Устройство турбокомпрессора

Турбокомпрессор состоит из: приводимого в движение выхлопными газами колеса турбины с валом и распложенного на противоположном конце вала колеса компрессора, вместе - ротор.

принцип работы турбокомпрессора


Максимальная частота вращения ротора 40 - 250 тыс. оборотов в минуту и выше. При этом, чем меньше турбокомпрессор, тем выше его рабочие и максимальные частоты вращения. Ротор расположен в корпусе (средней части), к которому присоединены горячая и холодная улитки. Ротор установлен в подшипниках скольжения специальной "плавающей" конструкции. В осевом направлении ротор удерживается гидродинамическим подпятником. В канавку упорной стальной втулки, расположенной на валу, входит бронзовая или чугунная фигурная пластина, имеющая отверстия для подачи масла. На подшипники и гидродинамический подпятник масло подается под давлением от маслосистемы двигателя. Корпус имеет каналы подвода и слива масла, а на некоторых типах турбокомпрессоров имеются каналы для жидкостного охлаждения.

конструкция турбокомпрессора


На корпусе крепятся холодная и горячая улитки, формируя газовоздушный тракт турбокомпрессора.
Для исключения попадания масла из масляной полости в газовоздушный тракт устанавливаются уплотнения. Со стороны турбины обычно применяется уплотнение с пружинным разжимным кольцом. Кольцо из специального чугуна или стали, устанавливается неподвижно в корпусе и работает по канавке вала с очень малым торцевым зазором. Со стороны компрессора в основном применяется аналогичная конструкция, на некоторых типах турбин используется торцевое графитовое или карбоновое уплотнение.
При всей своей кажущейся простоте турбокомпрессор является очень сложным агрегатом.
Высокая частота вращения, большие динамические и температурные нагрузки обуславливают очень точное изготовление деталей турбокомпрессора, применение специальных материалов и технологий.
Ротор турбокомпрессора балансируется в несколько приемов, сначала вал с колесом турбины, затем ротор в сборе, и в конце концов - средний корпус в сборе. Ротор при рабочих частотах вращения является "гибким" - его рабочая частота превышает собственную частоту колебаний, поэтому вращение его происходит в "плавающих" подшипниках, способных демпфировать резонансные колебания на критических частотах. По этому ротор балансируется динамически и к величина допустимого остаточного дисбаланса ничтожна. Эту операцию можно произвести на специальном балансировочном оборудовании.
Степень наддува создаваемого турбокомпрессором практически на всех двигателях регулируется.

От самых простых схем, когда на самой турбине стоит клапан разгрузки до сложных электронно-механических систем, включающих в себя много элементов, применяемых на современных двигателях.