)Рис. 5.30*. Перспективный разрез турбокомпрессора ККК для дизельных

двигателей

Рис. 5.31 *. Перспективный разрез турбокомпрессора ККК для карбюра- торных двигателей

202

Модель		Диапазон мощностей двигателей, кВт	Наружный диаметр колеса компрессора, мм	Масса, кг
К14	2,5	20...50	50	4.7-4,9
К24	3.5	50...100	60	5,2 - 6,6
К26	3,5	70...120	66	6,4-6,8
К27	3,5	80...170	72	8,2-10,9
К28	3,5	120...220	80	8,6- 11,9
К34	3,5	130...240	89-92	15
К36	3,5	220...320	92-102	17-18
К37	3,5	280...420	-

Турбокомпрессоры К14, К16. К24, а в ряде случаев моделей К26, К27, К28 снабжаются встроенными регулирующими клапанами тарельчатого типа для перепуска газа мимо турбины (рис. 5.33*, 5.34*). Фирма ККК от-

203

Рис. 5.33*. Перспективный разрез турбокомпрессора ККК с регулирующим

клапаном

дает предпочтение тарельчатому клапану перед поворотным в связи с ею большей ремонтопригодностью и простым контролем за его работой. Тем- пературные проблемы, влияющие на долговечность и надежность диа- фрагмы, решены путем введения наружных ребер.

Турбокомпрессоры ККК имеют достаточно высокие показатели, так у турбокомпрессора К36 в интервале расходов воздуха 0,1 0,5 кг/с при П_к= 1,4 - 2 КПД компрессора составляет 0,77 - 0,80; эффективный КПД турбины - 0,68 - 0,72.

204

5.5. Турбокомпрессоры Eberspacher 5.5.1. Первоначальные конструкции

С 1951 г. фирма Eberspacher начала серийный выпуск турбоком- прессоров (рис. 5.35) для транспортных двигателей с воспламенением от сжатия исходной мощностью от 75 до 180 л.с. (от 55 до 130 кВт) [45].

Турбокомпрессоры этой фирмы получили широкое рас- пространение в Европе и используются различными фирмами, выпус- кающими двигатели с воспламенением от сжатия для транспортных ма- шин.

Известны выпускавшиеся фирмой три типа турбокомпрессоров с воздушным и водяным охлаждением с диаметром колеса турбины 120 мм и компрессора 135, 130 и 115 мм. Конструктивно турбоком- прессоры всех трех типов выполнены одинаково и состоят из турбины, компрессора и объединяющею их в одно целое корпуса подшипников. Турбина центростремительная, импульсная. Рабочее колесо турбины по- лузакрытого типа, с семнадцатью лопатками; изготовлено путем литья из жаропрочной стали как одно целое с валом.

Рис. 5.34*. Встроенный регу- лирующий клапан тарельча- того типа фирмы ККК:

1 - корпус клапана; 2 - диафрагма; 3 экран; 4 - тарельчатый клапан

205

Рис. 5.35. Продольный разрез турбокомпрессора Eberspacher первоначаль- ной конструкции

Сопловой аппарат крепится двумя болтами к корпусу турбины и представляет собой стальной венец с расположенными на нем двенадцатью сопловыми лопатками.

206

207

В некоторых моделях сопловые лопатки левой половины не- сколько отличны от правой и имеют форму, обеспечивающую мень- шие потери при резком изменении направления течения газа, которое наблюдается в этой половине.

Корпус турбины отлит из серого чугуна и располагает двумя раздельными входами.

Компрессор центробежный со щелевым безлопаточным диффузо- ром. Рабочее колесо — полузакрытого типа, имеет 12 лопаток и поса- жено на зал ротора консольно.

Необходимо отмстить, что колесо компрессора диаметром 115мм переточено с большего размера и имеет диаметр диска 120 мм, а ло- паток 115 мм. Корпус компрессора и его колесо изготовлены из алю- миниевого сплава.

Ротор вращается в подшипниках качения (шарикоподшипниках), помещенных в чугунном корпусе в упругих постелях. Упругие постели представляют собой набор из восьми стальных, пружинных разрезных колец толщиной 0,26 мм. Для предотвращения проворачивания наруж- ных обойм шарикоподшипников относительно корпуса на них напрессо- ваны стальные кольца с шипами. Необходимое количество масла для смазки подшипников заливается в корпус подшипников. Уплотнение подшипников вала со стороны турбины достигается лабиринтом и специ­альным сальником, а со стороны компрессора только сальником. Кроме того, для устранения проникновения выпускных газов в корпус подшипников, а также для частичного охлаждения диска колеса турби- ны воздух из компрессора под давлением подается в полость а.

5.5.2. Турбокомпрессоры моделей oiаа и eb-I

В 1965 году фирма начала серийный выпуск турбокомпрессоров се­рии OIAA [44].

Турбокомпрессор ОIАA охлаждается маслом, поступающим для смазки подшипников из масляной магистрали двигателя, (рис. 5 36). Масло подастся к подшипникам через форсунки со встроенным фильтром щеле­вого типа и двумя отверстиями, расположенными в осевой плоскости тур­бокомпрессора.

