Файл: Взоров, Б. А. Форсирование тракторных двигателей.pdf

7. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ ЗАРУБЕЖНЫХ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Турбокомпрессоры объединения Швитцер — Хольсет— ККК. 'Объединение фирм Швитцер (США), Хольсет (Англия) и ККК

(ФРГ) выпускает несколько серий турбокомпрессоров для над­ дува дизеля мощностью 60—750 л. с. Длительное время на про­ изводстве находятся турбокомпрессоры трех серии, различаю­ щиеся диаметрами колес ротора и имеющие разные области

принципы сохраняются без изменений.

В качестве примера на рис. 36 показана конструкция дли­ тельное время сохраняющегося па производстве турбокомпрес­ сора «Хольсет» серии 4.

Подшипник турбокомпрессора состоит из двух бронзовых втулок, размещенных в чугунном корпусе с зазором, позволяю­ щим втулкам вращаться при работе турбокомпрессора. Осевое смещение втулок ограничено стопорными кольцами, помещен­ ными в проточках корпуса. Осевой подшипник, ограничивающий продольное перемещение ротора, расположен со стороны ком­ прессора. Неподвижная опорная пластина поджимается к втул­ ке подшипника кольцевой пружинной шайбой. Для смазки опорного подшипника к нему подведен специальный масляный капал. Для эффективного отвода масла от уплотнений приме­ нены широкие маслоотводящие полости в корпусе, а для более надежной работы уплотнений со стороны компрессора введен масляный экран, направляющий потоки масла к сливному от-

-64

верстию. Уплотнение вала со стороны турбины осуществлено двумя разрезными кольцами.

Для улучшения характеристик компрессора в широком диа­ пазоне расходов воздуха применен безлопаточный диффузор с развитыми входными сечениями. Последнее обусловлено тем, что выходной аппарат компрессора выполнен в виде воздухосборни­

ка постоянного сечения, имеющего благоприятную форму для компоновки турбокомпрессора с различными дизелями. Безлопа­ точный диффузор имеет входной участок, сужающийся в пери­ ферийном направлении примерно на расстоянии, равном 1,25 наружного диаметра колеса; далее диффузор имеет постоянную ширину. Прецизионная обработка диффузора в сочетании с пре­ цизионным литьем колес обеспечила высокую стабильность показателей компрессора. Отношение наружного диаметра ко­ леса турбины к наружному диаметру колеса компрессора со­ ставляет 0,91.

Колесо турбины турбокомпрессора серии 4 может продолжи­ тельно работать при 68000 об/мин и температуре выпускных

дизелей.

В качестве примера более новой модели из описываемого семейства турбокомпрессоров на рис. 37 приведен турбокомпрес-

сор серии 3 модели 3LD фирмы КККПри сохранении такой же конструктивной схемы, как и у описанного турбокомпрессо­ ра «Хольеет», конструкция отдельных деталей существенно из­ менена. Так, применен одни общий плавающий подшипник вала с осевой фиксацией между заплечиком вала со стороны турбп-

Рис. 37. Турбокомпрессор фирмы ККК мо­ дели 3LD

ны и упорной шаиоои со стороны компрессора, что значительно упростило конструкцию подшипникового узла. Ликвидирована подача масла к упорному подшипнику и несколько изменена форма маслоотражательного экрана. Упрощена конструкция узла уплотнения компрессора за счет переноса осевой фиксации только на гайку колеса компрессора. Упростился также корпус турбины при исключении съемного диска корпуса. Уплотнениесреднего корпуса со стороны турбины осуществлено одним коль­ цом вместо двух.

Диффузор имеет такую же конструкцию, но несколько мень­ шее отношение диаметров— 1,25. В качестве примера на рис. 38 показана характеристика компрессора турбокомпрессора фирмы

ККК серии 4 описанной конструкции, но большего размера. Характеристика показывает связь расхода воздуха G„, сте­

пени повышения давления лк с частотой вращения ротора и к. п. д. компрессора т),;. Как видно, значительная часть поля ха­ рактеристики охватывается значениями к. п.д. выше 0,7. Фак-

6G

тпческнп диапазон расхода воздуха при степени повышения дав­ ления 2,0 равен 0,32—0,45 кг/с.

