Материал: 2410

компрессора (заслонка 3,В закрыта), устанавливают необходимое давление перед турбиной, расход воздуха и проводят испытания.

Во втором режиме используются продукты сгорания, поступающие из камеры сгорания 6 (горячий режим). С пульта управления приводятся в действие поворотные заслонки 3. При подаче газового топлива из баллона 4 (смесь пропана и бутана) и воздуха из воздуходувки 1 в камеру 6 поток продуктов сгорания поступает в турбину, вращая ее колесо. После воспламенения топлива в камере сгорания воздух поступает в неё из компрессора. При этом верхняя заслонка 3В открыта, а две нижние (3,А и 3,С) закрываются, а воздуходувка 1 выключается. Количество газа на входе в турбину регулируется изменением подачи топлива, поступающего в камеру сгорания. При исполь-

зовании камеры сгорания кроме системы смазки дополнительно включается система охлаждения. Кроме газаИ, для организации процесса горения в камере 6 возможно применение распыленного дизельного топлива.

Как для первого, так и для второго режимов работы стенда (см. рис. 12.7), используются тахометр S, расходомер F, манометры давления P и термометры T. Для определения скорости потока газов в раз-

каналах компрессора (при постоянной частоте вращения вала компрессора n) скорость воздуха и потери давления повышаются, что приводит к снижению Рк и πк. Зависимость πк от Мк снижается для различных n.

Значение адиабатного КПД компрессора ηад определяют как отношение адиабатной работы сжатия воздуха к действительной работе при n = const. Величина ηад достигает наибольших значений при определенном расходе воздуха. Всякое отклонение от этого оптимального режима сопровождается увеличением гидравлических потерь и снижением ηад. Нормальная характеристика компрессора выражает

196

(рис. 12.8) зависимость πк, ηад от массового секундного расхода Мк при различных частотах.

Рис. 12.8. Нормальная характеристика центробежного компрессора

Нормальную характеристику центробежного компрессора строят по результатам испытаний компрессора на специальной установке [37]. Обычно значения ηад, при помощи секущих плоскостей, переносят на характеристику πк от Мк (см. рис. 12.8 точки переноса 1/, 2/, 3/, 4/ при использовании пунктирных линий). Это позволяет определить область максимального КПД, что важно при выборе компрессора для двигателя. При выборе компрессора для двигателя конкретной мощ-

197

ности значения πк и Мк должны лежать в области максимального зна-

чения ηад.

Колеса компрессора и турбины жестко располагаются на одном валу. Вал вращается в подшипниках скольжения, которые закреплены в корпусе турбокомпрессора. Массовый расход воздуха через компрессор Мк примерно равен массовому расходу выпускных (отработавших) газов через турбину МТ. Частота вращения колеса компрессора nк равна частоте вращения колеса турбины nТ. Мощность ко м- прессора Nк одинакова с мощностью турбины NТ. Данная связь между компрессором и турбиной упрощает их расчет и представление совместных характеристик.

Анализ опытных данных показывает, что при изменении нагрузки противодавление за турбиной не изменяется. Тогда расходную характеристику турбины можно представитьИкак зависимость степени понижения (расширения) давления в турбине πТ, температуры газа

Т М

перед турбиной *Т от расхода газа ДТ. Для удобства последующего согласования характеристик турбины и компрессора на поле расходной характеристики турбины необходимо нанести линии постоянных частот вращения. В процессе испытанийАтемпературу перед турбиной Т*Т поддерживают постоянной (например, 600, 700, 800, 900 К).

