Диплом_Марков (1231052), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Турбокомпрессоры К1, К2 и К3 (первые восемь модификаций) предназначены для автотракторных двигателей, причем 40% используется на двигателях легковых автомобилей, в том числе бензиновых. Основные параметры турбокомпрессоров К1, К2, К3 приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.5 – Параметры турбокомпрессоров фирмы Холсет

Модель	Мощность двигателя, кВт	Диаметр колеса компрессора, мм	Масса ТКР, кг	Степень повышения давления	Подача компрессора при , кг/с
H1D, H1C	60…130	60…65	6…9	2,5	0,05...0,26
H2A	118…200	72	9	3,0	0,12...0,39
H2C	148…280	80	15	3,0	0,13...0,4
H3B	185…405	94…102	19	3,5	0,17...0,71
H4	515	122	26	3,5	0,29...0,86

Таблица 1.6 – Параметры турбокомпрессоров фирмы ККК

Модель	Максимальная степень повышения давления	Диапазон мощности двигателя, кВт	Наружный диаметр колеса компрессора, мм	Масса турбокомпрессора, кг
К14	2,5	20...50	50	4,7...4,9
К24	3,5	50…100	60	5,2...6,6
К26	3,5	70…120	66	6,4...6,8
К27	3,5	80…170	72	8,2...10,9
К28	3,5	120…220	80	8,6...11,9
К34	3,5	130…240	89…92	15
К36	3,5	220…320	92…102	17...18
К37	3,5	280…420	–	–

Турбокомпрессоры ККК имеют достаточно высокие показатели, так у ТКР модели К36 в интервале расходов воздуха 0,1...0,5 кг/с при степени повышения давления 1,4...2,0, КПД компрессора составляет 0,77...0,80; эффективный КПД турбины – 0,68...0,72.

1 – колесо компрессора; 2 – корпус подшипников; 3 – корпус турбины;

4 – экран; 5 – колесо турбины; 6 – втулка подшипников

Рисунок 1.5 – Турбокомпрессор мод. К26

1.3 Методика экспериментального исследования турбокомпрессора на безмоторной установке

Одним из способов получения характеристики турбокомпрессора является его испытание на безмоторной установке [4]. Преимущества этого метода заключаются в простоте оборудования стенда и возможности испытывать весь агрегат наддува в целом, без разделения его на составные части. Однако этот метод имеет и свои недостатки: требуется более высокая точность замера параметров газа на входе и выходе из турбины; необходимо правильно выбрать места замера этих параметров для получения надежных значений их среднемассовых величин; отсутствуют пульсации выхлопных газов, подаваемых на турбину, характерных для поршневых двигателей.

В основу данной методики положено совместное испытание турбины и компрессора на безмоторной установке, где турбина работает от газов, получаемых в специальной камере сгорания, а роль тормоза выполняет компрессор турбокомпрессора. Безмоторная установка была создана в лаборатории тепловых двигателей МАИ. В качестве объекта испытания был выбран турбокомпрессор немецкой фирмы «Эбершпехер».

1.3.1 Опытная установка

Безмоторная установка состоит из следующих основных элементов (рис. 1.6): испытуемого турбокомпрессора, топливной системы и специального приводного центробежного компрессора, подающего воздух в особую камеру сгорания, которая необходима для получения определенного количества рабочего газа заданных параметров для испытуемого турбокомпрессора.

Принцип действия установки следующий. Воздух из центробежного компрессора 1, приводимого во вращение электромотором переменного тока, через ресивер 3 поступает в камеру сгорания 4, куда одновременно впрыскивается топливо через форсунку 5. Впрыск в камеру осуществляется топливным насосом 7 с приводом от электромотора. Из камеры сгорания рабочие газы поступают в турбину турбокомпрессора, откуда отводятся в атмосферу.

Режим работы турбины устанавливается изменением расхода и температуры газа. Изменение расхода газа через турбину достигается различной подачей воздуха в камеру сгорания, путем перепуска его в атмосферу через дроссельное устройство 2. Необходимая температура рабочих газов, поступающих из камеры сгорания в газовую турбину ТК, устанавливается изменением количества топлива впрыскиваемого в камеру сгорания.

Для выравнивания поля температур и давлений и получения более достоверных среднемассовых их значений на выходе из турбины ТК была установлена спрямляющая решетка.

Для устранения тепловых потерь в окружающую среду трубопроводы на участках от пламегасителя до входа в турбину и на выходе из турбины, а так же от компрессора до ресивера 14 были теплоизолированы.

