Расчет турбокомпрессора двигателя КамАЗ 740.51-320

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное Образовательное учреждение высшего образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Факультет авиационной и морской техники

Кафедра «Тепловые энергетические установки»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Вспомогательное оборудование систем автомобиля»

Расчет турбокомпрессора двигателя КамАЗ 740.51-320

Студент группы 7ЭТб-1 В.С. Волович

Руководитель В.И. Шаломов

Нормоконтролёр В.И. Шаломов

2020



Содержание

Введение

1. Газодинамический расчет компрессора

1.1 Выбор конструктивной схемы компрессора

1.2 Исходные данные для расчета компрессора

1.3 Расчет входного устройства

1.4 Расчет рабочего колеса

1.5 Расчет безлопаточного диффузора

1.6 Расчет выходного устройства

1.7 Работа, КПД и мощность компрессора

2. Тепловой расчет турбины

2.1 Краткая характеристика проектируемой турбины

2.2 Исходные данные

2.3 Выбор и уточнение расчетных параметров и КПД турбины

2.4 Расчет соплового аппарата турбины

2.5 Расчет рабочего колеса турбины

2.6 Потери, КПД и мощность турбины

3. Описание конструкции ТК

3.1 Компрессор

3.2 Турбина

3.3 Корпус подшипников

Заключение

Список использованных источников



Введение

турбина турбокомпрессор газовый центробежный

Турбокомпрессор (турбонагнетатель) системы наддува ДВС - устройство, которое предназначено для увеличения мощности двигателя, не увеличивая рабочего объема. Это достигается за счет сгорания большего количества воздушно - топливной смеси. Турбокомпрессор нагнетает в цилиндры больше воздуха, чем он всасывается поршнями.

Турбокомпрессор приводится в действие турбиной, раскручивающейся потоком отработавших газов. Турбокомпрессор засасывает воздух через фильтр, и нагнетает его в цилиндры под давлением. Чем больше воздуха попадет в цилиндры, тем больше можно сжечь топлива, и получить больше мощности. Турбокомпрессоры бывают высокого и низкого давления. Система наддува ДВС увеличивает мощность двигателя на 25 - 100%.

Воздух при сжатии компрессором нагревается. При этом повышается давлениенаддува и увеличивается его плотность и масса в объеме цилиндров. Для минимизации этого явления, разогретый воздух, который выходит из компрессора, пропускают через воздухоохладитедь - интеркулер. Эта технология используется в основном в турбонаддувах высокого давления. В некоторых машинах устанавливают два интеркулера. Его используют в бензиновых и дизельных ДВС.

Турбокомпрессоры применялись для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания еще на этапе развития этого вида технологий. Запатентованный американцем Альфредом Бюхи в 1911 году турбокомпрессор на заре своего развития сыграл значительную роль в военной авиации - турбированные бензиновые двигатели ставились на истребители и бомбардировщики для повышения их высотности. Свое применение в автомобильном дизелестроении технология нашла относительно недавно.

В системах наддува дизельных двигателей КАМАЗ 740.51-320 применяют одноступенчатые турбокомпрессоры, состоящие из центробежного компрессора и радиальной центростремительной турбины.

Так как работа двигателя и турбокомпрессора автомобиля согласована, то можно устанавливать определенный тип турбокомпрессора только на тот двигатель, для которого он предназначен.

Цель расчета турбокомпрессора состоит в определении геометрии его конструктивных элементов, параметров газа по тракту проточной части и КПД компрессора.

Цель курсовой работы: спроектировать центробежный турбокомпрессор, состоящий из центробежного компрессора и радиально-осевой газовой турбины.



1. Газодинамический расчет компрессора

1.1 Выбор конструктивной схемы компрессора

Конструктивная схема типового центробежного компрессора ТНА с характерными размерами представлена на рисунке 1. Выясним назначение отдельных элементов и узлов компрессора и дадим их краткие характеристики.

1 - корпус компрессора; 2 - рабочее колесо; 3 - вращающийся направляющий аппарат; 4 - неподвижный входной направляющий аппарат; 5 - безлопаточный (щелевой) диффузор; 7 - выходное устройство; 8 - уплотнение; 9 - подшипники

Рисунок 1 Конструктивная схема центробежного компрессора

Корпус компрессора 1 предназначен для отделения рабочей полости компрессора от окружающей среды, он выполняет так же функцию несущей конструкции машины.

