Наддув повітря
Nav view search
ЕЛЕКТРОСХЕМИ НА ВСЕ АВТОМОБІЛІ СВІТУ НА Portal-Diagnostov.ru
Приклади робіт
Установка Діодного підсвічування, Музики. Дискотека на БОРТУ
Корисна інформація
Global Statistic
Як це працює?
Навігація
Навчання діагностики
Наддув повітря у дизельному двигуні.
Наддув повітря як засіб підвищення потужності давно використовується на великих дизельних стаціонарних і суднових установках, а також на дизелях вантажівок 1 . Сьогодні він застосовується і на швидкохідних дизелях легкових автомобілів. На противагу атмосферному впуску у двигунів з наддувом повітря подається в циліндри під надлишковим тиском. Цим збільшується маса повітря в циліндрі, що при більшій масі палива призводить до підвищення вихідної потужності двигуна при рівному робочому об'ємі. Наддув повітря здійснюється за допомогою про нагнітачів. Дизель особливо добре підходить для наддуву, так як у сто впускному тракті стискається тільки повітря, а не паливно-повітряна суміш, і на основі якісного регулювання він може добре комбінуватися з наддувом. У двигунів великої розмірності для вантажних автомобілів за допомогою наддуву повітря та зниження ступеня стиснення досягається підвищення середнього ефективного тиску (і, таким чином, моменту, що крутить), проте при цьому треба враховувати обмеження, пов'язані з можливістю холодного пуску. В основному розрізняють два різновиди нагнітача:
• турбонагнітач, в якому потрібна на стиск повітря потужність відбирається від ОГ (газодинамічний зв'язок двигун/нагнітач);
• механічний нагнітач, в якому потрібна на стиск повітря потужність відбирається від колінчастого валу двигуна(механічний зв'язок двигун/нагнітач).
Коефіцієнт наповнення
Коефіцієнтом наповнення називається відношення кількості повітря, укладеного в циліндрі, до певного робочого об'єму теоретичного заряду за нормальних умов (атмосферний тиск р 0 = 1013 гПа, температура Г„ = 273 К) без наддуву. Обчислений таким чином коефіцієнт наповнення дизелів із наддувом знаходиться в межах 0,85. 3.0.
1. Канал подачі ОГ. 2. Крильчатка турбіни. до двигуна
Динамічний наддув
Динамічний наддув можна створити вже одним використанням динамічних ефектів у впускному тракті. Для дизеля цей процес немає такого значення, як бензинового двигуна. У дизеля основна мета конструювання системи впуску - рівномірний розподіл по всіх циліндрах повітря і рециркульованих ОГ. Крім того, важливу роль у роботі двигуна відіграє створення повітряного вихору в циліндрах. При відносно низькій частоті обертання колінчастого валу дизеля цілеспрямоване використання параметрів впускного тракту для динамічного наддуву потребувало б застосування вкрай довгих впускних каналів. В даний час майже всі дизелі постачаються нагнітачами, серед яких найбільші переваги мають ті моделі, що менш інерційні при роботі на нестаціонарних режимах. Впускний тракт дизеля роблять якомога коротшим. Перевагами цього рішення є: покращені динамічні якості; можливість управління рецирку ліцією ОГ.
Турбонаддув
Наддув повітря турбонагнітачем,який приводиться в дію газами, що відпрацювали, знаходить найбільш широке застосування серед усіх відомих способів. Цей варіант навіть на двигунах малого робочого об'єму дозволяє отримати крутний момент і потужність достатньої величини при високому ККД. Турбонагнітачі використовують на легкових та вантажних автомобілях, великих суднових двигунах та тепловозах. Якщо раніше турбонаддув використовувався насамперед підвищення питомої потужності, тепер він знаходить дедалі більше застосування підвищення максимальної крутного моменту на низьких і середніх частотах обертання колінчастого вала. Це має значення, зокрема, під час використання електронного регулювання тиску наддуву.