Для согласования характеристикб двигателя и турбокомпрессора вначале совмещают характеристику турбины и компрессора (рис. 12.9). Для этогоина характеристику компрессора наносят линии постоянных температур ( зотерм Т*Т = const). Например, из точки пересечения линииСпостоянных частот вращения n1Т с линией постоянных температур газа Т*4Т ( зотермой) восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линией постоянных частот на характеристике компрессора n1к. Аналогично поступают для других частот вращения турбины и компрессора. Соединив точки одинаковых величин температуры, получают поле изотерм на характеристике компрессора. Точки пересечения изотерм с линиями постоянных частот компрессора соответствуют таким режимам работы турбины и компрессора, когда их мощности равны. Соединяя полученные точки А, Б, В, Г, получим 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 до-

198

пустимой температуры перед турбиной. Линия рабочих режимов турбокомпрессора должна быть расположена на достаточном удалении от границы помпажа компрессора (линия штрихпунктирная).

Контрольные вопросы и задания

1. Какие неисправности двигателя и турбокомпрессора определяет белый, синий, черный дым отработавших газов?

2. Назовите основные причины повышенного шума при работе турбокомпрессора.

3. Почему нельзя резко «глушить» двигатель при работе его на полных нагрузках?

4. Может ли одной из причин черного дыма быть полное засорение воздушного фильтра?

5.Что представляет собой нормальная характеристика центробежного компрессора и как она строится?

6. Как и для какой цели строится совмещенная характеристика турбины и компрессора?

199

Библиографический список

1.Системы питания двигателей внутреннего сгорания : методические указания к лабораторным и практическим занятиям по профилю подготовки «Двигатели внутреннего сгорания» / сост. Ю.П. Макушев. – Омск : СибАДИ,

2012.– 96 с.

2.Макушев, Ю.П. Расчет систем и механизмов двигателей внутреннего сгорания математическими методами : учебное пособие / Ю.П. Макушев, Т.А. Полякова, Л.Ю. Михайлова и др. – Омск : СибАДИ, 2011. – 284 с.

3.Лышевский, А.С. Системы питания дизелей : учебное пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / А.С. Лышевский. – М. : Машиностроение, 1981. – 216 с.

4.Трусов, В.И. Форсунки автотракторных дизелей / В.И. Трусов, В.П. Дмитриенко, Г. Д. Масляный. – М. : Машиностроение, 1977. – 167 с.

5.Макушев, Ю.П. Выбор эффективного проходного сечения распылителей

идифференциальной характеристики впрыска топлива для дизелей с цилиндровой мощностью до 250 кВт / Ю.П. Макушев, Л.ЮИ. Волкова // Омский научный вестник. – 2015.− № 2 (140). – С. 76 – 79. …Д

А.А. Усольцев, А.М. СтепаненкоА. ктуальные проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе АзиатскоТихоокеанского региона : материалы Междунар. научно-технической конф. «Двигатели 2008» / под ред. В. . Лашко. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос.

8.Володин, А.И.иПр ч ны о разования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок д зелей / А. И. Володин, Л. Ю. Михайлова, Ю. П. МакушевС// Омск й научный вестник : Серия «Приборы, машины и технологии». – Омск : ОмГТУ, 2013. – № 1 (117). – С. 59 – 63.

9.Экспериментальное определение оптимального сочетания режимов работы двигателя и выбор методики закоксовывания распылителей : Отчет о НИР № 272; рук. Комаров В.А., исп. Климов В.М., Макушев Ю.П., Василевский В.П. ; Павлодарский индустриальный институт. – Павлодар, 1980. – 50 с.

10.Пат. 2272168. Российская Федерация, МПК RU 2 272 166 C1. Датчик комбинированный / Макушев Ю.П. ; заявитель и патентообладатель Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ). – № 2004120817 /06 ; заявл. 07.07. 04 ; опубл. 20. 03. 06, Бюл. № 8. – 5 с. : ил. 1.

11.Макушев, Ю.П. Датчики для осциллографирования процесса впрыска топлива в дизелях. Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования – основа модернизации и инновационного развития архитектурно-

строительного и дорожно-транспортного комплексов России / Ю.П. Макушев, А.В. Филатов, Л.Ю. Михайлова // Матер. 66-й Межд. науч.-практ. конф.– Омск :ун-та, 2008. – С. 272 – 275. б

СибАДИ, 2012. – Кн. 2. – С. 67 – 71.

200