Устройство системы питания воздухом дизельного двигателя: Подача воздуха в цилиндры, инерционно-масляный воздушный фильтр, впускной трубопровод, нагнетатель воздуха и отвод отработавших газов

Автомобиль МАЗ-500

Дизельный автомобиль МАЗ-500. Автор фото Triple-green, CC BY-SA 2.0, через Викисклад.

Способы подачи воздуха в цилиндры дизелей

Воздух в цилиндры дизельных двигателей может подаваться с помощью двух способов. У большинства дизельных четырехтактных двигателей, включая Д-12А-375, ЯМЗ-238, ЯМЗ-236 воздух в цилиндры поступает под действием разрежения, которое в них образуется при тактах впуска. Питание данных дизельных двигателей воздухом происходит по воздушным фильтрам и впускному трубопроводу.

Воздух в цилиндры двухтактных дизельных двигателей ЯАЗ подается с помощью нагнетателя под избыточным давлением принудительно, что нужно для продувки, обеспечения хорошего наполнения цилиндров двигателя и повышения мощности дизеля. К деталям и приборам для подачи в цилиндры дизельного двигателей ЯАЗ воздуха (рис. 1) относят впускной трубопровод 5, воздушные фильтры, воздушная камера 9 блока цилиндров и нагнетатель 8 воздуха.

Система питания воздухом дизельных двигателей ЯАЗ: 2 — масляная ванна; 1 — фильтрующий элемент; 4 — центральная труба; 3 — корпус воздушного фильтра; 6 — заслонка для остановки двигателя в аварийном режиме; 5 — впускной трубопровод дизельного двигателя; 9 — воздушная камера блока цилиндров; 8 — нагнетатель; 7 — сетка

Рис. 1. Система питания воздухом дизельных двигателей ЯАЗ: 2 — масляная ванна; 1 — фильтрующий элемент; 4 — центральная труба; 3 — корпус воздушного фильтра; 6 — заслонка для остановки двигателя в аварийном режиме; 5 — впускной трубопровод дизельного двигателя; 9 — воздушная камера блока цилиндров; 8 — нагнетатель; 7 — сетка.

Нагнетатель при работе дизельного двигателя всасывает воздух посредством впускного трубопровода и воздушных фильтров. Затем воздух подается в воздушную камеру блока цилиндров. Оттуда воздух поступает в цилиндры по продувочным отверстиям гильз.

Инерционно-масляный воздушный фильтр дизеля

Устанавливаемый на дизельных двигателях ЯАЗ-206А, ЯАЗ-204А воздушный фильтр инерционно-масляного типа изображен на рисунке 1. Воздух, входящий в фильтр, сперва движется вниз, а после резко меняет свое направление над поверхностью масла, которое находится в масляной ванне 2. Из-за чего крупные частицы пыли, которые продолжают двигаться вниз по инерции, ударяются о масло, прилипают к его поверхности и постепенно погружаются вниз. Затем воздух проходит по смоченному маслом фильтрующему элементу 1, который задерживает мелкую пыль, и по центральной трубе 4 фильтра идет во впускной трубопровод дизельного двигателя.

Имеющиеся в стенках трубы 4 отверстия сообщают полость трубы с пространством между корпусом 3 фильтра и трубой. Это способствует заглушению шумов высокого тона (шипение, свист), появляющиеся при всасывании воздуха в цилиндры.

На дизельном двигателе ЯАЗ-204А установлены 2 воздушных фильтра описанного устройства, а на двигателе ЯАЗ-206А — 3.

Впускной трубопровод дизеля

У дизельных двигателей ЯАЗ впускной трубопровод выполнен из чугуна. На нем есть патрубки с фланцами: сбоку для присоединения к входному окну нагнетателя воздуха трубопровода и сверху для установки воздушных фильтров. У дизельного двигателя ЯАЗ-204А в боковом патрубке установлена одна, а у дизеля ЯАЗ-206А установлены две заслонки 6, служащие для «аварийной» остановки дизельного двигателя, если он начинает идти «вразнос», то есть увеличивает обороты при прекращении подачи топлива в цилиндры.

Водитель для аварийной остановки дизеля вытягивает кнопку, находящуюся на панели щитка приборов, которая соединена тросом с рычагом заслонки. Доступ воздуха к нагнетателю прекращает с помощью заслонки и дизельный двигатель останавливается. Применять кнопку аварийной остановки можно только при крайней необходимости, потому что из-за резкой остановки в деталях дизельного двигателя появляются очень большие напряжения.

