Конструкция и работа агрегата

Устройство и принцип работы узла, агрегата или системы автомобиля

В течение последних ста лет устройство автомобиля не претерпело принципиальных изменений. Однако, благодаря достижениям технического прогресса, за этот период были значительно усложнены практически все автомобильные системы, основные узлы и агрегаты автомобиля. Индустрия автомобилестроения продолжает двигаться вперед с каждым днем, и благодаря этому у современных авто постоянно повышаются показатели экономичности и мощности двигателя, растет скорость, совершенствуется дизайн. Автомобили, сходящие с современных конвейеров, оснащены сложными компьютерными системами и элементами автоматизации, которые еще те же сто лет назад могли восприниматься разве что как «умные машины» из научно-фантастической литературы.

В роли источника механической энергии, благодаря которой автомобиль способен передвигаться, выступает двигатель — жизненный центр, «сердце» любого транспортного средства. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется двигателем в энергию механическую, которая в свою очередь создает крутящий момент на валу двигателя. Именно крутящий момент и приводит в движение транспортное средство. Механическая энергия от двигателя к ведущим колесам передается при помощи трансмиссии (подробнее об этом устройстве будет рассказано ниже). Термин «силовая установка» обозначает конструктивное объединение трансмиссии и двигателя в единое целое. Основные разновидности автомобильных двигателей различаются в зависимости от вида энергии, которая преобразуется двигателем в механическую.

Наиболее распространенными являются:

ь двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

ь гибридные силовые установки (комбинированные двигатели, работающие на нескольких видах энергии).

Самый популярный двигатель — внутреннего сгорания — преобразует химическую энергию горящего топлива в механическую работу. Поршневый, роторно-поршневый, газотурбинный — все это ДВС. Наибольшим спросом в наши дни пользуется поршневый двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе (бензин, дизель или природный газ).

Совокупность агрегатов, передающая механическую энергию от двигателя к ведущим колесам, называется шасси. Кроме того, шасси служит для придания движения автомобиля и управления им. В состав шасси входят три группы механизмов: трансмиссия, ходовая часть авто и система управления.

К системе трансмиссии относятся коробки переключения передач, главная передача, сцепления, карданные передачи и дифференциалы, полуоси, ШРУС (шарниры равных угловых скоростей), карданный вал. У полноприводных машин, где ведущими являются все колеса, к трансмиссии относятся также и раздаточные коробки.

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. Помимо этого она служит для изменений крутящего момента в зависимости от смены условий, в которых происходит движение автомобиля.

Движущей силой транспортного средства является сила тяги. Она возникает в результате взаимодействия ведущих колес автомобиля с дорогой. Работа машин с двигателем внутреннего сгорания невозможна без наличия трансмиссии — она устанавливается на всех автомобилях, в том числе грузовых и легковых, на автобусах, и даже на… велосипедах. Да, велосипед также оснащен трансмиссией простейшего устройства — цепной передачей. Между прочим, первые автомобили также были оборудованы цепной передачей в трансмиссии.

Для временного отключения двигателя от трансмиссии (ведущих колес), а также для их плавного соединения при работающем моторе, служит сцепление. Сцепление задействуется, когда автомобиль трогается с места, а также в момент переключения передач.

Крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса транспортного средства, по необходимости изменяется при помощи коробки переключения передач (КПП). Помимо этого коробка переключения передач используется при движении задним ходом. Также работа КПП необходима для отключения двигателя от трансмиссии (вернее — от ведущих колес) во время движения «накатом» и при длительной стоянке автомобиля.

Крутящий момент передается между валами, расположенными под определенным углом. Этот угол способен изменяться в процессе движения автомобиля. А передается крутящий момент устройством, которое носит название карданная передача. На заднеприводных автомобилях, где двигатель установлен в задней части кузова, а также у переднеприводных машин карданная передача отсутствует.

В заднеприводных трансмиссиях используется карданный вал, поскольку в автомобилях с задним приводом двигатель располагается достаточно далеко от ведущих колес.

А вот шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), которые в просторечии называются среди автолюбителей «гранатами», устанавливаются исключительно на автомобилях с передним приводом.

Главная передача необходима для осуществления увеличения крутящего момента и его передача на полуоси машины под прямым углом. Полуоси, в свою очередь, служат для передачи крутящего момента на ведущие колеса.

Дифференциалом называется специальный механизм, который используется для того, чтобы ведущие колеса транспортного средства вращались с разными скоростями (в случаях, когда это необходимо — например, при движении по ухабистой дороге или на поворотах).

Современные требования к трансмиссиям чрезвычайно высоки. Трансмиссии последних поколений должны быть простыми по своей конструкции, но при этом иметь большой коэффициент полезного действия (КПД), а также передавать высокий крутящий момент. Помимо этого, трансмиссия должна быть небольших размеров и быть крайне надежной, чтобы не дать внезапного сбоя в самый неподходящий момент. Еще одним из главных требований автовладельцев к трансмиссии является ее бесшумность в процессе работы.

Следующая группа механизмов, входящая в систему шасси — это ходовая часть автомобиля. Внешне она напоминает тележку и состоит из рамы, мостов (переднего и заднего), подвески (с амортизаторами и рессорами) и колес. Если кузов транспортного средства является несущим — это подразумевает отсутствие рамы. В этом случае все агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Как правило, это относится к автобусам и легковым автомобилям.

Для поддерживания кузова служат автомобильные мосты — передний и задний. Вертикальная нагрузка, благодаря мостам, передается на колеса.

Упругую связь мостов (колес) с кузовом устанавливает подвеска. Подвеска представляет собой совокупность устройств, которые связывают кузов и колеса автомобиля. Одна из основных миссий подвески — это преобразование воздействия дороги на автомобиль в наиболее допустимые и комфортные колебания колес и кузова. При этом автомобиль должен не только быстро набирать скорость при разгоне, но и не менее быстро замедлять ход до момента полной остановки.

