Воздухоочиститель и воздушный фильтр двигателя В-46

Воздухоочиститель предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли.

Воздухоочиститель (рисунок 5.12) двухступенчатый с автоматическим удалением пыли из пылесборника, установлен в силовом отделении у правого борта и крепится через резиновые амортизаторы на двух кронштейнах на перегородке силового отделения и съемном кронштейне на правом борту.

Воздухоочиститель состоит из корпуса, крышки 12 и трех кассет 19.

Корпус воздухоочистителя представляет сварную конструкцию, состоящую из головки 10, циклонного аппарата и пылесборника 5.

Циклонный аппарат собран из 96 циклонов, каждый из которых состоит из корпуса 3, входного патрубка 4, центральной трубки 20 и крышки 21.

Циклонный аппарат вместе с пылесборником представляет первую ступень очистки. Для предотвращения попадания во входные патрубки посторонних предметов вокруг циклонного аппарата установлена сетка 8 и щитки.

В головке воздухоочистителя размещены одна над другой три кассеты 19: нижняя, средняя и верхняя. Кассеты для отличия имеют надписи: «НИЖНЯЯ», «СРЕДНЯЯ», «ВЕРХНЯЯ» – и устанавливаются этими надписями в сторону патрубка к нагнетателю. Корпус кассет набит с определенной плотностью (для каждой кассеты) проволочной канителью. Для исключения подсоса неочищенного воздуха уплотняются войлочными прокладками 18. Кассеты составляют вторую ступень очистки.

 

Рис. 5.12 Воздухоочиститель двигателя В-46:

1 - правый патрубок пылесборника; 2 - стопор гайки; 3 –циклон; 4 – входной патрубок циклона; 5 – пылесборник; 6 – выходной патрубок к нагнетателю; 7 – нажимной болт штанга; 8 – защитная сетка; 9 – левый патрубок пылесборника; 10 – головка; 11 – стяжка; 12 – крышка; 13 – ручка; 14 – нажимной винт; 15 – балки; 16 – уплотнительная прокладка; 17 – лапа крепления воздухоочистителя; 18 – уплотнительная прокладка между верхней, средней и нижней кассетами; 19 - верхняя, средняя и нижняя кассеты; 20 – центральная трубка; 21 – крышка.

 

Турбокомпрессоры

Турбокомпрессор предназначен для увеличения плотности заряда воздуха, поступающего в цилиндры, с целью сжигания в том же рабочем объеме большего количества топлива и повышения литровой мощности двигателя.

Турбокомпрессор ы ТКР 7С-6 (рисунок 5.13) состоят из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбокомпрессоры устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров.

На двигателе устанавливается два турбокомпрессора ТКР 7С-6 (ТХ в таблице 5.1).

Турбина с двухзаходным корпусом 11 из высокопрочного чугуна преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Таблица 5.1

Техническая характеристика турбокомпрессоров

Наименование параметров	Двигатель
	740.50-360	740.30-260	740.31-240
Давление наддува (избыточное) при номинальной мощности двигателя, МПа (кгс/см^2), не менее	0,13 (1.3)	0,09 (0.9)	0,07 (0,7)
Частота вращения ротора при номинальной мощности двигателя, мин^-1	110000	95000	90000
Температура газов на входе в турбину, К (°С): - допускаемая в течение 1 ч; - допускаемая без ограничения во времени	1023 (750) 973 (700)
Давление масла на входе в турбокомпрессор, при температуре масла 80-95 °С, МПа (кгс/см^2): -при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин^-1; -при частоте вращения коленчатого вала 600 мин^-1, не менее	0,3…0,45 (3,0-4,5)   0,1 (1,0)

 

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 12 с валом 15, колеса компрессора 1, маслоотражателя 19 и втулки 18, закрепленных на валу гайкой 20. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом трением.

Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава и после механической обработки динамически балансируется до величины 0,4 г×мм.

Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1-1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины 0,5 г×мм.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8-9,8 Н×м (0,8-1,0 кгс×м).

После сборки ротор дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора наносятся метки в одной плоскости и ротор допускается на сборку турбокомпрессора.

При установке ротора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора. Ротор вращается в подшипниках 8, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 6, защемленным между корпусом подшипников 7 и крышкой 5. Подшипники выполняются из бронзы.

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 4.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 14, 17 и планок. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что, в свою очередь, облегчает установку турбокомпрессора на двигателе.

