7.1.4. Турбокомпрессор для дизеля Дельтик

Для форсированного транспортного дизеля марки Дельтик фир­ма создала агрегат наддува, в котором турбина и компрессор соеди­нены зубчатой передачей (рис. 7.5) [1], а компрессор механически свя­зан с коленчатым валом двигателя. Данная схема позволяет обеспе­чивать высокую приемистость двигателя, что имеет большое значе­ние для транспортной установки.

Однако наличие механической передачи с большим передаточ­ным отношением значительно усложняет конструкцию агрегата и резко снижает его надежность. Экономичность двигателя ухудшает­ся, так как часть мощности двигателя тратится на привод компрессо­ра, а турбина из-за механической связи работает вне зоны оптималь­ных КПД.

Семейство турбокомпрессоров фирмы Brush включает в себя не­скольких типоразмеров. По степени повышения давления они делятся на три группы: MB, НВ и Н [1].

Основные характеристики их даны в табл. 7.2.

Турбокомпрессоры групп MB и НВ допускают работу с температурой газа перед турбиной до 650 °С, группы Н - до 700 °С. Принципиальной особенностью турбокомпрессоров Браш является применение воздушного охлаждения турбинных корпусов и автономной системы смазки для под-

Рис. 7.5. Схематиче­ское изображение

конструкции турбокомпрессора двигателя Дельтик Т9-29

7.2. Турбокомпрессоры Brush

247

Тип турбокомпрессора	Степень повышения давления	Расход воздуха, кг/с	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
МВ-20	1,62	0,9-1,76	16000	320
MB-30	1,62	1,68-3,22	12200	523
MB-40	1,62	3,34-6,9	8650	1360
MB-50	1,62	6,40 - 10,8	6475	2720
НВ-10	2,05	0,81 - 1,5	26000	—
НВ-20	2,05	1,27-2,32	20000	320
НВ-30	2,05	2,23-4,0	15 250	523
НВ-40	2,05	4,15-8,6	10600	1360
HВ-50	2,05	8,0-13,8	7900	2720
Н-10	3,0	1,18-1,95	35000	—

Турбокомпрессоры могут изготовляться с различным числом вход­ных патрубков турбины для подключения двух, трех и четырех выпуск­ных коллекторов двигателя. Турбокомпрессор НВ-20, типичный для конструкции Brush, приведен на рис. 7.6, а на рис. 7.7 — турбоком­прессор высокого давления Н-10.

Для типовых моделей газоприемная улитка 8 и выпускной корпус 5 (рис. 7.6) отлиты из жаростойкой стали Улитка и корпус закрыты экра­ном 9, изготовленным из листового металла. Температура экрана достига­ет 150 °С. Выпускной корпус турбины турбокомпрессоров серии 10 (рис. 7.7) — сварной. Составные части корпуса компрессора — улитка 11, зад­няя часть улитки 4 и корпус глушителя 2 отлиты из алюминиевого сплава. Центровка задней части улитки 4 относительно выпускною корпуса турбины 5, а также корпуса подшипника относительно газопод- водящей улитки 8 обеспечивается радиальными штифтами.

Входное устройство компрессора имеет воздухофильтр 14, глу­шитель шума 2 и направляющий аппарат 3, который создает предвари­тельную закрутку потока. Предварительная закрутка обеспечивает неко­торое повышение производительности компрессора без увеличения ради­альных размеров. Для снижения уровня шума внутренние стенки улиток и корпуса масляного резервуара покрыты слоем звукопоглощающего ма­териала типа пенопласта толщиной 10-12 мм.

248

1. - резервуар для масла;

2. - корпус глушителя;

3. - направляющий аппарат;

4. - задняя часть улитки ком- прессора.

5. - выпускной корпус турби- ны;

6. - рабочее колесо турбины;

7. - сопловой аппарат турби- ны;

8. - газоприемная улитка;

9. - экран:

10. - вал ротора:

11. - корпус компрессора;

12. - масляный радиатор;

13. - масляный насос;

14. - воздушный фильтр; 15- колесо компрессора

Рис. 7.6. Турбокомпрес- сор Brush типа НВ-20:

Сопловой аппарат 7 состоит из внутреннего и наружного оболов и сопловых лопаток, отлитых из жаростойкой стали. Перед сопловым аппа­ратом турбокомпрессоры серии 40 и 50 имеют специальное устройство (ловушки), которое уменьшает вероятность повреждения турбины при прохождении через выпускные коллекторы поломанных деталей двига­теля.

