Турбокомпрессор [рис. 1] двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К включает в себя центробежный компрессор и радиальную центростремительную турбину. Турбокомпрессор предназначается для наддува воздуха в цилиндры за счёт энергии выпускных газов. Вследствие принудительной подачи воздуха в цилиндры происходит увеличение воздушного заряда, что обеспечивает эффективное сгорание увеличенного объёма топлива. За счёт этого достигается увеличение мощности двигателя по сравнению с ДВС без турбокомпрессора, где поступление воздуха в цилиндры происходит при такте всасывания (под действием разрежения).
Рис. 1. Турбокомпрессор двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К.
1) – Выходной патрубок компрессора;
2) – Прокладка вставки компрессора;
3) – Вставка компрессора;
4) – Колесо компрессора;
5) – Штифт;
6) – Гайка;
7) – Маслоотражатель;
8) – Кольца уплотнительные;
9) – Диск уплотнения;
10) – Корпус компрессора;
11) – Кольцо стопорное;
12) – Уплотнительное резиновое кольцо;
13) – Средний корпус;
14) – Фиксатор подшипника;
15) – Вал ротора;
16) – Прокладка экрана;
17) – Диск уплотнения турбины;
18) – Кожух тепловой защиты турбины;
19) – Корпус турбины;
20) – Вставка турбины;
21) – Колесо турбины;
22) – Втулка уплотнения;
23) – Экран;
24) – Уплотнительные кольца выхлопной трубы;
25) – Сопловой венец;
26) – Втулка подшипника;
27) – Уплотнительное кольцо;
28) – Прокладка корпуса компрессора;
29) – Фланец крепления турбокомпрессора.
Турбокомпрессор размещён в развале блока цилиндров и закреплён посредством четырёх шпилек на крышке ресивера фланцем (29) корпуса турбины. Между крышкой ресивера и фланцем турбины установлена прокладка из железоасбеста, которая снижает интенсивность теплового потока к крышке ресивера от турбины.
К среднему корпусу (13) восемью шпильками прикреплён корпус компрессора (10). В кольцевую канавку для уплотнения стыка установлены прокладка (28) из паронита и резиновое кольцо (12). Литой алюминиевый корпус компрессора снабжен входным патрубком и спиральным каналом (улиткой) с выходным патрубком (1). Внутри к корпусу с помощью четырёх шпилек (через прокладку (2) из паронита) крепится алюминиевая вставка (3), в которой имеется лопаточный диффузор. Вместе с колесом компрессора (4) и каналом улитки вставка образует проточную часть, которая предназначена для подачи воздуха в ресивер двигателя. Патрубки компрессора (входной и выходной) снабжены шланговыми соединениями: первый с воздухоочистителем, второй – с крышкой ресивера.
Корпус турбины (19) крепится посредством восьми шпилек к противоположному фланцу среднего корпуса. Корпус (19), вставка (20), сопловой венец (25) и колесо (21) образуют проточную часть турбины. Корпус турбины выполнен из чугуна и снабжен парой входных патрубков, соединённых сильфонными компенсаторами с впускными коллекторами для левого и правого ряда цилиндров, а также фланец (29) для монтажа турбокомпрессора.
На выходном патрубке вставки турбины выполнена пара канавок, куда установлены компрессионные кольца (24) от двигателя Д-50, предназначенные для уплотнения в соединении с выхлопной трубой.
Ротор турбокомпрессора вращается в бронзовом подшипнике (26) типа «качающаяся втулка», который установлен в центральной бобышке среднего корпуса. В бобышке подшипник установлен с некоторым зазором. Упругая подвеска формируется слоем смазки в зазоре между бобышкой и втулкой. В бобышке втулка подшипника фиксируется посредством детали (14), в которой имеется канал для подведения смазки к подшипнику.
Ротор турбокомпрессора включает в себя вал (15), колесо турбины (21) и колесо компрессора (4). Колесо турбины выполнено методом точного литья (легированная сталь) и приварено к валу. Колесо компрессора выполнено методом литья (алюминиевый сплав) и закреплено на валу посредством шпоночного соединения, а также гайки (6).
Полости турбины и компрессора (со стороны подшипникового узла) имеют контактные газомасляные уплотнения. Уплотнение со стороны компрессора включает в себя диск (9), уплотняемый по наружному торцу в расточке среднего корпуса с помощью резинового кольца (27), а по внутреннему диаметру – уплотнительными кольцами (8). Стопорное кольцо (11) стопорит диск в среднем корпусе. Уплотнительные кольца (8) – разрезные, чугунные, установлены в кольцевые канавки маслоотражателя (7), который плотно посажен на валу ротора.