Помимо прочего машина должна быть устойчивой и «послушной» в управлении. Для достижения всех этих целей и служит подвеска, конструкцией которой определяется безопасность при движении, а также прочие основные эксплуатационные свойства автомобиля. Важно также помнить о том, что подвеска влияет и на сцепление. Надежное сцепление колес с поверхностью дороги зависит не только от протекторов шин — но и от передаваемой на колеса нагрузки. А изменение вертикальной нагрузки на колеса, в свою очередь, определяется работой амортизаторов и прогибом рессор. Соответственно, в результате уменьшения вертикальной нагрузки, сцепление колес с поверхностью дороги снижается.

В легковых автомобилях подвеска состоит из таких основных типов устройств как:

• Ш направляющие устройства (к ним относятся стойки, растяжки, рычаги, тяги);
• Ш упругие элементы (пружины, пневморессоры, листовые рессоры и др.);
• Ш гасящие устройства (гидравлические амортизаторы);
• Ш устройства управления и регулирования (например, регуляторы крена и высоты, и прочее).

Колеса, также входящие в систему ходовой части автомобиля, осуществляют связь транспортного средства с дорогой.

Таким образом, ходовая часть транспортного средства используется для объединения колес и устройств крепежа к кузову, обеспечивая движение машины при помощи ведущих колес.

Последняя, третья группа механизмов, относящаяся к шасси — это система управления автомобилем. К этим устройствам относятся:

система рулевого управления, которая служит для изменения направления движения машины;

тормозная система, которая предназначается для замедления скорости автомобиля, его остановки и удержания в неподвижном состоянии во время стоянки.

При изменении положения руля меняется угол поворота колес. За этот процесс отвечает рулевое управление автомобиля. Современное рулевое управление автомашины должно работать точно и надежно, ведь если эта система неисправна — автомобиль становится полностью неуправляемым. Когда поворачивается руль, колеса должны без задержки поворачиваться на определенный угол, который должен точно соответствовать углу поворота рулевого колеса. Состоит рулевое управление из привода и рулевого механизма.

Одной из наиболее важных и ответственных систем автомобиля является его тормозная система. От ее исправности и качественной работы зачастую зависит жизнь водителя и пассажиров. Тормозная система автомобиля состоит из целого ряда компонентов и деталей, служащих для замедления движения машины и для ее полной остановки. Тормоза также нужны для того, чтобы, например, удержать автомобиль в неподвижном состоянии на склоне. В принципе тормозная система транспортного средства делится на две системы — рабочую и стояночную. Рабочая система необходима для снижения скорости и остановки автомобиля, а стояночная удерживает машину на неровной поверхности. К деталям тормозной системы относятся диски, цилиндры, барабаны, тормозные колодки и приводы. Основная часть современных автомобилей оборудована так называемыми фрикционными тормозами. Их работа базируется на использовании силы трения неподвижной детали о подвижную (колодки, например, трутся о тормозной диск или барабан).

Основа автомобиля, к которой крепятся все его агрегаты и узлы — это кузов. От состояния кузова зависит внешний вид авто, его обтекаемость, безопасность и комфорт в процессе вождения. В кузове размещаются водитель, пассажиры и грузы (багаж). По своему исполнению это достаточно сложное и металлоемкое изделие — поэтому почти половину стоимости машины составляет именно цена кузова (это же, кстати, можно сказать и о весе автомобиля). Кузов стандартных современных легковых автомобилей состоит из пассажирского салона, багажника и моторного отсека. Изготавливается он из стали, алюминия и стекла, а вот вспомогательными материалами для его изготовления являются грунтовка, краска, резина, утеплитель и многое другое. Кстати, в наши дни существуют даже такие модели автомашин, кузова которых изготовлены из специального прочного пластика.

КОНСТРУКЦИЯ и РАБОТА АГРЕГАТОВ. ОСНОВНОЙ СИСТЕМЫ

Основные топливные баки (рис. 60) изготовлены из листового материала АМцА-М толщиной 0,45 мм. Сплав АМцА-М допускает глубокую штамповку, хорошо сва­ривается и устойчив против коррозии.

Бак состоит из обечайки (боковой наружной поверх­ности) и днищ, соединенных сваркой. Изнутри баки уси­лены перегородками, прикрепленными к обечайке и днищу заклепками, головки которых на наружной сто­роне заварены. Баки имеют специальную конфигурацию для прохода воздухозаборника.

Передний топливный бак размещен в цент­ральной части фюзеляжа между шпангоутами № 11 и 15. Бак устанавливается на ложементах, покрытых вой­локом, к которым притягивается лентами.

В верхней части бака с левой стороны имеется за­правочная горловина, закрываемая пробкой. К пробке прикреплена измерительная линейка топлива.

Наверху, в передней части бака, приварен штуцер дренажной системы, а в задней части — фланец датчи­ка топливомера. В нижней части бака на заднем дни­ще имеются два штуцера, на которые наворачиваются накидные гайки трубок, соединяющих передний и зад­ний баки. Диаметр трубки 38 мм.

Задний топливный бак находится в цент­ральной части фюзеляжа между шпангоутами № 16 и 19. Бак также установлен на ложементах и крепится к ним с помощью лент. В верхней части бака установлен поплавковый клапан для перепуска топлива из подвес­ных баков. Через корпус клапана осуществляется суф­лирование бака. Внизу бака расположен сливной кла­пан. К заднему днищу бака в нижней его части крепит­ся цилиндрический отсек отрицательных перегрузок. Вверху и внизу бачка размещены по три тарельчатых клапана: внизу — для наполнения бачка, вверху — для его суфлирования.

