Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин, страница 4

Из этой полости топливо поступает к топливоподкачивающему насосу. Пластинчато-щелевой фяльтрующий элемент задерживает механические частицы размерами более 20 — ЗО мкм. Элемент представляет собой полый цилиндр, составленный из одинаковых кольцевых дисков (рис. 1.7, б). Каждый диск по своим наружным и внутренним поверхностям имеет отгибные выступы. При сборке дисков в цилиндр между их торцовыми поверхностями образуются зазоры.

Топливо поступает к наружным и внутренним поверхностям цилиндра и проходит через щели между дисками. 15 Очищенное топливо через торцовые отверстия в дисках направляется в верхнюю часть корпуса фильтра к выходному отверстию и далее к топливоподкачивающему насосу. На рис. 1.7, в представлен сетчатый фильтр грубой очистки топлива. Сетчатые фильтры задерживают механические частицы размером 150 — 200 мкм. Фильтрующими элементами 4 в них являются концентрично расположенные сетчатые цилиндры, установленные в корпусе 2.

Количество отверстий на 1 см' составляет 400 и более. Топливо, поступающее из бака во внутреннюю полость корпуса фильтра, проходит одновременно через все сетчатые цилиндры, очищается и поступает к выходному отверстию в крышке фильтра 1. Проникновение неочищенного топлива в полость с очищенным топливом предотвращается прокладками 8. По мере загрязнения фильтров грубой очистки увеличивается их сопротивление, вследствие чего подача топлива к топливоподкачивающему насосу затрудняется. Поэтому фильтры необходимо периодически промывать. В фильтрах тонкой очистки топлива в качестве фильтрующих элементов применяются пакеты из фетровых дисков, каркасы с поглощающей механические примеси набивкой (например, минеральной ватой), каркасы с нитчатой или тканевой обмоткой и т.

д. На рис. 1.8, а изображены детали фильтрующего элемента из фетровых дисков 7 с картонными прокладками, имеющими прорези в наружном 2 или внутреннем 3 кольце. Из корпуса фильтра топливо проходит через прорези в наружном кольце картонной прокладки, сквозь фетровый диск и через прорези во внутренних кольцах соседних прокладок к трубке, отводящей очищенное топливо. Лля задержания воды и ворсинок, которых фетр может не задержать, служит шелковый чехол. На рис. 1.8, б и в показаны фильтры тонкой очистки топлива с фильтрующими элементами в виде чехла из специальной ткани и набивки из адсорбнрующего вещества.

По мере загрязнения фильтрующих элементов увеличивается тонкость фильтрации топлива, но при этом увеличивается сопротивление фильтра. Перепад давления в чистом фильтре тонкой очистки составляет 10 — 15 кПа (О,! — 0,15 косм ), при его загрязнении сопротивление может достигать 50 — 70 кПа. Так как давление, создаваемое топливоподкачивающим насосом, как правило, не превышает 50 — 70 кПа (0,6 — 0,7 кГ1см'), при сильном загрязнении фильтрующего элемента подача топлива в двигатель может практически прекратиться. В связи с этим фильтры должны периодически промываться, а 'фильтрующие детали заменяться новыми.

В топливной системе питания применяются металлические топливопроводы и специальные резиновые шланги в гибкой оплетке. Соединение топливопроводов между собой н с агрегатами топливной системы производится при помощи специальных резьбовых соединений (рис. 1.9). Ниппельные соединения первых двух типов 16 (рис. 1.9, Т, П) применяются для соединения трубопроводов высокого давления, соединения (рис. 1.9, П1, 7Ч) применяются в магистралях низкого давления.

Для включения на питание баков, для их переключения и перекрытия в топливной системе используются топливные распределительные краны. Ч1 Рис. 1.9. Типы соединений трубопроводов Система питания воздухом Долговечность работы двигателя в значительной мере зависит от количества пыли, попадающей в двигатель с воздухом. Проникая в цилиндр двигателя, частицы пыли вызывают интенсивный абразивный износ цилиндров, поршневых колец, шеек и подшипников коленчатого вала.

Износ приводит к падению мощности, увеличению расхода топлива и смазки, снижению срока службы двигателя. Для очистки воздуха от пыли и подвода его к цилиндрам двигателя служит воздушная система питания. В систему входят воздухоочистители, впускные коллекторы, устройства для отсоса пыли из пылесборников воздухоочистителей. Воздухоочистители 18 должны свободно пропускать в цилиндр воздух и задерживать находящуюся в нем пыль. Под запыленностью воздуха ~р понимается количество пыли в г, содержащееся в 1 м' воздуха.

Степень очистки воздуха )с оценивается количеством пыли, задержанной воздухоочистителем, отнесенным к количеству пыли, поступившей в воздухоочиститель с атмосферным воздухом: 1;1 Ч'ь Фе (1.13) где <р, — запыленность воздуха, поступающего в воздухоочиститель; ~ря — запыленность воздуха, выходящего из воздухоочистителя. На рис. 1.10 приведен график, з показывающий продолжительность работы 1 двигателя до предельного г износа в зависимости от )с при различных значениях ср,. Например, при движении одиночной машины по проселку (запыленность 3 г/мк) при отсутствии воздухоочистителя (ср,=ср,; )с =-О) выход из строя двигателя происходит через У 15 — 20 ч.

Известны случаи, когда Рнс. В10. Влияние степени очистки из-за недостаточного внимания иоздуха на длительность работы к конструкции или состоянию воздухоочистителя при движении гусеничных машин в пыльных дорожных условиях срок службы двигателей сокращался в три-четыре раза. Степень запыленности воздуха зависит от многих факторов (дорожных условий, конструкции ходовой части, скорости движения машины) и резко меняется по высоте. Так, при движении гусеничной машины по пыльной дороге на высоте 0,25 м запыленность за кормой машины достигает 8 г(ме, а на высоте 2 м— 0,5 г!ме.

Воздух для питания двигателя обычно поступает на высоте немногим более 1 м, где запыленность редко превышает 4 г!ме. Если запыленность воздуха не превышает 0,001 г!ме, то пыль практически не влияет на износ двигателя. Наиболее трудной задачей при разработке воздухоочистителя является обеспечение очистки воздуха от мельчайших частиц пыли, осаждение которых вызывает значительные трудности. Экспериментально установлено, что практически безвредными для работы двигателя являются пылинки размером 0,001 мм. Такие пылинки не могут осесть на землю даже при отсутствии ветра, а частицы размером 0,002 — 0,003 мм не могут осесть при незначительном ветре, их осаждение в естественных условиях происходит только под действием тумана, дождя или снега.

В воздухоочистителях 2* г9 осаждение таких частиц неизбежно приводит к усложнению метода очистки воздуха и самой конструкции воздухоочистителя. Конструкция современного воздухоочистителя должна удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать высокую (почти 100%-ную) степень очистки воздуха от находящейся в нем пыли; иметь минимальное и стабильное во все время работы двигателя сопротивление проходу воздуха; длительно работать без промывки; обеспечивать малую трудоемкость работ по обслуживанию; обладать малым весом и габаритами.

Степень очистки воздуха воздухоочистителем характеризуется коэффициентом пропуска пыли т( = — а = 1 — Р. (1.14) Ч'г Для обеспечения требуемой долговечности работы двигателя необходимо, чтобы т1=0,1 —:0,2%, не более. Вторым существенным показателем качества воздухоочистителя является его сопротивление прохождению воздуха, характеризуемое перепадом давления йам Лр. Сопротивление воздухоочистирис. ПЫ. Зависимость енени теля обусловливает потерю до 5% очистки воздуха Ю и сонротиа- мощности двигателя. Часть мощности ленин аоадукоочиетнтеля Лр от затрачивается на преодоление сопрорасхода иоалука 9, (оплошные тнвления воздухоочистителя, часть линии) и аремени работы теряется в связи с ухудшением наполнения цилиндров двигателя воздухом, что в конечном счете приводит к неполному сгоранию топлива.

По мере загрязнения воздухоочистителя его сопротивление возрастает. Соответственно возрастают и непроизводительные потери мощности. Максимально допустимая величина сопротивления воздухоочистителя на номинальных режимах работы двигателя составляет Лр = 10-:12 кПа (1000 — 1200 мм вод.

ст.). Для газотурбинных двигателей в силу особенностей их конструкции сопротивление воздухоочистителя не должно превышать 3— 4 кПа (300 — 400 мм вод. сгп.). При этом допускается пропуск пыли до 3 — 4%. Время обслуживания воздухоочистителя не должно превышать 15 — 20 мии.

Длительность работы воздухоочистителя без обслуживания определяется стабильностью коэффициента пропуска пыли и сопротивления при данной запыленности воздуха. Обслуживание производится по мере изменения основных поиазателей с течением времени и зависит в основном от конструкции воздухоочистителя. На рис. 1.11 показан характер изменения степени очистки воздуха и сопротивления воздухоочистителя от режима 20 его работы (расход воздуха) и степени загрязнения (время работы). Наблюдающиеся в настоящее время тенденции развития конструкции воздухоочистителей, а также способов автоматического удаления пыли из них позволяют предположить, что возможно осуществление такой конструкции, при которой обслуживание не потребуется в течение всего гарантийного срока службы двигателя.

Габариты воздухоочистителя оцениваются удельным габаритным объемом У~. о Р,а — — — ' г (1. 15) где У,, — объем, занимаемый воздухоочистителем, в м', расход воздуха двигателем в м'/с. Величина У„а характеризует компактность конструкции и для современных воздухоочистителей составляет 0,18 — 0,24 с. По способу отделения пыли от воздуха воздухоочистители могут быть подразделены на инерционные, фильтрующие и комбинированные, имеющие две или более ступеней очистки.

В зависимости от того, смачиваются ли элементы воздухоочистителя маслом или жидкостью, их называют сухими или мокрыми (маслянымн). На современных гусеничных и колесных машинах чаще всего применяются комбинированные воздухоочистители с двумя ступенями очистки. В первой ступени из воздуха удаляются наиболее крупные и тяжелые частицы пыли, во второй — мелкие пылинки. Наибольшее распространение для первичной грубой очистки воздуха получили методы пылеосаждения, инерционный и центробежный. Для окончательной тонкой очистки применяются контактный метод и фильтрация.