Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Турбокомпрессоры ДВСч3.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
165.32 Mб
Скачать

На рис. 6.6 показана схема турбокомпрессора объединения фирм Schwitser, Holset и ККК.

Рис. 6.6. Схематическое изображение турбокомпрессора обьединения Schwitser. Holset и ККК:

1 Колесо компрессора: 2 вставка компрессора; 3 - корпус компрессора; 4 - крышка корпуса компрессора; 5 - корпус подшипников; 6 - корпус турбины;

7 - колесо турбины

218

6.2.2. Турбокомпрессоры моделей 2hd, 3sda, 3lm, 4i,f, 4lh, 4mf, 5hdr

Во второй половине 70-х гг. фирма выпускала семейство турбо­компрессоров с достаточно высокими показателями, включающее семь типоразмеров: 2HD, 3SDA, 31.М, 4LF, 4LH, 4MF, 5HDR, охватывающих диапазон мощностей двигателей 45 - 590 кВт (рис. 6.7, 6.8 [4]). Турбо­компрессоры моделей 3LM, 4MF, 5TTDR были в то время новыми моде­лями с улучшенными массогабаритными и аэродинамическими харак­теристиками. Турбокомпрессоры 3LM с наружным диаметром колеса турбины 81 мм или 76 мм обеспечивали наддув двигателей мощностью до 202 кВт. По данным фирмы максимальный КПД компрессора со­ставлял 76% в диапазоне давлений наддува от 0,18 до 0,24 МПа и рас­ходов воздуха 0,15 0,22 кг/с. Турбокомпрессор 4MF имел диаметр ко­леса около 115 мм и применялся для наддува двигателей мощностью до 450 л.с (330 кВт). Для судовых двигателей указанной мощности преду­сматривалась модификация с корпусом подшипников, имевшим водя­ное охлаждение. Турбокомпрессор 5HDR с диаметром колес около 130 мм предназначался для двигателей мощностью от 330 до 590 кВт [24].

6.2.3. Турбокомпрессоры серии SC 91/97 - 110

В 1982 - 83 гг. была закончена разработка нового семейства тур­бокомпрессоров серии SC 91/97 - 110 для двигателей мощностью от 37 до 746 кВт, включающего четыре типоразмера [24]. В пределах каждого типоразмера предусматривается шесть модификаций компрессоров, три турбинных колеса, одиннадцать двухзаходных и восемь однозаходных корпусов турбин. Корпус подшипников может быть выполнен в виде модификации с масляным или водяным охлаждением узла подшипни­ков. По данным фирмы, КПД компрессора достигает 80% вследствие применения колес с загнутыми назад лопатками и безлопаточного диф­фузора большой протяженности. К числу новых решений относится применение двухканальных корпусов турбины с симметричным распо­ложением каналов относительно вертикальной плоскости. Для сниже­ния напряжений в корпусе турбины при работе на режимах с высокой температурой газа оптимизировано отношение толщин радиальной пе­регородки. разделяющей каналы БНА, и внешней стенки корпуса. Уча­сток канала на выходе из колеса турбины выполнен в форме диффузора с целью снижения потерь кинетической энергии газа.

Для защиты ог попадания в проточную часть компрессора посто­ронних предметов на входе в компрессор применено ступенчатое изме­нение внутреннего диаметра с кольцевой полостью.

219

Рис. 6.7. Продольный разрез турбокомпрессора 3LD:

1 - колесо компрессора; 2 - корпус компрессора; 3 - средний корпус; 4 - колесо турбины; 5 - корпус турбины

220

Рис. 6.8. Характеристика компрессора типа 3LD-18 6.3. Турбокомпрессоры AirResearch

Фирма AirResearch, специализирующаяся на выпуске малогабарит­ных газотурбинных двигателей для привода вспомогательных агрегатов самолетов и для автомобильного транспорта, выпускает также и турбо­компрессоры для двигателей внутреннего сгорания. Они компактные тур­бокомпрессоры имеют достаточно высокие КПД как турбины, так и всего агрегата (фирма выпускает турбокомпрессоры с КПД 0,55 - 0,64 при КПД турбины около 0,8) при сравнительно малом расходе газа. Такие турбокомпрессоры могут применяться для двигателей ав­томотрис и маневровых тепловозов мощностью до 600 л.с. (440 кВт), для которых турбокомпрессор с осевой турбиной не смог бы обеспечить вы­сокий КПД [44J.

221

Модель

Мощность двигателя

без надду­ва» л.с.