Рис. 60. Основные топливные баки:

I — заправочная горловина; 2 — фланец датчика топливомера; 3 — дренажный штуцер; 4 — поплавковый клапан; 5 — сливной кран; б—отсек отрицательных перегрузок; 7—гибкий шланг; 8 — соеди­нительная трубка; 9 — лента крепления; 10 — дренажные трубки;

II — трубки подвода воздуха к подвесным бакам; 12 — трубки подвода топлива от подвесных баков; 13 — обратный клапан;

В отсеке отрицательных перегрузок установлен шланг с грузом на конце для забора топлива.

Система дренажирования основных ба­ков служит для предотвращения понижения давления в баках по мере выработки из них топлива. Понижение давления в баках могло бы привести к прекращению подачи топлива к двигателю.

Система дренажирования открытая, т. е. баки сооб­щаются с атмосферой. Заборник дренажной системы находится между баками в верхней части фюзеляжа над обшивкой. Система дренажирования выполнена из дюралюминиевых трубок.

Чтобы предотвратить вытекание топлива из баков через дренаж при наклонах самолета, трубопроводы системы дренажирования проходят сверху над баками. А для предотвращения вытекания топлива в перевер­нутом полете трубопровод дренажа образует петлю, уходящую в низ фюзеляжа. Внизу петли в трубопровод вварена трубка, выходящая под фюзеляж. Таким обра­зом, и в нормальном и перевернутом полете топливо из бака через дренаж, согласно закону сообщающихся со­судов, не выливается.

Перекрывной кран позволяет перекрывать доступ топлива из баков и производить монтажные ра­боты без слива топлива. Перекрывной кран присоеди­нен с помощью дюрита к выходному патрубку заднего топливного бака. На самолетах до 16-й серии в откры­том положении кран контрится проволочным замком.

Подкачивающий насос ПЦР-1В служит для создания давления топлива на входе в топливный на­сос двигателя с целью обеспечения надежной работы на всех режимах полета и особенно с подъемом на вы­соту.

Все авиационные топлива растворяют в себе зна­чительное количество воздуха. Количество растворен­ного в топливе воздуха зависит от многих факторов, в том числе и от давления окружающей среды. С подъе­мом на высоту, ввиду понижения атмосферного давле­ния, понижается и давление в баках, а значит, и в тру­бопроводах топливной системы. Вследствие понижения давления происходит выделение из топлива растворен­ного в нем воздуха.

Образующиеся в трубопроводе воздушные пробки уменьшают его живое сечение (сечение струи топлива), что способствует увеличению скорости истечения топ­лива и падению давления в струе. При понижении дав­ления до определенной величины (до давления насы­щенных паров топлива) происходит вскипание топлива и выделение пара. Это явление называется кавитацией. Образующиеся паровоздушные пробки могут привести к разрыву струи топлива.

Явление кавитации чаще всего наблюдается во вса­сывающих патрубках насосов, где вероятнее всего уве­личение скорости и понижение давления топлива. В этом случае нарушается нормальная работа насоса. Связан­ные с кавитацией перебои в подаче топлива могут при­вести к остановке двигателя.

Наиболее эффективным средством улучшения кави» тационных характеристик насоса, а значит, и повыше­ния надежности его работы с подъемом на высоту, яв­ляется повышение давления топлива в его входном уст­ройстве. С этой целью в топливной системе самолета Л-29 установлен подкачивающий насос ПЦР-1В, кото­рый создает на выходе давление 0,8… 1,0 кгс/см2, повы­шает давление на входе в топливный насос двигателя и обеспечивает надежную его работу с подъемом на вы­соту.

ПЦР-1В состоит из центробежного насоса и электро­двигателя, питающегося от бортовой сети самолета.

Топливный фильтр низкого давления служит для очистки топлива от механических приме­сей. Состоит из корпуса, крышки и бумажного фильт­рующего элемента.

Корпус фильтра имеет двойную стенку. Межстеноч — ный объем включен в тракт системы смазки двигателя, чем обеспечивается обогрев топливного фильтра и предотвращается обмерзание фильтрующего элемента при низких температурах окружающей среды.

На крышке фильтра имеется кран для слива топли­ва. Топливный фильтр установлен в отсеке двигателя с левой стороны.

Перепускной клапан установлен в трубо­проводе, через который часть топлива, перекачиваемого насосом ПЦР-1В, ввиду большой его производительнос­ти перепускается обратно в задний топливный бак.

Для того чтобы при отказе ПЦР-1В при работаю­щем двигателе не засасывался воздух в топливопровод, в перепускном клапане установлен обратный шарико­вый клапан с пружиной.

В корпусе перепускного клапана установлен плаваю­щий клапан, который в случае перевернутого полета перекрывает перепуск топлива в бак. Перепускной кла­пан установлен на противопожарной перегородке.

Сигнализатор давления СД-3 установлен между топливным фильтром и топливным насосом дви­гателя. Служит для сигнализации падения давления топлива за топливным фильтром ниже 0,3 кгс/см2.

При падении давления ниже 0,3 кгс/см2 СД-3 сраба­тывает и на табло Т-9 в кабине летчика загорается сигнал «Не запускай».

Сигнализатор давления СД-3 осуществляет контроль за работой ПЦР-1В и состоянием топливного фильтра.

Принцип работы агрегата

1. Самовозбуждение генератора.

Самовозбуждение генератора обеспечивается с помощью постоянных магнитов, установленных в поперечной оси ротора; электродвижущая сила (ЭДС) наводимая потоком постоянных магнитов в дополнительной обмотке статора через диоды, подается на обмотку возбуждения.

2. Регулирование напряжения.

Напряжение на выходных зажимах агрегата поддерживается постоянным при изменении нагрузки в том случае, если соответственно изменяется ток возбуждения генератора. С увеличением нагрузки и уменьшением коэффициента мощности нагрузки ток возбуждения необходимо увеличивать. Изменение тока возбуждения с изменением нагрузки генератора осуществляется с помощью компаундирующих сопротивлений К1, К2.

