Назначение и устройство систем питания двигателей воздухом

И систем наддува

Система питания двигателя воздухом обеспечивает забор воздуха из атмосферы, очистку его от пыли, повышения его плотности и распределение по цилиндрам двигателя.

В систему питания двигателя В-46 воздухом входят: воздухоочиститель, установленный отдельно от двигателя в машине; центробежный нагнетатель Н-24, помещенный на верхнем картере со стороны носка дизеля; тройник впускного трубопровода, направляющий сжатый воздух из нагнетателя во впускные коллекторы. Для отвода отработавших газов служат два выпускных коллектора, установленные на головках блоков.

Рис. 5.6 Система питания воздухом двигателя В-84МС:

1 - выпускной патрубок; 2 – компенсатор; 3 – турбокомпрессор (нагнетатель); 4 - впускные коллекторы; 5 - воздухопитающая труба; 6 – воздухоочиститель; 7 - выпускной коллектор; 8 - трубы отсоса пыли из пылесборника воздухоочистителя

Воздухоочиститель предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли. Воздухоочиститель В-46 двухступенчатый с автоматическим удалением пыли из пылесборника, установлен в силовом отделении у правого борта и крепится через резиновые амортизаторы на двух кронштейнах на перегородке силового отделения и съемном кронштейне на правом борту.

Нагнетатель Н-46 центробежного типа, приводной предназначен для подачи воздуха в цилиндры двигателя с избыточным давлением.

Нагнетатель расположен на верхней половине картера двигателя со стороны носка коленчатого вала на горизонтальной площадке. Состоит из повышающего редуктора и проточной части.

На двигателе устанавливаются коллекторы впуска по одному на каждый блок. Коллекторы крепятся к головке блока с помощью шести фланцев, под которые устанавливаются прокладки. Горловины коллекторов соединяются с тройником впускного трубопровода. Тройник впускного трубопровода крепится на шпильках к улитке нагнетателя (через фланец крышки).

Устройство для выпуска отработавших газов

На каждой из головок блока установлено по одному выпускному коллектору, которые концевыми квадратными фланцами устанавливаются в стороны передачи двигателя и к этим фланцам подсоединяется компенсатор трассы выпуска машины.

Каждый коллектор состоит из основной наружной трубы с приваренными к ней шестью патрубками с фланцами для крепления коллектора к головке блока.

С противоположной стороны от квадратного фланца к трубе коллектора приваривается фланец для подсоединения аппаратуры ТДА.

Внутренняя экранировка и воздушный зазор между коллекторами и внутренними экранами являются теплоизоляционной прослойкой, предохраняющей наружные стенки коллектора от воздействия отработавших газов.

Между фланцами выпускных коллекторов и головками блоков для уплотнения стыка установлены прокладки.

В систему питания воздухом двигателя КамАЗ-740(рисунок 5.7) входят: воздухоочиститель мультициклонный 5, уплотнитель 3, воздушный фильтр 2, впускные коллекторы, индикатор засоренности воздушного фильтра, патрубки и трубопроводы 3.

Воздухоочиститель мультициклонный одноступенчатыйс автоматическим удалением пыли предназначен для первичной очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли. Необходимость предварительной очистки воздуха вызвана тем, что в наддувном двигателе увеличен расход воздуха и тем самым повышаются требования к его очистке.

Крепится мультициклонный воздухоочиститель на задней панели кабины.

Уплотнитель представляет собой гофрированный резиновый патрубок, внутрь которого вставлен нажимной диск, служащий опорой для распорной пружины. Последняя обеспечивает герметичность соединения уплотнителя 3 с воздушным фильтром 2.

Воздушный фильтр сухого типа, двухступенчатый, предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли. Для повышения эффективности очистки воздуха, поступающего в двигатель, на фильтрующий элемент надевается предочиститель 1- оболочка из нетканого фильтровального полотна.

Впускные коллекторы служат для распределения воздуха по цилиндрам. Через паронитовые прокладки они крепятся на боковых поверхностях головок цилиндров двигателя.

