Турбокомпрессор предназначен для наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) различного назначения: транспортного, сельскохозяйственного, строительного, морского, специального и т. д.

Наддув – Повышение давления (и плотности) воздуха на впуске в двигатель внутреннего сгорания, что позволяет увеличить количество сжигаемого топлива, а значит и мощности, снимаемой с единицы объёма двигателя.

Компрессор (нагнетатель) – Механизм для сжатия и подачи воздуха под давлением.

Турбо – Обозначает, что применяется газотурбинный наддув, при котором отсутствует механический привод компрессора. Мощность на привод компрессора получается при срабатывании части остаточной энергии отработавших газов двигателя в турбине турбокомпрессора и передаётся на компрессор через общий вал – ротор.

​Помимо собственно увеличения мощности двигателя наддув способствует также улучшению качества рабочего процесса ДВС, т. е. увеличению полноты сгорания, КПД цикла и снижению выбросов вредных веществ с отработавшими газами. Газотурбинный наддув также позволяет существенно уменьшить расход топлива по сравнению с безнаддувным двигателем при той же мощности, т. к. на привод компрессора используется энергия отработавших газов, которые в безнаддувном двигателе выбрасываются в атмосферу. Механический привод компрессора, который также применяется в ДВС, требует расхода части мощности двигателя для своей работы, что увеличивает расход топлива.

Принципиальная схема работы турбокомпрессора показана на рис. 1.

Рисунок 2 – Конструкция турбокомпрессора (пример)

Турбокомпрессоры состоят из трёх основных элементов:

• Компрессор, включающий корпус компрессора (1), рабочее колесо (2) и заднюю стенку (3). Компрессор, обеспечивает сжатие воздуха на входе в двигатель для увеличения массы свежего заряда.

• Турбина, включающая корпус турбины (4), рабочее колесо (5) и экран (6). Турбина обеспечивает преобразование части тепловой энергии отработавших газов двигателя в механическую работу вращения рабочего колеса. Рабочие колёса компрессора и турбины связаны общим валом – ротором (7), поэтому крутящий момент от рабочего колеса турбины передаётся на колесо компрессора и обеспечивает его работу.

• Корпус подшипников (8), служащий для крепления корпусов компрессора и турбины, а также имеющий места для установки радиальных (9) и упорного подшипников (10) ротора и каналы для подвода масла к ним.

Для турбокомпрессоров часто применяется сокращённое обозначение ТКР – ТурбоКомпрессор Радиальный. Последнее слово в этом обозначении характеризует тип применяемой турбины – «радиально-осевая», т. е. с радиальным входом газа в рабочее колесо и осевым выходом. Такая турбина чаще всего применяется в турбокомпрессорах для двигателей автомобильного и сельскохозяйственного назначения. Для больших двигателей также применяются турбокомпрессоры с осевой турбиной (осевой вход и выход). Для таких турбокомпрессоров применяется сокращение ТК.

Компрессор в турбокомпрессорах ДВС практически всегда центробежного типа – с осевым входом воздуха в рабочее колесо и радиальным выходом.

​Турбокомпрессор – энергонасыщенный агрегат. Мощность, передаваемая от турбины к компрессору, может составлять до 30% мощности самого двигателя. Давление на выходе компрессора и на входе в турбину может достигать ~ 4 атм. Температура воздуха на выходе из компрессора до 1500С, а газа на входе в турбину до 7500С для дизелей, и до 10500С для бензиновых и газовых двигателей. Частота вращения ротора до 250 000 об/мин для ТКР с диаметром колеса компрессора ~ 50 мм, и до 70 000…90 000 об/мин для ТКР с диаметром колеса компрессора ~ 90…100 мм.

Детали компрессорной ступени, как правило, изготавливаются из алюминиевых сплавов. Корпус турбины – высокопрочный чугун. Рабочее колесо турбины из термостойкого сплава на основе никеля. Ротор стальной, с упрочнением поверхности закалкой или азотированием. Рабочее колесо турбины и ротор соединяются друг с другом сваркой трением или лазерной сваркой. Рабочее колесо компрессора крепится на роторе гайкой вместе с пакетом деталей упорного подшипника. Корпус подшипников – чугунный, возможно с полостями для жидкостного охлаждения. Для подшипников чаще всего применяется свинцово-оловянистая бронза БрО10С10.

Смазка подшипников – под давлением, масло из системы смазки двигателя. Уплотнение ротора для предотвращения попадания масла в компрессорную и турбинную ступень – чугунными разрезными кольцами.

​С учётом высокой частоты вращения ротора особые требования предъявляются к балансировке ротора, которая выполняется в несколько переходов:

• Балансировка отдельно колеса компрессора и ротора.

• Балансировка ротора в сборе с колесом компрессора.

• Проверка величины остаточного дисбаланса и максимальных значений виброускорений, добалансировка картриджа в сборе (ротор с колёсами, установленный в корпус подшипников) на специальных стендах.

Эти работы выполняются для 100% ТКР в серийном производстве. 10% ТКР от общего объёма выпускаемой продукции проходят контрольные испытания на специальных стендах, позволяющих создать условия работы ТКР, близкие к эксплуатационным. При этом проверяется соответствие характеристик компрессорной и турбинной ступеней требованиям технических условий (ТУ), а также работоспособность ТКР в эксплуатационных условиях.

Необходимые характеристики компрессора, напорные и расходные, определяются расчётом на основании требований Заказчика – разработчика двигателя, конструктивных данных двигателя, его назначения и т. д.

Характеристики турбины определяются исходя из обеспечения необходимой мощности на привод компрессора на всех эксплуатационных режимах работы двигателя, с учётом термодинамических параметров газа на выходе двигателя (располагаемой энергии отработавших газов) также на основании расчётов.

Таким образом, выбор ТКР для конкретного двигателя, как правило, индивидуален.

• Экспресс-доставка по Беларуси, России, Казахстану, странам СНГ до двери!
• тел. +7(958)756-85-80 (Viber/WhatsApp) РФ
• тел. +375(44)774-77-04 (Viber/WhatsApp) РБ
• turbinu.ru
• auto-truck.by
• vk.com/Турбины
• vk.com/Стартера
• ok.ru/group
• facebook.com/auto-truckby
• facebook.com/groups/turbinu.ru
• youtube.com/autotruckby
• instagram.com/turbina_tkp
• Email: TURMALINOPTGRUPP@yandex.ru
• skype:TURMALINOPTGRUPP@yandex.ru