Турбокомпрессоры

Турбокомпрессор двигателей Камаз-740

Модели турбокомпрессоров, применяемые на двигателях Камаз

В системах наддува дизельных двигателей Камаз-740 применяют одноступенчатые турбокомпрессоры, состоящие из центробежного компрессора и радиальной центробежной турбины.

Так как работа двигателя и турбокомпрессора Камаз согласована, то можно устанавливать определенный тип турбокомпрессора только на тот двигатель, для которого он предназначен.

На двигатели Камаз 740.31-240, 740.30-260, 740.35-400, 740.37-400, 740.38-360, 740.51-320, 740.50-360, 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.65-240 устанавливаются два турбокомпрессор ТКР 7С-6
На двигатели Камаз 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300 устанавливаются два турбокомпрессор ТКР 7С-9 или К27-115.



Описание системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха Камаз-740.

На всех автомобилях Камаз, кроме комплектаций с двигателями моделей 7403.10, 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, применяется система охлаждения надувочного воздуха (ОНВ).
Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха Камаз-740 обеспечивает за счет использования части энергии отработавших газов подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.
Это позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива, т.е. повысить литровую мощность двигателя.




Рис. 1 - Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха Камаз-740.

1 - теплообменник охлаждения надувочного воздуха: 2 - радиатор системы охлаждения; 3 - вентилятор; 4 - двигатель; 5,6- турбокомпрессоры

Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха (рис. 1) двигателя Камаз-740 состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР) 5 и 6, выпускных и впускных коллекторов и патрубков, теплообменника охлаждения надувочного воздуха 1 типа «воздух-воздух», подводящих и отводящих трубопроводов.
Воздух в центробежный компрессор турбокомпрессора Камаз-740 поступает из воздухоочистителя, сжимается и подается под давлением в теплообменник ОНВ, и затем охлажденный воздух поступает в двигатель.
Турбокомпрессоры Камаз-740 устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров. Выпускные коллекторы и патрубки изготовлены из высокопрочного чугуна.

Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины турбокомпрессоров, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками из жаростойкой стали.
Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного лентой из жаростойкой стали. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене.
Выпускные коллекторы турбокомпрессора Камаз-740 крепятся к головкам цилиндров болтами. Для компенсации угловых перемещений, возникающих при нагреве, под головки болтов крепления выпускного коллектора устанавливаются специальные сферические шайбы.
Впускные коллекторы и турбокомпрессора Камаз-740 патрубки выполняются литыми из алюминиевого сплава и соединяются между собой при помощи болтов. Стыки между коллекторами и патрубками уплотняются паронитовыми прокладками.
Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха двигателя Камаз-740 должна быть герметична. Из-за не герметичности системы происходит утечка отработавших газов или воздуха, в результате чего снижается производительность турбокомпрессора Камаз-740, что приводит к снижению мощности двигателя.

Кроме этого, при не герметичности впускного тракта, между воздушным фильтром и турбокомпрессором происходит попадание абразивного материала (песок, грязь) в корпус компрессора и двигатель, что приводит к «пылевому» износу лопаток колеса компрессора и деталей цилиндропоршневой группы и, в итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя.




Рис. 2 - Схема системы газотурбинного наддува Камаз-740 (без охлаждения надувочного воздуха)

1 - турбокомпрессоры; 2 - патрубок выпускной левый; 3 - патрубок впускной левый; 4 - коллектор выпускной левый; 5 - коллектор впускной левый; 6 - патрубок объединительный; 7 - коллектор впускной правый; 8 - коллектор выпускной правый; 9 - патрубок выпускной правый; 10 - патрубок впускной правый.

Смазка подшипников турбокомпрессоров Камаз-740 осуществляется из системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется по стальным трубкам сильфонной конструкции в картер двигателя.

На рис. 2 представлена система газотурбинного наддува без охлаждения надувочного воздуха. Принцип работы такой системы тот же, что и у представленной выше, за исключением того, что сжатый воздух, подаваемый в цилиндры двигателя, не охлаждается.

Конструкция турбокомпрессоров, применяемых на двигателях Камаз




Рис. 3 - Турбокомпрессор ТКР 7Н-1

1 - подшипник; 2 - экран; 3 - корпус компрессора; 4 - диффузор; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - гайка; 7 - маслоотражатель; 8 - колесо компрессора; 9 - маслосбрасывающий экран; 10 - крышка; 11 - корпус подшипников; 12 - фиксатор; 13 - переходник; 14 - прокладка; 15 - экран турбины; 16 - колесо турбины с валом; 17 - корпус турбины; 18 - уплотнительное кольцо.



