Установка турбины на КамАЗ

Установка дизельных турбин на КамАЗ дает машине прирост мощности от 20 до 40%.

Производитель устанавливает двухрядные V-образные двигатели как на старые модели грузовиков, так и на новые магистральные тракторы Камаз.

Они используют два турбокомпрессора, по одному на каждый ряд: правый и левый.

Турбинные агрегаты имеют небольшие размеры, просты в ремонте, эффективны в эксплуатации и недороги.

Назначение турбокомпрессоров

Во время нормальной работы дизельного двигателя топливовоздушная смесь в камере сгорания формируется за счет количества воздуха, который «под действием силы тяжести» попал в камеру сгорания при опускании поршня. Однако в этом случае топливо не сгорает полностью и не теряет всю запасенную в нем энергию, и поэтому двигатель не развивает мощность, которую он мог бы развивать. Самое простое решение возникшей проблемы — принудительно увеличить объем воздуха, поступающего в камеру сгорания. Как это сделать? С турбонагнетателем.

Турбокомпрессор нагнетает, то есть нагнетает воздух под давлением в камеру сгорания, благодаря чему топливно-воздушная смесь обогащается кислородом и лучше сгорает. А что подразумевается под словом «лучший»?

Прежде всего — более полно. Это означает, что одна единица объема топлива выделяет больше энергии, позволяя двигателю развивать большую мощность. На практике использование турбонагнетателей на различных двигателях КамАЗ позволяет увеличить мощность с 20% до 40%. А весь смысл наддува в том, что прирост мощности происходит без каких-либо изменений в конструкции двигателя.

За счет более полного сгорания топлива значительно снижается токсичность выхлопных газов, снижается их дымность (в том числе за счет уменьшения количества твердых продуктов сгорания — сажи) и в целом экологическая безопасность двигатель увеличился.

Установка турбонагнетателя на двигатель увеличивает расход топлива, но в целом расход топлива на единицу мощности в этом двигателе ниже, чем в обычном двигателе. Да, если считать в абсолютных цифрах, двигатель с наддувом потребляет больше топлива, но он также более мощный: обычный дизель той же мощности менее экономичен. Так что лучше и дешевле использовать турбокомпрессор, чем получать такую ​​же мощность от обычного двигателя.

Участвовать в обсуждении могут только зарегистрированные пользователи.

Это интересно — все о ремонте и установке тормозного клапана на КамАЗ

Устройство, работа и характеристики турбокомпрессора

На удивление просты. По сути, турбокомпрессор объединяет два отдельных устройства: газовую турбину и центробежный компрессор.

Газовая турбина состоит из корпуса (по праву прозванного «улитка») и рабочего колеса (турбинного колеса или ротора) с лопастями особой формы. Выхлопные газы двигателя поступают в турбину, которая, проходя по каналу корпуса, сильно ударяется о лопасти колес и выбрасывается через центральное отверстие в выхлопной системе.

Центробежный компрессор имеет такое же устройство: в спиральном корпусе находится компрессорное колесо с лопатками особой формы. Воздух поступает в компрессор через центральное отверстие и выходит через диффузор во впускной коллектор двигателя.

Колеса турбины и компрессора соединены валом через центральный корпус, и именно через вал крутящий момент от колеса турбины передается на компрессор. Таким образом, энергия для работы турбонагнетателя извлекается из энергии выхлопных газов.

Принцип работы турбокомпрессора очень прост. Выхлопные газы попадают в турбину, где, ударяясь о лопатки турбинного колеса, передают ей свою кинетическую энергию — во время работы колесо вращается до 75 000 об / мин! Турбинное колесо передает крутящий момент на компрессор через вал: поглощая атмосферный воздух, оно с силой бросает его на стенки корпуса, разгоняя его до высоких скоростей. Этот воздух поступает в сужающийся диффузор, где сжимается и под высоким давлением подается во впускной коллектор, а через него — в камеры сгорания.

Поскольку турбина постоянно работает в условиях высоких термических и механических нагрузок, ее корпус изготовлен из особо прочных сплавов. А высокая скорость вращения колес возможна только при хорошей смазке подшипников (подшипники скольжения используются в турбинах для грузовых автомобилей КамАЗ) — для этого турбокомпрессор подключается к системе смазки двигателя через маслопроводы.

Следует сказать, что на КамАЗе устанавливаются двухрядные V-образные двигатели, для которых оказалось целесообразным использовать два турбокомпрессора, по одному на каждый ряд. Использование двух небольших турбонагнетателей намного дешевле, дешевле и эффективнее, чем использование большого.

примечательно, что турбины грузовиков КамАЗ имеют небольшие размеры: диаметры рабочих колес не превышают 61 мм, а диаметры корпусов турбины и компрессора не превышают 220 мм очень сильно. В этом случае компрессор весит не более 7 кг. А использование таких небольших агрегатов позволяет значительно увеличить мощность двигателя!

Ремонт турбокомпрессора

Если есть утечка в соединении между монтажным фланцем турбины и выпускным отверстием коллектора, замените стальную прокладку.

В случае появления постороннего шума, а также повышенной дымности и снижения мощности двигателя, связанных с техническим состоянием турбокомпрессора, отсоедините передний патрубок глушителя от турбокомпрессора и проверьте легкость вращения ротора.

Снимите турбокомпрессор, если ротор станет твердым, застрявшим или ударится по частям корпуса.

Снимите турбокомпрессор в следующей последовательности:

— снимаем воздушный фильтр (при снятии левого ТКП), патрубки соединительные, тройник;

— отсоединить маслопровод к ТКП;

— ослабить хомуты соединительных патрубков корпуса компрессора;

— разблокировать и снять болты выпускного коллектора, втянуть выпускной коллектор, отсоединить маслопровод, снять выпускной коллектор с блока ТКП.

Примечание. Для удобства последующего монтажа перед разборкой ТКП на корпусах турбины и компрессора нанесите признаки сцепления с корпусом подшипника;

— открутите шесть болтов турбины и снимите седло компрессора вместе с гнездом подшипника;

— открутите восемь болтов картера компрессора и снимите его;

— промыть корпус компрессора и решетку дизельным маслом, удалить отложения;

— промойте корпус подшипника со стороны компрессора и удалите отложения с поверхностей лопаток и седла.

Внимание! Во избежание повреждения поверхностей лопастей и дисбаланса ротора нельзя использовать металлические предметы для удаления отложений и исправления погнутых лопастей;

— проверьте целостность лопастей колес и отсутствие на них заломов. Если лопасти повреждены, замените турбокомпрессор.

Внимание! В связи с тем, что ротор турбокомпрессора при сборке сбалансирован с высокой точностью, разборка ротора ТКР не допускается. Полная разборка турбокомпрессора проводится на специализированных предприятиях с необходимым оборудованием и инструментами;

— Установите турбокомпрессор в обратном порядке. Установите корпуса компрессора и турбины относительно корпуса подшипника по меткам;

— затянуть болты картера компрессора моментом 4,9-7,8 Нм (0,5-0,8 кгс.м), болты картера турбины моментом 23,5-29,4 Нм (2,4-3,0 кгс.м);

— проверить легкость вращения ротора и отсутствие трения о детали корпуса в крайнем осевом и радиальном положениях;

— установить выпускной коллектор, затянуть крепежные болты моментом 43,1-54,9 Нм (4,4-5,6 кгс-м), зафиксировать болты.

Соответствие двигателей и типов турбин согласно экологическим нормам выброса отработавших газов (Евро)

Наибольшей популярностью сегодня пользуются турбины стандартов Евро-2 и Евро-3. Примечательно, что турбина для КамАЗа класса Евро-2 производства BorgWarner Turbo Systems подходит и для двигателей Евро-3.

Производством турбоагрегатов для дизельных двигателей занимаются три предприятия на российском, чешском и белорусском заводах, а также немецкая компания Borg Warner Turbosystems.

Российские ТКР7 доступны по цене, немецкие турбины отличаются высоким качеством и универсальностью.

Заказывая турбонагнетатели для КАМАЗ, учтите, что необходима пара турбин: правая и левая.

* Турбины классов Евро-5 (2009 г.) и Евро-6 (2015 г.) пока не производятся. При этом в Украине стандарт Евро-5 введен с 1 января 2016 года, а Евро-6 ожидается с 2018 года.

Рекомендуемые режимы работы двигателя с турбонаддувом

Чтобы избежать всасывания масла из турбонагнетателей и его попадания в цилиндры двигателя, на пути потока компрессора и турбины, не рекомендуется запускать двигатель на холостом ходу более 10 минут с более низкой частотой вращения коленчатого вала при 700 мин -1.

Это приводит к закоксовыванию поршневых колец, загрязнению проточного тракта компрессора и образованию нагара на проточном тракте турбины.

При принудительной работе двигателя на холостом ходу (нагрев, нагнетание воздуха в цилиндры тормозной системы и т.д.) необходимо поддерживать частоту вращения коленчатого вала не менее 1000-1200 мин-1.

Перед выключением двигателя после работы под нагрузкой необходимо установить режим холостого хода не менее 3 минут, чтобы избежать перегрева подшипника турбонагнетателя и закоксовывания ротора.

Не останавливайте двигатель внезапно после работы под нагрузкой.

Потеря мощности, задымление, высокий расход топлива, перегрев двигателя, высокая температура выхлопных газов, утечки масла в турбонагнетателе — симптомы систем с турбонаддувом.

Однако все это часто несправедливо связывают с неисправностью турбокомпрессора, поскольку дефекты других частей двигателя приводят к аналогичным симптомам.

Поскольку турбонагнетатель является саморегулирующимся двигателем, только механические поломки или засорение воздушных и газовых каналов из-за грязи и посторонних предметов ухудшают его работу.

Перед выключением двигателя после работы под нагрузкой необходимо установить режим холостого хода не менее чем на 3 минуты, чтобы избежать перегрева подшипников турбонагнетателя и кокса ротора. Не останавливайте двигатель внезапно после работы под нагрузкой.

Возможные неисправности турбонаддува и способы устранения

Неисправность

— причина неисправности

Отлаживать

Пониженная мощность двигателя, черный дым

— грязный воздушный фильтр

Очистите или замените воздушный фильтр

— засорение подачи воздуха к компрессору ТКР

Устраните препятствие или замените дефектные детали

— течь на линии подачи воздуха к компрессору ТКР

Затяните зажимные болты, при необходимости замените втулки

— утечка на выхлопной магистрали воздуха от компрессора ТКР во впускной системе

Затяните зажимные болты, при необходимости замените втулки и прокладки

Синий дым

— коксование ротора турбины, сварочный агрегат ТКР

Ремонт в специализированной мастерской или замена ТКР

— плохая вентиляция картера

Устранить сопротивление, при необходимости заменить неисправные детали