Какое назначение имеет турбокомпрессор применяемый в системе питания дизеля

Какое назначение имеет турбокомпрессор применяемый в системе питания дизеля

Основные элементы системы питания дизельных двигателей

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для подачи в каждый цилиндр двигателя через форсунку требуемого количества топлива под высоким давлением и в определенный момент.

На автотракторных дизельных двигателях применяются ‘топливные насосы плунжерного типа, которые подразделяются на многоплунжерные и одноплунжерные — распределительного типа. В многоплунжерных насосах число насосных элементов равно числу цилиндров двигателя. В одноплунжерных насосах имеется только один насосный элемент, подающий топливо к форсункам при помощи распределительного устройства.

Многоплунжерные насосы высокого давления типа ЧТН-8,5х10 (ТН-8510) устанавливаются на большинстве тракторных дизельных двигателей. Он смонтирован в одном агрегате со всережим-ным регулятором и подкачивающим насосом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

• Смесеобразование в дизельных двигателях
• Новые энергонасыщенные тракторы
• Основные направления в развитии конструкций тракторов
• Типаж тракторов и двигателей
• Испытание трактора
• Устойчивость трактора
• Отопление и вентиляция кабины
• Лебедка автомобиля
• Тягово-сцепное устройство

В корпусе (рис. 71) насоса имеется перегородка, разделяющая полость корпуса на две части. В нижней части корпуса на двух шариковых подшипниках, расположенных в расточках установочного фланца и коробчатого фланца регулятора, вращается кулачковый вал. Расположение кулачков на валу соответствует порядку работы цилиндров двигателя 1—3—4—2. Между вторым и третьим кулачками вала насоса расположен эксцентрик для привода подкачивающего насоса 22. Над кулачковым валом в вертикальных отверстиях корпуса насоса поступательно перемещаются роликовые толкатели, передающие движение от кулачков плунжерам насоса. Подшипники, кулачки и толкатели смазываются маслом, заливаемым в нижнее отделение корпуса по уровень горловины, закрываемое пробкой. Для устранения утечки масла на концах вала установлены самоподвижные манжеты.

Изменение подачи топлива производится рейкой, на которой стяжными болтами закреплены хомутики. В прорезь хомутика входит поводок плунжера; при передвижении рейки хомутик поворачивает плунжер в ту или другую сторону.

В верхней части корпуса насоса — головке размещены плунжерные пары (плунжер и гильза) и нагнетательные клапаны. Нагнетательный клапан предназначен для отъединения нагнетательного трубопровода от надплун-жерного пространства и резкого снижения давления в топливопроводе при прекращении подачи топлива плунжером. При вращении кулачкового вала плунжеры перемещаются в гильзах вверх и вниз. Вверх плунжеры движутся под действием усилия толкателя, вниз — под действием пружины. При движении плунжера вверх происходит ход нагнетания топлива, при движении вниз — ход всасывания. Ход плунжера равен мм, а его диаметр—8,5 мм. Когда плунжер (рис. 72, а) движется вниз, топливо через впускное отверстие в гильзе заполняет надплунжерное пространство. При движении плунжера (рис. 72, б) вверх топливо вначале вытесняется через впускное отверстие в продольный канал.

Рис. 71. Топливный насос высокого давления

Когда верхняя кромка плунжера перекроет впускное отверстие гильзы, в надплунжерном пространстве начнет повышаться давление, под действием которого нагнетательный клапан откроется и топливо по трубопроводу высокого давления начнет поступать к форсунке.

Нагнетание топлива в форсунку будет продолжаться до тех пор, пока кромка винтового среза плунжера не откроет перепускное отверстие в гильзе. Вследствие большого давления в надплунжер-ной полости топливо по осевому каналу и сообщающемуся с ним радиальному отверстию в плунжере начнет перетекать из надплунжерного пространства в продольный канал головки топливного насоса. В результате уменьшения давления над плунжером пружина закрывает нагнетательный клапан, который, садясь в седло (рис. 72, в), сначала прикрывает цилиндрическим пояском отверстие, разобщая надплунжерное пространство с пространством над нагнетательным клапаном и предотвращает вытекание топлива из топливопровода высокого давления. Продолжая двигаться вниз, нагнетательный клапан действует как поршень и отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления. В результате этого давление топлива в топливопроводе высокого давления быстро падает и форсунка резко прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя. На этом цикл подачи топлива заканчивается, плунжер опускается вниз и происходит ход всасывания следующего цикла.

Насос приводится в действие от коленчатого вала двигателя через шестерни газораспределения. Конструкция приводов топливных насосов примерно одинакова.

Топливный насос дизельного двигателя СМД-14 крепится к стенке картера распределительных шестерен. При установке насоса буртик фланца (рис. 73, а) входит в отверстие картера шестерен. На переднем конце фланца свободно вращается на втулке шестерня, приводимая во вращение промежуточной шестерней. Шестерни установлены по меткам и (рис. 73, б).

