Компресорна установка з двигуном внутрішнього згоряння
Відео: Суднові двигуни внутрішнього згоряння
Зміст
У літературі, присвяченій підводного спорту, ще не доводилось опис малогабаритних автономних компресорів, які при вазі в кілька десятків кілограмів забезпечують більшу автономність спортсменам.
Так як в даний час наша промисловість ще не випускає установок такого типу, вкрай необхідних для подальшого розвитку підводного спорту, то виникає питання: чи не можна зробити такий компресор силами спортсменів? Досвід показує, що можна.
Для цього необхідно грамотно сформулювати і виготовити привід до авіаційного компресора АК-150, яким вже багато років обладнані наші літаки різних марок. Такий компресор можна підібрати зі старих, списаних в авіаційних частинах або на аеродромах. Є кілька модифікацій цих компресорів: АК-150, АК-150В, АК-150Н, АК-150Д і ін. Слід зазначити, що компресори трьох останніх модифікацій мають трохи більшу продуктивність у порівнянні з першою.
Компресор АК-150 являє собою триступеневий двоциліндровий компресор, що дозволяє отримати на виході третього ступеня тиск, що дорівнює 150 атм.
Короткі технічні дані компресора АК-150:
а) привід від двигуна-напрямок обертання - ліве, по ГОСТ 1630-46-
б) обороти колінчастого валу компресора: на номінальному режимі 2000 ± 50 об / хв, на максимальному режимі 2300 об / хв-
в) робочий тиск -150 кг / см2- наддув компресора - не більше 1,2 абсолютної атмосфери-
г) кількість повітря, що підводиться до дефлектори для обдування компресора при 2300 об / хв, - не менше 74 л / сек-
д) при роботі двигуна на літаку з відкритими капотами кран фільтра-відстійника повинен бути открит-
е) тиск підводиться масла - 2-5,5 кг / см2-
ж) вживаються марки масел: трансформаторне ГОСТ 982-53, МК8 ГОСТ 6457-53.
Відео: Збірка ДВС - частина 2 Установка коленвала, кілець, поршневий
| Час наповнення восьмилітровим балона до 150 кг / см2 при наддуванні одна абсолютна атмосфера, хв Викид масла за 15 хв. при тиску 10 кг / см2 |
Не більше 30 Від 0.2 до 10 |
Після придбання такого компресора залишається вирішити, який взяти двигун: бензиновий або електричний?
Слід сказати, що обидва види двигунів мають свої переваги і недоліки.
Перевагами приводу з двигуном внутрішнього згоряння є автономність і меншу вагу на одиницю потужності.
Перевагами приводу з електродвигуном
будуть простота обслуговування і відсутність вихлопних газів, які можуть потрапити на вхід компресора і забруднити повітря.
Недоліками приводу з бензиновим двигуном можна вважати відносну складність обслуговування, наявність вихлопних газів, що можуть забруднити повітря, і необхідність мати запас пального.
Недолік приводу з електродвигуном - мала автономність.
Автономність - головна умова, якому повинна задовольняти компресорна установка, і тому, незважаючи на значні переваги електродвигуна, перевагу слід віддати бензиновому двигуну. Привід з бензиновим двигуном забезпечує більшу мобільність, дозволяє встановити компресор безпосередньо у місця занурення, що позбавить членів експедиції від витрати сил на перетягування аквалангів та т. П.
Правда, якщо точно відомо, що в районі, передбачуваному для роботи експедиції, є електромережу, то можна використовувати для приводу компресора електродвигун. Однак перш ніж зупинити свій вибір на електродвигуні, необхідно точно з`ясувати стандарт напруги мережі, чи є трифазна мережа (так як однофазних двигунів на потужність 2,6 кВт немає), чи забезпечує джерело струму необхідну потужність і т. Д.
Відомий випадок, коли через відсутність такої інформації одна експедиція спортсменів - підводників практично була позбавлена можливості користуватися аквалангами.
Зупинивши свій вибір на бензиновому двигуні, необхідно вирішити питання: який тип двигуна внутрішнього згоряння буде потрібен?
Для приводу компресора можна використовувати будь-який бензиновий двигун правого або лівого обертання, що забезпечує на валу потужність не менше 3,5 к.с. при 2200-2500 об / хв. Зауважимо, що мотоциклетні двигуни без модернізації в якості приводу використовувати не можна.
Необхідно зробити систему охолодження, так як без неї двигун швидко перегрівається. Охолодження двигуна може бути повітряним і водяним.
Маючи компресор і двигун, потрібно вирішити питання про спосіб їх з`єднання.