Рабочее колесо (РК) является одним из основных элементов в компрессоре. Совместно с предвключенным направляющим аппаратом 3 рабочее колесо образует вращающуюся лопаточную систему, в которой осуществляется преобразование энергии двигателя в кинетическую энергию направленного движения газа, а также происходит частичное преобразование последней в потенциальную энергию. Повышения давления в РК происходит в основном под действием центробежных сил.

Вращающийся направляющий аппарат (ВНА) 3 представляет собой своеобразный осевой венец, предвключенный к рабочему колесу, предназначенный для обеспечения безударного входа потока на лопатки рабочего колеса. Иногда ВНА выполняется за одно целое с колесом.

Неподвижный входной направляющий аппарат 4 представляет собой кольцевой венец неподвижных или поворотных лопаток. Он предназначен для сообщения потоку предварительной закрутки перед рабочим колесом и может отсутствовать, если необходимости в такой закрутки нет. Направляющий аппарат вместе с наружной и внутренней обечайками (воронками) корпуса, образующими криволинейный конфузорный кольцевой канал для подвода рабочей среды к колесу, называется входным устройством компрессора. Назначение входного устройства состоит в обеспечении равномерного подвода газа и заданного поля скоростей на выходе в рабочее колесо.

Безлопаточный (щелевой) диффузор (БД) 5 представляет собой кольцевое пространство за рабочим колесом, образованное боковыми стенками корпуса. Он служит для частичного преобразование кинетической энергии газа за рабочим колесом в потенциальную энергию и для выравнивания поля скоростей потока перед следующим элементом.

Выходное устройство 7 состоит из сборной камеры (улитки) концевого диффузора. На рисунке 1 изображена улитка, являющаяся наиболее распространенным выходным устройством центробежных компрессоров.

Уплотнение 8 предназначены для уменьшения протечек воздуха через зазоры между вращающимися и неподвижными элементами или для разобщения полости компрессора с окружающей средой. В центробежных компрессорах обычно используются бесконтактные лабиринтные уплотнения. В настоящее время принимаются также контактные уплотнения с графитными кольцами.

Подшипники 9. В судовых компрессорах применяются как подшипники скольжения, допускающие большие удельные нагрузки, так и качения, которые просты в эксплуатации и имеют более высокий КПД. Весьма перспективны газостатические и газодинамические подшипники, при работе которых между шейкой вала и вкладышем образуется вместо жидкостной газовая пленка, что позволяет снизить потери в таких подшипниках.

В составе ТНА используют компрессоры низкого, среднего и высокого давления. Компрессоры низкого давления выполняются без лопаточного диффузора. Кроме того, в компрессоре может осуществляться осевой подвод газа. И первое, и второе требует внесения изменений в методику газодинамического расчета. Поэтому выбор конструктивной схемы компрессора имеет немаловажное значение.

1.2 Исходные данные для расчёта компрессора

1 Мощность двигателя, кВт

2 Удельный эффективный расход топлива,

3 Расход воздуха в дизель, кг/с

4 Число одинаковых ТК на дизель, шт

5 Давление наддува, МПа

6 Расход воздуха в компрессоре, кг/с

7 Температура окружающей среды, К

8 Давление окружающей среды, МПа

9 Показатель адиабаты для воздуха

10 Удельная газовая постоянная воздуха

11 Изобарная теплоемкость отработавших газов

12 Коэффициент для перевода углов из радиан в градусы

k(И) =

1.3 Расчёт входного устройства

1) 1) Скорость на входе в компрессор, м/с; выбирают в диапазоне. Принимаем

2) Потери на всасывании во входном устройстве компрессора, МПа, задается в диапазоне . Принимаем

3) Температура на всасывании, К

4) Давление на входе в компрессор, Мпа

5) Плотность воздуха на входе в компрессор , кг/м3

6) Площадь входного сечения, м2

7) Сопротивление воздухоохладителя по рекомендации задаётся в пределах (0,001...0,006), МПа, принимаем

8) Давление за компрессором, Мпа

9) Степень повышения давления в компрессоре

10) Относительное повышение температуры задается в зависимости от степени повышения давления в компрессоре

