Тема. Турбокомпрессор, система вентиляции, управляемая заслонка дизеля типа Д49.

Турбокомпрессор(рис. 195) предназначен для подачи воздуха в ди­зель под избыточным давлением с целью увеличения мощности и эконо­мичности дизеля. Он расположен на кронштейне с переднего торца ди­зеля и состоит из одноступенчатой осевой турбины, работающей за счет энергии выпускных газов, и одноступенчатого центробежного ком­прессора. Колесо компрессора и диск турбины смонтированы на одном валу ротора.

Рис. 195. Турбокомпрессор дизеля Д49:

1, 2 - фланцы; 3 - пробка; 4 - подшипник опорно-упорный; 5, 38 - шпильки; 6, 11 - проставки; 7 - патрубок входной; 8, 13, 14, 16, 18, 20, 26, 27, 34, 36, 39 - болты; 9 - улитка воздушная; 10 - прокладка регулировочная; 12 – диск; 15, 19 – корпус; 17- улитка газовая; 21 - па­трубок выпускной; 22 - штифт, 23, 35 - втулки; 24 - сопловой аппарат; 25 - диффузор 25 - подшипник опорный; 29 – фланец; 30, 31, 44, 45 - прокладки; 32, 37, 46 - кольца резиновые; 33, 40 - рукава, 41 - штуцер; 42 – рым болт; 43 — труба жаровая; 47 - проставок; 48 - кольцо ре­зиновое; 49, 50, 51, 52 - болты; Д, Н, С, X,Т- каналы; В, Е, И,К,У, - полости; Ж, П, Р. Ф, Ш,Щ - отверстия; Л - патрубок; М - лапа.

Принцип работы турбокомпрессора заключается в следую­щем: отработанные газы из цилиндров дизеля по коллекторам и газо­вой улитке поступают к сопловому аппарату, в сопловом аппарате рас­ширяются, приобретая необходимое направление и высокую скорость, и направляются на лопатки рабочего колеса турбины, приводя во вра­щение ротор. Газы из турбины выходят по выпускному патрубку в глу­шитель, а затем в атмосферу. При вращении ротора воздух засасывается через входной патрубок Э колесо компрессора, где воздуху сообщается дополнительная кине­тическая энергия и происходит основное повышение давления. В диф­фузоре и воздушной улитке вследствие уменьшения скорости воздуха давление дополнительно повышается. Из компрессора воздух подается в охладитель наддувочного воздуха и далее в цилиндры дизеля.

Статор турбокомпрессора состоит из среднего корпуса, корпуса тур­бины и корпуса компрессора. На воздушной улитке турбокомпрессора крепится механизм воздушной заслонки, обеспечивающий прекраще­ние подачи наддувочного воздуха в цилиндры дизеля в случае превы­шения частоты вращения коленчатого вала выше предельно допусти­мой, для предотвращения работы дизеля на масле в режиме разноса.

К фланцу воздушной улитки со стороны выхода воздуха крепится стальной проставок 47, в кольцевую проточку которого поставлено ре­зиновое кольцо 48 для обеспечения герметичности между поверхно­стью кольца и воздушной заслонкой при срабатывании механизма воз­душной заслонки.

Корпус турбины имеет корпус 19, диффузор 25 и выпуск­ной патрубок 21, который покрыт теплоизоляционным материалом. В корпусе 19 вставлены жаровые трубы 43 для прохода газа из выпуск­ных коллекторов в газовую улитку. Корпус турбины охлаждается водой.

Корпус компрессора состоит из воздушной улитки 9, входного патрубка 7 и лопаточного диффузора. Диффузор имеет проставок 11 и приклепанный к нему диск с лопатками. Полость за колесом компрессора отделяется от полости за диффузором резиновым кольцом 32. Входной патрубок двухзаходный, имеет канал Д, по которому га­зы

Ротор состоит из вала, колеса компрессора с вращающимся направ­ляющим аппаратом (ВНА), диска турбины с рабочими лопатками, упор­ной и лабиринтовой втулок. Колесо компрессора и ВНА насажены на шлицы с натягом. В ручьях на валу и упорной втулке установлены раз­резные уплотнительные кольца.

Система уплотнений служит для пре­дотвращения попадания масла в газовые и воздушные полости турбо­компрессора, а также для уменьшения утечек газа и воздуха в масля­ную полость подшипников и далее в картер дизеля. Полость высокого давления за колесом компрессора изолирована от масляной полости ла­биринтовым уплотнением, которое препятствует просачиванию вы­пускных газов в масляную полость.