При холостом ходе генератора ток возбуждения определяется ЭДС дополнительной обмотки генератора. При подключение нагрузки часть тока нагрузки, пропорциональная падению напряжения, создаваемому рабочим током на компаундирующих сопротивлениях, ответвляется в цепь возбуждения. Этот ток геометрически складывается с током, определяемым ЭДС дополнительной обмотки.

Чем больше ток нагрузки или величина компаундирующего сопротивления, тем большая часть тока ответвляется в цепь возбуждения и, следовательно, тем больше суммарный ток, протекающий по обмотке возбуждения генератора.

Увеличение тока возбуждения с уменьшением коэффициента мощности нагрузки обеспечивается сдвигом на 90 электрических градусов дополнительной обмотки генератора относительно его силовой обмотки. Таким образом, выходное напряжение агрегата поддерживается постоянным с точностью +4% от среднерегулируемого значения при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной и коэффициента мощности от 1 до 0,8.

По мере нагрева или остывания обмотки возбуждения уровень напряжения может незначительно изменяться (увод напряжения). Уровень поддерживаемого напряжения зависит от сопротивления всей цепи возбуждения и может быть установлен изменением сопротивления регулировки напряжения (при вращении ручки РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ по ходу часовой стрелки выходное напряжение увеличивается).

3. Защита генератора от перегрузок и коротких замыканий.

При увеличении нагрузки выше допустимой на агрегатах однофазного тока, двигатель глохнет и генератор развозбуждается.

Кабельная сеть станции служит для передачи и распределения электрической энергии от агрегата к осветительным средствам.

Кабельная сеть состоит из присоединительных, магистральных, предохранительных, вводных, распределительных и ремонтных проводов.

Присоединительные провода предназначены для присоединения кабельной сети к агрегату станции. На одном конце провода имеется муфта-гнездо, на другом – наконечники.

Магистральный провод служит для питания потребителей. На одном конце муфта-гнездо, на другом муфта–вилка.

Предохранительный провод предназначен для защиты сети от перегрузок и коротких замыканий. Снабжен предохранителем, который находится в одной из жил провода.

Вводный провод используется для ввода в сооружения через отверстия, просверленные в стене. На одном конце провода имеется муфта-вилка, на другом — два отдельных гнезда, куда могут вставляться вилки проводов (магистральных, распределительных) или ответвительных муфт.

Распределительные провода предназначаются для распределения энергии по потребителям.

Ремонтный провод представляет собой небольшой отрезок провода с муфтой-вилкой и муфтой-гнездом на концах. Он служит для замены всех других проводов, если у них вилка или гнездо пришли в негодность.

В состав кабельной сети входят ответвительные муфты на три и четыре направления, которые имеют вилку и соответственно два или три гнезда.

Муфты на четыре направления снабжены заглушками. Заглушки служат только для закрытия свободных гнезд.

Так как обычная контактная вилка имеет диаметр штырьков меньше, чем вилки и гнезда кабельной сети, то для ее включения в кабельную сеть в комплекте имущества имеются переходные штепселя.

На проводах около резиновых муфт указаны сечение и длина провода, например 2х4-25 м.

При сочленении муфты обеспечивают герметичность соединения.

Передвижная зарядная электрическая станция ЭСБ-4-ВЗ (бензиновая, мощность 4 кВт, войсковая, зарядная, в первом исполнении) предназначена для заряда и разряда кислотных и щелочных аккумуляторных батарей в полевых условиях.

В состав станции входят унифицированный бензоэлектрический агрегат, зарядно-распределительное устройство, унифицированные укладочные ящики с ЗИП агрегата, емкости для горючего и смазочных материалов и шанцевый инструмент.

Станция в первом исполнении размещается на одноосном автомобильном прицепе 1-АП-1,5Г с кузовом и брезентовым чехлом (рис. 14.5).

Рис. 14.5. Общий вид электростанции ЭСБ-4-ВЗ (в транспортном положении)

Источником электрической энергии зарядной станции является такой же унифицированный бензоэлектрический агрегат, как на электростанции ЭСБ-4ВО-М1. Технические характеристики электростанции представлены в табл. 14.2.

Зарядно-распределительное устройство (ЗРУ) предназначено для подключения к станции аккумуляторных батарей, переключения их с заряда на разряд, распределения энергии по зарядным группам и регулирования силы тока заряда и разряда, а также для контроля процессов заряда и разряда аккумуляторных батарей.

Зарядно-распределительное устройство размещается в металлическом корпусе. Корпус закрывается двустворчатой крышкой.

Дуга и кронштейн обеспечивают установку зарядно-распреде-лительного устройства в наклонном положении и крепление его на стенке в вертикальном положении.

Приборная панель 1 (рис. 14.6) установлена в корпусе ЗРУ на шарнирных петлях 9. В нерабочем положении панель крепится к корпусу двумя барашками 3 и двумя прижимными винтами. В рабочем положении рекомендуется панель откидывать вперед для лучшего охлаждения гасящих реостатов устройства ЗРУ.

Рис. 14.6. Зарядно-распределительное устройство (рабочее положение):

1 — приборная панель; 2 — ручка гасящих реостатов; 3 — барашек крепления панели; 4 — лампа освещения панели; 5 — измерительный прибор; 6 — пакетный переключатель; 7 — автоматические выключатели; 8 — панель с зажимами; 9 — шарнирная петля

Зарядно-распределительное устройство имеет четыре зарядно-разрядные группы. Каждая группа включает: гасящие реостаты для регулирования силы тока заряда и разряда, амперметры для контроля силы тока, автоматические однополюсные выключатели для включения и отключения зарядно-разрядных групп и защиты их от перегрузок и коротких замыканий, реле обратного тока для защиты аккумуляторных батарей и генератора от обратного тока при снижении напряжения или остановке агрегата и пакетные переключатели для переключения групп с заряда на разряд.

