Средний корпус соединяет корпус турбины, корпус компрессора, а также несет корпус подшипников и кожух этого корпуса, образующий кар- терную полость ротора. Средний корпус выполнен из алюминиевого спла­ва, близкого по составу к AЛ-3.

Компрессор имеет безлопаточный диффузор с постоянной шириной канала вдоль радиуса. Задняя стенка диффузора выполнена за одно целое со средним корпусом турбокомпрессора, а передняя стенка объединена с крышкой колеса.

В турбокомпрессоре применены легкие детали, несмотря на доволь­но значительные габариты по сравнению с турбокомпрессорами с анало­гичными размерами колес. Общая масса его невелика; так, при диаметре колеса 140 мм масса турбокомпрессора равна 22,15 кг. Наиболее тяжелой деталью является корпус турбины, масса которого составляет 42 % от об­щей массы, в то время как относительная масса корпуса компрессора равна 13 %. Несмотря на значительные габариты среднего корпуса, его масса не превышает 10 % от массы турбокомпрессора. Применение легких сплавов для изготовления узла подшипников позволило ограничить его массу в пределах 15%.

Относительно большую массу имеет ротор турбокомпрессора, со­ставляющий 7,5 % от общей массы. Из них свыше 63 % падает на массу колеса турбины и ваза ротора.

Детали корпуса турбины, имеющие высокую температуру, соприка­саются со средним корпусом. Значительная поверхность контакта и хоро­шая теплопроводность материала приводит к интенсивной теплопередаче через торцовую стенку корпуса и воздухосборник воздуха, сжимаемою в компрессоре. Увеличение поверхности теплоотдачи турбокомпрессора су­щественно сказывается на параметрах компрессора, ухудшая его эффек­тивные показатели.

7.5.2. Турбокомпрессоры моделей 100,200,300,400

Модели турбокомпрессоров 100, 200, 300 и 400 предназначены для наддува дизелей с расходом воздуха до 0,5 кг/с. Все модели турбокомпрес­соров конструктивно подобны (рис. 7.19) [4]. Компрессор центробежный с безлопаточным диффузором. Колесо насажено на вал без шлицев или шпонки и фиксируется гайкой. Размер гайки несколько завышен, и ее мас­са составляет 13 г, что почти в 2 раза больше, чем масса гаек турбоком­прессоров такого же типоразмера других зарубежных фирм. При высоких частотах вращения и некоторой несоосности оси резьбы относительно оси вала ротора центробежная сила от массы гайки будет создавать изгибаю­щий момент.

У диффузора компрессора модели 100 передняя стенка наклонена. В связи с этим меридиональный наружный обвод выходной части колеса на-

271

клонен под углом приблизительно 10° к вертикальной плоскости и сопря­гается с передней стенкой диффузора, которая также наклонена на 10°. Улитка компрессора имеет плавное изменение сечения и охватывает диффузор по всей окружности. У турбокомпрессора 100 диаметр выход­ного отверстия компрессора равен 40 мм. Скорость воздуха в этом сечении сравнительно велика, что может вызвать дополнительные потери. Корпус компрессора отлит из алюминиевого сплава. Толщина стенок равна 4-9 мм. Значительное утолщение стенок в области меридионального об­вода, видимо, имеет целью унифицировать отливку для вариантов про­точной части с различными диаметрами входа.

272

Корпус компрессора присоединен к диску щелевого диффузора кон­сольными шайбами, опирающимися одной частью на корпус, а другой - на диск. Корпус импульсной турбины представляет собой двухзаходную улитку, а при изобарной однозаходную. Одна из особенностей конст­рукции проточной части турбины — почти полное отсутствие щелевого конфузора. Как показали исследования, проведенные в НАГИ, при прохо­ждении газа через щелевой конфузор поле скоростей выравнивается. По­этому отсутствие конфузора может быть отнесено к числу конструктивных недостатков турбины.

При импульсной турбине перегородки, отделяющие один подводя­щий канал от другого, выполнены так, что между ними и колесами тур­бины имеется радиальный зазор. На турбине модели 100 этот радиальный зазор достигает 6 мм. При этом площадь проходного сечения зазора, сооб­щающего полости улиток, составляет приблизительно 0,5 см', тогда как площадь проходного сечения на выходе из разгонного участка около 5 см². Это значит, что суммарное сечение радиального зазора составляет 20% площади проходного сечения разгонного участка. Возможно, что ра­диальный зазор выполнен для перепуска газа и уменьшения скачка дав­ления при переходе лопатки из зоны одного канала в зону другого ка­нала, и таким образом снижаются вибрационные нагрузки на лопатки коле­са турбины. Корпус турбины прикреплен к диску безлопаточного направ­ляющего аппарата специальными полукольцами, опирающимися частью на диск, а частью на корпус. Такое крепление, как и крепление корпуса компрессора, позволяет поворачивать корпус турбины относительно кор­пуса подшипников на любой угол. Диск турбины и задняя стенка диф­фузора присоединены к корпусу подшипников шестью болтами. Конст­рукция колеса турбины отличается от обычной тем, что торцовые кромки лопаток на входе наклонены под углом 15° относительно вертикальной плоскости в сторону диска. Возможно, что такая форма лопаток выбрана для повышения частоты их собственных колебаний.

Подшипники представляют собой две плавающие вращающиеся бронзовые втулки с буртами, которые вращаются в чугунном корпусе. Масло подводится к трущимся поверхностям по наклонным канатам в кор­пусе, кольцевой выточке на наружной поверхности втулки и радиальным отверстиям, проходящим от кольцевой выточки к внутренней поверхно­сти. Корпус подшипников с двух сторон закрыт крышками. Ротор уплотнен стальными пружинными кольцами по одному с каждой стороны. Момент инерции ротора составляет 1,57 кгс-см/с².

На рис. 7.20 приведена характеристика компрессора CAV-100. Максимальный КПД 0,69 компрессор имеет в области тг_к = 1,2 - 1,6 и приведенного расхода воздуха 0,06 - 0,115 кг/с.

273