2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатели без наддува и с наддувом

Газотурбинный наддув

При газотурбинном наддуве для сжатия воздуха и его нагнетания в цилиндры используется часть энергии отработавших газов. Это позволяет частично утилизировать перепад между давлением в конце процесса расширения в цилиндре и атмосферным, что характерно для цикла с продолженным расширением (см. рис. 15 и 16). Конструкция элементов систем газотурбинного наддува проста. Суммарная масса этих элементов, как правило, не превышает 8% массы дизеля.

Мощность дизелей при применении газотурбинного наддува может быть повышена на 50% и более. Токсичность отработавших газов вследствие протекания процесса при большем коэффициенте а меньшая, чем в дизеле без наддува. При надлежащей отработке конструкций и технологии, применении легированных материалов ресурс дизелей с газотурбинным наддувом может быть доведен до столь же высокого уровня, как и у дизелей без наддува. Стоимость двигателя, отнесенная к единице мощности, при наддуве будет меньшая. Этим определяется большая перспективность применения дизелей с газотурбинным наддувом в автомобильной технике. В то же время при больших преимуществах газотурбинного наддува его использование на автомобильных двигателях связано с преодолением существенных трудностей.

понижается. Такой характер протекания зависимости ра от частоты вращения не может обеспечить получение необходимого запаса крутящего момента и, следовательно, приемистости двигателя. Для получения требуемой формы скоростной характеристики необходим соответствующий выбор параметров газовой турбины и характеристик топливоподающеп аппаратуры, а также такая организация процесса смесеобразования, при которой достигаются оптимальные показатели двигателя в условиях эксплуатации. Далее очень важно обеспечить оптимальные показатели работы двигателя на наиболее вероятных эксплуатационных режимах, что также требует согласования процессов в двигателе и турбокомпрессоре.

Вследствие повышенной тепловой и механической напряженности при производстве двигателей, в которых применяется наддув, ужесточаются требования к используемым для его изготовления материалам.

(см. рис. 15), относительно невелика (менее 7%). Она тем меньше, чем выше степень сжатия воздуха лк в компрессоре. Для повышения эффективности цикла, осуществляемого в турбокомпрессоре, ведутся работы по повышению его КПД, а также по снижению газодинамических потерь в выпускном тракте и впускных системах дизелей.

I целесообразно применять конструкции головок цилиндров с двумя выпускными (и двумя впускными) клапанами на цилиндр.

В целях обеспечения прочности и допускаемой тепловой напряженности в автомобильных дизелях с газотурбинным наддувом в большинстве случаев величина пк не превышает 1,61,8. У отдельных моделей ее значение доводят до 2,02,2. При этих значениях лк часто применяют промежуточное охлаждение воздуха.

Для автомобильных и тракторных двигателей применяют компактные турбокомпрессоры с радиальными центростремительными турбинами и центробежными компрессорами. Схемы применяемых компрессора и турбины показаны на рис. 132.

На рис. 132, а приведена схема центробежного компрессора. Установленное на валу 3 колесо 2 компрессора вместе с направляющим аппаратом 7 вращается в корпусе 1. Направляющий аппарат снижает гидравлические потери при образующемся плавном обтекании передних кромок лопаток.

воздух поступает в воздухосборник 5, а затем при открытии впускного клапана (или окна) в двигатель.

» Треугольник скорости, построенный на входе газа на колесо турбины, позволяет при известной окружной скорости вращения колеса и определить величину и направление вектора относительной скорости и, с которой газ движется относительно входных кромок лопаток рабочего колеса. Скорость с2, с которой газ выходит из турбины, определяется по соответствующему треугольнику скоростей, построенному на оси спрямляющего аппарата 10.

На рис. 133 приведен общий вид радиальной центростремительной турбины ТКР-11Н, установленной на тракторном дизеле СМД-60. В центростремительной турбине газ на лопатках турбины движется от периферии к центру. В центростремительных турбинах облегчаются условия осуществления поворота лопаток в сопловом аппарате турбины, так как в этом случае создается возможность лучшего уплотнения торцовых поверхностей. Применение турбины с поворотными лопатками соплового аппарата позволяет эффективнее использовать газотурбинный наддув на переменных режимах, характерных для эксплуатации автомобильных двигателей.

