Обложка и титульный лист текст научн док., 0

Подп. и дата
Инв.№ дубл.
Взам.инв.№
Подп. и дата
Инв.№ подл.

IV.Технологический процесс ремонта турбокомпрессора ТК-34

4.1 Назначения и конструкция турбокомпрессора ТК-34

Назначение иприменение турбокомпрессора ТК-34 Агрегат, объединяющий осевую одноступенчатую реактивную газовую турбину и центробежный одноступенчатый компрессор (нагнетатель), называется турбокомпрессором. Производства турбокомпрессоров в нашей стране организовано на специализированных предприятиях. На тепловозных дизелях устанавливаются турбокомпрессоры унифицированного ряда ТК с осевой газовой турбиной и центробежным нагнетателем, имеющие высокой к.п.д. и обеспечивающие высокую надежность. Внутри каждого типа компрессоров может существововать несколько модификации, различающихся главным образом конструкцией корпусов, монтажных фланцев и рабочими характеристиками, в зависимости от расположения цилиндров дизеля, а также его параметров.

Рис.4.1. Турбокомпрессор ТК-34 дизеля 10Д100 в разрезе
На тепловозные дизели устанавливают четыре типоразмера турбокомпрессоров: ТК-23, ТК- 34. Буквы ТК означают турбокомпрессор, а цифры 23, 34 и т. - диаметр колеса компрессора в сантиметрах. Остов турбокомпрессора состоит из корпуса компрессора, среднего корпуса и корпуса Трубины, Правильное соосное расположение корпусов при сборке обеспечивается центрирующими буртами; корпуса соединены между собой болтами. Средний корпус служит для размещения в нем подшипников и деталей системы уплотнений, он образован верхней и нижней половинами, которые стыкуется по горизонтальной диаметральной плоскости и скрепляются друг с другом болтами. К корпус компрессора, прирсоединиондвухзаходный патрубок по которому воздух всасывается в компрессор; патрубок соединион с воздухоочистителями, установленными на боковых стенках кузова тепловоза. В патрубок вмонтирована труба по которой газы отсасываются из катера дизеля. Корпус турбокомпрессора и проставок образуют так называемую воздушную улитку, по которой сжатый воздух поступает через трубу в охладитель надувного воздуха и далее во впускной ресивер дизеля.
Турбокомпрессор (рис.4.2.) предназначен для подачи воздуха в дизель под избыточным давлением с целью увеличения мощности и экономичности дизеля. Он расположен на кронштейне с переднего торца дизеля и состоит из одноступенчатой осевой турбины, работающей за счет энергии выпускных газов, и одноступенчатого центробежного компрессора. Колесо компрессора и диск турбины смонтированы на одном валу ротора. Принцип работы турбокомпрессора заключается в следующем: отработанные газы из цилиндров дизеля по коллекторам я газовой улитке поступают к сопловому аппарату, в сопловом аппарате расширяются, приобретая необходимое направление и высокую скорость и направляются на лопатки рабочего колеса турбины, приводя во вращение ротор. Газы из турбины выходят по выпускному патрубку в глушитель, а затем в атмосферу. При вращении ротора воздух засасывается через входной патрубок в колесо компрессора, где воздуху сообщается дополнительная кинетическая энергия и происходит основное повышение

Рис.4.2. Турбокомпрессор ТК34

1,2,29-фланцы; 3-пробка; 4-подшипник опорно-упорный; 5,38-шпильки; 6,11-проставки; 7-патрубок входной; 8,13,14,16,18,20,24,36,39-болты; 9-улитка воздушная; 10-прокладка регулировочная; 12,25-дифузоры; 15,19-корпуса; 17-улитка газовая; 21-патрубок выпускной; 22-штифт; 23,35-втулки; 24-сопловой аппарат; 26-шайба; 27-ввертыш; 28-подшибник опорный; 30,31,44,45-прокладки; 32,37-кольца резиновые; 33,40-рукова; 41-штуцер; 42-рым; 43-труба жаровая; д, н,с, х,т-каналы; в, е,и, к,л, у-полости; ж, п,р, ф,ш-отверстия; м-лапа.

Давления. В диффузоре и воздушной улитке вследствие уменьшения скорости воздуха давление дополнительно повышается. Из компрессора воздух подается в охладитель наддувочного воздуха и далее в цилиндры дизеля. Статор турбокомпрессора состоит из среднего корпуса, корпуса турбины и корпуса компрессора.

