ЗИД-4,5
Содержание
Общие параметры
ЗИД-4,5 представляет собой четырехтактный одноцилиндровый бензиновый двигатель внутреннего сгорания воздушного охлаждения. Предназначен для установки на сельскохозяйственные машины и может быть использован на стационарных установках для механизации различных сельскохозяйственных работ. Двигатель имеет двухступенчатый редуктор с передаточными отношениями 1:6 и 1:2,91, понижающими числа оборотов коленчатого вала. Со стороны маховика имеется шкив для ременной передачи при работе двигателя на стационарной установке. Двигатель крепят двумя стойками картера к раме машины или стационарной установке. Запуск двигателя производится при помощи шнура, наматываемого на шкив. Запускать двигатель можно как на первой, так и на второй передачах редуктора. Возможен запуск двигателя и пусковой рукояткой за вал редуктора, но при этом требуется большое усилие, так как передача вращения на коленчатый вал происходит через редуктор. При установке редуктора на вторую передачу усилие для запуска требуется меньшее, чем при установке редуктора на первую передачу.
Годы выпуска | н/д |
Тип рабочего процесса | Искровое зажигание |
Тактность | 4 |
Кинематическая схема | н/д |
Количество цилиндров | 1 |
Количество впускных клапанов на цилиндр | 1 |
Количество выпускных клапанов на цилиндр | 1 |
Ход поршня, мм | 90 |
Диаметр цилиндра, мм | 86 |
Степень сжатия | 4 |
Объем рабочий цилиндра, см3 | 520 |
Объем рабочий двигателя, см3 | 520 |
Мощность двигателя, кВт | 4,5 |
при частоте вращения коленчатого вала, 1/мин | 2000 |
Крутящий момент, Нм | н/д |
при частоте вращения коленчатого вала, 1/мин | н/д |
Топливо | бензин автомобильный по ГОСТ 2084-56 |
Расход топлива в городе, л/100 км | 380г/л. с.час |
Расход топлива на трассе, л/100 км | 380г/л. с.час |
Расход топлива в смешанном режиме, л/100 км | 380г/л. с.час |
Масса двигателя, кг | н/д |
Габаритные размеры двигателя (ДхШхВ), мм | н/д |
Масло | автол 10, автол 6 |
Объем масла в двигателе, л | 1,6 |
Ресурс двигателя по данным завода, км | 500 ч. |
Основное назначение двигателя | стационарный |
Общий вид двигателя ЗИД-4,5
Разрезы
Конструкция
Картер является основной силовой частью двигателя. К нему крепятся все агрегаты и детали. Корпус картера 1 (фиг. 8 и 9) отлит из алюминиевого сплава. Крышка 1 картера (фиг. 10) отлита из алюминиевого сплава и крепится к заднему фланцу картера.
Цилиндр двигателя (фиг.11) состоит из корпуса 1 цилиндра и головки 2. Корпус цилиндра отлит из чугуна и имеет ребра для охлаждения. Внутренняя поверхность корпуса цилиндра подвергается хонигованию. Головка блока отлита из алюминиевого сплава и также имеет ребра для охлаждения. Камера сгорания головки цилиндра имеет полусферическую форму. В верхней части головки ввернута резьбовая втулка 11 под свечу. Между корпусом цилиндра и головкой устанавливается прокладка из асбесто-железистого полотна. Фланцем основания цилиндр крепят к картеру двигателя на 4х шпильках. Между цилиндром и картером устанавливается паронитовая прокладка. Цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапана.
Основными деталями КШМ (фиг.12) являются поршень с кольцами и пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик.
Поршень отлит из алюминивого сплава. Имеет три канавки для компрессионных колец и одну канавки для маслосборного кольца. В канавке для маслосборного кольца есть 12 отверстий для отвода масла. Поршневой палец (фиг.12) плавающего типа, фиксируется стопорными кольцами.
В верхнюю головку шатуна (фиг.14) запрессована бронзовая втулка с масляными каналами. Нижняя головка шатуна разъемная. Имеет баббитовую заливку. Между крышкой 3 и шатуном устанавливаются регулировочные прокладки 7. С их помощью выставляется зазор между шейкой коленчатого вала и рабочей поверхностью нижней головки шатуна (зазор должен быть 0.042-0.010мм). На наружней поверхности крышки шатуна есть черпачок 8 для разбрызгивания масла из поддона при работе двигателя.
