5.21 Охладители наддувочного воздуха

(рисунки 25, 26)

Охладители предназначены для охлаждения наддувочного воздуха, поступающего из турбонаддувочного агрегата в цилиндры дизеля. Установка (рисунок 25) состоит из охладителя первой – 1 и второй – 2 ступеней, установленных на заднем торце дизеля, на кронштейне, к которому крепятся шпильками 16 (рисунок 26).

Охлаждение наддувочного воздуха происходит в результате теплообмена при соприкосновении нагретого воздуха с оребрённой поверхностью трубок, внутри которых проходит охлаждающая забортная вода.

При работе дизеля воздух подается из компрессора ступени низкого давления турбонаддувочного агрегата (ТНА) в охладитель наддувочного воздуха первой ступени 1 (рисунок 25). Затем воздух поступает в компрессор ступени высокого давления ТНА и оттуда, проходя через охладитель наддувочного воздуха второй ступени 2, в ресивер.

Каждый охладитель состоит из верхней 2 (рисунок 26) и нижней15 крышек, основной охлаждающей секции 1 к которой крепится корпус 5 с легкосъемной охлаждающей секцией 11. Она также предназначена для защиты основной секции от загрязнения и может выниматься для очистки по мере загрязнения. Легкосъёмная секция состоит из двух крышек и двух трубных досок: неподвижной 8 и подвижной 14, в которых завальцованы биметаллические охлаждающие трубы 3. Охлаждающие трубы 3 основной и легкосъёмной секций имеют внутреннюю мельхиоровую трубу и наружную – алюминиевую, оребренную. Наборы труб образуют две полости: внутри труб – забортной воды, между труб – воздушную.

Крышки 7 и 15 имеют перегородки, делящие полость забортной воды охлаждающих секций на две части с целью изменения направления движения потока забортной воды внутри труб. Для удаления конденсата из воздушной полости и определения течи воды через трубы, служит сливная пробка 17, в корпусе охладителя.

Для предохранения от электрохимической коррозии деталей, соприкасающихся с забортной водой, в крышках 7 и 15 установлены по два цинко - алюминиевых протектора 6 и 18.

Секции охладителя первой ступени, как основная, так и легкосъёмная взаимозаменяемы с секциями охладителя второй ступени.

К корпусу 5 легкосъемной секции крепится патрубок 9. В него ввернут штуцер 19 для замера давления. На охладителе второй ступени на патрубок 9 крепится воздушная захлопка 10, а затем переходник 4. Для обеспечения соосности переходника и телескопического соединения ТНА между переходником и захлопкой устанавливается регулировочное кольцо 20.

5.22 Агрегат турбонаддувочный

(рисунок 27)

Турбонаддувочный агрегат (ТНА) предназначен для подачи сжатого воздуха в цилиндры дизеля.

Он установлен на кронштейне, который крепится к заднему торцу дизеля.

ТНА представляет собой два, последовательно соединенных между собой, однотипных турбокомпрессора: низкого давления (ТКНД) и высокого давления (ТКВД).

Принцип работы ТНА заключается в том, что отработавшие газы из цилиндров дизеля по коллектору поступают в сопловой аппарат (СА) турбины высокого давления 1 (рисунок 24), приобретая необходимое направление и скорость, направляются на лопатки рабочего колеса турбины высокого давления и приводят во вращение ротор высокого давления. Из ТКВД газы направляются в СА ТКНД и, попадая на рабочие лопатки турбины низкого давления 2, приводят во вращение ротор низкого давления. Газы, пройдя последовательно ТКВД и ТКНД, отводятся в выпускную систему объекта. Воздух, необходимый для сгорания топлива, засасывается через входное устройство в компрессор 8 ТКНД, где сжимается и через охладитель 3 подается в компрессор 7 ТКВД.

В компрессоре ТКВД воздух дополнительно сжимается и через охладитель 4 поступает в ресивер, а затем в цилиндры дизеля.

Для работы дизеля на номинальном режиме при противодавлении ниже расчетного на выпуске турбоагрегат снабжен перепускным клапаном.