Несмотря на применение безлопаточного диффузора, линия помпажа отсекает значительную часть характеристики, особенно

дение резьбы в наиболее на­ гретой части корпуса турбины, оавочпых термических напряжении.

Колесо турбины изготовляют точным литьем из легирован­ ной стали и соединяют с валом ротора сваркой в атмосфере инертных газов. Корпус подшипников изготовлен из алюминие­ вого сплава. В расточке корпуса установлена стальная втулка подшипника, залитая свинцовистой бронзой, с опорным фланцем для восприятия осевых сил. Корпус подшипника защищен от теплоотдачи турбины тепловым экраном из жаропрочной стали и воздушной камерой между корпусом и экраном. В турбине применен безлопаточиын направляющий аппарат, а вибропроч­ ность лопаток обеспечена приданием нм в сечении клиновид­ ной формы. Подбор турбокомпрессора к дизелю осуществляется заменой корпусов турбины. Для этого выпускают ряд корпусов, отличающихся сечениями проточных частей. В узле соединения корпуса турбины с корпусом подшипника установлен упругий элемент в виде фасонного кольца с упругими лапками, упираю­ щимися в тепловой экран, сопряженный с диском колеса тур­ бины. Наличие этого кольца способствует снижению термиче­ ских напряжений в корпусных деталях.

Маслоотводящее отверстие обеспечивает падежную работу уплотнений, выполненных в виде разрезных колец (типа порш­ невых). Повышение надежности уплотнения со стороны компрес­

3* 67

сора достигается применением композиции на основе угля в качестве материала уплотнении. Безлопаточный диффузор комп­ рессора обеспечивает работу дизеля в широком диапазоне не­ стационарных режимов. В более поздних моделях турбокомп­ рессоров TRW, предназначенных для более тяжелых условий

эксплуатации, применяют колесо турбины, изготовленное заод­ но с валом из сплава типа стеллита отливкой по выплавляемым моделям, и две подшипниковые плавающие втулки со слоем свинцовистой бронзы как на внутренней, так и на наружной по­ верхностях.

Турбокомпрессор выпускают с тремя модификациями комп­ рессоров В, А и Н, обеспечивающими характеристики пара­ метров наддува в широком диапазоне расхода воздуха (рис. 40).

Конструкция описанного турбокомпрессора хорошо отработа­ на, он состоит из деталей всего 12 наименований.

Турбокомпрессоры объединения Эйризерч Гаррет—Доути. Американская корпорация Гаррет Эйризерч и ее английский лицензиат фирма Доути выпускают широкий ассортимент тур­ бокомпрессоров моделей Т04, ТЕ06, Т12, Т18, ТН08А, Т18А для дизелей различного назначения мощностью до 1000 л. с. Для тракторных дизелей наиболее широко применяются первая и вторая модели. Компания заимствовала эффективную схему

68

Рис. 43. Система регулирования турбокомпрессора фирмы Гар­ рет—Доути:

частотах вращения дизеля. Кроме этого, применен автоматиче­ ски действующий байпасный клапан, аналогичный описанному. Указанные автоматические устройства обеспечивают оптималь­ ные показатели дизеля в широком диапазоне нагрузочных режимов.

Турбокомпрессором Т-35 оборудован шведский дизель «Вол­ во» TD-100A.

8.КОНСТРУКЦИИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

ВСССР конструирование и производство турбокомпрессоров регламентируется ГОСТом 9658—66 «Турбокомпрессоры для

наддува дизелей и газовых двигателей», определяющим их типы, основные параметры, размеры и технические требования. Всего ГОСТом предусмотрено 12 типоразмеров с поминальным базовым диаметром колеса компрессора 70—640 мм. Турбокомп­ рессоры могут быть двух типов — с центробежным компрессо­ ром и центростремительной турбиной или с центробежным компрессором и осевой турбиной. Для наддува тракторных ди­ зелей применяют только турбокомпрессоры первого типа.

72