Охладитель надувочного воздуха (рис. 196.) предназначен для ох­лаждения воздуха, поступающего из турбокомпрессора в цилиндры ди­зеля. Состоит из сварного корпуса 12, патрубка 13, верхней 2 и нижней 6 крышек и охлаждающей секции. Охлаждающая секция состоит из верхней 4 и нижней И трубных досок, в отверстиях которых закреплены оребренные трубки 5. Внутри трубок образуется водяная, а между трубок воздушная полость. Вода поступает в охладитель по патрубку Е нижней крышки, об­ходит перегородку Д, делящую водяную полость секции охладителя на две часта, проходит по трубкам одной, а затем второй части секции и выходит через патрубок С. Пар из водяной полости отводится через трубку 7, установленную в верхней крышке.

Рис. 196. Охладитель надувочного воздуха

1 - трубка отвода пара, 2, 6 - крышки верхняя и нижняя; 3, 5 - трубки, 4,11 - диски трубные, 7 - шпилька, 8 - кронштейн, 9 - болт, 10 - кольцо резиновое, 12 - корпус; 13 - патрубок, 14 - заглушка; 15 - пробка, Б - фланец; Д - перегородка Е, С -патрубки, Ж, И - каналы.

Надувочный воздух по­ступает к охладителю по патрубку 15, охлаждается в межтрубном пространстве и по каналу Ж в кронштейне поступает в ресивер блока цилиндров.

На дизеле 2А-5Д49 тепловоза ТЭП70 установлен турбокомпрессор типа 6ТК. Он расположен на кронштейне с переднего торца дизеля, как и турбокомпрессоры дизелей ПД1М, и состоит из одноступенчатой осевой турбины, работающей за счет тепловой энергии выпускных газов дизеля, и одноступенчатого центробежного нагнетателя. Характерная особенность этого турбокомпрессора консольное расположение колеса нагнетателя и колеса турбины.

Система вентиляции состоит из трубопроводов, масло-отделительного бач­ка, заслонки управляемой и дифференциального ма­нометра. Газы отсасывают­ся из картера и лотка по трубам через масло-отделительный бачок, а затем по трубе во всасывающую по­лость турбокомпрессора.

Заслонка управляемая (рис. 197) обеспечивает раз­режение в картере дизеля в заданных пределах. При повышении частоты вращения коленчатого вала дизеля и, следовательно, увеличения давления воды, воздействующей на мембрану 3, заслонка 17 поворачивается против часовой стрелки, уменьшая проходное сечение трубы, а при уменьшении частоты вращения заслонка поворачивается по часовой стрелке и этим увеличивает проходное се­чение. Такое управление заслонкой позволяет поддерживать необхо­димый диапазон разрежения в картере

Рис, 197. Заслонка управляемая:

1, 2 - корпуса; 3 - мембрана; 4, 12 - гайки; 5 - шток: 6 - кран; 7 - накладка; 8 - кожух; 9, 10 - тяги; 11 - рычаг; 13, 20 - винты; 14 - валик; 15 - шкала; 16, 18 - подшипники; - заслонка; 19, 23 - крышки; 21 - кольцо; 22 - прокладка; 24 - ролик; 25 - шпилька; Н - серьга; 27 - штифт; 28 - пружина; 30 - втулка; 31 - ось: б - торец; Г - по­лость подвода воды.

Рис. 198. Схема работы заслонки воздушной:

1 - кольцо; 2 - проставок; 3, 12, 21 - пружины; 4 - патрубок; 5 - рычаг серповидный; 6„ 16, 26, 28 и 31 - трубы; 7 - серьга; 8 - кнопка; 9 - поршень; 10 - защелка; 11 - дрос­сель; 13 - шток; 14 - сервомотор; 15 - заслонка; 17 - улитка турбокомпрессора; 18, 19 - угольники; 20 - стакан; 22-корпус; 23 - рычаг; 24 - груз; 25 - предельный выключатель; 27 - аккумулятор; 29 - штуцер для деления масла; 30 - клапан редукционный; А, Е - полости; Б - торец; В, Г - отверстия; Д - канавка.

Воздушная заслонка. Перекрывает поступление надувоч­ного воздуха из турбокомпрессора к цилиндрам дизеля, при поступле­нии на механизм воздушной заслонки импульса давления масла при срабатывании предельного выключателя. Механизм воздушной заслон­ки смонтирован на улитке.

Воздухоочистка.Для очистки воздуха, поступающего в дизель, в машинном отделе­нии тепловоза на стенках кузова установлены два воздухоочистителя, двухступенчатые, непрерывного действия. Воздух очищается в секциях воздухоочистителей, состоящих из набора сеток.

