Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха

Наддув позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива и повысить литровую мощность двигателя. Применение двигателей с наддувом расширяет эксплуатационные возможности при движении на затяжных подъемах, по пересеченной местности и в горных условиях.

Система газотурбинного наддува двигателя (рисунок 32) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) типа "воздух-воздух", подводящих и отводящих трубопроводов.

Рисунок 32 - Схема системы газотурбинного надува и охлаждения наддувочного воздуха.

Воздух в центробежный компрессор турбокомпрессора поступает из воздухоочистителя, сжимается и подается под давлением в ОНВ, и затем охлажденный воздух поступает в двигатель.

Турбокомпрессоры устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров. Выпускные коллекторы и патрубки изготовлены из высокопрочного чугуна. Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины турбокомпрессоров, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками из жаростойкой стали. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене. Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного металлической плакированной лентой.

Выпускные коллекторы выполняются цельнолитыми и крепятся к головкам цилиндров болтами и контрятся замковыми шайбами. Для компенсации угловых перемещений, возникающих при нагреве, под головки болтов крепления выпускного коллектора устанавливаются специальные сферические шайбы.

Система турбонаддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя должна быть герметична. Негерметичность системы приводит к увеличению теплонапряженности деталей, снижению мощности и ресурса двигателя.

Кроме того, негерметичность впускного тракта приводит к "пылевому" износу цилиндро-поршневой группы и преждевременному выходу двигателя из строя.

Смазка подшипников турбокомпрессоров осуществляется от системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется через стальные трубки в картер двигателя.

На двигателе установлены два турбокомпрессора S2B/7624TAE/1.00 D9 фирмы “Schwitzer”. Технические характеристики турбокомпрессоров приведены в таблице 2.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБОКОМПРЕССОРА

Таблица 2

ТУРБОКОМПРЕССОРЫ S2B/7624TAE/1.00 D9 правый и левый (Обозначение левого турбокомпрессора 317810; правого 317809) не имеют конструктивных отличий, только отличаются разворотом корпусов турбины и компрессора.

Рисунок 33 - Турбокомпрессор S2B/7624TAE/1.00 D9 фирмы «Schwitzer»

1 - турбинная ступень; 2 - компрессорная ступень; 3 - подшипниковый узел.

Турбокомпрессор (рисунок 33) состоит из центростремительной турбинной (1) и центробежной компрессорной (2) ступеней, соединенных между собой подшипниковым узлом (3). Турбина с двухзаходным корпусом преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Корпус турбины крепится к корпусу подшипников при помощи болтов и планок, а корпус компрессора при помощи стопорного кольца. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь обеспечивает взаимозаменяемость левого и правого турбокомпрессоров.

ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА

В процессе эксплуатации двигателя внешним осмотром проверяется герметичность впускной и выпускной систем в местах соединений, надежность крепления, а при необходимости производится подтяжка болтов и гаек крепления выпускных и впускных коллекторов, патрубков и турбокомпрессоров.

Работа турбокомпрессора оказывает существенное влияние на параметры и работоспособность двигателя. Неисправность турбокомпрессора может привести к поломке двигателя. Несмотря на то, что турбокомпрессоры не требуют регулировок в эксплуатации, необходимо систематически выполнять установленные заводом-изготовителем правила технического обслуживания двигателя и периодически контролировать на слух работу турбокомпрессоров. При ТО-2 необходимо проверить легкость вращения роторов турбокомпрессоров.

Для этого надо снять приемный патрубок системы выпуска. Затем проверить рукой, как вращается ротор в его крайних осевых и радиальных положениях. Ротор должен вращаться легко, без заеданий и касаний о неподвижные детали турбокомпрессора.

Осевой люфт ротора нового турбокомпрессора должен быть в пределах 0,08...0,15 мм, диаметральный люфт 0,4...0,6 мм. Допустимое значение осевого люфта в эксплуатации до 0,3 мм, диаметрального люфта до 0,9 мм.

Подшипники турбокомпрессора весьма чувствительны к количеству и чистоте масла, поэтому необходимыми условиями нормальной работы подшипникового узла являются своевременная замена масла и фильтрующих элементов масляного фильтра двигателя, а также применение рекомендованных заводом-изготовителем марок масел.

При техническом обслуживании, один раз в два года, турбокомпрессоры рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора, общей диагностики и технического обслуживания агрегата.

Турбокомпрессор рекомендуется снимать вместе с выпускным коллектором, а затем отсоединить его от коллектора.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, сборка узла производится в соответствии со специальной инструкцией, полная разборка и обслуживание агрегата должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приборы и обученный персонал.