Das System der Abgasturboaufladung und der Ladeluftkühlung gewährleistet durch die Nutzung eines Teils der Energie der Abgase die Zufuhr von vorverdichteter und gekühlter Luft in die Zylinder des Motors.
Die Aufladung ermöglicht es, die Dichte der in die Zylinder eintretenden Luftladung zu erhöhen und im gleichen Arbeitsvolumen eine größere Kraftstoffmenge zu verbrennen und die Literleistung des Motors zu steigern.
Die Verwendung von aufgeladenen Motoren erweitert die Betriebsmöglichkeiten bei der Fahrt auf langen Steigungen, im Gelände und unter Gebirgsbedingungen.
Das System der Abgasturboaufladung des Motors (Abbildung 1) besteht aus zwei austauschbaren Turboladern (TKR), Auslass- und Einlasskrümmern und -stutzen, einem Ladeluftkühler (LLK) vom Typ « Luft-Luft », Zu- und Ableitungsrohrleitungen.
Die Luft tritt in den Kreiselverdichter des Turboladers aus dem Luftfilter ein, wird verdichtet und unter Druck in den LLK gefördert, und dann tritt die gekühlte Luft in den Motor ein.
Die Turbolader werden an den Auslassstutzen installiert, je einer pro Zylinderreihe.
Die Auslasskrümmer und -stutzen sind aus hochfestem Gusseisen gefertigt.
Die Abdichtung der Gasstöße zwischen den Montageflanschen der Turbine der Turbolader, der Auslassstutzen und der Krümmer erfolgt durch Dichtungen aus hitzebeständigem Stahl.
Die Dichtungen sind Einwegteile und sind bei Zerlegungen des Systems zu ersetzen.
Der Gasstoß zwischen dem Auslasskrümmer und dem Zylinderkopf wird durch eine Dichtung aus Asbeststahlblech, das mit einem metallplattierten Band eingefasst ist, abgedichtet.
Die Auslasskrümmer sind einteilig gegossen und werden mit Schrauben an den Zylinderköpfen befestigt und mit Sicherungsscheiben gekontert.
Zur Kompensation der bei Erwärmung auftretenden Winkelverschiebungen werden unter die Schraubenköpfe der Befestigung des Auslasskrümmers spezielle Kugelscheiben installiert.
Das System der Turboaufladung und der Ladeluftkühlung des Motors muss dicht sein. Die Undichtigkeit des Systems führt zu einer Erhöhung der Wärmespannung der Teile, zu einer Verringerung der Leistung und der Lebensdauer des Motors.
Außerdem führt die Undichtigkeit des Ansaugtrakts zu einem « Staub »-Verschleiß der Zylinder-Kolben-Gruppe und zu einem vorzeitigen Ausfall des Motors.
Die Schmierung der Lager der Turbolader erfolgt aus dem Schmiersystem des Motors durch Fluorkunststoffrohre mit Metallgeflecht.
Der Ölabfluss aus den Turboladern erfolgt durch Stahlrohre in die Ölwanne des Motors.
Am Motor werden zwei Turbolader TKR 7S-6 installiert. Anstelle der Turbolader TKR7S-6 können Turbolader S2B/7624TAE/0,76D9 der Firma « Schwitzer » installiert werden.
Die technischen Daten der Turbolader sind in der Tabelle angegeben.
Der Turbolader TKR 7S-6 besteht aus einer Zentripetalturbine und einem Kreiselverdichter, die durch einen Lagerknoten miteinander verbunden sind.
Die Turbine mit doppelflutigem Gehäuse 7 (Abbildung 3) aus hochfestem Gusseisen wandelt die Energie der Abgase in kinetische Energie der Drehung des Turboladerrotors um, die dann in der Verdichterstufe in Verdichtungsarbeit der Luft umgewandelt wird.
Der Turboladerrotor besteht aus dem Turbinenrad 9 mit der Welle 10, dem Verdichterrad 20, dem Ölabweiser 16 und der Buchse 15, die auf der Welle durch die Mutter 19 befestigt sind.
Das Turbinenrad wird aus einer hitzebeständigen Legierung nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen und mit der Welle durch Reibung verschweißt.
Das Verdichterrad mit in Drehrichtung nach hinten gebogenen Schaufeln wird aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und nach der mechanischen Bearbeitung dynamisch auf einen Wert von 0,4 g·mm ausgewuchtet.
Die Lagerzapfen der Rotorwelle werden HFC auf eine Tiefe von 1–1,5 mm gehärtet. Nach der mechanischen Bearbeitung wird der Rotor dynamisch auf einen Wert von 0,5 g·mm ausgewuchtet.
Die Buchse, der Ölabweiser und das Verdichterrad werden auf die Rotorwelle montiert und mit der Mutter mit einem Drehmoment von 7,8–9,8 N·m (0,8–1,0 kgf·m) angezogen.
Nach der Montage wird der Rotor nicht zusätzlich ausgewuchtet, es wird nur der Radialschlag der Wellenzapfen geprüft.
Bei einem Radialschlag von nicht mehr als 0,03 mm werden auf den Teilen des Rotors in einer Ebene Markierungen angebracht und der Rotor wird zur Montage des Turboladers zugelassen.
Bei der Montage des Rotors in das Lagergehäuse müssen die Markierungen auf den Teilen des Rotors zur Deckung gebracht werden.
Der Rotor dreht sich in Lagern 5, die schwimmende Drehbuchsen darstellen.