При сборке двигателя шатун по внутреннему диаметру втулки верхней головки подбирают той же группы, что и поршень с пальцем (цвет краски должен совпадать на шатуне, пальце и поршне)
Коленчатый вал (фиг 15) кованный, изготавливается вместе с противовесами. Шатунная шейка 1 и поясок с лыской, по которому движется текстолитовый упор подвижного контакта якоря магнето, подвергаются закаливанию. В цапфу коленчатого вала запрессовывается хвостовик 4, выполненный вместе с зубчатым колесом z=12 (12 - кол-во зубьев), которое через зубчатое колесо z=72 передает вращение на распределительный валик. На шпонку 6 хвостовика коленчатого вала устанавливают зубчатое колесо z=23 редуктора. На конусный конец коленвала устанавливается маховик (см фиг.12). Он фиксируется гайкой.
Маховик (фиг.16) предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала и является ротором вентилятора. На наружнем торце маховика в радиальном направлении имеется 18 лопастей. В маховике расположены магниты 2 и полюсные наконечники (башмаки) 3 маховичного магнето. Заодно с маховиком выполнен шкив диаметром 95мм и шириной 70мм. Для возможности запуска двигателя за шкив в нем сделана косая прорезь шириной 6мм, в которую закладывается шнур. Собранный маховик статически балансируется.
ГРМ (фиг. 17-18) состоит из клапанов, пружин клапанов, толкателей, распредвала и клапанной коробки. Работой клапанов управляют кулачки распредвала и зубчатое колесо z=72, которое получает вращение от колеса z=12 хвостовика коленвала. Передаточное отношение от коленчатого вала к распределительному составляет 1:6. Кулачки распределительного валика располагаются друг по отношению к другу под углом 120. При установке на двигатель нужно, чтобы зуб с меткой на шестерне коленчатого вала оказался между зубьями с метками на шестерне распределительного вала. На толкателе клапана есть болт с контровочной гайкой. С помощью того болта регулируется величина зазора между торцом штока клапана и толкателем. Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке, запрессованной в гнездо цилиндра. Зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой должен быть 0.055 - 0.105мм. Клапанный зазор выставляется 0.2 - 0.25мм для обоих клапанов. На каждом клапане присутствует одна возвратная пружина.
Для снижения оборотов ведущей звездочки 6 (фиг.19) двигатель имеет двухступенчатый редуктор с передаточными отношениями 1:6 и 1:2,91. Корпус 7 редуктора образует камеру, внутрр которой расположены детали передачи на распределительный валик и приводной вал. Приводной вал редуктора 8 расположен на одной оски с распределительным валом 20. Вдоль приводного вала скользит по шлицам зубчатое колесо 9 z=67, которое при помощи вилки переключения передач 1 может быть перемещено в одно из трех положений. Либо одна из двух передач, либо "нейтраль"
Система питания
В систему питания двигателя входят топливный бачок, фильтр-отстойник, карбюратор, воздухоочиститель, выхлопной патрубок с глушителем и регулятор.
Топливный бачок 1 (емкость 8л) имеет заливную горловину 2, внутрь которой вставлен сетчатый фильтр 3. Горловина закрывается пробкой 4, в которой имеется отверстие для сообщения внутренней полости бачка с атмосферой. В нижней части бачка расположены сливная пробка 5 и фильтр- отстойник с краником. Топливный бачок устаналивается на специальные приливы стойки двигателя к раме и крепится к ним на два хомута.