Рис. 72. Схема работы плунжерной пары

На передний конец кулачкового вала насажена на шпонке втулка со шлицами, закрепляемая глухой гайкой. Шлицы втулки входят в зацепление со шлицами шайбы, привернутой двумя болтами к торцу ступицы шестерни.

Соединение шлицев втулки со шлицами шайбы возможно только в одном определенном положении, потому что ширина одного из выступов шайбы вдвое больше, чем ширина остальных и он может войти только в один паз втулки. Это дает возможность снимать и устанавливать насос, не нарушая установленного угла опережения подачи топлива! При этом шестерня остается в зацеплении с промежуточной шестерней, а при установке насоса двойной выступ шлицевой шайбы входит только в двойной паз втулки.

Рис. 73. Привод топливного насоса дизельного двигателя трактора ДТ-75М: а — привод насоса; б — шестерни

Регулировку угла опережения подачи топлива выполняют через отверстие, закрываемое счетчиком моточасов.

В одноплунжерном насосе плунжер (рис. 74), размещенный в гильзе, совершает возвратно-поступательное движение от кулачка и пружины и вращательное — от специального валика.

При движении плунжера вниз (под действием пружины) в надплунжерной полости создается разрежение и она заполняется топливом, поступающим из полости по каналам. По мере движения плунжера вниз канал закроется муфтой и поступление топлива из полости прекратится, а заполнение надплунжерного пространства будет осуществляться через впускное отверстие, но только после того, когда плунжер опустится ниже его верхней кромки.

Рис. 74. Схема работы одноплунжерного топливного насоса

По конструкции запорного устройства закрытые форсунки делятся на штифтовые и бесштифтовые. Штифтовые форсунки имеют на конце иглы штифт, который входит в сопловое отверстие, что позволяет придать топливному факелу необходимую конусность.

В том случае, если конец запорной иглы, не имеющей штифта, отделяет от топливопровода высокого давления небольшую полость с одним или несколькими соплами, форсунку называют бесштифтовой. Она может быть с однодырочным или многодырочным распылителями.

Однодырочные форсунки применяются в дизельных двигателях с разделенной камерой сгорания — предкамерных и вихрекамерных, в которых к распылению и первоначальному распределению топлива форсункой больших требований не предъявляется, а хорошее смесеобразование достигается при помощи дополнительной камеры уже в процессе начавшегося сгорания топлива. Поэтому все предкамерные и вихрекамерные двигатели имеют однодырочные форсунки.

Двигатели с неразделенной камерой сгорания, в которых впрыск топлива ведется непосредственно в цилиндре, имеют многодырочные форсунки, способные обеспечить лучшее качество распыления. На автотракторных дизельных двигателях преимущественное распространение получили форсунки закрытого типа, в которых имеется запорная игла, разобщающая трубопровод высокого давления с камерой сгорания. Игла может открываться от механического привода управления или автоматически под действием давления топлива, создаваемого насосом (гидравлическое управление иглой).

Форсунка закрытого типа с гидравлическим управлением запорной иглой состоит из корпуса (рис. 75), к которому при помощи гайки крепится распылитель с четырьмя сопловыми отверстиями.

Рис. 75. Форсунка закрытого типа

Из насоса высокого давления топливо по трубопроводу через штуцер, фильтр в гнезде и канал поступает в кольцевую камеру — распылителя. Под действием давления топлива игла поднимается, преодолевая сопротивление пружины, и открывает доступ топлива к сопловым отверстиям.

Когда в насосе высокого давления произойдет отсечка подачи топлива и давление в трубопроводе в связи с его разгрузкой станет меньше необходимого для удержания иглы в поднятом состоянии, игла пружиной плотно прижмется к гнезду и поступление топлива в цилиндр двигателя прекратится.

Для предотвращения подтекания топлива в цилиндр двигателя в конце впрыска необходимо обеспечить резкую посадку иглы в гнездо. Это достигается быстрым снижением давления в трубопроводе и в камере 3. Наличие у нагнетательного клапана ТНВД разгрузочного пояска и вызывает требуемое давление.

Форсунки четырехтактных дизельных двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 от прокладка. В крышке имеется пробка для удаления воздуха при заполнении системы топливом.

Поступающее в корпус фильтра топливо проходит через фильтрующий элемент, причем механические примеси прилипают к ворсинкам шнура и задерживаются ими.

Фильтр тонкой очистки обычно имеет несколько фильтрующих элементов, установленных в корпусе.

Фильтр состоит из корпуса (рис. 77,6), соединенного с крышкой через прокладку болтом, ввернутым в центральный стержень. На стержне установлен фильтрующий элемент, состоящий из перфорированного металлического каркаса, на который уложен слой ткани и на-набивка из древесной муки или минеральной шерсти, пропитанная клеющим материалом. После обработки набивка фильтрующего элемента представляет пористую массу, хорошо задерживающую мелкие механические примеси и воду и легко пропускающую топливо. Фильтрующий элемент прижат к крышке корпуса пружиной. Между шайбой пружины и нижним фланцем элемента помещена резиновая прокладка, плотно охватывающая стержень. В нижней части корпуса фильтра имеется кран для слива отстоя, а в крышке — пробка для удаления воздуха.

