§ 7. Наддув двигателя

Особенностью дизеля тепловоза серии ДА является то, что в нём применён наддув по системе Бюхи. Сущность этой системы наддува состоит в том, что свежий воздух в цилиндры не всасывается, как у обычных дизелей, а нагнетается особой турбовоздуходувкой, приводимой в движение отработанными газами этого же двигателя. Благодаря разности температуры и удельных весов отработанных газов и воздуха оказывается, что энергии выхлопных газов вполне достаточно для нагнетания воздуха в цилиндры дизеля с большим давлением (1,35 ат), чем давление самого газа

Фиг. 14. Турбовоздуходувка I—патрубок входа выхлопных газов в турбину, 2—торцевая крышка упорно-опорного подшипника вала, 3—вал турбины, 4—рабочие лопатки турбины, 5—промежуточная часть корпуса турбины (верхняя), б—кольцо сопловых камер (направляющий аппарат), 7—диффузор воздуходувки, 8—канал воздушного колеса воздуходувки, 9—кожух воздуходувки, 10— подшипник на конце вала со стороны воздуходувки, //—воздушный фильтр, /2—канал для ввода смазки в подшипники турбины, 13—канал для отвода газа, 14—флачец для крепления

турбины, 15—брезентовый рукав

(1,25 ат). При этом давление выхлопа повышается весьма незначительно. Осуществляемый таким образом наддув чрезвычайно благоприятно отражается на работе дизеля. Этим наддувом достигается:

а) увеличение мощности дизеля на 40—50% за счёт дополнительной подачи воздуха и топлива в цилиндры машины;

б) снижение температуры выхлопных газов на 25—30% за счёт лучшей продувки цилиндров свежим воздухом и разбавления газов этим воздухом. Снижение температуры выхлопных газов значительно увеличивает срок службы выхлопных клапанов и снижает темпера-

гурные напряжения в деталях машины. В то же время на работе и прочности вала и всего кривошипного механизма это почти не отзывается, так как давление сгорания в цилиндре почти не повышается;

в) увеличение коэфициента полезного действия машины за счёт снижения удельных механических потерь, т. е. за счёт увеличения механического коэфициента полезного действия;

г) автоматическое регулирование мощности машины, т. е. чем сильнее нагружается машина, тем больше проходит отработанных газов через турбину, тем больше подаётся свежего воздуха в ци-

Фиг. 14а. Общий вид турбовоздуходувки

7—промежуточная часть корпуса турбины (нижняя), 2—часть корпуса турбины с газопроводящими каналами, 3—часть корпуса турбины с воздушными каналами, 4—канал для подвода газа к турбине, 5—подвод воздуха к насосу, 6—кольцо сопловых камер, 7—улитка воздушного насоса, в—колесо центробежного воздушного насоса, В—сменная стальная втулка на конце вала, 10—маслосбрасывающее кольцо, 7 7— выход сжатого воздуха

линдр и тем выше можно реализовать мощность двигателя. Последнее свойство дизелей с наддувом особенно ценно для локомотивной службы.

Для осуществления наддува у дизеля устанавливается турбовоздуходувка, а также снижается степень сжатия и изменяются профиль и углы заклинивания кулачков всасывающих и выхлопных клапанов.

В табл. 1 даны фазы газораспределения дизеля тепловоза ДА.

Из этой таблицы видно, что рабочий цикл дизеля с наддувом протекает так же, как у обычного двигателя, за исключением некоторых изменений при выхлопе и всасывании.

Таблица 7

Распределительный вал дизеля обеспечивает большее перекрытие всасывающих и выхлопных клапанов по сравнению с обычным стандартным четырёхтактным двигателем. Это даёт возможность воздуху мгновенно поступать в цилиндры и вытеснять отработанные газы, тем самым охлаждая камеры сгорания дизеля.

Турбовоздуходувка системы Бюхи показана на фиг. 14 и 14а, из которых видно, что левая часть агрегата представляет собой газовую турбину, а правая — воздушный вентилятор. Газовая турбина и вентилятор смонтированы на общем валу, в одном кожухе и разделены диафрагмой, охлаждаемой водой. Ротор с обоих концов покоится на скользящих бронзовых подшипниках. На стороне турбины установлен комбинированный опорно-упорный подшипник для удержания от аксиального смещения вала. Вал со стороны вентилятора лежит свободно в подшипнике и может перемещаться при его удлинении от нагрева. Ротор турбины и вентилятора снабжён лабиринтовыми уплотнениями, которые предохраняют проникновение газов наружу и в воздуходувку и предупреждают загрязнение подшипников.

Подшипники турбовоздуходувки смазываются под давлением от общей смазывающей системы дизеля.

Работа турбовоздуходувки протекает следующим образом.

Отработанные газы из дизеля поступают через входящие патрубки турбины 7 в камеру А (фиг. 14) и далее в направляющий аппарат б, на лопатки турбины 4. Совершив работу, они выбрасываются в камеру Б и затем в атмосферу. Воздух поступает в турбину через особый фильтр 11 и, пройдя брезентовый рукав 15, попадает в камеру Г, после чего колесом вентилятора 8 нагнетается в камеру Д и далее в дизель. Полость Е служит для охлаждения водой газового коллектора, а полость Ж — для сбора масла из подшипника.

В заключение укажем на наиболее вероятные неисправности в работе турбовоздуходувки и мерах их предупреждения. Воздушный фильтр периодически (через 300—400 час. работы) следует снимать, промывать паром или керосином. После промывки его нужно пропитать смазочным (вязким) маслом, после этого дать стечь маслу и поставить на место. Надлежит особо следить за состоянием подшипников, за их смазкой, износом и т.д. Для проверки работы ротора необходимо периодически (раз в месяц) следить за его вращением. Наблюдения можно вести через дымовую трубу тепловоза или через всасывающую трубу воздуходувки при снятом сетчатом фильтре. Исправно работающая турбина после остановки дизеля продолжает вращаться около 3 мин. Особое внимание надо обращать на исправность топливной системы, так как нарушение нормальной работы последней вызывает догорание топлива в процессе расширения, что обусловливает повышение температуры отходящих газов и ухудшение работы лопаток турбины. Слишком высокая температура выхлопных газов приводит к короблению и порче лопаток турбины. Кроме того, при неисправной топливной системе может подаваться в цилиндр излишне большое количество нефти. Несгоревшая нефть обычно попадает в турбину и загрязняет её.