Повышение надежности турбокомпрессоров автотракторных двигателей улучшением смазывания подшипникового узла

Гаптельхак Габдрахманович Гаффаров, Руслан Флюрович Калимуллин, Сергей Юрьевич Коваленко, Александр Тихонович Кулаков

Аннотация


Представлены результаты исследования, направленные на повышение надежности турбокомпрессоров автотракторных дизельных двигателей. Анализ отказов турбокомпрессоров ТКР7Н-1, их невысокого ресурса, конструктивных особенностей турбокомпрессора, а также теоретическое рассмотрение протекания рабочих процессов в его подшипниковом узле позволили сделать вывод о недостаточной эффективности организации смазывания подшипникового узла, приводящего к торможению вращения вала ротора за счет образования замкнутой полости внутри подшипникового узла, а низкий расход масла через турбокомпрессор ведет к перегреву корпуса, его термической деформации и последующему заклиниванию вала ротора, а также ускоренному старению 
и угару моторного масла. Предложенное в работе конструкторское решение, реализованное в виде ремонтного комплекта и разработанной технологии ремонта турбокомпрессоров ТКР7Н-1, позволило значительно улучшить условия смазки подшипникового узла, что привело к снижению гидравлического сопротивления вращению вала ротора и увеличило его частоту вращения на 12 700 мин–1. Вследствие повышения частоты вращения вала давление наддува увеличилось на 0,014 МПа, что улучшило техникоэксплуатационные показатели двигателя. Увеличение расхода масла через турбокомпрессор привело к снижению температуры корпуса турбокомпрессора до 32 %, а температуры масла от 10,3 до 12 % в зависимости от температурного режима работы. 
Предложенное решение позволило снизить долю отказов турбокомпрессоров в эксплуатации на 35 % за счет снижения тепловой напряженности корпуса, что исключило возникновение такого отказа, как заклинивание вала ротора и исключило перегрев масла, что привело к повышению надежности работы турбокомпрессора.

Ключевые слова


подшипник; турбокомпрессор; смазывание; автотракторный двигатель

Полный текст:

PDF

Литература


Lázaro L., Squaiella F., Aparecida Martins C., Pedro T. Strategies for Emission Control in Diesel Engine to Meet Euro V. Fuel, 2013, vol. 104, pp. 183–193.

Heeb N.V., Saxer C.J., Forss A.-M., Brühlmann S. Trends of NO-, NO2-, and NH3-Emissions from Gasoline-Fueled Euro-3- to Euro-4-Passenger Cars Atmospheric Environment, 2008, vol. 42, no. 10,

pp. 2543–2554.

Gadyaka V., Leikykh D., Simonovskiy V. Phenomena of Stability Loss of Rotor Rotation at Tilting Pad Bearings. Procedia Engineering, 2012, vol. 39, pp. 244–253.

Serrano J.R., Olmeda P., Tiseira A., García-Cuevas L.M., Lefebvre A. Theoretical and Experimental Study of Mechanical Losses in Automotive Turbochargers. Energy, 2013, vol. 55, pp. 888–898.

Forsthoffer B., Santos I.F. Turbocompressor Performance Condition Monitoring. Forsthoffer's

Rotating Equipment Handbooks, 2005, vol. 3, pp. 279–287.

Estupinan E.A., Santos I. Active Lubrication Strategies Applied to Dynamically Loaded Fluid Film Bearings. Proceedings of the World Tribology Conference. Orland (FL), USA, 2009, pp. 46.

Harnoy A. Bearing Design in Machinery: Engin eering Tribology and Lubrication. New York, Marcel Dekker, 2003. 440 p.

Li X.K., Gwynllyw D. Rh., Davies A.R., Phillips T.N. On the Influence of Lubricant on Dynamics of Two-Dimensional Journal Bearings. J. Non-Newtonian Fluid Mech., 2000, vol. 93, pр. 29–59.

Lund J.W., Hansen P.K. An Aproximate Analysis of Temperature Conditions in a Journal Bearings. Part I: Teory. Journal of Tribology, 1984, vol. 106, iss. 2, pp. 228–236. DOI: 10/1115/1.3260890

Lund J.W., Hansen P.K. An Aproximate Analysis of Temperature Conditions in a Journal Bearings. Part II: Application. Journal of Tribology, 1984, vol. 106, iss. 2, pp. 237–244. DOI:10/1115/1.3260891

Gaffarov A.G. [Organization of the Lubrication System of Bearing Knot of a Turbocompressor of TKR 7N-1]. Proceedings of the Interuniversity Youth Conference Devoted to the 25 Anniversary of

KAMPI. Naberezhnye Chelny, KamPI Publ., 2005, pp. 373–375. (in Russ.)

Denisov A.S., Gafiyatullin A.A., Svetlichny N. I., Gaffarov G.G., Gaffarov A.G. [Features of the Lubrication System of Bearing Knot of a Turbocompressor of TKR 7N-1]. Collection of scientific works of SGTU. Saratov, SGTU Publ., 2006, pp. 4–8. (in Russ.)

Kulakov A.T., Denisov A.S., Makushin A.A., Gaffarov A.G. [Improvement of bearing knot of a turbocompressor avtotraktornogo engine]. Vestnik of the Orenburg State University, 2011, no. 10,

pp. 238–241. (in Russ.)

Denisov A.S., Gafiyatullin A.A., Svetlichny N.I., Gaffarov G.G., Gaffarov A.G. [Modernization of Bearing Knot of a Turbocompressor of TKR 7N-1]. Collection of Scientific Works of SGTU. Saratov,

SGTU Publ., 2006, pp. 8–17. (in Russ.)

Gaffarov G.G., Kulakov A.T., Gaffarov A.G., Kalimullin R.F., Kovalenko S.Yu. Podshipnik turbokompressora [Turbocompressor Bearing]. Patent RF, no. 22012132149/11, 2013.

Makushin A.A., Gaffarov A.G. [Thermal Condition of Details of a Turbocompressor of the Diesel Engine]. Repair, restoration, modernization, 2011, no. 2, pp. 35–40. (in Russ.)

Gaffarov A.G. [Repair of a Turbocompressor of TKP7H-1 with Modernization of Bearing Knot]. Collection of scientific works “Perspective Directions of Development of a Motor Transportation

Complex”. Penza, PGUAS Publ., 2011, pp. 79–86. (in Russ.)

Gaffarov A.G., Kulakov A.T., Makushin A.A. [Increase of Maintainability of a Turbocompressor by Improvement of the Bearing]. Materials of the All-Russian Scientific and Technical Conference “Modern Equipment and Technologies: Problems, State, Prospects”. Rubtsovsk: RII Publ., 2011, pp. 377–383. (in Russ.)

Denisov A.S., Kulakov A.T., Gaffarov A.G. [Settlement Assessment of Efficiency of Improvement of the Bearing of a Turbocompressor]. Collection of Scientific Works “Technological and Organizational Problems of Service of Cars and Way of Their Decision”. Saratov, SGTU Publ., 2010, pp. 79–86.

(in Russ.)


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.