На двигателе ЗИД-4.5 устанавливается карбюратор ЗИД-12 (К-12Ж) (фиг.21). Карбюратор ЗИД-12 поплавковый, горизонтального типа. Топливо из топливного бачка поступает самотеком к приемному штуцеру карбюратора и, пройдя через фильтр 1 (фиг.22), заполняет поплавковую камеру. Постоянный уровень топлива в поплавковой камере поддерживается поплавком 4 и игольчатым клапаном 2. Из поплавковой камеры топливо по каналу 5 поступает к главному жиклеру 6. Из этого же канала топливо поступает к пусковому жиклеру 7 (жиклер холостого хода). Перед запуском нужно прикрыть воздушную заслонку 8 и дроссельную заслонку 9. При прокручивании двигателя, над дроссельной заслонкой и в канале 10 создается значительно разрежение воздуха, вследствие чего топливо из жиклера холостого хода 7 поступает в канал 10. При смешивании топлива с воздухом, поступающего в канал 10 через отверстие 11 образуется эмульсия. В смесительной камере 16 эмульсия разбавляется воздухом и в виде смеси засасывается в цилиндр. На холостом ходу питание двигателя происходит также, как при запуске, но с открытой воздушной заслонкой. Если дроссельная заслонка будет открыта больше, одновременно с увеличением оборотов двигателя возрастет разрежение воздуха в диффузоре 12, вследствие чего начнет работать главный жиклер. Величина сечения калиброванного отверстия главного жиклера постоянна и не регулируется. На рабочих режимах двигателя воздух, поступающий через отверстие 11 не оказывает влияние на качество рабочей смеси, так как благодаря резкому уменьшению разрежения в канале хх поступает незначительно. Поэтому при переходе на рабочий режим двигателя не стоит завинчивать винт хх. Обеднение или обогащение смеси на разных оборотах достигается следущим образом. При резком открытии дроссельной заслонки смесь обогащается за счет запаса топлива, находящегося в кольцевом колодце 14 главного жиклера. При больших оборотах двигателя, после того, как уровень топлива в кольцевом колодце снизится до уровня отверстий 13, атмосферный воздух через отверстия 15 входит внутрь жиклера, в результате смесь обедняется. Конструкция карбюратора приведена на фиг.23
Двигатель снабжен масляным воздухоочистителем (фиг.24)
Для уменьшения шума при выходе отработавших газов на выхлопном патрубке имеется глушитель (фиг.25).
Центробежный автоматический регулятор обеспечивает работу двигателя на различных и переменных нагрузках (фиг.26). Устройство следующее: дроссельная заслонка 3 карбюратора соединена тягой 2 с рычагом 1 регулятора. При повороте рычага регулятора вправо открывается дроссельная заслонка карбюратора и тем самым увеличивается подача горючей смеси, а при повороте влево дроссельная заслонка прикрывается и уменьшается подача смеси. Во время работы двигателя на рычаг регулятора действуют две силы: сила пружины 4, соединяющая рычаг регулятора с промежуточным рычагом 5, которая стремится увеличить открытие дроссельной заслонки карбюратора, и центробежная сила кулачков 11, смонтированных на зубчатом колесе регулятора, возникающая при вращении последнего. Эта сила стремится развести кулачки и через палец 12 передается на рычаг регулятора, но стремится повернуть его в обратную сторону, то есть прикрыть дроссельную заслонку. Пружина отрегулирована таким образом, что при полном открытии рычага управления 8 центробежное усилие кулачков начинает преодолевать усиление пружины при превышении 2000 об/мин. Таким образом данный регулятор может поддерживать постоянные обороты двигателя. Для работы на более низких оборотах нужно уменьшить натяжение пружины. Это производится поворотом рычага управления 8, которые через трос управления 7 поворачивает промежуточный рычаг 5 и тем самым изменяет натяжение пружины регулятора и устанавливает необходимое число оборотов двигателя.
Система смазки
В двигателе ЗИД-4,5 применяется система смазки разбрызгиванием. При работе двигателя, через сетчатый фильтр масляный насос нагнетает масло из поддона картера в лоток, установленный под кривошипом. Из лотка масло захватывается черпиком и разбрасывается внутри картера, образуя масляный туман. Масло заливается непосредственно в картер в количестве 1.6 л. Основными элементами системы смазки являются: поддон картера, черпачок крышки шатуна, масляный насос, маслоуказатель, масляный фильтр, клапан-сапун и масломер.
