ТУРБОКОМПРЕСОРИ.

ПРОМІЖНЕ ОХОЛОДЖЕННЯ НАДДУВНОГО ПОВІТРЯ

План

1.     Призначення турбокомпресора.

2.     Будова турбокомпресорів.

3.     Принцип роботи турбокомпресора.

4.     Конструктивні відмінності тракторних турбокомпресорів.

5.     Проміжне охолодження наддувного повітря.

1.     Потужність двигуна можна підвищити до 30%, якщо в його циліндри додатково подавати стиснуте повітря і відповідну кількість палива, яке повністю згорить, виділивши більшу енергію.

На тракторних дизелях встановлюють турбокомпресори, при­значені для нагнітання повітря під тиском у циліндри двигуна.

2.     Турбокомпресор складається з відцентрового компресора і газо­вої турбіни. Відпрацьовані гази по випускному трубопроводу по­трапляють у камеру газової турбіни, потім на лопаті робочого колеса 20 (рис.7.14) і примушують його обертатися разом з валом 26. Далі відпрацьовані гази викидаються в атмосферу через випускну трубу. На валу 26 з протилежного боку закріплено колесо компресо­ра 28, яке всмоктує повітря з атмосфери через повітроочисник і під надлишковим тиском 0,045...0,085 МПа нагнітає по випускному тру­бопроводу в циліндри двигуна, збільшуючи наповнення їх повітрям.

Колеса турбіни і компресора на номінальному режимі роботи двигуна обертаються з частотою 45000...90000 хв¹. Дизелі СМД-60, СМД-62 обладнані турбокомпресорами типу ТКР-11Н-1 з діаметром колеса компресора і турбіни 110 мм (рис.7.14). Він складається з відцентрового одноступінчастого компресора з лопатковим дифузо­ром і радіальної доцентрової турбіни. Корпус турбіни 16 відлито з ча­вуну, з двома вхідними каналами з фланцями, прикріплених до випу­скних колекторів за допомогою компенсаторів. У корпусі знаходить­ся вставка 22, яка утворює з сопловим вінцем 14 і колесом турбіни 20 проточну частину для проходу випускних газів. Корпус 1 компресо­ра, відлитий з алюмінієвого сплаву, має центральний вхідний патрубок і спіральний канал равлик — з вихідним патрубком. У корпусі компресора розміщена алюмінієва вставка 3, виготовлена разом з ло­патковим дифузором, утворює з каналом (равликом) і колесом 28 проточну частину компресора для проходження повітря із повітро­очисника у ресивер дизеля. Корпус турбіни і компресора прикріплені до середнього корпуса 8, відлитого з алюмінієвого сплаву.

Рид. 7.14. Турбокомпресор ТКР-11Н-1:

1 — корпус; 2, 18 — кільця ущільнувальні; 3 — вставка копресора; 4 — диск ущільнення; 5 — щиток; 6 — кільце стопорне; 7 — кільце гумове; 8 — середній корпус; 9 — шайба; 10 , 12 — гайка; 11 — шайба замкова; 13 — планка; 14 — вінець сопловий; 15 — кожух корпуса турбіни; 16 — корпус турбіни; 17 — втулка; 19 — втулка ущільнувальна; 20 — колесо турбіни; 21 — кільце ущільнувальне; 22 — вставка турбіни; 23 — гайка накидна; 24 — трубка для підведення масла; 25 — фіксатор підшипника; 26 — вал ротора; 27 — підшипник; 28 — колесо компресора; 29 — масловідбивач; ЗО — штифт; 31 — спеціальна гайка

Вал 26 ротора турбокомпресора обертається у бронзовому підшипнику 27 типу коливної втулки. Підшипник установлений у центральній бобишці середнього корпуса з певним зазором, від обертання і осьового переміщення він утримується фіксатором 25. Шар масла у зазорі між підшипником і центральною бобишкою се­реднього корпуса виконує роль пружної підвіски. Колесо турбіни 20 із жаростійкого матеріалу, приварено до вала ротора 26. Колесо компресора 28 з алюмінієвого сплаву кріпиться на валу ротора спеціальною гайкою 31. Підшипник турбокомпресора змащується маслом з масляного фільтра по трубці 24. Із турбокомпресора мас­ло по масловідвідній трубці зливається у картер дизеля.

У турбокомпресорі встановлено контактні газомасляні ущільнення, які складаються з втулок 17 і 19, масловідбивача 29, диска 4 ущільнення та ущільнювальних кілець 2 і 18. Для підви­щення ефективності масляного ущільнення з боку компресора зона роботи ущільнювального кільця відокремлена від зони викиду мас­ла із підшипника щитком 5, завальцьованим у диск ущільнення.

3.     Гарячі відпрацьовані гази із циліндрів дизеля надходять під ти­ском через випускні колектори газової турбіни. Розширюючись, га­зи обертають колесо турбіни з валом, на другому кінці якого знахо­диться колесо компресора. Із турбіни гази через випускну трубу ви­ходять в атмосферу. Відцентровий компресор усмоктує повітря че­рез повітроочисник і подає під тиском у ресивер дизеля.

4.                                                                                                                                                         На дизелях СМД-31Т і СМД-І8Н установлюють турбокомпресо­ри ТРК-8,5 різних модифікацій з діаметром колеса компресора 85 мм (колесо турбіни — 76 мм). Турбокомпресори ТКР-8,5 відрізняються від турбокомпресорів ТКР-11 меншими розмірами, масою і часто­тою обертання ротора.             »

5.     Для підвищення потужності тракторних і комбайнових дизелів застосовують проміжне охолодження наддувного повітря. Необхід­ність використання проміжного охолодження зумовлена нагріван­ням повітря до 120...130°С після стиску у компресорі до 0,15...0,16 МПа. При подальшому підвищенні тиску після компресора (при фор­суванні дизелів) до 0,19...0,21 МПа температура повітря значно зро­стає, а питома вага знижується. Для охолодження наддувного по­вітря і збільшення його заряду у циліндрах застосовують повітря­ний радіатор. Він складається з осердя з горизонтальним дворяд­ним розміщенням плоскоовальних латунних трубок і двох бокових баків із змінною площею перерізу.

На рис.7.15 наведено систему живлення повітря з проміжним охо­лодженням наддувного повітря дизелів типу СМД-60. Повітря, що

нагнітається турбокомпресором, по трубопроводу 9 подається у повітряний радіатор, де охолод­жується потоком повітря від вентилятора 4. Після радіатора охолоджене на 50...70°С повітря по трубопроводу 5 надходить у ресивер, а потім у циліндри дизе­ля. Завдяки зниженню темпера­тури наддувного повітря заряд його, який подається у циліндри, збільшується, що сприяє кращо­му згорянню палива і протікан­ню робочого процесу, забезпечує задану потужність і паливну еко­номічність дизеля.

7.15. Схема охолодження надувного повітря \/-подібних дизелів СМД:

1 — радіатор повітряний; 2 — радіатор масля­ний; 3 — радіатор водяний; 4 — вентилятор; 5, 9 — трубопроводи; 6 — кришка ресивера; 7— турбокомпресор; 8 — повітроочисник