Рабочие колеса турбины 11 и компрессора 2 расположены соответственно в корпусах 12 и 1. Они укреплены консольно на валу турбокомпрессора 3, вращающемся в подшипнике скольжения, который установлен в корпусе 13. Турбокомпрессоры данного типа имеют малую массу и обладают хорошей приемистостью. Общий КПД их высокий (более 0,5). Ресурс трубокомпрессоров приближается к ресурсу остальных узлов дизелей.

Окружная скорость рабочих колес турбокомпрессоров определяется напором, развиваемым компрессором. Для турбокомпрессоров автомобильных и тракторных дизелей окружная скорость равна 250380 м/с. В зависимости от уровней окружной скорости и температуры отработавших газов выбирают материал рабочего колеса турбины. При средней температуре газа 700 «»С и более колеса турбин

изготовляют из сплавов на никелевой основе. Для обеспечения высокой приемистости турбокомпрессора стремятся применять рабочие колеса с возможно меньшим наружным диаметром и, как следствие, с минимальным моментом инерции.

По окружной скорости и и диаметру рабочих колес вычисляют частоту вращения роторов. В последние годы отмечается увеличение частоты вращения роторов турбокомпрессоров на номинальном режиме двигателя до 50 ООО 80 ООО об/мин.

Для рабочих процессов, протекающих во всех элементах системы газотурбинного наддува, характерны циклические колебания параметров газового потока. Наиболее резко выражена нестационарность газодинамических процессов в выпускном газопроводе, соединяющем цилиндры с газовой турбиной. Это обусловлено большей интенсивностью возмущений потока в газопроводе в процессе свободного выпуска, резкой неоднородностью температур рабочего тела и ее изменением во времени, большими местными скоростями струй и т. д.

Выпускные патрубки группы цилиндров объединены в один выпускной коллектор, питающий секцию входного аппарата турбины. В рассматриваемом цикле из одного цилиндра выбрасываются отработавшие газы в коллектор, заполненный газами, поступившими в него в предыдущем цикле из другого цилиндра.

и скорость движения газа в коллекторе.

минимальное давление 0,12 рв.

изменения давления

наддувом, применяемых в быстроходных двигателях, составляет 0,40,8 и существенно снижается по мере повышения частоты вращения коленчатого вала. Величина А уменьшается также по мере увеличения числа цилиндров, питающих каждый коллектор.

Увеличение сечения Q приводит к снижению эффекта от импульсного движения газов, поступающих на колесо турбины. При этом уменьшаются потери в турбине, и их величины близко соответствуют условиям протекания процесса в турбине к расчетным. Снижение импульса несколько уменьшает газодинамические потери в начальной стадии выпуска газов из цилиндров в выпускную систему. В то же время увеличиваются затраты энергии на вытекание отработавших газов из цилиндров в стадии вынужденного выпуска при движении поршня к в. м. т. и ухудшается очистка цилиндра в конце процесса выпуска.

В дизелях большой мощности, которые могут использоваться на внедорожных автомобилях высокой грузоподъемности, наряду с импульсными системами наддува, применяются неимпульсные, в которых газ к турбине подводится при постоянном давлении. Величина А в таких системах понижена за счет увеличения площади сечения Q и соответственно объема выпускных коллекторов.

Читать еще:  Avr схема управления двигателями

К положительным сторонам неимпульсных систем, кроме снижения уровня газодинамических потерь в проточной части турбпны и, как следствие, повышения КПД турбины, можно отнести также снижение газодинамических потерь в газопроводах. Недостатками импульсных систем помимо ухудшения условий очистки цилиндров и, в частности, их продувки являются снижение приемистости и увеличение массы систем наддува.

применение системы с постоянным давлением рт перед турбиной обеспечивает более высокий по сравнению с импульсной системой КПД турбокомпрессора.

Условия формирования рабочего процесса импульсной системы газотурбинного наддува четырехтактного дизеля, как видно вз рис. 134, наиболее благоприятны в секциях с числом цилиндров, кратным трем, вследствие отсутствия перекрытия фаз выпуска.

Для автомобилей широко применяют восьмицилиндровые дизели с V-образным расположением цилиндров и углом их развала 90° при угле между смежными кривошипами коленчатого вала 90°.

