Проект системы наддува автотракторного дизеля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
адувочного воздуха.
Рис. 3.1 - Схема регулируемого наддува
Данная система (рис.) состоит из следующих агрегатов и узлов: турбокомпрессор (1), двигатель (2), обводные каналы (3, 5, 12), автоматический воздушный клапан (4), перепускной клапан (6), пневмоцилиндр (7), топливный насос высокого давления (8),магистраль управления системой (9), кран (10), охладитель наддувочного воздуха (11).
3.2 Основные режимы работы системы наддува
При работе двигателя на частичных нагрузках или на холостом ходу, двухходовый кран (10) преграждает доступ воздуха от центробежного нагнетания в рабочую полость пневмоцилиндра (7), при этом перепускной клапан [6] открывает выпускной обводной трубопровод, и основной поток отработавших газов отводится через него в атмосферу. Работая за iет части энергии газов, турбокомпрессор (1) не может обеспечить подачу необходимого количества воздуха в двигатель, поэтому во впускном трубопроводе возникает разряжение, которое приводит к открытию автоматического воздушного клапана (4), установленного во впускном обводном трубопроводе, что позволяет воздушному заряду поступать в двигатель, минуя турбокомпрессор через обводной трубопровод.
Такая организация потоков воздуха и отработанных газов позволяет улучшить пусковые качества, повысить приемистость двигателя, снизить расход топлива на холостом ходу и на частичных нагрузках.
При увеличении нагрузки на двигатель под действием ударной волны рабочих газов перепускной клапан резко поднимается и перекрывает выпускной обводной трубопровод. Таким образом, поток отработавших газов направляется в выпускной трубопровод, который связан с турбокомпрессором. Частота вращения ротора турбокомпрессора, работавшего ранее в горячем режиме, повышается. Компрессор засасывает воздух из воздухоочистителя, сжимает его, и под избыточным давлением нагнетает в цилиндр двигателя по впускному трубопроводу. В этот момент давление в спускном обводном трубопроводе увеличивается, обратный воздушный клапан закрывается и количество воздуха, поступающего в двигатель, увеличивается. Одновременно компрессор нагнетает воздух в соединенную с впускным трубопроводом магистраль управления системой (9), которая в свою очередь соединена с пневмоцилиндром. Пройдя через двухходовый кран, воздух заполняет пневмоцилиндр. Давление в нем воздействует на мембрану, прогибая ее, и через передаточный механизм, связанный в свою очередь с кривошипом зафиксирует перепускной клапан в верхнем положении, соответствующем полному и плотному перекрытию обводного выпускного трубопровода.
Двухходовой кран имеет два фиксируемых положений:
. автоматическая работа.
. турбокомпрессор выключен.
В первом случае кран свободно пропускает воздух от компрессора в пневмоцилиндр по магистрали управления системой. Количество поступающего воздуха зависит от нагрузки на двигатель.
Во втором случае, при помощи рукоятки крана доступ воздуха в пневмоцилиндр преграждается. Как было сказано выше, в это положение рукоятка крана переводится при работе двигателя на холостом ходу или при частичных нагрузках.
Для отключения ОНВ перед охладителем устанавливается обводной канал с электромагнитным клапаном. После охладителя устанавливается датчик температуры воздуха который связан с термореле. При температуре наддувочного воздуха выше 60С электромагнитный клапан (12) закрывает обводной канал и воздух проходит через охладитель. При температуре ниже 45С клапан приоткрывает обводной канал до тех пор пока температура воздуха не начинает подниматься.
Таким образом, предложенное устройство системы перепуска рабочих газов с отключением турбокомпрессора обеспечивает надежную работу и простоту эксплуатации.
3.3 Обоснование конструктивных параметров устройства для отключения
.3.1 Конструкция и раiет механизма отключения газотурбинного наддува
Учитывая первоначальные условия:
ход штока механизма управления = 10 мм.
ход штока перепускного клапана = 11 мм, для полного перекрытия обводного трубопровода необходимо, чтобы кривошип перепускного клапана повернулся на 22 относительно первоначального положения (с учетом смещения кривошипа относительно центра обводного трубопровода на 10 мм) .
3.3.2 Раiет рабочего диаметра диафрагмы механизма управления
Ход штока по условиям принят 10 мм. Исходя из того, что максимальное отклонение диафрагмы в одну сторону составляет 8, рабочий диаметр диафрагмы расiитывается следующим образом.
Рис. 3.2 - Схема определения диаметра диафрагмы
Рабочий радиус диафрагмы определяется из условия:
8 = 5/R (3.1)
= 5/ sin 8 = 35 мм.
Рабочий диаметр диафрагмы расiитывается следующим образом:
Др = 2R (3.2)
Др = 2*35 = 70 мм.
3.3.3 Раiет пружины механизма
Усилие от давления наддува, приложенное к штоку со стороны диафрагмы, расiитывается по формуле
F=P*S (3.3)
где F- сила от давления наддува, н;избыточное давление наддува, Па;- рабочая площадь диафрагмы, м;
=, (3.4)
где Др - рабочий диаметр диафрагмы, м;==0,00385 м
Р= 0,1= 0.1 тАв 106 тАв 0.00385 = 385 Н.
Усилие на сжатие пружины с учетом усилия на привод перепускного клапана составляет: = 385 - 25 = 360 H. (3.5)
Диаметр проволоки для изготовления проволоки пружины определяется как:
=1,6 , (3.6)
где к - коэффициент учитывающий кривизну витков, к=1,24;
с -