Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Пылеосаждение является простейшим способом очистки воздуха. Для осаждения пылинок под действием Силы тяжести необходимо, чтобы пылинки упали на дно пылеосадочной камеры прежде, чем поток воздуха успеет вынести их из камеры. Для этого пылевые камеры должны иметь большой объем, вследствие чего пылеосаждение в гусеничных машинах не используется. При инерционной очистке используется сила инерции движущихся пылинок: при резком изменении направления движения воздуха пылевые частицы продолжают двигаться по первоначальному направлению и, вылетая из воздушного потока, задерживаются в пылесборниках.
На рис. 1.12 изображены схемы сухих инерционных воздухоочистителей: простейшего (а) и более сложного по конструкции (с инерционной решеткой), но обеспечивающего более высокую степень очистки (б). Весьма эффективным является способ очистки воздуха, при котором наряду с инерционными используются также центробежные силы. Для этого проходящий в корпусе инерционного воздухоочистителя поток воздуха закручивается при помощи , спиральных направляющих, тангенциального (по касательной к цилиндрической стенке) входа или других способов. При этом 2! частицы пыли отбрасываются центробежными силами к стенке корпуса и скатываются по ней в пылесборник. Такие центробежно-инерционные воздухоочистители называются циклонами (рис.
1.13). а) 6 Рис 1.12. Схемы сухих инерционных воздухоочистителей Существенным преимуществом сухого инерционного способа очистки воздуха является то, что сухая пыль может быть легко выброшена из пылесборника в атмосферу путем отсоса. Это осо- 6 бенно важно при большой запы- ленности воздуха, когда необдт: ходимо непрерывное удаление пыли в процессе всей работы двигателя. Отсос пыли осуще- .Г ствляется при помощи вентиляторов системы охлаждения или эжекционного устройства, действующего от выпускных газов двигателя.
Исходными данными при расчете циклонного воздухоочиз. стителя являются требуемый расход воздуха 9, в мз/с, допусРис. 1.13. Схемы центрооежно-ивер- тимое сопротивление др в да и ционных воздухоочисгителей: а — со спиральной напрааляющей; д — с тан желаемая степень очистки возгенциальным входом духа )т' (или коэффициент про- пуска пыли Ч). Размеры основных элементов циклона выбираются такими, чтобы коэффициент пропуска пыли получался наименьшим при допустимом сопротивлении.
Если в качестве исходного размера принять диаметр цилиндрической части циклона Р, то можно рекомендовать 22 (рис. 1.14): е( = (0,4 —:0,6) Р; е( = (0,6 —:0,8) Р; 1.„= (6 —:8) Р. Другие размеры подбираются в результате экспериментальной доводки циклона и по эмпирическим зависимостям. Скорость воздуха на входе о,„ограничивается допустимым сопротивлением Лр циклона: ю/ 2Ар Оа» у' ее > (1. 16) где р — плотность воздуха; $ — коэффициент сопротивления циклона. Приближенно можно считать $ = '", (1.17) 1у да (~„,„,я у ) где Р„= рп — сечение входного патрубка циклона; обозначение размеров — на рис.
1.14. Требуемое число циклонов в воздухоочистителе зависит от расхода воздуха двигателем Я, и расхода воздуха на отсос пыли 1;1,,: Яа + 0оан Ц Рвана» (1.18) 9, = (0,15 †: 0,25) 9,. Габариты циклонного воздухоочистителя в плане г",, определяются диаметром циклонов и их числом: 23 Р,, = (1,20 —: 1,5) Рагч. (1.19) Предварительная оценка качества возду- Рнс. Н ЬК Расчетная хоочистителя по коэффициенту пропуска пыли т) производится расчетом по эмпирическим зависимостям, связывающим т) со скоростью воздуха о„, основными размерами циклона и параметрами, характеризующими дисперсный состав пыли.
Современные циклонные воздухоочистители обеспечивают степень очистки воздуха не более Я = 0,98 при сопротивлении до 5 кПа (500 м.н вод. ст.). Это может быть достаточно для некоторых типов газотурбинных двигателей, в которых наличие пыли в воздухе вызывает в основном повышенный износ проточной части компрессора. Для поршневых двигателей требуется, чтобы воздухоочиститель обеспечивал степень очистки воздуха до )с = = 99,8 —:99,9%, поэтому инерционные воздухоочистители в этом случае используются лишь как первая ступень очистки. В качестве второй ступени применяются масляные или сухие фильтрующие элементы.
На рис. 1.15, а изображена схема комбинированного возду- хоочистителя, в котором предварительная очистка воздуха осуществляется инерционным способом. Воздушный поток проходит между стенками двух цилиндров сверху вниз и, резко изменяя направление, оставляет в масляной ванне наиболее тяжелые частицы пыли.
Проходя затем сквозь несколько рядов металлической сетки, непрерывно смачиваемой во время работы двигателя маслом из той же ванны, воздух окончательно очищается. Пыль а! остается в масляной ванне, частично оседая на дно, частично во взвешенном состоянии. Воздухоочистители такого типа особенно широко применяются для автомобильных двигателей. Их необходимо периодически промывать и заливать чистым маслом. На гусеничных машинах для ' тонкой очистки воздуха чаще при- меняются кассеты с проволочной — — или другого типа набивкой. На рис.