Топливо, поступающее в фильтр через входное отверстие, проходит через набивку фильтрующего элемента и полость его сетчатого каркаса к выходному отверстию, соединенному трубкой с насосом высокого давления.

В крышке фильтра тонкой очистки установлен перепускной клапан с пружиной, который обеспечивает перепуск топлива из фильтра в бак в случае повышения давления топлива в магистрали между топливоподкачивающим насосом и насосом высокого давления, что обычно бывает при засорении фильтрующего элемента. В фильтрах тонкой очистки последних выпусков перепускной клапан заменен жиклером.

Все приборы системы питания сообщаются между собой топливопроводами. Различают топливопроводы низкого и высокого давления.

Рис. 78. Схема очистки воздуха двигателя трактора К-702

Топливопроводы низкого давления соединяют топливный бак с подкачивающим насосом и подкачивающий насос с насосом высокого давления. Они выполняются из медных, латунных или стальных тонкостенных трубок, имеющих противокоррозионное покрытие.

Топливопроводы высокого давления, соединяющие насос высокого давления с форсунками, изготовляют из цельнотянутых стальных трубок, толщина стенок которых 2,5—3 мм.

Необходимая плотность соединения топливопроводов высокого давления достигается притиркой соединительных ниппелей трубок к гнездам штуцеров.

Для очистки воздуха устанавливают воздушные фильтры инерционно-масля-ноготипа, принцип действия которых ничем не отличается от принципа действия воздушных фильтров, применяемых на карбюраторных двигателях. Различают комбинированные воздухоочистители двух- и трехступенчатые и с циклонной очисткой.

Схема очистки воздуха двигателя трактора К-702 представлена на рис. 78.

Воздух, засасываемый в цилиндры двигателя, проходит через комбинированный воздухоочиститель, состоящий из всасывающей трубы, двух воздухоочистителей ступени (циклонов) и двух воздухоочистителей ступени, к которым присоединены трубопроводы.

Воздухоочиститель I ступени — это две коробки, изготовленные из листовой стали, внутри которых находятся мультициклоны, состоящие из 45 трубок. Сверху расположены трубки малого диаметра из капрона со спиралью и снизу — трубки большого диаметра из капрона на полиамидной основе. Трубки малого диаметра вставлены в трубки большого диаметра. Снизу к воздухоочистителю присоединен трубопровод для отсоса пыли эжектором.

Воздухоочиститель II ступени состоит из кожуха, внутри которого размещены четыре кассеты из высокопористого картона.

Первичная очистка воздуха происходит в циклонах, где воздух, проходя через направляющую, получает вращательное движение, вследствие чего частицы пыли центробежными силами отбрасываются к периферии циклона и по трубопроводу отсасываются в выхлопную трубу глушителя.

Очищенный в циклонах воздух поступает по направляющим трубкам в воздухоочиститель II ступени. где, проходя через фильтрующий картон, полностью освобождается от пыли. Чистый воздух выходит через центральное отверстие фильтра и по трубопроводу поступает в цилиндр.

Турбонаддув является эффективным средством повышения динамических и экономических показателей дизельных двигателей. На рис. 79 изображена схема турбокомпрессора, который устанавливают на дизельном двигателе ЯМЗ-238НБ.

Турбокомпрессор состоит из газовой турбины и центробежного компрессора, предназначенных для увеличения массового заряда воздуха в цилиндрах двигателя за счет использования в турбине энергии отработавших газов.

Основными частями турбокомпрессора являются корпус подшипников, корпус компрессора, корпус турбины и вал ротора.

В корпусе подшипников в двух бронзовых втулках вращается вал ротора. К валу ротора с одной стороны приварено колесо турбины, а с другой закреплено при помощи шпонки, гайки и шайбы колесо компрессора. От осевого перемещения ротор удерживается упорным фланцем, помещенным со стороны колеса компрессора. Осевое перемещение втулок ограничено пружинными стальными кольцами. установленными с обеих сторон каждой втулки в канавках, проточенных в корпусе.

Рис. 79. Турбокомпрессор дизельного двигателя ЯМЗ-288НБ

Уплотнение подшипников концов вала ротора осуществляется чугунными упругими разрезными кольцами и установленными в проточках вала со стороны турбины и на маслоотражателе. помещенном на валу со стороны колеса компрессора.

Корпус компрессора привернут к фланцу корпуса подшипников. Основная часть корпуса компрессора охватывает открытую сторону рабочего колеса и образует вместе с привернутой к ней крышкой корпуса и диффузором проточную часть с выходной кольцевой полостью, снабженной выходными патрубками. С наружной стороны к корпусу компрессора привернут входной патрубок.

