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  9.5 涡轮增压器

一、结构方案

废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡忙增压器和径流式废气涡轮增压器。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件,除 压气机和涡轮机的转速相同外,在任何工况下其效率也是相同的。

涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案,最常见的有几种:

1.外双支承式

即转子两端有支撑,这种方案亦称无悬臂式支承,在轴流式大型涡轮增压器上应用最广。其最主要优点是轴承和密封装置合理布置在转子两瑞,轴颈尺寸小,轴承的圆周速度较低,轴承过热的可能性较小,轴承工作能力较好,转子轴中部可以粗些,刚性较大。这种方案的缺点是涡轮增压器长度及重量较大,压气机进气道结构复杂,由于支撑筋的存在影响效率的提高。 

2.双内支承式

即二个轴承都放在叶轮里面,所以又叫悬臂支承,这样可保证涡轮增压器的尺寸小、重量轻。这种结构形式在小型径流式涡轮增压器上应用最广。其主要缺点在于如果壳体在转子轴水平面没有接缝时,不拆转子就不能检视轴承。此外,由于轴承过热需要加强冷却,特别是涡轮机的一端。 

3.单悬臂式支承

即压气机的工作轮呈悬臀布置,转子支点在涡轮机工作轮的两侧。这种方案可使压气机进口损失最小和涡轮结沟紧凑,因此应用也较广。其缺点是压气机轴承不易检修,装配时须拆开转子。

4.悬臂支撑

压气机和径流式涡轮机的工作轮紧挨着,象是两面部有叶轮的工作舱,所以又称单转子。其特点是可保证最低的轴承温度,和最紧凑的结构尺寸。由于工作的温度较高,增加压缩空气所消耗的功,从而使效率降低。

上述几种方案中的支点可采用滑动轴承,也可采用滚动轴承。滚动轴承的摩擦损失不大,长度也小,但寿命不如滑动轴承。因此,国内外的增压器广泛采用滑动轴承。

.结构举例 (10ZJ型涡轮增压器[它属于双内支承式])

10ZJ型径流式涡轮增压器主要供135型柴油机和146型柴油机增压之用。压气机部分主要包括单级离心式压气机叶轮、无叶扩压器和压气机壳。涡轮部分主要为涡轮壳、喷嘴环和涡轮叶轮,涡轮叶轮和压气机叶论装在同一轴上,分别与轴用键连接,并用螺母压紧。

涡轮增压器的主要固定件是涡轮壳,压气机壳1和中间壳。中间壳内铸有单独的水夹层,以冷却涡轮端传来的热量。涡轮壳和中间壳可绕轴线彼此转过45度进行安装,压气机壳与中间壳可以绕轴线彼此按任意角度安装。

增压器的转子支承系双内支承式,轴承布置在中间壳的两端,采用浮动式轴承,并以柴油机的压力机油润滑。润滑油须从增压器的机油滤清器中引至中间壳的油腔内,此后再通过回油管直接流回柴油机油底壳。

在涡轮叶轮和压气机叶轮的两端均设有气封和曲封装置,以防润滑油和气体的渗漏。此外,在涡轮端还通过中间壳从压气机中引入少量高压空气至涡轮端气封板,以进一步对废气进行气封。

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