Сетка 7, которая предотвращает попадание посторонних предметов в нагнетатель, помещена между фланцами впускного трубопровода двигателя и входного окна нагнетателя.

Нагнетатель воздуха

На дизельных двигателях ЯАЗ устанавливается нагнетатель воздуха объемного типа (см. рисунок 2). Он состоит из корпуса 19, торцовых плит 9 и 12, крышек 6 и 14, трехлопастных роторов 17 и 20, шестерен 8 и 22 и привода, в отверстие корпуса которого установлен с запрессовкой маслоналивной патрубок 3 от системы смазки дизельного двигателя.

Устройство нагнетателя воздуха дизельного двигателя: 2 — шестерня вала привода нагнетателя; 1 — муфта упругая; 3 — патрубок маслоналивной; 6 и 14 — крышки; 4 — промежуточный валик привода; 5 — фланец; 7 — пластины пружинящие; 9 и 12 — плиты торцовые; 8 и 22 — шестерни роторов; 11 — сальники; 10 и 13 — подшипники; 15 — корпус регулятора количества оборотов коленвала дизельного двигателя; 21 — водяной насос системы охлаждения дизеля; 24 — вал привода нагнетателя; 23 — насос топливный подкачивающий

Устройство нагнетателя воздуха дизельного двигателя: 16 и 18 — окна нагнетателя выходное и входное; 19 — корпус нагнетателя дизельного двигателя; 17 и 20 — роторы

Рис. 2. Устройство нагнетателя воздуха дизельного двигателя: 2 — шестерня вала привода нагнетателя; 1 — муфта упругая; 3 — патрубок маслоналивной; 6 и 14 — крышки; 4 — промежуточный валик привода; 5 — фланец; 7 — пластины пружинящие; 9 и 12 — плиты торцовые; 8 и 22 — шестерни роторов; 11 — сальники; 10 и 13 — подшипники; 16 и 18 — окна нагнетателя выходное, а также входное; 15 — корпус регулятора количества оборотов коленвала дизельного двигателя; 19 — корпус нагнетателя дизельного двигателя; 17 и 20 — роторы; 21 — водяной насос системы охлаждения дизеля; 24 — вал привода нагнетателя; 23 — насос топливный подкачивающий.

Выходное окно 16 у корпуса нагнетателя воздуха, который смонтирован на дизельном двигателе, совпадает с окном у воздушной камеры блока цилиндров. Впускной трубопровод дизеля крепится у нагнетателя к фланцу входного окна 18. К корпусу нагнетателя воздуха также прикреплены корпус 15 регулятора количества оборотов коленчатого вала, топливный подкачивающий насос 23 системы питания и водяной насос 21 охлаждающей системы дизельного двигателя, привод которых выполняется от валов ротора.

При работе дизельного двигателя верхний ротор 17 во вращение приводится с помощью вала 24 привода нагнетателя воздуха, у которого шестерня 2 зацеплена с шестерней распредвала дизельного двигателя, а нижний ротор 20 — с помощью шестерни 22, которая зацеплена с шестерней 8 верхнего ротора. Вращение роторов происходит с одинаковой скоростью в противоположные стороны.

При вращении роторы отсекают объемы воздуха, заключенные между двумя соседними лопастями каждого из них и внутренней поверхностью корпуса нагнетателя воздуха, и перемещают эти объемы от входного окна корпуса к выходному, через которое воздух идет в воздушную камеру у блока цилиндров дизельного двигателя. Подаваемого нагнетателем воздуха давление достигает при больших оборотах коленвала двигателя 0,55 кг/см2.

Чтобы получить достаточное давление воздуха на небольших оборотах холостого хода и при пуске дизельного двигателя в приводе нагнетателя воздуха используется передаточное число, котрое обеспечивает вращение роторов с количеством оборотов в минуту, которое в 1,95 раза больше количества оборотов коленвала. В приводе смонтированы две упругие муфты, предназначенные для того, чтобы нагнетатель воздуха предохранить от повреждений во время резкого изменения скорости вращения коленвала дизельного двигателя, а также подшипники верхнего ротора и шлицевые соединения привода разгрузить от сил, которые могут появиться при перекосах корпуса нагнетателя воздуха по отношению к валу 24. Шестерню 2 привода с промежуточным валиком 4 соединяет передняя муфта 1. Задняя муфта, которая состоит из смонтированного на шлицах валика 4 фланца 5, а также пружинящих пластин 7, выполняет соединение шестерни 8 верхнего ротора и валика 4.