Вал ротора 10 изготовлен из низколегированной стали. На него насажено колесо компрессора 75, имеющее девятнадцать радиальных ло­паток и рабочее колесо 6 осевой турбины. Колесо компрессора (алюми­ниевый сплав) изготовляется совместно с ВНА из штампованной заготов­ки механической обработкой. Диск турбины и рабочие лопатки изготов­ляются из аустенитной стали. У турбокомпрессора серии 10 ротор со­стоит из четырех основных частей: стального колеса компрессора, двух полувалов, соединенных с ним болтами, и диска турбины, насаженного на длинный полувал. Такая конструкция ротора продиктована требованиями прочности и объясняется тем, что при высокой степени повышения дав­ления трудно было бы обеспечить приемлемые напря­жения в ступице колеса при насадке его на вал: для обеспечения не­обходимой жесткости вала диаметр его, а следовательно, и диаметр от­верстия в ступице колеса получались бы большими. Если же колесо ис­пользовать как часть вала, то отверстие в ступице можно сделать неболь­шим. Тогда даже при высоких окружных скоростях колеса напряжения в ступице не превысят допустимые. Естественно, что при такой конструк­ции ротора диск компрессора должен быть изготовлен не из алюминие­вого сплава, а из высокопрочной вязкой стали.

Рабочие лопатки турбины крепятся к диску «елочными» хвосто­виками. В моделях MB и HB с меньшей степенью повышения давления лопатки привариваются к диску и прошиваются бандажной проволокой.

Ротор опирается на два подшипника скольжения. Система смазки подшипников автономная (см. рис. 7.6) и включает в себя двухсекционный шестеренчатый масляный насос 13 масляный резервуар, редукционный клапан, матерчатый фильтр и масляный радиатор 12. В некоторых моде­лях компрессоров применяется червячный масляный насос.

Сложная система смазки с большим количеством элементов ус­ложняет конструкцию турбокомпрессора, но обеспечивает его уни­версальность. Конструкция агрегатов разработана с учетом возможности смазки турбокомпрессора от масляной системы двигателя.

Турбокомпрессоры Brush надежны в работе, однако имеют конст­руктивную сложность, большое количество деталей и обрабатываемых поверхностей и значительную массу даже при воздушном охлаждении корпусов турбины.

250

Рис. 7.7. Продоль­ный разрез турбо­компрессора H-10

Хотя подшипники и разнесены по концам вала ротора, но при разборке турбокомпрессора необходимо снимать одно из рабочих колес, что усложняет обслуживание турбокомпрессора и может вызвать разба- лансировку. От этого недостатка свободны турбокомпрессоры серии 10.

Характеристика компрессора турбокомпрессора НВ-20 приведе­на на рис. 7.8.

Интересно отметить конструкции, отличающиеся компоновкой от типовых. На рис. 7.9 представлен продольный разрез турбокомпрессора типа MA-22/F с подводом газа через средний корпус.

В этом случае улучшаются условия работы подшипников: раз­гружается упорный и меньше нагревается опорный со стороны тур­бины.

Турбокомпрессоры фирмы Brush устанавливаются на судовых и тепловозных дизелях, выпускаемых главным образом английскими фирмами.

Рис. 7.8. Характеристика компрессора турбокомпрессора НВ-20

252

Рис. 7.9. Турбокомпрессор типа МА - 22/F

Показатель	3	4	6
Диаметр колеса турбины, мм	76,2	101,6	152,4
Мощность двигателя, л.с.	60 120	100-300	250-450
Частота вращения, об/мин	93000	68000	48000
Максимальная темперагура газа, °С		760
Масса, кг	12	17	30

Каждая серия турбокомпрессоров включает целый ряд моделей, предназначенных для установки на двигатели различной мощности и имеющих различные компоновочные схемы использования турбоком­прессоров.