Работа системы питания двигателя воздухом заключается в следующем. При пуске и работе двигателя в воздухоочистителе мультициклонном 5 создается разрежение за счет работы турбокомпрессоров. Соответственно разрежение создается и в пылесборнике, которое передается на клапаны ниппельные воздухоочистителя мультициклонного, и его лепестки сжимаются, исключая подсос воздуха.

Рис. 5.7 Система питания двигателя воздухом:

1 - кронштейн; 2 - воздушный фильтр; 3 - уплотнитель; 4 - входная труба к воздушному фильтру; 5 - воздухоочиститель мультициклонный; 6 - стойка; 7 -

воздухопровод; 8 - угловой шланг

Воздух, поступающий из атмосферы через воздухопровод, подводится к циклонам и завихряется за счет спирального канала в циклонах. В результате возникает центробежная сила, способствующая отделению поступающих с воздухом частиц пыли, и очищенный воздух поступает к воздушному фильтру для последующей очистки. Отделившаяся пыль скапливается в пылесборнике, которая после останова двигателя через раскрывающиеся клапаны ниппельные удаляется в атмосферу.

Очистка воздуха в воздушном фильтре двухступенчатая. Первая ступень очистки воздуха осуществляется в моноциклоне вследствие резкого изменения направления потока воздуха. За счет действия центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и сгоняются в бункер. Вторая ступень очистки воздуха производится в картонном фильтрующем элементе. Проходя через поры картона, воздух на его поверхности оставляет мелкие частицы пыли. Очищенный воздух через патрубки, воздухопроводы, турбокомпрессоры попадает в коллекторы, распределяющие воздух по цилиндрам двигателя.

Благодаря системе газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха за счет использования части энергии отработавших газов обеспечивается подача предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.

На двигателе В-46 устанавливается нагнетатель, который приводится в действие от коленчатого вала, через повышающий редуктор.

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя КамАЗ-740 (рисунок 5.8) за счет использования части энергии отработавших газов обеспечивает подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя. Система состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров, выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха, подводящих и отводящих коллекторов.

Рис. 5.8 Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения

наддувочного воздуха:

А - воздух; В - воздух после воздухоочистителя; С - отработавшие газы; 1 - теплообменник охлаждения наддувочного воздуха; 2 - радиатор системы охлаждения; 3 - вентилятор; 4 - двигатель; 5 – турбокомпрессор.

Турбокомпрессор предназначен для увеличения плотности заряда воздуха, поступающего в цилиндры, с целью сжигания в том же рабочем объеме большего количества топлива и повышения литровой мощности двигателя.

Турбокомпрессоры устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров.

Выпускные коллекторы выполняются цельнолитыми из высокопрочного чугуна и крепятся к головкам цилиндров болтами и контрятся замковыми шайбами. Для компенсации угловых перемещений, возникающих при нагреве, под головки болтов крепления выпускного коллектора устанавливаются специальные сферические шайбы.

Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины турбокомпрессоров, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками, которые являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене. Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра также уплотняется прокладкой.

Охладитель наддувочного воздуха обеспечивает охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры двигателя от турбокомпрессоров, что способствует лучшему наполнению цилиндров свежим зарядом воздуха.

Охладитель наддувочного воздуха типа «воздух - воздух» включает в себя теплообменник, подводящий и отводящий коллекторы. Теплообменник 1 (рисунок 5.8) установлен перед радиатором системы охлаждения 2 таким образом, что при движении автомобиля и при включении в работу вентилятора системы охлаждение матрица теплообменника обдувается встречным потоком воздуха.

Воздух от воздухоочистителя поступает в центробежные компрессоры турбокомпрессоров 5, сжимается и подается под давлением по подводящему коллектору в теплообменник охлаждения наддувочного воздуха. Далее охлажденный воздух поступает по отводящему коллектору охладителя в цилиндры двигателя.