Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

НАДДУВ

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ НАДДУВ
Газодинамический наддув позволяет увеличивать массовое наполнение цилиндров без применения нагнетателей лишь путем использования скоростного напора потока и колебаний его давления трубопроводов многоцилиндровых двигателей.
Чем больше скорость и масса газа, тем больше инерция потока и тем больший эффект можно получить при таком способе наддува. Заметное увеличение наполнения можно обеспечить, увеличив длину впускного трубопровода (рис. 10.1,6) или применив аккумулирующие камеры (рис. 10.1, а).
Скорость распространения волны давления в трубопроводе равна скорости звука в данной среде, поэтому при неизменной длине j и конфигурадии трубопроводов эффект улучшения наполнения и отчистки цилиндров можно получить только в сравнительно узком диапазоне скоростей вращения вала, когда частота собственных колебаний потока оказывается кратной частоте открытия клапанов. В зависимости от типа двигателя впускной и выпускной, тракты » настраивают для увеличения наполнения либо на режиме максимальной мощности либо для получения максимального крутящего момента.
Наибольшую сложность представляет настройка впускного тракта карбюраторного двигателя. Конструкция его впускного трубопровода должна отвечать многим требованиям — обеспечивать минимальные гидравлические сопротивления, равномерное распределение смеси по цилиндрам, предотвращать интенсивное образование > топливной пленки, вписываться в заданные габариты подкапотного пространства и т. д. Все это вынуждает искать компромиссные решения, снижающие возможный эффект газодинамического наддува. Проще эта задача решается в дизелях и бензиновых двигателях с впрыском топлива, для которых характерны достаточно длинные, Ш плавно скругляющиеся впускные трубопроводы, выходящие в ресивер с достаточно большим объемом (рис. 10.1, б).
Для лучшей очистки цилиндров широко применяют сдвоенные -или еще более сложные выпускные патрубки, которые соединяют так, чтобы выпуск газов из смежных цилиндров позволял .использовать наряду с колебательными процессами и эжекционный эффект. Схемы выпускных трубопроводов многоцилиндровых двига- L телей показаны на рис. 10.1, в.
Газодинамический наддув позволяет на 15—20% улучшать наполнение цилиндров по сравнению с ненастроенной системой газообмена, но с^учетом преодоления всех гидравлических сопротивлений давление впуска в.лучшем случае незначительно превышает атмосферное.

НАДДУВ ДВИГАТЕЛЕЙ НАГНЕТАТЕЛЯМИ
Наддув нагнетателями широко применяют для дизелей и в последнее время — для бензиновых двигателей. В дизеле регулирование мощности качественное, поэтому зпзеличение подачи воздуха в его цилиндры целесообразно на всех нагрузочных режимах, так ^ как при повышении плотности^заряда можно получить ту же мощность при сжигании несколько меньшего количества топлива. В бензиновых двигателях регулирование мощности количественное, яри котором на частичных нагрузках дроссельная заслонка прикрыта и в наддуве нет необходимости. Наддув нужен только для \ получения полной мощности.
Различают наддув с помощью нагнетателей, приводимых от коленчатого вала двигателя, и турбонаддув с приводом нагнетателя за счет энергии отработавших газов. В первом случае используют
сравнительно тихоходные объемные нагнетатели — коловратные (или шиберные) насосы и роторные нагнетатели, а для турбонад-дува — радиально-осевые' или осевые турбины и нагнетатели.
Для дизелей наиболее распространен 'турбонаддув. Объемные нагнетатели используются только для двухтактных дизелей с кла-панно-щелевой продувкой или в качестве дополнительных агрегатов наддува в комбинированных системах для повышения давления наддува при низких частотах вращения коленчатого вала, когда производительность турбокомпрессора оказывается недостаточной.
Для бензиновых двигателей в равной мере может быть использован как турбонаддув, так и наддув объемными нагнетателями с приводом от коленчатого вала.
Целесообразность использования того или иного способа наддува обусловлена особенностями смесеобразования и организаций процесса сгорания в различных двигателях. При низком наддуве эффективная мощность увеличивается на 20—30%, а удельный расход топлива снижается на 3—5%; при среднем наддуве мощность увеличивается на 40—50%, а удельный расход топлива снижается на 5—7%; при высоком наддуве мощность может быть увеличена почти вдвое по сравнению с базовой моделью.
При среднем|и высоком наддуве значительно увеличиваются нагрузки в кривошипно-шатунном механизме, поэтому необходимо увеличение жесткости всей конструкции двигателя и размеров шатунных и коренных подшипников, улучшение охлаждения двигателя. Для уменьшения максимальных механических и тепловых нагрузок в дизелях со средним и высоким наддувом снижают степень сжатия и применяют охладители наддувочного в.оздуха, которые по конструкции аналогичны радиаторам системы охлаждения или теплообменникам системы смазки (см. рис. 4.11, 5.3).
Наддув бензиновых двигателей связан с существенными изменениями в процессе, сгорания. Повышение плотности заряда при' водит к увеличению скорости сгорания, повышает склонность дви' гателя к детонации. Для устранения детонации в бензиновых дви^ гателях уменьшают степень сжатия (а это приводит к ухудшению» экономичности, в том числе и на частичных нагрузках), применяют0 впрыск воды, спирта или рециркуляцию отработавших- газов, уменьшают угол опережения зажигания. Увеличение коэффициент та остаточных газов при турбонаддуве существенно ухудшает условия сгорания. Все это приводит к значительному снижению топлив^ ной экономичности бензинового двигателя при работе с наддувом.-
Наддув с успехом может быть использован для газовых двига^ телей с искровым зажиганием, так как газовоздушная смесь обладает высокой детонационной стойкостью.
Наддув карбюраторного двигателя связан с определенными техническими трудностями. При установке карбюратора до турбокомпрессора ухудшаются пусковые качества двигателя и распределение смеси по цилиндрам вследствие выпадения топливной пленки на стенки турбопроводов и особенно на стенки улитки. При расположении карбюратора за нагнетателем необходима его тщательная герметизация и введение системы компенсации (обогащения) состава смеси по мере повышения давления наддува.
Для низкого наддува бензиновых двигателей более приемлемыми оказываются объемные нагнетатели, расход мощности на привод которых оказывается меньше потерь мощности, связанных с нарушением процессов сгорания и газообмена в цилиндрах двигателя
при турбонаддуве.

1 2 3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.