Для двигателей с таким расположением цилиндров и углом между кривошипами используют схемы газотурбинного наддува, в которых для каждого ряда цилиндров имеется отдельный газовый коллектор (рис. 135). Условия течения газа через газовую турбину при такой схеме зависят от чередования работы цилиндров. Подача газа в коллектор из одного ряда цилиндров начинается при сдвиге фаз в двух цилиндрах, соответствующих повороту кривошипа на 90°. В этом случае выпуск отработавших газов из последующего (по порядку работы) цилиндра в течение 90° поворота коленчатого вала происходит одновременно с выпуском в предыдущем цилиндре. В результате в процессе выпуска из этих двух цилиндров не наблюдается глубокого спада давления, характерного для импульсных систем наддува.

Выпуск из следующего по порядку работы цилиндров, расположенных в этом ряду, происходит через 270° поворота кривошипа. Поэтому давление газа в коллекторе в первой стадии выпуска из этого цилиндра существенно меняется, что характерно для импульсного наддува. Из следующего по порядку работы цилиндра газы выпускаются через 180° поворота кривошипа, и далее процесс повторяется.

Анализ такой схемы подвода газа к турбине при неравномерном чередовании вспышек показывает, что для одной объединенной группы цилиндров давление перед турбиной будет соответствовать условиям импульсного наддува, а для другой условиям наддува при постоянном давлении.

Расчет параметров турбокомпрессора. Необходимую мощность для получения расчетного пк определяют по формулам (227) и (228).

Работа, совершаемая в процессе адиабатного расширения 1 кг газа в газовой турбине:

показатель адиабаты продуктов сгорания. Эффективный КПД турбины

коэффициент, учитывающий механические потери.

Эффективная работа турбины

Мощность, развиваемая газовой турбиной,

Расход отработавших газов, проходящих через турбину,

можно определить из уравнения баланса мощностей:

Точный расчет импульсной турбины изложен в специальной литературе.

Турбонаддув. Особенности работы двигателя с наддувом.

Наддув является эффективным способом повышения мощности двигателя при сохранении его объема. Мощность двигателя с наддувом на 30-40% выше, чем у современных — без наддува.

Принцип работы системы турбонаддува

а — турбоннадув; б- приводным компрессором; в- волновым обменником давления;

1 — форсунка подачи топлива; 2 — компрессор; 3,7 — клапан максимального давления наддува; 4 — турбина; 5 — передача клиновым ремнем; 6 — приводной компрессор; 8 — передача зубчатым ремнем; 9 — ротор волнового обменника.

Основным агрегатом системы является турбокомпрессор, включающий турбину и компрессор, расположенные на одном валу. В турбину поступают отработавшие газы из цилиндров, имеющие повышенное давление и температуру, в результате чего турбина вращает компрессор. Компрессор засасывает воздух из окружающей среды и сжимает его, то есть подает к цилиндрам двигателя с повышенным давлением (избыточное давление порядка 0,10-0,15 МПа). Чтобы создать даже такое небольшое давление, колесо компрессора должно иметь частоту вращения 80000-120000 мин-1, а в некоторых турбокомпрессорах для двигателей малого объема — даже до 180000 мин-1.

Давление наддува всегда ограничивают максимальной величиной порядка 0,15-0,25 МПа из-за опасности повреждения деталей двигателя. С этой целью на турбокомпрессоре устанавливают клапан, открывающий дополнительный канал и перепускающий часть выхлопных газов мимо турбины на выхлоп в случае превышении максимального давления наддува. Помимо этого, перепускной клапан обеспечивает устойчивую работу двигателя на режимах больших нагрузок и частот вращения.

Двигатели с турбонаддувом как правило оснащены системой впрыска топлива, так как карбюраторное смесеобразование плохо сочетается с наддувом и не позволяет реализовать всех возможностей форсирования двигателя.

Поскольку количество топливовоздушной смеси увеличивается при сохранении рабочего объема, то увеличивается и количество выделившегося при сгорании тепла. Это приводит к необходимости усиливать детали двигателя, так как возрастает температура и давление в цилиндрах. В первую очередь увеличивают толщину стенок поршня и, особенно, его днища, изменяют головку блока цилиндров, фазы газораспределения, применяют клапаны из более жаропрочных материалов, а подшипники коленчатого вала увеличенной ширины и диаметра. Чем выше давление наддува, тем больше изменений требует конструкция. Применяются радиаторы системы охлаждения увеличенного объема и площади, а также масляное охлаждение поршней, для чего приходится ставить масляный насос повышенной производимости и радиатор в системе смазки.

