Воздухоочиститель и турбокомпрессор

Воздухоочиститель. Воздух содержит большое количество пыли. Например, в сухую погоду при работе с почвообрабатывающими машинами ее количество достигает 2,5 г/м³, а в условиях пустынь - 6 г/м³. В состав дорожной пыли входят окиси кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок окиси кремния (кварца) в 2 раза превышает твердость высококачественных сталей. За 1 час работы факторный двигатель средней мощности засасывает около 200 м³ воздуха. Если не очищать воздух, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов пыли. Твердые частицы вызывают ускоренный износ цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Поэтому нарушение герметизации в соединениях воздухопроводящпх деталей и подсос неочищенного воздуха в десятки раз сокращают срок службы двигателя.

Работа трактора и автомобиля без очистки воздуха, поступающего в цилиндры, недопустима

Рис.3

Комбинировынные воздухоочистители

На современных тракторах и автомобилях в основном применяют комбинированные воздухоочистители, представляющие собой сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха.

Различают двух- и трехступенчатые комбинированные воздухоочистители

Трехе гупенчатый воздухоочиститель наиболее часто применяют на тракторных двигателях. Первая ступень очистки воздуха обеспечивается в нем инерционным очистителем вторая ступень - контактная, с масляной ванной, третья - тоже контактная но с фильтрующими элементами.

Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воздуха установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов. Он состоит из корпуса 3

головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на заборной трубе хомутом закреплен инерционный очиститель 6. В корпус воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 капроновой путанки Снизу к корпусу пристяжными болтами прикреплен поддон 1 с масляной ванной.

Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 попадает внутрь инерционного очистителя и, соприкасаясь с наклонными лопастями завихрителя 5, получает вращательное движение. Крупные частицы пыли, попавшие с воздухом в очиститель, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке выпадают наружу. В инерционном очистителе отделяется 2/3 пыли, содержащейся в воздухе. Поток воздуха с мелкими частицами пыли на большой скорости движется вниз по заборной трубе, соприкасается с поверхностью масла в поддоне и резко меняет направление и скорость. При этом мелкие частицы пыли остаются в масле, а воздух проходит через фильтрующие элементы в выходной патрубок 4 к цилиндрам двигателя Фильтрующие элементы 2 улавливают мельчайшие механические примеси воздуха.

Двухступенчатый воздухоочиститель автомобильного двигателя, называемый обычно воздушным фильтром, состоит из корпуса 13 фильтра и фильтрующего элемента 14.

Фильтрующий элемент в сборе с крынкой представляет собой неразборную конструкцию. В качестве набивки фильтрующего элемента применена капроновая щетина с диаметром нитей 02...0.3 мм. Корпус воздушного фильтра имеет в нижней части специальную выитамповку - масляную ванну, в которую заправляется моторное масло. Корпус фильтрующего элемента и корпус фильтра уплотнены резиновой прокладкой.

При работе двигателя воздух входит в кольцевую щель между корпусом 13 фильтра и филырующим элементом 14. Пройдя вертикальный кольцевой канал, образованный этими корпусами, воздушный поток поворачивается на 180" над масляной ванной. При этом крупные частички пыли, продолжая двигаться по инерции вниз, попадают в масло и оседают на дне масляной ванны. Затем воздух входит в фильтрующий элемент, очищается в нем и направляется в цилиндры.

Кроме такой конструкции, применяют воздухоочистители сухого типа с бумажными фильтрующими элементами. В этом воздухоочистителе имеются две ступени очистки. Первая предварительная ступень очистки - инерционньй очиститель, удаляющий из потока воздуха крупную пыль. Он состоит из патрубка 6 , колпака 9 и завихрителя 8. С помощью стяжного хомута 5 инерционный очиститель закреплен на входном патрубке 4 воздухоочистителя. Вторая ступень очистки - филырььпатроны основной 12 и дополнительный 13 с бумажными фильтрующими элементами из специального высокопористого картона. Картон сложен в виде шторы и заключен между сетками.

При такте впуска воздух проходит через инерционный очиститель, где очищается от крупных частиц пыли, и с мелкими частицами пыли направляется в кольцевое пространство между корпусом 2 воздухоочистителя и основным фильтром-патроном.

Рис.7

6. Воздухоочистителя сухою типа:

Затем воздух проходит последовательно через основной 12 и дополнительный 13 фильтры-патроны где очищается от мелких частиц пыли, и направляется через выходной патрубок 1 в турбокомпрессор.

В воздухоочистителе, как показано на рисунке крупные частицы пыли отделяются в результате резкого изменения направления потока воздуха при входе в патрубок 19. Под действием разрежения в патрубке 22. соединенном с эжектором отсоса пыли они выбрасываются с отработанными газами в атмосферу. Во второй ступени этого воздухоочистителя имеется один сменный картонный фильтрующий элемент тонкой очистки (фильтр-патрон).

