Материал: 2120

Продолжение приложения

соответствуют таким режимам работы турбины и компрессора, когда их мощности равны. Соединяя полученные точки А, Б, В, Г, получают линию рабочих режимов турбокомпрессора, характеризующую изменение параметров наддува при любых значениях частот вращения и температур выпускных газов перед турбиной. Поле КПД компрессора специально не изображено для лучшего понимания построения линии рабочих режимов турбокомпрессора. Следует отметить, что работа компрессора должна проходить в зоне его максимального КПД и допустимой температуры перед турбиной. Линия рабочих режимов турбокомпрессора должна быть расположена на достаточном удалении от границы помпажа (вредных автоколебаний воздушного потока в каналах компрессора).

Рис. П. 2. Совмещенные характеристики турбины и компрессора

81

Продолжение приложения

Ко входу турбины газ может подводиться изобарно (при постоянном давлении) и импульсно (лат. удар, толчок). При изобарной системе выпускные патрубки всех цилиндров объединяются в общий коллектор и импульсы давления выравниваются. Изобарная система рекомендуется для двигателей, которые основное время работают на номинальном режиме (максимальная частота вращения вала и мощность двигателя). Данная система имеет простую конструкцию выпускного коллектора. Лопатки турбины работают при меньших колебаниях и их надежность, долговечность увеличивается. Более равномерное распределение воздуха наблюдается независимо от числа цилиндров. К недостаткам следует отнести следующее:

1.При малых нагрузках имеет место обратный поток газов (давление газов в турбине больше давления воздуха на выходе из компрессора).

2.Двигатель обладает худшей приемистостью (медленно набирает скорость вращения коленчатого вала) по сравнению с импульсной турбиной.

Для двигателей, работающих основное время на режиме максимального крутящего момента (средние частоты вращения вала двигателя), целесообразно применять импульсные турбины. Для этой цели разделяют выпускные трубопроводы так, чтобы импульсы давления не смешивались.

На рис. П.3 показан пример разделения выпускных трубопроводов для рядных и V-образных двигателей. Более подробно рассмот-

рим методику создания системы импульсного наддува на примере двигателя мощностью 80 кВт при 1750 мин-1 типа 4ЧН 13/14.

Анализ фаз (греч. фаза – появление) газораспределения показы-

вает (рис. П.4), что период выпуска составляет 280о. Между первым и четвертым, а также вторым и третьим цилиндрами процесс выпуска отработавших газов составляет 360о (см. таблицу на рис. П.4). Если объединить первый и четвертый выпускные патрубки первого и четвертого цилиндров, а также второго и третьего цилиндров, то импульсы давления, создаваемые на выпуске, без изменения дойдут до турбины. На рис. П.4 показаны импульсы волны давления на выпуске первого и четвертого цилиндров Рвып. До периода продувки величина давления выпускных газов Рвып превышает значение давления наддува Рк. Когда впускной и выпускной клапаны открыты (продувка), то

82

Продолжение приложения

давление Рк становится больше давления Рвып. Продувка цилиндров от остаточных газов под действием перепада давления становится более эффективной. Уменьшается работа на выталкивание отработавших газов.

Для эффективной работы системы наддува с импульсной турбиной в момент перекрытия клапанов (впускной и выпускной клапаны соединены), лучшей продувки, меньших затрат энергии должно соблюдаться условие Рк > Рвып. До периода продувки давление выпускных газов должно быть больше давления наддува: Рвып > Рк. При этом выпускными газами подводится больше энергии. Это важно при работе двигателя на средних частотах (режим максимального крутящего момента).

Рис. П.3. Примеры разделения выпускных трубопроводов и объединения их в группы при импульсной системе наддува

83

Окончание приложения

Рис. П.4. Разделение цилиндров двигателя 4ЧН 13/14 и изменение давления на выпуске

84

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………….3

Лабораторная работа № 1. Измерение давления, скорости и расхода воздуха пневмометрическими трубкам………………………………...4

Лабораторная работа № 2. Стенд для испытания и диагностирова-

ния агрегатов наддува…………………………………………………..13

Лабораторная работа № 3. Турбокомпрессор типа ТКР-5 с поворотом лопаток соплового аппарата турбины……………………………21

Лабораторная работа № 4. Диагностирование турбокомпрессора на работающем двигателе……….……………………………..………34

Практическая работа № 1. Определение скорости движения воздуха в каналах компрессора………………………………………………….43

Практическая работа № 2. Расчет центробежного компрессора и центростремительной турбины…………………….……………….53

Практическая работа № 3. Расчет совместной работы двигателя и турбокомпрессора с применением ЭВМ…………………………..72

Библиографический список………………………………………...78

Приложение……………………………………………………….…..79

85