Очень высокая частота вращения ротора и теплонапряженность турбокомпрессора приводят к тому, что он становиться «слабым» элементом двигателя. Именно при турбонаддуве приходиться применять специальные сорта масел, в том числе синтетические, обеспечивающие эффективную смазку подшипников ротора и их работу в тяжелых условиях. И если в случае неисправности системы смазки или некачественного масла у обычных двигателей в первую очередь выходят из строя, как правило, шатунные подшипники, то в двигателях с наддувом — подшипники ротора турбокомпрессора. Разрушение подшипников ротора практически сразу приводит к потере герметичности его масляных уплотнений. Из-за чего масло под давлением может попасть во впускной трубопровод. Если масла окажется много, то в одном из цилиндров может произойти гидроудар, в результате которого разрушается шатун со всеми вытикающими отсюда последствиями.

Intercooler (Интеркулер)

Воздух на выходе из компрессора имеет не только повышенное давление, но и температуру, снижающую плотность заряда, что неблагоприятно отражается на наполнении и, следовательно, мощности двигателя. Поэтому на многих двигателях с турбонаддувом с целью повышения плотности воздуха и улучшения наполнения цилиндров, применяют промежуточное охлаждение наддувочного воздуха — интеркулер. Для этого, после компрессора, воздух направляется в специальный «воздухо-воздушный» радиатор. Обычно, он устанавливается рядом с радиатором системы охлаждения.

Наддув дизелей, способы и схемы наддува

Наддувом называется способ повышения мощности дизелей, основанный на повышении плотности заряда цилиндра и соответствующем увеличении цикловой подачи топлива. Повышение плотности заряда цилиндра в современных дизелях осуществляется путем принудительной подачи воздуха в цилиндр и его охлаждением до температуры, незначительно превышающей температуру точки росы водяных паров охладителей надувочного воздуха.

Способы наддува: механический, газотурбинный, комбинированный.

Механический наддув требует больших затрат мощности на привод навесных компрессоров. Для осуществления газотурбинного наддува в двухтактных дизелях требуется больше энергии, т.к. отсутствуют насосные ходы поршня и температура выпускных газов существенно меньше.

Читать еще:  Чье дизельные двигатели лучшие

При пуске на малых нагрузках мощности турбины не хватает для осуществления наддува, приходится идти на раннее открытие выпу4скного клапана ( в двигателях серии KGF за 95° до Н.М.Т.). Поэтому в старых судовых двухтактных дизелях использованы разнообразные схемы комбинированного наддува. В качестве первой ступени используется турбокомпрессор, в качестве второй – подпоршневой компрессор или подпоршневая полость. Реже применялись последовательно-ппаралле6льные параллельные соединения компрессоров.

При газотурбинном наддуве применяют наддув при постоянном давлении и импульсный (при переменном давлении перед турбиной), использующий энергию импульсов давления. Турбокомпрессор располагается вблизи группы цилиндров. Подвод газов к турбине осуществляется через короткие выпускные трубопроводы небольшого сечения.

Чтобы импульсы не накладывались друг на друга выпускную систему разделяют на несколько отдельных выпускных систем, замыкающихся за турбину (не более трех цилиндров к одной турбине).

При давлениях надувочного воздуха более »0,2 МПа турбина с импульсным подводом газа имеет КПД ниже, чем турбина с постоянным давлением выпускных газов на входе, в связи с дополнительными потерями из-за переменного давления на входе и перетекания газов в сопловом аппарате.

Поэтому при повышенном давлении наддува применяют преимущественно газотурбинный наддув с постоянным давлением газов перед турбиной.

При повышенных давлениях наддува и мощности турбокомпрессоров в изобарных системах достигается существенное повышение КПД турбокомпрессоров с 55 % до 70 % [15], поэтому в современных МОД выхлопные клапаны открываются позже и полезный ход поршня увеличивается.