Для контроля за степенью засоренности фильтрующих элементов и определения необходимости проведения технического обслуживания этих воздухоочистителей предусмотрен индикатор засоренности. Его устанавливают либо на впускном трубопроводе, либо в кабине. Индикатор засоренности представляет собой прозрачный колпак, под которым установлен барабан с ярко-красной краской по окружности. Полость колпака соединена трубкой с патрубком выходного корпуса воздухоочисттгтеля или с впускным трубопроводом. Автоматически индикатор срабатывает при загрязнении фильтров-патронов воздухоочистителя. При этом увеличивается разрежение в выходном патрубке корпуса воздухоочисппеля и барабан перемещается в прозрачном колпаке. В окнах колпака появляется ярко-красный сигнал, указывающий на необходимость проведения ТО.

Турбокомпрессор. Мощность двигателя можно повысить, подавая в цилиндры воздух, предварительно сжатый в компрессоре (наддув). Если в цилиндры подано больше воздуха, го можно подать больше топлива, которое полностью сгорит и выделит больше энергии.

Турбокомпрессор используют для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя. Он состоит из среднего корпуса 1 центробежного компрессора и газовой турбины, колес 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4.

Отработавшие газы по выпускному трубопроводу попадают в камеру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса 9 турбины, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу. Закрепленное на валу колесо 5 компрессора засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлением 0.05...0,06 МПа нагнетает по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя, увеличивая наполнение их воздухом

Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения около 666.6 с^-1 (40 000 оборотов в минуту), незначительная их несбалансированность может вызвать сильную вибрацию. Поэтому опорой валу служит подшипник типа «качающейся» втулки 2.

Через специальный щелевой фильтр масло нагнетается к втулке, и по сверлению в ней оно поступает во внутреннюю полость для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной гроточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку, которая гасит вибрацию, возникающую при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла, поступающего в турбокомпрессор, на среднем корпусе установлен штуцер для манометра. Нормальное давление масла после фильтра турбокомпрессора должно быть 0,2.. .0,4 МПа

3. Топливные баки и фильтры.

Топливные баки. Топливо на тракторе и автомобиле хранится в баке. На некоторых факторах и автомобилях, кроме основного, предусмотрен дополнительный бак.

Топливный бак 9 состоит из двух штампованных из листовой стали и сваренных между собой половин Внутри бака вварены две перегородки, придающие ему необходимую жесткость.

Рис.8

Фильтры грубой очистки топлива:

7.Фильтры грубой очистки топлива

а -тракторный;

б –автомобильный;

1-пробка сливной

горловины;

2- топливоподводящая

трубка;

3- корпус;

4-гопливоотводящая трубка;

5-распределительпотока топлива;

-нажимное кольцо;

- стакан;

8- сетчатый фильтрующий элемент;

9 - успокоитель;

10- пластинчатый фильтрующий элемент;

11- отверстия

— стержень;

— пластины;

— выступ;

А -вход топлива; Б — выход очищенного

Перегородки также гасят колебания большой массы топлива при движении трактора и предотвращают сильные удары топлива о стенки бака. В нижней части перегородки имеются вырезы для прохода топлива между отсеками бака. В верхней части бака вварена горловина для заливки топлива. В горловину бака вставлен сетчатый фильтр, состоящий из стального каркаса, покрытого латунной сеткой

Количество топлива в баке определяют мерной линейкой или топливомерной трубкой. Горловину бака закрывают крышкой, в которой находится отверстие, сообщающее внутреннюю полость бака с атмосферой. Во избежании перебоев в работе двигателя это отверстие следует прочищать, так как в него входит воздух вместо израсходованного топлива. Чтобы вместе с воздухом в бак не попадала пыль, крышка заполнена фильтрующей набивкой из стальной проволоки. Надежное уплотнение крышки с баком обеспечивается пробковой прокладкой, прижимаемой к крышке болтом через стальные шайбы.

В нижней части тракторного бака вварены угольник сливного крана 11 и втулка расходного крана 10. Расходный кран необходим для прекращения поступления топлива в систему питания двигателя. Через сливной кран 11 удаляют отстой топлива. Металлический топливопровод от бака к фильтру грубой очистки топлива на некоторых тракторах заменен пластмассовым из поливинилхлоридной трубки

В верхней части основного бака вмонтирован поплавковый датчик 7 электрического указателя уровня топлива.

Топливные фильтры. На автотракторных двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки

Фильтр грубой очистки топлива очищает топливо от крупных механических примесей. Он имеет сетчатьй фильтрующий элемент 8 (рис. 7,а), состоящий из отражателя и латунной сетки с ячейками размером 0,09 мм Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввернута в корпус 3 и прижимает к нему распределитель 5, имеющтй восемь отверстий, равномерно расположенных по окружности.

Фильтрующий элемент находится внутри стакана 7. Последний закреплен на корпусе с помощью нажимного кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронтгтовой прокладкой. В нижней части стакана установлен специальный успокоитель 9.В резьбовую втулку стакана ввернута сливная пробка 1.Во время работы двигателя топливо проводится в фильтр через трубку 2 и отверстия распределителя 5. Затем оно стекает вниз через кольцевую щель между отражателем и стенкой стакана. Часть топлива по инерции попадает под успокоитель, где оседают крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через центральное отверстие успокоителя топливо поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетчатьй элемент, топливо очищается от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей трубке 4.

