Наддув двигателя. Рис. 1.1. Крепление лопаток газовой турбины

Наддув двигателя

Впускной трубопровод, или ресивер, служит для подвода воздуха в цилиндры двигателя. В четырехтактных двигателях без наддува воздух засасывается в ресивер из машинного отделения или может приниматься с палубы по специальному трубопроводу. В двигателях с наддувом и в двухтактных двигателях воздух нагнетается в ци­линдры воздухонагнетателями. Для уменьшения колебаний давле­ния объем ресивера делают достаточно большим, проходное сечение должно обеспечить скорость воздуха не более 20 м/с. Внутри ресивера в двигателях с наддувом устанавливают воздухоохладители.

Для измерения давления воздуха, поступающего в цилиндр, на ресивере устанавливают манометры, а для измерения температуры — термометры. Из системы смазки нагнетателей в ресивер вместе с воз­духом могут попадать пары масла. Чтобы снизить давление газов при взрыве паров масла, ресивер снабжают предохранительными автоматическими клапанами. Горловины, закрытые крышками, слу­жат для очистки ресивера. Ресивер изготовляют из листовой стали. Для уменьшения шума в машинном отделении ресивер снаружи обшивают асбестом и покрывают стальным кожухом.

В двигателях с двухступенчатым наддувом ресивер может раз­деляться продольной перегородкой (на две ступени давления) и поперечными перегородками (отделяющими подпоршневые простран­ства отдельных цилиндров или группы цилиндров). На перегородках вырезаны окна, которые служат для установки пластинчатых кла­панов, автоматически открывающихся при расчетном давлении.

Конструкция выпускного трубопровода зависит от системы над­дува. В двигателях без наддува выпускные газы отводятся через короткие патрубки в общий выпускной коллектор, охлаждаемый водой. Отдельные участки коллектора для возможности свободного расширения соединяют между собой с помощью гофрированной трубы или телескопического уплотнения с чугунными разрезными уплотнительными кольцами.

В двигателях с газотурбинным наддувом с турбинами постоян­ного давления выпускные газы от всех цилиндров поступают в общий коллектор, объем которого V_K = 3 ∑ V_s (∑ V_s — суммарный рабо­чий объем цилиндров, работающих на этот коллектор). При таком объеме давление газов перед турбиной остается постоянным. При использовании турбин с переменным давлением газа перед соплами общий выпускной коллектор отсутствует, а выпускные газы подво­дятся к турбине от одного или нескольких цилиндров по коротким патрубкам малого объема. Используя импульс газа, выходящего из цилиндра в момент открытия выпускных органов с высоким давле­нием и температурой, можно повысить мощность турбины. Выпуск­ной тракт двигателей с газотурбинным наддувом покрыт слоем изо­ляции, поверх которой надет кожух из листового железа или рубашки с водяным охлаждением.

Для уменьшения шума на выпускном трубопроводе за турбинами устанавливают глушитель. В качестве глушителя может использо­ваться утилизационный котел. По правилам Регистра судовая дизельная установка должна быть оборудована устройством для улавливания и гашения искр в выпускных газах.

Газотурбокомпрессоры (ГТК) для умеренного наддува состоят из одноступенчатой осевой или радиальной газовой турбины и одноступенчатого центробежного нагнетателя, установленных на одном валу и заключенных в один корпус. Ротор лежит на двух подшипниках, из которых один опорный, второй опорно-упорный. Газотурбоком­прессоры могут иметь шариковые подшипники качения или бронзовыеподшипники скольжения. Иногда бронзовые втулки подшипников заливают баббитом толщиной 0, 3—0, 5 мм, что значительно повышает надежность их работы.

Рис. 1. 1. Крепление лопаток газовой турбины

Турбины работают при постоянном или попеременном давлении выпускных газов. Максимальная температура газов перед турбиной 550 - 650 °С. Рабочие лопатки турбины выполняют из жаропрочной стали или сплава на никелевой

основе с большим содержанием хрома и добавкой кобальта или молибдена. Лопатки можно при­варить к диску (рис. 1. 1, б), кре­пить с помощью елочного соеди­нения (рис. 1. 1, в) или в пазах специальной формы (рис. 1. 1, а). Длинные лопатки скрепляют в пакеты бандажной проволокой.

Ротор турбокомпрессора (рис. 1. 2) выполняют сварным с напрес­сованным и приваренным к полувалам диском, изготовляют за одно целое с диском или соеди­няют с ним болтами.

Колесо нагнетателя насажи­вается на вал ротора и крепится шпонкой или шлицами. Рабочие колеса нагнетателей применяют полузакрытого типа с радиаль­ными лопатками и вращающимся направляющим аппаратом, обеспечивающим безударный вход воздуха на лопатки. Направляющим аппаратом служат загнутые передние кромки лопаток. По вы­ходе с рабочего колеса воздух по­падает в диффузор.