Расскажите о назначении устройстве и принципе действия воздухоочистителя дизеля
Обновлено: 25.04.2024
На тепловозе применен унифицированный тепловозный воздухоочиститель.
Основными узлами воздухоочистителя (рисунок 11) являются корпус 20 и кассета 15.
Кассета состоит из фильтрующей части, изготовленной из капроновой щетины (первый слой снизу), и набора проволочных сеток, служащих для улавливания масла и возврата вместе с частицами пыли в отстойник корпуса. Для обеспечения стекания масла с кассеты она расположена наклонно и должна быть установлена только так, чтобы прорезь в ее опорной части, прилегающей к воздухозаборнику, совпадала со штифтом 14, имеющимся на перемычке посредине воздухозаборника. При неправильном положении кассеты возможен унос масла во всасывающую магистраль дизеля, приводящий к нагарообразованию на клапанах и другим дефектам.
Корпус и кассета плотно прижимаются к сборнику воздуха с помощью стяжного стержня 8 и гаек 9. Для исключения прохода воздуха не через фильтрующую кассету служат резиновые прокладки, прижимаемые к центральным трубкам корпуса и кассеты пружинами 22, и резиновые уплотнительные рамки 10. Для очистки воздушные фильтры могут быть сняты с тепловоза целиком, а также по частям из дизельного помещения.
Действие воздушного фильтра происходит следующим образом: при работе дизеля на малых нагрузках, когда расход воздуха небольшой, воздух не может открыть заслонку и проходит через узкую щель в поддон блока циклонов. В циклонах воздушный поток, закручиваясь, создает подъемную силу, которая увлекает находящееся в поддоне масло и вместе с воздухом подает его в кассету.
Возврат масла с пылью происходит через отсек, отделенный вертикальной перегородкой от полости всасывания воздуха. В поддон блока циклонов масло попадает через трубу, входное отверстие которой приподнято от дна для исключения попадания загрязненного масла. При работе дизеля под нагрузкой, когда увеличивается расход просасываемого воздуха, поток последнего открывает заслонку 5, и большая часть воздуха идет прямо на кассету, минуя циклоны. Величина открытия заслонки зависит от расхода воздуха.
Если забор воздуха снаружи затруднен (сильный снегопад, ливень, пыльная буря) возможен забор воздуха непосредственно из машинного помещения. Для этого необходимо открыть дверцу 4 переходников 3.
Заправка корпусов маслом производится через горловины, закрытые щупом 16.
При работе тепловоза на дне корпусов скапливается вода, попадающая с воздухом при дожде, и загрязнения, которые необходимо периодически удалять путем открытия крана 19. Для подвешивания емкости (ведра) имеются крючки 17.
Рисунок 11 - Воздушный фильтр дизеля
Оборудование систем дизеля
Клапан паровоздушный
Клапан паровоздушный смонтирован в крышке заливочной горловины водяного бака. Конструкция клапана (рисунок 12) обеспечивает его работу в двух направлениях: прямом – выпуск пара из бака при превышении давления в нем 0,05 - 0,075 МПа (0,5 - 0,75 кгс/см 2 ) и обратном – впуск воздуха в бак при разрежении в нем 0,002 - 0,008 МПа (0,02 - 0,08 кгс/см 2 ). Соответственно имеются две пружины: прямого действия 14 и обратного действия 9. Пружины прямого действия через шайбу 13, изолятор 12, шайбу 15, гайку 17 и шток 8 воздействует на грибок 5, прижимая его к резиновой прокладке 3.
Рисунок 12 - Клапан паровоздушный
1–корпус; 2–колпачок; 3–прокладка большая; 4–кольцо прижимное; 5–грибок; 6–тарелка верхняя; 7–прокладка малая; 8–шток; 9–пружина обратного действия; 10–прокладка; 11–тарелка нижняя; 12–изолятор; 13,15–шайба; 14–пружина прямого действия; 16–шайба стопорная; 17–гайка; 18–втулка
При давлении пара в баке выше нормального, воздействующее на грибок 5 давление приподнимает его, преодолевая силу сжатия пружины 14, и выпускает часть пара в атмосферу через отверстия в колпачке 2. При появлении разрежения в баке, атмосферный воздух, преодолевая силу затяжки пружины 9, отжимает резиновую прокладку 7 вместе с верхней тарелкой 6 от посадочных мест вокруг отверстий грибка и входит в бак через эти отверстия.
1. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки попадает внутрь инерционного очистителя и, ударяясь наклонными лопастями завихрителя, получает вращательное движение. Крупные частицы пыли, попавшие с воздухом в очиститель, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна в колпаке выводятся наружу. 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 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы, смоченные маслом, улавливают мельчайшие механические примеси воздуха.
2. 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 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 в цилиндры.
Какие воздухоочистители применяются на дизельных двигателях?
3. Применяются оба варианта, указанные в ответах 1 и 2.
Назначение турбокомпрессора, применяемого на дизельных двигателях.
1. Для повышения давления в цилиндрах дизелей используют наддув, т.е. подачу заряда воздуха в цилиндр под давлением.
2. Для экономичности дизелей используют наддув, т.е. подачу заряда воздуха в цилиндр под давлением.
3. Для повышения литровой мощности дизелей используют наддув, т.е. подачу заряда воздуха в цилиндр под давлением.
Какая энергия используется для привода турбокомпрессора в дизельных двигателях ЯМЭ-238НБ, -240Н, Д-245.12?
1. Для наддува дизели ЯМЗ-238НБ, -240Н, -240П, Д-245.12 оборудуют турбокомпрессором, использующим энергию отработавших газов.
2. Для наддува дизели ЯМЗ-238НБ, -240Н, Д-245.12 оборудуют турбокомпрессором, использующим энергию двигателя.
3. Для наддува дизели ЯМЗ-238НБ, -240Н, -240П, Д-245.12 оборудуют турбокомпрессором, использующим энергию отработавших газов и механическую энергию двигателя.
Устройство турбокомпрессора.
1. Корпус, коленчатый вал, шатун, поршень с колцами, головка цилиндра, клапаны.
2. Газопровод впускной, газопровод выпускной, газопровод, идущий к глушителю, рабочее колесо компрессора, вал ротора, рабочее колесо турбины.
Работа турбокомпрессора.
1. От коленчатого вала двигателя вращается рабочее колесо компрессора, которое через воздухоочиститель засасывает воздух, сжимает его и под давлением нагнетает через впускной газопровод в цилиндры дизеля.
2. От коленчатого вала двигателя вращается компрессор, поршни его совершаю возвратно-поступательные движения, при движении поршня вниз воздух засасывается, а при движении поршня вверх нагнетается.
3. Отработавшие газы, движущиеся по выпускному газопроводу, вращают рабочее колесо турбины с большой частотой (30000. 40000 об/мин), а затем они отводятся по газопроводу в трубу глушителя. Одновременно с рабочим колесом турбины вращается рабочее колесо компрессора, которое через воздухоочиститель засасывает воздух, сжимает его и под давлением нагнетает через впускной газопровод в цилиндры дизеля.
Таблица 1 - Ответы тестов по теме Система питания дизельных
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 |
| 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 4 | 3 | 1 | 3 | 3 | 4 | 3 | 2 | 2 | 1 | 2 | 3 | 2 | 2 | 1 | 2 | 3 | 3 | 1 | 2 | 3 |
1 Поливаев В. П. Тракторы и автомобили. Конструкция: учебное пособие. — М.: КНОРУС, 2016 — 252 с.
2 Курасов В. С. Тракторы и автомобили, применяемые в сельском хозяйстве: Учебное пособие. - Краснодар.: Кубанский ГАУ, 2011 - 132 с.
4 Смирнов Ю. А. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: учебное пособие. - СПб.: Лань, 2013 - 624 с.
5 Поливаев О. И. Конструкция тракторов и автомобилей: учебное пособие. - СПб.: Лань, 2013 -288с.
6 Котиков В. М. Тракторы и автомобили: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — 5-е изд., стер. — М.: Академия, 2013 — 416 с.
7 Гладов Г. И. Устройство автомобилей: Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. - М.: Академия, 2015 - 352 с.
Панов Александр Леонидович
Система питания дизельных двигателей
Учебное пособие по части курса
Двигатели внутреннего сгорания
на учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя составитель A. JI. Панов.
Учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя разработаны для техникумов технического профиля и могут быть использованы студентами специальностей 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, 23.02.04. Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям).
Учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя содержат теоретический материал, рисунки и тесты с ответами, которые охватывают вопросы назначения, устройства и конструкции узлов и деталей системы питания различных двигателей. Данное учебное пособие может помочь студентам в подготовке к занятиям, лабораторным работам, и экзаменам.
на учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя составитель A. JL Панов.
Учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя разработаны для техникумов технического профиля и могут быть использованы студентами специальностей
Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта,
Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям),
Учебное пособие по части курса Двигатели внутреннего сгорания на тему Система питания дизельного двигателя содержат необходимый материал, который может способствовать качественному изучению вопросов рассматриваемых в профессиональных модулях для формирования профессиональных компетенций. Данное учебное пособие может помочь студентам в подготовке к экзаменам или к лабораторным работам.
Содержание учебного материала в пособия является достаточным для понимания устройства и работы Система питания дизельного двигателя, а содержание тестов позволяет достаточно полно проверить знания студентов. Формулировки вопросов и ответы тестов составлены понятно и грамотно.
Воздухоочиститель двигателя
На дизеля Д-245 ( см. рис. 36 ), Д120, A-41 и А-01М установлены комбинированные воздухоочистители с сухой инерционной и мокрыми инерционной и фильтрующей очистками.
На дизелях СМД-18Н и СМД-60 применен воздухоочиститель cyxого типа с двумя ступенями очистки. Первая ступень — инерционный очиститель (моноциклон) установлен на входном патрубке 4 ( рис. 39, а ). Воздух вследствие разрежения, возникающего при такте впуска в цилиндрах дизеля, засасывается в моноциклон через сетку 6 и, проходя между лопастями завихрителя 7, получает вращательное движение. Под действием центробежной силы тяжелые частицы пыли отлетают к стенкам колпака 8 и через щели 10 выбрасываются наружу.
Рис. 39. Комбинированные воздухоочистители:
а — дизеля СМД-60: 1 — выходной патрубок; 2 — корпус; 3 и 9 — шпильки; 4 — входной патрубок: 5 — патрубок моноциклона; 6 — защитная сетка; 7 — завихритель; 8 — колпак; 10 — Щель; 11, 12 и 13 — гайки-барашки; 14 — крышка; 15 — уплотнительное кольцо крышки: 16 — основной фильтр-патрон: 17 — предохранительный фильтр-патрон; 18 — уплотнительные кольца; 19 — бонка для сигнализатора засоренности; б — карбюраторного двигателя ЗМЗ-53-11: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — фильтрующий элемент; 4 — шумопоглощающая прокладка; 5 — кронштейн; 6 — стяжной винт; 7 — прокладка; 8 — отражатель; 9 — масляная ванна.
Вторая ступень очистителя состоит из корпуса 2, внутри которого на шпильке 3 гайками-барашками 13 закреплены два фильтрующих элемента (фильтры-патроны) из высокопористого картона. Наружный фильтр-патрон 16 основной, внутренний 17—предохранительный. Фильтр-патрон состоит из наружной и внутренней сеток, картонной шторы, помещенной внутри сеток и донышек, скрепленных с сетками.
Воздух, пройдя моноциклон, попадает внутрь корпуса 2, и последовательно проходит через фильтры-патроны 16 и 17. В них он очищается от пыли и по патрубку 1 поступает в турбокомпрессор. Фильтр-патрон 17 необходим для очистки воздуха от пыли в случае повреждения фильтра-патрона 16. Воздухоочиститель двигателя ЗМЗ-53-11 закреплен на патрубке карбюратора винтом 6 ( рис. 39,б ). Воздух, засасываемый из окружающей среды, движется вниз через кольцевую щель между корпусом 1 и крышкой 2 и, соприкасаясь с поверхностью масла, резко меняет направление движения.
При этом частицы пыли, находящиеся в воздухе, не успевают изменить направление движения и оседают в масляной ванне 9. Далее воздух, захватывая частицы масла, проходит через фильтрующий элемент 3, состоящий из капроновых нитей, находящихся в крышке 2 между нижней и верхней сетками. При движении через фильтрующий элемент, нити которого смочены маслом, воздух очищается от оставшейся в нем пыли. Масло, накапливающееся в фильтрующем элементе вместе с задержанной пылью, стекает в масляную ванну. Таким образом происходит самоочищение фильтрующего элемента. Отражатель 8 препятствует чрезмерному захвату масла воздухом и возникновению колебаний масла при наклонах автомобиля.
