Конструкція і складові турбокомпресора - Вибір та перевірочний розрахунок турбокомпресора головного двигуна

Турбокомпресори складаються з турбіни і колеса відцентрового нагнітача (компресора), встановлених на загальному валу. Для обертання турбіни використовується енергія відпрацьованих газів, що впливають на її лопатки. Обертання турбіни приводить в дію компресор, який, у свою чергу, засмоктує навколишнє повітря, стискає його і подає в циліндри двигуна. Частота обертання ротора турбокомпресора не залежить від частоти обертання колінчастого вала двигуна, але вона в значній мірі визначається балансом енергії, одержуваної турбіною і віддається компресора.

Різні області застосування турбокомпресорів вимагають застосування різних варіантів їх конструкцій. Проте практично всі турбокомпресори мають одні і ті ж елементи: ротор у зборі, який у поєднанні з корпусом підшипника утворює так званий сердечник (картридж), а також кожух компресора.

Ущільнювальні кільця, що встановлюються з боку входу і виходу, служать для герметизації масляної камери, розташованої поза корпусу підшипника. В особливих випадках якість ущільнення може бути покращено установкою воздухоуловітеля або торцевого ущільнення з графітовими притискними елементами (з боку компресора). В основному застосовуються підшипники ковзання, які встановлені радіально і мають подвійні гладкі вкладиші плаваючого типу або нерухомі гладкі вкладиші, в той час як для забезпечення осьової опори використовуються вкладиші з клиноподібною поверхнею. Підшипники турбокомпресора змащуються моторним маслом системи змащення двигуна. Корпус підшипника не має додаткових охолоджувальних пристроїв. Підтримання температур нижче критичних значень здійснюється застосуванням теплового екрану і теплоізоляцією корпусу підшипника.

Рідинне охолодження корпусів підшипників застосовується в тому випадку, якщо температура відпрацьованих газів перевищує 850 ° С.

Кожух компресора зазвичай виготовляється методом лиття з алюмінію. В кожух може бути вмонтований перепускний повітряний клапан. Такі клапани використовуються виключно в наддувних двигунах з іскровим запалюванням для запобігання підвищення тиску компресором, коли відбувається швидкий скидання навантаження двигуна.

Для виготовлення кожухів турбін використовуються сплави сортів від GGG 40 до NiResist Д5 (залежно від температури відпрацьованих газів). Турбокомпресори, використовувані на двигунах вантажних автомобілів, містять кожух турбіни, в якому два газових потоку об'єднуються безпосередньо перед попаданням на лопатки турбіни. Конструкція кожуха застосовується при організації отримання імпульсного наддуву, коли тиск відпрацьованих газів доповнюється їх кінетичної енергією.

При роботі турбокомпресора з постійним тиском на турбіну надходить тільки енергія відпрацьованих газів і тому може бути застосована турбіна, кожух якої має вікно для впуску відпрацьованих газів. Така конструкція особливо поширена на суднових двигунах при використанні турбін з рідинним охолодженням. Турбокомпресори потужних двигунів часто мають перед турбіною кільцеве сопло. Таке сопло забезпечує отримання рівномірного і нерозривного потоку газу, що надходить на лопатки турбіни з одночасною можливістю проведення тонкого регулювання витрати газу.

Турбокомпресори цього типу, що встановлюються на легкових автомобілях, зазвичай мають однопоточні кожухи турбін. Якщо двигун такого автомобіля працює в широкому діапазоні частот обертання, то необхідні механізми управління турбокомпресором, що підтримують тиск наддуву на відносно постійному рівні у всьому робочому діапазоні. Зазвичай направляють частину відпрацьованих газів від двигуна в обхід турбіни компресора допомогою керуючого механізму, виконаного у вигляді перепускного клапана або заслінки.

Такий механізм має пневматичний привід. При використанні коштів мікроелектроніки управління тиском наддуву може виконуватися у функції програмованих режимів роботи двигуна. Перспективні керуючі механізми будуть електро - або електроннопріводнимі.

Енергія відпрацьованих газів може бути використана більш ефективно при застосуванні керуючих систем, наприклад, турбіни із змінною геометрією лопаток.

Такі конструкції отримали найбільше визнання, тому що вони поєднують в собі широкий діапазон керуючих функцій і високий к. к. д.

Установку кута розташування лопаток здійснює поворотне регулювальне кільце. Лопатки можуть повертатися на необхідний кут спеціальними кулачками або важелями. Пневматичні виконавчі пристрої можуть працювати як від джерела негативного (вакуум), так і позитивного тиску. Мікроелектронна система керування забезпечує оптимальний тиск наддуву на всьому робочому діапазоні ДВС.

турбокомпресор, що приводиться в дію відпрацьованими газами

Рисунок 1.1 - Турбокомпресор, що приводиться в дію відпрацьованими газами: 1 - равлик; 2 - безлопатковий дифузор; 3 - колесо компресора; 4 - кришка корпусу компресора; 5 - корпус турбіни; 6 - колесо турбіни; 7 - упорне кільце; 8 - сопловий пристрій; 9 - моновтулка; 10 - вал ротору; 11 - кришка корпусу турбіни; 12 - кільце ущільнення; 13 - масловідбивач; 14 - гайка кріплення колеса компресора.

Похожие статьи




Конструкція і складові турбокомпресора - Вибір та перевірочний розрахунок турбокомпресора головного двигуна

Предыдущая | Следующая