Турбокомпрессор C12-92-02 двигателя ЗМЗ-5143, устройство, работа
Опубликовано: 02.09.2018
Турбокомпрессор C12-92-02 дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10 это устройство, которое использует кинетическую и тепловую энергию выхлопных газов для нагнетания воздуха в цилиндры двигателя. В результате этого повышается масса воздушного заряда в цилиндре, а следовательно среднее эффективное давление в нем.
Соответственно это позволяет повысить максимальный крутящий момент и номинальную мощность двигателя за счет увеличения цикловой подачи топлива при одновременном снижении его удельного эффективного расхода и улучшении экологических показателей двигателя. Еще одним очень важным аспектом использования турбокомпрессора является редукция выхлопных газов.
Турбокомпрессор C12-92-02 дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10.
Турбокомпрессор C12-92-02 производства CZ Strakonice состоит из картриджа, корпуса турбины, корпуса компрессора и механизма регулирования расхода отработавших газов через турбину. Его основные характеристики :
— Диапазон рабочего числа оборотов : 80 000 — 180 000 об/мин
— Максимальная степень сжатия компрессора : 2.4 — Максимальная подача воздуха : 0.13 кгс — Максимально допустимая температура выхлопных газов : 700 градусов — Максимальное сопротивление впускного тракта перед компрессором : 4-7 кПа — Максимальное сопротивление выпускного трубопровода за турбиной : 12 кПа — Рабочее давление масла : 200-600 кПа
Картридж турбокомпрессора C12-92-02.
Включает в себя ротор, корпус подшипников, подшипники скольжения. Уплотнения колеса компрессора и колеса турбины — лабиринтовые, предназначены для предотвращения попадания сжатого воздуха и отработавших газов в корпус подшипников.
Ротор включает в себя колесо турбины, приваренное к торцу вала, на противоположном конце которого с помощью гайки закреплено колесо компрессора. Ротор свободно вращается на двух радиальных подшипниках скольжения, расположенных на валу.
Для компенсации осевой нагрузки, действующей на ротор на переходных режимах работы двигателя, установлен упорный подшипник скольжения со стороны колеса компрессора. Корпус подшипников выполнен в виде оребренной детали из чугуна. К корпусу подшипников с помощью пластин крепятся корпус турбины и корпус компрессора.
Корпус турбины турбокомпрессора C12-92-02.
Выполнен из чугуна с повышенным содержанием никеля в виде улитки с фланцами входного и выходного каналов для отработавших газов. Внутри корпуса турбины со стороны фланца выходного канала расположено колесо турбины и клапан перепуска части отработавших газов, минуя турбину.
Корпус компрессора турбокомпрессора C12-92-02.
Выполнен из алюминиевого сплава в виде улитки с осевым и тангенциальным патрубками. Внутри корпуса компрессора расположено колесо компрессора. В улитку ввернут угловой штуцер, на котором закреплена резиновая трубка пневмокамеры.
Механизм регулирования турбокомпрессора C12-92-02.
Включает в себя пневмокамеру в сборе со штоком (актуатор), резиновую трубку и стопорное кольцо. Пневмокамера соединена резиновой трубкой со штуцером, установленном в улитке компрессора и закреплена на кронштейне, который установлен на корпусе компрессора. Шток пневмокамеры зафиксирован с помощью стопорного кольца на рычаге перепускного клапана, расположенного в корпусе турбины.
Расположение турбокомпрессора C12-92-02 на двигателе ЗМЗ-5143.10.
Турбокомпрессор расположен на левой стороне двигателя по ходу движения автомобиля. Фланец входного канала корпуса турбины крепится к выпускному коллектору двигателя с помощью четырех гаек и шпилек, изготовленных из жаропрочной стали. К фланцу выходного канала корпуса турбины крепится чугунный патрубок трубы приемной глушителя.
К верхнему фланцу корпуса подшипников с помощью полого болта крепится трубка нагнетательная для подвода смазочного масла из блока цилиндров. В нижнем фланце корпуса подшипников ввернут штуцер, на котором закрепляется шланг для слива смазочного масла в масляный картер двигателя.