Корпус турбины привернут к фланцу корпуса подшипников с другой стороны. Корпус турбины представляет собой двухза-ходную улитку .с входными патрубками, обеспечивающими подвод газа к лопаточному аппарату, помещенному между корпусом турбины и крышкой. Крышка привернутая к корпусу турбины, охватывает открытую сторону рабочего колеса турбины и образует выходной патрубок. Между корпусом турбины и корпусом подшипников помещены про-ставка, прилегающая к закрытой стороне рабочего колеса турбины, и внутренний экран. К фланцу корпуса и подшипников турбины привернут наружный экран который уменьшает нагрев компрессора.

Сжатый компрессором воздух под давлением 0,13—0,20 МПа через выпускной трубопровод нагнетается в цилиндры двигателя во время такта впуска, чем существенно повышается наполнение воздухом.

Повышенное содержание воздуха в цилиндре позволяет подавать и сжигать в нем большее количество топлива. При этом увеличиваются среднее эффективное давление и мощность двигателя (примерно на 25%).

Питание двигателя воздухом и выпуск отработавших газов производится через впускные и выпускные газопроводы. Каждый цилиндр сообщается с газопроводом через индивидуальные впускные и выпускные каналы. Впускные каналы имеют специальную форму, вызывающую завихрение воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Вращательное движение воздуха сохраняется до конца такта сжатия, что улучшает качество смесеобразования и сгорания и обеспечивает высокие экономические показатели двигателя.

Количество топлива, подаваемого топливным насосом, устанавливается регулятором в зависимости от нагрузки двигателя. Для правильной работы двигателя необходимо, чтобы подача топлива во все цилиндры была одинаковой, поэтому все насосные секции должны быть отрегулированы на одинаковую подачу. Изменение количества подаваемого топлива происходит за счет изменения конца подачи, что достигается поворотом плунжера за поводок, связанный с рейкой насоса, передвигаемой регулятором.

При работе автомобилей и тракторов нагрузка на их двигатели часто меняется, что вызывает изменение частоты вращения коленчатого вала. Поддержание заданного скоростного режима двигателя осуществляется специальным механизмом — регулятором, который автоматически изменяет подачу топлива в цилиндры при изменении нагрузки двигателя. На автотракторных двигателях устанавливаются центробежные регуляторы, которые в зависимости от назначения и устройства могут быть однорежимные, двухрежимные и всережимные.

Всережимный центробежный регулятор частоты вращения коленчатого вала смонтирован в корпусе, прикрепленном болтами к насосу высокого давления. Он приводится в действие от кулачкового вала (рис. 80) насоса посредством шестерен, передающих вращение на валик крестовины грузов. При вращении этого валика грузы р‘асходятся под действием центробежных сил, отжимают муфту, которая через упорный подшипник и ось пяты поворачивает рычаг. На одном валу с рычагом расположен рычаг, связанный через пружину с рычагом. На ось пяты надет рычаг рейки, один конец которого соединен с кулисой, а другой при помощи тяги — с рейкой топливного насоса.

Если нагрузка на двигатель уменьшается, а подача топлива в цилиндры остается неизменной, то, естественно, частота вращения коленчатого вала должна увеличиться. При этом грузы регулятора разойдутся и через систему рычагов переместят рейку в сторону уменьшения подачи топлива.

Рис. 80. Регулятор частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя

Если нагрузка на двигатель увеличивается при неизменной подаче топлива, то частота вращения коленчатого вала уменьшается, грузы регулятора под действием пружины сходятся и через систему рычагов воздействуют на рейку насоса, обеспечивая увеличение подачи топлива.

Необходимый скоростной режим работы двигателя устанавливается рычагом, связанным при помощи тяг с педалью управления топливным насосом в кабине водителя. При нажатии на педаль рычаг поворачивается на некоторый угол влево, натяжение пружины увеличивается и рейка под действием пружины перемещается в сторону увеличения подачи. Частота вращения коленчатого вала двигателя при этом увеличивается до тех пор, пока центробежная сила грузиков не уравновесит силу натяжения пружины.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива предназначена для изменения угла опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала ТНВД и изменяет момент впрыска топлива за счет дополнительного поворота кулачкового вала насоса во время работы в ту или другую сторону относительно вала привода насоса. Она состоит из ведущей полумуфты (рис. 81) с пальцами, ведомой полумуфты с пальцами, грузов, шарнирно установленных на пальцах, корпуса и пружин. Грузы имеют криволинейную поверхность, на которую опираются пальцы ведущей полумуфты. Ведомая полумуфта укреплена посредством шпонки на кулачковом валу насоса и удерживается от смещения гайкой, навернутой на вал.

Во время работы двигателя ведущая полумуфта пальцами оказывает давление на криволинейную поверхность грузов, которые через пальцы передают усилие ведомой полумуфте, а та, в свою очередь, кулачковому валу насоса.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя грузы под действием центробежной силы расходятся, перемещая ведомую полумуфту относительно ведущей в направлении вращения кулачкового вала насоса, тем самым автоматически увеличивая угол опережения начала подачи топлива.

Рис. 81. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива

При уменьшении частоты вращения центробежная сила грузов уменьшается, и пружины поворачивают ведомую полумуфту относительно ведущей в сторону, противоположную вращению, что приводит к уменьшению угла опережения впрыска топлива.

