Глава 10

ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛИ, ВПУСКНЫЕ И ВЫПУСКНЫЕ

ТРУБОПРОВОДЫ, ТУРБОКОМПРЕССОРЫ

§ 1. Воздухоочистители

Пыль, содержащаяся в воздухе, состоит главным образом из мель- чайших частиц двуокиси кремния (кремнезема). Твердость пылинок кремнезема превышает твердость стали и других металлов, применя- емых в двигателях.

Количество пыли, поступающей с воздухом в двигатель, и ее раз- мельченность зависят от типа почвы или дороги, по которой движется трактор или автомобиль, его конструкции, вида работы и метеороло- гических условий. Запыленность воздуха измеряется количеством грам- мов пыли в 1 м³ воздуха. Например, при пахоте стерни в безветрен- ную погоду в условиях Кировской области запыленность воздуха на высоте 1,5 м от земли колеблется в пределах от 0,4 до 0,6 г/м³.

Пыль, попадая в двигатель, смешивается с маслом. Образуется абразивная смесь, которая способствует быстрому износу трущихся деталей двигателя. Поэтому воздух, используемый для приготовления горючей смеси, надо тщательно очищать от пыли. Для этого автотрак- торные двигатели оборудуются воздухоочистителями.

Помимо высокой степени очистки, воздухоочиститель должен об- ладать возможно меньшим сопротивлением, чтобы не снижать напол- нение цилиндров.

Работа современных автотракторных воздухоочистителей основа- на на следующих способах очистки воздуха: инерционном, контактном и фильтрующем. Для повышения степени очистки при каждом из этих способов может быть использовано масло для смачивания очищающих элементов.

Как правило, в одном воздухоочистителе применяется несколько способов очистки. Такие воздухоочистители называются комбиниро- ванными. Они обеспечивают наилучшую очистку и поэтому получили наибольшее распространение.

На автомобильные карбюраторные двигатели, а также на пуско- вой двигатель П-23М устанавливаются комбинированные инерционно- масляные воздухоочистители с двухступенчатой очисткой воздуха.

Воздухоочиститель ВМ-16 (двигатель ЗИЛ-130) крепится к кар- бюратору фланцем 1 (рис. 100,а) опорного стакана 2. В корпусе 22 фильтра находится масляная ванна, над которой помещен отражатель 6 с окнами. Корпус 22 установлен на опорном стакане 2. В кожухе 7 расположен фильтрующий капроновый элемент 8. Корпус 22, кожух 7 и крышка 10 соединены с опорным стаканом 2 стяжным винтом 9 и гайкой-барашком 13. На корпус 22 надет переходник 12 с резиновым воздухосборником 14. Внутри воздухосборника установлена пружина 15, растягивающая его. Переходник 12 крепится к корпусу 22 винтом 19 и гайкой-барашком 18.

Подвод воздуха к фильтру осуществляется по специальному воз- душному каналу (воздуховоду) 24 под капотом 26 (рис. 100,6 и в). К центральному отверстию воздуховода прижат воздухосборник 14. Воздуховод имеет заслонку 23. Если заслонка не прикрывает воздухо- вод (рис. 100,6), то воздух поступает в воздухоочиститель через жа- люзи 25 в капоте 26. Когда заслонка перекрывает воздуховод, воздух направляется в воздухоочиститель из подкапотного пространства (рис. 100, в), что облегчает пуск и прогрев двигателя в холодную по- году.

Вследствие разрежения во впускном трубопроводе при работе дви- гателя воздух через воздухосборник 14 поступает в кольцевую щель

рез щели 10 выбрасываются наружу. В таком очистителе задержива- ется до 60% массы пыли, поступившей с воздухом. Воздух, продолжая двигаться по спирали, перемещается с большой скоростью вниз. Вы- ходя из трубы 5, воздух ударяется о масло, находящееся в чашке 20 съемного поддона 19.

Когда дизель работает, масла в чашке 20 нет, так как сразу по- сле запуска дизеля поток воздуха вытесняет из нее масло. Однако за счет повышения уровня масла в поддоне 19 внутренняя поверхность чашки 20 покрывается маслом, переливающимся через ее края. В верх- ней части чашки 20 имеется шесть небольших отверстий, расположен- ных по окружности, а в нижней части—одно такое же отверстие.

Вращательное движение воздуха в чашке и резкое изменение его направления способствуют выделению из воздуха части пыли, которая прилипает к поверхности чашки. Масло, постепенно перемещаясь по стенке чашки через отверстия в ней, поступает в поддон, и пыль осе- дает на его дно. Воздух, проходя через сравнительно малые отверстия чашки, вспенивает и распыливает масло в поддоне. При этом воздух оставляет в масле частицы пыли и захватывает частицы распыленного масла. Затем воздух и частицы масла проходят через два фильтрую- щих элемента 14 и 15 из капроновой путаной нити. Масло смачивает поверхность нитей, а воздух, соприкасаясь с этим маслом, очищается от оставшихся частиц пыли, которые оседают на поверхностях нитей. Постепенно частицы масла укрупняются и стекают вместе с пылью в поддон. Очищенный воздух по патрубку 3 и впускному трубопроводу поступает в цилиндры дизеля. При остановке дизеля масло через от- верстия заполняет чашку 20.

