Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха

СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА

СИСТЕМА обеспечивает за счет использования части энергии отработавших газов подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя. Это позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива, т.е. повысить литровую мощность двигателя. Применение наддува на двигателе расширяет эксплуатационные возможности транспортного средства при движении в горных условиях.

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя (рисунок 24) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР) 5 и 6, выпускных и впускных коллекторов и патрубков, теплообменника охлаждения наддувочного воздуха (ТОНВ) 1 типа «воздух-воздух», подводящих и отводящих трубопроводов. На некоторых комплектациях двигателей может устанавливаться один ТКР.

Выпускные коллекторы и патрубки системы изготовлены из высокопрочного чугуна. Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины ТКР, 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 лентой из жаростойкой стали.

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

Система гурбонаддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя должна быть герметична. Из-за утечки отработавших газов или воздуха снижается производительность ТКР, что приводит к снижению мощности двигателя. Кроме этого, при негерметичности впускного тракта чистого воздуха в ТКР и цилиндры двигателя попадает пыль, что приводит к «пылевому» износу лопаток колеса компрессора и деталей цилиндропоршневой группы и, а в итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя.

Смазка подшипников ТКР осуществляется из системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется по стальным трубкам сильфонной конструкции в картер двигателя.

На двигателях устанавливаются ТКР модели ТКР 7С-6 или ТКР S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWamer Turbo Systems».

Рисунок 24 - Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха:

1 - теплообменник ОНВ; 2 - радиатор системы охлаждения; 3 - вентилятор; 4 - двигатель;5, 6 - турбокомпрессоры.

ТУРБОКОМПРЕССОР (рисунок 25) состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Рисунок 25 - Турбокомпрессор:

1- корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11 - экран турбины; 12, 17 - планки; 13, 18 - болты; 14 - маслосбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 22 - диффузор; 21, 23 - кольцо уплотнительное (резиновое); 24 - переходник; 25 - прокладка.

Ротор и колесо компрессора динамически балансируются с высокой точностью на специальных балансировочных станках.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8 Н-м (0,8...1,0 кгс-м). После сборки ротор с колесом компрессора дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала.

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

ТУРБОКОМПРЕССОРЫ S2B/7624TAE/0,76D9 правый и левый (обозначение левого турбокомпрессора 1274 970 0003, правого - 1274 970 0004) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.

Турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWamer Turbo Systems» и ТКР 7С-6 имеют аналогичную конструкцию и по установочным и присоединительным размерам унифицированы.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА

На своевременно и качественно обслуживаемом двигателе ТКР может безотказно работать в течение долгих лет.

Часто ТКР снимают с двигателей, когда в этом нет необходимости. Убедитесь в отсутствии неисправностей двигателя и только после этого демонтируйте ТКР. В большинстве случаев это позволяет избежать бесполезной замены ТКР.

Чаще всего встречаются следующие проявления неисправностей, связанные с ТКР:

- двигатель не развивает полную мощность;

- черный дым из выхлопной трубы;

- синий дым из выхлопной трубы;

- повышенный расход масла двигателем;

- шумная работа ТКР.

Низкая мощность двигателя, черный дым из выхлопной трубы.

Оба дефекта являются следствием недостаточного поступления воздуха в двигатель из-за засоренности воздушного фильтра либо утечек воздуха или отработавших газов из соединений в системе, либо неисправности ТКР.

Для устранения дефекта проверьте состояние воздушного фильтра и герметичность соединений в системе. При необходимости очистите или замените фильтрующий элемент, устраните негерметичность.

Проверьте легкость вращения ротора ТКР. Обычно ротор имеет небольшой осевой и радиальный люфты, но если при вращении рукой ротор задевает колесом турбины или компрессора о корпус, то налицо явный износ подшипников ТКР - замените ТКР.

Если после проверки всех элементов неисправности не обнаружены, значит, падение мощности возникло не из-за турбокомпрессора. Определите неисправность в самом двигателе.

Синий дым из выхлопной трубы, повышенный расход масла.

Появление синего дыма является следствием сгорания масла, причиной которого может быть либо его утечка из ТКР, либо неисправности в двигателе.