Конструкція та принцип дії
Енергія гарячих ОГ двигуна внутрішнього згоряння, що знаходяться під тиском, здебільшого втрачається, тому напрошувалося рішення використовувати частину цієї енергії для підвищення тиску у впускному тракті. Турбонагнітач (рис. 3) складається з двох газодинамічних пристроїв:
• газової турбіни 7 яка сприймає енергію потоку ОГ;
• компресора 2, який з'єднаний валом 11 з турбіною і стискає повітря, що подається.
Гарячі ОГ надходять на турбіну і розкручують вал 11 до високої частоти обертання, яка у дизелів досягає 200 000 хв. Спрямовані лопатками турбінного колеса ОГ рухаються до осі турбіни, звідки потім виходять через канал 8 у випускний тракт (радіальна турбіна). Вал обертає радіальний компресор. Тут протилежна картина: потік 3 повітря, що подається входить по осі компресора, прискорюється лопатками при русі назовні і при цьому перетворюється на потік 4 стисненого повітря.
Для двигунів великого робочого об'єму застосовуються також аксіальні турбіни, де ОГ подаються нааксіальне колесо. Такі турбіни мають більш високу ефективність і у виробництві коштують дешевше, ніж радіальні. Для двигунів легкових і вантажних автомобілів краще підходить радіальна турбіна. Опір руху ОГ, що виникає перед турбіною, збільшує роботу виштовхування, яку виробляє двигун на такті випуску. Незважаючи на це, ККД дизеля в діапазоні часткових навантажень підвищується. На стаціонарному режимі з постійною частотою обертання колінчастого валу поле характеристик турбіни і компресса можна погодити одночасно на високий ККД і високий тиск наддуву. Набагато важче визначити параметри для нестаціонарних умов роботи двигуна, від якого очікують високого моменту, що крутить, зокрема при прискоренні. На початку прискорення низька температура ОГ і їх незначна кількість, і навіть необхідність прискорення маси рухомих частин турбонагнетателя уповільнюють збільшення тиску компресорі. Це явище у двигунів легкових автомобілів із турбонаддувом називається «провал».
Для забезпечення наддуву для легкових та вантажних автомобілів створено нагнітачі, які через незначну власну масу рухомих деталей реагують на зміну тиску вже при невеликому посиленні інтенсивності потоку ОГ. Використовуючи подібні агрегати, можна значно покращити характеристики роботи дизеля, що особливо важливо у нижній області частот обертання колінчастого валу.
Розрізняють два принципи наддуву.
При наддуві з постійним тиском резервуар перед турбіною згладжує пульсацію тиску у випускному тракті. Внаслідок цього турбіна може пропускати при меншому середньому тиску більше ОГ у сфері високих навантажень двигуна. Так як протитиск ОГ робочої точки стає менше, витрата палива тежскорочується. Наддув із постійним тиском застосовують для великих суднових двигунів, дизель генераторів та стаціонарних установок.
Кінетична енергія пульсацій тиску при виході ОГ з циліндра використовується при імпульсному наддуві, який забезпечує вищий крутний момент на нижчих частотах обертання колінчастого валу. Цей принцип застосовується на дизелях легкових та вантажних автомобілів. Щоб окремі циліндри при газообміні не впливали на роботу один одного, у шестициліндрових двигунів, наприклад, випускні магістралі поєднуються по трина колектор.
У турбінах з розділеним потоком (рис. 3), які мають два зовнішні клапани, потоки ОГ також розділяє в зо не турбіни.
1. Корпус компресора 2. Компресор 3. Потік повітря, що подається 4. Потік стисненого повітря 5. Подача мастила до підшипників 6. Корпус турбіни 7. Газова турбіна 8. Канал відведення ОГ до випускного тракту 9. Корпус підшипників валу нагнітач1 до нагнітача 11. Вал 12. Відведення мастила від підшипників
Щоб швидше виходити на робочий режим, турбонагнітач встановлюється якомога ближче до випускних клапанів, тому він повинен виготовлятися з термостійких матеріалів. На суднах, де через небезпеку пожежі заборонено наявність гарячих поверхонь у машинному відділенні, турбонагнітач охолоджується водою або теплоізолюється. Нагнітачі для бензинових двигунів, у яких температура ОГ вища, ніж дизелі, на 200. 300°С, також можуть бути включені в контур системи охолодження.