В МОД с импульсной системой наддува двигателей типа KGF, VT2BF выпускные клапаны открывались при 95° и 92° поворота коленчатого вала до Н.М.Т. В более современных двигателях MAN & B.W. типа LMC, SMC-C открытие клапана происходит при 66…74° п.к.в. до Н.М.Т. Таким образом, турбонаддув является и средством повышения экономичности СДВС.

Разработаны разные схемы наддува (см. рисунок 2.2) [8]. Самой распространенной в МОД является прямоточно-клапанная схема с включением на малых нагрузках электроприводных воздуходувок, так как на режимах малых мощностей ГТН не обеспечивает надежное воздухоснабжение.

В старых МОД для обеспечения работоспособности на режимах частичных мощностей использовались подпоршневые полости (рисунок 2.2д,е,ж,з) или приводные поршневые насосы ( рисунок 2.2б,г) и, как уже указывалось, системы импульсного наддува с ранним открытием выпускного клапана (рисунок 2.2а). Аварийная электроприводная воздуходувка 9 обеспечивает воздухоснабжение до мощности N=0,2Nном и оборотов n=0,5nном.

В современных двигателях с электронным управлением (MAN & B.W. типа МЕ, Sulzer RT-flex, Mitsubishi UEC-LSE) при работе на частичных нагрузках осуществляется более раннее закрытие выпускного клапана, а на переходных режимах увеличения мощности предусматривается более раннее открытие выхлопного клапана для увеличения располагаемого теплоперепада на турбину.

В двигателях Sulzer RTA имеется две автоматически включающиеся воздуходувки, обеспечивающих пусковой режим и работу на частичных нагрузках вплоть до нагрузок выше 50 % Nном. Продольная перегородка в ресивере обеспечивает более высокие давления наддува на режимах частичных нагрузок [13].

Ответ на этот вопрос изложен также в [4, стр. 6]

1 – дизель; 2 – ресивер; 3 – охладитель воздуха; 4 – центробежный нагнетатель; 5 – газовая турбина; 6 – выпускной коллектор; 7 – поршневой нагнетатель; 8 – заслонка;

9 – аварийная воздуходувка (воздуходувка для пуска и работы на малых ходах)

Рисунок 2.2 – Схемы газотурбинного наддува мощных двухтактных

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 113 ; Нарушение авторских прав

FANCLUB-VW-BUS.RU

Клуб фанатов микроавтобусов VW

  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск

Турбонаддув на AAZ

Турбонаддув на AAZ

Сообщение юрасик » 04 апр 2011, 19:55

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Михаил казак » 04 апр 2011, 20:12

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение diesel maniac » 04 апр 2011, 20:19

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Михаил казак » 04 апр 2011, 20:26

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Виктор Викторович » 06 апр 2011, 22:08

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение ksenon17 » 06 апр 2011, 22:36

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение valyk83 » 06 апр 2011, 23:48

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение юрасик » 07 апр 2011, 06:09

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Виктор Викторович » 07 апр 2011, 08:13

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение PRODOS » 07 апр 2011, 09:09

турбина JPgroup — натуральный фуфел, некоторым на 3 дня работы хватало ,
на Garret зря наговариваете, он на конвейер в оригинал, а ККК просто напросто может их не делать.

Добавлено спустя 2 минуты 53 секунды:

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение юрасик » 07 апр 2011, 13:52

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Nomid » 07 апр 2011, 14:10

можно и самому померять если есть нутромер и микрометр
и мерять нужно все цилиндры и все поршни, если что можно будет подобрать просто подходящие друг к другу.

ЗЫ: и кстати те кто сказал что выработки нет померяли цилиндры нутромером или просто посмотрели и сказали что всё хорошо?

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Михаил казак » 07 апр 2011, 14:21

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение юрасик » 21 апр 2011, 21:13

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение Михаил казак » 21 апр 2011, 21:38

Re: Турбонаддув на AAZ

Сообщение юрасик » 21 апр 2011, 21:42

Способы повышения мощности дизелей. Наддув

Увеличение скорости хода современных судов требует применения мощных энергетических установок. И если для судовых паровых турбин фактор ограничения мощности не существует, то для судовых дизелей ограниченная мощность в одном агрегате является наиболее сложной проблемой.