Напряжение генератора, а также напряжения зарядно-разрядных групп контролируются вольтметром. С помощью переключателя В6 он может поочередно подключаться к зажимам генератора или к зажимам зарядно-разрядных групп.

Силовой кабель от генератора присоединяется к зажимам панели ЗРУ, обозначенным (+) и (-) с надписью «Генератор». Аккумуляторные батареи подключаются к зажимам каждой группы, также обозначенным (+) и (-).

Для освещения панели приборов служат лампы. Переносная лампа подключается в штепсельную розетку. Переключатель подключает к сети или лампы, или розетку. Резистор служит для обеспечения питания осветительных ламп напряжением 13 В.

Вспомогательное оборудование. Для приготовления электролита в укладке зарядной станции имеются дистиллятор и комплект посуды.

Для получения дистиллированной воды в комплекте ЗИП зарядной станции имеется портативный дистиллятор с электроподогревом производительностью 1 л/ч, мощностью 120 Вт напряжением 127 В.

Если напряжение сети 220 В, то последовательно с дистиллятором нужно включить две реостатные приставки по 65 Ом, имеющиеся в комплекте ЗИП зарядной станции.

Схема устройства дистиллятора приведена на рис. 14.7. Основными частями аппарата являются электронагреватель, парообразователь и охладитель.

Дистиллятор имеет конструкцию, обеспечивающую работу его как при наличии проточной водопроводной воды (рис. 14.7, а), так и при ее отсутствии (рис. 14.7, б).

Бак охладителя имеет два штуцера. Нижний штуцер предназначен для подсоединения резинового шланга 7 от водопроводного крана. На верхний штуцер надевается резиновый шланг 6, по которому вода из охладителя 5 отводится наружу.

Бак подогревателя заполняется водой из охладителя 5 через перепускную трубку 4. Благодаря наличию специального устройства с контрольной трубкой 3 заполнение бака подогревателя происходит только до уровня верхнего конца контрольной трубки 3. Избыток воды, подаваемой через перепускную трубку 4, отводится резиновым шлангом, надеваемым на нижний конец контрольной трубки.

Рис. 14.7. Схема работы дистиллятора:

1 — резиновый шланг; 2 — сливной кран; 3 — контрольная трубка; 4 — перепускная трубка; 5 — охладитель; 6 — резиновый сливной шланг; 7 — шланг для подачи воды от водопровода; 8 — резиновый перепускной шланг; 9 — отводная трубка; 10 — парообрзователь; 11 — нагревательный элемент

В случае отсутствия проточной воды необходимо соединить нижний штуцер охладителя со штуцером сливного крана подогревателя и открыть кран. Тогда при заливке в охладитель вода будет по шлангу поступать в подогреватель.

После того как подогреватель заполнится до предельного уровня и вода начнет вытекать из нижнего отверстия контрольной трубки, необходимо перекрыть кран подогревателя. В этом случае вода в охладителе быстро нагревается и производительность дистиллятора резко уменьшается вследствие того, что вместе с дистиллированной водой из отводной трубки начинает выделяться несконденсировавшийся пар. Во избежание этого явления необходимо каждые 15-20 мин менять воду в охладителе.

Для выпуска воды из охладителя необходимо отсоединить охладитель от подогревателя и вылить воду через край бака. По мере испарения воды из парообразователя количество ее будет уменьшаться. Поэтому перед сменой воды в охладителе необходимо открыть кран парообразователя и перепустить часть теплой воды из охладителя в парообразователь.

Для приготовления и хранения электролита в укладке зарядной станции имеется комплект посуды: три стеклянные бутыли емкостью по 3000 л 3 , три мензурки по 500 см 3 , две стеклянные банки (с притертой пробкой) емкостью 500 см 3 , воронка и резиновая груша емкостью 90 см 3 .

Назначение ГПА и его компоновка на КС. Основные узлы агрегата, их назначение и устройство.

Газоперекачивающий агрегат — сложная энергетическая установка, предназначенная для компремирования природного газа, поступающего на КС по магистральному газопроводу.

На рис. 2.25 приведена принципиальная схема ГПА с газотурбинным приводом, где показаны все основные узлы, входящие в агрегат:

Рис. 3.25. Приниципиальная схема компоновки ГПА:

— воздух до осевого компрессора; — воздух до рекуператора; — воздух после рекуператора; — выхлопные газы; — пусковой газ; — топливный газ; — импульсный газ; — технологический газ; — масло.

1. Воздухозаборная камера (ВЗК) нужна для подготовки циклового воздуха, поступающего из атмосферы на вход осевого компрессора. На разных типах ГПА воздухозаборные камеры имеют различные конструкции, но все предназначены для очистки поступающего воздуха и понижения уровня шума в районе ВЗК.

2. Пусковое устройство (турбодетандер, воздушный или электрический стартер) необходимо для первоначального раскручивания осевого компрессора (ОК) и турбины высокого давления (ТВД) в момент пуска ГПА.

3. Осевой компрессор предназначен для подачи необходимого количества воздуха в камеру сгорания газотурбинной установки.

4. Турбина высокого давления служит приводом осевого компрессора и находится с ним на одном валу.

5. Турбина низкого давления (ТНД) служит для привода центробежного нагнетателя.

6. Нагнетатель природного газа представляет собой центробежный газовый компрессор без наличия промежуточного охлаждения и предназначен для компремирования природного газа.

7. Краны обвязки ГПА.

8. Регенератор (воздухоподогреватель) представляет собой теплообменный аппарат для повышения температуры воздуха, поступающего после ОК в камеру сгорания (КС), и тем самым снижения расхода топливного газа по агрегату.

9. Камера сгорания предназначена для сжигания топливного газа в потоке воздуха и получения продуктов сгорания с расчетными параметрами (давление, температура) на входе в ТВД.