Воздухоочиститель (рис. 199) состоит из корпуса 4, сваренного из уголков и обшитого листовым металлом, нижняя часть которого обра­зует масляную ванну. На стороне, обращенной к стенке кузова, име­ется проем забора воздуха снаружи. В верхней части предусмотрен съемный лист 10 для демонтажа и монтажа колеса воздухоочистителя. На торцовых стенках установлены жалюзи, открываемые при переходе на забор воздуха из машинного отделения при неблагоприятных метео­рологических условиях. При закрытии жалюзи забо­ра воздуха снаружи тепловоза, в проеме боковой стенки кузова, открываются сблокированные с ними жалюзи забора воздуха из машинного помещения. Для заправки воздухоочистителя маслом на торцовой стенке корпуса предусмотрена заправочная горловина 8, закрываемая колпачком с прокладкой. Уровень масла контролируют по горизонтальным рискам верхнего и нижнего уровней. В нижней части корпуса установлен кран для слива отстоя и съемный фланец 1 лючка для очистки загрязнений корпуса воздухоочистителя. В корпу­се воздухоочистителя размещены две ступени фильтрующих элементов.

Рис. 199. Воздухоочиститель дизеля:

1- фланец люка: 2 - колесо; 3 - кассета колеса; 4 - корпус; 5 - вилка привода жалюзи; 6 - жалюзи забора воздуха из машинного помещения- 7 - неподвижная кассета; 8 - за­правочная горловина; 9 – масло-указательное стекло; 10 - съемный лист; 11 - упор; 12 - планка; 13 - привод колеса; 14,19 - болты; 15 - втулка; 16 - прокладочная шайба; 17 - прокладка; 18 - фланец; 20 - гайка; 21 - скоба; 22 - уплотнение; 23 - зацеп.

Первая ступень. Четыре секторообразные кассеты, набранные из проволочных сеток, заключенные в металлические рамки, помещенные в круглом сварном каркасе колеса На ободе колеса приварена зубчатая лента, через кото­рую передается усилие на поворот колеса, вращающегося на втулке 15.

Вторая ступень состоит из двух неподвижных кассет.

Пневматичес­кий привод. Для поворота колеса воздухоочистителя (рис. 200), состоящий из корпуса 2, закрытого с двух сторон крышками 1 и 3, и поршня. Воздух к приводу подводится от воздухопро­вода управления и обслуживания при включении компрес­сора и одновременным включением электропневматического вентиля управления воздухоочистителем. Сжатый воздух поступает в цилиндр и перемещает поршень, упор которого, упираясь в зубья колеса воздухоочистителя, поворачивает колесо на 70—80 мм по окружности. При отключении компрессора отключа­ется и электропневматический вентиль управления воздухоочисти­телем, пружина 9 возвращает поршень в исходное положение. При холостом ходе поршня колесо удерживается от про­ворачивания в обратном направлении упором, прижатым пружиной к зубчатому венцу колеса. При проворачивании колеса загрязненные кассеты сеток погружаются в масляную ванну, промываются в ней (покрываются свежей масляной пленкой) и поднимаются вверх.

Рис. 200. Привод колеса воздухоочистителя:

1, 3 - задняя и передняя крышки: 2 - корпус; 4 - направляющий винт; 5 - ось; 6 - упор; 7 - пружина; 8 шток; 9 - возвращающая пружина; 10 - диск поршня; 11 - ман­жета; 12 - нажимная втулка; 13 - гайка штока; А - подвод воздуха; Б – отверстие.

Воздух к турбокомпрессору дизеля. Проходит через жалюзи возду­хоочистителей в проеме стенки кузова, попадает на подвижные сетча­тые кассеты, очищается от пыли и далее, через неподвижные кассеты, где воздух дополнительно очищается от пыли и частиц масла, захва­ченных воздухом с подвижных кассет. При заборе воздуха из машин­ного отделения воздух очищается только в неподвижных кассетах. Переход на забор воздуха из машинного помещения и обратно на за­бор воздуха снаружи тепловоза осуществляется изнутри тепловоза ручным приводом жалюзи, сблокированными вилками.

В эксплуатации необходимо следить за уровнем масла в корпусе воздухоочистителя. Повышение уровня происходит в результате по­падания атмосферных осадков в воздухоочиститель и вызывает повы­шенный унос масла. К повышенному уносу масла приводит также уве­личение частоты вращения колеса с кассетами более 2 об/ч.

Загрязнение кассет воздухоочистителя дизеля приводит к увели­чению аэродинамического сопротивления, что вызывает уменьшение наддува дизеля, ухудшение процесса сгорания топлива в цилиндрах и как следствие, снижение мощности дизель-генератора.