Масса, кг

Расход воз­духа, кг/с

Степень повышения давления

Температу­ра газов, °С

КПД ком­прессора

ТЕ-06

80-250

-

0,05 - 0,25

3,3

0,73

Т-6

50 - 100

11,25

0.06-0,12

2,6

Т-7

85- 160

1 1,25

0.08-0,21

2,3

Т-9

110-250

11,25

0,13-0.241

2,5

750

T-10

100-350

18,2

0,11 - 0.34

Т-11

125 -250

17,7

0,14-0,25

2,9

Т-14D

150 -360

36

0,14-0,35

3

0,77

T-I4S

150 -360

36

0,14-0,35

3

0,77

Турбокомпрессор ТЕ-06 создан в четырех модификациях, разли­чающихся размерами проточных частей турбины и компрессора с ис­пользованием одного и того же корпуса подшипников (рис. 6.10). Ми­нимальные размеры и вес этого турбокомпрессора при одновременном обеспечении высоких показателей турбокомпрессора для дизелей мощ­ностью 80 - 250 л.с.(60 - 185 кВт) достигнуты при полном пересмотре использовавшихся ранее решений. Так, например, в нем применили

222

турбину, подобную центростремительным турбинам с диагональными колесами и но оформлению колеса напоминающую гидравлическую турбину. Применение такой турбины позволило заметно снизить поте­ри, связанные с поворотом потока в колесе, и способствовало уменьше­нию его размеров.

Рис. 6.10. Турбокомпрессор AirResearch модели TЕ-06:

1 - колесо компрессора; 2 - выходной патрубок: 3 - фланец; 4 - гребень упорного под­шипника; 5 - шайба подпятника; 6 - корпус подшипников; 7 - корпус турбины; 8 - улитка входного аппарата турбины; 9 - колесо турбины; 10 - уплотнителъное коль­цо; 11 - стопорное кольцо; 12 - втулка подшипников; 13 - уплотнительное кольцо; 14 - упорный бурт вала

223

Применение диагонального колеса позволило обеспечить мини- мальную кривизну наружного контура колеса при значительной вели- чине относительною диаметра выходных кромок рабочих лопаток, рав- ного 0,85 от наружного диаметра колеса компрессора.

В турбокомпрессоре применяется входной аппарат турбины без- лопаточногр типа. Проточная часть его образована газосборником и те- пловым экраном, сопряженным с одной стороны с диском колеса тур- бины, а с другой - зажатым между газосборником и корпусом подшип- ников. Для уменьшения момента инерции диски колес турбины и ком- прессора уменьшены относительно наружных концов рабочих лопаток.

Колесо компрессора имеет увеличенную осевую протяженность, что в сочетании с пологим наружным контуром рабочих лопаток позво- ляет равномерно распределить скорости потока в каналах колеса. В свя- зи с высокой частотой вращения обращается внимание на вибрацион- ную прочность рабочих лопаток колеса компрессора. Обеспечение прочности лопаток было достигнуто использованием специальных про- филей без плоских участков, свойственных обычно колесам с углом вы- хода лопаток 90°. Помимо этого, толщина рабочих лопаток у диска ко-

леса доведена до 2,5 мм. Для повышения безопасности работы турбо- компрессора все корпусные детали имеют повышенную прочность, с тем, чтобы в случае аварии обломки колес не вылетали за пределы тур- бокомпрессора.

Для получения широкорежимной характеристики компрессора применен безлопаточный диффузор. Воздухосборник компрессора по- стоянного сечения с одним тангенциальным выходным патрубком. Для улучшения качества внутренних поверхностей он выполнен из двух со- ставных частей: кожуха воздухосборника и крышки колеса. Последняя фиксируется в осевом направлении штифтом относительно кожуха.

Тщательная отработка проточной части позволила получить дос- таточно высокий КПД компрессора, предназначенного для наддува ди- зелей мощностью до 250 л.с. (185 кВт), с колесом, наружный диаметр которого равен 84 мм, при таких относительно высоких расходах возду- ха, как 0,3 - 0,4 кг/с. Приведенная на рис. 6.11 характеристика второй по диапазону расходов модификации турбокомпрессора ТЕ-06 показы- вает, что компрессор имеет КПД 0,73 при степенях повышения давле- ния от 1,55 до 3,4 и выше при пологом протекании характеристик.

В модели ТЕ-06 предусмотрена другая компоновка корпусных де- талей по сравнению с моделями ранних выпусков. Воздухосборник к кор- пусу подшипников крепится через заднюю стенку диффузора V-образным клеммовым соединением. Применение нескольких промежуточных дета-

лей и сокращение поверхности контакта между нагретыми деталями долж- но способствовать уменьшению теплового потока, идущего от турбины к компрессору.

224