Одна из первых моделей турбокомпрессоров серии 4 показана на рис. 7.10. Турбокомпрессор отличается компактностью. Корпус подшип­ников имеет небольшие, по сравнению с другими корпусными деталями, диаметральные размеры. Развитый фланец корпуса с тонкими фасонны­ми стенками в сочетании с двумя тепловыми экранами, расположенны­ми со стороны турбины, обеспечивают защиту узла подшипников от те­плового потока, идущего от турбины, и препятствуют дополнительному подогреву воздуха, сжимаемого в компрессоре, теплоотдачей от турби­ны. Последнему обстоятельству способствуют форма воздухосборника компрессора и наружный тепловой экран, находящийся между корпусами турбины и компрессора.

Компрессор имеет лопаточный диффузор. Колесо компрессора, из- готовленное литьем в кокиль, имеет 14 лопаток, входные кромки кото­рых скруглены радиусом 0,2 мм. Угловой фиксации в колесе нет, оно сажается на вал, нагретый в масляной ванне, и крепится самоконтря- щейся гайкой с пластмассовым заполнителем последних ниток резьбы.

254

Рис. 7.10. Турбокомпрессор Holset серии 4

Корпус турбины отлит из жаропрочного чугуна и отличается высо­ким качеством внутренних поверхностей. В корпусе установлен сопловой аппарат сварной конструкции. К фасонной обойме, отштампованной из стальной заготовки, приварен набор лопаток, имеющих форму пластин со скошенной выходной кромкой. Лопатки вставлены в прорези обоймы и обварены с наружной стороны.

Колесо турбины, как и колесо компрессора, имеет диски умень­шенной радиальной протяженности относительно концов рабочих лопа­ток. На втулке колеса турбины размещена бобышка квадратной формы, облегчающая сборку ротора. Колесо турбины соединено с валом ротора при помощи пайки медью.

Подшипники турбокомпрессора состоят из двух бронзовых втулок, размещенных в чугунном корпусе подшипников с зазором, позволяющим втулкам вращаться при работе турбокомпрессора. Втулки имеют на внут­ренней поверхности шесть трапециевидных канавок и четыре канавки на торцах. Осевое перемещение их ограничивается стопорными кольцами, по­мещенными в проточках корпуса. Осевой подшипник, ограничивающий про­дольное перемещение ротора, расположен со стороны компрессора. Не­подвижная опорная пластина поджимается к втулке подшипника кольце­вой пластиной. Уплотнение ротора осуществляется установленными по два с каждой стороны ротора разрезными уплотнительными кольцами типа поршневых, изготовленными из легированного чугуна.

Масло к подшипникам подводится из центральной полости через стаканчик масляного фильтра, размещенный в гнезде корпуса подшип­ников. Наличие полости, заполненной маслом, повышает надежность ра­боты подшипников после быстрой остановки двигателя, их втулки при этом не перегреваются. Запас масла в этой полости также облегчает ра­боту подшипников в начальные моменты работы турбокомпрессора. Для предотвращения переполнения корпуса подшипников маслом его верхняя полость соединена с нижней сливной полостью дренажной трубкой с ка­либрованным отверстием.

Турбокомпрессор новой модели, выпущенный объединением, подвергся серьезной модернизации (рис. 7.11). При сохранении общих принципов компоновки были значительно улучшены все узлы, что повысило надёж­ность работы турбокомпрессора в более трудных условиях. Например, было изменено крепление корпуса турбины к корпусу подшипников.

Введение клеммового соединения корпуса турбины и корпуса под­шипников упростило монтаж турбокомпрессора на двигателе, обеспечив лучшие условия для слива масла из корпуса подшипников, и исключило напряжения во фланцах, свойственные болтовым соединениям. Изменена конструкция соплового аппарата, у которого установочная обойма отлива­ется за одно целое с профилированными лопатками. Более точное изготов- ление сопловых аппаратов позволило получить соответственно более ста­

256

бильные показатели турбин и улучшить согласованность работы турбо­компрессора с двигателем.