Какое назначение имеет турбокомпрессор применяемый в системе питания дизеля

Билет №1

1. Наиболее вероятными причинами вибрации рулевого колеса во время движения автомобиля являются:

1. увеличенные зазоры в зацеплении червяка и ролика

2. повышенный дисбаланс колес, люфт в шарнирах рулевых тяг, увеличенные зазоры в зацеплении червяка и ролика

3. отсутствие зазоров в зацеплении червяка и ролика

4. повреждение рабочих поверхностей червяка и ролика

5. люфт в шарнирах рулевых тяг

2. Назначение турбокомпрессора, применяемый в системе питания дизеля?

1. повышение мощности двигателя

2. увеличение максимальной частоты вращения коленчатого вала

3. облегчение пуска дизельного двигателя

3. Причины появления голубого дыма отработавших газов:

1. в камеру сгорания попадает масло из-за избытка в картере

2. изношены маслосъемные колпачки

3. перегрев двигателя

4. изношены поршневые кольца

5. в камеру сгорания попадает масло из-за избытка в картере, изношены маслосъемные колпачки

4. Контрольная лампа CHECK ENGINE («Проверьте двигатель») указывает:

1. о работе двигателя с улучшенными характеристиками

2. о наличии неисправности в системе впрыска топлива

3. о необходимости проверки уровня масла в картере

5. Перед проверкой люфта управляемые колеса должны быть поставлены в положение:

1. соответствующее движению по прямой

2. при котором колеса вывернуты до отказа влево

3. при котором колеса повернуты до отказа в одно из крайних положений

Билет № 2

1. Компрессия — это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует:

1. техническое состояние (степень изношенности) двигателя

2. долговечность двигателя

3. состояние коленчатого вала и поршней двигателя

2. Из чего состоит трансмиссия?

1. сцепления, коробки передач, дифференциала, колес

2. сцепления, коробки передач, карданной передачи, одного или нескольких ведущих мостов

3. коробки передач, ходовой части

3. Пространство в цилиндре, освобождаемое поршнем при его перемещении от ВМТ к НМТ:

1. литражем двигателя

2. полный объем цилиндра

3. объем камеры сгорания

4. рабочий объем цилиндра

4. По мере разряда аккумулятора плотность электролита:

5.Какой порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят?

Билет № 3

1. Каким способом заполняют топливоподводящие каналы насоса высокого давления перед пуском дизельного двигателя?

1. проворачивая коленчатый вал двигателя пусковой рукояткой

2. возвратно-поступательным перемещением кнопки топливоподкачивающего насоса

3. проворачивая коленчатый вал двигателя стартером

2. Какой клапан в головке цилиндров чаще всего выходит из строя:

3. Причины появления черного дыма отработавших газов:

1. неполное сгорание топлива

2. в камеру сгорания попадает охлаждающая жидкость

4. Величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени, называется:

1. Мощностью двигателя

2. Максимальным крутящим моментом

5. Контрольная лампа CHECK ENGINE указывает:

1. о работе двигателя с улучшенными характеристиками

2. о наличии неисправности в системе впрыска топлива

3. о необходимости проверки уровня масла в картере

Билет № 4

1. Каковы наиболее вероятные причины плохого растормаживания тормозов с гидравлическим приводом?

1. отсутствие свободного хода тормозной педали

2. негерметичность гидравлического привода

3. снижение уровня тормозной жидкости в главном тормозном цилиндре

2. Причина неравномерного усилия на рулевом колесе при повороте:

1. увеличенные зазоры в зацеплении червяка и ролика

2. люфт в шарнирах рулевых тяг

3. повышенный дисбаланс колес

4. повреждение рабочих поверхностей червяка и ролика

3. При уменьшении упругости пружины форсунки давление впрыска топлива:

3. остается прежней

4. Датчик, неисправность которого повлечет остановку двигателя с системой впрыска топлива и невозможность вновь пустить его:

1. любой из датчиков

2. датчик массового расхода воздуха

3. датчик температуры охлаждающей жидкости

4. датчик положения коленчатого вала

5. Какое назначение имеет турбокомпрессор, применяемый в системе питания дизеля?

1. повышение мощности двигателя

2. увеличение максимальной частоты вращения коленчатого вала

3. облегчение пуска дизельного двигателя

Билет №5

1. Подтекание охлаждающей жидкости через контрольное отверстие в нижней части корпуса водяного насоса свидетельствует о:

1. неплотности соединения крышки и корпуса насоса

2. изнашивании или повреждении деталей сальника

3. ослаблении крепления крыльчатки на валу насоса

4. возникновении любой из перечисленных неисправностей

2. Как следует снимать пробку радиатора для проверки уровня охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора, если двигатель полностью прогрет?

