Устройство воздушной магистрали

Воздушная магистраль системы питания дизельного двигателя включает в себя воздухоочиститель, всасывающий коллектор, а на некоторых двигателях и турбокомпрессор. Очистка воздуха в воздухоочистителях может быть:

• • фильтрующей;
• • контактной;
• • инерционной с удалением пыли эжектором или без эжектора.

В различных конструкциях воздухоочистителей применяется различное сочетание очистных элементов. При фильтрующей очистке воздух проходит через обычную сетку или многослойную кассету.

Контактная очистка достигается изменением направления воздушного потока, на пути которого находится масляная ванна или смазанная маслом сетчатая кассета.

Инерционный воздухоочиститель представляет собой циклонную камеру или несколько камер в виде труб, по которым воздух проходит с завихрением. Пыль отбрасывается к стенкам камеры и осаждается на ее дне или отсасывается эжектором. Эжектор выполнен в виде трубопровода, соединяющего пылесборник с выхлопной трубой двигателя.

Воздухоочистители. На рис. 36—38 показаны наиболее типичные конструкции воздухоочистителей.

В воздухоочистителе с масляной ванной, представленной на рис. 36, воздух вначале проходит через заборную трубу 1 и как бы ударяется о масло, улавливая крупные частицы пыли. Затем он направляется вверх и проходит через фильтрующие кассеты 5—7 в патрубок воздухоочистителя, который соединен с всасывающим коллектором двигателя. Сетчатые или пористые элементы (кассеты) могут быть проволочные, из капроновых нитей, поропластовые и из других материалов. В них осаждается, более мелкая пыль и частицы масла.

Рис. 36. Воздухоочиститель с масляной ванной:

• 1 — заборная труба; 2 — головка воздухоочистителя; 3, 8 — соответственно верхняя и нижняя анкерные сетки; 4 — корпус воздухоочистителя;
• 5,6,7 — соответственно верхний, средний и нижний фильтрующие элементы (кассеты); 9 — упорное кольцо; 10 — уплотнительное кольцо; 11 — внутренняя масляная ванна; 12 — отверстие для прохождения масла; 13 — поддон;
• 14 — стяжной болт; 15 — гайка-барашек

На рис. 37 показан воздухоочиститель с несколькими циклонными камерами. Здесь воздух вначале очищается в сетке 1, затем проходит в циклонные трубы 5 и очищается вторично от крупных частиц пыли, которые отсасываются эжектором 8. Далее очищенный воздух из центральной части циклонов под действием разрежения во всасывающем коллекторе проходит в кассеты 3 и направляется в цилиндр двигателя через открытый впускной клапан.

Рис. 37. Воздухом мститель с циклонными камерами (ЛХТ-100):

• 1 — сетка; 2 — воздухозаборная труба; 3 — кассеты; 4 — кожух; 5 — циклонные трубы; 6 — труба для отсоса пыли; 7 — бункер; 8 — эжектор; 9 — искрогаситель;
• 10 — патрубок

На некоторых двигателях (Д-240, СМД-68 и др.) устанавливается индикатор засоренности фильтра. Если контрольная лампочка на щитке приборов загорается ярким красным светом — это означает, что требуется прочистка фильтра.

В двигателях с турбокомпрессором (СМД-18БН, СМД-68, ЯМЗ- 240НБ) очищенный воздух нагнетается в цилиндры компрессором. Система очистки двухступенчатая. Она содержит турбокомпрессор 1 (рис. 38), воздухозаборник 3, воздухоочистители 2 и 4, эжектор, соединительные трубы. Воздух, засасываемый двигателем, через воздухозаборник всасывающей трубы поступает в два параллельно работающих циклонных воздухоочистителя I ступени, где в циклонах происходит предварительная очистка. Эжектор отсасывает пыль из этого воздухоочистителя. Окончательная очистка происходит в кассетных воздухоочистителях II ступени — кассетах; на ЯМЗ-240НБ они картонные, на СМД-68 полиуретановые. Далее воздух поступает в турбокомпрессор, который нагнетает его в цилиндры двигателя под избыточным давлением 0,04…0,08 МПа (0,4…0,8 кг/см²), что способствует более эффективному сгоранию топлива, увеличению мощности двигателя на 20…25%.

Рис. 38. Схема очистки и подачи воздуха турбокомпрессором (К-703.

и др.):

• 1 — турбокомпрессор; 2,4 — воздухоочистители (кассеты, циклонные камеры);
• 3 — воздухозаборник; 5 — выхлопная труба

Турбокомпрессор работает под действием выхлопных газов дизельного двигателя.

Устройство турбокомпрессора двигателя СМД-18БН (ЛХТ-100) показано на рис. 39. Он состоит из колеса турбины 16 и колеса компрессора 22, жестко установленных на одном валу ротора 15, вращающиегося в бронзовой втулке 6. Колесо турбины 16 отлито из жаропрочной легированной стали, а колесо компрессора 22 — из алюминиевого сплава. Колеса вместе с валом динамически сбалансированы, так как при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизельного двигателя частота вращения вала 15 достигает 40 тыс. оборотов в минуту. Вращающаяся часть турбокомпрессора (ротор) помещается в корпусе, который состоит из трех частей: чугунного корпуса компрессора 3, корпуса турбины 10, и среднего корпуса 20, выполненных из алюминиевого сплава. В корпусах турбины и компрессора установлены вставки 11 и 21. Вставка 11 с сопловым венцом 17 образует проточную часть турбины для прохода выхлопных газов дизеля. Вставка 21 с лопаточным диффузором образует канал для прохода воздуха из воздухоочистителя во впускной коллектор двигателя. Корпус турбины и корпус компрессора крепятся к среднему корпусу 20. В турбокомпрессоре имеются газомасляные уплотнители в виде дисков 2 и 8, маслоотражатель 23, втулка 14, уплотнительные кольца 1 и 13, прокладка 18. От воздействия горячих газов диск 8 турбины защищен экраном 9, диск компрессора уплотняется стопорным кольцом 4 с резиновой манжетой.

Работает турбокомпрессор следующим образом. Отработанные газы из выпускного коллектора двигателя через сопло поступают на лопатки колеса турбины 16, вращая его вместе с валом и колесом компрессора 22. Из турбины газы выходят через выпускную трубу в атмосферу. При вращении колеса компрессора создается разрежение во вставке 21 корпуса компрессора, в результате чего воздух всасывается через воздухоочиститель и поступает на лопатки компрессора 22. Под действием центробежной силы воздух нагнетается через впускной коллектор в цилиндры двигателя.

Рис. 39. Турбокомпрессор двигателя СМД-18БН:

• 1,13 — кольца уплотнительные; 2 — диск уплотнения компрессора;
• 3 — корпус компрессора; 4 — стопорное кольцо; 5 — щиток; 6 — втулка;
• 7 — гайка крепления корпуса турбины; 8 — диск уплотнения турбины;
• 9 — экран; 10 — корпус турбины; 11 — вставка турбины; 12 — кольца уплотнения

соединения с выпускной трубой; 14 — втулка уплотнения; 15 — вал ротора;

• 16 — колесо турбины; 17 — венец сопловый; 18 — прокладка; 19 — гайка крепления корпуса компрессор; 20 — корпус средний; 21 — вставка компрессора;
• 22 — колесо компрессора; 23 — маслоотражатель; 24 — гайка специальная

Устройство и работа турбокомпрессора дизельных двигателей СМД- 60, СМД-68 аналогичны вышеописанному турбокомпрессору.