Упрощена тепловая защит узла подшипников со стороны турбины, ее составляет теперь один тепловой экран, фиксируемый, как и в старой конструкции, стопорным кольцом. Наружный экран на корпусе турбины устранен, что позволяет заключить о его малой эффективности.

Улучшена работа подшипников благодаря изменению конструкции узла подшипников, позволившей ввести механическую обработку внут­ренней полости, находящейся под давлением масла. Обеспечено более стабильное поведение масляной пленки в подшипниках, создавшее ус­ловия для работы при более широком диапазоне частот вращения рото­ра. Помимо этого, введение механической обработки исключило труд­ности, связанные с очисткой внутренних закрытых поверхностей масля­ной полости после литья. Произведенное при этом уменьшение масляной полости в корпусе подшипников сократило время, необходимое для по­дачи масла к подшипникам при пуске двигателя.

Был существенно изменен узел упорного подшипника. К нему подве­ли специальный канал, позволяющий обеспечить поступление необходимо­го количества масла подбором проходных сечений маслоподводящих кана­

257

лов и снизить температуру масла, идущего к рабочим поверхностям. Для улучшения условий отвода масла от уплотнений значительно расширили маслоотводящие полости в корпусе, а для более надежной работы уплот­нении со стороны колеса компрессора ввели масляный экран, направляю­щий потоки масла к сливному отверстию, имеющему также увеличенные размеры. Благодаря изменениям, уплотнение со стороны компрессора ра­ботает надежно при разрежении перед колесом до 0,3 атм. Увеличение проходных сечений на сливе масла из корпуса подшипников также улучши­ло работу турбокомпрессора при наклонных положениях двигателя.

Для улучшения протекания характеристик компрессора в широком диапазоне расходов воздуха с учетом работы двигателя на нестационар­ных режимах, лопаточный диффузор компрессора был заменен безлопа­точным с развитым диаметральным отношением, равным 1,89. Последнее было обусловлено тем, что выходной аппарат компрессора выполнен так же, как и в моделях предыдущих выпусков, в виде воздухосборника по­стоянного сечения, имеющего благоприятную форму для компоновки турбокомпрессора на различные двигатели. Безлопаточный диффузор имеет входной участок, сужающийся в периферийном направлении при­мерно на расстоянии, равном 1,25 от наружного диаметра колеса, далее безлопаточный диффузор имеет постоянную ширину.

Прецизионная обработка безлопаточного диффузора улучшила его показатели и, в сочетании с прецизионным литьем колес, обеспечила вы­сокую стабильность показателей компрессора, которой не было в моде­лях с лопаточным диффузором.

Если в предыдущих моделях турбокомпрессоров отношение диа­метров колес турбины и компрессора было выбрано равным единице, то в новых моделях оно уменьшено примерно до 0.91, при этом наружный диаметр колеса турбины для серии 4 сохранен равным 101.6 мм. а на­ружный диаметр колеса компрессора возрос до 112 мм.

Увеличение наружного диаметра лопаток колеса компрессора до 112 мм вызвано необходимостью повышения показателей компрессоров в связи с их некоторым снижением при выполнении прорезей в межлопа- точных каналах на периферийной части диска колеса. Применение вы­бранного отношения наружных диаметров колес также, вероятно, спо­собствует улучшению согласования характеристик турбины и компрес­сора.

При модернизации турбокомпрессора габаритные размеры сохрани­лись прежними. Помимо указанных изменений, внесенных в компрессор, была также пересмотрена конструкция колеса в направлении снижения напряжений при повышенных частотах вращения и увеличена вибраци­онная прочность рабочих лопаток.

Колесо турбины турбокомпрессора серии 4 может продолжительно работать при 68000 об/мин (окружная скорость наружных концов рабо­

258

чих лопаток равна 362 м/с) и при температуре газов до 760 °С. Этому режиму соответствует степень повышения давления 2,5, что полностью отвечает запросам большинства европейских автомобильных фирм.

На рис. 7.12 [48] показана схема турбокомпрессора модели 4МД на рис. 7.13 его габаритный чертеж.

