Статьи / Правила установки турбокомпрессора на двигатель

Скачать прайс Запчасти Т-170

Правила установки турбокомпрессора на двигатель и требования к дизелю.


Устанавливать турбокомпрессор необходимо только на тот двигатель, для которого он предназначен.

 

Применять непредусмотренные переходные детали недопустимо. Двигатель должен быть технически исправным. Неисправности цилиндро-поршневой группы, недостаточная вентиляция картера, засорение и нарушения уплотнений в системах воздухоочистки и выпуска газов, засорения сливного маслопровода вызовут утечки масла из турбокомпрессора.


Перед установкой турбокомпрессора проведите внеочередное техническое обслуживание двигателя, заключающееся в следующем:

Рис.1

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.1

а) замените фильтр воздухоочистителя (Рис. 1, 2);

б) промойте фильтр очистки масла двигателя;

в) проверьте состояние моторного масла на отсутствие абразивных загрязнений и при необходимости замените;

г) проверьте состояние маслоподводящей и маслосливной трубок, убедитесь в отсутствии засорений, вмятин, резких изгибов,

Рис.2

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.2скручиваний, обжатий и других повреждений (Рис. 3);

д) проверьте поступление масла к турбокомпрессору, прокручивая стартером двигатель.

Перед установкой турбокомпрессора на двигатель необходимо:

а) снять с турбокомпрессора транспортные заглушки;

б) проверить отсутствие посторонних предметов во внутренних полостях;

Рис.3

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.3в) залить в маслоподводящее отверстие 20-30г чистого моторного масла той же марки, что используется в двигателе, и через 3-4 минуты рукой провернуть ротор. Вращение ротора должно быть легким, без заеданий. (Рис. 4);

г) удалить масло мягкой ветошью с корпуса турбины, которое могло возникнуть от вытекания масла из среднего корпуса при хранении и

транспортировании турбокомпрессора.

Рис.4

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.4Установите турбокомпрессор на выхлопном коллекторе двигателя через асбостальную прокладку, а на остальных стыках

герметично установите газовые и воздушные патрубки. При монтаже не допускать попадания посторонних предметов в воздушный и газовый коллекторы двигателя, входные и выходные полости турбокомпрессора.

 

 

Во избежание попадания загрязнений при монтаже турбокомпрессора, заглушки с масляных полостей рекомендуется снимать непосредственно перед креплением штуцеров подвода и отвода масла.

 Рис.5

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.5

После надежной фиксации турбокомпрессора запустите двигатель, выведите его на режим устойчивой работы на минимальных оборотах и дайте поработать в режиме холостого хода без нагрузки 10-15 минут. Проверьте отсутствие подтекания масла в подводящем трубопроводе. Обратите внимание на отсутствие протечек во всех деталях газового и воздушного трактов  (Рис. 5). При необходимости подтяните хомуты соединительных рукавов.


Рис.6

Правила установки турбокомпрессора на двигатель. Рис.6

 

 

Запрещается самостоятельно изменять положение корпусных деталей!

 

 

 

  

УСТРОЙСТВО ТУРБОКОМПРЕССОРА

 

ТУРБОКОМПРЕССОР

    Устройство турбокомпрессора Это компрессор, или воздушный насос, который приводится от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработавших газов. Частота вращения рабочих колес турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1000 до 130 000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука).

     Турбина непосредственно соединяется с компрессором жестким валом. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем большую энергию имеют отработавшие газы, тем быстрее будет вращаться турбина, а значит, вал компрессора тоже будет вращаться быстрее. Чем больше воздуха попадает в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.  

 

 

 

 

 

ТУРБИНА

      ТурбинаТурбинная часть состоит из корпуса турбины и рабочего колеса турбины. Отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя попадают в приемный патрубок турбокомпрессора. Проходя по постепенно сужающемуся внутреннему каналу корпуса турбины, они ускоряются и приводят в движение рабочее колесо турбины. 

     Скорость вращения колеса турбины определяется размером и формой канала корпуса. Это напоминает поливочный шланг: чем больше вы перекрываете пальцем выходное отверстие, тем дальше бьет струя воды. Размеры корпуса турбины зависят от конкретного двигателя. 

      Корпуса турбин значительно различаются в зависимости от сферы применения. Корпус турбины двигателя грузовика может быть разделен на два параллельных канала, в результате на колесо воздействуют два потока отработавших газов. 

      При таком типе корпуса становится возможным использование импульсного движения потока газов и достижение резонансных явлений. Отсюда и обязательность разделения выпускных каналов для каждого цилиндра. 

      В корпусе турбины, имеющем двойной канал, каждый поток распределяется по всей поверхности колеса турбины, что позволяет использовать импульсы давления (поток распределяется симметрично с каждой стороны ротора). 

      В турбокомпрессоры с большим объемом часто устанавливают дополнительное кольцо с направляющими лопатками. Оно облегчает создание постоянного потока отработавших газов на колесе турбины и делает возможным регулирование потока.

Корпус турбины отливается из сплава с высокой термостойкостью. Колесо турбины также изготавливается из высококачественных материалов, имеющих высокую температурную стойкость. Ту часть, через которую входят отработавшие газы, называют впуском, а часть идущую к выхлопной трубе - выпуском. 

      Колесо турбины жестко соединено с валом посредством сварки трением. Материал вала отличается от материала, используемого для колеса турбины. Сборка этого соединения осуществляется следующим способом. Вал и колесо, вращающиеся в противоположных направлениях на очень большой скорости, прижимают друг к другу. Выделяющееся при трении тепло сплавляет их друг с другом, образуя неразъемное соединение, которое называется валом ротора. 

      Вал в месте соединения пустотелый. Эта пустота затрудняет передачу тепла от колеса турбины к валу. 

