El sistema de presurización de la turbina de gas y enfriamiento del aire de carga, debido al aprovechamiento de parte de la energía de los gases de escape, proporciona el suministro de aire precomprimido y enfriado a los cilindros del motor
La sobrealimentación le permite aumentar la densidad de carga del aire que ingresa a los cilindros y, en el mismo volumen de trabajo, quemar más combustible y aumentar la potencia en litros del motor.
El uso de motores sobrealimentados amplía las capacidades operativas al conducir en pendientes largas, en terrenos irregulares y en condiciones montañosas.
El sistema de presurización del motor de turbina de gas (Figura 1) consta de dos turbocompresores intercambiables (TKR), colectores y boquillas de escape y admisión, un enfriador de aire de carga (CAC) aire a aire y tuberías de entrada y salida.
El aire en el compresor centrífugo del turbocompresor proviene del filtro de aire, se comprime y presuriza en el CAC y luego el aire enfriado ingresa al motor.
Los turbocompresores están montados en los tubos de escape, uno para cada bancada de cilindros.
Los colectores y tubos de escape están hechos de hierro dúctil.
Las juntas de gas entre las bridas de montaje de la turbina de los turbocompresores, los tubos de escape y los colectores están selladas con juntas de acero resistentes al calor.
Las juntas son piezas de un solo uso y deben reemplazarse cuando se revisa el sistema.
La junta de gas entre el colector de escape y la culata se sella con una junta de chapa de acero al amianto, bordeada con cinta metal clad.
Los colectores de escape están hechos de una sola pieza y están atornillados a las culatas y asegurados con arandelas de seguridad.
Se instalan arandelas esféricas especiales debajo de las cabezas de los pernos de montaje del múltiple de escape para compensar los movimientos angulares que ocurren durante el calentamiento.
El sistema de enfriamiento de aire de carga y turboalimentación del motor debe estar sellado. Las fugas del sistema provocan un aumento del estrés térmico de las piezas, una disminución de la potencia y la vida útil del motor.
Además, las fugas en el conducto de admisión provocan un desgaste "polvoriento" del grupo cilindro-pistón y una falla prematura del motor.
Los cojinetes del turbocompresor se lubrican desde el sistema de lubricación del motor a través de tubos de fluoroplástico con trenza metálica.
El aceite de los turbocompresores se drena a través de tuberías de acero hacia el cárter.
El motor está equipado con dos turbocompresores TKR 7S-6. En lugar de turbocompresores TKR7S-6, se pueden instalar turbocompresores S2B/7624TAE/0.76D9 de Schwitzer.
Las características técnicas de los turbocompresores se muestran en la tabla
El turbocompresor TKR 7S-6 consta de una turbina centrípeta y un compresor centrífugo conectados por un conjunto de cojinetes.
Una turbina con una carcasa de dos vías 7 (Figura 2) hecha de hierro dúctil convierte la energía de los gases de escape en la energía cinética de rotación del rotor del turbocompresor, que luego se convierte en el trabajo de compresión del aire en el etapa del compresor.
El rotor del turbocompresor consta de una rueda de turbina 9 con un eje 10, una rueda de compresor 20, un deflector de aceite 16 y un casquillo 15, fijado al eje con una tuerca 19.
La rueda de la turbina está fundida a partir de una aleación de revestimiento resistente al calor y soldada al eje por fricción.
La rueda del compresor con álabes curvados hacia atrás está hecha de aleación de aluminio y, después del mecanizado, se equilibra dinámicamente a un valor de (0,4 g mm).
Los cojinetes del eje del rotor están endurecidos por HDTV a una profundidad de 1-1,5 mm. Después del mecanizado, el rotor se equilibra dinámicamente a un valor (0,5 gmm).
El casquillo, el deflector de aceite y la rueda del compresor se montan en el eje del rotor y se aprietan con una tuerca con un par de 7,8-9,8 Nm (0,8-1,0 kgf m).
Después del montaje, el rotor no se equilibra adicionalmente, solo se comprueba el descentramiento radial de los pasadores del eje.
Cuando el valor del descentramiento radial no supera los 0,03 mm, se marcan las partes del rotor en el mismo plano y se permite que el rotor ensamble el turbocompresor.
Al instalar el rotor en la carcasa debajo rodamientos, es necesario alinear las marcas en las partes del rotor.
El rotor gira en los cojinetes 5, que son casquillos giratorios flotantes.
El movimiento axial del rotor está limitado por el cojinete de empuje 4, atrapado entre la carcasa del cojinete 3 y la cubierta 2. Los cojinetes están hechos de bronce.
