Призначення. Турбокомпресор призначений для наддуву (подачі під тиском) повітря в циліндри двигуна за допомогою енергії відпрацьованих газів, що виходять з двигуна.
В результаті наддуву повітря в циліндри надходить під підвищеним тиском і в більшій кількості. Тому стає можливим подати в циліндри і більшу кількість палива, а це призводить до приросту потужності на 35 ... 36% у порівнянні з безнаддувний моделлю і зниження питомої витрати палива до 4 г / кВт-год.
Пристрій і дію. Турбокомпресор складається з радіальної доцентровою газової турбіни (рис. 1, а, б, в) і відцентрового одноступінчатого компресора. Робочі колеса турбіни і компресора жорстко укріплені на одному валу і поміщені в спеціальні корпусу. Корпус турбіни відлито з чавуну, а компресора - з алюмінієвого сплаву.
Пристрій і дію. Турбокомпресор складається з радіальної доцентровою газової турбіни (рис. 1, а, б, в) і відцентрового одноступінчатого компресора. Робочі колеса турбіни і компресора жорстко укріплені на одному валу і поміщені в спеціальні корпусу. Корпус турбіни відлито з чавуну, а компресора - з алюмінієвого сплаву.
Під час роботи двигуна відпрацьовані гази виходять з великою швидкістю (до 30 м / с). По трубопроводу вони надходять в камеру газової турбіни, звідки під тиском через сопловий апарат - на лопатки робочого колеса газової турбіни, змушуючи її обертатися з дуже великою частотою (до 40 000 хв-1), а потім по трубі відводяться в атмосферу через глушник.
Колесо компресора, обертаючись на одному валу з турбіною, захоплює повітря, що йде з атмосфери через очисник повітря. Повітря, потрапляючи на лопаті компресора, починає швидко обертатися разом з ними і під впливом відцентрової сили стискається. Стиснене повітря спрямовується в дифузор, де тиск його ще більш підвищується за рахунок зменшення швидкості руху і звідти під надлишковим тиском 0,03 ... 0,07 МПа через трубопровід 1 нагнітається в циліндри двигуна.
Так як в трубопроводі весь час підтримується надлишковий тиск, масло через втулки клапанів для їх змащення не надходить, а виштовхується. Тому у двигунів з турбокомпресорами впускні клапани змащуються дизельним паливом, що відводиться від однієї з форсунок по трубці (див. Рис. 12) в отвір А, зроблене в патрубку, що подає повітря від повітроочисника до компресора.
У деяких дизелів, мають турбонаддув, застосовується проміжне охолодження повітря, що подається турбокомпресором. Це робиться для того, щоб подати в циліндри дизеля ще більше повітря (по масі). Якщо в циліндрах буде більше повітря, то, отже, можна подати і більше палива, що, в свою чергу, підвищить потужність двигуна.
Щоб охолодити повітря, що надходить в циліндри, його направляють з компресора по трубопроводу в повітроохолоджувач, встановлений попереду масляного і рідинного радіаторів. Проходячи через охолоджувач, повітря втрачає частину теплоти, а потім по трубопроводу надходить в циліндри двигуна.
Дизелі, що мають наддув і проміжне охолодження внаслідок зростання щільності повітря, дозволяють збільшити ще більше подачу палива, в результаті чого потужність дизеля збільшується на 75%, а також знижується питома витрата палива.
Мал. 1. Турбо компресор:
а - загальний вигляд; б - схема дії; в - охолодження повітря: трубопроводи;
Для підвищення продуктивності машинно-тракторних агрегатів необхідно збільшення потужності дизеля. Цього можна домогтися збільшенням частоти обертання колінчастого вала, але воно призведе до погіршення паливної економічності, тому що зростуть механічні втрати в дизелі і зменшиться кількість що надходить в циліндри повітря.
Потужність побільшає, якщо підвищити тиск газів на поршні, спалюючи в циліндрах збільшені дози палива. Для цього потрібно мати в них великі вагові заряди повітря. Збільшити подачу повітря можна за допомогою спеціального насоса, витрачаючи на це енергію, або використовувати турбіну з компресором, що не вимагає додаткової енергії. Такими турбокомпресорами обладнуються багато що випускаються і модернізовані дизелі для тракторів і комбайнів.
