Повышение надежности работы узла уплотнения турбокомпрессора посредством оптимизации элементов узла уплотнения

Аннотация

 В настоящее время большинство силовых агрегатов с двигателями внутреннего сгорания оснащены турбонаддувом. При этом турбокомпрессор (ТКР) является одним из ресурсоопределяющих элементов силовых агрегатов, на долю которого приходится значительное количество отказов. Исследования, проведенные по анализу отказов турбокомпрессора, показали, что основная причина их заключается в неисправности узла уплотнения, что является следствием крайне неблагоприятных условий его работы, заключающихся в высокой (до 800 ^оС) температуре выхлопных газов, агрессивная среда, высокая (до 120 000 мин^-1) частота вращения ротора, скорости скольжения сопрягаемых деталей до 150 м/с. Масло для смазки и охлаждения ТКР подается через плавающие подшипники скольжения, а полости турбины и компрессора изолированы посредством уплотнительных узлов. Нарушение их работоспособности приводит к попаданию масла в полость рабочих колес, к разбалансировке ротора и, в конечном итоге, к выходу из строя турбокомпрессора. Определяющим фактором, влияющим на работоспособность узла уплотнения, является жаропрочность его частей. Особенно этот фактор проявляется при работе в форсированных условиях и при остановке двигателя, когда охлаждение улитки турбины прекращается обдувом воздуха, а подшипникового узла – циркулирующим маслом. При этом большая часть тепловой энергии передается от нагретой улитки турбины к уплотнительному узлу и подшипниковому узлу. Основное внимание уделено влиянию температуры на работу уплотнительных колец турбокомпрессоров.