Воздухоочистители. Из химии известно, что воздух представляет собой смесь большого количества газов: кислорода, азота, водорода и др. В воздухе содержится около 21% по массе кислорода, необходимого для горения топлива.
Воздух, окружающий трактор во время работы, содержит большое количество пыли. Например, в сухую погоду при работе машины ее количество достигает 2,5 г/м 3 , а в условиях пустынь — 6 г/м 3 . В состав дорожной пыли входят окиси кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок окиси кремния (кварца), которая является основной составной частью пыли, в два раза превышает твердость высококачественных сталей. За 1 ч работы двигатель средней мощности засасывает около 200 м 3 воздуха. Если не очищать воздух, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов
пыли. Твердые ее частицы вызывают ускоренный износ цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Работа трактора и автомобиля без очистки воздуха, поступающего в цилиндры, недопустима.
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.
Рис. 46(40). Трехступенчатый воздухоочиститель двигателя Д - 240: 1 - поддон, 2 - фильтрующие элементы (из капроновой путанки), 3 - корпус, 4 - выходной патрубок очищенного воздуха, 5 - завихритель, 6 - инерционный очиститель, 7 - окно для удаления пыли, 8 - сетка, 9 - труба, 10 - опорная обойма, 11 - головка, 12 - масляная ванна
На рис. 46 показан наиболее часто применяемый на двигателях, трехступенчатый воздухоочиститель. 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 головку воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к головке стяжными болтами крепят 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, ударяясь о наклонные лопасти завихрителя 5, осуществляет 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.
Воздушный фильтр сухого типа
Предназначена для забора воздуха, очистки его от пыли и распределения, по цилиндрам двигателя.
Система (рис. 41) состоит из двух воздушных фильтров 2, двух воздухозаборников 1, которые соединены между собой и с турбокомпрессором 7 при помощи патрубков, шлангов и трубопроводов; устройства для автоматического отсоса пыли из воздушных фильтров и датчика 29 засоренности фильтров.
Воздушный фильтр — сухого типа, с двухступенчатой очисткой воздуха: первая ступень очистки — инерционная решетка 12, вторая — сменный фильтрующий элемент 10. Фильтрующий элемент изготовлен из специального пористого картона, обладает низким сопротивлением впуска и высокой фильтрующей способностью. На фильтре имеются подводящий и отводящий патрубки и патрубок автоматического отсоса пыли. Отсос пыли из воздушных фильтров осуществляется за счет энергии выхлопных газов.
Воздух через заборник поступает для предварительной очистки в первую ступень фильтра (с инерционной решеткой). В результате резкого изменения направления потока воздуха в инерционной решетке крупные частицы пыли отделяются и выбрасываются в атмосферу вместе с отработанными газами. Предварительно очищенный в первой ступени воздух попадает во вторую ступень со сменным картонным фильтрующим элементом для более тонкой очистки, где проникает через поры картона, оставляя на поверхности мелкие частицы пыли.
Рис. 41. Система питания двигателя воздухом и выпуск газов:
1 — воздухозаборник фильтра; 2 — фильтр воздушный; 3 — шланг отбора воздуха к компрессору; 4 — патрубок впускной; 8 — шланг к турбокомпрессору; 6 — труба отсоса пыли из фильтров; 7 — турбокомпрессор; 8 — патрубок выпускных труб; 9 — крышка воздушного фильтра; 10 — фильтрующий элемент; 11 — корпус фильтра; 12 — инерционная решетка; 13 — гайка; 14 — передняя выпускная труба; 15 — цилиндр включения вспомогательной тормозной системы; 16 — вилка штока; 17 — вспомогательная тормозная система; 18 — задняя выпускная труба; 19 — рычаг заслонки отключения эжекции; 20 — заслонка отключения эжекции; 21 — патрубок задний; 22 — рычаг оси заслонки; 23 - ось заслонки; 24 — заслонка; 25 — корпус, 26 — палец заслонки; 27 - подшипник оси заслонки, 28 — крышка; 29 — датчик сигнализации засоренности воздушных фильтров
Окончательно очищенный воздух нагнетается турбокомпрессором в цилиндры двигателя.
