Влияние состояния системы очистки и подачи воздуха на работу двигателя

Система очистки и подачи воздуха в цилиндры состоит из воздухоочистителя, впускного патрубка и турбокомпрессора. Последний применяется на двигателях некоторых типов для повышения их мощности и экономичности за счет нагнетания в цилиндры дополнительных порций воздуха.

Воздухоочиститель — один из основных агрегатов, предохраняющих двигатель внутреннего сгорания от преждевременного износа. Особенно велико его значение для тракторных двигателей, как правило, работающих в облаке пыли. Например, на пахоте содержание пыли в 1 м3 воздуха может составлять от 0,005 до 0,5 г, на бороновании — от 0,03 до 1,5 г. В отдельных случаях пылесодержание достигает 2 г/м3, причем пылинки, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, могут иметь размеры от десятых долей микрона до сотен микрон.

Исправный воздухоочиститель пропускает незначительное количество пыли (не более 1%) с частичками малых размеров, приносящими небольшой вред. Так, воздухоочиститель трактора ДТ-54А обеспечивает почти полную очистку воздуха от пылинок, имеющих размеры 40 мкм и больше, но он пропускает около 1% пылинок размером меньше 20 мкм. Двигатель этого трактора при нормальной работе засасывает за 8-часовую смену около 2000 м3 воздуха. Следовательно, при работе на пахоте с исправным воздухоочистителем, пропускающим через себя около 1% пыли, двигатель за смену может засосать до 10 г пыли, что составит 1,2 г в час» За межремонтный период (3000 мото-ч) количество попавшей в двигатель пыли составит 3,6 кг. Из этого количества пыли на трущиеся поверхности попадает лишь малая доля, а большая часть уносится выпускными газами.

В процессе эксплуатации трактора рабочие характеристики воздухоочистителя изменяются по мере накопления в нем пыли, испарения и уноса масла из поддона, а также изнашивания и уплотнения фильтрующих элементов. При этом степень и тонкость очистки воздуха резко ухудшаются, вследствие чего увеличивается и количество пыли, поступающей на трущиеся поверхности деталей двигателя. По мере засорения воздушного фильтра возрастает сопротивление движению воздуха. В результате этого в фильтре и во впускном патрубке возникает дополнительное разрежение, которое, с одной стороны, создает опасность подсоса в камеры сгорания неочищенного, запыленного воздуха (через неплотности системы), а с другой — снижает массу, температуру и давление воздушного заряда, поступающего в камеры. Резко повышается интенсивность изнашивания двигателя, и одновременно с этим вследствие недостатка воздуха снижаются мощность и экономичность двигателя. При подсосе запыленного воздуха через неплотности системы значительно увеличивается не только количество, но и размеры пылинок, попадающих в камеры сгорания.

Эффективность работы инерционно-масляных воздухоочистителей во многом зависит от состояния масла в поддоне. По мере насыщения частицами пыли оно густеет и на поверхности масляного слоя образуется плотная пленка, что снижает степень очистки воздуха.

Абразивные частицы (твердые пылинки), проникающие из камер сгорания в картер, попадают в смазочное масло и, циркулируя с ним, изнашивают детали двигателя (зеркала цилиндров, поршневые кольца, поршни, шейки коленчатого вала, вкладыши и др.), многократно оказывая вредное действие до тех пор, пока не будут задержаны масляными фильтрами. Интенсивность изнашивания деталей зависит от размеров и свойств абразива. Наиболее опасны в этом отношении частицы, имеющие высокую твердость (кварцевая пыль): в смеси с маслом они действуют подобно наждаку.

Установлено, что частицы пыли размером менее 5 мкм не оказывают существенного влияния на интенсивность изнашивания деталей кривошипно-шатунного механизма. Они сравнительно легко выносятся из камер сгорания в атмосферу и лишь частично проникают в картер, не повреждая зеркал цилиндров, колец и поршней. Частицы крупных размеров не проникают под кольца и не попадают в картер, поэтому они также не приносят особого вреда деталям кривошипно-шатунного механизма. Однако они способствуют усилению нагарообразования на днищах поршней. Наибольший вред причиняют частицы кварцевой пыли, имеющие размеры 20—30 мкм.

Чтобы обеспечить нормальную работу системы очистки и подачи воздуха, необходимо своевременно и качественно выполнять операции обслуживания воздухоочистителя, периодически очищать и промывать его узлы и детали, своевременно заменять масло в поддоне, подтягивать крепления и проверять герметичность соединений. Масло в поддон следует заливать до нормального уровня: избыток масла засасывается вместе с пылью в двигатель, а недостаток его влечег за собой ухудшение процесса очистки воздуха от пыли.

Для обеспечения бесперебойной работы турбокомпрессора его следует своевременно и качественно очищать от нагара и промывать рабочую полость и колесо турбины, а также промывать корпус и заменять фильтрующие элементы фильтра турбокомпрессора. Необходимо помнить, что выход из строя турбокомпрессора приводит к снижению мощности и экономичности двигателя.