Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин, страница 2

Наличие топливных и масляных агрегатов и магистралей, горячих поверхностей выхлопных труб требует обеспечения пожарной безопасности. Ограниченность места вызывает необходимость строгого учета габаритов и взаимного расположения отдельных агрегатов, полной герметизации систем, надежной вентиляции моторного отделения. К основным параметрам, характеризующим современную моторную установку, относятся вес, объем и габариты двигателя и всех обслуживающих двигатель систем и агрегатов.

Для сравнительной оценки различных конструкций двигателей пользуются понятием габаритной мощности в кВт/м' Ме ааах вн/. (1.2) где В, Н, /. — соответственно ширина, высота и длина двигателя в м; ВН/. — габаритный прямоугольный объем, в который вписывается двигатель. Как видно из (1.2), габаритная мощность представляет собой мощность, снимаемую с одного кубического метра, занимаемого двигателем в машине. Габаритная мощность будет больше у двигателя более совершенной конструкции.

6 (1. 3) Уд Уе Ум. у где У„„— затраты мощности, связанные с работой обслуживающих двигатель агрегатов моторной установки. Величина У„„является одним из основных оценочных- показателей качества агрегатов моторной установки в целом. Чем меньше У„„, тем больше свободная мощность двигателя Уж тем выше тяговые и экономические показатели гусеничной машины. Основным потребителем мощности, теряемой в моторной установке, является вентилятор системы охлаждения двигателя. При работе двигателя на оборотах и„, соответствующих его' мак-, симальной мощности У,,„, вентилятор потребляет мощность У,„= (0,06 —:0,15) У,,„. При другой частоте вращения двигателя приближенно можно считать (1.4) где У, — мощность, потребляемая вентилятором прн оборотах двигателя и. При эжекционной системе охлаждения потери мощности У„ связанные с работой эжектора, как правило, не превышает 6% от У, „.

При работе двигателя в режиме максимальной мощности У, = (0,03 —:0,05) У,,„. В случае другой частоты вращения двигателя, работающего с полной подачей топлива, У,=У,„( — „" )'. (1.5) Сопротивление в воздухоочистителях приводит к снижению мощности двигателя на режиме У,,„на величину У,.,л —— Компактность моторной установки определяется отношением в мЧ(100 кВт), представляющим собой часть объема ~оок„ хе щах моторной установки Р,„, приходящегося на 100 кВт мощности двигателя. Величина этого отношения находится в пределах 0,8 — 2,5 м'l(100 кВт), От двигателя, установленного в машине, к ведущему валу трансмиссии подводится свободная мощность Уж величина которой на 10 — 20% ниже эффективной мощности У„ определяемой во время испытаний двигателя на тормозном стенде.

Основными факторами, влияющими на снижение мощности при установке двигателя в машине, являются снижение срднего эффективного давления в цилиндрах двигателя в связи с повышенным сопротивлением на впуске (воздухоочистка) и выпуске (глушение шума выпуска, эжекционные системы) из двигателя, а также затраты механической мощности на обслуживающие агрегаты. Таким образом, можно написать = (0,02 —:0,04) Ле,,„. При другой частоте вращения двигателя, работающего на внешней характеристике, 12 Лге. о — Л(е. оде 1 (1.6) алке / Противодавление на выпуске из двигателя, связанное с работой глушителей шума, также приводит к снижению мощности дви- гателя. На режиме Л7..2 будет Л7,„„, = (0,02 —:0,03) Л7, При другой частоте вращения двига- 'еемах теля, работающего с полной подачей топлива, Л, = Л7,„„ „ ~ " 1'.

(1.7) '00 де ! Таким образом, общие потери мощности в моторной установке, при- 00 ближенно можно определять по следующим формулам: 00 при вентиляторной системе ох- е0 лаждения 70 Л м. у — Л е + Л е, о + Л(емо (1.8) 20 при эжекционной системе охлаж- дения 70 Л7' у — — Л72+ Л7,, + Л7е„а. (1.9) В режиме максимальной мощности: Л(м ум = (О' 1 : Ох2) Л7е ахах~ ) ' ~ (1.10) Л7м.ухе = (0,07: 021)Л722222 0 00 60 70 00 00 лм' ' Рис.

1.2. Внешняя характеристика двигателя и потери мощности в моторной установке В случае другой частоты вращения двигателя при полной подаче топлива: Л7у=Л7уее~)'У уЛ.уее~!'(1'11) На рис. 1.2 изображена внешняя характеристика двигателя гусеничной машины и представлен характер изменения потерь мощности в моторной установке в зависимости от оборотов двигателя.

Очевидно, что повышение свободной мощности двигателя, а следовательно, и тяговых характеристик машины, может быть достигнуто за счет уменьшения потерь в агрегатах моторной установки: уменьшения сопротивлений в воздухоочистителе и на выпуске, повышения к. и; д. вентилятора. Относительным оценочным показателем экономичности моторной установки является к. п. д. В7, — Д7 у Д'а (1.12) де, Уе ' величина которого может изменяться в широких пределах в зависимости от режима работы двигателя. При работе двигателя по внешней характеристике Л'„„=- 0,8 —:0,9.