Дизели судов небольшой и средней грузоподъемности ввиду высокого к. п. д. и малого удельного расхода топлива успешно конкурируют с другими двигателями, а для применения их на судах большой грузоподъемности необходимо увеличивать агрегатную мощность, для чего используют следующие способы:

  • увеличение рабочего объема цилиндра, т. е. его геометрических размеров: диаметра цилиндра D и хода поршня S;
  • увеличение частоты вращения коленчатого вала N об/мин;
  • увеличение количества цилиндров i ;
  • повышение среднего эффективного давления ре бар.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки и, главное, ограничения.

Увеличение геометрических размеров цилиндра вызывает возрастание массы подвижных деталей дизеля и, следовательно, инерционных усилий, отрицательно действующих на подшипники дизеля. Поэтому в настоящее время максимальные диаметры цилиндров судовых дизелей некоторых фирм имеют 1060 мм, а ход поршней достигает 2000 мм.

Увеличение частоты вращения коленчатого вала повышает мощность двигателя, однако отрицательно действует на другие показатели и прежде всего снижает моторесурс, увеличивает удельный расход топлива, а при очень высокой частоте вращения для поддержания высоких к. п. д. гребного винта требуется применение понижающего редуктора между дизелем и винтом. Наиболее целесообразная частота вращения коленчатого вала для тихоходных дизелей с прямой передачей крутящего момента на гребной винт — до 100 об/мин, для дизелей со средними диаметром цилиндра и ходом поршня—400—500 об/мин, для высокооборотных дизелей (в дизель-электрических передачах — 750—1000 об/мин.)

Читать еще:  Давление масла в двигателе м62

Увеличение количества цилиндров дизеля приводит к увеличению его длины и длины машинного отделения, поэтому у однорядных тихоходных дизелей i = 10 ÷ 12; у быстроходных двухрядных (V-образных) и трехрядных (W-образных) число цилиндров практически ограничено, соответственно i = 24 и i = 36. При большем i усложняется конструкция дизеля и его эксплуатация.

Наиболее перспективным направлением для роста агрегатной мощности судовых дизелей является повышение его среднего эффективного давления ре за счет применения наддува.

Наддувом называется принудительное заполнение рабочего объема цилиндра воздухом повышенного давления, что увеличивает массу заряда воздуха, позволяет повысить также массу заряда топлива с сохранением оптимального коэффициента избытка воздуха α.

Наддув дизеля может осуществляться с применением механического нагнетателя воздуха с приводом от коленчатого вала; такой наддув называется механическим. Прирост мощности при механическом наддуве достигает 30%. Однако если учесть, что примерно половина этой мощности расходуется на привод нагнетателя, а механический к. п. д. ухудшается из-за увеличения числа трущихся узлов дизеля, то такой наддув является малоэффективным и на новых дизелях не применяется.

Наиболее эффективен газотурбинный наддув. Суть его заключается в следующем: от выхлопных газов двигателя, имеющих значительную температуру и давление, приводится в действие специальная газовая турбина, на общем валу с которой находится центробежный нагнетатель воздуха (рис. 88, а). Нагнетатель забирает воздух из машинного отделения, сжимает его и направляет в ресивер дизеля. Газотурбинный наддув в чистом виде применяется только у четырехтактных дизелей и позволяет увеличить мощность дизеля до 100% при давлении наддувочного воздуха до 2 бар.

У четырехтактных дизелей при пуске, когда газовая турбина не работает, пополнение цилиндра зарядом свежего воздуха происходит за счет разности давлений при движении поршня вниз во время пуска.

Обязательным условием работы двухтактного дизеля является наличие в ресивере воздуха повышенного давления. Если учесть, что газовая турбина начинает работать только тогда, когда дизель разовьет частоту вращения до 25% номинальной, то для его пуска необходимо иметь специальное устройство. Таким устройством может быть электронагнетатель периодического действия. Электронагнетатели не получили большого распространения, так как они усложняют конструкцию дизеля, требуют установки специальных заслонок и т. д.