Со стороны турбины уплотнение реализовано диском (17), экраном (23) с прокладкой (16) и уплотнительными кольцами (8), установленными в канавки втулки (22), которая напрессована на вал ротора. Экран (23) с прокладкой (16) зажат между корпусом турбины (19) и средним корпусом (13).
Важным фактором для работы турбокомпрессора двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К является надёжная работа уплотнения. Проникновение масла в полость компрессора приводит к загрязнению проточной части компрессора, снижению его производительности, вследствие чего возможно тугое проворачивание колеса. При просачивании масла в полость турбины происходит повышенное нагарообразование (нагар заполняет зазоры), вследствие чего колесо турбины заклинивается (затирается).
Ротор в сборе с втулкой уплотнения (22), маслоотражателем (7), шпонкой, гайкой (6) и замковой частью подвергают динамической балансировке (точность балансировки – 0,2 гсм). Качеству балансировки уделяется особое значение ввиду того, что скорость вращения ротора равна 40000 об/мин.
Принцип работы турбокомпрессора двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К. Из цилиндров двигателя выхлопные газы (под давлением) поступают в проточную часть турбины через выхлопные коллекторы. Из соплового аппарата они, расширяясь, устремляются на лопатки рабочего колеса турбины, приводя ротор во вращение. Газы выходят из турбины в атмосферу посредством выхлопной трубы. Воздух всасывается колесом компрессора через воздухоочиститель, сжимается и под давлением подаётся во впускной ресивер, откуда под избыточным давлением (0,5-0,6 кгс/см2) направляется в цилиндры двигателя.
К подшипнику турбокомпрессора смазка поступает из главного распределительного канала, проходя предварительную (дополнительную) фильтрацию в фильтре сетчатого типа, которые размещён с правой стороны блок-картера. К фиксатору (14) присоединяется подающий маслопровод. Масло отводится через отверстие в среднем корпусе по трубке.
Техническое обслуживание турбокомпрессора двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К. Работа турбокомпрессора периодически проверяется посредством прослушивания по звуку в процессе работы, а также по времени выбега ротора при остановке дизеля. У нормально функционирующего турбокомпрессора прослушивается характерный высокотональный звук, а после вывода дизеля на режим максимальных холостых оборотов и выключения подачи топлива звук вращения ротора должен просушиваться ещё не менее 5 сек.
Признаками загрязнения проточных частей компрессора и турбины являются: дымный выхлоп двигателя (на всех режимах работы) и тугое вращение ротора. Поэтому необходимо периодически промывать газомасляные уплотнения и проточные части. Периодичность промывки турбокомпрессора напрямую зависит от эксплуатационных условий, степени запылённости воздуха, качества масла (и его фильтрации), режима эксплуатации, а также температуры окружающего воздуха. При средних эксплуатационных условиях периодичность разборки турбокомпрессора с целью ревизии и промывки составляет 2000 мото/ч.
Разборка турбокомпрессора двигателя СМД-60 и СМД-62 трактора Т-150 и Т-150К осуществляется в условиях мастерской, с обеспечением надлежащей чистоты рабочего места и отсутствием пыли. Необходимо отвернуть восемь гаек на шпильках, снять корпус компрессора (10) вместе с вставкой (3). Далее нужно отвернуть следующие восемь гаек и снять корпус турбины (19) вместе с вставкой (20) и сопловым венцом (25). Проточные части колеса компрессора и турбины следует осмотреть и, в случае необходимости, промыть их дизельным топливом с применением волосяной щётки.
Проверяется свобода вращения ротора. Он должен легко и свободно вращаться. В случае тугого вращения требуется снять ротор и детали уплотнения. Расконтрив гайку (6), она свинчивается. Колесо компрессора снимается с вала, далее с противоположной стороны вынимается вал с колесом турбины. Очищаются и промываются уплотнительные кольца (8) вместе с остальными деталями, на которых присутствует налёт грязи либо нагара. Тем самым добиваются, чтобы уплотнительные кольца (8) свободно перемещались в канавках втулок (7) и (22).
По завершении промывки деталей сборка осуществляется в обратном порядке. После установки ротора в подшипник и надёжного закрепления на валу колеса компрессора посредством гайки (6) с замковой шайбой, следует залить в подшипник (через фиксатор (14)) 30 г. чистого дизельного масла и проверить вращение ротора. Оно должно быть лёгким и плавным. Положение соплового венца (25) на вставке турбины (20) фиксируется штифтом, которым определяется только единственное положение соплового венца относительно корпуса турбины (19).
В процессе разборки и сборки запрещается ударять молотком либо другим инструментом по деталям турбокомпрессора, устанавливать средний корпус с собранным ротором на торец колеса компрессора либо турбины. Для установки среднего корпуса следует иметь металлическую либо деревянную подставку.