11) Адиабатная работа компрессора, Дж/кг

12) Напорный адиабатный КПД компрессора задается в диапазоне . Принимаем

13) Окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса, м/с

и она должна составлять м/с

14) Коэффициент скорости центробежного колеса задается в интервале . Принимаем

15) Абсолютная скорость потока на входе в рабочее колесо, м/с

16) Температура на входе в рабочее колесо, К

17) Коэффициент потерь входного устройства для радиально-осевого и коленообразного входа воздуха в компрессорзадается в диапазоне . Принимаем

18) Суммарные потери по входному устройству, Дж/кг

19) Показатель политропы входного устройствавычисляем из уравнения:

20) Давление на входе в рабочее колесо , Мпа

21) Плотность воздуха на входе в рабочее колесо, кг/м³

1.4 Расчёт рабочего колеса

1) Площадь сечения на входе в рабочее колесо, м²

2) Относительный диаметр ступицы рабочего колесазадается в диапазоне для турбокомпрессоров типа ТКР. Принимаем

3) Относительный наружный диаметр рабочего колеса на входе задают в диапазоне . Принимаем

4) Диаметр рабочего колеса на выходе из компрессора, м

5) Диаметр ступицы, м

6) Диаметр рабочего колеса на входе, м

7)

8) Частота вращения рабочего колеса , об/мин

Для ТКР её значение находится в диапазоне об/мин

9) Средний диаметр рабочего колеса на входе, м

10) Относительный средний диаметр рабочего колеса на входе

11) Окружная скорость на среднем диаметре, м/с

12) Число лопаток рабочего колеса, шт

Округлим до целого числа

13) Шаг лопаток на диаметре ступицы , среднем диаметре рабочего колеса и на диаметре входа в рабочее колесо :

- на диаметре ступицы , м

-на относительном среднем диаметре рабочего колеса , м

- на входном диаметре рабочего колеса , м

14) Коэффициент загромождения потока на входном диаметре задают в диапазоне . Принимаем

15) Абсолютная скорость на входе в РК с учетом загромождения потока, м/с

16) Углы потока на входе в рабочее колесо, град:

- Угол потока без учета загромождения на

- Угол потока без учета загромождения на

- Угол потока без учета загромождения на



- Угол потока с учетом загромождения на

- Угол потока с учетом загромождения на

- Угол потока с учетом загромождения на

17) Углы установки лопаток по внутренней стенке, град

- На диаметре , град

где - угол атаки, который задается согласно рекомендации град

- На диаметре , град

где - угол атаки, который задается согласно рекомендации град

- На диаметре , град

где - угол атаки, который задается согласно рекомендации град

18) Коэффициент , учитывающий сужение потока на входе в рабочее колесо, задается в диапазоне . Принимаем

19) Площадь по горловинам на входе в РК, м2

20) Диаметр горловины на входе в рабочее колесо компрессора , м



21) Относительная скорость на с учетом загромождения , м/с

22) Число Маха на диаметре рабочего колеса

Результат должен соответствовать значениям

23) Коэффициент мощности рабочего колеса задается в диапазоне. Принимаем

24) Радиальная составляющая скорости потока на выходе,м/с, задается в диапазоне, м/с. Принимаем

25) Относительная ширина рабочего колеса на выходезадается в пределах Принимаем

26) Коэффициент трения и вентиляции

27) Ожидаемый КПД компрессора

28) Температура воздуха на выходе из рабочего колеса, К

29) Показатель политропы сжатия в рабочем колесе

где - КПД рабочего колеса, который задают в пределах .

30) Давление на выходе из рабочего колеса, Мпа

31) Плотность воздуха на выходе из рабочего колеса, кг/м³

32) Окружная составляющая абсолютной скорости , м/с

33) Абсолютная скорость потока на выходе из рабочего колеса , м/с

34) Температура торможения газа на выходе из рабочего колеса, К



35) Работа, передаваемая потоку в рабочем колесе компрессора , Дж/кг

36) Угол выхода потока из рабочего колеса, град

Обычно поточный угол лежит в пределах град.

37) Радиальная составляющая относительной скорости на выходе, м/с, принимается

38) Окружная составляющая скорость на выходе из рабочего колеса, м/с

39) Относительная скорость на выходе из рабочего колеса , м/с

40) Угол установки лопасти на выходе из рабочего колеса , град

41) Шаг лопаток на диаметре рабочего колеса , м

42) Коэффициент загромождения на диаметре задается в диапазоне. Принимаем

43) Ширина рабочего колеса на выходе, м

1.5 Расчёт безлопаточного диффузора

52) Относительный диаметр БД на выходе принимаем при наличии лопаточного диффузора и в диапазоне при отсутствии лопаточного диффузора.

