5.3. Методика расчета системы питания двигателя воздухом

и выпуска отработавших газов

5.3.1. Общие положения

Система питания двигателя воздухом и выпуска отработавших газов состоит из двух относительно самостоятельных систем: питания воздухом и выпуска отработавших газов.

Основными элементами системы питания воздухом являются: воздухоочистители и нагнетатели (на двигателях с наддувом).

В силовых установках МГ и КМ наибольшее применение получили: инерционно-сухие фильтры типа “циклон” и механические фильтры с бумажными фильтрующими элементами.

Для получения наиболее тонкой очистки воздуха применяют комбинированные воздухоочистители, в которых в первой ступени используют инерционно-сухие фильтры, во второй ступени применяют бумажные фильтрующие элементы.

5.3.2. Расчет инерционно-сухого фильтрующего элемента

Целью расчета является определение конструктивных размеров циклонов, количества циклонов, размеров фильтрующего элемента.

5.3.2.1. Исходные данные для расчета

1. Расход топлива при работе на номинальной мощности и частоте вращения.

2. Скорость воздуха на входе в циклон в выполненных конструкциях - 25 … 35 м/с.

3. Параметры окружающей среды.

4. Коэффициент избытка воздуха.

Рис. Принципиальная расчетная схема циклона: 1 – корпус циклона;

2 – центральная трубка; 3 – пылесборник; в – отверстие входного патрубок

5.3.2.2. Последовательность расчета

1. Количество воздуха приходящего через циклоны воздухоочистителя определяется по уравнению

кг/с

где be - удельный эффективный расход топлива, г/кВт  ч; Pe - эффективная мощность двигателя при максимальной нагрузке, кВт.

2. Общее проходное сечение входных отверстий всех циклонов определяется по уравнению неразрывности потока

;

3. Площадью проходного сечения входного отверстия циклона задаются, исходя из анализа выполненных конструкций, тогда количество циклонов определяется по уравнению

Компоновку воздухоочистителя выполняют исходя из возможных габаритных размеров, анализа выполненных конструкций и количества циклонов.

Рис. Компоновочная схема воздухоочистителя циклонного типа: 1 – корпус воздухоочистителя; 2 – крышка корпуса; 3 – циклон; 4 – входной патрубок; 5 – выходной патрубок

5.3.3. Расчет фильтрующего элемента из специального картона

Целью расчета является определение конструктивных размеров фильтрующего элемента.

5.3.3.1. Исходные данные для расчета

1. Расход воздуха через двигатель при работе на номинальной мощности и частоте вращения.

2. Допустимая величина воздушной нагрузки: рекомендуемые   величины q_в = 0,07 … 0,11 - для легковых автомобилей;

q_в = 0,03 … 0,55 - для грузовых автомобилей; q_в = 0,02 … 0,03 - для гусеничных машин.

Рис. Расчетная схема картонного фильтрующего элемента: 1 и 3 –торцевые стенки; 2 – наружный перфорированный цилиндр; 4 – картонный элемент “многолучевая звезда”; 5 – внутренний перфорированный цилиндр.