Торцовые плиты, корпус, крышки и роторы нагнетателя воздуха дизельного двигателя выполнены из сплава алюминия, а шестерни 22 и 8 со спиральными зубьями, которые связывают друг с другом валики роторов, выполнены из стали. Валики роторов установлены в шариковых подшипниках 13 и 10, которые смонтированы в гнездах торцовых плит. От роторов задние подшипники воспринимают осевые силы, а также удерживают от продольных перемещений роторы. У каждого подшипника со стороны роторов имеется самоподжимной сальник 11, который предотвращает проникание в рабочее пространство нагнетателя воздуха масла.

У роторов лопасти изготовлены спиральными, чтобы более равномерно подавать воздух и уменьшить шум при работе. При вращении лопасти одного ротора проходят между лопастями другого с небольшим зазором. Зазоры оставляются также между лопастями роторов и внутренней поверхностью корпуса нагнетателя воздуха, а также между торцовыми плитами и торцами роторов. Чем меньше величины всех этих зазоров, тем больше производительность нагнетателя воздуха. Требуемые зазоры устанавливаются заводом при изготовлении и сборке нагнетателя воздуха дизельного двигателя; зазоры между лопастями верхнего ротора и нижнего ротора можно отрегулировать и в эксплуатации. Роторы подбираются заводом попарно и в дальнейшем не должны разрозниваться.

Нагнетатель воздуха дизельного двигателя ЯАЗ-206 отличается от нагнетателя воздуха дизельного двигателя ЯАЗ-204 увеличенной в 1,5 раза длиной корпуса и роторов и соответственно повышенной производительностью; в остальном устройство обоих нагнетателей воздуха одинаковое.

Отвод отработавших газов из цилиндров дизельного двигателя в атмосферу

Выходящие из цилиндров дизельного двигателей ЯАЗ отработавшие газы удаляются в атмосферу через литой чугунный выпускной трубопровод («коллектор») 29, прикрепленный к головке цилиндров (см. рис. 3, б), тонкостенную стальную трубу и глушитель. Устройство этих узлов такое же, как и у карбюраторных двигателей.

Внешний вид дизельного двигателя ЯАЗ-204А (вид справа): 2, 3 — воздушные фильтры; 1 — нагнетатель; 5 — крышка головни цилиндров; 4 — впускной трубопровод; 7, 17 — рымы; 6 — головка цилиндров двигателя; 9 — водяной насос; 8 — регулятор; 11 — масляный радиатор; 10 — передняя нижняя крышка; 13 — стартер; 12 — фильтр грубой очистки масла; 15 — фильтр грубой очистки топлива; 14 — топливный (подкачивающий) насос; 16 — фильтр тонкой очистки топлива

Внешний вид дизельного двигателя ЯАЗ-204А (вид слева): 18 — коробка термостата; 20 — фильтр тонкой очистки масла; 19 — отводящий трубопровод у рубашки охлаждения головки цилиндров; 22 — картер маховика и крышка для распределительных шестерен; 21 — электрофакельное устройство; 24 — генератор; 23 — поддон картера; 26 — крышка противовесов; 25 — шкив коленчатого вала дизельного двигателя; 29 — выпускной трубопровод; 28 — крышки люков воздушной камеры; 27 — вентилятор

Рис. 3. Внешний вид дизельного двигателя ЯАЗ-204А: б — вид слева; а — вид справа; 2, 3 — воздушные фильтры; 1 — нагнетатель; 5 — крышка головни цилиндров; 4 — впускной трубопровод; 7, 17 — рымы; 6 — головка цилиндров двигателя; 9 — водяной насос; 8 — регулятор; 11 — масляный радиатор; 10 — передняя нижняя крышка; 13 — стартер; 12 — фильтр грубой очистки масла; 15 — фильтр грубой очистки топлива; 14 — топливный (подкачивающий) насос; 18 — коробка термостата; 16 — фильтр тонкой очистки топлива; 20 — фильтр тонкой очистки масла; 19 — отводящий трубопровод у рубашки охлаждения головки цилиндров; 22 — картер маховика и крышка для распределительных шестерен; 21 — электрофакельное устройство; 24 — генератор; 23 — поддон картера; 26 — крышка противовесов; 25 — шкив коленчатого вала дизельного двигателя; 29 — выпускной трубопровод; 28 — крышки люков воздушной камеры; 27 — вентилятор.

https://medmebel.ru купить облучатели обн облучатель.