Мощность, развиваемая турбиной, поглощается компрессором ТК, который выполняет роль воздушного тормоза.

Работа компрессора ТК осуществляется следующим образом. Воздух поступает из атмосферы по воздухопроводу через ресивер 13 и далее из компрессора отводится в окружающую среду через ресивер 14. Для изменения расхода через компрессор во входном трубопроводе установлена дроссельная заслонка.

1 – приводной центробежный компрессор; 2 – перепускной кран; 3 – воздушный ресивер; 4 – камера сгорания; 5 – свеча зажигания; 6 – форсунка; 7 – топливный насос; 8 – весы для замера расхода топлива; 9 – камера сгорания; 10 – турбокомпрессор; 11 – кран перепуска воздуха из компрессора в турбину; 12 – датчик числа оборотов ротора ТК; 13 – ресивер на входе в компрессор; 14 – ресивер на выходе из компрессора

Рисунок 1.6 – Схема для установки турбокомпрессоров

1.3.2 Краткое описание конструкции турбокомпрессора фирмы «Эбершпехер»

Турбокомпрессор фирмы «Эбершпехер» (рис. 1.7) состоит из тур­бины, компрессора и объединяющего их в одно целое корпуса подшипников. Турбина (фиг. 1.8) центростремительная, импульсная. Рабочее колесо турбины полузакрытого типа, имеет семнадцать лопа­ток и изготовлено из жаропрочной стали как одно целое с валом. Сопловой аппарат крепится при помощи двух болтов к корпусу тур­бины и представляет собой стальной венец с расположенными на нем восемнадцатью сопловыми лопатками. Сопловые лопатки левой половины несколько отличны от правой (см. рис. 1.8) и имеют форму, обеспечивающую меньшие потери при резком изменении течения газа, которое наблюдается в этой половине. Корпус турбины отлит из серого чугуна и располагает двумя раздельными входами газа.

1 – кран перепуска воздуха из компрессора в турбину

Рисунок 1.7 – Турбокомпрессор фирмы «Эбершпехер»

Рисунок 1.8 – Турбина ТК фирмы «Эбершпехер»

Компрессор центробежный со щелевым безлопаточным диффузором. Рабочее колесо полузакрытого типа, имеет двенадцать лопаток и посажено на вал турбины консольно. Как корпус компрес­сора, так и его колесо изготовлены из алюминиевого сплава.

Вал турбины и компрессора вращается в подшипниках качения, помещенных в чугунном корпусе в упругих постелях. Упругие постели представляют собой набор стальных пру­жинных разрезных колец. На наружные обоймы подшипников на­прессованы стальные кольца с шипами для предотвращения их проворачивания относительно корпуса. К корпусу подшипников при помощи болтов крепятся с одной стороны корпус компрессора, а с другой — корпус турбины. Необходимое количество масла для смазки подшипников – 190 см³ — заливается в корпус подшипников.

Для устранения проникновения выхлопных газов в корпус под­шипников, а также для частичного охлаждения диска рабочего ко­леса турбины воздух из компрессора под давлением подается в по­лость «А» (см. рис. 1.7). Стрелками показано направление течения воздуха из компрессора к диску турбины (при давлении за рабочим колесом компрессора, большем, чем на входе в турбину).

Допустимая максимальная температура выхлопных газов по дан­ным фирмы «Эбершпехер» равна 700°С, а максимальное число обо­ротов — 40000 об/мин.

1.3.3 Основные данные турбокомпрессора фирмы «Эбершпехер»

Турбина:

Тип турбины — радиальная центростремительная, с рабочим колесом полузакрытого типа

Диаметр отверстий на входе в ресивер турбины (2 отверстия) – 55мм.

Рабочее колесо турбины:

Число рабочих лопаток – 17;

Наружный диаметр на входе – 120 мм;

Наружный диаметр на выходе – 92 мм;

Диаметр ступицы – 35 мм.

Сопловой аппарат турбины:

Внешний диаметр соплового венца – 164 мм;

Внутренний диаметр соплового венца – 126 мм;

Число лопаток – 18

Компрессор:

Тип компрессора – центробежный с рабочим колесом полузакры­того типа

Рабочее колесо компрессора:

Число рабочих лопаток – 17;

Внешний диаметр – 130 мм;

Диаметр ступицы – 27 мм;

Характеристики

Список файлов ВКР