Компресор з двигуном може бути з`єднаний безпосередньо через муфту, без вузла зчеплення. В цьому випадку для полегшення запуску двигуна навантаження на його валу легко зменшити шляхом введення декомпресії в першого ступеня компресора, т. Е. За допомогою натиснення на всмоктуючий клапан, розташований на голівці циліндра першого ступеня.
Слід попередити, що м`які муфти, що мають гумові або шкіряні деталі, застосовувати не слід. При відсутності маховика на валу компресора таку муфту можна легко «розбити» внаслідок того, що компресор має пульсуючий обертаючий момент.
Краще застосовувати жорстку муфту, яка дозволить створити таку конструкцію приводу, де можна від`єднувати бензиновий двигун і приєднувати електродвигун.
Двигун з компресором може бути з`єднаний і з допомогою трапецеїдальних ременів, що використовуються в автомобілях. Ремінна передача застосовується в тому випадку, коли потрібно змінити число оборотів з двигуна на компресор. Однак якщо це можна вирішити за допомогою шестеренчатого редуктора, то краще користуватися ним. Ця конструкція виходить більш компактною і легкою, зменшуються радіальні навантаження на вали і к.к.д. передачі підвищується.
Для компресора потрібна примусова мастило і тільки від спеціального масляного насоса з масляної системи, ізольованою від двигуна.
Використовувати масляну систему двигуна для змащення компресора ні в якому разі не можна, так як в повітря можуть потрапити продукти згоряння палива і масла двигуна, а це викличе отруєння організму.
Як масляного насоса може бути використаний будь-який насос шестеренчатого, коловоротні, відцентрового або якого-небудь іншого типу, що забезпечує необхідний тиск масла. Цілком підходять для цієї мети масляні насоси автомобілів або мотоциклів.
Для змащення рекомендується використовувати трансформаторне масло або масло МК-8. Можлива експлуатація компресора і на автолу, але при цьому дещо підвищується викид масла з компресора. Найкращим типом мастила для компресора є вакуумне масло ВМ-4, яке використовується для змащення вакуумних насосів. Це масло мало розкладається під дією високих температур і механічної дії і, отже, дає мало шкідливих продуктів розпаду, що можуть викликати отруєння.
Слід попередити, що здійснювати мастило компресора «самопливом» не можна, так як такий метод не забезпечує правильної змащення і може привести до поломки компресора.
Для охолодження компресора до кожуха його необхідно подати 4,44 м3 повітря в хвилину. У літаку така подача забезпечується зустрічним потоком повітря, а для охолодження його на землі буде потрібна спеціальна повітродувки. Це призведе до додаткової витраті потужності.
Експлуатувати компресор без охолодження не можна! Недостатнє охолодження компресора різко знижує його продуктивність.
Найбільш простим і ефективним способом охолодження є водяне. Для цього весь компресор поміщають в кожух з водою. При цьому вода ніколи не нагрівається до кипіння, навіть якщо в системі охолодження немає радіатора. Охолодження води здійснюється за рахунок випаровування і конвекції. Повітря надходить з компресора зовсім холодним, що дуже важливо для хорошої роботи і фільтра.
Такі основні положення, які необхідно враховувати при конструюванні компресорного агрегату. На закінчення хочеться дати кілька корисних порад.
Компресори АК-150Н і АК-150Д працюють в літаку з наддувом, який здійснюється через вхідний патрубок. При використанні цих компресорів без наддуву бажано кілька збільшити діаметр патрубка, що підвищить їх продуктивність.
На вхідний патрубок компресора при роботі з бензиновим двигуном необхідно надягати шланг довжиною в кілька метрів. Кінець цього шланга розташовують з навітряного боку, щоб уникнути попадання вихлопних газів двигуна на вхід компресора. Перетин шланга має бути по можливості великим.
Для цієї мети цілком підходять гофровані шланги дихальних апаратів. Вихлопні гази двигуна краще відвести подалі від компресора, використовуючи, наприклад, якусь водопровідну трубу, що надягають на глушник двигуна.
Повітря, що виходить з компресора, містить шкідливі домішки: продукти крекінгу масла, масло, воду та ін. Необхідно враховувати, що токсичні дії шкідливих домішок прогресують при диханні під підвищеним тиском. Тому заряджати акваланг від компресора без фільтра не можна.
Схематичне зображення фільтра наведено на рис. 36. Як видно з малюнка, фільтр складається з трьох ступенів. У першій ступені відбувається відділення масла і води. У другому рівні повітря очищається від шкідливих домішок за допомогою активованого вугілля. У третьому щаблі відбувається очищення від дрібної вугільного пилу. Наявність відокремленої третього ступеня не завжди обов`язково. Вона з успіхом може бути замінена шаром вати в вугільному фільтрі.