В конструкции турбокомпрессора ТКР 7Н-1 (рис. 3) применяется изобарный однозаходный корпус турбины из высокопрочного чугуна и в качестве подшипника - бронзовая моновтулка качающегося типа.

Ротор турбокомпрессора Камаз-740 состоит из колеса турбины с валом 16, колеса компрессора 8 и маслоотражателя 7, закрепленных на валу гайкой 6. Ротор вращается в подшипнике 1, удерживающемся от осевого и радиального перемещений фиксатором 12, который с переходником 13 является одновременно и маслоподводящим каналом.

Ротор и колесо компрессора динамически балансируются с высокой точностью на специальных балансировочных станках.

В корпусе подшипника 11 устанавливаются стальные крышки 10 и маслосбрасывающий экран 9, который вместе с упругими разрезными кольцами 5 предотвращает течь масла из полости корпуса подшипника.

Для уменьшения теплопередачи от корпуса турбины к корпусу подшипника между ними установлен чугунный экран 15 и окантованная асбостальная прокладка 14.

Корпус компрессора и корпус турбины Камаз-740 крепятся к корпусу подшипников при помощи болтов и планок. Болты крепления корпусов компрессоров М6 необходимо затягивать крутящим моментом 4,9...7,8 Нм (0,5...0,8 кг/см), а болты крепления корпусов турбин М8 - 23,5...29,4 Нм (2,4...3,0 кг/см).

В конструкции турбокомпрессора ТКР 7С-6 (ТКР7С-9) (рисунок 4) применяется двухзаходный корпус турбины 7 из высокопрочного чугуна.

Ротор турбокомпрессора Камаз-740 состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 1, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19.

Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ограничиваются упорным подшипником 4, установленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы.




Рис. 4 - Турбокомпрессор ТКР 7С-6

1 - корпус компрессора; 2 - крышка; 3 - корпус подшипников; 4 - подшипник упорный; 5 - подшипник; 6 - кольцо стопорное; 7 - корпус турбины; 8 - кольцо уплотнительное; 9 - колесо турбины; 10 - вал ротора; 11 - экран турбины; 12, 17 - планки; 13, 18 - болты; 14 - маслосбрасывающий экран; 15 - втулка; 16 - маслоотражатель; 19 - гайка; 20 - колесо компрессора; 22 - диффузор; 24 - переходник; 25 - прокладка, 21, 23 - кольцо уплотнительное (резиновое).


Корпус подшипников турбокомпрессора Камаз-740, с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору, выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран турбины 11 из жаростойкой стали.

В корпусе подшипников устанавливается маслосбрасывающий экран 14, который вместе с упругими уплотнительными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Моменты затяжки болтов такие же, как у ТКР 7Н-1. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

Турбокомпрессоры ТКР 7С-6 и ТКР 7С-9 отличаются между собой только корпусами турбин - они имеют различную пропускную способность.

Турбокомпрессоры К27-115 правый и левый (обозначение правого турбокомпрессора 399 0023 115-01, левого - 399 0023 115-02) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.
Турбокомпрессор К27-115 имеет конструкцию, аналогичную ТКР 7С-9, и по установочным и присоединительным размерам он унифицирован с ТКР 7С-9.
Корпус турбины и корпус компрессора Камаз-740 крепятся к корпусу подшипников при помощи болтов и планок. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь обеспечивает взаимозаменяемость левого и правого турбокомпрессоров.

Очистку центробежного компрессора Камаз-740 необходимо выполнить в следующей последовательности:

- на торцовые поверхности корпуса компрессора Камаз-740 и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;

- осмотреть лопатки колеса компрессора Камаз-740. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;

- промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;

- проверить легкость вращения ротора Камаз-740, заедание ротора не допускается;

- перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.



Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора Камаз-740 балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и обученный персонал.

При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в теплообменнике охлаждения надувочного воздуха конденсат.

Перевернуть теплообменник охлаждения надувочного воздуха Камаз-740 в вертикальной плоскости патрубками вниз и дать стечь остаткам возможного конденсата и масла.

Продуть по фронту матрицы каждый ряд теплообменных пластин между трубками с каждой стороны струей сжатого воздуха, не допуская их деформации.

В случае сильного загрязнения теплообменных пластин матрицу теплообменника охлаждения надувочного воздуха Камаз-740 промыть под струей горячей воды с использованием волосяной щетки или способом окунания в ванне с горячей водой.

После мойки матрицу по фронту продуть сжатым воздухом, не допуская деформации поверхностей теплообменных пластин. Сушка осуществляется струей горячего воздуха.