Средний корпус состоит из корпуса 15 и газовой двухзаходной улитки 17, В среднем корпусе установлены бронзовые подшипники опорно-упорный 4 и опорный 28, которые состоит из двух половин, центрируются втулками 35 и крепятся болтами 39 к нижней половине корпуса; сопловой аппарат 24 и лабиринт.
Опорные поверхности подшипников покрыты сплавом олова и свинца; торцы опорно-упорного подшипника имеют баббитовую заливку, смазываются подшипники маслом. Поступающим из масляной системы дизеля через штуцер 41. Из подшипников масло сливается в полость к и далее в картер дизеля.
Корпус 15 охлаждается водой, поступающей по каналу и. Стык в районе отверстий и для перетока воды уплотнен резиновыми кольцами 37. Из корпуса вода выходит по каналу М в холодильную камеру тепловоза.
Корпус турбины имеет корпус 19, диффузор 25 и выпускной патрубок 21, который покрыт теплоизоляционным материалом. В корпусе 19 вставлены жаровые трубы 43 для прохода газа из выпускных коллекторов в газовую улитку. Корпус турбины охлаждается водой, поступающей из системы охлаждения дизеля по отверстию Ж в полость корпуса и выходящей из него через отверстие Ш.
Корпус компрессора состоит из воздушной улитки 9, входного патрубка 7 и лопаточного диффузора. Диффузор имеет проставок 11 и приклепанный к нему диск с лопатками. Полость за колесом компрессора отделяется от полости за диффузором резиновым кольцом 32. Входной патрубок двухзаходный, имеет канал Д, по которому газы отсасываются из картера дизеля.
Ротор состоит из вала, колеса компрессора с вращающимся направляющим аппаратом (ВНА), диска турбины с рабочими лопатками, упорной и лабиринтовой втулок. Шейки вала ротора, упорный торец вала и канавки под уплотнительные кольца азотированы для повышения их твердости и износостойкости.
Колесо компрессора и ВНА насажены на шлицы с натягом. В ручьях на валу и упорной втулке установлены разрезные уплотнительные кольца. Система уплотнений служит для предотвращения попадания масла и газовые и воздушные полости турбокомпрессора, а также для уменьшения утечек газа и воздуха в масляную полость подшипников и далее в картер дизеля. Полость высокого давления за колесом компрессора изолирована от масляной полости лабиринтовым уплотнением, которое препятствует просачиванию выпускных газов в масляную полость.
Для уменьшения износа уплотнительных колец воздух из полости с выпускается по отверстию Р и рукаву 40 в полость всасывания компрессора. С целью снижения утечки выпускного газа и масляную полость и предотвращения подсоса масла в полость турбины па режимах малых нагрузок дизеля и полость и по отверстию в корпусе подводится воздух из полости высокого давления за колесом компрессора.
В корпус трубины прикреплены болтами обод и выпускной патрубок. Сопловой аппарат и турбинное колесо расположены внутри обода, образуя проточную часть газовой турбины. Сопловой аппарат отлит из жаропрочной стали и состоит из двух половин. Газовая двухпоточная улитка присоединена болтами к среднему корпусу; к ней поступают отработавшие газы из выпускных коллекторов дизеля через жаровые трубы, вотированные в отверстия корпуса.
Газовая улитка и жаровые трубы предохраняют алюминиевый корпус от соприкосновения с горячими газами. В плотностях среднего корпуса и корпуса турбины циркулирует вода, которая подводится из системы охлаждения дизеля; это позволяет уменьшить тепловые деформации корпуса. Выпускной патрубок отлит из стали и покрыт теплоизоляционным асбестовым слоем и стеклотканью. Вал ротора откован из легированной стали; он имеет две опорные шейки. Колесо компрессора изготовлено из дюралюминия, настенно на шлицы вала и закреплено гайкой. Колесо турбины выполнено из жаропрочной аустенитной стали, посажено на. вал с натягом и зафиксировано штифтами. Рабочие лопатки газового колеса изготовлены из жаропрочного сплава и укреплены на диске турбинного колеса при помощи елочных замков. Для превращения утечек воздуха и проникновения газов в, масляную полость подшипников при повышенных нагрузках или масла в воздушную и газовую полости при малых нагрузках служат лабиринтные и упругие кольца. Лабиринтные уплотнение расположение на торцовой части колеса компрессора и внутренней стороне диска турбинного колеса.
Принцип действия турбокомпрессор одного унифицированного ряда одинаков. Газовая Трубина является лопаточным тепловым двигателем, который преобразует тепловую энергию газового патока в механическую работу. Элементами, преобразующими энергию газа в турбине, является сопловой аппарат и рабочее колесо с лопатками по окружности. Газовый тракт- сопловой аппарат, зазор , межлопаточные каналы - называется проточной частью турбины. Г аз из выпускного коллектора дизеля поступает в сопловой аппарат. Работа турбокомпрессора происходит следующим образом. Отработавшие газы из дизеля поступает в газопремный корпус а оттуда на лопатки соплового аппарата и далее на лопатки турбины. В сопловом аппарате скорость газа значительно результате чего струя газа давит на лопатки колеса турбины, заставляя его вращается. Отработащие газы через выпускной патрубок удаляются в атмосферу. При вращение ротора вращается и рабочее колесо компрессора, которое засасывает воздух через каналы, воздух поступает в охладитель, а затем в надувочный коллектор и далее в цилиндры дизеля. Подшипники вала ротора смазываются маслом, которое поступает из масляной системы дизеля. При работе дизеля на номинальной мощности ротор турбокомпрессора вращается с частотой 18000- 20000 об/мин, поэтому он требует после изготовления точной динамической балансировки, Ротор имеет по концам цапфы, которыми он опирается на подшипники. Поверхности цапф закалена токами высокой частоты.