Масляный насос (фиг. 27) - плунжерного типа, предназначен для подачи масла из поддона в лоток. Производительность насоса - около 0.35 л/мин при оборотах коленвала 2000 об/мин и температуре окружающего воздуха 20. Принцип действия насоса следующий: При работе двигателя эксцентрик на распределительном валике (см. фиг 17) нажимает на стержень насоса, а стержень через шайбу нажимает на поршенек. Поршенек, двигаясь по втулке сжимает пружину. Когда стержень будет сходить с эксцентрика распредвала, то поршенек под действием пружины будет возвращаться обратно. В это время нижний шарик откроет отверстие во втулке поршенька и масло через образовавшееся отверстие будет засасываться из поддона картера в пружинную полость масляного насоса. При повторном нажатии эксцентрика распределительного вала на стержень масляного насоса нижний шарик закроет отверстие во втулке поршенька. В этот момент верхний шарик под действием сжимаемого в полости пружины поршеньком масла откроет отверстие в поршеньке и масло через отверстие в шайбе будет нагнетаться в паз картера, а оттуда, через отверстие А в лоток.
Масляный фильтр надевается на втулку поршенька масляного насоса и опирается на дно поддона картера. Допускать работу двигателя без масляного фильтра нельзя, это чревато засорением масляного насоса, и прекращением подачи масла, что вызовет аварию двигателя.
Для проверки работы масляного насоса в передней части картера двигателя устанавливается маслоуказатель (фиг. 28,29). Шток маслоуказателя ступенчатый. Большим диаметром штока перекрывается канал подвода масла к отверстию маслуказателя, а малым диаметром (при нажатии на кнопку до упора) открывает доступ масла из отверстия в корпусе маслоуказателя. При этом шток маслуказателя перекрывает доступ масла к лотку. Сразу же после запуска двигателя нужно нажать кнопку маслоуказателя. Если масляный насос исправен, то через отверстие в корпусе потечет струйка масла.
[[Файл:Фигура_28.JPG|мини|центр|x600px|1-маслоуказатель, 2-кнопка, 3-прилив корпуса маслоуказателя, 4-масломер, 5-пробка клапана-сапуна, 6-корпус регулятора, 7-крышка клапанной коробки]
Для стравливания повышенного давления в картере двигателя в верхней части корпуса находится клапан-сапун (фиг.30). При повышенном давлении в картере этот клапан стравиливает лишнее давление в атмосферу.
Система зажигания
Система зажигания состоит из магнето, свечи и провода высокого напряжения.
Магнето маховичного типа (фиг. 31, 32) предназначено для вырабатывания электрического тока низкого напряжения и преобразования его в ток высокого напряжения. При вращении коленвала в сердечнике индукционной катушки от магнита, находящегося в маховике, образуется переменное магнитное поле. Переменное магнитное поле сердечнике, создаваемое вращением магнитов, возбуждает в первичной цепи ЭДС. Если первичная цепь замкнута, то по ней потечет ток низкого напряжения.Этого напряжения недостаточно для пробивания зазора между электродами свечи и воспламенения топливо-воздушной смеси в цилиндре двигателя. Для получения тока высокого напряжения на тот же круглый сердечник индукционной катушки, поверх первичной обмотки намотана вторичная обмотка. Благодаря наличию лычки на коленчатом валу и молоточка якоря, при вращении коленчатого вала происходит прерывание электрической цепи и резкое исчезновение магнитного поля, возбуждаемого первичной обмоткой. Исчезающее магнитное поле, в силу закона индукции, возбуждает во вторичной обмотке, находящейся в этом магнитном поле высокое напряжением. Это напряжение зависит от силы тока в первичной обмотке, резкости исчезновения магнитного поля и числа витков вторичной обмотки. Число витков вторичной обмотки подбирается так, чтобы во вторичной цепи было создано напряжение, достаточное для ионизации искрового промежутка свечи. В момент разрыва первичной цепи между электродами свечи (фиг.33) проскакивает искра, воспламеняющая топливо-воздушную смесь в цилиндре двигателя. Момент искрообразования выставляется по углу поворота коленчатого вала. Опережение зажигания постоянно и равно 20-25 градусов до ВМТ такта сжатия.
Система охлаждения
Двигатель имеет принудительное воздушное охлаждение при помощи вентилятора (фиг. 34). Ротором вентилятора служит маховик, имеющий 18 лопастей
Маховик и цилиндр двигателя закрыты кожухом, который является одновременно корпусом вентилятора (фиг.35). Головка цилиндра прикрыта съемным кожухом. При вращении маховика лопасти вентилятора засасывают воздух и прогоняют его между кожухом и ребрами цилиндра и головки.