На двухтактных дизелях параллельно и последовательно с газотурбинными нагнетателями устанавливают различные механические устройства, которые облегчают пуск дизеля и позволяют получать более высокие давления наддувочного воздуха. Такой метод наддува называется комбинированным. В качестве дополнительных механических нагнетателей при газотурбинном наддуве могут применяться индивидуальные (для каждого цилиндра) или общие (для всех цилиндров) поршневые продувочные насосы или объемные (ротативные) нагнетатели. В последнее время многие фирмы («Бурмейстер и Вайн», МАН) используют для дополнительного сжатия воздуха и для получения продувочного воздуха при пуске дизеля подпоршневые пространства рабочих цилиндров. Двигатели некоторых фирм в дополнение к газотурбинному наддуву имеют механические нагнетатели и рабочие подпоршневые полости цилиндров. Причем как подпоршневые пространства, так и механические продувочные насосы могут работать параллельно или последовательно относительно друг друга или относительно газотурбонагнетателей. При этом, для увеличения массы заряда в единице объема и, следовательно, повышения эффекта наддува, применяют промежуточные холодильники наддувочного воздуха. Выпускные газы, выходящие из цилиндра дизеля по изолированному трубопроводу, попадают в сопловой аппарат газовой турбины, где внутреняя энергия преобразуется в кинетическую, а оттуда на лопатки газовой турбины, ротор которой находится на одном валу с центробежным нагнетателем. Воздух из машинного отделения забирается нагнетателем и направляется через промежуточный холодильник в цилиндр дизеля.

Если выхлопные газы попадают в общий сборник-коллектор, а затем в сопловой аппарат турбины, такая турбина называется турбиной постоянного давления. У многих четырехтактных и некоторых двухтактных дизелей выхлопные газы направляют по индивидуальным или общим газопроводам (группируя несколько цилиндров) и подают на лопатки газовой турбины в виде импульсов; такая турбина называется импульсной газовой турбиной, а наддув—импульсным. На рис. 88, б показана группировка газопроводов четырехтактного шестицилиндрового дизеля с порядком работы цилиндров 1-3-5-6-4-2; группы цилиндров 1, 4, 5 (А) и 2, 3, 6 (Б) не имеют одновременного выпуска газов, и, следовательно, газы попадают из отдельных цилиндров на лопатки газовой турбины в виде импульсов. При ином числе и порядке работы цилиндров требуется другая группировка цилиндров.

При наддуве у четырехтактных дизелей значительно изменяются фазы газораспределения: их подбирают таким образом, чтобы время наполнения цилиндра по углу поворота мотыля коленчатого вала значительно увеличивалось. Если, например, открытие впускного клапана у четырехтактных дизелей без наддува происходит за 15—30° до в. м. т., а закрытие — через 10—30° после н. м. т., то у дизелей с наддувом открытие происходит за 40—80° до в. м. т., а закрытие — через 20—40° н. м. т. Значительно раньше открывается, а позже закрывается (относительно мертвых точек) и выпускной клапан: из цилиндра необходимо за короткое время выпустить значительно большее количество газов, чем у дизелей без наддува. Для лучшей продувки цилиндра и охлаждения камеры сгорания увеличивают и время перекрытия клапанов.

Схема газотурбинного наддува двухтактного двигателя с прямоточно-клапанной продувкой и с электронагнетателем, который используется при пуске, а также в качестве аварийного, показана на рис. 89, а. Во время работы дизеля отработавшие газы дизеля из цилиндров по индивидуальным патрубкам попадают на лопатки импульсной газовой турбины; продувочный воздух через промежуточный холодильник попадает в подпоршневое пространство цилиндров, которое работает последовательно с газотурбонагнетателем, затем проходит для продувки и заполнения цилиндра. Такой тип наддува применяется на двигателях фирмы «Бурмейстер и Вайн». На последних моделях дизелей этой фирмы и ее лицензиатов (в том числе и БМЗ) не ставят электронагнетатели Э. Н., так как продувка цилиндров при пуске дизеля и при выходе из строя газотурбонагнетателей обеспечивается подпоршневыми полостями цилиндров.

У двигателей «Гетаверкен» с прямоточно-клапанной продувкой вместо подпоршневых пространств используются индивидуальные для каждого цилиндра продувочные насосы (см. рис. 89, б). Такие насосы имеют и некоторые дизели с контурной продувкой («Фиат»).

Фирма МАН наряду с устройством газотурбонагнетателей и использованием подпоршневых пространств цилиндров на некоторых типах дизелей устанавливает поршневые продувочные насосы, которые могут работать последовательно с подпоршневыми пространствами всех или нескольких цилиндров и параллельно с газотурбонагнетателями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector