CC BY
37
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ, ПРОШЕДШИХ КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
П.А. МИХАЛИН, асп. каф. электроэнергетики ЛК МГУЛ
Для совершенствования изготовления, а также ремонтного производства наиболее перспективным видом испытаний турбокомпрессоров (ТКР) дизельных двигателей на долговечность являются стендовые испытания. Основным преимуществом стендовых испытаний над эксплуатационными или полигонными является сокращение сроков получения информации при достаточно высокой степени достоверности.
Обкатка и испытание турбокомпрессоров производится на специализированных стендах. Данные стенды используются для испытания на надежность. Классификация стендов для испытания турбокомпрессоров и их составных элементов на надежность показана на рис. 1.
Рассмотрим более детально безмоторные стенды для холодных и горячих ис-
mihalin@mgul. ac. ru
пытаний. Безмоторный стенд производства Мелитопольского завода турбокомпрессоров «МТЗк - Турбоком» содержит средства для холодной прокрутки и балансировки турбокомпрессора в сборе на собственных опорах и контрольно-измерительную аппаратуру. Данный стенд предназначен для холодных испытаний турбокомпрессоров и включает в себя станок БВИ-03-09Т для устранения динамической неуравновешенности роторов турбокомпрессоров. Контрольноизмерительная аппаратура стенда состоит из измерительного прибора ПБ-02М с микропроцессором и жидкокристаллическим индикатором параметров вращения ротора. Недостатком представленного стенда является невозможность испытания турбокомпрессоров при горячей обкатке во всем диапазоне рабочих режимов.
Рис. 1. Классификация стендов для испытания турбокомпрессоров и их элементов на надежность
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010
103
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Испытадаемай турбокомпрессор
Вход б оз духа
Безмоторный стенд производства НПП ООО «АгроМаркет» предназначен для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащих средства для горячих испытаний и контроля характеристик турбокомпрессоров. Данный стенд представляет собой безмоторную установку для испытаний различных модификаций турбокомпрессоров и моделирования режимов работы, соответствующих режимам работы на двигателе. Стенд состоит из газовоздушной, масляной и топливной систем. В этом стенде компрессор приводится во вращение турбиной, рабочим телом для которой служат горячие газы с температурой 200-800 °С или сжатый воздух с температурой 50-70 °С. Возможность применения представленного оборудования для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания осложняется недостатком средств для выявления и обработки основных технических параметров испытываемого турбокомпрессора в реальном времени, в том числе в условиях рядовых эксплуатационных мастерских. Кроме того,
стенд достаточно сложен в эксплуатации при испытаниях большого числа турбокомпрессоров различных производителей из-за несовершенной технологии их размещения и фиксации на стенде, а также неполноты исходных данных для анализа результатов испытаний.
Таким образом, встает задача создания эффективного, удобного в эксплуатации и сравнительно простого в исполнении стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания. При этом должна быть реализована возможность испытаний наиболее распространенных типов турбокомпрессоров на основных режимах работы для выработки практических рекомендаций по восстановлению и совершенствованию их эксплуатационных характеристик. Дополнительно к указанной должна решаться задача создания автоматической системы для выявления технических параметров испытываемого турбокомпрессора в реальном масштабе времени с использованием современной измерительной техники и аппаратуры отображения информации.
104
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2010
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Таблица
Измеряемые на стенде параметры пределы измерений и их погрешность
Параметр Предел измерений Погрешности измерений
Частота вращения ротора, об./мин min. max. 2 000 ± 16
120 000 ± 1 000
Давление воздуха после компрессора, кПа 0...250 ±2,5
Давление газа перед турбиной, кПа 0...300 ±2,5
Давление газа после турбины, кПа 0.30 ±0,3
Давление масла перед турбокомпрессором, кПа 0.700 ±7
Давление топлива перед камерой сгорания, кПа 0.1000 ±10
Температура газа перед турбиной, °С 0.1000 ±12,5
Температура газа после турбины, °С 0.600 ±12,5
Температура масла перед турбокомпрессором, °С 0.120 ±2
Виброускорение, g 0.30 ±0,5
Перепад давления воздуха в измерительном сопле расхода воздуха, мм. вод. Ст 0.1300 ±2
Температура воздуха перед компрессором, °С 0.60 ±1,5
Температура воздуха после компрессора, °С 0.150 ±1,5
Решением указанной задачи стала разработка совместно с ООО «Сервис-Турбо» стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащего средства для горячих испытаний и контроля параметров турбокомпрессоров. Принципиальная работа и устройство стенда показаны на рис. 2.
На данный стенд подана заявка на полезную модель. Стенд содержит установленные на его корпусе патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов, съемный обводной U-образный канал, соединяющий выходной патрубок компрессора с входным патрубком турбины турбокомпрессора, и камеру сгорания для сжигания углеводородного топлива, размещенную в ветви обводного канала перед входным патрубком турбины. Причем система запуска турбокомпрессора выполнена с возможностью раскрутки турбины воздушным потоком от стороннего компрессора, выход системы подачи топлива соединен через регулятор расхода топлива с топливной форсункой в камере сгорания, выход системы подачи масла соединен через регулятор расхода масла с каналом подвода масла к подшипниковому узлу турбокомпрессора. Средства для контроля параметров турбокомпрессора включают датчик скорости вращения ротора, датчики температуры, давления и расхода
топлива и масла, газовоздушный тракт стенда снабжен датчиками температуры и давления среды на входе и выходе компрессора и турбины. При этом выходы указанных датчиков соединены через многоканальный усилитель с блоком управления, входящего в состав пульта управления.
Кроме того, патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов и съемный обводной ^/-образный канал стенда снабжены быстросъемными фланцевыми соединениями с набором крепежных приспособлений и проставок для установки в рабочее положение турбокомпрессоров различных производителей. Система холодного запуска выполнена в виде сопла, размещенного в обводном канале в области камеры сгорания и соединенного с выходом стороннего компрессора, датчики давления выполнены с возможностью формирования электрического выходного сигнала одновременно с отображением показаний манометрами, а датчик скорости вращения ротора выполнен совмещенным с датчиком вибраций турбокомпрессора.
Такое выполнение стенда позволяет решить поставленную задачу создания эффективного и удобного в эксплуатации универсального стенда для испытания различных типов турбокомпрессоров дизельных двигателей с выработкой практических реко-
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 5/2010
105