10. Блок подготовки пускового и топливного газа представляет собой комплекс устройств, при помощи которых часть газа, отбираемого из магистрального газопровода, очищается от механических примесей и влаги, доводится до необходимых параметров, обусловленных требованиями эксплуатации газоперекачивающих агрегатов.

11. Аппараты воздушного охлаждения масла предназначены для охлаждения смазочного масла после подшипников турбин и нагнетателя.

Кроме того, каждый ГПА снабжен системой регулирования основных параметров агрегата, системами агрегатной автоматики, автоматического пожаротушения, обнаружения загазованности помещения и др.

Рассмотрим компоновку и общий вид газоперекачивающего агрегата на примере ГПА-Ц-16 (Рис. 1.15). Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 5,5 — 7,5 МПа.

Газоперекачивающий агрегат полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до + 45 градусов Цельсия.

Агрегат состоит из отдельных функционально завершенных блоков и сборочных единиц полной заводской готовности, стыкуемых между собой на месте эксплуатации (Рис. 1.16).

В состав ГПА входят:

• турбоблок с газотурбинным двигателем НК-16СТ и центробежным нагнетателем НЦ-16;

• воздухоочистительное устройство (ВОУ);

• шумоглушитель всасывающего тракта;

• два блока маслоохладителей;

• шумоглушители выхлопного тракта;

• блок фильтров топливного газа;

• система подогрева циклового воздуха;

• система пожаротушения; система обогрева контейнера.

Турбоблок включает в себя следующие сборочные единицы: контейнер; приводной двигатель НК-16СТ, установленный на подмоторной раме; выхлопную улитку; переходник; нагнетатель и муфту, передающую вращение от свободной турбины двигателя к нагнетателю. Кроме того, в турбоблоке размещены отдельные сборочные единицы маслосистемы, системы обогрева, автоматического пожаротушения, обогрева циклового воздуха и автоматического управления агрегатом.

Контейнер при помощи герметичной перегородки разделен на два изолированных помещения: отсек двигателя и отсек нагнетателя. Отсеки представляют собой сварные каркасы из профильного проката с закрепленными на них панелями. В отсеках имеются двери и расположены кронштейны для крепления навесного оборудования.

Для проведения ремонтных и регламентных работ в отсеке нагнетателя установлен ручной передвижной кран грузоподъемностью 5 тонн и ручная таль грузоподъемностью 1 тонна.

Улитка предназначена для плавного торможения и поворота на 90° потока выхлопных газов приводного двигателя с последующим выбросом их через выхлопное устройство в атмосферу.

Муфта предназначена для передачи крутящего момента от силовой турбины двигателя к нагнетателю. Состоит из четырех основных частей: упругой муфты со стороны ротора силовой турбины; промежуточного вала; зубчатой муфты со стороны ротора нагнетателя; кожуха муфты. Конструкция муфты позволяет компенсировать радиальные и осевые смещения, возникающие от тепловых расширений роторов и от неточности центровки при монтаже, а также гасить возможные резонансные колебания, возникающие в процессе работы агрегата.

Воздухоочистительное устройство предназначено для очистки от пыли и других механических включений циклового воздуха, поступающего из атмосферы в компрессор двигателя. Воздухоочистительное устройство (ВОУ) рассчитано на совместную работу с системой подогрева циклового воздуха, работающей по принципу подмешивания горячих выхлопных газов к всасываемому атмосферному воздуху на входе ВОУ.

ВОУ состоит из камеры, фильтрующих элементов, короба отсоса пыли, вентиляторов отсоса пыли, патрубков, настила, байпасных клапанов и решеток для подогрева циклового воздуха.

Очистка воздуха производится в инерционно-жалюзийных сепараторах. Запыленный атмосферный воздух засасывается в фильтрующие элементы через прямоугольные окна в стенках камеры ВОУ. За счет резкого поворота потока в фильтрующих элементах происходит сепарационное разделение воздушного потока. Поток очищенного воздуха, изменив направление в вертикальных листах фильтрующих элементов, поступает через шумоглушители в осевой компрессор двигателя.

На задней стенке камеры ВОУ размещены два байпасных клапана (БК) и герметично закрывающаяся дверь.

Открываются клапаны автоматически при достижении разрежения в камере ВОУ 800 Па. При снижении разрежения до 500 Па клапаны закрываются.

Камера всасывания служит для направления очищенного в ВОУ атмосферного воздуха к осевому компрессору двигателя. Всасывающая камера состоит из двух основных частей: камеры и рамы, собираемых при монтаже.

Камера представляет собой цельносварной каркас, выполненный из профильного проката. В проемы каркаса камеры установлен шумоглушитель, представляющий собой специальные щиты, заполненные теплоизоляционными звукопоглощающими матами из супертонкого базальтового волокна. Внутренняя сторона щитов обшита перфорированным стальным листом.

В центральных проемах задней и передней стенок установлены ворота, которые служат для закатки и выкатки двигателя при его замене.

На внутренних воротах камеры закреплена лемниската, обеспечивающая направленный поток воздуха к двигателю.

Рама представляет собой цельносварную конструкцию прямоугольной формы, на которую при монтаже устанавливается камера.

Промежуточный блок предназначен для формирования равномерного потока воздуха непосредственно перед входным направляющим аппаратом осевого компрессора двигателя.

Выхлопное устройство с шумоглушением служит для выброса выхлопных газов и снижения шума выхлопа двигателя.

Устройство состоит из диффузора, проставки и шумоглушителя. Выхлопное устройство поддерживается опорой.

Диффузор предназначен для плавного снижения скорости выхлопных газов и представляет собой цельносварную конструкцию, состоящую из каркаса, внутренние проемы которого заполнены звукопоглощающим материалом.

Проставка представляет собой сварную конструкцию и служит для отбора выхлопных газов, идущих на обогрев всасывающего тракта.

Блок маслоохладителей предназначен для охлаждения масла, циркулирующего в системах смазки и уплотнения агрегата.