В нижнем фильтрующем элементе 15 диаметр капроновых нитей больше и плотность их укладки меньше, чем в верхнем фильтрующем элементе 14. Фильтрующие элементы плотно прилегают к трубе 5 и внутренней поверхности корпуса 1 и от перемещений в корпусе удер- живаются обоймой 2 и замковой обоймой 17.

На дизеле СМД-14 до недавнего времени устанавливался комби- нированный воздухоочиститель с двумя ступенями очистки и сеткой 12 (рис. 101,6) на воздухозаборной трубе 21. Сетка препятствует попа- данию различных крупных примесей. Первая ступень использует сухой инерционный способ очистки с эжекторным удалением пыли отработав- шими газами, а вторая — фильтрующий. Воздух, пройдя через сетку 12, трубу 21. по входному патрубку попадает в кожух 23. Патрубок расположен касательно по отношению к кожуху 23, поэтому движение воздуха направлено тоже по касательной навстречу входным отверсти- ям циклонов 24. В циклонах воздух получает вращательное движение, и частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклонов 24, а затем, перемещаясь по спирали, опускаются в нижнюю часть корпуса бункер 26. Отработавшие газы, проходя по эжектору 29 с большой скоростью, создают разрежение в трубке 25. В результате пыль, осевшая в бункере 26, отсасывается из него и уно- сится отработавшими газами в атмосферу. Выходящий из циклонов воздух проходит через вторую ступень очистки — три кассеты 22 из про- волочной путанки, смоченной при сборке маслом, и, дополнительно очистившись от мельчайших частиц пыли, поступает в цилиндры ди- зеля.

Отражатель 30, помещенный над циклонами 24, способствует рав- номерному распределению выходящего из циклонов воздуха по поверх- ности кассет н препятствует попаданию масла с кассет в циклоны. На поверхности отражателя, покрытой масляной пленкой, задерживается часть пыли.

У дизеля СМД-60 воздухоочиститель такого же типа, как и пока- занный на рисунке 101,6, только циклонов в нем сорок и введендопол-

Рис. 101. Комбинированные воздухоочистители дизелей Д-240, СМД-14 и СМД-60

а — воздухоочиститель дизеля Д-240; 6 — воздухоочиститель дизеля СМД-14; в — воздухоочисти- тель дизеля СМД-60: 1— корпус: 2— обойма; 3—патрубок боковой; 4— головка: 5—центральная труба; 6 —патрубок; 7 — разделитель; 8 — завихритель; 9 — колпак; 10—щели; // — шпилька; /2 —сетка; 13 — хомут; 14, 15 — фильтрующие элементы; 16 — фиксатор обоймы; /7 —обойма зам- ковая: 18 — кольцо уплотнительное; 19 — поддон: 20 — чашка, ?/— воздухозаборпая труба; 22 — кассеты; 23 — кожух; 24 — циклон: 25 — трубка отсоса пыли. 26 — бункер: 27 — крыльчатка искро- гасителя; 28 — искрогаситель; 29 — эжектор; 30 — отражатель; 31 — кассета из полиуретаиового паропласта; г — воздухоочиститель дизеля СМД-14 (новая констоукция): / — предохранительный фильтр-патрон; 2 — основной фильтр-патрон; 3 — выходной патрубок; 4 — уплотнительные кольца; 5 — входной патрубок; 6 — корпус; 7 — уплотиительиые шайбы; 8 — маховичок; 9— шпилька; 10 — гайки-барашки; 11 - крышка.

нительный фильтрующий элемент — кассета 31 (рис. 101, в) из полиу- ретанового паропласта. Воздух, выходящий из кассеты 22, проходит через кассету 31 и дополнительно очищается от мелких частиц.

Сейчас на дизелях СМД-14 используется воздухоочиститель с бу- мажными фильтр-патронами. В качестве первой ступени применен инер- ционный очиститель такого же типа, как у дизеля Д-240 (рис. 101, а). Вторая ступень состоит из корпуса 6 (рис. 101,г), в котором шпиль- кой 9 и гайками-барашками 10 закреплены основной фильтр-патрон 2, а внутри его предохранительный 1. Уплотнение фильтр-патронов с кор- пусом обеспечивается кольцами 4 и шайбами 7. Крышка 11 прижима- ется к корпусу 6 маховичком 8.

Фильтр-патроны состоят из наружной и внутренней сетки и бумаж- ной шторы, заключенной внутри сеток и донышек, которые скреплены эпоксидной смолой.

Воздух, пройдя первую ступень воздухоочистителя и патрубок 5, подается к фильтр-патронам. Последовательно проходя через фильтр- патроны 2 и /, он очищается от пыли и через выходной патрубок 3 по- ступает во впускной трубопровод. Предохранительный фильтр-патрон 1 защищает двигатель от попадания в него пыли в случае повреждения основного фильтр-патрона 2.

У дизелей ЯМЗ воздухоочиститель комбинированный двухступен- чатый. Первичная очистка воздуха происходит в циклонах, а вторич- ная— в кассетах, фильтрующие элементы которых изготовлены кз по- ристого картона.