakse kerele üle ka kõik mootori tööst esile kutsutud tasakaalustamata jõud.
Mootoriplokk koosneb üldjuhul järgmistest sõlmedest: a) mootoriplokk; b) plokikaaned; c) karter ; d) karterikaas/õlivann
Mootoriplokk võib olla valmistatud monoliitsena, st tervikplokina või on komplekteeritav erinevatest osadest.
Mootori plokke võib liigitada alljärgnevalt: a) vedelikjahutusega; b) õhkjahutusega; c) kuivhülssidega (on ümbritsetud kõikjal plokimaterjaliga); d) märghülssidega (puutuvad kokku jahutusvedelikuga); e) diiselmootoriplokk; f) ottomootoriplokk; g) vahetatavate hülssidega; h) sõltuvalt ploki konstruktiivsest kujust, mille tingivad silindrite asetused (näiteks: tähtmootori plokk ).
12. Plokikaane tehniline iseloomustus ja valmistamise materjalid
Mootori silindrit katab silindripea. Mitme silindri ühist peade komplekti nim. plokikaaneks.Plokikaas valmistakse üldjuhul AL-sulamist.On olemas õhk- ja vedelikjahutusega mootorite plokikaaned. Üldjuhul asub mootoriploki ja plokikaane vahel plokikaanetihend. Plokikaanetihend valmistatakse kuumuskindlast ja survele vastupidavast materjalist: teras-vaskasbestist. Tihendi silindriääred kaetakse metall - ja õli ning jahutusvedeliku kanalite ääred sünteetilisest kummist äärisega.
Plokikaane ülesandeks on tagada:
a) põlemiskambri, jahutusvedeliku- ja õlikanalite ning muude avasuste hermeetilisus;b) ülekanda indikaatorrõhu reaktiivkomponenti (pi.max = 200 bar);c) tagada gaasijaotusmehhanismi töö ja vajadusel turbokompressori paigutus ;d) tagada vajalik soojusvahetus, vastu pidada laiatemperatuurilisele töökeskkonnale (-40 kuni + 1000 0C).
Plokikaanes on järgmised sissetöötlused ja avaused:
põlemiskambrid, õli- ja jahutusvedelikukanalid, klapipesad, klapisääre puksid, kinnituspoltide avad, sisse- ja väljalaskekanalid, küünla-, eelsüüteküünla või pihustiavaused.
Plokikaane paigalduse kord ja kinnituspoltide pingutusmomendid sõltuvad plokikaane valmistusmaterjalist.
13. Kahetaktilise mootori tööprintsiip ja selle eripära
Võrdsete parameetrite korral on 2-taktiline mootor 60 … 70 % võimsam 4-taktilisest mootorist; 2-taktilised mootorid töötavad ühtlasemalt;2-taktilised mootorid on ehituse ja kasutuse poolest lihtsamad; 2-taktilised mootorid on ebaökonoomsemad, Kahetaktiline mootor tähendab seda, et töötsükkel koosneb kahest taktist(kahe kolvikäigu) ehk väntvõlli ühe täispöörde jooksul. põlemisjääkide eemaldamine silindrist ja selle täitmine värske kütteseguga toimub peaaegu üheaegselt töötakti lõpul ja survetakti algul. Tänu sellele saab mootori töötsüklit teostada väntvõlli ühe täispöörde vältel.
14. Vänt-kepsmehhanismi sõlmede loetelu
Vänt-kepsmehhanism koosneb järgmistest osadest: a) kolb;b) kolvirõngas; c) kolvisõrm ; d) keps ja selle laagrod; e) väntvõll ja selle laagrid; f) hooratas .
15. Väntvõlli tehniline iseloomustus ja valmistamise materjalid
Väntvõll valmistatakse terasvalu sepisest (dropforged) või tugevast malmist . Võllikaelte arv sõltub väntvõllile mõjuvast pöördemomendist ja väntvõlli pöörlemissagedusest. Võlli- ja vändakaelu ühendavad väntvõlli põsed, mille jätkuvateks osadeks on vastukaalud.
Üldjuhul läbib kogu väntvõlli õlikanal, mis moodustab vändakaelas õlitasku ja töötab tsentrifugaalfiltrina. Mustuse osakeste eemaldamiseks õlitaskust keeratakse välja walukustuskorgid.
Väntvõll omab veel: sidurivõlli tugilaagrit; õlitõrjeseibe otsalaagrite juures; väntvõlli väändevõngete summutit; hooratta kinnitusäärikut ja abiseadmete käitamise hammasratta kinnituselemente.
Madala pöörlemissagedusega mootorite väntvõllid töötavad kuul- või rulllaagrite peal. Põhiliselt aga laagriliudade peal või vedeliksurve keskkonnas.
16. Kepsu tehniline iseloomustus ja valmistamise materjalid
Kepsud valmistatakse terasest , malmist, alumiinumist ja ka titaanist.Kepsud liigitatakse kolvisõrme istust lähtuvalt: liugistuga ja pinguga paigaldatud kolvisõrmed. Kepsu ülemine pea (kepsusilm) on üldjuhul mitte lahtivõetav ja varustatud pronkspuksiga. Kepsusilmon alt tehtud laiem, kuna surve mõjutab selle alaosa. Kepsu alumine pea on üldjuhul demonteeritav ja varustatud liuglaagriga. Alumine pea on lahtivõetav ja varustatud liuglaagriga.