1.15, б представлена схема комбинированного воздухоочнсти- аагтьа дагдух У ауигатгль масаьергыа. дагуух утраьатайии галы Рать Рис. !.!5. Схемы комбинированных вовдухоочистнтелей теля, представляющего собой циклонный аппарат с тремя кассетами. Пыль из циклонов удаляется зжекционным способом. Преимуществом мокрого способа очистки воздуха является использование сил сцепления между частицами пыли н маслом. Зти силы проявляются, когда частицы пыли, петляя по хаотично расположенным каналам в набивке кассеты или в слоях проволочной сетки, касаются смоченной маслом проволоки и задерживаются на ней.
Предварительный приближенный расчет кассетного воздухоочистителя производится по экспериментальным зависимостям. Исходными данными для расчета являются требуемый расход 24 воздуха 9„его запыленность на входе в кассету ф„допустимое значение коэффициента пропуска пыли т) и допустимое сопротивление кассеты Лр = Лр, + Лр,. Здесь Лр, — сопротивление чистой кассеты в начале ее работы; Лр, — приращение сопротивления кассегы, связанное с ее загрязнением: кНЧил ЛРо = лр А гр~л|ь 1 у.й Л к (1.21) л лалрл~лр где Н вЂ” высота кассеты в м; д — плотность набивки кассеты в кг/м', о — скорость потока воздуха перед фронтом кассеты в м/с; и'„р — диаметр проволоки в мм; к — коэффициент, зависящий от материала набивки кассеты; и„— количество пыли, задержанной в кассете, в кг; У ~ — объем, занятый в кассете набивкой, в см', рл — плотность пыли; А — коэффициент, зависящий от материала набивки.
Учитывая, что скорость о определяется расходом воздуха Я„ можно предварительно определить требуемую площадь фронта кассеты Р = —. При этом задаются оптимальными значениями лл ряда параметров воздухоочистителя (Н, д, д„р). Увеличение высоты кассеты Н способствует повышению степени очистки воздуха, однако при этом сильно возрастает сопротивление его прохождению. С точки зрения удобства обслуживания кассетного воздухоочистителя целесообразно, чтобы он состоял из двух- трех последовательно устанавливаемых кассет, так как наибольшее количество пыли задерживается слоями набивки, прилегающими ко входу в воздухоочиститель.
Допустимое сопротивление кассетного воздухоочистителя Лр = 5 —: 7 кПа (500— 700 мм вод. сгл.). Количество пыли, задержанной кассетным воздухоочистителем, определяется по формуле ,— 2В(у л — 2 — 3) р.2л где  — величина, зависящая от конструктивных параметров и режима работы кассет; тл — количество пыли, попадающее в кассету с воздухом, в кг: тл = З,б~рД,Л (1.23) Здесь ~р, — запыленность воздуха, поступающего в кассету, в г/м', 1 — время работы воздухоочнстнтеля в ч. Коэффициент пропуска пыли кассетой ~) определяется по формулам: (1.24) ~Ил ' Чт где ~р, — допустимая запыленность воздуха, поступающего в дви- гатель, в г/м'.
25 Если воздухоочиститель состоит из нескольких установленных последовательно кассет, например трех, то коэффициент пропуска пыли воздухоочистителем равен произведению коэффициентов пропуска пыли всех кассет: 9 = т1'и "т)'". Зная р, и задаваясь необходимыми значениями ~Е„Д, и Лр, можно подобрать конструктивные параметры кассет и их число. Окончательная доводка воздухоочистителя производится экспериментальным путем. $ 3. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ Естественное рассеивание тепла поверхностями двигателя и отвод тепла в масло не обеспечивают поддержания в нужных пределах температуры деталей двигателя и агрегатов моторной установки.
В связи с этим возникает необходимость в системе охлаждения — совокупности устройств, обеспечивающих принудительный отвод тепла от нагревающихся деталей двигателя. При перегреве двигателя может происходить снижение коэффициента наполнения, калильное зажигание, пригорание масла и повышение потерь на трение. Переохлаждение двигателя может привести к снижению экономичности, повышению жесткости работы, смолообразованию. В двигателях внутреннего сгорания гусеничных и колесных машин применяется как жидкостное (вентиляторное или эжекционное), так и воздушное (вентиляторное) охлаждение.
При жидкостном (водяном) охлаждении тепловое состояние двигателя оценивается температурой охлаждающей жидкости на выходе из двигателя. Допустимая температура жидкости в закрытых системах может достигать 100' С. Верхний предел максимальной кратковременно допустимой температуры составляет 105' С, нижний предел — 60 — 70' С. При высокотемпературном охлаждении допустимый максимум температуры может быть значительно выше.
В открытых системах допустимая температура охлаждающей жидкости может достигать 90 — 95' С. При воздушном охлаждении тепловое состояние двигателя оценивается по температуре головки наиболее нагреваемого цилиндра илн на выходе охлаждающего воздуха. Допустимая температура цилиндра 220' С, а температура "воздуха 90 †1' С. Верхний предел максимальной кратковременно допустимой температуры цилиндра составляет 250' С, а нижний предел 130' С. Допустимое время непрерывного действия предельных значений температуры при работе двигателя составляет 5 — 15 мин. Проектируемая система охлаждения должна обеспечивать: 1) температурные характеристики двигателя на всех скоростных и нагрузочных режимах в пределах, заданных техническими условиями; 2) минимальный расход мощности на охлаждение; 3) малый вес и габариты; 4) эксплуатационную надежность, определяемую сроком службы, простотой и удобством регулирования и обслуживания, 26 а также стабильностью основных технических показателей системы в процессе работы; 5) технико-экономическую целесообразность, определяемую сложностью конструкции, технологией изготовления и монтажа, расходом конструкционных и эксплуатационных материалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