Прежде всего проверьте засоренность воздушного фильтра, поскольку повышенное разряжение на входе в ТКР вызывает засасывание масла из корпуса подшипников в компрессор.

На следующем этапе проверьте свободное вращения ротора и отсутствие задевания

колесами турбины и компрессора о корпусы - в случае задевания снимите и замените ТКР.

Иногда утечка масла происходит через турбину ТКР несмотря на ее исправность. Такое возможно при засорении сливного маслопровода или повышенном давлении в масляном картере двигателя.

Повышенная шумностъ работы ТКР.

При постороннем шуме в ТКР проверьте герметичность всех трубопроводов и соединений системы. При необходимости подтяните болты, гайки и хомуты, замените уплотнительные прокладки.

Проверьте легкость вращения ротора и отсутствие задевания колесами турбины и компрессора о корпусы и повреждения их посторонними предметами, при необходимости замените ТКР.

Повреждения ТКР происходят, в основном, по трем главным причинам:

- недостаток масла;

- загрязненное масло;

- попадание посторонних предметов.

В первую очередь от недостатка и загрязнённости масла выходят из строя подшипники ТКР, после чего могут последовать задевание колёсами турбины и компрессора о корпусы, износ уплотнительных колец. В дальнейшем разрушается вал ротора. Поэтому необходимыми условиями нормальной работы подшипникового узла являются своевременная замена масла и фильтрующих элементов масляного фильтра двигателя, а также применение рекомендованных заводом - изготовителем двигателей марок масел.

Следует обратить внимание на правильность запуска и останова двигателя. Если заглушить работающий на высоких оборотах двигатель, ротор ТКР продолжит вращаться без смазки, поскольку давление моторного масла при этом почти равно нулю - произойдет повреждение подшипников и уплотнительных колец ТКР. Поэтому перед остановкой двигателя после работы под нагрузкой необходимо установить режим холостого хода длительностью не менее 3 минут. По тем же причинам очень важно перед нагружением дать двигателю поработать на холостых оборотах в течение 2.. .5 минут.

Все вышеперечисленные неисправности можно избежать при правильном и регулярном обслуживании двигателя.

Регулярно проверяйте герметичность системы.

При ТО-2 рекомендуется проводить контроль герметичности системы газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха двигателя с помощью приспособления И 801.49.000 дымом со сжатым воздухом. Во избежание срыва и раздутия шлангов, давление подаваемого во впускной тракт воздуха не должно превышать 20 кПа (0,7 кгс/см²). Места неплотностей определять по выходящему дыму. Если дым не выходит в течение 3 минут, то воздушный тракт герметичен.

Легкость вращения роторов ТКР проверяется при снятом приемном патрубке системы выпуска отработавших газов рукой в его крайних осевых и радиальных положениях. Ротор должен вращаться легко, без заеданий и касаний о неподвижные детали ТКР. Осевой люфт ротора нового ТКР должен быть в пределах 0,06...0,15 мм, диаметральный люфт -0,45.. .0,65 мм. Допустимое значение осевого люфта в эксплуатации - до 0,3 мм, диаметрального люфта - до 0,9 мм.

Один раз в два года ТКР рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора, общей диагностики и технического обслуживания.

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

Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

1. На торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернугь болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое.

2. Осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения ТКР подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене.

3. Промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

4. Проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается.

5. Перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и обученный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ТОНВ конденсат для чего перевернуть ТОНВ в вертикальной плоскости патрубками вниз и дать стечь остаткам возможного конденсата и масла.

Продуть по фронту матрицы каждый ряд теплообменных пластин между трубками с каждой стороны струей сжатого воздуха, не допуская их деформации.

В случае сильного загрязнения теплообменных пластин матрицу ТОНВ промыть под струей горячей воды с использованием волосяной щетки или способом окунания в ванне с горячей водой.

После мойки матрицу по фронту продуть сжатым воздухом, не допуская деформации поверхностей теплообменных пластин. Сушка осуществляется струей горячего 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.

СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочног о воздуха, за счет использования части энергии отработавших газов, обеспечивает подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.

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 28) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) типа "воздух-воздух", подводящих и отводящих трубопроводов.

