ТУРБОКОМПРЕССОР

Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно к турбокомпрессорам (ТКР), применяемым для наддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а именно к конструкции их подшипниковых узлов.
Известен турбокомпрессор, содержащий ротор с колесами компрессора и турбины, расположенными в корпусах, и размещенную в среднем корпусе зафиксированную от проворота подшипниковую втулку, выполненную составной в виде стакана и размещенных в нем по торцам плавающих вставок, образующих опорные пояски для ротора [RU №2006681, F 04 D 25/04, F 02 B 37/00]. Торцевые поверхности стакана выполнены коническими, а каждая вставка - в виде двустроннего усеченного конуса, при этом опорные пояски образованы коническими поверхностями вставок. Однако использование конической конструкции плавающих втулок приводит к увеличению поверхностей трения, что ведет к увеличению потерь мощности на трение. В то же время, высокая трудоемкость изготовления конических втулок не обеспечивает заданную точность установочных зазоров всего трибосопряжения.
Наиболее близким к заявляемому известен турбокомпрессор, например для двигателя внутреннего сгорания, содержащий ротор с установленными на его консолях колесами компрессора и турбины и размещенную в статоре с зазором зафиксированную от проворота подшипниковую втулку [а.с. №1040200, F 02 B 37/00, F 02 B 39/14, опубл. 07.09.1983. Бюл. №33]. Втулка снабжена примыкающими к ее торцам опорными поясками для ротора и заключенной между ними полостью, сообщенной с магистралью подачи смазки. Подшипниковая втулка выполнена составной в виде стакана и размещенных в нем по торцам плавающих вставок, образующих опорные пояски для ротора. Недостатком этой конструкции является наличие у плавающих вставок торцевых поверхностей, на которые действует давление подачи. Это
приводит к их перемещениям в осевом направлении, быстрому износу торцев и к увеличению осевого люфта в процессе эксплуатации, что уменьшает ресурс турбокомпрессора, осевого люфта в процессе эксплуатации и уменьшению ресурса работы.
В основу полезной модели положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности подшипникового узла путем улучшения таких гидромеханических характеристик, как несущая способность, теплонапряженность, снижение потерь на трение, обеспечения устойчивого движения элементов ротора.
Указанная задача решается тем, что в турбокомпрессоре, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащем ротор с установленными на его консолях колесами компрессора и турбины и размещенные в корпусе плавающую невращающуюся моновтулку, снабженную примыкающими к ее торцам опорными поясками и заключенной между ними полостью, а также расположенные по торцам моновтулки две вращающиеся вставки в виде втулок, согласно предложению, между вращающимися вставками на роторе установлена дистанционная втулка, в каждой из вставок выполнены равномерно расположенные по окружности радиальные отверстия, а в корпусе выполнены входные каналы для подвода смазки в окружные канавки на наружной поверхности опорных поясков, при этом на части внутренней поверхности невращающейся моновтулки со стороны входных каналов выполнены сегментные канавки на дуге протяженностью 75°.
Особенность полезной модели в том, что смазка подается через два входных канала, выполненных в корпусе турбокомпрессора, и далее в окружные канавки на наружной поверхности невращающейся моновтулки, из которых осуществляется маслоснабжение наружного смазочного слоя. В верхней части внутренней поверхности невращающейся моновтулки выполнена частичная канавка на дуге протяженностью 75°, из которой через радиальные отверстия во вращающихся вставках смазка непрерывно поступает
во внутренний смазочный слой. Вращающиеся вставки разделены не несущей нагрузку дистанционной втулкой, которая ограничивает осевое смещение вставок.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - дана схема турбокомпрессора; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (в увеличенном масштабе), схема подачи смазки; на фиг.3 - вид по А-А фиг.2.
В корпусе 1 турбокомпрессора размещен ротор 2 с установленными на его консолях колесом компрессора 3 и колесом турбины 4, а также размещена плавающая невращающаяся моновтулка 5, снабженная примыкающими к ее торцам опорными поясками 6 и заключенной между ними полостью 7, сообщенной входным каналом 8 с магистралью подачи смазки. На роторе 2 установлены две вращающиеся вставки 9, разделенные дистанционной втулкой 10. В каждой вставке выполнены равномерно расположенные по окружности радиальные отверстия 11. На части внутренней поверхности невращающейся моновтулки 5 со стороны входного канала 8 выполнены сегментные канавки 12 на дуге протяженностью 75°.
Подача смазки в подшипниковый узел турбокомпрессора осуществляется следующим образом.
Смазка подается через два канала 8 в корпусе 1 статора в окружные канавки 13 на наружной поверхности моновтулки 5. Из окружной канавки смазка через отверстия 14 поступает в сегментную канавку 12 и далее во внутренние слои смазка поступает через радиальные отверстия 11 во вращающихся вставках 9.
В предлагаемом турбокомпрессоре образован трехслойный подшипник. Подшипник содержит три смазочных слоя, первый из которых ограничен цапфой ротора и внутренней поверхностью вращающихся вставок 9, второй слой - наружной поверхностью указанных вставок и внутренней поверхностью моновтулки 5, третий слой - наружной поверхностью моновтулки 5 и поверхностью корпуса 1 турбокомпрессора.
Таким образом, предложенная конструкция, благодаря наличию трех смазочных слоев, несущих нагрузку, является более виброустойчивой, распределение нагрузки на три слоя снижает теплонапряженность подшипников, улучшает их гидромеханические характеристики.