Строительные машины и оборудование, справочник





Турбокомпрессор трактора

Категория:
   Тракторы


Турбокомпрессор трактора

Назначение. Турбокомпрессор предназначен для наддува (подачи под давлением) воздуха в цилиндры двигателя при помощи энергии отработавших газов, выходящих из двигателя.

В результате наддува воздух в цилиндры поступает под повышенным давлением и в большем количестве. Поэтому становится возможным подать в цилиндры и большее количество топлива, а это приводит к приросту мощности на 35…36% по сравнению с безнаддувной моделью и снижению удельного расхода топлива до 4 г/кВт- ч.

Устройство и действие. Турбокомпрессор состоит из радиальной центростремительной газовой турбины (рис. 1, а, б, в) и центробежного одноступенчатого компрессора. Рабочие колеса турбины и компрессора жестко укреплены на одном валу и помещены в специальные корпуса. Корпус турбины отлит из чугуна, а компрессора — из алюминиевого сплава.



Во время работы двигателя отработавшие газы выходят с большой скоростью (до 30 м/с). По трубопроводу они поступают в камеру газовой турбины, откуда под давлением через сопловый аппарат — на лопатки рабочего колеса газовой турбины, заставляя ее вращаться с очень большой частотой (до 40 000 мин-1), а затем по трубе отводятся в атмосферу через глушитель.

Колесо компрессора, вращаясь на одном валу с турбиной, захватывает воздух, идущий из атмосферы через воздухоочиститель. Воздух, попадая на лопасти компрессора, начинает быстро вращаться вместе с ними и под влиянием центробежной силы сжимается. Сжатый воздух направляется в диффузор, где давление его еще более повышается за счет уменьшения скорости движения и оттуда под избыточным давлением 0,03…0,07 МПа через трубопровод 1 нагнетается в цилиндры двигателя.

Так как в трубопроводе все время поддерживается избыточное давление, масло через втулки клапанов для их смазки не поступает, а выталкивается. Поэтому у двигателей с турбокомпрессорами впускные клапаны смазываются дизельным топливом, отводимым от одной из форсунок по трубке (см. рис. 12) в отверстие А, сделанное в патрубке, подающем воздух от воздухоочистителя к компрессору.

У некоторых дизелей, имеющих турбонаддув, применяется промежуточное охлаждение воздуха, подаваемого турбокомпрессором. Это делается для того, чтобы подать в цилиндры дизеля еще больше воздуха (по массе). Если в цилиндрах будет больше воздуха, то, следовательно, можно подать и больше топлива, что, в свою очередь, повысит мощность двигателя.

Чтобы охладить воздух, поступающий в цилиндры, его направляют из компрессора по трубопроводу в воздухоохладитель, установленный впереди масляного и жидкостного радиаторов. Проходя через охладитель, воздух теряет часть теплоты, а затем по трубопроводу поступает в цилиндры двигателя.

Дизели, имеющие наддув и промежуточное охлаждение вследствие возрастания плотности воздуха, позволяют увеличить еще больше подачу топлива, в результате чего мощность дизеля увеличивается на 75%, а также снижается удельный расход топлива.

Рис. 1. Турбо компрессор:
а — общий вид; б — схема действия; в — охлаждение воздуха: трубопроводы;

Для повышения производительности машинно-тракторных агрегатов необходимо увеличение мощности дизеля. Этого можно добиться увеличением частоты вращения коленчатого вала, но оно приведет к ухудшению топливной экономичности, потому что возрастут механические потери в дизеле и уменьшится количество поступающего в цилиндры воздуха.

Мощность станет больше, если повысить давление газов на поршни, сжигая в цилиндрах увеличенные дозы топлива. Для этого нужно иметь в них большие весовые заряды воздуха. Увеличить подачу воздуха можно с помощью специального насоса, расходуя на это энергию, или использовать турбину с компрессором, не требующую дополнительной энергии. Такими турбокомпрессорами оборудуются многие выпускаемые и модернизированные дизели для тракторов и комбайнов.