Рисунок 28. Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха (ОНВ)

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 кренятся 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 гурбонаддува 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 устанавливается два турбокомпрессора ТКР 7С-6. Вместо турбокомпрессоров ТКР7С-6 могут устанавливаться турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы "Schwitzer". Технические характеристики турбокомпрессоров приведены в таблице 2.

Рнсунок 29. Турбокомпрессор ТКР 7С-6: 1- корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11- экран турбины; 12 - планка; 13 - болт; 14 - маслоотбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 17 - планка; 18 - болт; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 21 - кольцо уплотнительное; 22 - диффузор.

Турбокомпрессор ТКР 7С-6 состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом 7 (рисунок 29) из высокопрочного чугуна преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 20, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом трением.

Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава и, после механической обработки, динамически балансируется до величины (0,4 г мм).

Техническая характеристика турбокомпрессоров

Таблица 2

Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1... 1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины (0,5 г мм).

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8 Н м (0,8...1,0 кгс м). После сборки ротор дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора наносятся метки в одной плоскости и ротор допускается на сборку турбокомпрессора. При установке ротора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора. Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 4, защемленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы.

Корпус подшипников турбокомпрессора с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 11 из жаростойкой стали. В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 14, который вместе с упругими разрезными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Для устранения утечек воздуха в соединении "корпус компрессора-корпус подшипников" устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Обслуживание системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха в процессе эксплуатации двигателя внешним осмотром проверяется герметичность трассы газопровода отработавших газов, подвода воздуха к двигателю. Периодически проверяется надежность крепления деталей и узлов указанных систем, а при необходимости, производится подтяжка болтов, гаек крепления и хомутов.

Работа турбокомпрессора оказывает существенное влияние на параметры и работоспособность двигателя. Неисправность турбокомпрессора может привести к поломке двигателя. Несмотря на то, что турбокомпрессоры не требуют в эксплуатации регулировок, 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 приемную трубу системы выпуска отработавших газов. 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.

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 сезонном техническом обслуживании турбокомпрессоры один раз в два года рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора. Агрегат целесообразно снимать вместе с выпускным коллектором. Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

-на торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;

-осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;

-промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

-проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается;

-перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и квалифицированный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ОНВ конденсат. Порядок выполнения работ см. раздел «Сезонное техническое обслуживание».

Рисунок 28. Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха (ОНВ)

СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО НАДДУВА И ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА, за счет использования части энергии отработавших газов, обеспечивает подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.

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 28) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) типа "воздух-воздух", подводящих и отводящих трубопроводов.

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 одноразовог о 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 устанавливается два турбокомпрессора ТКР 7С-6. Вместо турбокомпрессора ТКР 7С-6 могут устанавливаться турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы "Schwitzer". Технические характеристики турбокомпрессоров приведены в таблице 2.

Рисунок 29. Турбокомпрессор ТКР 7С-6: 1- корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11- экран турбины; 12 - планка; 13 - болт; 14 - маслоотбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 17 - планка; 18 - болт; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 21 - кольцо уплотнительное; 22 - диффузор.

Турбокомпрессор ТКР 7С-6 состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом 7 (рисунок 29) из высокопрочного чугуна преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 20, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом трением. Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава и, после механической обработки, динамически балансируется до величины (0,4 г мм).

Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ГВЧ на глубину 1... 1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины (0,5 г мм).

Техническая характеристика турбокомпрессоров

Таблица 2

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8Н м (0,8...1,0 кгс м). После сборки ротор дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора наносятся метки в одной плоскости и ротор допускается на сборку турбокомпрессора. При установке ротора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора. Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 4, защемленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы.

Корпус подшипников турбокомпрессора с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 11 из жаростойкой стали. В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 14, который вместе с упругими разрезными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Для устранения утечек воздуха в соединении "корпус компрессора - корпус подшипников" устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Обслуживание системы газотурбинного наддува и охладителя наддувочного воздуха

В процессе эксплуатации двигателя внешним осмотром проверяется герметичность трассы газопровода отработавших газов, подвода воздуха к двигателю. Периодически проверяется надежность крепления деталей и узлов указанных систем, а при необходимости, производится подтяжка болтов, гаек крепления и хомутов.