53) Диаметр на выходе БД, м

54) Скорость потока на диаметр в первом приближении, м/с

55) Температура воздуха на выходе безлопаточного диффузора , К

56) Показатель политропы для БД принимают в пределах

57) Давление на выходе БД, Мпа



58) Плотность воздуха на выходе БД, кг/м³

59) Ширина БД на выходе, м, определяется по рекомендации часто принимают

60) Скорость потока на выходе безлопаточного диффузора , м/с

61)Число Маха на диаметре

Для безлопаточного диффузора число Маха рекомендуется ; для лопаточного диффузора - .

1.6 Расчет выходного устройства

100) Скорость потока на выходе из улитки, м/с, задают в диапазоне

101) Температура на выходе из улитки , К

102) Показатель политропы сжатия в улитке выбирают по рекомендации

103) Давление на выходе из компрессора,( Мпа

104) Степень повышения давления в компрессоре

105) Плотность воздуха на выходе , кг/м³

1.7 Работа, КПД и мощность компрессора

106)Относительное повышение температуры

107) Адиабатная работа компрессора , Дж/кг

108) КПД компрессора

Полученное значение сравнивают с вычисленным в п. 47 ожидаемым КПД компрессора , %

Данное расхождение не должно превышать 5 %.

109)Адиабатный напорный КПД компрессора

Расхождение с принятым в п. 12 значением должно составлять не более 2…5 %.

110) Мощность компрессора , кВт

111) Относительная мощность компрессора



2. Тепловой расчет турбины

2.1 Краткая характеристика проектируемой турбины

Одноступенчатые радиально-осевые газовые турбины турбокомпрессоров выполняют реактивными с полным подводом газа. Конструктивная схема ступени центростремительной радиально-осевой турбины с основными геометрическими размерами представлена на рисунке 2.

Проточная часть ступени состоит из подводящего патрубка, соплового аппарата (СА) и рабочего колеса (РК). СА может быть, как лопаточным, так и безлопаточным (благодаря естественной конфузорности). Рабочие лопатки - обычно радиальные, их выходные кромки загнуты в сторону, обратную вращению. Основные размеры ступени представляют с помощью уравнения неразрывности. Одновременно используют геометрические соотношения, выработанные практикой. Расчет радиально-осевой центростремительной ступени выполняется с учетом действия кориолисовых сил , однако характерные величины выбираются так же, как и для осевой ступицы.



Рисунок 2 Конструктивная схема радиально-осевой турбины

2.2 Исходные данные

1 Расход газов в ГТ, кг/с.

2 Давление газов перед ГТ, МПа.

3 Температура газов перед ГТ, К.

4 Давление за ГТ, МПа.

5 Число цилиндров подсоединяемых к ГТ,.

6 Скорость вращения ТК( из расчета компрессора),

.

7 Удельная газовая постоянная выхлопных газов.

8 Показатель адиабаты газов, .

9 Расход воздуха, кг/с.



2.3 Выбор и уточнение расчётных параметров и КПД турбины

1) Давление за ГТ, Мпа

где - атмосферное давление; Принимаем;

- падение давления в ГТ.

2) Эффектный КПД ГТ

3) Механический КПД ТК

4) КПД ТК

5) Внутренний КПД ГТ

6) Необходимая адиабатная работа ГТ, Дж/кг

где - адиабатная работа компрессора,Дж/кг (из расчета компрессора);

-расход воздуха в компрессоре, кг/с.

7) Относительное адиабатное снижение температуры в ГТ

где - изобарная теплоемкость газов, Дж/(кг·К)

8) Степень понижения давления в турбине (выбирается из таблицы В.2) [1].

9) Необходимое давление газов перед ГТ , Мпа

2.4 Расчет соплового аппарата турбины

10) Степень реактивности принимают в пределах.

11) Адиабатная работа в СА, Дж/кг

12)Скоростной коэффициент СА выбирают в диапазоне

13) Скорость на выходе из СА, м/с

14) Приведенная скорость на выходе СА (

15) Относительный спад температуры в СА

16) Температура на выходе СА, К

17) Степень понижения давления выбирают из таблицы В.2 [1] в зависимости от значения

18) Давление на выходе из СА, МПа

19) Плотность на выходе из СА, кг/м³

20) Уголок потока на выходе СА выбирают из диапазона град [1].

21) Окружная составляющая абсолютной скорости, м/c

где

22) Радиальная составляющая абсолютной скорости, м/c

23) Относительный диаметр на выходе СА

24) Окружная составляющая абсолютной скорости на , м/c

25) Окружная скорость на наружном диаметре РК , , м/c

26) Наружный диаметр РК,м

27) Относительный диаметр на входе СА принимают по рекомендации

28) Диаметр СА на входе,м

29) Диаметр СА на выходе,м

30) Осевая длина лопаток на выходе,м

31) Число лопаток СА принимают в пределах

32) Шаг лопаток СА ,м, на диаметр

33) Площадь сечения по горловинам на выходе из СА ,м²

34) Диаметр горловины на выходе,м

35) Коэффициент

36) Угол потока на выходе , град

Полученный результат сравнивают с принятым значением в п. 20 и в случае необходимости корректируют расчёт.



2.5 Расчет рабочего колеса турбины

37) Число лопаток РК принимают согласно рекомендации

38) Осевая длина лопатки на входе РК ,м

39) Радиальная составляющая абсолютной скорости на входе РК , м/с

где отношение

40) Абсолютная скорость на входе РК, м/с

41) Адиабатная работа на наружном диаметре РК,Дж/кг, при

42) Относительный спад температуры

43) Температура на входе в РК, К

44) Степень понижения давления на диаметре

45) Давление на входе в РК,МПа

46) Плотность на входе в РК,кг/м³

47)Проверка отношения (при больших отклонениях отзаданного расчёт корректируется)

48) Осевая длина лопатки на входе в РК,м

49) Угол входа потока в РК град

Как правило град [1].

50) Относительная скорость на входе РК , м/с

51) Угол входа потока на лопатки РКград

52) Адиабатная работа в РК,Дж/кг

53) Наружный диаметр РК на выходе , м

где - относительный наружный диаметр РК на выходе

54) Диаметр ступицы на выходе из РК , м

где = 0,25…0,32 [1] - относительный диаметр ступицы РК

55) Средний диаметр,м

56) Относительный средний диаметр на выходе РК

57) Скоростной коэффициент РК принимают в диапазоне.

58) Окружная скорость на среднем диаметре , м/с

59) Относительная скорость на диаметре ,м/с

60) Температура на выходе,К

61) Плотность на выходе,кг/м³

62) Площадь по горловине на выходе из РК,м²

63) Диаметр горловины на среднем диаметре,м

64) Шаг лопаток на среднем диаметре , м

65) Угол потока в относительном движении на выходе из РК без учета утечек при, град

66) Высота лопатки на выходе РК , м

67) Угол потока в относительном движении на выходе из РК , град

68) Угол установки лопаток на выходе , град

69) Окружная составляющая абсолютной скорости на ,м/с

70) Осевая составляющая абсолютной скоростина ,м/с

71) Отношение скоростей

По статистическим данным = 0,9…1,1 [1].

71) Абсолютная скорость на выходе,м/с

72) Угол потока на выходе , град



2.6 Потери, КПД и мощность турбины

73) Потери в СА,Дж/кг

74) Потери в РК,Дж/кг

75) Потери с выходной скоростью, Дж/кг

где - коэффициент потерь с выходной скоростью;

76) Потери на трение и вентиляцию, Дж/кг

где - средняя плотность газа в РК, кг/м³



- опытный коэффициент,

77) Окружной КПД

78) Внутренний КПД ГТ

79) Эффективный КПД турбины

Расхождение с принятым в п.2 значением не более 2…5 %



80) Мощность ГТ, кВт

Мощность турбины должна равняться или быть немного больше мощности компрессора. Расхождение между значениями не более 2…5 %.

где - мощность компрессора (из расчета компрессора), кВт

81) Относительная мощность

где - эффективная мощность двигателя, кВт.

82) КПД ТК

Турбокомпрессор предназначен для газотурбинного наддува быстроходных четырехтактных дизелей с целью повышения их мощности.

В состав турбокомпрессора входит: корпус компрессора, корпус подшипников и корпус турбины.



3. Описание конструкции ТК

3.1 Компрессор

Компрессор представляет собой корпус и ротор.

Корпус компрессора 21 предназначен для отделения рабочей полости компрессора от окружающей среды, он выполняет также функцию несущей конструкции машины.