Kepsu alumise pea lõiketasand võib olla pikiteljega mitte täisnurkne, mis on vajalik kepsu monteerimiseks väntvõllile läbi hülsi.
Kepsusääre ristlõige on I-kujuline. Kepsupea määrimine võib toimuda alumise laagriliua kaudu läbi I- kujulise kepsusääre sees oleva õlikanali. Kepsu alumise pea osapooled on segiajamise vältimiseks erimärgistatud.
Kepsu alumise pea laagriliudade pöördumise vältimiseks tööprotsessis on laagriliuad ja kepsu alumise pea osapooled varustatud sisselõigetega.
17. Väntmehhanismile mõjuvad jõud ja nende arvutusvalemid
1. Gaaside rõhujõud:F = A × pi = pi × ( × D2 )/4 = 0,785 D2 × pi
2. Normaaljõud:N = F × tan ;
3. Kepsule avalduv jõud: S = F / cos ;
4. Tangentsiaaljõud: T = S × sin ( +);
5. Radiaaljõud: R = S × cos ( + );
6. Pöördemoment: Md = T × r = N × u = FA ×b.
18. Väntmehhanismi tüübid
1 – reasmootor2 - V-kujuline mootor3 - radiaal/tähtmootor4 - bokser-/lamamootor (vastassilindritega) 5 - U-mootor6 – vastastiku asetsevate kolbidega mootor
19. Kolvi tehniline iseloomustus ja valmistamise materjalid
Kolvi materjalile esitatakse järgmised nõuded:a) vähene tihedus;b) suur soojusjuhtivus ;c) vähene kulu ka kõrgel temperatuuril;d) vähene soojuspaisumine ;e) väiksem soojuspaisumistegur kui silindril ;f) kõrge soojuskindlus ;g) kõrge vastupidavus deformatsioonile ja väsimus-purunemisele;h) kolvihõlm kaetakse hõõret vähendava materjaliga ( Nissan Almera).
Kolvid valmistatakse legeeritud (Ni + Mg) alumiiniumi-vase või alumiiniumi-siliitsumi sulamist.
Kolvi funktsioonid: a) kanda põlemisgaaside poolt tekitatud jõud üle kepsule; b) töötada koos kepsuga ja tagada silindris selle liikumisteekond; c) oma konstruktsiooni ja lisaelementidega tihendada mootori põlemiskambrit ja eristada see karterist; e) üle kanda soojust jahutussüsteemi; f) kahetaktilistel mootoritel juhtida seguvahetust.
20. Kolvi tüübid ja liigid
Kolvi tüübid: 1) silinderkolb; 2) pöördkolb; 3) tervikkolb; 4) liitkolb.
Kolb liigitub:a) terasvöökolb; b) terasest kompressioonrõnga pesaga kolb; c) astmelise põhjaga e ninakolb d) kumer -, lame- ja nõgus-peakolb; e) sisemise põlemis-kambriga(ta) kolvid; f) põlemiskambri jahutusega(ta) kolvid.
Nendel kolvidel, millel osa põlemiskambrist on kolvi sees (otsepritse diiselmootor), on kolb seetõttu kõrge.
21. Kolvi koostisosad
a) kolvipõhi; b) kolvipea; c) kolvisoon alljärgnevad parameetrid : *) kolvisoone sügavus ja laius; *) kolvisoone põhi*) kolvisoone paksend *) kolvisoone lauppind d) kolvirõnga sillus e) õlirõnga soon f) kolvirõnga lukkg) kolvihõlm/säär h) kolvisilm/-kõrgend/- tapp i)kolvisõrm j) kolvisõrmeava k) tasandusväljalõige l) kolvisääre tugipind m) paisumispilud n) suurima/vähima külgsurvega kolvisäär o) õlieraldusaugudp) kolvi vähim/suurim diameeter r) kolviharja ja silindri vaheline pilu
22. Kolvi geomeetria ja temperatuuritsoonid
23. Diisel - ja ottomootori kolvirõngad ning nende ristlõiked
Diiselmootori kolvirõngad
1) kumer kompressioonrõngas koos kolvi valatud terasvööga 2) koonusekujuline kompressioonrõngas sisemise faasiga 3) koonusekujuline kompressioonirõngas 4) vedruterasrõngas
Ottomootori kolvirõngad
1) tünnikujuline sile kompressioonrõngas 2) siseõõnsusega koonusekujuline 3) napierrõngas 4) kitsa õlijuhtimiskanaliga õlirõngas 5) mitmeosaline õlirõngas
Kolvirõngasteläbilõige tehakse viltune või astmeline, mistõttu püsib rõngassoon puhtam ja õli tõrjumine on tõhusam.
24. Mootori silindrite tööjärjekord ja selle määramisemetoodika
Samanimeliste taktide vaheldumise järjekorda eri silindrites nim. tööjärjekorraks.Neljataktilistel mootoritel toimub üks töötakt väntvõlli kahe pöörde jooksul, vastavalt mootori silindrite arvule, peavad väntvõlli kahe pöörde jooksul toimuma kõikides mootori silindrites töötaktid.
Üldjuhul kehtib silindrite vahelise