Работа турбокомпрессора оказывает существенное влияние на параметры и работоспособность двигателя. Неисправность турбокомпрессора может привести к поломке двигателя. Несмотря на то, что турбокомпрессоры не требуют в эксплуатации регулировок, 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 приемную трубу системы выпуска отработавших газов. 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.

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 сезонном техническом обслуживании турбокомпрессоры один раз в два года рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора. Агрегат целесообразно снимать вместе с выпускным коллектором. Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

-на торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами деревянного молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;

-осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;

-промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

-проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается;

-перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что рогор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и квалифицированный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ОНВ конденсат. Порядок выполнения работ см. раздел СТО.

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха

Система газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха за счет использования части энергии отработавших газов обеспечивает подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.

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 (рис. 41) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) типа "воздух-воздух", подводящих и отводящих трубопроводов.

Рис. 41. Схема системы газотурбинного наддува и охлаждении наддувочного воздуха (ОНВ)

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 стати. 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 выходе 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 устанавливается два турбокомпрессора ТКР 7С-6. Вместо турбокомпрессоров ТКР7С-6 могут устанавливаться турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы "Schwitzer". Технические характеристики турбокомпрессоров приведены в таблице 4.

Рис. 42. Турбокомпрессор ТКР 7С-6:

1- корпу с компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6- кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11- экран турбины; 12 - планка; 13 - болт; 14 - маслоотбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 17 - планка; 18 - болт; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 21 - кольцо уплотнительное; 22 - диффузор.

Турбокомпрессор ТКР 7С-6 состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом 7 (рис. 42) из высокопрочного чугуна преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 20, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом трением.

Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава и, после механической обработки, динамически балансируется до величины (0,4 г-мм).

Техническая характеристика турбокомпрессоров

Таблица 4.

Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1...1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины (0.5 г-мм).

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются навал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8 Н м (0,8...1,0 кгс-м). После сборки ротор дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора наносятся метки в одной плоскости и ротор допускается на сборку турбокомпрессора. При установке ротора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора. Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 4, защемленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы.

Корпус подшипников турбокомпрессора с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 11 из жаростойкой стати. В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 14, который вместе с упругими разрезными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Для устранения утечек воздуха в соединении "корпус компрессора - корпус подшипников" устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Обслуживание системы газотурбинного наддува и охладителя наддувочного воздуха в процессе эксплуатации двигателя внешним осмотром проверяется герметичность трассы газопровода отработавших газов, подвода воздуха к двигателю. Периодически проверяется надежность крепления деталей и узлов указанных систем, а при необходимости, производится подтяжка болтов, гаек крепления и хомутов.

Работа турбокомпрессора оказывает существенное влияние на параметры и работоспособность двигателя. Неисправность турбокомпрессора может привести к поломке двигателя. Несмотря на то. что турбокомпрессоры не требуют в эксплуатации регулировок, 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 приемную трубу системы выпуска отработавших газов. Затем проверитьрукой, как вращается ротор в его крайних осевых и радиальных положениях. Ротор долженвращаться легко, без заеданий и касаний о неподвижные детали турбокомпрессора.

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 сезонном техническом обслуживании турбокомпрессоры один раз в два года рекомендуется снять с двигателя для очистки центробежного компрессора. Агрегат целесообразно снимать вместе с выпускным коллектором. Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

- на торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;

- осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;

- промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

- проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается;

- перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпу с компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления. приборы и квалифицированный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ОНВ конденсат. Порядок выполнения работ см. раздел «Сезонное техническое обслуживание».

Наддув позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива и повысить литровую мощность двигателя.

Система газотурбинного наддува двигателя (рис. 2-27) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР), выпускных и впускных коллекторов и патрубков, охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) типа "воздух-воздух", подводящих и отводящих трубопроводов.