1. отвернуть пробку, в случае выхода пара повторно закрыть, затем быстро открыть и снять

2. накрыть пробку мокрой тканью в несколько слоев, снять пробку, оберегая руки и лицо от ожога

3. быстро отвернуть пробку и резким движением руки отвести в сторону

3. Термостат исправен, если при прогреве двигателя до температуры охлаждающей жидкости +80°С шланг, соединяющий патрубок термостата с верхним бачком радиатора:

1. прогревается до температуры охлаждающей жидкости, а после полного прогрева становится холодным

2. остается холодным, а после полного прогрева двигателя температура шланга соответствует температуре охлаждающей жидкости

4. При удалении накипи, которая откладывается в процессе эксплуатации системы охлаждения и ухудшает работу двигателя, используют водные растворы различных веществ. При значительном отложении накипи ее удаление производят путем промывки:

1. отдельно радиатора и рубашки охлаждения двигателя

2. вместе одним и тем же раствором для всех приборов

3. раздельно или вместе в зависимости от особенностей двигателя

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

Для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания широкое применение находят специальные агрегаты — турбокомпрессоры. О том, что такое турбокомпрессор, каких типов бывают эти агрегаты, как они устроены и на каких принципах основана их работа, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — основной компонент системы агрегатного наддува двигателей внутреннего сгорания, агрегат для повышения давления во впускном тракте двигателя за счет энергии отработавших газов.

Турбокомпрессор применяется для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания без коренного вмешательства в его конструкцию. Данный агрегат повышает давление во впускном тракте двигателя, обеспечивая подачу в камеры сгорания увеличенного количества топливно-воздушной смеси. В этом случае сгорание происходит при более высокой температуре с образованием большего объема газов, что приводит к повышению давления на поршень и, как следствие, к росту крутящего момента и мощностных характеристик двигателя.

Применение турбокомпрессора позволяет увеличить мощность двигателя на 20-50% с минимальным увеличением его стоимости (а при более значительных доработках рост мощности может достигать 100-120%). Благодаря своей простоте, надежности и эффективности системы наддува на основе турбокомпрессоров находят самое широкое применение на всех типах транспортных средств с ДВС.

Типы и характеристики турбокомпрессоров

Сегодня существует большое разнообразие турбокомпрессоров, но их можно разделить на группы по назначению и применимости, типу используемой турбины и дополнительному функционалу.

По назначению турбокомпрессоры можно разделить на несколько типов:

• Для одноступенчатых систем наддува — один турбокомпрессор на двигатель, либо два и более агрегатов, работающих на несколько цилиндров;
• Для последовательных и последовательно-параллельных систем надува (различные варианты Twin Turbo) — два одинаковых или разных по характеристикам агрегата, работающих на общую группу цилиндров;
• Для двухступенчатых систем наддува — два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые работают в паре (последовательно друг за другом) на одну группу цилиндров.

Наиболее широкое применение находят одноступенчатые системы наддува, построенные на основе одного турбокомпрессора. Однако такой системе может присутствовать два или четыре одинаковых агрегата — например, в V-образных двигателях используются отдельные турбокомпрессоры на каждый ряд цилиндров, в многоцилиндровых моторах (более 8) могут применяться четыре турбокомпрессора, каждый из которых работает на 2, 4 или более цилиндров. Меньшее распространение получили двухступенчатые системы наддува и различные вариации Twin-Turbo, в них используется два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые могут работать только в паре.

По применимости турбокомпрессоры можно условно разделить на несколько групп:

• По типу двигателя — для бензиновых, дизельных и газовых силовых агрегатов;
• По объему и мощности двигателя — для силовых агрегатов малой, средней и большой мощности; для высокооборотистых двигателей, и т.д.

Турбокомпрессоры могут оснащаться турбиной одного из двух типов:

• Радиальной (радиально-осевой, центростремительной) — поток отработавших газов подается на периферию крыльчатки турбины, движется к ее центру и выводится в осевом направлении;
• Осевой — поток отработавших газов подается вдоль оси (к центру) крыльчатки турбины и выводится с ее периферии.

Сегодня применяются обе схемы, но на двигателях небольшого объема чаще можно встретить турбокомпрессоры с радиально-осевой турбиной, а на мощных силовых агрегатах предпочтение отдается осевым турбинам (хотя это и не является правилом). Независимо от типа турбины, все турбокомпрессоры оснащаются центробежным компрессором — в нем воздух подается к центру крыльчатки и отводится от ее периферии.

Современные турбокомпрессоры могут иметь различный функционал:

• Двойной вход — турбина имеет два входа, на каждый из них поступают отработавшие газы от одной группы цилиндров, такое решение снижает перепады давления в системе и улучшает стабильность наддува;
• Изменяемая геометрия — турбина имеет подвижные лопасти или скользящее кольцо, посредством которых можно изменять поток отработавших газов на рабочее колесо, это позволяет изменять характеристики турбокомпрессора в зависимости от режима работы двигателя.