Рис. 5.13 Турбокомпрессор ТКР 7С-6:

1 - колесо компрессора; 2 - диффузор; 3 - корпус компрессора; 4 - кольцо уплотнительное; 5 - крышка; 6 - подшипник упорный; 7 - корпус подшипников; 8 - подшипник; 9 - кольцо стопорное; 10 - кольцо уплотнительное; 11 - корпус турбины; 12 - колесо турбины; 13 - экран турбины; 14 - болт; 15 - вал ротора; 16 - маслоотбрасывающий экран; 17 - болт; 18 - втулка; 19 - маслоотражатель; 20 – гайка.

 

Корпус подшипников турбокомпрессора с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 13 из жаростойкой стали. В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 16, который вместе с упругими разрезными уплотнительными кольцами 10 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Смазка подшипников турбокомпрессоров осуществляется от системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется через стальные трубки в картер двигателя.

 

Нагнетатель

Благодаря системе газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха за счет использования части энергии отработавших газов обеспечивается подача предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя. На двигателе В-46 устанавливается нагнетатель, который приводится в действие от коленчатого вала, через повышающий редуктор.

Рис.5.14 Нагнетатель:

1 – промежуточная шестерня с втулкой; 2 – корпус нагнетателя; 3, 12, 19 – заглушка; 4 – поводок; 5 - колпачок; 6 – сухари; 7 – штифт; 8 – упругофрикционная муфта; 9 – трубка подвода масла; 10 – заглушка масляного канала; 11 – малая шестерня перебора; 13 – втулка; 14 – вал с крыльчаткой; 15 – пята с кольцами; 16, 31 – диффузор; 17 – маслоуплотнительное кольцо; 18 – крышка; 20 – крыльчатка нагнетателя; 21 – колпачок крыльчатки; 22 – гайка вала крыльчатки; 23 – стопорная шайба; 24 – болт; 25 – диск улитки; 26 – проставочное кольцо; 27 – втулка; 28 – обойма; 29 – подшипник; 30 – улитка нагнетателя; 32 – установочное кольцо; 33 – ось блока шестерен; 34 – шестерня блока; 35 – ось промежуточной шестерни; 36 – венец.

 

Нагнетатель предназначен для подачи в цилиндры двигателя воздуха с избыточным давлением, что позволяет увеличить мощность двигателя, обеспечивает надежную работу в условиях высокогорья и работу на керосинах и бензине.

Нагнетатель Н-46 центробежного типа, приводной предназначен для подачи воздуха в цилиндры двигателя с избыточным давлением.

Нагнетатель расположен на верхней половине картера двигателя со стороны носка коленчатого вала на горизонтальной площадке. Нагнетатель с впускными коллекторами соединен через впускной трубопровод, состоящий из тройника и деталей, соединяющих патрубки тройника с патрубками впускных коллекторов.

Нагнетатель (рисунок 5.14) состоит из повышающего редуктора и проточной части, состоящей из крыльчатки 20, диффузора 16, 31, диска 25 улитки, улитки 30.

Корпус 2 и крышка нагнетателя изготовлены из алюминиевого сплава. Внутри корпуса размещены шестерни двухступенчатого ускоряющего редуктора (рисунок 5.15), упругая и две упругофрикционные муфты.

 

Рис. 5.15 Большая и малая шестерни двухступенчатого ускоряющего редуктора (упругофрикционная муфта):

1 – колпачок; 2 – штифт сухаря; 3 – сухарь; 4 – малая шестерня; 5 – поводок; 6 - установочное кольцо; 7 – втулка; 8 – большая шестерня.

 

Передаточное число от коленчатого вала к крыльчатке нагнетателя 13,33.

Блок шестерен состоит из венца 2 (рисунок 5.16), поводка 8 и сблокированной с ним шестерни 5. Эта шестерня соединяется с поводком с помощью шести призонных болтов 1, 4. Вращение от поводка на венец передается через упругую муфту.

Упругая муфта размещена внутри блока шестерен. Она состоит из шести пакетов. В каждом пакете по две обоймы 3, 6 и по две пружины 9. Пакеты с пружинами установлены в соответствующие для них гнезда в венце 2 и поводке 8. Ось блока шестерен неподвижно закреплена в корпусе нагнетателя.

Промежуточные шестерни 1 (рисунок 5.14) вращаются на осях. Эти оси неподвижны, от проворачивания удерживаются специальными выступами в заглушках корпуса. Опоры осей блока и промежуточных шестерен выполнены в корпусе 2 и крышке нагнетателя.

На шейке малой шестерни 4 (рисунок 5.15) перебора свободно, на бронзовой втулке 7, установлена большая шестерня 8 перебора. Внутри большой шестерни перебора размещена упругофрикционная муфта нагнетателя.