Турбокомпрессор обеспечивает наддув (подачу под давлением) воздуха в цилиндры. Он работает за счет энергии отработавших газов, которая составляет около 30% от общей энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Обычно она теряется, а в турбокомпрессоре некоторая часть ее используется для работы. В результате одновременно с повышением мощности уменьшается удельный расход топлива.

Мощность дизеля, оборудованного турбокомпрессором, можно еще больше повысить, если охлаждать воздух, выходящий из компрессора в цилиндры. Плотность охлажденного воздуха повышается, его весовой заряд становится большим, что дает возможность подать и более эффективно сжигать повышенные дозы топлива. В результате давление в цилиндрах увеличивается, а мощность возрастает на 15…20%.

Рабочие части турбокомпрессора — колеса центростремительной турбины и центробежного компрессора (нагнетателя) — соединены общим валом. Горячие отработавшие газы, выходящие из цилиндров через коллектор, поступают под давлением в камеру Б турбины, проходят через каналы соплового венца и, расширяясь, устремляются на лопатки колеса турбины, вращая его с очень большой частотой (до 600…800 с-1). По выпускной трубе газы выходят в атмосферу.

Рис. 2. Турбокомпрессор дизеля СМД-62: а — принципиальная схема турбонаддува, б — устройство турбоксмпрессора, в — поток воздуха в компрессоре; г — поток выпускных газов в турбине; 1 — дизель; 2 — впускной коллектор; 3 — воздухоочиститель; 4 — колесо компрессора; 5 — вал; 6 — колесо турбины; 7— выпускная труба; 8 — выпускной коллектор; 9 — корпус компрессора; 10 — вставка компрессора; 11 — подшипник (плавающая втулка); 12 — фиксатор подшипника; 13 —трубка подвода масла; 14 — средний корпус; 15 — кожух турбины; 16 — вставка турбины; 17 втулка уплотнения турбины; 18 — корпус турбины; 19 — сопловый венец; 20 экран; 21 — диск уплотнения турбины; 22 — трубка слива масла

Вал турбины вращает колесо компрессора, которое засасывает из атмосферы через воздухоочиститель 3 воздух, сжимает его и отбрасывает своими лопатками в полость А корпуса. Далее воздух проходит по расширяющимся каналам диффузора и поступает в улиткообразную полость корпуса. Скорость потока воздуха уменьшается, а давление в каналах соответственно увеличивается, превышая атмосферное в 1,5…1,6 раза. Под таким давлением воздух нагнетается в ресивер, а из него в цилиндры дизеля.

Чугунный корпус турбины выполнен с двумя входными каналами, соединенными с каналами выпускных коллекторов дизеля, и выпускным каналом для прохода газов в трубу.

Колесо турбины отлито из жаростойкой стали и трением приварено к стальному валу. Это колесо, вставка и сопловой венец образуют проточную часть турбины для прохода газов (как показано на рисунке 63,г).

На корпусе компрессора имеется центральный входной патрубок, к которому присоединен воздухоочиститель, и спиральный канал (улитка) для вывода воздуха из компрессора. Вставка, отлитая заодно с лопаточным диффузором Г, образует с каналом улитки и колесом проточную часть для прохода воздуха. Корпуса прикреплены к среднему корпусу. Детали отлиты из алюминиевого сплава.

Вследствие очень большой частоты вращения вала с колесами возможны вибрации компрессора. Чтобы их избежать, вал устанавливают на скользящем подшипнике типа «плавающая втулка». Бронзовая втулка вставлена в расточку корпуса с зазором до 0,1 мм. В этот зазор нагнетается масло, которое служит жидкостной подушкой, гасящей вибрацию.

От проворачивания и осевого смещения в корпусе втулка удерживается фиксатором. Поступающее из фильтра масло сливается по трубке в поддон дизеля. Между неподвижными и вращающимися деталями компрессора установлено уплотнение.

В дизелях с турбокомпрессорами повышаются температура деталей цилиндро-поршневой группы и нагрузки на эти детали. Для снижения температуры поршни некоторых дизелей охлаждаются с внутренней стороны струями масла. Чтобы детали выдержали повышенные нагрузки, их изготавливают из очень прочных сталей и применяют более прочные вкладыши шатунных и коренных подшипников коленчатого вала.

Читать далее:

Категория: - Тракторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины