т.: +38 (0619) 44-27-00
т./ф.: +38 (0619) 44-27-77
моб.: +38 (067) 613-20-95

Украина, г.Мелитополь

История.

     ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРА

Оглавление:

1. Описание турбокомпрессора.
2. Преимущества турбокомпрессорного двигателя.
3. Хранение и упаковка турбокомпрессора.
4. Обслуживание двигателя перед установкой турбокомпрессора.
5. Установка турбокомпрессора.
6. Эксплуатация и сервис турбокомпрессора.
7. Обслуживание турбокомпрессора.


ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРА

Мощность, которую может развить двигатель внутреннего сгорания, зависит от количества воздуха и топлива, которые поступают в двигатель. Таким образом, добиться повышения мощности можно, увеличив количество этих компонентов. Увеличение количества топлива совершенно бессмысленно, если одновременно не увеличивается количество воздуха для его сгорания. Поэтому одним из решений проблемы повышения мощности двигателя является увеличение количества воздуха, поступающего в цилиндры, при этом можно сжечь больше топлива и получить, соответственно, большую энергию. Это подразумевает, что необходимый для сгорания топлива воздух должен быть сжат перед подачей в цилиндры.

Турбокомпрессор был впервые сконструирован швейцарским инженером Бюши еще в 1905 году, но только много лет спустя он был доработан и использован на серийных двигателях с большим рабочим объемом. В принципе, любой турбокомпрессор состоит из центробежного воздушного насоса и турбины, связанных при помощи общей жесткой оси между собой. Оба эти элемента вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью. Энергия потоков отработавших газов, которая в обычных двигателях уходит в выхлоп, а здесь преобразуется в крутящий момент, приводящий в действие компрессор. Происходит это так: выходящие из цилиндров двигателя отработавшие газы имеют высокую температуру и давление, они разгоняются до большой скорости и вступают в контакт с лопатками турбины, которые и преобразуют их кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент).

Это преобразование энергии сопровождается снижением температуры газов и их давления. Компрессор засасывает воздух через воздушный фильтр, сжимает его и подает в цилиндры двигателя. Количество топлива, которое можно смешать с воздухом, при этом можно увеличить, что позволяет двигателю развивать большую мощность. Кроме того, улучшается процесс сгорания, что позволяет увеличить характеристики двигателя в широком диапазоне чисел оборотов.

Между двигателем и турбокомпрессором существует связь только через поток отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора напрямую не зависит от числа оборотов двигателя и характеризуется некоторой инерционностью, т.е. сначала увеличивается подача топлива, увеличивается энергия потоков отработавших газов, а затем уже увеличиваются обороты турбины и давление нагнетания. В цилиндры двигателя поступает еще больше воздуха, что дает возможность увеличить подачу топлива.

Подача и давление воздуха в турбокомпрессоре без регулирования давления надува, прямо пропорциональны энергии отработавших газов, т.е. числу оборотов турбины. Для двигателей, работающих в широком диапазоне оборотов (например, в легковом автомобиле), высокое давление надува желательно даже на низких оборотах. Именно поэтому будущее принадлежит турбокомпрессорам с регулируемым давлением. Небольшой диаметр современных турбин и специальные сечения газовых каналов, способствуют уменьшению инерционности, т.е. турбина быстро разгоняется и давление воздуха очень быстро достигает требуемого значения. Регулировочный клапан следит за тем, чтобы давление надува не возрастало выше определенного значения, при превышении которого двигатель может быть поврежден.

1ОПИСАНИЕ ТУРБОКОМПРЕССОРА вверх

Среди ведущих мировых производителей и разработчиков дизельных двигателей в 90-е годы сформировалась концепция, что система турбонаддува рассматривается как средство форсирования двигателей, и подавляющее большинство современных базовых моделей дизелей проектируются и разрабатываются с наддувом. При этом система турбонаддува является неотъемлемым компонентом современного экологически чистого двигателя.

Смысл наддува двигателя внутреннего сгорания - принудительная подача сжатого воздуха в цилиндры двигателя за счет использования энергии выхлопных газов. Тем самым обеспечивается полнота сгорания увеличенной дозы топлива, что позволяет при прежнем рабочем объеме и тех же оборотах двигателя получать большую мощность.

Турбокомпрессор состоит из осерадиального центробежного компрессора и радиально-осевой турбины, связанных между собой при помощи общей <жесткой> оси, называемой валом ротора.

При работе двигателя с турбонаддувом выхлопные газы подаются в турбину, где отдают часть своей энергии, раскручивая ротор турбокомпрессора, а затем поступают через приемную трубу в глушитель. На одном валу с лопаточным колесом турбины находится колесо компрессора, которое засасывает воздух через воздушный фильтр и подает в двигатель под давлением.

Подшипник турбокомпрессора смазывается маслом от системы смазки двигателя.

Колесо турбины отлито из жаропрочного никелевого сплава и приварено к валу ротора. Колесо компрессора отлито из алюминиевого сплава и закреплено на валу ротора с помощью специальной гайки.

Чтобы справиться с переходными режимами работы двигателя, стараются уменьшить массу колеса турбины - тогда оно быстрее будет раскручиваться выхлопными газами.

Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработанные газы, тем быстрее будет вращаться турбина, тем больше воздуха будет нагнетать компрессор.

Подача и давление воздуха в турбокомпрессор без регулирования давления наддува прямо пропорциональны энергии отработавших газов, т.е. числу оборотов турбины.

Несмотря на довольно простой принцип работы, турбокомпрессор представляет собой довольно сложное устройство. Необходима не только очень точная подгонка всех деталей внутри турбокомпрессора, но и идеально согласованная работа турбокомпрессора и двигателя внутреннего сгорания, на котором он устанавливается.

Сам турбокомпрессор предназначен исключительно для использования на двигателях внутреннего сгорания. Учитывая то, что ДВС, снабженный турбокомпрессором, образует термодинамическую конструкцию: <двигатель - ТКР>, функции которых тщательно взаимно согласованы, можно устанавливать данный тип ТКР только на тот двигатель, для которого он был предназначен.

2ПРЕИМУЩЕСТВА ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ вверх

Двигатель с турбокомпрессором - лучше, потому что:

  • маленький двигатель с турбокомпрессором обеспечит мощность большого, а большой двигатель станет еще мощнее (на 20-50 %);
  • ДВС с ТКР имеет пониженный выброс вредных веществ в атмосферу (т.к. турбокомпрессор вырабатывает дополнительный воздух в двигатель, тем самым более полным и безотходным становиться сгорание топлива);
  • обеспечивается дополнительная экономия топлива на 5-20 % (чем больше объем двигателя, тем выше будет теплоотдача и трение. Небольшие двигатели с турбокомпрессором эффективнее переводят энергию сжигаемого топлива в полезную мощность, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия);
  • двигатель с установленным турбокомпрессором теряет меньше мощности и работает более стабильно при работе на местности с большими высотами, чем его атмосферный аналог;
  • сам турбокомпрессор является глушителем шума в системе выпуска двигателя.

Конструкторы без устали продолжают поиск новых решений. Поскольку температура отработавших газов современных двигателей иногда превышает 1400 градусов, создаются роторы из высокопрочной керамики, термостойкой и легкой.

3ХРАНЕНИЕ И УПАКОВКА ТУРБОКОМПРЕССОРАвверх

Все отверстия турбокомпрессора при хранении должны быть закрыты технологическими заглушками.

Упакованный турбокомпрессор должен храниться в сухом, проветриваемом складе с относительной влажностью 54-75 % без наличия агрессивных веществ. Складское помещение не должно подвергаться непосредственному влиянию погодных условий.

За дефектность механизмов из-за коррозийных и прочих воздействий, которые возникают на основе несоответствующего хранения на складе, продавец ответственность не несет.

Срок хранения - 1 год.

4ОБСЛУЖИВАЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕД УСТАНОВКОЙ ТУРБОКОМПРЕССОРАвверх

Обслуживание двигателя перед установкой турбокомпрессора необходимо для увеличения срока службы турбокомпрессора. Поэтому перед установкой нового (восстановленного) турбокомпрессора следует:

прочистить и промыть трубку подвода масла к турбокомпрессору, заменить прокладки на штуцерах;

проверить состояние масло сливной трубки из турбокомпрессора (резкие изгибы, скручивания, обжатия и засорения трубки не допускаются!). Прочистить и промыть трубку. Заменить паронитовую прокладку на фланце трубки;

ВНИМАНИЕ : Отверстие в прокладке должно быть не меньше отверстия сливной трубки. Категорически запрещается использовать герметик для герметизации на подводе и сливе масла.

5УСТАНОВКА ТУРБОКОМПРЕССОРАвверх

Перед установкой турбокомпрессора необходимо снять с него все транспортные заглушки. Внимательно осмотреть места присоединения турбокомпрессора на дизеле, убедиться в отсутствии посторонних предметов в газовых, воздушных и масляных каналах.

Рекомендуем производить установку турбокомпрессора на специализированных ремонтных предприятиях, имеющих лицензию на данный вид выполняемых работ. Если же Вы решили самостоятельно произвести установку турбокомпрессора, то необходимо соблюдать следующие условия:

  • турбокомпрессор подсоединяется к выпускному коллектору двигателя входным фланцем корпуса турбины. Во время установки турбокомпрессора придерживайтесь вертикального положения оси фланцев подвода и слива масла. Не пытайтесь изменять конструкцию маслопроводов
  • конструкция подачи и стока масла к/от корпуса подшипников осуществлена изготовителем двигателя так, что отвечает техническим условиям и обеспечивает исправную работу смазки ТКР.

ВНИМАНИЕ : Не пользуйтесь уплотнительными замазками!

  • проведите заполнение маслом турбокомпрессора, наливая сплошной струей 40 г моторного масла той же марки, которая используется в двигателе, во входной фланец корпуса подшипников (масло подводящее отверстие), затем через 3-4 минуты проверните ротор рукой. Вращение ротора должно быть легким, без заеданий.
  • перед установкой турбокомпрессора на двигатель проверьте, все ли трубопроводы (подача/сток масла, впуск/выпуск компрессора и турбины) чистые и нет в них никаких инородных тел.
  • после установки на дизель проверить герметичность соединений воздушного тракта перед турбокомпрессором и за ним.
  • после установки восстановленного (нового) турбокомпрессора, запустить двигатель и дать поработать на 1000-1100 об/мин в течение 15-20 минут. Давление масла должно быть не менее 0,8 кг/см 2 . Проверить отсутствие подтекания масла в соединениях.

6ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СЕРВИС ТУРБОКОМПРЕССОРАвверх

Турбокомпрессор работает в тяжелых условиях: высокая температура отработавших газов и большая частота вращения вала. Масло, подаваемое в турбокомпрессор для смазки и охлаждения, забирается из масляной системы двигателя, необходимо, чтобы оно было всегда чистым и соответствовало требованиям, предъявляемым изготовителем двигателя.

  • турбокомпрессор на протяжении эксплуатации не требует дополнительного ухода и обслуживанию не подлежит. Капитальный ремонт турбокомпрессора проводится одновременно с капитальным ремонтом двигателя.
  • срок службы турбокомпрессора совпадает со сроком службы двигателя, если только нет других указаний в инструкции по пользованию двигателя/транспортного средства, предоставленного изготовителем двигателя/транспортного средства.
  • без необходимости не проводите демонтаж турбокомпрессора.
  • не проводите на турбокомпрессоре никаких ремонтов и изменений, а также регулировок механизма перепуски газа.
  • установку турбокомпрессора проводите согласно инструкции по установке или доверьте эту работу специализированному ремонтному предприятию, имеющему лицензию на данный вид выполняемых работ
  • руководствуйтесь рекомендациями данными в инструкции по обслуживанию двигателя/ транспортного средства, изданной изготовителем двигателя/транспортного средства.
  • проводите замену масла в соответствии с рекомендациями изготовителя двигателя.
  • проводите замену/обслуживание оборудования для очистки масла в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.
  • проводите правильный контроль давления смазочного масла в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.
  • проводите правильный контроль/замену оборудования для очистки воздуха в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.
  • поврежденные трубопроводы подачи и стока масла, либо поврежденные трубопроводы подсоединенные к впуску/выпуску компрессора/турбины, немедленно замените.
  • не давайте высокую нагрузку двигателя сразу после запуска. Производите запуск на режиме холостого хода.

 

ВНИМАНИЕ :  Перед остановкой двигателя с турбокомпрессором нельзя делать перегазовку. Необходимо перейти на холостой режим работы двигателя, дать поработать на нем 2 минуты и затем только остановить двигатель.

  • ремонт турбокомпрессора возможен только в условиях специализированной мастерской квалифицированным персоналом.

7ОБСЛУЖИВАНИЕ ТУРБОКОМПРЕССОРАвверх

Если автомобиль нуждается в ремонте, а все признаки указывают на то, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден турбокомпрессор или нет. Это можно сделать, пользуясь таблицей поиска неисправностей турбокомпрессоров.

Чтобы новый турбокомпрессор, установленный вместо неисправного, работал долгое время, необходимо придерживаться следующих правил:

содержать турбокомпрессор в чистом виде;

регулярно проверять герметичность соединений воздушного тракта перед турбокомпрессором и за ним, при необходимости подтянуть хомуты;

регулярно проверять герметичность соединений трубопроводов подвода и слива масла турбокомпрессора;

не допускать продолжительной работы дизеля на холостом ходу во избежание попадания смазочного масла в компрессор, так как в режиме холостого хода возможно разрежение в корпусе компрессора.

ВНИМАНИЕ :   При работе в условиях сильной запыленности (пахота, уборка и др.) необходимо ежедневно продувать сжатым воздухом фильтрующий элемент воздухоочистителя.