В фильтре грубой очистки топлива некоторых автомобилей в качестве фильтрующего элемента использован набор пластин 13, изготовленных из алюминиевой ленты толщиной 0,15 мм. В пластинах выполнены выступы 14 высотой 0. 05 мм. Отверстия. И для прохода топлива и два отверстия для прохода фиксирующих стержней 12.

Топливо поступает в фильтр через входное отверстие и попадает в стакан 7. Поскольку скорость движения топлива в стакане резко уменьшается по сравнению со скоростью в топливопроводах, вода и крупные механические примеси отстаиваются и оседают на дно. Для периодического слива отстоя служит пробка 1. Затем топливо проходит в щель между пластинами и через отверстия в пластинах выходит очищенным через отводящее отверстие Частицы крупнее 0,05 мм задерживаются фильтром.

Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических примесей и воды. Одно секционный тракторный фигтыр имеет один или несколько гоплпмгых фильтрующих элементов, установленных в корпусе 6 . В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1. для слива загрязненного топлива из фильтра.

Фильтрующие элементы 4 состоят из тллиндрических картонных заключенных в жестяные крышки каркасов с отверстиями для прохода топлива и фильтрующих штор, изготовленных из специальной бумаги и свернутых в многогранную винтовую гармошку. В верхней и нижней частях фильтрующие элементы - неразборные. Каждый из них надет на штырь. Сверху на корпусе фильтра установлена крышка 7, на которой смонтирован продувочный вентиль 9.

Все фтшьтрующтте элементы работают параллельно. Поток топлива под давлением подкачивающей помпы входит через отверстие А в корпус фильтра» а затем гроходит через отверстия каркаса и через фильтрующие шторы - внутрь фильтрующего элемента. Очищенное от мельчайших примесей топливо через отверстие Б направляется топливопроводом низкого давления в топливный насос.

Продувочньй вентиль служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Для удаления воздуха отвертывают рукоятку вентиля и нагнетают топливо с помощью подкачивающей помпы. При этом шарик под давлением топлива отходит от гнезда, и через открывшееся отверстие ш корпуса фильтра тонкой очистки по трубке 5 топливо выходит наружу. При наличии в топливной системе воздуха из сливной трубки будут вначале выделяться пузырьки. Когда топливо из трубки пойдет ровной струей, рукоятку заворачивают и шарик перекрывает сливное отверстие.

На некоторых тракторах двигателях установлены двухсекционные фильтры тонкой очистки топлива.В этих фильтрах топливо проходит параллельно или последовательно через оба фильтрующих элемента. Второй элемент - контрольный: по степени его загрязнения судят о работе фильтра грубой очистки топлива и первого элемента тонкой очистки В случае загрязнения первый элемент тонкой очистки можно промыть, и не снимая фильтр. Для этого в крышке фильтра вмонтирован кран, который может быть установлен в два положения: рабочее и на промывку. Во время промывки направление потока топлива в первой секции меняется на обратное. При этом отвертывают на два оборота сливную пробку первой секции и сливают загрязненное топливо с осевшими механическими частицами на наружной поверхности фильтрующего элемента

В мощных тракторных двигателях на двухступенчатый фильтр тонкой очистки устанавливают дополнительный контрольный, включающий один фильтрующий элемент, взаимозаменяемый с основными

Фильтр тонкой очистки топлива автомобиля устанавливают между топливным насосом и карбюратором Он состоит из корпуса 6. стакана-отстойника 14 и фильтрующего элемента 4. который выполняют керамическим или из мелкой сетки, свернутой в виде рулона. При работе двигателя часть механических примесей выпадает в виде осадка на дно стакана-отстойника, а остальные задерживаются фильтрующим элементом

Вместо фильтра, изображенного на рис. 8, в. устанавливают двухсекционньй фильтр, в котором топливо последовательно проходит два фильтрующих элемента, расположенных в одном корпусе. Фильтрующие элементы изготовлены из бумаги, уложенной в виде «гармошки». Фильтрующий элемент первой ступени очистки топлива расположен снаружи фильтрующего элемента второй ступени очистки. Оба элемента заключены в общий картонный каркас с боковыми отверстиями. Неочищенное топливо поступает по топливопроводу в отверстие, расположенное в цилиндрической стенке корпуса фильтра. При работе двигателя топливо под давлением идет через боковые отверстия каркаса в фильтрующий элемент первой ступени очистки, а затем в фильтрующий элемент второй ступени очистки. Пройдя последовательно оба элемента, топливо очищается от мелких механических примесей, проходит внутрь фильтра в центральную полость и выходит из фильтра через отверстие, расположенное в днище корпуса. Для выпуска воздуха из фильтра в его крышке установлена пробка с дроссельным отверстием.

Рис.9

Фильтры тонкой очистки