Рис. 2-27. Схема системы газотурбинною наддува и охлаждения наддувочного воздуха (ОНВ): 1 - теплообменник ОНВ; 2 - радиатор системы охлаждения; 3 - вентилятор; 4 - двигатель; 5 - ТКР; А - воздух; В - воздух после воздухоочистителя; С - отработавшие газы.

Рис. 2-27-1. Схема система газотурбинного наддува (без ОНВ): 1 - турбокомпрессор; 2 - выпускной коллектор; 3 - выпускной патрубок; 4 - впускной коллектор; 5 - впускной патрубок; 6 - патрубок объединительный. А - очищенный воздух; В - отработавшие газы.

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. Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного металлической плакированной лентой. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене.

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 лопаток колеса компрессора, 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 двигатели КАМАЗ 740.50-360, КАМАЗ 740.30-260, КАМАЗ 740.31-240 устанавливаются два турбокомпрессора ТКР 7С-6. Вместо турбокомпрессоров ТКР 7С-6 могут устанавливаться турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWarner Turbo Systems», Германия.

На двигатель КАМАЗ 740.11-240 устанавливаются два турбокомпрессора ТКР 7С-9. Вместо турбокомпрессоров ТКР 7С-9 могут устанавливаться турбокомпрессоры К27-115 фирмы «CZ», Чехия.

Технические характеристики турбокомпрессоров приведены в таблице 2-2.

Таблица 2-2.

Турбокомпрессор ТКР 7С-6 (ТКР 7С-9) (рис. 2-28) состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом 7 из высокопрочного чугуна преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 9 с валом 10.

Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом трением.

Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава и, после механической обработки, динамически балансируется до величины 0,4 г-мм.

Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1...1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины 0,5 г-мм.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8 Н-м (0,8... 1,0 кгс-м). После сборки ротор с колесом компрессора дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора с колесом компрессора наносятся метки в одной плоскости, и ротор с колесом компрессора допускается на сборку турбокомпрессора.

При установке ротора с колесом компрессора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора. Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 4, установленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники изготавливаются из бронзы.

Корпус подшипников турбокомпрессора, с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору, выполнен составным - из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для устранения утечек масла в соединении «крышка - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 23.

Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 11 из жаростойкой стали. В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 14, который вместе с упругими разрезными уплотнительными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Рис. 2-28. Турбокомпрессор ТКР 7С-6 (ТКР 7С-9): 1 - корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11 - экран турбины; 12 - планка; 13 - болт; 14 - маслоотбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 17 - планка; 18 - болт; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 21, 23 - кольцо уплотнительное (резиновое); 22 - диффузор; 24 - переходник; 25 - прокладка

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора-корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Турбокомпрессоры ТКР 7С-6 и ТКР 7С-9 отличаются между собой только корпусами турбин - они имеют различную пропускную способность.

Турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 правый и левый (обозначение левого турбокомпрессора 314448, правого - 314450) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.

Турбокомпрессор фирмы «BorgWarner Turbo Systems» указанной модели состоит из центростремительной турбинной и центробежной компрессорной ступеней, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом. Конструкция турбокомпрессора аналогична ТКР 7С-6.

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.

Турбокомпрессоры К27-115 правый и левый (обозначение правого турбокомпрессора 399 0023 115-01, левого - 399 0023 115-02) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.

Турбокомпрессор фирмы «CZ» указанной модели состоит из центростремительной турбинной и центробежной компрессорной ступеней, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом. Конструкция турбокомпрессора аналогична ТКР 7С-9.

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

Возможные неисправности и обслуживание системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха.

Чаще всего встречаются следующие проявления неисправностей, связанные с турбокомпрессорами;

• двигатель не развивает полную мощность;

• черный дым из выхлопной трубы;

• синий дым из выхлопной трубы;

• повышенный расход масла;

• шумная работа турбокомпрессора.

Низкая мощность двигателя, черный дым из выхлопной трубы.

Оба признака являются следствием недостаточного поступления воздуха в двигатель, причиной чего может быть засорение канала подвода воздуха, либо утечка отработавших газов из выпускного коллектора.

Имея некоторый опыт, можно довольно быстро определить утечку воздуха между выходом ТКР и двигателем по свисту, который возникает при этом. После этого проверьте, не засорен ли воздушный фильтр и канал подвода воздуха к ТКР.