Рабочее колесо компрессора (РК) 16, котороес натягом насажено и закреплено на валу 10 с помощью гайки 17,является одним из основных элементов в компрессоре. Совместно с направляющим аппаратом рабочее колесо образует вращающуюся лопаточную систему, в которой осуществляется преобразование энергии двигателя в кинетическую энергию направленного движения газа, а также происходит частичное преобразование последней в потенциальную энергию. Повышение давления в РК происходит, в основном, под действием центробежных сил.

Неподвижный входной направляющий аппарат представляет собой кольцевой венец неподвижных или поворотных лопаток. Он предназначен для сообщения потоку предварительной закрутки перед рабочим колесом и может отсутствовать, если необходимости в такой закрутке нет. Направляющий аппарат вместе с наружной и внутренней обечайками (воронками) корпуса, образующими криволинейный конфузорный кольцевой канал для подвода рабочей среды к колесу, называется входным устройством компрессора 18.

Назначение входного устройства состоит в обеспечении равномерного подвода газа и заданного поля скоростей на входе в рабочее колесо.

Безлопаточный (щелевой) диффузор (БД) представляет собой кольцевое пространство за рабочим колесом, образованное боковыми стенками корпуса. Он служит для частичного преобразования кинетической энергии газа за рабочим колесом в потенциальную и для выравнивания поля скоростей потока перед следующим элементом.

Лопаточный диффузор (ЛД)представляет собой радиальный лопаточный венец, расположенный между боковыми стенками корпуса за безлопаточным диффузором. В нем заканчивается в основном преобразование кинетической энергии газа в потенциальную, происходящее с большей эффективностью, чем в безлопаточном диффузоре. Поэтому при использовании лопаточного диффузора на него возлагается в основном преобразование энергии газа.

Выходное устройство состоит из сборной камеры (улитки) и концевого диффузора.

Уплотнения предназначены для уменьшения протечек воздуха через зазоры между вращающимися и неподвижными элементами или для разобщения полости компрессора с окружающей средой. В центробежных компрессорах обычно используются бесконтактные лабиринтные уплотнения. В настоящее время применяются также контактные уплотнения с графитовыми кольцами.

3.2 Турбина

Проточная часть ступени состоит из подводящего патрубка 18, соплового аппарата (СА) 5 и рабочего колеса 6. СА может быть, как лопаточным, так и безлопаточным. Рабочие лопатки - обычно радиальные, их выходные кромки загнуты в сторону, обратную вращению.

Рабочее колесо турбины находится в корпусе(улитке) 6, который крепится к корпусу соплового аппарата 5 при помощи винта 3 и скобы 4, в котором находятся лопатки соплового аппарата 9.

Рабочее колесо турбины при помощи сварного соединения прикреплено к валу 10.В корпусе турбин имеется двойной канал, происходит распределение каждого потока по всей поверхности ротора турбины.Корпус турбины изготавливают из сплава с очень высокой термостойкостью.

Ротор турбины 10 изготавливают из высококачественных материалов, имеющих более высокую температурную стойкость. Та часть, через которую входят отработавшие газы, называется впуском, а та, которая идёт к выхлопной трубе, называется - выпуском.

В месте соединения ось пустотелая. Из-за этой пустоты затрудняется передача тепла от оси к ротору турбины. Со стороны турбины на оси есть небольшое углубление, в нём находится уплотнительное кольцо 14. Рабочую поверхность радиальных подшипников упрочняют и полируют.

Кольцо запрессовывают на выступающий бортик, его обрабатывают с очень высокой точностью. Ротор компрессора устанавливают на более тонкий конец оси; там же есть резьба, на которую навинчивают предохранительную гайку, которая служит креплением ротора. После того, как ось изготовили, её следует отбалансировать с максимально возможной точностью, перед тем как её установят в корпус.

3.3 Корпус подшипников

Смазку турбокомпрессора производят от системы смазки двигателя. Сам корпус подшипников представляет собой центральную часть турбокомпрессора дизеля, он расположен между компрессором и турбиной. Ось вращается благодаря подшипникам скольжения.

Между корпусом подшипников и рабочим колесом компрессора находится уплотнительная муфта 19 на которую одето уплотнительное кольцо 14 для предотвращения попадания масла в полость корпуса рабочего колеса компрессора. Уплотнительная муфта прижимает шайбу 13, а также опирается на упорный подшипник 12.

