Материал: 2410

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

Рис. 8.5. Примеры разделения выпускных трубопроводов и объединения их в группы при импульсной системе наддува

136

При сжатии воздуха в компрессорах его температура повышается, а плотность снижается. При высоких давлениях наддува требуется охлаждение воздуха, что увеличивает его плотность и массовое наполнение, снижает тепловую напряженность двигателя, увеличивает экономичность. При снижении температуры воздуха при наддуве на 10 оС мощность двигателя возрастает на 2–3%, а расход топлива снижается на 1%. Обычно нагретый воздух после компрессора охлаждают в теплообменных аппаратах (воздух – воздух, воздух – вода, воздух – топливо) [32].

8.2. Устройство агрегатов наддува

Рассмотрим современные конструкции агрегатов наддува.

На рис. 8.7 приведена конструкция роторного нагнетателя типа

Рутс. В нем порции воздуха проталкиваются лопастями роторов к впускному коллектору. Вал нагнетателя жестко связан с коленчатым валом двигателя [33].

Рис. 8.7. Механический нагнетатель типа Рутс: 1 – корпус; 2 – вращающийся ротор

Как правило, механические нагнетатели приводятся во вращательное движение от коленчатого вала ремнем или шестеренной передачей. Преимущество – жёсткая связь с коленчатым валом двигателя, недостаток – работает за счёт мощности двигателя, снижая его КПД.

138

Механические нагнетатели целесообразно применять на двигателях малой мощности. На рис. 8.8 представлена компоновка механического нагнетателя на двигателе.

АДИ Рис. 8.8. Компоновка механического нагнетателя на двигателе

Упрощенная схема агрегатабнаддува с газовой связью (динамического типа) приведенаина рис. 8.9. Отработавшие газы двигателя, обладая энергией скорости, энерг ей давления, теплой (внутренней) энергией, поступаютСв ул тку турб ны, а из нее в радиальном (по радиусу) направлении поступают на кр волинейные лопатки колеса турбины. Газы обтекают криволинейные лопатки, изменяют направление движения, приводят во вращение колесо и выходят в осевом направлении. Такие турбины называют радиально-осевыми. В них наиболее полно срабатывается энергия отработавших газов.

На одном валу с турбиной жестко закреплено колесо компрессора. Турбина приводит колесо компрессора во вращательное движение. Колесо имеет криволинейные лопатки, которые захватывают частицы воздуха, увлекая их во вращательное движение. Под действием центробежной силы молекулы воздуха отбрасываются от центра колеса на периферию (окраину), приобретая кинетическую энергию (энергию скорости). В расширяющихся каналах (диффузорах, улитке) кинетическая энергия преобразуется в энергию давления (молекулы воздуха сближаются). На выходе из компрессора давление воздуха

139

становится выше атмосферного, что обеспечивает наддув двигателя. В цилиндры двигателя поступает больше воздуха, что позволяет увеличить подачу топлива и повысить мощность двигателя.

Рис. 8.9. Общая схемаДтурбокомпрессораИ с радиально-осевой турбиной (ТКР)

с выпускным коллектором и автоматическимА регулированием давления воздуха в центробежномикомпрессоре.

На рис. 8.10 показанбтурбокомпрессор, выполненный совместно

С

Рис. 8.10. Турбокомпрессор, выполненный совместно с выпускным коллектором

140