Турбокомпресор забезпечує наддув (подачу під тиском) повітря в циліндри. Він працює за рахунок енергії відпрацьованих газів, яка становить близько 30% від загальної енергії, що виділяється при згорянні палива. Зазвичай вона втрачається, а в турбокомпресорі деяка частина її використовується для роботи. В результаті одночасно з підвищенням потужності зменшується питома витрата палива.
Потужність дизеля, обладнаного турбокомпресором, можна ще більше підвищити, якщо охолоджувати повітря, що виходить з компресора в циліндри. Щільність охолодженого повітря підвищується, його ваговій заряд стає великим, що дає можливість подати і більш ефективно спалювати підвищені дози палива. В результаті тиск в циліндрах збільшується, а потужність зростає на 15 ... 20%.
Робочі частини турбокомпресора - колеса центростремительной турбіни і відцентрового компресора (нагнітача) - з'єднані загальним валом. Гарячі відпрацьовані гази, що виходять з циліндрів через колектор, надходять під тиском в камеру Б турбіни, проходять через канали соплового вінця і, розширюючись, спрямовуються на лопатки колеса турбіни, обертаючи його з дуже великою частотою (до 600 ... 800 с-1). За випускній трубі гази виходять в атмосферу.
Мал. 2. Турбокомпрессор дизеля СМД -62: а - принципова схема турбонаддува, б - пристрій турбоксмпрессора, в - потік повітря в компресорі; г - потік випускних газів в турбіні; 1 - дизель; 2 - впускний колектор; 3 - очисник повітря; 4 - колесо компресора; 5 - вал; 6 - колесо турбіни; 7- випускна труба; 8 - випускний колектор; 9 - корпус компресора; 10 - вставка компресора; 11 - підшипник (плаваюча втулка); 12 - фіксатор підшипника; 13 -трубка підведення масла; 14 - середній корпус; 15 - кожух турбіни; 16 - вставка турбіни; 17 втулка ущільнення турбіни; 18 - корпус турбіни; 19 - сопловий вінець; 20 екран; 21 - диск ущільнення турбіни; 22 - трубка зливу масла
Вал турбіни обертає колесо компресора, яке засмоктує з атмосфери через очисник повітря 3 повітря, стискає його і відкидає своїми лопатками в порожнину А корпусу. Далі повітря проходить по розширюється каналам дифузора і надходить в улиткообразно порожнину корпусу. Швидкість потоку повітря зменшується, а тиск в каналах відповідно збільшується, перевищуючи атмосферний в 1,5 ... 1,6 рази. Під таким тиском повітря нагнітається в ресивер, а з нього в циліндри дизеля.
Чавунний корпус турбіни виконаний з двома вхідними каналами, з'єднаними з каналами випускних колекторів дизеля, і випускним каналом для проходу газів в трубу.
Колесо турбіни відлито з жаростійкої стали і тертям приварене до сталевого валу. Це колесо, вставка і соплової вінець утворюють проточну частину турбіни для проходу газів (як показано на малюнку 63, г).
На корпусі компресора є центральний вхідний патрубок, до якого приєднаний очисник повітря, і спіральний канал (равлик) для виведення повітря з компресора. Вставка, відлита заодно з лопатковим дифузором Г, утворює з каналом равлики і колесом проточну частину для проходу повітря. Корпуси прикріплені до середнього корпусу. Деталі відлиті з алюмінієвого сплаву.
Внаслідок дуже великої частоти обертання валу з колесами можливі вібрації компресора. Щоб їх уникнути, вал встановлюють на ковзному підшипнику типу «плаваюча втулка». Бронзова втулка вставлена в розточення корпусу з зазором до 0,1 мм. У цей зазор нагнітається масло, яке служить рідинної подушкою, що гасить вібрацію.
Від провертання і осьового зсуву в корпусі втулка утримується фіксатором. Що поступає з фільтру масло зливається по трубці в піддон дизеля. Між нерухомими і обертовими деталями компресора встановлено ущільнення.
У дизелях з турбокомпресорами підвищуються температура деталей циліндро-поршневої групи і навантаження на ці деталі. Для зниження температури поршні деяких дизелів охолоджуються з внутрішньої сторони струменями масла. Щоб деталі витримали підвищені навантаження, їх виготовляють з дуже міцних сталей і застосовують більш міцні вкладиші шатунних і корінних підшипників колінчастого вала.
До атегорія: - Трактори