      На вале ротора со стороны турбины имеются канавки, в которых располагаются уплотнительные кольца. Рабочая поверхность радиальных подшипников упрочняется и полируется. 

      После того, как ротор изготовлен, он должен быть отбалансирован с максимально возможной точностью, прежде чем он будет установлен в корпус подшипников. 

 

КОМПРЕССОР

      Компрессорная часть состоит из корпуса компрессора и рабочего колеса компрессора. Размеры корпуса компрессора определяются количеством воздуха, требуемого для двигателя, и скоростью вращения колеса компрессора. 

      Колесо компрессора закреплено на валу ротора и, следовательно, вращается с той же скоростью, что и колесо турбины. 

      Лопатки колеса компрессора, изготавливаемые из специального сплава на основе алюминия и имеют такую форму, что воздух засасывается через центр ротора. Всасываемый таким образом воздух направляется к периферии колеса и при помощи лопаток отбрасывается на стенку корпуса компрессора. В результате воздух сжимается и через впускной коллектор попадает в двигатель. Корпус компрессора также изготовлен из алюминия. 

 

КОРПУС ПОДШИПНИКОВ 

      Смазка турбокомпрессора производится от системы смазки двигателя. Корпус подшипников является средней частью турбокомпрессора и расположенную между колесом турбины и колесом компрессора. Ротор вращается в подшипниках скольжения. Моторное масло по каналам проходит между корпусом и подшипниками, а также между подшипниками и ротором. В большинстве турбокомпрессоров радиальные подшипники вращаются со скоростью, равной половине скорости ротора. 

      В настоящее время появились конструкции, в которых подшипник неподвижен, а ротор вращается в масляной ванне. Масло не только служит для смазки ротора, но и охлаждает его, подшипники и корпус. 

      Для герметичности корпуса компрессора и колеса компрессора в месте пристыковки со средней частью устанавливаются маслоотражательные прокладки. С двух сторон устанавливаются также уплотнительные кольца.

     Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла, они в действительности не являются уплотнительными прокладками. Их нужно рассматривать как элемент, затрудняющий утечку масла и газов между турбиной, компрессором и корпусом подшипника. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе подшипника. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус подшипника и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.  

     Все масляные уплотнения - динамического типа, т.е. работают на принципе разности давлений:

      1. Разница в диаметрах вала из-за действия центробежных сил образует разность давлений, что затрудняет просачивание масла к турбине. 

      2. Со стороны турбины уплотнительные кольца расположены в канавках ротора. Этот же принцип установки колец применен и со стороны компрессора. Уплотнительные кольца являются элементом, играющим главную роль в обеспечении герметичности. 

      3. Внутренняя часть корпуса подшипников имеет своеобразную форму с целью предотвращения просачивания масла к компрессору. 

      Когда обороты двигателя низкие или он работает без нагрузки, давление в корпусе подшипников больше, чем в компрессоре. 

      В компрессоре воздух отводится от центра на периферию и сжимается. Этот же эффект мы можем наблюдать при быстром размешивании кофе в чашке: кофе будет отброшен на стенки чашки. Воздух в компрессоре завихряется и отбрасывается на стенки компрессора, после чего этот сжатый воздух поступает в двигатель. Поэтому становится ясно, почему в случае слабого наддува в двигателе с турбокомпрессором (т.е. когда давление турбокомпрессора близко к нулю) за ротором компрессора образуется небольшое разрежение. 

      Естественно, при работе турбокомпрессора могут иметь место утечки масла из корпуса подшипников в компрессор. Скорость вращения ротора турбокомпрессора может быть настолько высокой, что избежать утечек масла, используя обычные, манжеты (устанавливаемые, к примеру, в коробке передач), невозможно. 

      Поэтому в корпус подшипников устанавливают несколько уплотнительных колец, используя разные методы для наиболее качественного уплотнения мест возможной утечки масла. 

      Вот некоторые из них: 

      *Механический сливной маслопровод турбокомпрессора Garrett. 

      В этом компрессоре главную роль при уплотнении играет уплонительное кольцо. Когда двигатель работает на малых оборотах либо без нагрузки, за ротором компрессора образуется область пониженного давления (разрежения). Масло и газы, которые находятся в корпусе подшипников, устремляются между задней стенкой и уплотнительным кольцом к компрессору. 

      Когда эта смесь проходит через динамическое уплотнение, масло, более тяжелое, чем газы, отбрасывается к наружной стороне кольца, но остается в корпусе подшипника, в то время как газы продолжают свое движение в компрессоре. 

      Таким образом, маслоотражатель (динамическое уплотнение), который вращается на большой скорости вместе с ротором турбокомпрессора, действует как центробежный сепаратор масла. 

     *Экран

      Большинство производителей турбокомпрессоров в той или иной форме используют эту схему. Это неподвижная пластина, расположенная поперечно со стороны компрессора. 

      Масло, идущее от подшипникового узла, стекает по внутренней стороне пластины вниз, то есть к отверстию для слива масла. Верхняя часть этой пластины имеет такую форму, что она постоянно находится выше нормального уровня масла в корпусе подшипников. В случае возможного образования разрежения в компрессоре газы засасываются легче, чем более тяжелое масло. 

      Со стороны турбины проблема отвода масла не так важна, если принять во внимание, что в нормальных условиях давление в турбине всегда выше, чем в корпусе компрессора. При некоторых условиях эксплуатации может иметь место падение давления в турбине; в таком случае требуется установка экрана для отвода масла со стороны турбины. 

      Любая конструкция корпуса подшипника подразумевает также необходимость максимального снижения теплообмена между турбиной с уплотнительными кольцами и компрессором. С этой целью со стороны турбины устанавливается термоизоляционная прокладка, а в корпусе подшипников имеется множество элементов для теплообмена.