Рис. 7.12. Схема турбокомпрессора Holset модели 4МД:

1 - корпус компрессора, 2 - гайка; 3 - колесо компрессора; 4 - шайба регулировоч­ная; 5 - кольцо уплотнительиое; 6 - маслоотражатель; 7 - экран; 8 - кольцо раз­жимное; 9 - крышка уплотнения; 10 - кольцо уплотнительиое; 11 - болт; 12 - контршайба; 13 - подшипник упорный; 14 - обойма корпуса компрессора; 15 - плита дистанционная; 16 - кольцо стопорное; 17 - обойма корпуса турбины; 18 - аппарат направляющий; 19 - плита задняя турбины; 20 кольцо стопорное; 21 - корпус турбины; 22 - ротор; 23 - втулка; 24, 25 - подшипники; 26 - прокладка уплотнительная; 27 - корпус средний; 28 - кольцо уплотнительное; 29 - шайба; 30 - вулка дистанционная

259

Рис. 7.13. Габаритный чертеж турбокомпрессора Holset модели 4МД: а - вил сбоку; б - вид со стороны турбины

260

Модель	Мощность двигателя, кВт	Диаметр колеса компрессора, мм	Масса, кг	Степень повышения давления	Расход воздуха, кг/с при -Пк - 2
H1D	60-130	60 - 65	6-9	2,5	0,05 - 0,26
Н 2 А	1 18-200	72	9	3,0	0,12 0,39
Н 2 С	148-280	80	15	3,0	0,13- 0,4
Н З В	185-405	94-102	19	3,5	0,17-0,71
Н 4	515	122	26	3,5	0,29-0,86

Конструкция турбокомпрессоров данного семейства имеет много общих черт с турбокомпрессорами Garrett, Schwitzer и ККК. Так, компрес­сорная ступень включает осерадиальное колесо с загнутыми назад и уко­роченными через одну лопатками, длинный безлопаточный диффузор и улиточный воздухосборник с плавным изменением кривизны стенок в ме- ридиальном сечении. Перед колесом, как правило, имеется конфузорный участок, а за колесом безлопаточный диффузор имеет поджатие со сторо­ны передней стенки.

Турбинная ступень большинства моделей турбокомпрессоров Holset содержит двухканальный безлопаточный входной аппарат с перегородкой, расположенной перпендикулярно к оси ротора или под углом к ней, и ра- диально-осевое колесо с укороченным диском. Для конструкции колеса турбины характерен переменный угол расширения тела лопаток а ради­альном направлении.

Ротор опирается на две вращающиеся, зафиксированные в осевом направлении втулки. Упорный подшипник расположен со стороны ком­прессора. Конструкция узла подшипников сходна у всех моделей.

Уплотнение развитой масляной полости осуществляется с помощью разрезных уплотнительных колец по одному со стороны турбины и ком­прессора. Кроме того, для дополнительной защиты от проникновения сма­зочного материала в проточную часть компрессора применяется тонко- стенный экран, конфигурация которого несколько меняется от одной мо­дели турбокомпрессора к другой.

261

Параметры		Модель
		Т-6		Т-7	Т-9	Т-10	T-11	Т-14
Мощность двигателя без наддува, л.с.	50- 100		85-160	110-250	100-350	125 -250	150-360
Масса, кг	11.25		11.25	11,25	18,2	17,7	36 0,14-035
Расход воздуха, кг/с	0.06-0,12		0,08 - 0,21	0.13 -0,2Л	0.П - 0,34	0.14-0,25
Степень повышения давления	2,6		2,3	2,5		2.9	3.0
Температура газов, "С	7.S0		750	750	-	750	750
К ГШ компрессора	-		-	-	-	-	0,77
Частота вращения, об/мин предельная рабочая	80000 70000		80000 70000	80000 70000	-	77000	60000 56000

Турбокомпрессоры изготовляются на основе специализированного производства. Например, колесо компрессора отливается на специализиро­ванном заводе алюминиевого литья. В производстве турбокомпрессоров широко применяются принципы стандартизации и унификации. Они про­являются в использовании отдельных конструктивных решений и техноло­гических приемов общих компоновочных схем турбокомпрессоров в раз­личных моделях.

