Предназначение турбокомпрессоров в конструкции тепловозов заключается в том, чтобы осуществлять нагнетание воздушной массы для дизельного двигателя. На тепловозах применяются турбокомпрессоры унифицированного типа. Также на некоторых моделях тепловозов используют нагнетатель центробежного исполнения, который работает вкупе с турбокомпрессором.
Конструкция турбокомпрессора отличается незамысловатостью и выполнена из двух основных элементов:
- компрессор центробежного исполнения,
- газовая турбина осевого типа.
Принцип действия турбокомпрессора
Принцип работы основан на том, что к турбине поступают газы, которые приводят во вращение ротор. Объемы газа, пропускаемые через турбину, прямо пропорциональны частоте оборотов ротора. Как правило, частота оборотов ротора варьируется в диапазоне между 10 тысячами и 25 тысячами оборотов за одну минуту. Бывают модели и с более высокими оборотами. Эта особенность исполнения дизельного двигателя с газотурбинной установкой на тепловозе позволяет регулировать в автоматическом режиме объемы проходящего газа через турбину турбокомпрессора. Чем выше будут обороты двигателя, тем будет выше общее количество отработанных газов, которые будут поступать на дизель.
Модели турбокомпрессоров
Турбокомпрессоры бывают различных моделей, применение которых зависит от типа тепловоза. У турбокомпрессора ТК-30 диаметр колец равен 300 миллиметров. Он способен работать с газами с температурой до 650 градусов. Коэффициент полезного действия турбокомпрессора ТК-30 достигает 0,8. Ресурс этого турбокомпрессора составляет 20 тысяч моточасов.
Еще одна модель турбокомпрессора – это ТК-18. Частота вращения ротора турбокомпрессор ТК-18 может достигать 34 тысяч оборотов в минуту. Максимальная температура газов – 650 градусов.
Разновидности наддувов
Наддувы бывают одно- и многоступенчатыми. Так, на дизеле двухтактного исполнения устанавливается, соответственно, наддув двухступенчатый. Это обусловлено тем, что при запуске дизеля на тепловозе, а также во время работы в режиме холостого хода, наблюдается недостаточный объем выхлопных газов. Для компенсации этого в конструкции предусмотрено наличие вспомогательной ступени для нагнетания воздуха. Ротор этого вспомогательного наддува приводится в действии за счет коленвала, поэтому он выдает необходимые объемы газа даже на холостых оборотах.