Система газотурбінного наддуву та охолодження наддувного повітря за рахунок використання частини енергії відпрацьованих газів забезпечує подачу попередньо стисненого та охолодженого повітря в циліндри двигуна.
Наддув дозволяє збільшити щільність заряду повітря, що надходить у циліндри, і в тому ж робочому об'ємі спалити більшу кількість палива та підвищити літрову потужність двигуна.
Застосування двигунів з наддувом розширює експлуатаційні можливості під час руху на затяжних підйомах, по пересіченій місцевості та в гірських умовах.
Система газотурбінного наддуву двигуна (рисунок 1) складається з двох взаємозамінних турбокомпресорів (ТКР), випускних і впускних колекторів та патрубків, охолоджувача наддувного повітря (ОНП) типу «повітря-повітря», підвідних і відвідних трубопроводів.
Повітря в відцентровий компресор турбокомпресора надходить з повітроочисника, стискається і подається під тиском в ОНП, і потім охолоджене повітря надходить у двигун.
Турбокомпресори встановлюються на випускних патрубках по одному на кожен ряд циліндрів.
Випускні колектори та патрубки виготовлені з високоміцного чавуну.
Ущільнення газових стиків між настановними фланцями турбіни турбокомпресорів, випускних патрубків і колекторів здійснюється прокладками з жаростійкої сталі.
Прокладки є деталями одноразового використання і при перебираннях системи підлягають заміні.
Газовий стик між випускним колектором і головкою циліндра ущільнюється прокладкою з азбестосталевого листа, окантованого металевою плакованою стрічкою.
Випускні колектори виконуються цільно литими і кріпляться до головок циліндрів болтами і контряться замковими шайбами.
Для компенсації кутових переміщень, що виникають при нагріванні, під головки болтів кріплення випускного колектора встановлюються спеціальні сферичні шайби.
Система турбонаддуву та охолодження наддувного повітря двигуна повинна бути герметичною. Негерметичність системи призводить до збільшення теплонапруженості деталей, зниження потужності та ресурсу двигуна.
Крім того, негерметичність впускного тракту призводить до «пилового» зносу циліндро-поршневої групи і передчасного виходу двигуна з ладу.
Мащення підшипників турбокомпресорів здійснюється від системи мащення двигуна через фторопластові трубки з металевою опліткою.
Злив масла з турбокомпресорів здійснюється через сталеві трубки в картер двигуна.
На двигуні встановлюється два турбокомпресори ТКР 7С-6. Замість турбокомпресорів ТКР7С-6 можуть встановлюватися турбокомпресори S2B/7624TAE/0,76D9 фірми «Schwitzer».
Технічні характеристики турбокомпресорів наведені в таблиці.
Турбокомпресор ТКР 7С-6 складається з доцентрової турбіни і відцентрового компресора, з'єднаних між собою підшипниковим вузлом.
Турбіна з двохзаходним корпусом 7 (рисунок 3) з високоміцного чавуну перетворює енергію вихлопних газів у кінетичну енергію обертання ротора турбокомпресора, яка потім у компресорному ступені перетворюється в роботу стиснення повітря.
Ротор турбокомпресора складається з колеса турбіни 9 з валом 10, колеса компресора 20, масловідбивача 16 і втулки 15, закріплених на валу гайкою 19.
Колесо турбіни відливається з жаростійкого сплаву за виплавлюваними моделями і зварюється з валом тертям.
Колесо компресора з загнутими за напрямком обертання назад лопатками виконується з алюмінієвого сплаву і після механічної обробки динамічно балансується до величини 0,4 г·мм.
Підшипникові цапфи вала ротора гартуються СЧ на глибину 1–1,5 мм. Після механічної обробки ротор динамічно балансується до величини 0,5 г·мм.
Втулка, масловідбивач, колесо компресора встановлюються на вал ротора і затягуються гайкою крутним моментом 7,8–9,8 Н·м (0,8–1,0 кгс·м).
Після складання ротор додатково не балансується, лише перевіряється радіальне биття цапф вала.
При значенні радіального биття не більше 0,03 мм на деталі ротора наносяться мітки в одній площині і ротор допускається на складання турбокомпресора.
При встановленні ротора в корпус підшипників необхідно сумістити мітки на деталях ротора.
Ротор обертається в підшипниках 5, що являють собою плаваючі обертові втулки.