Взаимное расположение двигателя и агрегатов вспомогательных систем в моторном отделении гусеничных машин отличается большим разнообразием. Основное влияние на компоновку моторного отделения оказывают расположение двигателя в машине и его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения и размещение ее агрегатов, размещение топливных и масляных баков. Однако все виды компоновочных решений моторных установок подчиняются общим требованиям и оценка их производится по одним и тем же показателям.

Основными требованиями к компоновке моторной установки являются: изоляция моторной установки от других отделений машины; рациональное использование объема машины; обеспечение эффективной работы двигателя и обслуживающих агрегатов; удобство доступа к различным агрегатам при обслуживании и выполнении ремонтных работ.

На рис. 1.3 показан пример компоновочного решения моторной установки гусеничной машины с вентиляторной системой охлаждения и продольным расположением двигателя. Такое расположение двигателя применяется на многих отечественных и зарубежных гусеничных машинах, так как при этом связь с трансмиссией получается наиболее простой. Однако во всех случаях при продольном расположении двигателя получается большая длина моторного отделения, а в трансмиссии обязательно применяется коническая пара. Поперечное расположение двигателя (рис.

1.4) в этом отношении имеет преимущество: значительно сокращается длина моторного отделения, но связь двигателя с трансмиссией усложняется. К раме или корпусу машины двигатель крепится жестко или при помощи резиновых подушек. Все агрегаты системы моторной установки располагаются по возможности ближе к двигателю с целью сокращения длины соединительных трубопроводов и наиболее рационального использования объема моторного отделения. При коротких трубопроводах уменьшаются вибрации, вызывающие поломки и нарушение плотности в местах соединений, уменьшаетея их сопротивление и повышается надежность систем, обслуживающих двигатель. Агрегаты моторной установки, требующие периодического обслуживания или используемые во время эксплуатации машины (топливные и масляные фильтры и насосы, воздухоочистители, краны и т.

д.), должны располагаться в свободно доступных местах, что при плотвой компоновке моторного отделения является задачей весьма трудной. Поэтому в современных гусеничных машинах стремятся применять наиболее совершенные конструкции агрегатов, не требующие периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя, а также агрегаты и устройства, имеющие механический привод и дистанционное управление. о О х х к х в ох Х О о х и х х х й хО о Я О Ф ах х ох хи о,о х о О ха х о 2 ох х ю Х О О О о х х О» фО х О' О -5 хо а к "Ь х Хх хо ххх ока око хо ф'а к о 'х х пх о х хк к ЮО х х о х 'О,О ,„Ф х о 'х О»к х ко 3 хох х хок Ох Х ~ 1! 'О О н х а хх ! кх'а Х х О" х око ..ХО Х О а(ХХ о х »фа* хай ~хо~ о' О* ах о ,»х ы" о К хЗхххх О Хк„ха о И ххкоо О К Х к ~кк х: ха ха о оф„ о ок х о ххххх о о х х хх" ,~ хх "ак ха о ОО' "»' -х х "ок! ххах хх о~ох Х К Охк о я О оооо а Зкх»О хх х О» ~а!».

О оф о.хф о О О,„О х О.'О А !Ох Х О ф Для размещения топливных баков в машине используются свободные объемы, остающиеся после установки двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов. Часть топливных баков для увеличения емкости системы питания может быть установлена снаружи машины. В специальных случаях эти баки должны быть легко съемными. Воздухоочистители располагают в местах наименьшей запыленности воздуха и как можно ближе к двигателю, чтобы уменьшить сопротивление трубопроводов и занимаемый, ими объем. Размещение водяных и масляных радиаторов определяется выбранной системой охлаждения.

Как правило, их располагают у воздухопритоков крыши корпуса. Воздух, поступая в моторное отделение, проходит через радиаторы, омывает агрегаты установки и выбрасывается наружу. Часть воздуха направляется к воздухоочистителям и идет на питание двигателя. Циркуляция воздуха обеспечивается вентилятором (рис. 1.3) или эжектором в случае эжекционной системы охлаждения. Техническое обслуживание агрегатов моторной установки осуществляется через люки, расположенные в крыше корпуса (над двигателем и воздухоочистителями) и в днище (под водяным и масляным насосами). й 2. системы питдний двигдтеля Питание двигателя обеспечивается топливной и воздушной системами питания.

Образование тепловой энергии газов, преобразуемой в механическую работу, происходит вследствие воспламенения и сгорания топлива при дольшом давлении и высокой температуре. Качество топливо-во душной смеси и степень наполнения ею цилиндров определяют основные характеристики двигателя и машины и в значительной степени влияют на надежность и безотказность работы двигателя. Поэтому топливо и воздух должны подаваться в цилиндры двигателя всегда в' строго определенном количестве в зависимости от режима работы и всегда тщательно очищенными от посторонних примесей.