Наконец, турбокомпрессоры отличаются основными эксплуатационными характеристиками и возможностями. Из основных характеристик этих агрегатов следует выделить:

• Степень повышения давления — отношение давления воздуха на выходе компрессора к давлению воздуха на входе, лежит в пределах 1,5-3;
• Подача компрессора (расход воздуха через компрессор) — масса воздуха, проходящая через компрессор за единицу времени (секунду), лежит в пределах 0,5-2 кг/с;
• Рабочий диапазон оборотов — лежит в пределах от нескольких сотен (для мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей) до десятков тысяч (для современных форсированных двигателей) оборотов в секунду. Максимальная скорость ограничена прочностью рабочих колес турбины и компрессора, при слишком высокой скорости вращения за счет центробежных сил колесо может разрушиться. В современных турбокомпрессорах периферийные точки колес могут вращаться со скоростями 500-600 и более м/с, то есть — в 1,5-2 раза быстрее скорости звука, это и обуславливает возникновение характерного свиста турбины;
• Рабочая/максимальная температура отработавших газов на входе в турбину — лежит в пределах 650-700°С, в отдельных случаях достигает 1000°С;
• КПД турбины/компрессора — обычно составляет 0,7-0,8, в одном агрегате КПД турбины обычно меньше КПД компрессора.

Типовая схема системы агрегатного наддува воздуха ДВС

Также агрегаты отличаются размерами, типом монтажа, необходимостью применять вспомогательные компоненты и т.д.

Конструкция турбокомпрессора

В общем случае турбокомпрессор состоит из трех основных узлов:

1. Турбина;
2. Компрессор;
3. Корпус подшипников (центральный корпус).

Турбина — агрегат, преобразующий кинетическую энергию отработавших газов в механическую энергию (в крутящий момент колеса), которая обеспечивает работу компрессора. Компрессор — агрегат для нагнетания воздуха. Корпус подшипников связывает оба агрегата в единую конструкцию, а расположенный в нем вал ротора обеспечивает передачу крутящего момента от колеса турбины на колесо компрессора.

Разрез турбокомпрессора

Турбина и компрессор имеют схожую конструкцию. Основой каждого из этих агрегатов выступает корпус-улитка, в периферийной и центральной части которого расположены патрубки для соединения с системой наддува. У компрессора впускной патрубок всегда находится в центре, выпускной (нагнетательный) — на периферии. Такое же расположение патрубков у осевых турбин, у радиально-осевых турбин расположение патрубков обратное (на периферии — впускной, в центре — выпускной).

Внутри корпуса располагается колесо с лопатками специальной формы. Оба колеса — турбинное и компрессорное — удерживаются общим валом, который проходит через корпус подшипников. Колеса — цельнолитые или составные, форма лопаток турбинного колеса обеспечивает максимально эффективное использование энергии отработавших газов, форма лопаток компрессорного колеса обеспечивает максимальный центробежный эффект. В современных турбинах высокого класса могут использоваться составные колеса с керамическими лопатками, которые имеют низкую массу и обладают лучшими характеристиками. Размер колес турбокомпрессоров автомобильных двигателей — 50-180 мм, мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей — 220-500 и более мм.

Оба корпуса монтируются на корпус подшипников с помощью болтов через уплотнения. Здесь располагаются подшипники скольжения (реже — подшипники качения специальной конструкции) и уплотнительные кольца. Также в центральном корпусе выполняются масляные каналы для смазки подшипников и вала, а в некоторых турбокомпрессорах и полости водяной рубашки охлаждения. При монтаже агрегат соединяется с системами смазки и охлаждения двигателя.

В конструкции турбокомпрессора могут быть предусмотрены и различные вспомогательные компоненты, в том числе детали системы рециркуляции отработавших газов, масляные клапаны, элементы для улучшения смазки деталей и их охлаждения, регулировочные клапаны и т.д.

Детали турбокомпрессора изготавливаются из специальных марок стали, для колеса турбины применяются жаропрочные стали. Материалы тщательно подбираются по коэффициенту температурного расширения, что обеспечивает надежность конструкции на различных режимах работы.

Турбокомпрессор включается в систему наддува воздуха, в которую также входят впускной и выпускной коллекторы, а в более сложных системах — интеркулер (радиатор охлаждения наддувного воздуха), различные клапаны, датчики, заслонки и трубопроводы.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбокомпрессора

Функционирование турбокомпрессора сводится к простым принципам. Турбина агрегата внедряется в выпускную систему двигателя, компрессор — во впускной тракт. Во время работы мотора выхлопные газы поступают в турбину, ударяются о лопатки колеса, отдавая ему часть своей кинетической энергии и заставляя ее вращаться. Крутящий момент от турбины посредством вала напрямую передается на колеса компрессора. При вращении колесо компрессора отбрасывает воздух на периферию, повышая его давление — этот воздух подается во впускной коллектор.

Одиночный турбокомпрессор имеет ряд недостатков, основной из которых — турбозадержка или турбояма. Колеса агрегата имеют массу и некоторую инерцию, поэтому не могут мгновенно раскручиваться при повышении оборотов силового агрегата. Поэтому при резком нажатии на педаль газа турбированный двигатель разгоняется не сразу — возникает короткая пауза, провал мощности. Решением этой проблемы служат специальные системы управления турбиной, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, последовательно-параллельные и двухступенчатые системы наддува, и другие.