La caja de cojinetes del turbocompresor, para reducir la transferencia de calor de la turbina al compresor, está hecha de una caja de hierro fundido y una cubierta de aleación de aluminio.
Para reducir la transferencia de calor, se instala una pantalla 11 de acero resistente al calor entre la carcasa de la turbina y la carcasa del cojinete.
Se instala un filtro de rechazo de aceite 14 en la carcasa del cojinete que, junto con los anillos partidos elásticos 8, evita la fuga de aceite de la cavidad de la carcasa.
Para eliminar las fugas de aire, se instala un anillo de sellado de goma 21 en la conexión "carcasa del compresor - carcasa del cojinete".
Las carcasas de la turbina y del compresor se fijan a la carcasa del cojinete con los pernos 13.18 y las tiras 12.17. Este diseño le permite instalar las carcasas en cualquier ángulo entre sí, lo que a su vez facilita la instalación del TKR en el motor.
Mantenimiento del sistema de presurización de la turbina de gas y enfriamiento del aire de carga durante el funcionamiento del motor, inspección externa verifica la estanqueidad de la ruta de la tubería de gases de escape, suministro de aire al motor.
La fiabilidad de las piezas de fijación y los conjuntos de estos sistemas se comprueba periódicamente y, si es necesario, se aprietan los pernos, las tuercas de fijación y las abrazaderas.
El funcionamiento del turbocompresor tiene un impacto significativo en los parámetros y el rendimiento del motor. Un turbocompresor que funciona mal puede provocar daños en el motor.
A pesar de que los turbocompresores no requieren ajustes en funcionamiento, es necesario seguir sistemáticamente las reglas de mantenimiento del motor establecidas por el fabricante y monitorear periódicamente el funcionamiento de los turbocompresores de oído.
Para TO-2, es necesario comprobar la facilidad de giro de los rotores del turbocompresor. Para ello, retire el tubo de escape del sistema de escape.
Luego, compruebe con la mano cómo gira el rotor en sus posiciones extremas axial y radial.
El rotor debe girar con facilidad, sin atascarse ni tocar las partes fijas del turbocompresor.
Los cojinetes del turbocompresor son muy sensibles a la cantidad y pureza del aceite, por lo tanto, las condiciones necesarias para el funcionamiento normal del conjunto de cojinetes son el reemplazo oportuno del aceite y los elementos filtrantes del filtro de aceite del motor, así como el uso de aceites recomendados por el fabricante.
Para el mantenimiento estacional, se recomienda quitar los turbocompresores del motor una vez cada dos años para limpiar el compresor centrífugo. Es recomendable desmontar el grupo junto con el colector de escape.
La limpieza del compresor centrífugo debe realizarse en la siguiente secuencia:
- - coloque marcas combinadas en las superficies de los extremos de la carcasa y la cubierta del compresor.
- Retire los pernos que sujetan la carcasa del compresor.
- Retire la carcasa del compresor con ligeros golpes de martillo en los salientes.
- Inspeccione la junta tórica de goma en la ranura de la cubierta.
- Si se encuentran defectos (cortes, pérdida de elasticidad), reemplace el anillo de sellado;
- - inspeccione las paletas de la rueda del compresor. Si se encuentran rastros de contacto con la carcasa del compresor, deformación de las paletas o su destrucción, el turbocompresor debe ser reparado en una empresa especializada o reemplazado;
- - lavar la cavidad interna de la carcasa del compresor, la superficie de la tapa con un trapo empapado en gasóleo.
- Al limpiar la rueda del compresor, se recomienda limpiar las superficies entre las palas con un cepillo de pelo que utilice combustible diésel;
- - verifique la facilidad de rotación del rotor, no se permite atascar el rotor;
- - antes del montaje, es necesario lubricar el anillo de sellado con aceite de motor, combinar los riesgos, instalar la carcasa del compresor en el disco de la tapa, apretar los pernos con una llave dinamométrica.
Vuelva a comprobar la facilidad de giro del rotor. En las posiciones extremas axial y radial, las ruedas del rotor no deben entrar en contacto con las partes del cuerpo.
Debido al hecho de que el rotor del turbocompresor se equilibra con alta precisión, el desmontaje completo, la reparación y el mantenimiento de las unidades de refuerzo deben realizarse en empresas especializadas con el equipo, las herramientas, los accesorios, los instrumentos y el personal calificado necesarios.
Durante el mantenimiento estacional, es necesario drenar el condensado acumulado en el CAC