§ 3. Наддув двигателей турбокомпрессором

Значительное повышение литровой и удельной поршневой мощно- стей можно получить при помощи наддува, то есть подачи в цилиндр воздуха, предварительно сжатого в компрессоре. Плотность такого воз- духа больше, чем атмосферного. Следовательно, увеличивается масса воздуха, поступившего в цилиндр, и создается возможность эффектив- ного сгорания увеличенной дозы топлива.

В § 6 главы 3 рассмотрена работа двухтактного дизеля с наддувом от приводного нагнетателя. В автотракторных четырехтактных дизелях широкое применение получил наддув. При наддуве для привода ком- прессора используется энергия отработавших газов, что улучшает эко- номичность дизеля.

Для осуществления наддува применяют турбокомпрессоры (рис. 104), состоящие из одноступенчатого компрессора (центробежного нагнетателя) 5 и радиальной центростремительной газовой турбины 6.

Турбокомпрессор действует следующим образом. Отработавшие га- зы, пройдя по выпускному трубопроводу 2, попадают через сопловой ап- парат 3 на лопатки рабочего колеса турбины 6, вращая его вместе с валом 7, а затем по трубопроводу 4 отводятся в атмосферу. Рабочее ко- лесо турбины 6 закреплено на одном валу 7 с рабочим колесом центро- бежного нагнетателя 5. Вращаясь, колесо нагнетателя засасывает воз- дух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлени- ем нагнетает его по трубопроводу 1 в цилиндры 8 дизеля, увеличивая их наполнение воздухом. Турбокомпрессоры модели ТКР-11, работающие по такой схеме, установлены на дизелях ЯМЗ-238НБ, СМД-60, Д-160.

Турбокомпрессор ТКР-11Н1 дизеля СМД-60 изображен на рисунке 105. К среднему корпусу 1, отлитому из алюминиевого сплава, с одной стороны крепится корпус 3 компрессора, изготовленный из того же

сплава, а с другой—чугунный корпус 12 турбины, имеющий фланец для при- соединения к выпускному трубопроводу. Внутри корпуса 12 турбины установлена чугунная вставка 16, соединенная штиф- тами с сопловым венцом 13 из легиро- ванной жаропрочной стали. В корпусе 3 компрессора на шпильках крепится вставка 4 с лопаточным диффузором. Между фланцами корпусов установле- ны прокладки.

Ротор (вращающаяся часть) турбо- компрессора состоит из рабочего колеса турбины и приваренного к нему вала 6, рабочего колеса 7 компрессора, установ- ленного на шлицах на валу 6 и закреп- ленного гайкой 5, втулок 10 и 18. Рабо- чее колесо турбины отлито из легиро- ванной жаропрочной стали, а колесо ком- прессора — из алюминиевого сплава.

Вал ротора вращается во втулке 2, изготовленной из высокооловянистой

Рис. 105. Турбокомпрессор ТКР-11Н1 дизеля СМД-60:

1- средний корпус; 2 - чтулка: 3 — корн},- компрессора; Л — вставка ком- прессора; а — гайка: 6 — вал с колесом турбины; 7 — колесо компрессора; X — уплотнительные кольца; 9 - диск уплотнения компрессора; 10. 18 — втул- ки: // — капал для подвода масла; 12 корпус турбины: — сопловой ве- нец; 14 — диск уплотнения турбины: 15 — экран уплотнения; 16 — вставка турбины; /7- стопорная плапка; 1 ч—водяная рубашка.

бронзы. Втулка устанавливается в центральной бобышке среднего кор- пуса 1 с зазором 0,06—010 мм. Слой масла, попадающий в этот зазор, образует упругую подвеску подшипника, улучшающего его работу. От осевого перемещения и вращения втулка удерживается планкой 17.

В верхней части среднего корпуса 1 имеется радиальный канал 11, но которому масло подводится к подшпннику из главной масляной ма- гистрали дизеля. Перед поступлением в канал 11 масло очищается в дополнительном фильтре с ленточно-щелевым фильтрующим элемен- том. Из турбокомпрессора масло сливается в поддон картера через мас- лоотводящую трубку.

С целью измерения давления масла на среднем корпусе 1 преду- смотрен штуцер для установки трубки датчика давления. При работе дизеля под нагрузкой нормальное давление в его системе смазки после фильтра турбокомпрессора должно быть в пределах 0,2-^-0,4 МПа.

Детали турбокомпрессора охлаждаются водой, поступающей из си- стемы охлаждения двигателя в водяную рубашку 19 среднего корпуса 1. Вода направляется в водяную рубашку 19 из канала в блок-картере и отводится в верхний патрубок радиатора.

Чтобы отработавшие газы и воздух не попадали с маслом в зазоры и канал 11, а в турбину и компрессор не проникало масло, в турбоком- прессоре применены контактные уплотнения. Они состоят из уплот- нительных колеи 8, установленных в канавках втулок 10 и 18, н дисков 9 и 14, к которым наружной поверхностью прижаты коль- ца 8. Со стороны турбины дополнительно устанавливается экран 15 уплотнения.

При номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля ротор турбокомпрессора делает 40 тыс. об/мин. Вращаясь, колесо компрессо- ра засасывает через воздухоочиститель воздух и нагнетает его под избы-

Рис. 106. Движение отработавших газов в турбине (а) и воздуха в компрессоре (б) (обозначения те же, что на рисунке 105).

точным давлением 0,05—0,06 МПа по впускному трубопроводу в ци- линдры дизеля.

Движение отработавших газов в турбине и воздуха в компрессоре показано на рисунке 106.

На двигателях с турбокомпрессорами применяют воздухоочистите- ли, обладающие большой пропускной способностью и более высокой степенью очистки воздуха. На дизеле ЯМЭ-238НБ установлены две па- ры воздухоочистителей, через каждую из которых последовательно про- ходит воздух.