Упругофрикционная муфта состоит из шести сухарей (грузов) 3, шести колпачков 1, пружин, штифтов 2. Грузы через колпачки, пружины и фланцы штифтов прижимаются выступами поводка 5, напрессованного на зубья малой шестерни перебора.

Диффузор 16 (рисунок 5.14) лопаточный, имеет двадцать три лопатки стреловидной формы. Диск 25 улитки выполнен с осевым входом воздуха в крыльчатку. С воздухоочистителем машины улитка соединяется посредством дюритового шланга, закрепляемого стяжными хомутами.

Рис. 5.16 Блок шестерён:

1, 4 – призонный болт; 2 – венец; 3, 6 – обоймы пружин; 5 – шестерня блока; 7 - втулка; 8 – поводок блока; 9 - пружины.

 

Улитка 30 выполнена в виде спирального канала, одновременно она является сборником воздуха. По улитке воздух подходит к выходному отверстию и через тройник распределяется по впускным коллекторам двигателя.

Ротор (редуктор) нагнетателя состоит из вала 14 крыльчатки, крыльчатки 20, маслоуплотнительной втулки 27, кольца 26 уплотнения и детали крепления.

Крыльчатка зажимается на валу гайкой, колпачок шлицами удерживает гайку в затянутом положении и при этом затянут винтом с резьбой противоположного направления вращению ротора. Стопорная шайба 23 удерживает отогнутыми усиками винт от самоотворачивания.

 

Рис.5.17 Редуктор нагнетателя:

1 – упругая муфта; 2, 10 – промежуточная шестерня с втулкой; 3, 11 – ось промежуточной шестерни; 4, 6 – упругофрикционная муфта; 5 – вал с крыльчаткой; 7 – поводок; 8 – сухари; 9 – малая шестерня перебора; 12 – крыльчатка нагнетателя; 13 – ось блока шестерен; 14 – шестерня блока; 15 – шестерня коленчатого вала привода нагнетателя.

 

Опоры ротора - центральный подшипник 29 и втулка. В крышке корпуса нагнетателя монтируется контактное кольцевое уплотнение, предотвращающее унос масла в проточную часть с воздухом в цилиндры двигателя.

Работа нагнетателя Н-46

При работе двигателя от шестерни, установленной на коленчатом валу, вращение передается блоку шестерен (рисунок 5.16) и дальше через две промежуточные шестерни и шестерни перебора на шестерню вала крыльчатки (ротора).

Крыльчатка, вращаясь с большой частотой (26000 об/мин), создает разрежение на входе в нагнетатель, и воздух через входной патрубок диска улитки поступает в ее межлопаточные каналы.

Воздух, увлекаемый крыльчаткой, приобретает кинетическую энергию, которая в профилированном межлопаточном канале крыльчатки частично преобразуется в потенциальную (избыточное давление). Окончательно кинетическая энергия воздуха преобразуется в давление в лопаточном диффузоре и частично в улитке. Избыточное давление на входе во впускной коллектор возрастает сверх атмосферного.

При работе двигателя частота вращения коленчатого вала постоянно меняется, из-за чего в деталях редуктора, вращающихся с большой частотой, возникают значительные переменные динамические нагрузки. Для снижения этих нагрузок в редуктор привода нагнетателя введены упругая и две упругофрикционные муфты.

При вращении шестерни упругой муфты вращение передается на поводок, от поводка через обоймы и пружины - на зубчатый венец. При резком изменении частоты вращения шестерни пробуксовывают относительно венца, что приводит к уменьшению вращения от коленчатого вала. За счет сжатия пружин упругой муфты поводок и соединенная с ним призонными болтами шестерня пробуксовывают относительно венца, что приводит к уменьшению динамических нагрузок на детали привода.

В упругофрикционной муфте при возрастании частоты вращения коленчатого вала увеличиваются центробежные силы сухарей 8 (рисунок 5.17), в результате чего увеличивается сила трения сухарей по внутренней поверхности большой шестерни перебора. За счет сил трения поводок замыкается с большой шестерней перебора, и вращение на вал 5 крыльчатки передается без пробуксовки.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежные силы, действующие на сухари, уменьшаются, что ведет к уменьшению момента трения, передаваемого муфтой. В результате чего большие шестерни перебора проскальзывают относительно сухарей, происходит размыкание поводка с большой шестерней перебора. Ротор нагнетателя, продолжая по инерции вращаться с прежней частотой, увлекает за собой большую шестерню перебора, которая, пробуксовывая по поверхности сухарей, снижает инерционные динамические нагрузки на остальные детали привода.

При работе масло на смазку нагнетателя подводится принудительно по трубопроводу от фильтра МАФ через втулку в корпусе нагнетателя.