Die Axialverschiebungen des Rotors werden durch das Drucklager 4 begrenzt, das zwischen dem Lagergehäuse 3 und dem Deckel 2 eingeklemmt ist. Die Lager werden aus Bronze hergestellt.
Das Lagergehäuse des Turboladers ist zur Verringerung der Wärmeübertragung von der Turbine zum Verdichter zusammengesetzt aus einem Gusseisengehäuse und einem Deckel aus Aluminiumlegierung ausgeführt.
Zur Verringerung der Wärmeübertragung zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse wird ein Schirm 11 aus hitzebeständigem Stahl installiert.
Im Lagergehäuse wird ein Ölabstreifschirm 14 installiert, der zusammen mit den elastischen geschlitzten Ringen 8 das Auslaufen von Öl aus dem Gehäuseraum verhindert.
Zur Beseitigung von Luftlecks in der Verbindung « Verdichtergehäuse — Lagergehäuse » wird ein Gummidichtungsring 21 installiert.
Die Turbinen- und Verdichtergehäuse werden am Lagergehäuse mit Hilfe der Schrauben 13, 18 und der Platten 12, 17 befestigt. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Gehäuse in jedem Winkel zueinander zu installieren, was wiederum die Montage des TKR am Motor erleichtert.
Die Wartung des Systems der Abgasturboaufladung und der Ladeluftkühlung im Prozess des Motorbetriebs besteht in einer Sichtprüfung der Dichtheit der Gasleitung der Abgase und der Luftzufuhr zum Motor.
Periodisch wird die Zuverlässigkeit der Befestigung der Teile und Baugruppen der genannten Systeme geprüft, und bei Bedarf wird das Nachziehen der Schrauben, Befestigungsmuttern und Schellen durchgeführt.
Der Betrieb des Turboladers hat einen wesentlichen Einfluss auf die Parameter und die Funktionsfähigkeit des Motors. Eine Störung des Turboladers kann zum Ausfall des Motors führen.
Obwohl die Turbolader im Betrieb keine Einstellungen erfordern, ist es notwendig, die vom Hersteller festgelegten Regeln der technischen Wartung des Motors systematisch einzuhalten und den Betrieb der Turbolader periodisch auf das Gehör zu kontrollieren.
Bei der TO-2 ist die Leichtigkeit der Drehung der Rotoren der Turbolader zu prüfen. Dazu ist das Aufnahme-Rohr des Abgassystems abzunehmen.
Dann ist mit der Hand zu prüfen, wie sich der Rotor in seinen extremen axialen und radialen Stellungen dreht.
Der Rotor muss sich leicht drehen, ohne Klemmen und ohne Berührung der feststehenden Teile des Turboladers.
Die Lager des Turboladers sind sehr empfindlich gegenüber der Menge und der Sauberkeit des Öls, daher sind die notwendigen Bedingungen für den normalen Betrieb des Lagerknotens der rechtzeitige Wechsel des Öls und der Filterelemente des Motorölfilters sowie die Verwendung der vom Hersteller empfohlenen Ölsorten.
Bei der saisonalen technischen Wartung wird empfohlen, die Turbolader einmal in zwei Jahren vom Motor abzunehmen, um den Kreiselverdichter zu reinigen. Die Baugruppe ist sinnvollerweise zusammen mit dem Auslasskrümmer abzunehmen.
Die Reinigung des Kreiselverdichters ist in folgender Reihenfolge durchzuführen:
- auf den Stirnflächen des Verdichtergehäuses und des Deckels übereinstimmende Markierungen anbringen;
- die Befestigungsschrauben des Verdichtergehäuses herausdrehen;
- durch leichte Hammerschläge auf die Bossen das Verdichtergehäuse abnehmen;
- den Gummidichtungsring in der Nut des Deckels besichtigen. Bei Feststellung von Mängeln (Einschnitte, Verlust der Elastizität) ist der Dichtungsring zu ersetzen;
- die Schaufeln des Verdichterrads besichtigen. Bei Feststellung von Spuren des Kontakts mit dem Verdichtergehäuse, von Verformungen der Schaufeln oder deren Zerstörung ist der Turbolader in einem spezialisierten Betrieb zu reparieren oder zu ersetzen;
- den Innenraum des Verdichtergehäuses und die Oberfläche des Deckels mit einem mit Dieselkraftstoff befeuchteten Putzlappen waschen. Bei der Reinigung des Verdichterrads wird empfohlen, die Zwischenschaufelflächen mit einer Haarbürste unter Verwendung von Dieselkraftstoff zu reinigen;
- die Leichtigkeit der Drehung des Rotors prüfen, ein Klemmen des Rotors ist nicht zulässig;
- vor der Montage ist der Dichtungsring mit Motoröl zu schmieren, die Markierungen zur Deckung zu bringen, das Verdichtergehäuse auf die Deckscheibe zu setzen, die Schrauben mit dem Drehmomentschlüssel anzuziehen.
Noch einmal die Leichtigkeit der Drehung des Rotors prüfen. In den extremen axialen und radialen Stellungen dürfen die Räder des Rotors nicht mit den Gehäuseteilen in Kontakt kommen.
Da der Rotor des Turboladers mit hoher Genauigkeit ausgewuchtet wird, müssen die vollständige Zerlegung, die Reparatur und die Wartung der Aufladeaggregate in spezialisierten Betrieben durchgeführt werden, die über die erforderliche Ausrüstung, Werkzeuge, Vorrichtungen, Geräte und qualifiziertes Personal verfügen.
Bei der saisonalen technischen Wartung ist das im LLK angesammelte Kondensat abzulassen.