В турбокомпрессорах применены прецизионные радиально-упорные подшипники, имеющие сплошной сепаратор, центрирующихся по наруж­ной обойме. Между расточками в корпусе и наружными обоймами под­шипников расположены элементы упругой подвески ротора. Упругая под­веска представляет собой набор профилированных по длине разрезных ко­лец из тонкой листовой стали.

Рис. 5.36. Турбокомпрессор Eberspacher модели OIAA

Радиальный люфт шарикоподшипника, перемешающегося п подвес­ке, доходит до I мм. Упругое трение в подвеске ротора обеспечивает га­шение колебаний, возникающих за счет дисбаланса ротора. Подшипники ротора работают с преднатягом, для чего в стенке крышки корпуса под­шипников со стороны турбины установлено 12 цилиндрических пружин.

Масло из подшипников стекает через отверстия в стенках корпуса и сливается в картер двигателя. Расположение сливных отверстий определя-

208

ет возможное угловое положение корпуса турбокомпрессора относительно вертикального направления в пределах 45°.

Для уплотнения ротора применены чугунные кольца по два с каждой стороны корпуса подшипников (рис. 5.37). Кольца установлены в отдель­ных втулках. Корпус подшипников, образующий картерное пространство турбокомпрессора, выполнен в виде фасонного чугунного стакана.

Колесо компрессора не имеет угловой фиксации относительно вала ротора и зажимается гайкой, имеющей торцовую прорезь в диаметральной плоскости. Из компрессора через канал в корпус подшипников подается воздух для обдувки диска колеса турбины и охлаждения узла уплотнений со стороны турбины.

Улитка компрессора снабжена выходным патрубком в форме кони­ческого диффузора. Корпус турбины выполнен в виде двух улиток, соеди­ненных друг с другом общим фланцем. В корпусе установлен сопловой аппарат, лопатки которого отлиты за одно целое с установочным диском. Две диаметрально расположенные лопатки сопрягаются с расточкой в корпусе турбины для обеспечения взаимной изоляции газовых каналов. Колесо турбины, изготовленное точным литьем, сварено с валом ротора.

Рис. 5.37. Узел уплотнения вала ротора турбокомпрессора Eberspacher

модели OIАА:

а - кольцо; б - расположение кольца в сопряженных деталях

209

Уменьшение наружных диаметров колеса компрессора и турбины до 76,2 мм и соответственное повышение частоты вращения ротора до 90000 об/мин (при предельной частоте вращения 100000 об/мин) стало воз­можным благодаря эффективной работе упругой пружинной подвеске шарикоподшипников в корпусе и высокому качеству самих высокооборот­ных подшипников.

В турбокомпрессоре предусмотрена тепловая защита (экраны, форма корпусных деталей) узла подшипников и компрессора от теплового пото­ка. идущего от турбины. Диск колеса турбины охлаждается воздухом из улитки компрессора.

Существенными недостатками турбокомпрессора модели OIAA яв­ляются недостаточная отработанность проточных частей турбины и ком­прессора и сложность конструкции из-за большого количества деталей. Аэродинамическое несовершенство проточных частей, особенно рабочих колес турбины и компрессора, усугубленное применением устаревших технологических процессов для их изготовления, не могло содействовать успешному развитию выпуска турбокомпрессоров этих моделей. В связи с этим фирмой Eberspacher была приобретена лицензия у фирмы Airsearch на производство турбокомпрессоров моделей ЕВ-1 и ЕВ-2, а также на выпуск системы регулирования турбокомпрессоров, разработанной этой же фир­мой.

Турбокомпрессоры моделей ЕВ-1 (рис. 5.38) имели подшипники скольжения с плавающими втулками, изготовленными из алюминиевого сплава, и с подачей масла к каждой втулке и осеупорному подшипнику в отдельности из общей масляной магистрали корпуса подшипников, снаб­женной масляным фильтроэлементом.

Со стороны турбины и компрессора были установлены уплотнения типа поршневых колец. Дополнительно со стороны компрессора примене­но гидродинамическое уплотнение. Совместное действие всех уплотнений со стороны компрессора обеспечивало надежную работу турбокомпрессо­ра при разрежении на входе в компрессор до 3000 мм вод. ст.

Для обеспечения потребностей всего мощностного ряда двигателей с турбонаддувом были разработаны различные варианты компрессора и тур- бины, отличающиеся проходными сечениями колес и корпусных деталей. Для модели ЕВ-1 были предусмотрены следующие входные диаметры ко­леса: 40, 46, 50, 57, 62,2, а для модели ЕВ-2: 57, 62,2 и 65,5 мм, что обеспе­чивало хорошее взаимное перекрытие полей расходов для каждой моди­фикации компрессора.

На рис. 5.39 (4) приведены характеристики компрессора двух моди­фикаций турбокомпрессора ЕВ-02, откуда видно влияние увеличения вход­ного диаметра колеса и наклона части передней стенки диффузора на про­тяженность зоны максимального КПД компрессора.

210

Наружный диаметр колеса у обеих модификаций 76 мм. Диаметры входа 46 и 50 мм и соответственно ширина диффузора равна 3,5 и 5.1 мм.

Рис. 5.38. Турбокомпрессор Eberspacher модели EB-I

211

Рис. 5.39. Характеристики компрессора ЕВ-02:

а - диаметр входа - 46 мм; ширина диффузора - 3,5 мм; 6 - диаметр входа 50 мм; ширина диффузора 5,1 мм

212