ТНА состоит из корпуса турбин 16 (рисунок 27), средних корпусов 9 и 23 турбокомпрессора, корпусов компрессоров 55 и 34 низкого и высокого давления, двух роторов высокого давления (ВД) и низкого давления (НД) и связанных с ними деталей.

5.22.1 Корпус турбин

(рисунок 27)

Корпус турбин состоит из корпуса 16, обода 46 и диффузора 47, на котором крепится сопловой аппарат 45 ТКНД, Диффузор и обод прикреплены к корпусу 16 болтами 15. На корпусе имеются съемные лапы Ж, с помощью которых турбоагрегат монтируется к кронштейну, и овальное отверстие в которое вставлена жаровая труба для подвода газов из выпускного коллектора в газовую улитку 17.

5.22.2 Средние корпусы

(рисунок 27)

Средний корпус ТКНД состоит из корпуса 9 и защитного экрана 11.

В среднем корпусе ТКНД установлены подшипники ротора НД. Опорно–упорный 13 и опорный 8 подшипники бронзовые, с плавающим втулками, собраны в общем корпусе 12 подшипников, который центрируется в корпусе 9 и крепится к нему болтами. Рабочие поверхности подшипников (кроме упорных торцов) покрыты слоем антифрикционным покрытием.

Корпус 9 крепится болтами к корпусу турбин.

Средний корпус ТКВД состоит из корпуса 23 и газовой улитки 17.

В корпусе 23 установлены подшипники опорно-упорный 21 и опорный 19 ротора (ВД). Опорно-упорный подшипник 21 состоит из стального корпуса и бронзовой втулки 20 и крепится к корпусу 23 болтами 40.

Сопловой аппарат 43, выполненный из жаростойкой стали, втулка уплотнения и газовая улитка 17 крепятся к корпусу 23 болтами 44.

5.22.3 Корпусы компрессоров

Корпус компрессора ТКНД состоит из воздушной улитки 55,на которой установлен перепускной клапан 65, проставка 54, лопаточного диффузора и глушителя 1.

Диффузор состоит из проставка 53 и прикрепленного к нему болтами с гайкой диска с лопатками. Проставок 54 с диффузором соединен шпильками 4 с гайками.

В стыке проставка 54 с диффузором установлены две паронитовые прокладки 5, а между ними стальная регулировочная прокладка 6, подбором толщины которой обеспечивается зазор И.

Воздушная улитка присоединена к среднему корпусу болтами 7.

Глушитель 1 и проставок 54 прикреплены к воздушной улитке болтами 3.

Глушитель 1 состоит из крышки 58, корпуса 56 глушителя и кожуха 2.

Для предотвращения попадания посторонних предметов в проточные части компрессоров, в глушителе 1 имеется сетка 57.

Корпус компрессора ТКВД состоит из воздушной улитки 34, проставка 33, лопаточного диффузора 38, входного патрубка 32.

Соединение проставка 36 с диффузором и зазор И обеспечиваются также, как и ТКНД.

Воздушная улитка 34 прикреплена к среднему корпусу болтами 7.

Входной патрубок состоит из патрубка 32 и фланца 29, который болтами 28 крепится к патрубку. Стык между фланцем 29 и патрубком 31 уплотнен резиновым кольцом 30. Полости за колесами компрессоров ТКНД и ТКВД отделены от полостей за диффузорами резиновыми кольцами 24. Соединение корпусов компрессора с патрубками холодильников осуществляется: переходником 66 с резиновым кольцом 78 со стороны компрессора и переходником 76 со стороны патрубка холодильника. Под гайки на патрубке холодильника установлены накладки 68. Для исключения расхождения переходников 66 и 76, под действием давления воздуха в переходнике 66 установлены болты 71 с упругим креплением, состоящим из втулки 73, пружины 74 и гайки 75.

5.22.4 Ротор

Ротор ТКНД состоит из вала 7 (рисунок 28), вращающегося направляющего аппарата (ВНА) 4, колеса компрессора 5, диска 11 турбины с рабочими лопатками 12, упорной втулки 16.

