3. Агрегаты воздухоснабжения дизеля тепловоза ТГМ6А

3. Агрегаты воздухоснабжения дизеля тепловоза ТГМ6А

Турбокомпрессор дизеля тепловоза ТГМ6А

(рис. 21) подает воздух под избыточным давлением в цилиндры дизеля для увеличения его мощности и экономичности. Основными частями турбокомпрессора являются: остов, состоящий из трех корпусных деталей (газоприемного корпуса 13, выпускного корпуса 10, корпуса компрессора /); теплоизоляционный кожух 6, ротор 7, представляющий собой жесткий вал с расположенными на нем рабочими колесами 9 и 2 соответственно турбины и компрессора; сопловой аппарат 12; диффузор 4; подшипники 14 и 23.

Принцип работы турбокомпрессора следующий. Отработавшие газы из цилиндров дизеля по выпускным коллекторам поступают в газоприемный корпус и далее в сопловой аппарат компрессора. Проходя сопловой аппарат, газы расширяются, приобретают необходимое направление и высокую скорость, направляются на лопатки рабочего колеса турбины, приводят во вращение ротор и удаляются в атмосферу. При вращении ротора воздух из атмосферы засасывается во входные каналы корпуса компрессора, проходит колесо компрессора, диффузор, улитку корпуса компрессора и под избыточным давлением подается в цилиндры дизеля.

Корпусные детали, составляющие остов турбокомпрессора, соединены между собой круглыми фланцами и центрированы посадочными буртами. Газоприемный, выпускной корпуса и корпус компрессора представляют собой фасонные отливки из чугуна или алюминиевого сплава. Первые два корпуса, омываемые во время работы горячими газами, имеют водяную рубашку, в которой циркулирует вода из системы охлаждения двигателя. В центральной части газоприемного корпуса и корпуса компрессора расположены полости подшипников, которые закрыты крышками 15. К фланцам выпускного корпуса прикреплены кронштейны 20, которыми турбокомпрессор крепится к дизелю.
Теплоизоляционный кожух 6 защищает вал ротора от теплового излучения горячих газов. Вместе с кожухом 8 соплового аппарата он образует канал, двигаясь по которому, газы совершают поворот и направляются в сторону выхлопного отверстия, а также изолирует полости компрессора от горячих полостей турбины. Кожух ротора 19 выполнен из сварнолитых деталей, половинки экрана 18 соединены между собой при памощи двух болтов.

Ротор 7 турбокомпрессора имеет вал сварной конструкции, состоящий из колеса турбины и приваренных к нему полувалов. Рабочие лопатки колеса 9 турбины прикреплены к диску. Диск и лопатки колеса турбины изготовлены из специальных жаропрочных сталей. Колесо 2 компрессора изготовлено из алюминиевого сплава, соединено с валом при помощи эвольвентных шлицев и зафиксировано с торца гайкой. На диске колеса компрессора с тыльной стороны выполнены гребешки, которые с небольшим зазором сопрягаются с подобными гребешками на разъемном неподвижном диске — лабиринте 21 и таким образом создают лабиринтное уплотнение, препятствующее утечкам сжатого воздуха в газовую полость выпускного корпуса.

Во время работы двигателя ротор турбокомпрессора делает 29 тыс. об/мин. Поэтому при изготовлении ротор подвергают точной динамической балансировке. Прогиб вала или другие повреждения ротора, которые ведут к нарушению балансировки, совершенно недопустимы, так как неизбежно приводят к выходу из строя подшипников, лабиринтов и более тяжелым авариям.

Сопловой аппарат 12 представляет собой неподвижный лопаточный венец, расположенный перед рабочими лопатками турбины и прикрепленный болтами к газоприемному корпусу. Снаружи сопловой аппарат и колесо турбины обхватывает кожух 8, который удерживает наружное кольцо соплового аппарата, не препятствуя его термическому расширению и предотвращает утечку газа из турбинного колеса в радиальном направлении. Кожух 8, как и сопловой аппарат, прикреплен к газоприемному корпусу специальными болтами.

Участок проточной части компрессора между колесом и спиральной улиткой, в которой за счет снижения скорости повышается давление воздуха, называется диффузором. Диффузор 4 зажат между вставкой 3 и упругим резиновым кольцом 5 и зафиксирован от проворачивания штифтом.

Ротор турбокомпрессора вращается в двух подшипниках скольжения, один из которых (23) расположен в центральной части корпуса компрессора, другой (14) — в центральной части газоприемного корпуса. Подшипник 23 воспринимает осевые усилия, т. е. является опорно-упорным. Масло к подшипникам подводится из системы смазки двигателя по штуцерам 16.

Полости, в которых расположены подшипники, отделены от внутренних полостей турбокомпрессора уплотнениями. Со стороны комп-рессора уплотнение препятствует попаданию масла из полости подшипника в компрессор. Уплотнительные кольца во время вращения ротора за счет своей упругости прижимаются к втулке и остаются неподвижными или медленно проворачиваются.

Уплотнение со стороны турбины не допускает прорыва имеющих избыточное давление горячих газов из промежутка между сопловым аппаратом и колесом турбины в полость подшипника, а также предотвращает попадание масла из полости подшипника на нагретую часть вала, где оно может закоксовываться и заполнять зазоры лабиринтного уплотнения подшипника, препятствуя свободному вращению ротора. Это уплотнение состоит из двух упругих колец и двух групп лабиринтов, между которыми проходит сжатый воздух, поступающий из компрессора, по сверлениям в выпускном и газоприемном корпусах и во втулке. Давление сжатого воздуха выше давления в промежутке между сопловым аппаратом и колесом турбины, поэтому воздух отсекает горячие газы, кроме того, двигаясь вдоль вала, он способствует охлаждению ротора. Количество воздуха, поступающего в уплотнение, зависит от размера и количества отверстий в дросселе /7, через который он подается. Для увеличения подачи воздуха в уплотнение на турбокомпрессорах, выпускаемых с 1974 г., этот дроссель отменен. Чтобы уравнять давление с обеих сторон уплотнения, а также не допустить поступления газов и воздуха в полость подшипника и далее по сливному масляному трубопроводу в картер двигателя, турбокомпрессоры имеют дренаж, по которому воздух удаляется из промежутка между лабиринтами и упругими кольцами.

Уход за турбокомпрессором в эксплуатации заключается в строгом соблюдении требований, изложенных в Инструкции по его эксплуатации.

Рис. 21 Турбокомпрессор
1— корпус компрессора, 2— колесо компрессора, 3— вставка, 4— диффузор, 5— кольцо;
6, 8— кожуха, 7— ротор, 9— колесо турбины, 10— выпускной корпус, 11— проушина; 12— сопловой аппарат, 13— газоприемный корпус, 14, 23— подшипники, 15— крышка, 16— штуцер, 17— дроссель, 18— экран, 19— кожух ротора, 20— кронштейн, 21— лабиринт;
22— компенсатор, а — воздух, в — газы, с — масло

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..