Рис. 25. Турбокомпрессор ТКР 7Н:

1 — подшипник; 2 — экран; 3 — корпус компрессора; 4 — диффузор; 5, 18 — уплотнительные кольца; 6 — гайка; 7 — маслоотражатель; 8 — колесо компрессора; 9 — маслосбрасывающий экран; 10 — крышка; 11 — корпус подшипника; 12 — фиксатор; 13 — переходник; 14 — прокладка; 15 — экран турбины; 16 — колесо турбины: 17 — корпус турбины.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Таблица 2а

Модель турбокомпрессора	ТКР7С	ТКР7Н	S2B/7624TAE/1,00D9
1	2	3	4
Диапазон подачи воздуха через компрессор, кг/сек.	0,05—0,2	0,05—0,18	0,05-0,22
Давление наддува (избыточное) при номинальной мощности двигателя, кПа (кгс/см2). не менее	80 (0,8)	60 (0,6)	110(1,1)
Частота вращения ротора при номинальной мощности двигателя, мин-1.	90000—100000	80000—90000	90000-100000
Температура газов на входе в турбину, К (°С)
- допускаемая в течение 1 час.	1023 (750)	973 (700)	1023 (750)
-допускаемая без ограничения во времени	973 (700)	923 (650)	973 (700)

1	2	3	4
Давление (избыточное) смазочного масла на входе в турбокомпрессор, при температуре масла 80...95°С, кПа (кгс/см2)
- при номинальной частоте вращения коленчатого вала 2200 мин.- 1	343-490 (3,-5,0)
- при минимальной частоте вращения коленчатого вала 600 мин.-1 , не менее	98(1,0)

ТУРБОКОМПРЕССОР ТКР7С состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой подшипниковым узлом. Турбина с двухзаходным корпусом 7 из высокопрочного чугуна ВЧ40 преобразовывает энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения ротора турбокомпрессора, которая затем в компрессорной ступени превращается в работу сжатия воздуха.

Ротор турбокомпрессора ТКР7С состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 20, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом из стали 45Г2 трением. Колесо компрессора с загнутыми по направлению вращения назад лопатками выполняется из алюминиевого сплава АК5Мч и после механической обработки динамически балансируется до величины 0,4 г.мм. Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1—1,5 мм до твердости 52- 57 НRСэ. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины 0,5 г.мм.

Втулка, маслоотражатель, колесо компрессора устанавливаются на вал ротора и затягиваются гайкой крутящим моментом 7,8—9,8 Н.м (0,8 — 1 кгс.м). После сборки ротор дополнительно не балансируется, лишь проверяется радиальное биение цапф вала. При значении радиального биения не более 0,03 мм на детали ротора наносятся метки в одной плоскости и ротор допускается на сборку турбокомпрессора. При установке ротора в корпус подшипников необходимо совместить метки на деталях ротора.

Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ротора ограничиваются упорным подшипником 4, защемленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы Бр О1ОС 10.

Корпус подшипников турбокомпрессора с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору выполнен составным из чугунного корпуса ВЧ50 и крышки из алюминиевого сплава АК9ч. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран 11 из жаростойкой стали 08Х18Т1.

В корпусе подшипников устанавливается маслоотбрасывающий экран 14, который вместе с упругими разрезными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.

Для устранения утечек воздуха в соединении "корпус компрессора - корпус подшипников" устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.

Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 12, 17 и планок 13, 18. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.

ТУРБОКОМПРЕССОР ТКР7Н.

На двигателе вместо турбокомпрессора ТКР7С может устанавливаться турбокомпрессор ТКР7Н. В отличие от турбокомпрессора ТКР7С, в конструкции турбокомпрессора ТКР7Н применяется изобарный однозаходный корпус турбины и в качестве подшипника бронзовая моновтулка качающего типа.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины с валом 16, колеса компрессора 8 и маслоотражателя 7, закрепленных на валу гайкой 6. Ротор вращается в подшипнике 1, представляющем собой качающуюся моновтулку, удерживающуюся от осевого и радиального перемещений фиксатором 12, который с переходником 13 является одновременно и маслоподводящим каналом.

В корпусе подшипника 11 устанавливаются стальные крышки 10 и маслосбрасьшающий экран 9, который вместе с упругими разрезными кольцами 5 предотвращает течь масла из полости корпуса подшипника.

Для уменьшения теплопередачи от корпуса турбины к корпусу подшипника между ними установлен чугунный экран 15 и две стальные прокладки 14.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка и обслуживание агрегата должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты и приборы.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДЖВИГАТЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ.

Во избежание подсоса масла из турбокомпрессора и попадания его в цилиндры двигателя, на проточные части компрессора и турбины, не рекомендуется длительная, более 10 минут, работа двигателя на режиме холостого хода с частотой вращения коленчатого вала менее 700 мин^-1. Это приводит к закоксовыванию поршневых колец, загрязнению проточной части компрессора и нагарообразованию на проточной части турбины.

При вынужденной работе двигателя на оборотах холостого хода (прогрев, накачка воздуха в баллоны тормозной системы и т.п.) необходимо поддерживать частоту вращения коленчатого вала не менее 1000-1200 мин^-1.

Перед остановкой двигателя после его работы под нагрузкой, необходимо установить режим холостого хода длительностью не более 3-х минут во избежание перегрева подшипника турбокомпрессора и закоксовывания ротора. Резкая остановка двигателя после работы под нагрузкой запрещается.

Потери мощности, дымление, высокий расход топлива, перегрев двигателя, высокая температура выхлопных газов, утечки масла из турбокомпрессора – это симптомы неполадок в работе систем, связанных с турбонаддувом.

Однако, все это часто несправедливо относится к неисправности турбокомпрессора, так как дефекты других деталей двигателя приводят к аналогичным симптомам. Так как турбокомпрессор самонастраивающийся агрегат двигателя, только механические неисправности или загромождение воздушных и газовых каналов из-за грязи и посторонних предметов ухудшают его работу.

До замены турбокомпрессора определите Вашу проблему, руководствуясь приведенной ниже таблицей 2б. Перед остановкой двигателя после его работы под нагрузкой, необходимо установить режим холостого хода длительностью не более 3-х минут во избежание перегрева подшипника турбокомпрессора и закоксовывание ротора. Резкая остановка двигателя после работы под нагрузкой запрещается.

Таблица 2б.

Уменьшение мощности двигателя	Черный дым	Голубой дым	Высокий расход масла	Высокочастотный шум турбокомпрессора	Циклический шум турбокомпрессора	Утечка масла из компрессора	Утечка масла из турбины	Определение неисправности в системе турбокомпрессора
								Причина	Устранение неисправности
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Х	Х		Х		Х	Х		Грязный воздушный фильтр	Очистите или замените воздушный фильтр
Х	Х		Х		Х	Х		Загромождение подвода воздуха к компрессору	Удалите загромождение или замените дефектные детали
Х	Х							Загромождение отвода воздуха от компрессора
Х			Х					Утечка на трассе подвода воздуха в компрессор ТКР	Замените болты хомутов, при необходимости замените рукава
Х	Х			Х				Утечка на трассе отвода воздуха от компрессор ТКР во впускную систему	Замените болты хомутов, при необходимости замените рукава и прокладки
Х	Х							Загромождение в выпускной системе	Удалите загромождение или замените дефектные детали
Х	Х			Х				Утечки газа в выпускной системе до турбины ТКР	Затяните гайки, при необходимости замените прокладки и детали
				Х				Утечки газа в выпускной системе после турбины ТКР	Затяните гайки, при необходимости замените прокладки и детали
			Х					Утечка масла на трассе подвода и слива масла из ТКР	Подтяните болты или гайки, замените дефектные детали
		Х	Х			Х	Х	Закоксовывание ротора турбины, узла уплотнения ТКР	Передайте в специализированное предприятие для диагностики или ремонта
Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Сильное загрязнение компрессорной и турбинной ступеней	Осторожно удалите загрязнение
Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Другие неисправности турбокомпрессора (заедание или заклинивание ротора, течь масла из выпускного компрессора и т.д.)	Передайте в специализированное предприятие для диагностики, замены или ремонта
		Х	Х			Х	Х	Плохая вентиляция картера	Устраните сопротивление, при необходимости замените дефектные детали
Х	Х							Неисправности в топливной аппаратуре	Отрегулируйте или замените неисправные узлы аппаратуры

Продолжение таблицы 2б.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Х	Х							Неправильная работа клапанов головки	Отрегулируйте работу клапанов головки цилиндров
Х	Х	Х	Х			Х	Х	Износ гильзы цилиндров и/или поршневых колец	Отрегулируйте согласно руководству к двигателю
Х	Х	Х	Х			Х	Х	Прогоревшие клапана и/или поршни	Отрегулируйте согласно руководству к двигателю

СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ (рис. 26) предназначена для отвода от двигателя отработавших газов и для снижения шума выпуска.

В систему входят:

- два приемных патрубка, установленные на корпус турбины ТКР;

- два металлорукава, компенсирующие взаимные перемещения двигателя и рамы автомобиля;

- правая и левая трубы, кронштейнами закрепленные к лонжеронам рамы автомобиля;

- прямоточный глушитель выпуска, изготовленный заодно с тройником, объединяющим правую и левую трубы, установлен на кронштейне, закрепленном на левом лонжероне;

- выпускная труба.

Рис. 26. Схема системы выпуска отработавших газов:

1 — приемный патрубок; 2 — корпус вспомогательного тормоза, 3 — металлорукав, 4 — правая труба, 5 - левая труба, 6 - глушитель выпуска; 7 — выпускная труба.

Между приемным патрубком и металлорукавом установлен корпус вспомогательного тормоза с заслонкой (рис. 27).

Рис. 27. Установка вспомогательного тормоза:

1 — корпус вспомогательного тормоза с заслонкой; 2 — пневмоцилиндр привода заслонки вспомогательного тормоза.

На автомобилях КамАЗ с двигателем мод. 740.11-240 установлен прямоточный комбинированный активно-реактивный глушитель. Активный глушитель работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую, что осуществляется установкой на пути газов перфорированных перегородок, в отверстиях которых поток дробится и пульсация газов затухает. В реактивном глушителе используется принцип акустической фильтрации звука. Этот глушитель представляет собой ряд акустических камер, соединенных последовательно.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ТОРМОЗ

Механизмы вспомогательного тормоза установлены между фланцами приемных патрубков и металлорукавов. Каждый механизм состоит из сферического корпуса и заслонки, закрепленной на валу. На валу заслонки закреплен также поворотный рычаг, соединенный со штоком пневмоцилиндра. Рычаг и связанная с ним заслонка имеют два фиксированных положения тормоза (рис. 28 и 29).

При выключении вспомогательного тормоза заслонка устанавливается вдоль потока отработавших газов, а при включении тормоза - поперек потока отработавших газов, препятствуя их выходу, тем самым обеспечивая возникновение противодавления в выпускной системе.

Рис. 28. Пневмоцилиндры привода заслонки вспомогательного тормоза (а) и привода рычага останова двигателя (б):

1 — крышка цилиндра, 2 — поршень, 3 — возвратные пружины, 4 — шток, 5 — корпус; 6 — манжета

Рис. 29. Механизм вспомогательного тормоза:

1 — корпус, 2 — поворотный рычаг, 3 — заслонка, 4 - вал.

Одновременно прекращается подача топлива. Двигатель начинает работать в режиме торможения.

Пневмоцилиндры приводят в действие механизмы вспомогательного тормоза. Используются пневмоцилиндры двух типов:

— с диаметром 35 мм и ходом поршня 65 мм — управляет заслонкой вспомогательного тормоза;

— с диаметром 30 мм и ходом поршня 25 мм — отключает подачу топлива.

Цилиндры закреплены с помощью пальцев. Работают эти цилиндры идентично: при подаче сжатого воздуха поршень перемещается и выдвигает шток, связанный с исполнительным органом; в исходное состояние поршень возвращается под действием возвратной пружины.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТОРМОЗА заключается в периодической проверке его крепления, вращения заслонки и работоспособности пневмоцилиндра.

Если заслонка вращается туго, вследствие отложения кокса на ее оси, следует снять корпус с заслонкой, очистить его, промыть в керосине, обдуть сжатым воздухом и установить на место.

Обслуживание системы газотурбинного наддува

В процессе эксплуатации двигателя внешним осмотром проверяется герметичность впускной и выпускной систем в местах соединений, надежность крепления, а при необходимости и подтяжка болтов и гаек крепления выпускных и впускных коллекторов, патрубков и турбокомпрессоров.

Работа турбокомпрессора оказывает существенное влияние на параметры и работоспособность двигателя. Неисправность турбокомпрессора может привести к поломке двигателя. Несмотря на то, что турбокомпрессоры не требуют в эксплуатации регулировок, необходимо систематически выполнять установленные заводом-изготовителем правила технического обслуживания двигателя и периодически контролировать на слух работу турбокомпрессоров. При ТО—2 необходимо проверить легкость вращения роторов турбокомпрессоров. Для этого надо снять приемную трубу глушителя. Затем проверить рукой, как вращается ротор в его крайних осевых и радиальных положениях. Ротор должен вращаться легко, без заеданий и касаний о неподвижные детали турбокомпрессора.

Подшипники турбокомпрессора весьма чувствительны к количеству и чистоте масла, поэтому необходимыми условиями нормальной работы подшипникового узла являются своевременная замена масла и фильтрующих элементов масляного фильтра двигателя, а также применение рекомендованных заводом-изготовителем марок масел.

При СТО турбокомпрессоры необходимо снять с двигателя для очистки центробежного компрессора. Агрегат рекомендуется снимать вместе с выпускным коллектором. Сняв корпус компрессора с корпуса подшипников сначала нужно проверить целостность лопаток колес и отсутствие погнутостей. При наличии поврежденных лопаток, необходимо заменить турбокомпрессор.

Очистку центробежного компрессора нужно начинать с удаления отложений с внутренней поверхности корпуса компрессора и крышки, а затем промыть их в дизельном топливе. Отложения с поверхностей лопаток колеса компрессора необходимо удалить волосяной щеткой, после чего промыть его в дизельном топливе.

Ввиду того, что ротор турбокомпрессора балансируется с высокой точностью, полная разборка и обслуживание агрегата должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приборы и обученный персонал.

Рекомендуемые режимы работы двигателя с турбонаддувом

Во избежание подсоса масла из турбокомпрессоров и попадания его в цилиндры двигателя, на проточные части компрессора и турбины, нельзя допускать длительной работы двигателя на режиме холостого хода. Это приводит к закоксовыванию поршневых колец, загрязненности проточной части компрессора и нагарообразованию на проточной части турбины.

При вынужденной работе двигателя на оборотах холостого хода (прогрев, накачка воздуха в баллоны тормозной системы и т. п.) необходимо поддерживать частоту вращения коленчатого вала не менее 1000—1200 об./мин.

Перед остановкой двигателя после его работы под нагрузкой, необходимо установить режим холостого хода длительностью не менее 3-х минут во избежание перегрева подшипника турбокомпрессора и закоксовывания ротора. Резкая остановка двигателя после работы под нагрузкой запрещается.

Рис. 30. Схема системы охлаждения:

1 — паровоздушная трубка от радиатора к расширительному бачку; 2 — трубка отвода жидкости из компрессора в расширительный бачок, 3 — компрессор; 4,6 — водяные трубы соответственно правая и левая; 5 - водяная соединительная труба; 7 — перепускная труба термостатов; 8 — водяной насос; 9 — колено отводящего патрубка водяного трубопровода; 10 — вентилятор; 11 —водомасляный теплообменник; 12 — подводящая труба правого ряда цилиндров; 13 — патрубок подводящей трубы; 14 — головка цилиндра; 15 — включатель гидромуфты привода вентилятора; 16—коробка термостатов; 17 — патрубок отвода охлаждающей жидкости из бачка в насос; 18 — патрубок отбора охлаждающей жидкости в отопитель; 19 — перепускная труба из расширительного бачка в водяной насос; 20 — расширительный бачок; 21 — паровоздушная пробка; 22 — термостаты; 23 — патрубок подвода охлаждающей жидкости из отопителя.