燃氣渦輪增壓與增壓空氣冷卻系統,透過利用部分廢氣能量,確保向引擎汽缸供入預先壓縮並冷卻的空氣。

增壓可提高進入汽缸的空氣充量密度,並在相同工作容積內燃燒更多燃油,提升引擎的升功率。

採用增壓引擎可擴展在長上坡、越野地形及山區條件下的使用能力。

燃氣渦輪增壓系統
圖 1. 引擎燃氣渦輪增壓系統。

引擎燃氣渦輪增壓系統(圖 1)由兩個可互換的渦輪增壓器(ТКР)、排氣與進氣歧管及接管、«空氣-空氣» 型增壓空氣冷卻器(ОНВ)、進氣與排氣管路組成。

空氣從空氣濾清器進入渦輪增壓器的離心式壓縮機,被壓縮並以壓力送入 ОНВ,隨後冷卻後的空氣進入引擎。

渦輪增壓器安裝於排氣接管上,每列汽缸各一個。

排氣歧管與接管由高強度鑄鐵製成。

渦輪增壓器渦輪安裝法蘭、排氣接管與歧管之間的氣體接合處,由耐熱鋼墊片密封。

墊片為一次性零件,系統拆裝時應予更換。

排氣歧管與汽缸蓋之間的氣體接合處,由夾有金屬包覆帶的石棉鋼板墊片密封。

排氣歧管為整體鑄造,以螺栓固定於汽缸蓋,並以鎖緊墊圈鎖緊。

為補償加熱時產生的角位移,排氣歧管固定螺栓頭下方裝有專用球面墊圈。

引擎渦輪增壓與增壓空氣冷卻系統必須密封。系統不密封會導致零件熱應力增加、引擎功率與壽命下降。

此外,進氣通道不密封會導致汽缸-活塞組的 «塵埃» 磨損,並使引擎提前失效。

渦輪增壓器軸承的潤滑由引擎潤滑系統經帶金屬編織的氟塑料管供給。

渦輪增壓器的排油經鋼管流入引擎油底殼。

引擎上安裝兩台 ТКР 7С-6 渦輪增壓器。可用 «Schwitzer» 公司的 S2B/7624TAE/0,76D9 渦輪增壓器代替 ТКР7С-6。

渦輪增壓器的技術特性見表。

渦輪增壓器技術特性
圖 2. 渦輪增壓器技術特性。

ТКР 7С-6 渦輪增壓器由向心式渦輪與離心式壓縮機組成,兩者由軸承組連接。

ТКР 7С-6 渦輪增壓器
圖 3. ТКР7С 渦輪增壓器:1 — 壓縮機殼體;2 — 蓋;3 — 軸承殼體;4 — 止推軸承;5 — 軸承;6 — 卡環;7 — 渦輪殼體;8 — 密封圈;9 — 渦輪葉輪;10 — 轉子軸;11 — 渦輪隔屏;12 — 板;13 — 螺栓;14 — 擋油屏;15 — 套;16 — 擋油罩;17 — 板;18 — 螺栓;19 — 螺母;20 — 壓縮機葉輪;21 — 密封圈;22 — 擴壓器。

帶雙進口殼體 7(圖 3)之高強度鑄鐵渦輪,將廢氣能量轉換為渦輪增壓器轉子旋轉的動能,該動能在壓縮機級中轉換為空氣壓縮功。

渦輪增壓器轉子由帶軸 10 的渦輪葉輪 9、壓縮機葉輪 20、擋油罩 16 與套 15 組成,以螺母 19 固定於軸上。

渦輪葉輪由耐熱合金以熔模鑄造法鑄成,並與軸摩擦焊接。

葉片朝旋轉方向向後彎曲的壓縮機葉輪由鋁合金製成,機械加工後動平衡至 0,4 g·mm。

轉子軸的軸承頸以高頻電流淬火至 1–1,5 mm 深度。機械加工後,轉子動平衡至 0,5 g·mm。

套、擋油罩、壓縮機葉輪安裝於轉子軸上,並以 7,8–9,8 N·m(0,8–1,0 kgf·m)的扭矩以螺母擰緊。

裝配後轉子不再另行平衡,僅檢查軸頸的徑向跳動。

當徑向跳動不大於 0,03 mm 時,在轉子零件的同一平面上作標記,並允許轉子進入渦輪增壓器裝配。

將轉子裝入軸承殼體時,必須使轉子零件上的標記對齊。

轉子在軸承 5 中旋轉,軸承為浮動旋轉套。

轉子的軸向位移由夾在軸承殼體 3 與蓋 2 之間的止推軸承 4 限制。軸承由青銅製成。

為減少由渦輪向壓縮機的熱傳遞,渦輪增壓器軸承殼體由鑄鐵殼體與鋁合金蓋組成。

為減少渦輪殼體與軸承殼體之間的熱傳遞,裝有耐熱鋼隔屏 11。

軸承殼體中裝有擋油屏 14,其與彈性開口環 8 一起防止油從殼體腔洩漏。

為消除 «壓縮機殼體 — 軸承殼體» 接合處的空氣洩漏,裝有橡膠密封圈 21。

渦輪與壓縮機殼體以螺栓 13、18 與板 12、17 固定於軸承殼體。此構造允許殼體相互成任意角度安裝,從而便於將 ТКР 安裝於引擎上。

燃氣渦輪增壓系統的保養與增壓空氣冷卻,在引擎使用過程中以外觀檢查廢氣氣管路線與引擎進氣通道的密封性。

定期檢查上述系統零件與部件固定的可靠性,必要時對螺栓、固定螺母與卡箍進行再擰緊。

渦輪增壓器的工作對引擎參數與工作能力有重大影響。渦輪增壓器故障可能導致引擎損壞。

儘管渦輪增壓器在使用中無需調整,仍必須系統地執行製造廠規定的引擎技術保養規則,並定期以聽覺檢查渦輪增壓器的工作。

ТО-2 時必須檢查渦輪增壓器轉子旋轉的輕便性。為此需拆下排氣系統的接收管。

然後用手檢查轉子在其極限軸向與徑向位置的旋轉情況。

轉子應輕鬆旋轉,無卡滯,且不接觸渦輪增壓器的固定零件。

渦輪增壓器軸承對機油的量與清潔度極為敏感,因此軸承組正常工作所必需的條件是及時更換引擎機油與機油濾清器濾芯,以及使用製造廠推薦的機油品牌。

季節性技術保養時,建議每兩年將渦輪增壓器從引擎上拆下一次,以清潔離心式壓縮機。宜將該總成連同排氣歧管一併拆下。

離心式壓縮機的清潔必須按以下順序進行:

  • 在壓縮機殼體與蓋的端面上作對合標記;
  • 旋下壓縮機殼體的固定螺栓;
  • 以錘子輕敲凸台,取下壓縮機殼體;
  • 檢查蓋槽中的橡膠密封圈。發現缺陷(切口、失去彈性)時,更換密封圈;
  • 檢查壓縮機葉輪的葉片。發現與壓縮機殼體接觸的痕跡、葉片變形或其損壞時,渦輪增壓器應在專業企業修理或更換;
  • 用沾有柴油的抹布清洗壓縮機殼體內腔與蓋表面。清潔壓縮機葉輪時,建議用毛刷沾柴油清理葉片間表面;
  • 檢查轉子旋轉的輕便性,轉子卡滯不允許;
  • 裝配前必須用機油潤滑密封圈,對齊標記,將壓縮機殼體裝於蓋盤上,以扭力扳手擰緊螺栓。

再次檢查轉子旋轉的輕便性。在極限軸向與徑向位置,轉子葉輪不應與殼體零件接觸。

由於渦輪增壓器轉子以高精度平衡,增壓總成的完全拆解、修理與保養必須在具備必要設備、工具、夾具、儀器與合格人員的專業企業進行。

季節性技術保養時,必須排放 ОНВ 中積聚的冷凝水。