Успешному применению турбокомпрессоров способствует разрабо­танная схема подбора оптимальной настройки турбокомпрессоров к двига­телям. Высокие показатели двигателей с турбонаддувом достигаются со­вместной отработкой настройки турбокомпрессоров фирм Airsearch и Rotol с фирмами, выпускающими двигатели.

262

Ориентация на выпуск малоразмерных турбокомпрессоров с малы­ми моментами инерции ротора делает их особенно пригодными для при­менения на транспорте. Они широко используются для наддува двигателей грузовых автомобилей, тракторов, дорожной техники, поршневых, двига­телей самолетов.

Развитие турбокомпрессоров фирмы Airesearch характеризуется по­вышением частоты вращения ротора и уменьшением размеров турбоком­прессоров. Это можно проследить по введению в производство нового турбокомпрессора Т-11 дополнительно к менее высокооборотным моделям Т-6, Т-7, Т-9 и Т-14. Одновременно с выпуском опытных партии турбо­компрессоров осуществляется серийный выпуск предшествующих моде­лей с постепенной заменой выпускаемых моделей новыми. При этом по­следовательно совершенствуются ответственные узлы турбокомпрессоров.

В малоразмерной серии турбокомпрессоров успешно используют подшипники с плавающими вращающимися втулками, обеспечивающими надежную работу ротора при частоте врашения до 100000 об/мин.

Безлопаточный входной аппарат турбины, применяемый на рассмат­риваемых моделях турбокомпрессоров, упрощает конструкцию и умень­шает габариты турбокомпрессоров. Для настройки каждой модели турбо­компрессора разработана серия настроечных входных аппаратов.

Общее число деталей каждого турбокомпрессора Т-6, Т-7, Т-9 (рис. 7.14) невелико и состоит из четырнадцати наименований, включая единственное резиновое уплотнительное кольцо и элемент масляного фильтра, установленный во входном масляном канале корпуса подшипни­ков. Кроме того, для взаимного соединения деталей турбокомпрессора применено в обшей сложности 28 нормалей. Упрощению конструкции турбокомпрессора способствует применение безлопаточного входного ап­парата в турбине и безлопаточного в компрессоре.

Колеса компрессора изготовляют методом литья в металлические формы. Поверхность межлопаточиых каналов по своему качеству может быть отнесена к шестому классу точности. Рабочие лопатки колеса, укоро­ченные через одну лопатку со стороны входа потока, имеют радиальное расположение, причем угол уширения тела лопаток в направлении оси ко­леса не превышает 2°. Толшина кромок лопаток по наружному ободу коле­са по сравнению с толщиной других моделей компрессоров сравнительно велика и составляет примерно 1,75 мм.

Входные кромки лопаток выполнены закругленными непосредствен­но в литье и дополнительно не обрабатываются. Осевая длина колеса в связи с его малым наружным диаметром, равным 88,6 мм, составляет 0,3 от наружного диаметра, поэтому изгиб лопаток для обеспечения заданного угла входа потока в колесо осуществляется на участке, составляющем 0,6 от общей длины колеса (26,5 мм).

263

Рис. 7.14. Продольный разрез турбокомпрессора Rotol модели Т-9

Гайка, крепящая колесо на валу ротора, имеет значительно меньшие диаметральные размеры по сравнению с диаметром втулки колеса. Отво­рачивание гайки предотвращается полимерным кольцом, завальцованным в теле гайки вместо последних витков резьбы. Колесо на вал сажается в горячем состоянии.

Диаметральный натяг в месте посадки колеса на вал доходит до 18 мк при диаметре цапфы, равном 9,5 мм. Угловая фиксация колеса не предусмотрена, и весь узел ротора собирается по рискам, нанесенным на торцовые поверхности сопрягаемых деталей.

Радиальный зазор между концами рабочих лопаток на входе в колесо и стенкой воздухосборника составляет 0,75 мм, а осевой зазор на выходе из колеса равен 0,5 мм. Величина указанных зазоров является вполне обычной, хотя относительная величин зазоров, выраженная соответствен-

264

но в долях от высоты лопатки на входе и выходе из колеса, равная 0,085 и 0,056, достаточна велика.