Подвод масла к корпусу подшипников осуществляется при помощи штуцера 23, который закреплен винтом 24, а отвод при помощи сливного патрубка 11.

Для того чтобы уплотнить с двух сторон турбокомпрессор дизеля, устанавливают маслоотражательные прокладки. Также с двух сторон устанавливают уплотнительные кольца.

Принято считать, что данные кольца помогают избежать утечек масла, хотя в действительности они не являются уплотнительными прокладками. Их следует рассматривать в качестве элемента, затрудняющего утечку газов и воздуха между компрессором, турбиной и корпусом. При нормальном режиме работы турбокомпрессора давление в компрессоре и турбине больше чем в корпусе оси.

В данной курсовой работе был спроектирован центробежный турбокомпрессор, применяемый для грузовых автомобилей типа КамАЗ. Был проведен газодинамический расчет компрессора и тепловой расчёт радиально - осевой газовой турбины. В ходе выполнения курсовой работы были приобретены навыки расчета компрессора и радиально - осевой газовой турбины.

В результате был спроектирован турбокомпрессор со следующими техническими характеристиками:

Компрессор:

1. Производительность компрессора,кг/с;

2. Степень повышения давления,;

3. Адиабатная работа компрессора,Дж/кг;

4. КПД компрессора,?_к = 0,769;

5. Мощность компрессора,кВт.

Так как число Маха М_c3=0,66 меньше единицы, то есть средняя скорость потока в сечении меньшее скорости звука, поэтому компрессор является дозвуковым.

Турбина:

1. Расход газов в ГТ, = 0,267 кг/с;

2. Давление газов перед ГТ, = 0,233 МПа;

3. Температура газов перед ГТ, = 900 К;

4. Степень понижения давления в ГТ, ;

5. Мощность ГТ, кВт;

6. Полный КПД ГТ, = 0,66;

7. КПД ТК,= 0,643.

В ходе проектирования турбокомпрессора использовались следующие программные продукты: MathCad для всех расчетов, проводимых для проектирования турбокомпрессора и Компас 3D.V15 - для создания сборочного чертежа и спецификации турбокомпрессора.

Спроектированный турбокомпрессор с перечисленными выше характеристиками рекомендуется устанавливать на грузовые автомобили типа КамАЗ, ЯМЗ, ГАЗ.



Список использованных источников

1 Шаломов, В.И. Проектирование судового турбокомпрессора: методические указания к курсовому проектированию / В.И. Шаломов. Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВО «КнАГТУ», 2013. 43 с.

2 Николаев, Н.И. Современное состояние и техническая эксплуатация турбонаддувочных агрегатов: моногр. / Н.И. Николаев, В.А. Савченко. СПб.: Судостроение, 2005. 114 с.

3 Турбокомпрессоры для наддува дизелей: справ. пособие / Ю.П. Байков, В.Г. Бордуков, П.В. Иванов, Р.С. Дейч. Л.: Машиностроение, 1975. 200 с.

4 Манушин, Э.А. Конструирование и расчет на прочность турбомашин газотурбинных и комбинированных установок: учеб. пособие / Э.А. Манушин, И.Г. Суровцев, под ред. Н.Н. Малинина. М.: Машиностроение, 1990. 400 с

5 Дроконов, А.М. Конструкционная прочность и эксплуатационная безопасность турбомашин: учеб. пособие / А.М. Дроконов, Т.А. Николаева. Брянск: БГТУ, 2006. 153 с.

6 Костюк, А.Г. Динамика и прочность турбомашин: учебник для вузов / А.Г. Костюк. М.: Изд-во. МЭИ, 2000. 480 с.

7 Бунаков, П. Ю. Сквозное проектирование в машиностроении. Основы теории и практикум [Электронный ресурс] / П. Ю. Бунаков, Э. В. Широких. М.: ДМК Пресс, 2010. 120.

8 Кулаков, А.Т. Особенности констуркции, эксплуатации, обслуживания и ремонта силовых агрегатов грузовых автомобилей [Электронный ресурс] / А.Т. Кулаков, А.С. Денисов, А.А. Макушин. М.: Инфра-Инженерия, 2013. 448 с.

9 РД ФГБОУ ВПО «КнАГТУ» 013-2016. Текстовые студенческие работы. Правила оформления. Введ. 2016-09-20. Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2016. 55 с.

Размещено на Allbest.ru