Вал ротора имеет две опорные шейки, которые закалены токами высокой частоты. Торцы упорных втулок 6 и 16, а также канавки под уплотнительные кольца, выполненные на втулках 16 и 17, азотированы для повышения их твердости и износостойкости.

Рабочие лопатки 12 на диске 11 крепятся с помощью замков елочной формы и фиксируются от осевого перемещения стопорными пластинами 13. Для повышения надежности стопорения на полке, выполнен выступ, который входит в выемку у соседней лопатки, что также препятствует независимому осевому перемещению отдельной лопатки.

Диск турбины крепится к валу ротора радиальными штифтами 9. Штифты от радиального перемещения фиксируются раскерновкой и втулкой 10, которая фиксируется штифтами 14.

На вал установлено колесо компрессора в сборе и закреплено гайкой 40, которая стопорится контргайкой 1 и пластиной 2.

Колесо от проворота фиксируется шпонкой 3.

Колесо компрессора в сборе состоит из ВНА 4, колеса 5, втулок 6 и 17 и гайки 39. ВНА и колесо компрессора монтируются на втулке 6 с большим натягом и закреплены гайкой 39.

В ручьях, на втулках 16 и 17 установлены уплотнительные кольца 15 и 18. На конце вала имеются уступы, предназначенные для замера частоты вращения ротора. Разборка колеса компрессора допускается только при ремонте ТНА.

Ротор ТКВД выполнен аналогично ротору ТКНД, но отличается размерами деталей. На валу ротора ТКВД дополнительно имеется упорная втулка 35 (рисунок 29), которая фиксируется от поворота шпонкой 26.

Колесо компрессора в сборе устанавливается на вал и крепится шайбой 30 с упругим элементом и гайкой 31. Гайка 31 после окончательной затяжки фиксируется отгибкой ее упругого элемента в паз вала 25 ротора.

От поворота колесо фиксируется шпонкой 29.

Для улучшения аэродинамических свойств ротора на входе воздуха в колесо компрессора установлен обтекатель 42, закрепленный болтом 41 и стопорящийся отгибкой упругого элемента болта в паз обтекателя. Для фиксации взаимного положения колеса компрессора 28 и обтекателя 42 имеется штифт 43.

6.22.5 Система уплотнений

Система уплотнений служит для предотвращения попадания масла в газовые и воздушные полости ТНА, а также для уменьшения утечек газа и воздуха в масляную полость подшипников и далее в картер дизеля.

В ТКНД полость высокого давления за колесом компрессора изолирована от масляной полости маслоуплотнительными кольцами 18 (рисунок 28) и лабиринтовым уплотнением, которое образовано лабиринтом 51 (рисунок 27) и колесом компрессора.

Пропуску выпускных газов в масляную полость препятствуют маслоуплотнительные кольца 15 (рисунок 28).

В ТКВД система уплотнений по назначению ее элементов аналогична ТКНД.

Для уменьшения давления перед уплотнительными кольцами и нагрузки на упорные торцы подшипников воздух из полостей перед кольцами обеих ступеней по каналу в корпусах и далее по трубе 60 (рисунок 27) выпускается в полость всасывания ТКНД.

Газ из полости перед кольцами 24 (рисунок 29) ТКВД по каналу в среднем корпусе 23 (рисунок 27) и по трубе 59 отводится в выпускную полость корпуса турбин 16.

5.22.6 Охлаждение и смазка

ТНА охлаждается жидкостью, которая при работе дизеля подводится из системы охлаждения к фланцу К корпуса турбин. Из корпуса турбин 16 по отверстиям Л, уплотненным резиновыми кольцами Н, охлаждающая жидкость поступает в средние корпусы 9, 23. По переливным отверстиям, имеющимся в верхних частях корпусов, охлаждающая жидкость поступает обратно в корпус турбин и затем отводится из ТНА.

Смазка подшипников осуществляется от масляной системы дизеля. Масло подводится к штуцерам и далее по каналам, выполненным в средних корпусах, поступает к подшипникам. Слив масла из подшипников производится самотеком в картер дизеля.