Мал. 36. Схема фільтра: 1 - змеевік- 2 - масловодоотделітель- 3 - кран зливу конденсата- 4 - вугільний фільтр-5 - вата- 6 - активоване вугілля-7- керамічний фільтр-8 - керамічний елемент
Фільтр може бути легко виготовлений з кисневих балонів від легководолазному дихальних апаратів ємністю 0,7 - 1,3 л. При виготовленні фільтра треба враховувати, що через I кг активованого вугілля може бути профільтровано близько 30-50 м3 повітря. Для хорошої роботи фільтра необхідно стежити за тим, щоб елементи його мали по можливості низьку температуру. З цією метою рекомендується встановити змійовик з мідної трубки високого тиску довжиною в кілька метрів. Цей змійовик може бути намотаний поверх масловодоотделітеля і вугільного фільтра.
Загальний вигляд компресорного агрегату наведено на рис. 37. Агрегат складається з двигуна (на малюнку показаний електродвигун), пов`язаного з вузлом приводу компресора за допомогою хрестової муфти. Найбільш важливим і цікавим вузлом конструкції є вузол приводу компресора.
Мал. 37. Основні параметри компресора: 1 - електродвігатель- 2 - муфта з проміжним рухомим елементом (хрестова), 3 - вузол приводу компрессора- 4 - манометр маслонасоса- 5 - компрессор- 6 - масляний бачок- 7 - сорочка водяного охолодження компрессора- 8 - масловодоотделітель- 9 - магістраль високого тиску
Мал. 38. Вузол приводу компресора: 1 корпус-2, 3 - кришкі- 4, 5, 6, 7 - шестерні- 8 - вал- 9 - підшипник радіальний однорядний № 102- 10 - підшипник радіальний однорядний № 201- 11 - підшипник радіальний однорядний № 8- 12,13 - шпонкі- 14 - втулка- 15 - кільце- 16-шпілька- 17 - гвинт 18 - прокладка- 19 - фланець сальника
Цей вузол являє собою фрезерований корпус (рис. 38), який за допомогою чотирьох 10-міліметрових болтів кріпиться до рами. Хрестова муфта з`єднана з шліцьовим валиком 8, які мають з одного боку конус для посадки муфти, а з іншого боку - чотири шліца для під`єднання компресора. Валик утримується в двох шарикопідшипниках 9, 10. У середній частині валика за допомогою пружинного кільця 15 і шпонки 12 кріпиться конічна шестерня 5, зв`язана з іншою конічної шестернею 4, що передає обертання на масляний насос, що складається з шестерень 6, 7, подають масло в компресор по спеціальному каналу (див. рис. 39, 40, 41).
Відео: компресор бензиновий
Мал. 39. Корпус (1 шт. Матеріал Д16-Т)
Мал. 40. Деталі корпусу: А - кришка (1 шт. Д16-Т) - Б - кришка (1 шт. Д16-Т) - В - шестерня (1 шт. Ст-45) - Г - шестерня (1 шт. Ст. 45) - Д - шестерня (1 шт. Ст. 45)
Мал. 41. Деталі корпусу: А-шестерня (1 шт. Ст 45) - Б - вал (1 шт. Ст 45) - В - фланець сальника (1 шт. Д16-Т) - Г - втулка (2 шт. Бронза БРОФ) - Д - прокладка (1 шт. Парані 0,5)
Масло через три отвори в корпусі компресора по каналах, які є в корпусі вузла приводу, надходить в невеликий резервуар, що знаходиться в цьому корпусі. З цього резервуара масло надходить в масляний насос.
Шестерні приводу масляного насоса встановлені таким чином, що мастило подається при правому обертанні вала компресора.
Необхідно зауважити, що наявного масляного резервуара в корпусі вузла приводу явно недостатньо, і перед кожною зарядкою потрібно перевірка рівня масла і долив його. Тому в масляну систему рекомендується ввести масляний бачок.
Компресор кріпиться до вузла приводу за допомогою шести гайок, Навинчивающийся на шпильки, наявні в корпусі вузла приводу. Між корпусом компресора і вузлом приводу затиснута стінка бака водяного охолодження.
Так як в конструкції можуть бути застосовані різні двигуни, то креслення рами агрегату не наводяться.
Керуючись викладеним вище, група спортсменів - підводників одного з підприємств Москви чотири роки тому виготовила компресорний агрегат з двигуном внутрішнього згоряння. З тих пір цей агрегат експлуатувався щоліта і в цілому пропрацював приблизно 150 годин.