Улитка компрессора выполнена с линейным законом изменения проходных сечении и снабжена выходным патрубком диффузорного типа. Она имеет форму, благоприятную для изготовления методом литья в ме­таллические формы.

Безлопаточный входной направляющий аппарат турбины в месте пе­рехода от газосборника к колесу имеет радиальный участок постоянной ширины. Выраженный в долях от наружного диаметра колеса, он равен 0.18. Колесо турбины изготовлено методом литья по выплавляемым моде­лям. Оно имеет 18 рабочих лопаток полного профиля. Толщина тела рабо­чих лопаток незначительна и составляет примерно 0,8 мм. Выходная кром­ка рабочих лопаток выполнена сужающейся и последующей механической обработке не подвергается. Колесо турбины отливается из жаропрочною сплава типа GMR - 255+2% Со. Колесо соединяется с валиком ротора, из­готовленным из стали типа 40ХНВ сваркой трением по конической по­верхности.

Высокая частота вращения ротора турбокомпрессора обусловила применение узла подшипников с плавающими вращающимися втулками. Узел подшипников помещен в корпусе подшипников, изготовленном из чугуна, близкого по составу к серому чугуну СЧ 18-36.

Втулки подшипников размешаются в расточках корпуса, причем осевое перемещение втулок внутри корпуса ограничено бортиками. Такая осевая фиксация втулок недостаточно технологична и в последних моде­лях заменяется фиксацией разжимными кольцами. Втулки изготовлены из сплава на алюминиевой основе, состоящего на 1% Сu ; 0,9% Ni; 0,2 % Si; 6,3 % Sn; Аl - остальное; твердость втулки НВ 35 (рис. 7.15). Каждая втул­ка имеет по шесть отверстий диаметром 1,5 мм, расположенных равномер­но по окружности, примерно посередине рабочей поверхности. Толщина тела втулки равна 2,35, а диаметр шейки вала - 12,7 мм. Внутренний зазор между втулкой и валом составляет 0,037 мм, наружный - между втулкой и корпусом - 0,110 мм.

Осевая фиксация ротора в обоих направлениях осуществляется в упорном подшипнике, расположенном со стороны компрессора. Этот подшипник состоит из стальной шайбы, зажатой на валу ротора между торцом утолщенной части вала и уплотнительной втулкой, надетой сво­бодно на вал ротора. На шайбе выполнено по три радиальных канавки с каждого горца, которые имеют коническую форму в поперечном сечении и уменьшаются к периферии.

Масло к подшипникам подводится из канала в верхней части корпу­са, в котором расположен фильтрующий элемент с ячейками размером 100 мк. Масло из турбокомпрессора сливается из нижней части внутренней полости корпуса через отверстие диаметром 18 мм.

265

Рис. 7.15. Втулка подшипника турбокомпрессора Rotol модели Т-9

Уплотнение вала ротора выполнено упрощенно с применением вин­товых канавок. Ротор турбокомпрессора проходит динамическую баланси­ровку со снятием металла с колес в двух плоскостях.

Компактное расположение деталей турбокомпрессора и особенность компоновки корпуса подшипников способствует подводу к воздуху, сжи­маемому в компрессоре, значительного количество тепла. Это можно уста­новить по изменению степени повышения температуры в компрессоре а зависимости от температуры газов перед турбиной и изменению КПД ком­прессора, так как на практике определение КПД компрессора производит­ся по температурным измерениям, а подогрев воздуха через корпусные летали приводит к дополнительному повышению температуры.

Показатели компрессора (рис. 7.16) достаточно высоки, учитывая небольшие размеры колеса (наружный диаметр 88,6 мм) и трудности, свя­занные с профилированием проточных частей малых размеров. К особен­ностям турбокомпрессора следует также отнести выбранное соотношение наружных диаметров колеса турбины и колеса компрессора, равное 0,97, что следует объяснить условиями согласования оптимальных режимов ра­боты турбины и компрессора и стремлением снизить момент инерции ро­тора.

266