На осевом патрубке корпуса компрессора закреплен угловой патрубок, соединенный резиновым шлангом с воздушным фильтром автомобиля. Тангенциальный патрубок корпуса компрессора соединен с нагнетательным патрубком, далее расположены воздуховод, ресивер и впускная труба. К штуцеру ресивера крепится трубка компенсатора давления наддува топливного насоса высокого давления.
Работа турбокомпрессора C12-92-02 дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10.
Двигатель ЗМЗ-5143.10 с турбокомпрессором образуют единый силовой агрегат, отрегулированный по энергетическим, экономическим и экологическим параметрам.
При работе двигателя без нагрузки на минимальных оборотах холостого хода.
Воздух в двигатель поступает за счет разрежения, создаваемого цилиндро-поршневой группой, при этом колесо и корпус компрессора оказывают дополнительное сопротивление воздушному потоку.
При работе двигателя под нагрузкой.
Отработавшие газы из выпускного коллектора поступают в улитку корпуса турбины. В каналах между лопатками колеса турбины отработавшие газы расширяются, затрачивая часть энергии на вращение ротора и нагрев турбокомпрессора, при этом их скорость увеличивается, а температура и давление падают. Из корпуса турбины отработавшие газы поступают в систему выхлопа автомобиля.
За счет вращения колеса компрессора в осевом патрубке корпуса компрессора создается разрежение, и окружающий воздух под действием атмосферного давления через воздушный фильтр поступает в каналы между лопатками колеса компрессора и далее, в улитку корпуса компрессора, в которых происходит процесс сжатия воздуха, при этом его скорость уменьшается, а температура и давление увеличиваются. Сжатый воздух нагнетается в систему воздухоснабжения двигателя.
При увеличении избыточного давления в ресивере топливный насос высокого давления с помощью компенсатора давления наддува обеспечивает увеличение подачи топлива. С помощью механизма регулирования поддерживается требуемое давление наддува, путем перепуска части отработавших газов, минуя колесо турбины турбокомпрессора.
На работающем двигателе смазочное масло под давлением из блока цилиндров по трубке нагнетательной поступает в корпус подшипников турбокомпрессора для смазки подшипников скольжения. Из корпуса подшипников масло стекает по шлангу в масляный картер двигателя.
Особенности эксплуатации и обслуживания турбокомпрессора C12-92-02.
Во время эксплуатации запрещается самостоятельно изменять длину штока в механизме регулирования турбокомпрессора, зафиксированную изготовителем с помощью гайки. При увеличении длины тяги уменьшается давление наддува и мощность, ухудшаются экономические и экологические показатели двигателя. При уменьшении длины тяги возрастает давление наддува при больших цикловых подачах топлива, что приводит к возрастанию давления сгорания в цилиндрах и поломке двигателя.
После запуска холодного двигателя ЗМЗ-5143 в любое время года, до начала движения автомобиля, необходимо дать ему поработать как минимум пять минут на минимальных оборотах холостого хода. В этом случае обеспечивается равномерный прогрев колеса и корпуса турбины.
Для исключения закоксовывания смазочного масла из-за перегрева в радиальных подшипниках скольжения турбокомпрессора при остановке автомобиля после длительной работы двигателя на больших нагрузках необходимо дать ему поработать около 3-5 минут на минимальных оборотах холостого хода. Смазочное масло выполняет дополнительную функцию – охлаждение подшипников скольжения.
Работа дизельного двигателя ЗМЗ-5143 более десяти минут на минимальных оборотах холостого хода не рекомендуется, так как за счет разрежения, создаваемого цилиндро-поршневой группой, давление воздуха внутри корпуса компрессора устанавливается ниже атмосферного. Часть смазочного масла из корпуса подшипников через лабиринтовое уплотнение колеса компрессора поступает в систему впуска двигателя, вызывая его повышенное дымление.
Поскольку турбокомпрессор C12-92-02 является самонастраивающейся системой, то нарушения в его работе могут вызвать только механические неисправности и повреждения, засорение газовых и масляных магистралей, залив в двигатель масла не предусмотренного заводом изготовителем, избыточное давление в картере двигателя.
Проведение планового технического обслуживания, своевременная замена фильтрующих элементов, использование соответствующего моторного масла и качественного топлива существенно снизят вероятность отказа этого дорогостоящего устройства.