Если неисправность осталась, то необходимо проверить уплотнения ТКР, выпускной коллектор и выпускные трубопроводы, чтобы убедиться, что там нет засорения и посторонних предметов. Проверить отсутствие трещин, затяжку болтов выпускного коллектора, отсутствие повреждений соединений и прокладок системы выпуска.

Проверьте легкость вращения ротора ТКР. Обычно ротор имеет небольшой осевой и радиальный люфты, но если при вращении рукой ротор задевает колесом турбины или компрессора о корпус, то налицо явный износ подшипников ТКР.

Если после проверки всех элементов, неисправности не обнаружены, значит, падение мощности возникло не из-за турбокомпрессора. Тогда необходимо искать неисправность в самом двигателе.

Синий дым из выхлопной трубы, повышенный расход масла.

Появление синего дыма является следствием сгорания масла, причиной которого может быть либо его утечка из ТКР, либо неисправности в двигателе.

Прежде всего, в этом случае необходимо проверить воздушный фильтр, так как любое препятствие на пути воздуха к турбокомпрессору может стать причиной утечки масла со стороны компрессора. В этом случае за колесом компрессора образуется разрежение, что вызывает засасывание масла из корпуса подшипников в компрессор.

Следующим этапом проверки является проверка свободного вращения ротора и отсутствие задевания колесами турбины и компрессора о корпусы - в случае задевания снимите и замените ТКР.

Иногда утечка масла происходит через турбину турбокомпрессора, притом, что она находится в исправном состоянии. Практика показывает, что это может происходить при засорении сливного маслопровода или повышенном давлении в масляном картере двигателя.

Шумная работа турбокомпрессора.

При постороннем шуме в ТКР необходимо проверить все трубопроводы, находящиеся под давлением: вход и выход турбокомпрессора, соединения с ТОНВ, системы газопровода и выпуска. При необходимости произвести подтяжку болтов, гаек крепления и хомутов, замену уплотнительных прокладок.

Также необходимо проверить легкость вращения ротора и отсутствие задевания колесами турбины и компрессора о корпусы и повреждения их посторонними предметами.

Если обнаружено задевание или повреждение колес, необходимо снять и заменить турбокомпрессор.

Всех вышеперечисленных неисправностей можно избежать при правильном и регулярном обслуживании двигателя.

Одной из основных причин неисправностей является утечки воздуха и отработавших газов. Поэтому во время эксплуатации необходимо постоянно проверять герметичность системы: рукава, фланцевые соединения, прокладки. Периодически проверяется надежность крепления деталей и узлов системы, а при необходимости, проводить подтяжку болтов, гаек крепления и хомутов.

При ТО-2 рекомендуется проводить контроль герметичности системы газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха двигателя с помощью приспособления И 801.49.000 дымом со сжатым воздухом. Во избежание срыва и раздутия шлангов, давление подаваемого во впускной тракт воздуха не должно превышать 20 кПа (0,2 кгс/см²). Места неплотностей определять по выходящему дыму. Если дым не выходит в течение 3 минут, то воздушный тракт герметичен.

Повреждения непосредственно турбокомпрессоров происходят, в основном, по трем главным причинам:

- недостаток масла;

- загрязненное масло;

- попадание посторонних предметов.

В первую очередь от недостатка и загрязнённости масла выходят из строя подшипники турбокомпрессора. После выхода из строя подшипников могут последовать и другие повреждения, такие как задевание колёсами турбины и компрессора о корпусы, износ уплотнительных колец. В худшем случае происходит разрушение вала ротора. 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.

Также следует обратить на правильность вождения, особенности двигателя с турбокомпрессором (запуск и останов двигателя). Если заглушить двигатель, работающий на высоких оборотах, ротор турбокомпрессора продолжает вращаться без смазки, потому что давление моторного масла почти равно нулю. При этом повреждаются подшипники и уплотнительные кольца турбокомпрессора. Кроме того, очень важно дать двигателю поработать на холостых оборотах минимум 30 секунд, прежде чем давать ему полную нагрузку (по тем же причинам, что и при остановке).

Попадающие из двигателя обломки деталей, например, части клапанов или поршневых колец, вызывают серьёзные повреждения ротора турбины.

Повреждения колеса компрессора могут быть вызваны множеством причин. Например, если во впускной канал компрессора попадает твёрдый предмет, края лопаток колеса компрессора сбиваются, а если мягкий (кусок ткани или резины) - гнутся.

Абразивные материалы, такие как песок или грязь, быстро сошлифовывают лопатки колеса компрессора. Это может быть вызвано утечкой между воздушным фильтром и турбокомпрессором.

Следствием износа будет разбалансировка ротора и после этого дальнейшие повреждения неизбежны, так как даже лёгкий дисбаланс при высоких скоростях вращения приводит к очень сильным повреждениям подшипников и других деталей турбокомпрессора.

При ТО-2 необходимо проверить легкость вращения роторов турбокомпрессоров. Для этого надо снять приемную трубу системы выпуска отработавших газов. 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 0,06...0,15 мм, диаметральный люфт-0,45...0,65 мм. Допустимое значение осевого люфта в эксплуатации - до 0,3 мм, диаметрального люфта - до 0,9 мм.

При техническом обслуживании турбокомпрессоры один раз в два года 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.

Очистку центробежного компрессора необходимо выполнить в следующей последовательности:

- на торцовые поверхности корпуса компрессора и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;

- осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;

- промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

- проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается;

- перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.

Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и обученный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в ТОНВ конденсат. Перевернуть ТОНВ в вертикальной плоскости патрубками вниз и дать стечь остаткам возможного конденсата и масла.

Продуть по фронту матрицы каждый ряд теплообменных пластин между трубками с каждой стороны струей сжатого воздуха, не допуская их деформации.

В случае сильного загрязнения теплообменных пластин матрицу ТОНВ промыть под струей горячей воды с использованием волосяной щетки или способом окунания в ванне с горячей водой.

После мойки матрицу по фронту продуть сжатым воздухом, не допуская деформации поверхностей теплообменных пластин. Сушка осуществляется струей горячего воздуха.

Система обеспечивает за счет использования части энергии отработавших газов подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя автомобиля Камаз 6560. Это позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива, т.е. повысить литровую мощность двигателя. Применение наддува на двигателе расширяет эксплуатационные возможности транспортного средства при движении в горных условиях.

Охладитель наддувочного воздуха обеспечивает охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры двигателя от турбокомпрессоров, что способствует лучшему наполнению цилиндров свежим зарядом воздуха.

Теплообменник 1 типа «воздух-воздух» (см. рис. 7.21) установлен таким образом, что при движении автомобиля Камаз 6560 и при включении в работу вентилятора системы охлаждения наддувочного воздуха двигателя 3 матрица теплообменника обдувается встречным потоком воздуха.

Рис. 7.21. Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха: 1 - теплообменник ОНВ; 3 - вентилятор; 4 — двигатель;5, 6 - турбокомпрессоры; 7 - патрубок подводящий; 8 - датчик включения привода вентилятора. 9 - патрубок отводящий.

Воздух от воздухоочистителя поступает в центробежные компрессоры турбокомпрессоров 5, 6, сжимается и подается под давлением по подводящему коллектору и отводящему патрубку 9 в теплообменник охлаждения наддувочного воздуха 1. Далее охлажденный воздух поступает по отводящему коллектору охладителя в цилиндры двигателя.

Выпускные коллекторы и патрубки системы изготовлены из высокопрочного чугуна. Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины ТКР, 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 лентой из жаростойкой стали.

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

Муфта электромагнитная привода вентилятора системы охлаждения наддувочного воздуха двигателя (рис. 7.22) состоит из неподвижной электромагнитной катушки 10, закрепленной тремя болтами 11 на передней крышке блока цилиндров 13, шкива 9 коленчатого вала, соединенного с валом отбора мощности 12 шестью болтами 4 через прокладку 5. На выступающей оси шкива 9 в подшипнике 2 свободно вращается ступица 3 с вентилятором 8. Между ступицей 3 и шкивом 9 установлен фрикционный диск 7, который крепится к ступице 3 болтами 6 через три пружинные пластины 15. Между торцами шкива 9 и фрикционного диска 7 тремя подпружиненными регулировочными болтами 1 устанавливается воздушный зазор 0,5...0,7 мм.

Шкив 9 вращается постоянно с частотой вращения коленчатого вала. При повышении температуры воздуха на входе в двигатель до 50 °С и выше происходит замыкание контактов датчика включения привода вентилятора 8 (см. рис. 7.21), подается напряжение на электромагнитную катушку 10 и под действием электромагнитных сил фрикционный диск 7 прижимается к шкиву 9, в результате чего, за счет сил трения происходит передача крутящего момента от шкива 9 к ступице 3 вентилятора.

Рис. 7.22. Электромагнитная муфта вентилятора: 1 - болт регулировочный; 2 - подшипник; 3 - ступица вентилятора; 4 - болт крепления шкива; 5 - прокладка; 6 - болт крепления фрикционного диска; 7 - диск фрикционный; 8 - вентилятор; 9 - шкив привода генератора и водяного насоса; 10 - катушка электромагнитная; 11 - болт крепления электромагнитной катушки; 12 - вал отбора мощности; 13 - крышка передняя блока цилиндров; 15 - пластина пружинная; А - вырез в фрикционном диске; Б - резьбовое отверстие шкива.

При понижении температуры охлаждающей жидкости до 37 °С происходит размыкание контактов датчика включения привода вентилятора 8 (ТМ111-14) (см. рис. 7.21), электромагнитная катушка 10 отключается от источника питания и фрикционный диск 7 под действием упругих сил пружинных пластин 15 возвращается в исходное положение, восстанавливая воздушный зазор между фрикционным диском 7 и шкивом 9.

В случае отказа в работе датчика включения привода вентилятора 8 (см. рис. 7.21) электромагнитная муфта может быть включена в постоянный режим работы клавишей на панели приборов изделия, а в случае неисправности электромагнитной катушки 10 фрикционный диск 7 может быть соединен со шкивом 9 механически - тремя болтами М8, для чего нужно совместить три выреза А, расположенные на наружном диаметре фрикционного диска 7, с резьбовыми отверстиями Б в шкиве 9 и ввернуть болты с пружинными и плоскими шайбами.

При преодолении глубокого брода вентилятор может быть отключен клавишей на панели приборов.

Работа вентилятора с постоянно включенной или соединенной болтами электромагнитной муфтой не должна быть длительной, так как это приведет к повышению расхода топлива и переохлаждению двигателя в зимнее время, поэтому при первой же возможности нужно заменить неисправные детали.

Система турбонаддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя должна быть герметична. Из-за утечки отработавших газов или воздуха снижается производительность ТКР, что приводит к снижению мощности двигателя. Кроме этого, при негерметичности впускного тракта чистого воздуха в ТКР и цилиндры двигателя попадает пыль, что приводит к «пылевому» износу лопаток колеса компрессора и деталей цилиндропоршневой группы и, а в итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя.

Смазка подшипников ТКР осуществляется из системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется по стальным трубкам сильфонной конструкции в картер двигателя.

На двигателях автомобиля Камаз 6560 устанавливаются ТКР модели ТКР 7С-6 или ТКР S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWarner Turbo Systems».

Турбокомпрессор (рис. 7.23) состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Рис. 7.23. Турбокомпрессор: 1 - корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11 - экран турбины; 12, 17 - планки; 13, 18 - болты; 14 - маслосбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 22 - диффузор; 21, 23 - кольцо уплотнительное (резиновое); 24 - переходник; 25 - прокладка.

Ротор и колесо компрессора динамически балансируются с высокой точностью на специальных балансировочных станках.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8...9,8 Н-м (0,8...1,0 кгс-м). После сборки ротор с колесом компрессора дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала.

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 правый и левый (обозначение левого турбокомпрессора 1274 970 0003, правого - 1274 970 0004) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.

Турбокомпрессоры S2B/7624TAE/0,76D9 фирмы «BorgWamer Turbo Systems» и ТКР 7С-6 имеют аналогичную конструкцию и по установочным и присоединительным размерам унифицированы.