Осьові переміщення ротора обмежуються упорним підшипником 4, защемленим між корпусом підшипників 3 і кришкою 2. Підшипники виконуються з бронзи.
Корпус підшипників турбокомпресора з метою зменшення теплопередачі від турбіни до компресора виконаний складеним з чавунного корпуса і кришки з алюмінієвого сплаву.
Для зменшення теплопередачі між корпусом турбіни і корпусом підшипників встановлюється екран 11 з жаростійкої сталі.
У корпусі підшипників встановлюється маслоскидальний екран 14, який разом з пружними розрізними кільцями 8 запобігає витоку масла з порожнини корпуса.
Для усунення витоків повітря в з'єднанні «корпус компресора — корпус підшипників» встановлюється гумове ущільнювальне кільце 21.
Корпуси турбіни і компресора кріпляться до корпуса підшипників за допомогою болтів 13, 18 і планок 12, 17. Така конструкція дозволяє встановлювати корпуси під будь-яким кутом один до одного, що в свою чергу полегшує встановлення ТКР на двигуні.
Обслуговування системи газотурбінного наддуву та охолодження наддувного повітря в процесі експлуатації двигуна зовнішнім оглядом перевіряється герметичність траси газопроводу відпрацьованих газів, підведення повітря до двигуна.
Періодично перевіряється надійність кріплення деталей і вузлів зазначених систем, а при необхідності проводиться підтяжка болтів, гайок кріплення і хомутів.
Робота турбокомпресора справляє істотний вплив на параметри і працездатність двигуна. Несправність турбокомпресора може призвести до поломки двигуна.
Незважаючи на те, що турбокомпресори не потребують в експлуатації регулювань, необхідно систематично виконувати встановлені заводом-виробником правила технічного обслуговування двигуна і періодично контролювати на слух роботу турбокомпресорів.
При ТО-2 необхідно перевірити легкість обертання роторів турбокомпресорів. Для цього треба зняти приймальну трубу системи випуску відпрацьованих газів.
Потім перевірити рукою, як обертається ротор в його крайніх осьових і радіальних положеннях.
Ротор повинен обертатися легко, без заїдань і дотиків до нерухомих деталей турбокомпресора.
Підшипники турбокомпресора дуже чутливі до кількості і чистоти масла, тому необхідними умовами нормальної роботи підшипникового вузла є своєчасна заміна масла і фільтрувальних елементів масляного фільтра двигуна, а також застосування рекомендованих заводом-виробником марок масел.
При сезонному технічному обслуговуванні турбокомпресори один раз на два роки рекомендується зняти з двигуна для очищення відцентрового компресора. Агрегат доцільно знімати разом з випускним колектором.
Очищення відцентрового компресора необхідно виконати в такій послідовності:
- на торцеві поверхні корпуса компресора і кришки нанести суміщені риски;
- відвернути болти кріплення корпуса компресора;
- легкими ударами молотка по бобишках зняти корпус компресора;
- оглянути гумове ущільнювальне кільце в пазі кришки. При виявленні дефектів (надрізи, втрата пружності) ущільнювальне кільце замінити;
- оглянути лопатки колеса компресора. При виявленні слідів контакту з корпусом компресора, деформації лопаток або їх руйнування турбокомпресор підлягає ремонту на спеціалізованому підприємстві або заміні;
- промити внутрішню порожнину корпуса компресора, поверхню кришки ганчіркою, змоченою в дизельному паливі. При чищенні колеса компресора міжлопаткові поверхні рекомендується прочистити волосяною щіткою з використанням дизельного палива;
- перевірити легкість обертання ротора, заїдання ротора не допускається;
- перед складанням необхідно змастити ущільнювальне кільце моторним маслом, сумістити риски, встановити корпус компресора на диск кришки, затягнути болти динамометричним ключем.
Ще раз перевірити легкість обертання ротора. В крайніх осьових і радіальних положеннях колеса ротора не повинні контактувати з корпусними деталями.
З огляду на те, що ротор турбокомпресора балансується з високою точністю, повне розбирання, ремонт і обслуговування агрегатів наддуву повинні здійснюватися на спеціалізованих підприємствах, що мають необхідне обладнання, інструменти, пристосування, прилади та кваліфікований персонал.
При сезонному технічному обслуговуванні необхідно злити конденсат, що накопичився в ОНП.
