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, в условиях пустынь — 6 г/м3. В состав дорожной пыли входят оксиды кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок оксида кремния (кварца) в 2 раза превышает твердость высококачественных сталей. За 1 ч работы тракторный двигатель средней мощности засасывает около 200 м3 воздуха. Если его не очищать, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов пыли, вызывающей ускоренное изнашивание цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Поэтому при нарушении герметизации в соединениях воздухоподводящих деталей и подсосе неочищенного воздуха срок службы двигателя сокращается в десятки раз.

На тракторах в основном применяют комбинированные воздухоочистители, представляющие собой сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха. Различают трех- и двухступенчатые комбинированные воздухоочистители.

Трехступенчатый воздухоочиститель наиболее часто применяют на тракторных двигателях. Первая ступень очистки воздуха в нем обеспечивается инерционным очистителем, вторая ступень контактная, с масляной ванной, третья – контактная, с фильтрующими элементами.

Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воздуха установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов и состоит из корпуса 3 (рис. 37, а), головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на трубе хомутом закреплен воздухозаборный колпак 6 с центробежным пылеотделителем. В корпус воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к корпусу стяжными болтами прикреплен поддон 1 с масляной ванной.

Комбинированные воздухоочистители

Рис. 37. Комбинированные воздухоочистители: а – трехступенчатый; б – двухступенчатый; в – индикатор засоренности; 1 – поддон; 2 – фильтрующие элементы; 3 – корпус; 4 – воздухоотводящий патрубок; 5 — завихритель; 6 — воздухозаборный колпак с центробежным пылеотделителем; 7 — окно для удаления пыли; 8 — сетка; 9 — заборная труба; 10 — опорная обойма; 11 — головка; 12 – чашка; 13 — кронштейн крепления воздухоочистителя; 14 – крышка корпуса; 15 – гайка-маховичок крепления крышки; 16 и 17 — дополнительный и основной фильтры-патроны с фильтрующими элементами; 18 и 19 — внутренний и наружный кожухи фильтров- патронов; 20 – корпус второй ступени очистки; 21 – трубка индикатора засоренности; 22 – колпачок; 23 — смотровое окно; 24 – корпус индикатора

Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 попадает внутрь инерционного очистителя и, ударяясь 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 выводятся 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, забрасывает масло на сетки фильтрующих элементов 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, смоченные маслом, улавливают мельчайшие механические примеси воздуха.

Двухступенчатый воздухоочиститель (рис. 37, б) сухого типа с бумажными фильтрующими элементами. Первая, предварительная, ступень очистки — центробежный пылеотделитель, удаляющий крупную пыль из потока воздуха. Вторая ступень очистки — фильтры-патроны: основной 77 и дополнительный 16 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 20 воздухоочистителя и основным фильтром-патроном. Затем воздух проходит последовательно через основной и дополнительный фильтры-патроны, где очищается от мелких частиц пыли, и направляется через патрубок 4 в цилиндры.

Для контроля за степенью засоренности фильтрующих элементов и определения необходимости проведения ТО этих воздухоочистителей предусмотрен индикатор засоренности (рис. 37, в). Его устанавливают либо на впускном трубопроводе, либо в кабине. Индикатор засоренности представляет собой прозрачный корпус, под которым установлен поршень с ярко-красной окраской по окружности. Полость корпуса соединена трубкой 21 с патрубком выходного корпуса воздухоочистителя или впускным трубопроводом. Индикатор срабатывает при загрязнении фильтрующих элементов воздухоочистителя. По мере его засоренности увеличивается разрежение во впускном трубопроводе дизеля и поршень индикатора, преодолевая сопротивление пружины, перемещается в прозрачном корпусе. В смотровом окне 23 появляется часть поршня, окрашенная в красный цвет.

Турбокомпрессор. Для повышения мощности двигателя необходимо, чтобы в цилиндры подавалось больше воздуха, предварительно сжатого в компрессоре, и топлива, которое полностью сгорит и выделит больше энергии.

Турбокомпрессор используют для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя. Он состоит из среднего корпуса 1 (рис. 38), центробежного компрессора, газовой турбины и установленных в них колес 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4.

Турбокомпрессор дизеля СМД-62

Рис. 38. Турбокомпрессор дизеля СМД-62: 1 — средний корпус; 2 — втулка; 3 – корпус компрессора; 4 – вал; 5 и 9 – колеса компрессора и турбины; 6 – канал подвода масла; 7 — корпус турбины; 8 — вставка турбины

Отработавшие газы по выпускному коллектору 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 его по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя.

Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения — около 900 с-1. При их незначительной несбалансированности может возникнуть сильная вибрация. Поэтому опорой валу служит бронзовый подшипник типа качающейся втулки 2.

Через специальный щелевой фильтр масло нагнетается к втулке и по сверлению в ней поступает во внутреннюю полость для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку. Последняя 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. Номинальное (нормальное) давление масла после фильтра турбокомпрессора 0,2…0,4 МПа,