Вопросы обслуживания и ремонта турбокомпрессоров

Турбокомпрессор нуждается в минимальном техническом обслуживании. Главное — вовремя производить замену масла и масляного фильтра двигателя. Если мотор еще может какое-то время работать на старом масле, то для турбокомпрессора оно может стать смертельно опасным — даже незначительное ухудшение качества смазочного материала на высоких нагрузках может привести к заклиниванию и разрушению агрегата. Также рекомендуется периодически очищать детали турбины от нагара, что требует ее разбора, однако эту работу следует выполнять только с применением специального инструмента и оборудования.

Неисправный турбокомпрессор в большинстве случаев проще заменить, чем ремонтировать. Для замены необходимо использовать агрегат того же типа и модели, что был установлен на двигателе ранее. Монтаж турбокомпрессора с иными характеристиками может нарушить работу силового агрегата. Подбор, монтаж и настройку агрегата лучше доверять специалистам — это гарантирует правильное выполнение работ и нормальную работу двигателя. При правильной замене турбокомпрессора двигатель снова обретет высокую мощность и сможет решать самые сложные задачи.

Другие статьи

#Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях

Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.

#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.

Система питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя создает высокое давление при впрыске топлива в камеру сгорания цилиндра; дозирует порцию топлива в соответствии с нагрузкой двигателя; осуществляет впрыск топлива в течение определенного промежутка времени с заданной интенсивностью; распыляет и равномерно распределяет топливо по всему объему камеры сгорания цилиндров; фильтрует топливо, перед тем как оно поступает в насосы и форсунки.
Дизельное топливо представляет собой смесь керосиновых, газойлевых соляровых фракций, образующихся после отгона из нефти бензина. Дизельное топливо имеет ряд свойств, основными из которых являются: воспламеняемость, оцениваемая октановым числом; вязкость; чистота; температура застывания. Дизельное топливо по температуре застывания делится на три сорта: ДЛ — летнее, ДЗ — зимнее, ДА — арктическое.

Система питания дизельного двигателя включает в себя:
1) топливный бак;
2) фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
3) топливоподкачивающего насоса;
4) топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения;
5) форсунок;
6) трубопроводов низкого и высокого давления;
7) воздушного фильтра;
8) выпускного газопровода;
9) глушителя шума.

Система питания дизельного двигателя делится на две аппаратуры: топливоподводящую и воздухоподводящую. Наибольшее распространение получила топливоподводящая аппаратура разделительного типа. В ней топливный насос и форсунки выполнены отдельно.
Подача топлива осуществляется по одной из двух магистралей: высокого давления и низкого. Магистраль низкого давления предназначена для хранения топлива, его фильтрации и подачи под низким давлением к насосу высокого давления. Магистраль высокого давления обеспечивает подачу и впрыск необходимого количества топлива в камеры сгорания двигателя в определенный момент.

Топливоподкачивающий насос подает топливо из бака через фильтры грубой и тонкой очистки по топливопроводам низкого давления к топливному насосу высокого давления (ТНВД). ТНВД подает топливо к форсункам под высоким давлением в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Топливный насос высокого давления состоит из одинакового количества секций, каждой отдельной секции соответствует определенный цилиндр двигателя. Форсунки располагаются в головках цилиндров двигателя. Они предназначены для распыления топлива в камеры сгорания двигателя. Топливоподкачивающий насос подает к ТНВД топлива больше, чем необходимо, его избыток и попавший в систему воздух отводятся обратно в топливный бак по дренажным трубопроводам.

Существуют форсунки двух типов: закрытого и открытого типа. В четырехтактных дизельных двигателях применяют форсунки закрытого типа. В форсунках закрытого типа сопловые отверстия закрываются запорной иглой, поэтому внутренняя полость в корпусе распылителей форсунок сообщается с камерой сгорания только в момент впрыскивания топлива. Основным конструктивным элементом форсунки является распылитель. Распылитель имеет одно или несколько сопловых отверстий, которые формируют факел впрыскиваемого топлива.
Для повышения мощности дизельного двигателя применяют систему турбонаддува. Система турбонаддува заключается в подаче заряда воздуха в цилиндры под высоким давлением. Для наддува дизельный двигатель снабжается турбокомпрессором, который использует энергию отработанных газов. Сжатый воздух нагнетается в камеру сгорания компрессором под давлением 0,15-0,2 МПа.

В зависимости от величины давления различают:
1) низкий наддув (давление 0,15 МПа);
2) средний наддув (давление 0,2 МПа);
3) высокий наддув (давление свыше 0,2 МПа).

Турбокомпрессор увеличивает наполнение цилиндров двигателя воздухом и повышает эффективность сгорания дозы впрыскиваемого топлива. Система турбонаддува увеличивает мощность двигателя до 30%. Однако турбонаддув увеличивает тепловую и механическую напряженность деталей кривошипно-шатунного механизма и газораспределительного механизма.