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
Наименование параметров | Параметры турбокомпрессора |
Диапазон подачи воздуха через компрессор, кг/сек | 0,05…0,20 |
Давление наддува (избыточное) при номинальной мощности двигателя, кПа (кгс/см ), не менее | 90 (0,9) |
Частота вращения ротора при номинальной мощности двигателя, мин-1 | 90 000 |
Температура газов на входе в турбину, К (°С) -допускаемая в течение 1 час -допускаемая без ограничения во времени | 1023 (750) 973(700) |
Давление масла на входе в турбокомпрессор, при температуре масла 80…95°С, кПа (кгс/см2); — при номинальной частоте вращения коленчатого вала — при минимальной частоте вращения коленчатого вала | 294…441 (3,0…4,5) 98(1) |
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.