В комбинированном двигателе внутреннего сгорания лопаточная и поршневая части могут быть соединены между собой по-разному. Кроме получившей наибольшее распространение газовой связи, в форсированных комбинированных двигателях валы всех или части лопаточных машин (компрессоров и турбин) могут непосредственно быть соединены с коленчатым или, в общем случае, с выходным валом двигателя (механическая связь). При этом требуется специальный механизм с достаточно высоким передаточным отношением. Тип механизма может быть различным. Наиболее часто используют зубчатую передачу, реже — гидропривод, позволяющий осуществить бесступенчатое изменение передаточного отношения. Однако в последнем случае возрастает передача теплоты маслу (что требует увеличения теплосбрасывающих поверхностей охладителей масла).
Зубчатая передача (редуктор) для привода центробежного компрессора от коленчатого вала начала применяться сравнительно давно на\авиационных поршневых двигателях. В настоящее время в двигателях различного типа и назначения валы лопаточной и поршневой частей связаны зубчатой передачей. Широкое применение механической передачи в комбинированных двигателях сдерживается усложнением и удорожанием конструкции, несмотря на улучшение важнейших характеристик двигателя таких, как приемистость, а в случае установки силовой турбины и экономичности. Трудности связаны с созданием высокоскоростных редукторов с большим передаточным отношением (частота вращения современных центробежных компрессоров и газовых турбин, используемых в составе комбинированного двигателя, достигает нескольких десятков тысяч оборотов в минуту). Однако дальнейшее совершенствование комбинированных двигателей, и в частности двигателей с высокими параметрами газа на выходе из поршневой части, требует передачи избыточной мощности с вала турбины на выходной вал двигателя.
Работа механизма передачи мощности между лопаточной и поршневой частями двигателя характеризуется рядом особенностей, что проявляется и в конструктивном его исполнении. Например, в современных транспортных двигателях высокая приемистость (резкое изменение скоростного режима работы двигателя) в сочетании со значительной инерционностью лопаточных машин вследствие высокой частоты вращения их рабочих колес приводит к повышенным динамическим нагрузкам в механизме привода. Кроме того, даже на установившемся режиме работы вращение коленчатого вала имеет некоторую неравномерность, выражающуюся в незначительных периодических колебаниях угловой скорости коленчатого вала, что при высоком передаточном отношении механизма неблагоприятно сказывается на работе привода и всего комбинированного двигателя в целом. Высокая частота вращения турбин и центробежных компрессоров требует особой тщательности выполнения всех элементов механизма.
На рис. 2 представлена схема прямозубого привода центробежного компрессора и осевой газовой турбины быстроходного комбинированного двухтактного дизеля с противоположно движущимися поршнями. Особенность конструкции механизма передачи мощности между поршневой и лопаточной частями определяется расположением турбины и компрессора относительно корпуса двигателя. Подшипники качения смазываются разбрызгиванием. Осевые зазоры в приводе регулируются кольцами, расположенными по торцам обойм подшипников. Мощность газовой турбины с рабочим колесом через зубчатые колеса редуктора турбины, составную шлицевую валик-рессору и шестерню передается на вал компрессора.
В двухтактных двигателях мощность, необходимая для привода компрессора, часто превышает мощность, развиваемую турбиной. В этом случае недостающая часть мощности подводится к валу компрессора от коленчатого вала двигателя. От промежуточного зубчатого колеса главной передачи, связывающей коленчатые валы (один из которых находится со стороны продувочных окон цилиндров, а другой — со стороны выпускных), мощность передается через валик-рессору шестерне, с которой соединены зубчатые колеса промежуточных валиков. Последние через зубчатые колеса приводят вал, выполненный с валом рабочего колеса компрессора. Таким образом, через зубчатые колеса, связывающие вал компрессора с коленчатыми валами, передается только разность мощности, развиваемой турбиной и потребляемой компрессором, что благоприятно для снижения как нагрузки на детали привода, так и механических потерь в механизме.
Чтобы уменьшить нагрузки в элементах привода вследствие колебаний частоты вращения коленчатых валов, шестерню выполняют с упругими элементами, образующими вместе с шестерней упругую муфту.
Муфта состоит из ступицы и зубчатого венца, между которыми в обоймах находятся пружины. Осевому перемещению обойм препятствуют боковые крышки, стягиваемые болтом. Выступы ступицы через обоймы и пружины передают усилие выступам зубчатого венца, который вращается, таким образом, вместе со ступицей.
Выше отмечалось, что опасное повышение нагрузок в элементах привода при резком изменении скоростного режима работы двигателя происходит ввиду большой инерционности роторов лопаточных машин. Для снижения указанных нагрузок в зубчатые колеса встроены дисковые фрикционные муфты.
На рис. 4 представлена конструкция муфты-шестерни. На шлицах промежуточного валика установлена ступица. Зубчатый венец может независимо вращаться на бронзовой втулке. Передача крутящего момента от ступицы к зубчатому венцу осуществляется за счет трения между ведущими и ведомыми металлическими дисками с накладками из порошкового материала. Ведущие и ведомые диски находятся в зацеплении соответственно со шлицами ступицы и шлицами зубчатого венца. При этом усилие, сжимающее пакет дисков, создается нажимным диском с помощью пружин, установленных на пальцах. Регулируя усилие затяжки пружины с помощью шайб, можно менять максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой. При превышении этого момента диски проскальзывают, предохраняя механизм от перегрузок. Смазочный материал к элементам передачи подводится из смазочной системы двигателя и отводится обратно в картер.
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
Остались вопросы по теме:
"Механизм передачи мощности от силовой турбины"
— воспользуйтесь поиском.
→ Машины городского хозяйства
→ Естественная история машин
→ Транспортная психология
→ Пожарные автомобили
→ Автомобили-рефрижераторы
→ Монтаж и эксплуатация лифтов
→ Тракторы