废气轮增压 图2-1装有轴流式洞轮漕压器的增压袭油机 ::2 图2-2轴流涡轮增压器的军件图 滤湾、消音器12一压气机进气壳,3一压气机蜊壳;4一叶片扩压器;5一润轮排气壳及 绝热隔板」6一涡轮进气壳及嘴环7一推力盘,8一迷宵式密封在;9一转子:10一推力 轴承;11一艾持軸承;12一密封外套;13一轴承座
15 图2-3A0P轴流式满轮增压器 1一压气机壳;2一扩压器,3一压气机巖;4一压气端轴封,5—活环,6-吸气导流罩;7一活窑环 座;8一主轴;9—辱风纶;10一压气机调整片,11一压气机衬套;12一压气机叶轮,13—轴承;14 压气机端轴承座;15一止推板;16—止推轴承;17一导油罩;18-止推轴承;19-轴承,20—涡轮端 轴承座21一中间机壳,22一祸轮叶片:23一气封;24-喷嘴内环;25一炭晶豳;26-油板;2 埚轮盘,28—喷嘴叶片;29一喷嘴外环30、3】1一底即;32一涡轮进气兇 组成 涡轮机是单级轴流式。它主要由涡轮机进气壳、喷嘴环、工作轮和排气壳(中间机壳) 组成。从柴油机排出的廢气,经柴油机排气管导入涡轮机进气壳流经喷嘴环中进行膨胀, 使废气的压力和温度下降,而气流的速度显著增加。具有高速的气流按一定的方向进入工 作轮的叶片通道,在其中废气一股继续膨胀,同时一部分动能转换成机械功,最后废气经 排气壳排往大气。 涡轮的进气壳32是径向进气结构,有二个和四个进气口的两种,没有冷却用的水夹 层·这减少了涡轮的散热损失,对改善涡轮的热效率有利。喷嘯环由20个喷嘴叶片28和 喷嘴内环24、外环29装配而成。喷嘴内、外环用锻件加工,喷嘴叶片用精密铸造成型, 叶片截面是机翼形的,用矩形裨头与内、外环装配成一体。赜环的作用是籽柴油机排出 废气的势能部分地转变为动能,并使气流具有工作轮叶片所需要的方向。为了满足不同柴 油机増压的需要,一般都备有多种喷嘴环的流通截面积,供用户选配。涡轮机的工作轮由 工作叶片22和轮盘27装配而成。涡轮盘是锻件加工的,在轮盘上用成型拉刀拉削加工出 安装工作叶片的枞树形档。涡轮机有39片工作叶片,叶身采用辊锻后电解抛光,而叶片
桦头用成型铣刀铣削加工。涡轮工作轮的平均半径为225毫米。涡轮工作轮的作用是将气 流的动熊部分地转变成杋械功。涡轮工作叶片22要承受高温的热负荷、大的离心拉应力 和气流冲击产生的弯曲应力的作用,因此材料要求高,一般采用优质的斌热合金钢制造 涡轮盘和转轴8用花键连接,转轴8用40Cr钢制造。涡轮增压器的涡轮工作轮和压气机 工作轮12同装在一根轴上,组成旋转部分,一般称为转子。 压气机是单级离心式。压气机由进气道(吸气导流罩6)、导风轮9、工作轮12、扩 压器2和出气蜗壳1等组成。压气机的任务是吸收涡轮机发出的机械功,以提高空气的压 力,然后经柴油机进气管将空气导入气缸内,以达到增压的目的。压气机是轴向进气的 吸气导流罩的作用是使气流均匀地进入导风轮中。导风轮促使气流从周向能平顺地转到轴 向,以减少流动损失。工作轮12是半开式的径向叶轮。为了加工制造方便,导风轮和工 作轮是分开剝造的。导风轮常用不锈钢或高强度铸铝精密铸造成型,而压气机工作轮则常 用高强度锻铝铣削加工成型。扩压器由无叶部分和叶片部分组成。叶片式扩压器2有22个 叶片,其叶型有平板形的和机翼形的两种。压气机出气蜗壳有带一个出气口或二个出气口 的两种,都是变截面,且截面形状为圆形。 该型涡轮增压器采用内支承的轴承布置,即两个轴承布置在两个叶轮之间。机器的设 计紧凑,轴向尺寸小、重量轻。中间机壳21(即涡轮的排气壳)是整个机器的基础,两 个轴承就安装在此壳体上。在壳体上还有润滑油通道和冷却水腔。两个轴承13和19是滑 动轴承,均是三油楔的,采用铜铅合金制造。在涡轮侧的轴承18是止推轴承,可平衡转 子的轴向力。轴承润滑由柴油机滑油系统供给润滑油。为了将涡轮增压器安装在柴油机 上,备有底脚30、31 图2-4是TZ25轴流式涡轮增压器的转子。它和40GP的转子主要不同点是:采用闭 式的压气机叶轮,以获得较高的效率;涡轮盘和转轴是焊接结构,涡轮工作叶片也是焊接 在涡轮盘上;两个轴承安置在转子的两端,为外支承布置 图2-4Tz25轴湘祸轮增压器的转子 1、6-转籼;2一闭式压气机叶轮;3一键;4一祸轮盘5—涡轮叶片。 图2-5是45GP80轴流涡轮增压器的转子。它的涡轮盘11和转轴6是靠螺栓10连接 起来的,涡轮工作叶片用枞树形头固定在涡轮盘的榫槽中,并用锁紧片9锁紫。压气机 导风轮3和叶轮1是分开制造的,两者过盈地压装在衬套7上,有四个定位的圆柱销2传 递扭矩
图2-545GP80轴流式涡轮增压器的转子 1—压气机叶轮;2一圆柱销;3-导风轮;4一压紧图;5-螺母;6—转轴;7—衬套 轮叶片;9—一锁紧片;10一螺栓;11一涡轮盘;12角钉 §2-3径流式涡轮增压器的构造 图2-6是装有径流式涡轮增压器的增压柴油机外形图。一般大功率的柴油机其空气流 量大,多选配轴流式涡轮增压器;而较小功率的柴油机,其空气流量较小,可选配径流式 涡轮增压器。但也有一些大功率的柴油机选配径流式涡轮增压器。 图2-7是径流式涡轮增压器的零件图。图上从左至右是:涡轮排气壳及喷嘴、涡轮进 气壳、转子、中间壳、压气机蜗壳、扩压器和压气机进气壳 现以25DJ为例,介绍径流涡轮增压器的构造。25D径流式涡轮增压器是上海内燃机 研究所和马尾造船厂于一九七O年协作研制的,主要由广东省新洲渔轮修造厂、宁波7815 工厂等生产。它的主要技术参数为:额定增压比πe=1.50;空气流量Gc=0.95公斤/秒;涡 轮前废气温度为500°C转速n=23800转/分;压气机的等嫡效率 0.74机器约重 75公斤。每台增压器可匹配柴油机功率(增压前)250~400马力。 广东新洲渔轮修造厂生产的25DJ径流涡轮增压器与该厂生产的6300渔轮主机匹配, 柴油机转速为400转/分时,功率由400马力提高到600马力。后来又在台架上做过进一步 的配套试验,使柴油机仍在400转/分时的功率达到700马力。宁波7815厂生产的251)涡 轮增压器与该厂6267船用柴油机匹配,柴油机转速由350转/分增至400转分,功率由250 马力增至420马力。 图2-8是25DJ径流式润轮增压器纵剖面图。它与轴流式涡轮增压器比较,其结构较 简单。单级离心式压气机,轴向进气。没有单独的导风轮。压气机工作轮是半开式的,具
两个废气禍轮增压器 图2-6装有径流式涡轮增压器的增压!油机 因2-7径浏式汹铪增压器的零件图 有18片径向分布的叶片,其中9片是长叶片,另9片是短叶片。工作轮用锗铝精密铸造, 其外径为200毫米,叶片出口宽度为15.5毫米。扩压器构造特别简单,只采用无叶扩压 器(由两块盖板9与10构成一个环形空间)。扩压器和机壳用铸铝铸造。蜗壳的通流断面 为矩形。 25DJ增压器采用径流式涡轮,径向进气,轴向排气。喷嘴环具有24片叶片,用耐热 钢制造,均匀分布在喷嘴圆环上(见图2-9),喷嘴叶片的高度方向与转轴方向是平行的。 涡轮的工作轮进口直径为200毫米,具有16片均匀分布的叶片,用铬钼钒耐热钢精密铸 造。涡轮工作轮和压气机工作轮均套在铬铺钢制造的转子轴上,用螺帽紧,并采用键防 止工作轮与转轴产生相对旋转,同时传递扭矩