Обслуживать картонный фильтрующий элемент следует по загоранию контрольной лампы сигнализации засоренности воздушного фильтра, а при отсутствии датчика через одно ТО-1.
Датчики сигнализации засоренности воздушного и масляного фильтров подключены параллельно к одной контрольной лампе на панели приборов. При загорании контрольной лампы следует, поочередно отключая провода от датчиков установить, какой из фильтров необходимо обслужить.
Вместо датчика сигнализации засоренности воздушных фильтров может устанавливаться индикатор засоренности. Сигнализирующим устройством индикатора является барабан с чередующимися по окружности полосками красного цвета, которые видны через прозрачное окно при срабатывании индикатора.
Перед началом эксплуатации сигнализирующий барабан индикатора устанавливается в исходное (рабочее) положение поворотом крышки до упора в направлении, указанном стрелкой.
Когда засоренность воздушных фильтров становится предельно допустимой (разрежение во впускном патрубке возрастает до 500 мм водяного столба, в окне индикатора появляется ярко-красная окраска), требуется проведение обслуживания воздушных фильтров. После обслуживания сигнализирующий барабан индикатора установить в исходное (рабочее) положение.
Система выпуск отработавших газов
Особенностью системы выпуска газов двигателей ЯМЗ-238Л и ЯМЗ-238Н является отсутствие глушителя. Устанавливаемая на двигателе турбина поглощает часть энергии отработанных газов и тем самым снижает шумность выхлопа.
При работе двигателя воздух через сетку в колпаке проходит по трубам в воздухоочиститель. По входному патрубку корпуса воздух попадает в первую ступень очистки с инерционной решеткой и резко изменяет направление. Крупные частицы отсасываются отработавшими газами и выводятся в окружающую среду. Для этого в выпускной трубе двигателя установлен эжектор. Воздух проходит через микропоры картона второй ступени и очищенный по выходной трубе поступает во впускной трубопровод.
Рис. 70. Система подачи и очистки воздуха дизеля КамАЗ-740: a — система подачи воздуха; б — воздухоочиститель; 1 — колпак; 2 — труба воздухозаборника; 3 — индикатор; 4 — левый впускной трубопровод; 5 — входная труба; 6— воздухоочиститель; 7— патрубок отсоса пыли; 8 — выходная труба; 9 — борт кузова; 10 — кабина; 11 — корпус воздухоочистителя; 12 — фильтрующий элемент; 13 — входной патрубок; 14 — уплотнительное кольцо; 15 — защелка крепления крышки; 16 — держатель фильтрующего элемента; 17 — гайка крепления фильтрующего элемента; 18 — крышка; 19 — выходной патрубок
перегородки, которые образуют три резонаторные камеры, где газы расширяются, их давление и скорость уменьшаются и далее они выводятся в окружающую среду.
Тепловые двигатели выбрасывают в окружающую среду большое количество вредных веществ. Источниками вредных выбросов двигателя являются отработавшие газы, картерные газы, испарения из системы питания и утечки топлива, масла и другие эксплуатационные жидкости. Все выбрасываемые двигателем вредные вещества делятся на три группы:
• ядовитые (токсичные и канцерогенные) вещества, оказывающие прямое негативное влияние на организм человека и окружающую среду. Это оксиды углерода и азота, углеводороды, в том числе ароматического ряда, различные кислоты, соединения свинца, серы и дисперсные частицы.
Дизели работают на более обедненных, чем бензиновые двигатели, горючих смесях. На частичных нагрузках коэффициент избытка воздуха у них примерно в три раза, а на полных в полтора раза превышает теоретически необходимый. Естественно, это уменьшает содержание оксида углерода и оксидов азота в отработавших газах. Для улучшения экологичности на дизелях устанавливают нейтрализаторы и сажевые фильтры. Нейтрализаторы дожигают до 40 % тяжелых углеводородов, адсорбированных на частицах сажи.
В настоящее время законодательными актами большинства стран введены нормы выбросов вредных веществ с отработавшими газами.
Читайте также: