Нагнетатель (Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели))
Описание файла
Файл "Нагнетатель" внутри архива находится в следующих папках: Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели), Двигатель 5ТДФ. PDF-файл из архива "Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "конструкция специальных машин и устройств" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "ксму" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Нагнетательдвигателя 5ТДФОглавлениеОглавление....................................................................................................................................... 2Введение........................................................................................................................................... 3Назначение, устройство и работа элементов нагнетателя .......................................................... 3Входной патрубок .......................................................................................................................
3Регулируемый направляющий аппарат..................................................................................... 3Вращающийся направляющий аппарат ....................................................................................
4Рабочее колесо............................................................................................................................. 4Диффузор. .................................................................................................................................... 4Сборная улитка............................................................................................................................ 4Редуктор нагнетателя.................................................................................................................. 42ВведениеДля осуществления продувки цилиндров на двигателе со стороны главной передачи установленцентробежный нагнетатель. Нагнетатель, кроме того, обеспечивает наддув двигателя, т. е.
увеличение плотности поступающего в цилиндр воздушного заряда. Вследствие этого увеличиваетсявесовое количество заряда в цилиндре, что позволяет сжечь большее количество топлива и,следовательно, увеличить мощность двигателя.Нагнетатель состоит из входного патрубка 1 (рис.
1), регулируемого направляющего аппарата10, рабочего колеса 7 с вращающимся направляющим аппаратом 9, диффузора 8 и сборной улитки2 с выходными патрубками. Рабочее колесо нагнетателя приводится во вращение от коленчатыхвалов двигателя и от турбины через редуктор 3.Принцип действия центробежного нагнетателя заключается в следующем.Воздух, проходящий по каналам, образованным лопатками рабочего колеса, вращается вместе сколесом и, находясь в поле центробежных сил, сжимается и выходит из колеса с повышеннымдавлением и значительно большей, чем на входе, скоростью. При этом на входе в рабочее колесосоздается разрежение, под действием которого воздух поступает в нагнетатель.Из рабочего колеса воздух попадает в безлопаточную часть диффузора, а затем в каналылопаточного диффузора. Здесь происходит снижение скорости, что приводит к дальнейшемуповышению давления воздушного заряда.Сжатие воздуха в рабочем колесе и увеличение его скорости происходит под действием энергии,подводимой к валу колеса.
При работе двигателя на режиме п = 3000 об/мин величина мощности,затрачиваемой на привод нагнетателя, достигает 230 л. с.Назначение, устройство и работа элементов нагнетателяВходной патрубок 1 (рис. 2) служит для подвода воздуха из воздухоочистителя к рабочемуколесу нагнетателя. Входной патрубок с воздухоочистителем соединяется резиновыми рукавами.Внутри патрубка выполнены направляющие ребра 28 и обтекатель 29, которые обеспечиваютравномерный вход воздуха в рабочее колесо с минимальными гидравлическими потерями.Регулируемый направляющий аппарат служит для регулирования величины давлениянаддува в зависимости от числа оборотов двигателя.
Необходимость такой регулировки вызванатем, что в нерегулируемом центробежном нагнетателе, подобранном из условия обеспечениятребуемой величины давления наддува на режиме максимального крутящего момента, расход идавление воздуха на больших оборотах чрезмерно возрастают. Это приводит к излишним затратаммощности на привод нагнетателя и, как следствие, к ухудшению экономичности двигателя на этихрежимах. Регулируемый направляющий аппарат позволяет поддерживать изменение расхода идавления воздуха в зависимости от числа оборотов двигателя в нужных пределах.Регулируемый направляющий аппарат состоит из корпуса 1 (рис. 3), 13 поворотныхнаправляющих лопаток 2, зубчатого венца 5 и зубчатых секторов 6. Зубчатые секторы закрепленына хвостовиках поворотных лопаток, причем один из них (поводковый сектор) связан смеханизмом привода лопаток.
Лопатки изготовлены из пластмассы.Поворачиваются лопатки вокруг осей с помощью регулятора. При перемещении тяги 14 (рис. 4),связанной через промежуточный рычаг 17 с регулятором, поворачивается рычаг 15, установленныйна хвостовике валика 9. Валик 9 через соединительные сухари 8 поворачивает поводковыйзубчатый сектор 16, который в свою очередь поворачивает зубчатый венец 5 и входящие с ним взацепление зубчатые секторы 7 всех лопаток, а следовательно, и сами лопатки.Принцип регулирования давления наддува поворотными лопатками направляющего аппаратаможет быть уяснен из схемы, представленной на рис. 5. Лопатки регулируемого направляющегоаппарата показаны на схеме в виде ряда профилей 1, которые могут поворачиваться вокруг осей,лопатки вращающегося направляющего аппарата и рабочего колеса — в виде ряда профилей 2 и 3,движущихся в направлении, указанном стрелкой.Ври установке лопаток регулируемого направляющего аппарата (рис.
5) под углом φ, большим90°, воздушный поток будет двигаться навстречу лопаткам вращающегося направляющегоаппарата. Это приведет к увеличению расхода и давления воздуха no-сравнению с расходом идавлением у нагнетателя без регулируемого направляющего аппарата. Поскольку увеличениедавления наддува и расхода воздуха целесообразно при запуске и работе двигателя на пониженных3скоростных режимах, максимальная величина угла φ = 112° сохраняется неизменной в интервалеизменения оборотов двигателя от нуля до пм = 2050 об/мин. При этом положении лопаток,удерживаемых пружиной 13 (рис.
4), стрелка-указатель 11 находится против деления 112 наградуированном секторе 10.С увеличением оборотов двигателя от пм лопатки регулируемого направляющего аппарата поддействием регулятора начинают поворачиваться по направлению вращения рабочего колеса и приоборотах 3000 об/мин занимают положение, при котором угол φ = 80 - 75° (рис.
5, б). Воздух вэтом случае закручивается в сторону вращения колеса. Закрутка воздуха приводит к тому, что сростом оборотов нагнетателя давление наддува и расход воздуха, а следовательно, и мощность,затрачиваемая на привод нагнетателя, увеличиваются в меньшей мере, чем у центробежногонагнетателя без регулируемого аппарата.Поворот лопаток в сторону увеличения угла φ ограничивается жестким упором, установленнымв корпусе направляющего аппарата, а в сторону уменьшения — упором в регуляторе.Вращающийся направляющий аппарат 13 (рис. 6) служит для того, чтобы обеспечитьплавное обтекание воздухом передних кромок лопаток рабочего колеса.
Он представляет собойвращающиеся лопатки, передние кромки которых изогнуты по направлению вращения рабочегоколеса. Угол изгиба кромок выбирается таким, чтобы на расчетном режиме работы нагнетателянаправление лопаток совпадало с направлением скорости движения воздуха в межлопаточныхканалах колеса.Вращающийся направляющий аппарат выполнен из алюминиевого сплава отдельно от рабочегоколеса и в нем имеется 14 лопаток.Рабочее колесо обеспечивает предварительное сжатие воздуха, поступающего в нагнетатель.При этом скорость воздуха на 'выходе из колеса значительно возрастает.Рабочее колесо 12 закрытого типа, в нем имеется 14 радиальных лопаток, ограниченных сторцов стенками.
Колесо изготовлено из алюминиевого сплава и вместе с вращающимсянаправляющим аппаратом установлено на общей шлицевой втулке 3 (рис. 7) и затянуто зажимнойгайкой 4. Со шлицевой втулкой 3 рабочее колесо соединено шестью цилиндрическими штифтами 7,с вращающимся направляющим аппаратом — двумя штифтами 6.Диффузор. Из рабочего колеса воздух выходит с большой скоростью, которая примаксимальных оборотах двигателя достигает 400 м/сек. Следовательно, воздух обладаеткинетической энергией. В диффузоре воздух движется по расширяющимся каналам.
При этомскорость потока уменьшается, а давление воздуха увеличивается. Таким образом, в диффузорепроисходит дальнейшее увеличение давления воздуха в результате преобразования части кинетической энергии воздуха в потенциальную энергию давления.Лопаточный диффузор, имеющий 18 лопаток, состоит из двух деталей: диска 9 (рис. 2),выполненного заодно с лопатками, и конического диска 10. Обе детали изготовлены изалюминиевого сплава. От проворачивания диск 10 удерживается шестью штифтами 11, которыеодновременно и центрируют его. Штифты выполнены ступенчатыми, что исключает возможностьих выпадания в проточную часть диффузора.Сборная улитка 25 служит для плавного направления воздуха, выходящего из диффузора, котводящим патрубкам 13 и 26. Улиткаи корпус 24 нагнетателя отлиты из алюминиевого сплава как одно целое.Давление выходящего из нагнетателя воздуха на режиме максимальной мощности равно 2,35 ат,а на режиме максимального крутящего момента —1,65 ат.Редуктор нагнетателя предназначен для привода рабочего колеса от главной передачидвигателя и от турбины.Привод рабочего колеса нагнетателя от главной передачи осуществляется через ведущуюшестерню 7 (рис.
6) редуктора, связанную рессорным валиком 6 привода с промежуточнойшестерней 5 главной передачи и двумя промежуточными валиками 9 с шестернями 4 и 10.Шестерни 10 промежуточных валиков входят в зацепление с шестерней 1, выполненнойзаодно с валом 11 рабочего колеса нагнетателя.Двухступенчатое повышение оборотов рабочего колеса необходимо для сообщения емубольшой окружной скорости, обеспечивающей получение заданной величины давления наддува.Передаточное отношение от коленчатых валов к рабочему колесу нагнетателя составляет 10,83.При этом число оборотов рабочего колеса на режиме максимальной мощности достигает 324904об/мин.