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

стремительной турбины. Чугунный литой корпус 4 турбины име­ ет два входных капала с общим фланцем для крепления к выпускному коллектору. В корпусе турбины установлена встав­ ка 7, образующая с сопловым венцом 5 проточную часть тур­ бины. Алюминиевый литой корпус I компрессора имеет цент­ ральный входной патрубок и спиральный капал (улитку) с вы­ ходным патрубком. В корпусе компрессора на шпильках уста­ новлена алюминиевая вставка 13, выполненная заодно с лопа­ точным диффузором и образующая с каналом улитки проточную часть компрессора. Средний корпус 2 отлит из алюминиевого сплава.

Вал ротора турбокомпрессора вращается в бронзовом под­ шипнике типа качающейся втулки. Осевая фиксация подшипни­ ка осуществлена стопорной планкой 3. Колесо 9 турбины отлито способом точного литья из жаропрочной легированной стали и приварено к валу 10 ротора. Колесо 15 компрессора отлито из алюминиевого сплава и имеет шпоночное соединение с валом. Смазка подводится к подшипнику по каналу а через специаль­ ный ленточно-щелевой фильтрующий элемент.

В турбокомпрессоре предусмотрены контактные газомасля­ ные уплотнения, состоящие из дисков 6, 12, маслоотражателя 14, втулки 8 и уплотнительных колец 11. Полости b в среднем корпусе служат водяными рубашками для охлаждения, в кото­ рые подводится вода из системы охлаждения дизеля.

Вариант этого турбокомпрессора СМД-ТКР-1IH-1 с воздуш­ ным охлаждением показан на рис. 46. Конструктивное исполне­ ние этой модели полностью идентично исполнению описанной. При этом несколько изменена конструкция корпуса турбины и среднего корпуса.

Для наддува дизелей пропашных тракторов может быть при­ менен турбокомпрессор ТКР-8,5, разработанный НАТИ, конст­ рукция которого показана на рис. 47. Колесо полузакрытого типа центробежного с безлопаточным направляющим аппара­ том компрессора изготовляется из алюминиевого сплава АЛ4 путем отливки в кокиль. Контуры лопаток в цилиндрическом сечении имеют форму параболы, что обеспечивает высокие аэ­ родинамические качества. Компрессор выполнен с безлопаточ­ ным диффузором. Корпус компрессора отливается из сплава АЛ4 заодно с воздухосборником 4 постоянного сечения. На на­ ружной поверхности корпуса имеются ребра для охлаждения воздуха, подаваемого компрессором. Охлаждение осуществляется потоком воздуха, нагнетаемым вентилятором системы охлаж­ дения. Колесо компрессора фиксируется на валу шпонкой. Сред­ ний корпус 3 отлит из алюминиевого сплава АЛ4. Для умень­ шения теплопередачи от горячих деталей к холодным между корпусами установлены теплоизолирующие прокладки 2 и 5.

Оба подшипника объединены в одну общую втулку из брон­ зы Бр. ОС 10-10. Выточка в средней части втулки образует

74

масляный резервуар. При остановке дизеля большая часть мас­ ла мз этого резервуара вытекает. При пуске дизеля оставшееся масло захватывается валом ротора и попадает в подшипник, чем устраняется возможность сухого трения в момент прокрут­ ки. Масляный слой в зазоре между наружной поверхностью втулки и корпусом (0,05—0,07 мм) создает упругую подвеску

подшипника, повышающую его несущую способность и смягчаю­ щую колебания ротора. Осевая фиксация подшипника осущест­ влена, как и в турбокомпрессоре TKJP-11, поперечной шпонкой со стороны турбины, осевая фиксация вала — упорной шайбой из бронзы Бр. ОФ 7-06 со стороны компрессора.

Импульсная турбина с безлопаточным направляющим аппа­ ратом 1 имеет чугунный корпус, который представляет двухзаходную улитку с прямоугольными сечениями каналов. Форма и величина проходных сечений длинного подводящего патрубка такова, что сопротивление его не намного превышает сопротив­ ление короткого патрубка. Рабочее колесо турбины отлито из специальной стали по выплавляемой модели и соединяется с ро­ тором при помощи сварки трением, обеспечивающим надежное

75

Г л а в а IV

АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФОРСИРОВАННОГО ТРАКТОРНОГО дизеля

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ НА ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

Форсирование дизелей по мощности неизбежно сопровож­ дается ростом механических нагрузок на основные детали ци­ линдро-поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения. Вместе с тем способ форсирова­ ния предопределяет преимущественный рост тех или иных на­ грузок, действующих по-разному на различные детали дизелей. Так, форсирование дизелей за счет повышения частоты враще­ ния коленчатого вала сопровождается ростом инерционных сил возвратно-поступательно движущихся масс, центробежных сил,

ний от нагружающих сил и моментов и запасов прочности этих деталей позволяет оценить возможность и целесообразность при­ нятой степени форсирования и дать общее представление об ожидаемой надежности форсируемого дизеля. Для подобных оценок используются известные и достаточно апробированные методы расчета основных несущих, деталей.

Нагрузки на подшипники коленчатого вала. При расчете на­ грузок на коренные и шатунные подшипники коленчатого, вала каждое колено вала рассматривается без учета упругой связи его с соседними коленами, т. е. как свободная по концам двух­ опорная система. При такой системе несоосность коренных опор на результатах расчета не сказывается, в то время как в дейст­ вительности она не может не сказаться на величинах реакций, действующих на указанные опоры. Это главный недостаток та­ кого расчета. Тем не менее рядом работ установлено, что вели­ чины реакций на коренных опорах при таком методе расчета

77

78

мало отличаются от соответствующих величин, замеренных на работающем дизеле путем тензометрировання.

Динамическому расчету коленчатого вала должны предшест­ вовать снятие индикаторной диаграммы на расчетных режимах или получение ее расчетным путем и определение (путем непо­ средственного взвешивания) весов полных комплектов поршне­ вой группы п шатуна в сборе, а также определение положения центра тяжести шатуна (в сборе с вкладышами, крышкой п ша­ тунными болтами).

Обычные расчеты сил, действующих на шатунную шейку, оп­ ределяют результирующее усилие q (в пересчете на 1 см2 пло­ щади поршня) для любого угла поворота коленчатого вала. По развернутой диаграмме определяют средние q,.v и максималь­ ные значения qmas, по которым находят искомые значения сред­

и силы инерции поршня и шатуна, передающиеся через шатун­ ные шейки двух смежных цилиндров, н центробежные силы двух смежных кривошипов с противовесами. Составляющие сил, действующих на коренные подшипники, определяются порядком работы цилиндров, взаимным расположением кривошипов со­ седних цилиндров, соотношением плеч приложения сил, дейст­ вующих на отдельные элементы соседних кривошипов.

В табл. 7 приведены основные расчетные соотношения для коленчатых валов тракторных дизелей, пути форсирования ко­ торых рассмотрены в гл. I. Приведенные данные составляют основу для расчетного определения нагрузок на коренные и ша­ тунные подшипники этих дизелей при форсировании.

Как видно, основные конструктивные соотношения коленча­ тых валов различных отечественных дизелей близки друг к дру­ гу и соответствуют аналогичным данным по зарубежным дизе­ лям, изменяясь лишь в зависимости от схемы дизеля. Макси­

В результате расчетов выявлено влияние форсирования ди­ зелей по эффективной мощности па нагрузки шеек коленчатого вала.

Как известно, средние давления fecp на шейки вала характе­ ризуют уровень износа. Чем выше эти значения, тем, при про­ чих равных условиях, выше темп износа шеек и вкладышей

80