Наддув двигателя

/ Тепловозы серии ДА и ДБ / Наддув двигателя

Особенностью дизеля тепловоза серии ДА является то, что в нём применён наддув по системе Бюхи. Сущность этой системы наддува состоит в том, что свежий воздух в цилиндры не всасывается, как у обычных дизелей, а нагнетается особой турбовоздуходувкой, приводимой в движение отработанными газами этого же двигателя. Благодаря разности температуры и удельных весов отработанных газов и воздуха оказывается, что энергии выхлопных газов вполне достаточно для нагнетания воздуха в цилиндры дизеля с большим давлением (1,35 ат), чем давление самого газа

Фиг. 14. Турбовоздуходувка I-патрубок входа выхлопных газов в турбину, 2-торцевая крышка упорно-опорного подшипника вала, 3-вал турбины, 4-рабочие лопатки турбины, 5-промежуточная часть корпуса турбины (верхняя), б-кольцо сопловых камер (направляющий аппарат), 7-диффузор воздуходувки, 8-канал воздушного колеса воздуходувки, 9-кожух воздуходувки, 10- подшипник на конце вала со стороны воздуходувки, 11-воздушный фильтр, 12-канал для ввода смазки в подшипники турбины, 13-канал для отвода газа, 14-флачец для крепления

турбины, 15-брезентовый рукав

(1,25 ат). При этом давление выхлопа повышается весьма незначительно. Осуществляемый таким образом наддув чрезвычайно благоприятно отражается на работе дизеля. Этим наддувом достигается:

а) увеличение мощности дизеля на 40-50% за счёт дополнительной подачи воздуха и топлива в цилиндры машины;

б) снижение температуры выхлопных газов на 25-30% за счёт лучшей продувки цилиндров свежим воздухом и разбавления газов этим воздухом. Снижение температуры выхлопных газов значительно увеличивает срок службы выхлопных клапанов и снижает темперагурные напряжения в деталях машины. В то же время на работе и прочности вала и всего кривошипного механизма это почти не отзывается, так как давление сгорания в цилиндре почти не повышается;

в) увеличение коэфициента полезного действия машины за счёт снижения удельных механических потерь, т. е. за счёт увеличения механического коэфициента полезного действия;

г) автоматическое регулирование мощности машины, т. е. чем сильнее нагружается машина, тем больше проходит отработанных газов через турбину, тем больше подаётся свежего воздуха в ци-

Фиг. 14а. Общий вид турбовоздуходувки

7-промежуточная часть корпуса турбины (нижняя), 2-часть корпуса турбины с газопроводящими каналами, 3-часть корпуса турбины с воздушными каналами, 4-канал для подвода газа к турбине, 5-подвод воздуха к насосу, 6-кольцо сопловых камер, 7-улитка воздушного насоса, в-колесо центробежного воздушного насоса, В-сменная стальная втулка на конце вала, 10-маслосбрасывающее кольцо, 7 7- выход сжатого воздуха линдр и тем выше можно реализовать мощность двигателя. Последнее свойство дизелей с наддувом особенно ценно для локомотивной службы.

Для осуществления наддува у дизеля устанавливается турбовоздуходувка, а также снижается степень сжатия и изменяются профиль и углы заклинивания кулачков всасывающих и выхлопных клапанов.

В табл. 1 даны фазы газораспределения дизеля тепловоза ДА.

Из этой таблицы видно, что рабочий цикл дизеля с наддувом протекает так же, как у обычного двигателя, за исключением некоторых изменений при выхлопе и всасывании.

Таблица 7

Моменты распределения

Зазор под роликами в мм

Углы поворота кривошипа в градусах

в холодном состоянии

в горячем состоянии

начало открытия

конец закрытия

Всасывание

0,3

0,2

80°

до ВМТ

35° после НМТ

Выхл оп

0,45

0,3

50° ДО

НМТ

54° после ВМТ

Подача топлива

16-18° до ВМТ

Распределительный вал дизеля обеспечивает большее перекрытие всасывающих и выхлопных клапанов по сравнению с обычным стандартным четырёхтактным двигателем. Это даёт возможность воздуху мгновенно поступать в цилиндры и вытеснять отработанные газы, тем самым охлаждая камеры сгорания дизеля.

Турбовоздуходувка системы Бюхи показана на фиг. 14 и 14а, из которых видно, что левая часть агрегата представляет собой газовую турбину, а правая - воздушный вентилятор. Газовая турбина и вентилятор смонтированы на общем валу, в одном кожухе и разделены диафрагмой, охлаждаемой водой. Ротор с обоих концов покоится на скользящих бронзовых подшипниках. На стороне турбины установлен комбинированный опорно-упорный подшипник для удержания от аксиального смещения вала. Вал со стороны вентилятора лежит свободно в подшипнике и может перемещаться при его удлинении от нагрева. Ротор турбины и вентилятора снабжён лабиринтовыми уплотнениями, которые предохраняют проникновение газов наружу и в воздуходувку и предупреждают загрязнение подшипников.

Подшипники турбовоздуходувки смазываются под давлением от общей смазывающей системы дизеля.

Работа турбовоздуходувки протекает следующим образом.

Отработанные газы из дизеля поступают через входящие патрубки турбины 7 в камеру А (фиг. 14) и далее в направляющий аппарат б, на лопатки турбины 4. Совершив работу, они выбрасываются в камеру Б и затем в атмосферу. Воздух поступает в турбину через особый фильтр 11 и, пройдя брезентовый рукав 15, попадает в камеру Г, после чего колесом вентилятора 8 нагнетается в камеру Д и далее в дизель. Полость Е служит для охлаждения водой газового коллектора, а полость Ж - для сбора масла из подшипника.

В заключение укажем на наиболее вероятные неисправности в работе турбовоздуходувки и мерах их предупреждения. Воздушный фильтр периодически (через 300-400 час. работы) следует снимать, промывать паром или керосином. После промывки его нужно пропитать смазочным (вязким) маслом, после этого дать стечь маслу и поставить на место. Надлежит особо следить за состоянием подшипников, за их смазкой, износом и т.д. Для проверки работы ротора необходимо периодически (раз в месяц) следить за его вращением. Наблюдения можно вести через дымовую трубу тепловоза или через всасывающую трубу воздуходувки при снятом сетчатом фильтре. Исправно работающая турбина после остановки дизеля продолжает вращаться около 3 мин. Особое внимание надо обращать на исправность топливной системы, так как нарушение нормальной работы последней вызывает догорание топлива в процессе расширения, что обусловливает повышение температуры отходящих газов и ухудшение работы лопаток турбины. Слишком высокая температура выхлопных газов приводит к короблению и порче лопаток турбины. Кроме того, при неисправной топливной системе может подаваться в цилиндр излишне большое количество нефти. Несгоревшая нефть обычно попадает в турбину и загрязняет её.

Фильтры масла и топлива | Тепловозы серии ДА и ДБ | Рабочие схемы тепловоза