Блок маслоохладителей работает следующим образом: атмосферный воздух вентиляторами блока засасывается и продувается через теплообменные секции, отбирая тепло с поверхности оребрения труб, а затем поступает во внутрь контейнера и через жалюзи выбрасывается в атмосферу. Открытие жалюзи происходит за счет наличия избыточного давления (поддува) в объеме контейнера блока маслоохладителей, создаваемого вентиляторами. Поддержание требуемой температуры масла происходит автоматически при помощи регуляторов температуры и за счет включения по очереди вентиляторов.

Блок вентиляции предназначен для размещения оборудования, обеспечивающего вентиляцию отсека двигателя и просос атмосферного воздуха через маслоохладители при отсутствии электроэнергии.

В нормальном режиме работы блока вентиляции воздух из атмосферы засасывается осевыми вентиляторами, проходит через маслоохладители и через жалюзи в блоках вентиляции и маслоохладителей выбрасывается наружу. Жалюзи открыты под воздействием избыточного давления внутри блоков. Заслонки в этом случае закрыты и отсекают блок вентиляция от всасывающего тракта двигателя. Центробежный вентилятор забирает очищенный после ВОУ воздух из шумоглушителя и подает его в отсек двигателя.

В аварийном режиме работы заслонки поворачиваются на 90° и блок вентиляции соединяется со всасывающим трактом двигателя. Воздух из атмосферы за счет разрежения, создаваемого двигателем в блоках вентиляции и маслоохладителей, просасывается через вентиляторные отверстия, через аппараты воздушного охлаждения масла и затем через открытые заслонки в блоке вентиляции поступает на вход в двигатель. Жалюзи в блоках маслоохладителей и вентиляции при этом закрыты.

Блок маслоагрегатов предназначен для размещения маслоагрегатов и арматуры маслосистемы, что позволяет производить их обслуживание при работе ГПА.

Блок автоматики служит для размещения приборных щитов и другого оборудования систем автоматического управления ГПА.

Блок фильтров топливного газа предназначен для очистки газа от возможных загрязнений в трубопроводах между станционным блоком подготовки топливного и пускового газа и входа в камеру сгорания двигателя. В блоке установлено два фильтра, обвязка которых позволяет включать в работу фильтры поочередно или оба одновременно.

Блок пожаротушения служит для размещения установки автоматического газового пожаротушения, вытяжного вентилятора, арматуры и других устройств. Подача огнегасящего вещества производится через штуцера в боковых стенках отсека.

Автоматическая система пожаротушения обеспечивает противопожарную защиту отсеков двигателя и нагнетателя за счет своевременного обнаружения очага возгорания и последующего подавления его путем автоматической подачи огнегасящего вещества — хладона 114В2.

Полный заряд хладона составляет 480 кг, при этом рабочий и резервный заряды — по 240 кг. Давление хладона в баллонах при температуре 25°С составляет 12,5 МПа.

Для обнаружения пожара и выдачи команды в систему управления в отсеках двигателя и нагнетателя установлены соответствующие датчики.

Система обогрева предназначена для разогрева агрегата в холодное время года перед пуском и для обеспечения нормальных климатических условий при работе приборов и оборудования, установленных в отсеках контейнера. Обогрев осуществляется горячим воздухом, отбираемым от работающего двигателя за компрессором высокого давления (температура 280°С).

Система подогрева циклового воздуха предназначена для предотвращения обледенения всасывающего тракта двигателя в диапазоне температур атмосферного воздуха от +7 до -10 °С. Подогрев циклового воздуха осуществляется подачей на вход воздухоочистительного устройства горячих газов из выхлопной шахты агрегата.

Гибочный станок: конструкция и принцип действия, изготовление агрегата

Процесс гибки металла листовой формы, представляет собой особую технологическую цепочку в результате выполнения которой можно получить требуемые по конфигурации заготовки. При применении специального оборудования либо станков этот процесс может происходить с наименьшими усилиями со стороны человека.

В современных условиях всё больше внимания стало уделяться возможности самостоятельного конструирования и изготовления различных станков инструментов и приспособлений, способных значительно облегчить физический труд человека. Приобретение оборудования заводского изготовления зачастую становится проблематичным из-за его высокой цены. Не исключением является и гибочный станок для листового металла, цена которого порой недоступна для владельцев загородных строений и участков.

Имея такой незаменимый агрегат в домашнем хозяйстве можно легко изготовить качественные изделия для выполнения работ по устройству кровли здания. А также можно самостоятельно сделать различные конструкции для ограждения и благоустройства территории загородного участка, причём по качеству производства, не уступающему промышленным изделиям.

Предназначение станка

Такое оборудование предназначено для резки и изгиба листового металла или полос различной толщины и формы, а также для получения деталей метало профильного типа. На самодельном оборудовании изгиб металлических листов можно производить под любым углом, плоскостность материала при такой операции нисколько не изменяется. В отличие от использования ручного инструмента (киянка, оправка), изгиб листа на станочном оборудовании происходит без деформации отгибаемой стороны листа металла. Поэтому существует возможность изготавливать различные детали из металла, ничем не отличающиеся по качеству от заводских изделий.

При установке на гибочную площадку вставки из силикона, можно качественно изгибать окрашенные листы металла, при этом не повреждая слоя красочного покрытия.

Разновидности станков гибки металла

Станки для работы по загибанию металлических поверхностей по виду приводного устройства, можно разделить на несколько типов:

• Ручной. Работает такое приспособление по простейшему принципу: укладывается лист металла на уголок и загибается его свободная часть ударами киянка.
• Механический. Изгиб зажатого листа происходит под давлением, оказываемым механическим способом.
• Электромеханический. При этом способе давление на рабочую поверхность создаётся с помощью электрического двигателя.
• Гидравлический. Привод рабочих поверхностей станков такого типа осуществляется за счёт гидравлической системы, основанной на физическом законе Паскаля.
• Пневматический. В таких станках применяются различные воздушные компрессоры, которые создают давление воздуха, необходимое для привода рабочих плит.

По мобильности перемещения и установки листогибочное оборудование делится:

• Передвижное, которое не очень сложно перемешать, устанавливать и работать на нём в различных условиях производства.
• Стационарные станки устанавливаются и работают в специальном помещении (мастерская, заводской цех).

По способу обработки материала станок гибки листового металла подразделяется:

• Поворотный — оснащён неподвижными и подвижными плитами, а также балками особой формы. Используется такой принцип работы оборудования для изготовления заготовок с несложным рельефом и малым размером.
• Ротационное оборудование — в конструкции агрегата содержатся вальцы, при прохождении между которыми и происходит процесс загибания металлической заготовки. Этот принцип изгибания идеален при обработке крупных по геометрическим параметрам заготовок. Применение его рентабельно при выпуске изделий небольшими партиями. Станок ротационного типа может быть стационарным или передвижным. Передвижное оборудование стоит намного дешевле стационарного и занимает меньше места, поэтому находят широкое применение на небольших предприятиям и в условиях мастерских.
• Стандартное оборудование — оснащено пневматическим или гидравлическим приводом. Такие агрегаты включают в свою конструкцию матрицы и пуансоны. Именно при взаимодействии с этими составляющими станка и происходит сгибание листового металла различной толщины. Стандартное оборудование является оптимальным вариантом при изготовлении большого количества однотипных изделий. Наиболее популярны на современных предприятиях гидравлические листогибочные станки, так как они намного проще в эксплуатации и надёжнее, нежели пневматические агрегаты.

Стандартный пресс гибки металла, независимо от типа привода (пневматический или гидравлический), требует постоянного обслуживания оператором. Именно человек выполняет все технологические операции. Он обязательно настраивает оборудование для выполнения определённой работы, подаёт и контролирует правильное расположение заготовки.

Поворотное, как и ротационное, оборудование является более простым в эксплуатации, так как многие операции могут выполняться в автоматическом режиме. Задача оператора заключается в настройке конкретного алгоритма работы оборудования.

Конструкция и принцип действия

Основными составными частями такого агрегата является:

• Нож роликовый, который должен быть изготовлен из прочной высококачественной стали, имеющей огромный ресурс функциональности, так как производить заточку его поверхности придётся многократно.
• Стол задний, служит для удержания рабочего материала, который можно удобно перемещать в необходимом для работы направлении. На основных опорах стола размещают основные устройства для сгибания листа металла и резак.
• Подставка деревянная располагается на рабочем столе, чтобы само листогибочное устройство не скользило по поверхности. Для улучшения условий работы, желательно, изготовить устройство регулирования подставки по высоте.
• Упоры передние создают возможность регулировки ширины разреза.
• Пластина измерительная и упор сгиба угла. При помощи этих приспособлений быстро устанавливается необходимый угол изгиба.

Принцип работы этой конструкции заключается в закреплении заготовки на рабочем столе прижимным устройством и последующего изгиба её поворотной балкой. На таком станке можно добиться угла загиба максимально 135°, а затем произвести изгиб до 180°. В зависимости от мощности прижимной рамы устанавливается и толщина металлического листа.

Простота всей конструкции обеспечивает её безотказность и надёжность в работе. А особенностью её применения считается возможность подачи листового металла любой длины.

Изготовление листогибочного станка

Для самостоятельного изготовления листогибочного агрегата необходимо иметь в наличии швеллера и угловые отрезки с прямолинейными кромками. Состоит станок из обжимного пуансона с ручкой, металлического основания и прижимного устройства.

Основание изготавливается из швеллера длиной до 50 см. Из такого же материала выполняется и прижимное устройство. Строго по оси прижима просверливаем два отверстия диаметром 8,5 мм, на расстоянии 30 мм от концов планки. Прижим изготавливается на 70 мм короче основания станка. Из толстого уголка изготавливаем обжимной пуансон. Ручку-рычаг, выполненную из 15 мм круглого арматурного прута, выгнутого в П-образную форму, привариваем к уголку. Из стали толщиной 5 мм нужно изготовить щёчки, для облегчения пользования рукояткой.

Далее, нужно снять фаски длиной 32 мм и глубиной 6 мм на рёбрах основания, а фаску длиной 30 мм и глубиной 5 мм делаем на торце пуансона. Такие фаски необходимы для крепления и установления осей из толстого 10 мм прута. Эти оси привариваются так, чтобы линия её была направлена параллельно к ребру уголка.

Основание и пуансон крепится с помощью тисков таким методом, чтобы швеллер и уголок находились в одной ровной и горизонтальной плоскости. Затем на пуансон по оси надеваются щёчки и приваривают их к основанию.

Затем, проводим пробный изгиб, для чего лист мягкой стали фиксируется прижимным устройством, плотно зажимая болтами к основанию. Контролируем положение щёчек, при необходимости, проводим их корректировку и окончательную сварку с основанием.

Техника безопасности

Любое сложное механическое устройство, независимо от способа его изготовления, должно соответствовать правилам и требованиям техники безопасности. При эксплуатации листогибочного оборудования, во избежание получения травм и повреждений организма человека, необходимо строго соблюдать следующие правила безопасности:

• Изготовленный самостоятельно листогибочный станок должен быть удобным, устойчивым и безопасным.
• Изготовление оборудования нужно производить из качественных деталей и материалов.
• Все работы на механическом оборудовании должны осуществляться с применением спецодежды.
• Строго запрещается производить изгиб металлической заготовки, не соответствующей по толщине параметрам станка.
• При эксплуатации станка с электроприводом, необходимо строго соблюдать правила электробезопасности.
• Включённое оборудование оставлять без присмотра категорически запрещено.
• Вращающиеся детали агрегата должны быть обязательно закрыты защитными кожухами.
• Работа на неисправном оборудовании категорически запрещена.