Наддув двигателей турбокомпрессором

Значительное повышение литровой и удельной поршневой мощно-
стей можно получить при помощи наддува, то есть подачи в цилиндр
воздуха, предварительно сжатого в компрессоре. Плотность такого воз-
духа больше, чем атмосферного. Следовательно, увеличивается масса
воздуха, поступившего в цилиндр, и создается возможность эффектив-
ного сгорания увеличенной дозы топлива.

В § 6 главы 3 рассмотрена работа двухтактного дизеля с наддувом
от приводного нагнетателя. В автотракторных четырехтактных дизелях
широкое применение получил наддув. При наддуве для привода ком-
прессора используется энергия отработавших газов, что улучшает эко-
номичность дизеля.

Для осуществления наддува применяют турбокомпрессоры
(рис. 104), состоящие из одноступенчатого компрессора (центробежного
нагнетателя) 5 и радиальной центростремительной газовой турбины 6.

Турбокомпрессор действует следующим образом. Отработавшие га-
зы, пройдя по выпускному трубопроводу 2, попадают через сопловой ап-
парат 3 на лопатки рабочего колеса турбины 6, вращая его вместе с
валом 7, а затем по трубопроводу 4 отводятся в атмосферу. Рабочее ко-
лесо турбины 6 закреплено на одном валу 7 с рабочим колесом центро-
бежного нагнетателя 5. Вращаясь, колесо нагнетателя засасывает воз-
дух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлени-
ем нагнетает его по трубопроводу 1 в цилиндры 8 дизеля, увеличивая их
наполнение воздухом. Турбокомпрессоры модели ТКР-11, работающие
по такой схеме, установлены на дизелях ЯМЗ-238НБ, СМД-60, Д-160.

Турбокомпрессор ТКР-11Н1 дизеля СМД-60 изображен на рисунке
105. К среднему корпусу 1, отлитому из алюминиевого сплава, с одной
стороны крепится корпус 3 компрессора, изготовленный из того же

сплава, а с другой—чугунный корпус
12 турбины, имеющий фланец для при-
соединения к выпускному трубопроводу.
Внутри корпуса 12 турбины установлена
чугунная вставка 16, соединенная штиф-
тами с сопловым венцом 13 из легиро-
ванной жаропрочной стали. В корпусе
3 компрессора на шпильках крепится
вставка 4 с лопаточным диффузором.
Между фланцами корпусов установле-
ны прокладки.

Ротор (вращающаяся часть) турбо-
компрессора состоит из рабочего колеса
турбины и приваренного к нему вала 6,
рабочего колеса 7 компрессора, установ-
ленного на шлицах на валу 6 и закреп-
ленного гайкой 5, втулок 10 и 18. Рабо-
чее колесо турбины отлито из легиро-
ванной жаропрочной стали, а колесо ком-
прессора — из алюминиевого сплава.

Вал ротора вращается во втулке
2, изготовленной из высокооловянистой

Рис. 105. Турбокомпрессор ТКР-11Н1 дизеля СМД-60: 1- средний корпус; 2 - чтулка: 3 — корн},- компрессора; Л — вставка ком- прессора; а — гайка: 6 — вал с колесом турбины; 7 — колесо компрессора; X — уплотнительные кольца; 9 - диск уплотнения компрессора; 10. 18 — втул- ки: // — капал для подвода масла; 12 корпус турбины: — сопловой ве- нец; 14 — диск уплотнения турбины: 15 — экран уплотнения; 16 — вставка турбины; /7- стопорная плапка; 1 ч—водяная рубашка.

бронзы. Втулка устанавливается в центральной бобышке среднего кор-
пуса 1 с зазором 0,06—010 мм. Слой масла, попадающий в этот зазор,
образует упругую подвеску подшипника, улучшающего его работу. От
осевого перемещения и вращения втулка удерживается планкой 17.

В верхней части среднего корпуса 1 имеется радиальный канал 11,
но которому масло подводится к подшпннику из главной масляной ма-
гистрали дизеля. Перед поступлением в канал 11 масло очищается в
дополнительном фильтре с ленточно-щелевым фильтрующим элемен-
том. Из турбокомпрессора масло сливается в поддон картера через мас-
лоотводящую трубку.

С целью измерения давления масла на среднем корпусе 1 преду-
смотрен штуцер для установки трубки датчика давления. При работе
дизеля под нагрузкой нормальное давление в его системе смазки после
фильтра турбокомпрессора должно быть в пределах 0,2-^-0,4 МПа.

Детали турбокомпрессора охлаждаются водой, поступающей из си-
стемы охлаждения двигателя в водяную рубашку 19 среднего корпуса 1.
Вода направляется в водяную рубашку 19 из канала в блок-картере и
отводится в верхний патрубок радиатора.

Чтобы отработавшие газы и воздух не попадали с маслом в зазоры
и канал 11, а в турбину и компрессор не проникало масло, в турбоком-
прессоре применены контактные уплотнения. Они состоят из уплот-
нительных колеи 8, установленных в канавках втулок 10 и 18, н
дисков 9 и 14, к которым наружной поверхностью прижаты коль-
ца 8. Со стороны турбины дополнительно устанавливается экран 15
уплотнения.

При номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля ротор
турбокомпрессора делает 40 тыс. об/мин. Вращаясь, колесо компрессо-
ра засасывает через воздухоочиститель воздух и нагнетает его под избы-

Рис. 106. Движение отработавших газов в турбине (а) и воздуха в компрессоре (б)
(обозначения те же, что на рисунке 105).

точным давлением 0,05—0,06 МПа по впускному трубопроводу в ци-
линдры дизеля.

Движение отработавших газов в турбине и воздуха в компрессоре
показано на рисунке 106.

На двигателях с турбокомпрессорами применяют воздухоочистите-
ли, обладающие большой пропускной способностью и более высокой
степенью очистки воздуха. На дизеле ЯМЭ-238НБ установлены две па-
ры воздухоочистителей, через каждую из которых последовательно про-
ходит воздух.

Дата добавления: 2014-10-31