Форсирование двигателей внутреннего сгорания наддувом

1963

Для стационарных двигателей, т. е. таких, которые не связаны с автомобильным транспортом, тракторами, вообще транспортными, т. е. подвижными, мобильными установками, параметры веса или даже габариты не играют существенной роли. Поэтому повышение их мощности с одновременным увеличением габаритов и веса, насыщение установок тяжёлым вспомогательным оборудованием не составляют особой проблемы.

Иначе обстоит дело с установками транспортного назначения, установками, требующими высоких динамических качеств, когда возникает необходимость не только снижения массы двигателя, но и уменьшения его габаритов при высокой мощности и низкой инерционности. Создатели автомобилей требуют всё более мощных двигателей при пониженных весовых и" габаритных показателях. Конечно, использование более прочных материалов при более низкой их плотности, применение вспомогательных механизмов и в целом двигателя более рациональных конструкций позволяют снизить массу установки. Но наиболее радикальным средством улучшения удельных мощностных показателей (массовых или габаритных) является всё же наддув двигателя. Под наддувом понимается зарядка цилиндров двигателя повышенным количеством воздуха, подаваемым от того или иного источника давления, что обеспечивает сжигание в нём повышенного количества топлива, а значит, получение повышенной мощности в практически тех же весовых и габаритных ограничениях.

Наддув дизелей широко применяется на установках военного назначения, установках различного специального назначения. Сегодня практически все современные тракторные, т. е. сравнительно дешёвые, двигатели также выполняются с наддувом. Наддув применяется также и для бензиновых двигателей, хотя и менее существенного уровня и несколько реже, чем для дизелей. Наддув может применяться не только для повышения мощности или экономичности двигателя, но и для снижения токсичности и дымности его выбросов. В соответствии с законодательством ряда стран, в условиях с ограниченным воздухообменом (парники, шахты, карьеры, тоннели и т. д.) разрешено применение лишь дизелей с наддувом, применяемым в этом случае для повышения экологических качеств установок.

Двигатели с наддувом называют комбинированными двигателями. Под комбинированным двигателем понимается комбинация поршневого ДВС, лопаточных и поршневых машин сжатия, расширения, теплообменников. Т. е. комбинированный двигатель может содержать поршневую часть, газовые турбины, компрессоры, детандеры, охладители или нагреватели рабочего тела. Причём термодинамически в таком двигателе единое рабочее тело совершает соответствующий единый рабочий цикл.

В комбинированном двигателе тепло, полученное от сгорания соответствующего топлива (или топлив), преобразуется в механическую работу. Полезная механическая работа может в общем случае сниматься с коленчатого вала поршневой машины, с вала газовой турбины или с обоих валов.

Следует отличать комбинированный двигатель от комбинированной силовой установки. Например, корабельная силовая установка состоит из дизеля, связанного с редуктором, к которому подсоединён также вал газовой турбины. Полезная мощность поступает на винт - движитель корабля. В этом случае в цилиндрах дизеля "работает" одно рабочее тело, совершается один рабочий процесс, совершается соответствующий рабочий цикл дизеля, а в газовой турбине (её камере сгорания) совершается другой рабочий цикл с другим рабочим телом. Эти рабочие тела друг от друга не зависят. В комбинированном двигателе рабочий цикл совершается единым рабочим телом. После сгорания в цилиндрах двигателя горячие газы поступают на лопатки газовой турбины, она развивает полезную мощность, которая (полностью или частично) тратится на привод компрессора, сжимающего воздух, который после охлаждения в теплообменнике поступает в цилиндры поршневого двигателя. Таким образом, комбинированный двигатель внутреннего сгорания (КДВС) - это двигатель прежде всего с наддувом.

Подробнее

212 грн

Заказ в один клик
Без регистрации
Ассортимент

Самый большой выбор книг

Экспертность

Поможем найти нужную книгу

Доставка

Во все города Украины

Оплата

Оплачивайте при получении

Характеристики

Издательство"Легион-Автодата"
Обложкамягкая
Количество страниц176
Иллюстрациирисунки
ЦветностьЧ/Б
Тип товараКнига
Языкрусский
Формат (Ш х В)145 х 205 мм

Описание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................................... 6

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ............................................................................................. 8

Введение в проблему наддува ДВС................................................................................ 8

Двигатели со всасыванием из атмосферы

и двигатели с наддувом...................................................................................................... 9

Наддув дизелей и двигателей с внешним смесеобразованием и

принудительным зажиганием......................................................................................... 10

Методы организации наддува....................................................................................... 11

Турбонагнетатели.............................................................................................................. 13

Модификации двигателей при применении наддува.............................................. 14

Достоинства и недостатки применения наддува...................................................... 18

Краткая историческая справка...................................................................................... 21

КОМПРЕССОРЫ................................................................................................................ 25

Основные типы компрессоров для наддува ДВС..................................................... 25

Поршневые компрессоры (компрессоры с возвратно - поступательным

движением рабочего органа).......................................................................................... 26

Области применения поршневых компрессоров....................................................... 29

Объёмные компрессоры................................................................................................... 33

Пластинчатые компрессоры........................................................................................... 34

Лопастные компрессоры.................................................................................................. 35

Характеристики объёмных компрессоров, их достоинства

и недостатки......................................................................................................................... 39

Винтовые объёмные компрессоры типа Элиот Лисхольм........................................... 41

Компрессор объёмного типа с кольцевым поршнем................................................ 43

Области применения объёмных компрессоров......................................................... 44

Центробежные (лопаточные) компрессоры............................................................... 46

Преимущества и недостатки лопаточных компрессоров............................................ 48

Компрессоры - обменники давлением.......................................................................... 50

Устройство и работа системы "Компрекс"................................................................. 51

Характеристики компрессоров "Компрекс"............................................................... 55

Достоинства и недостатки системы "Компрекс"....................................................... 56

ТУРБОКОМПРЕССОРЫ................................................................................................... 58

Основные положения......................................................................................................... 58

Особенности конструкции роторов............................................................................... 61

Расположение подшипников........................................................................................... 64

Уравновешивание осевых усилий................................................................................. 67

Основные схемы газотурбинного наддува................................................................. 67

Регулирование турбокомпрессоров с помощью клапанов перепуска

газов или воздуха.............................................................................................................. 73

Расходная характеристика двигателя.......................................................................... 79

ОСНОВНЫЕ МОДИФИКАЦИИ КОНСТРУКЦИИ БЕЗНАДДУВНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ ЕГО НАДДУВОМ....................................................... 81

Общие положения............................................................................................................... 81

Компрессия в цилиндре.................................................................................................... 82

Степень сжатия................................................................................................................... 84

Модификации поршней.................................................................................................... 85

Камера сгорания................................................................................................................. 88

Клапаны................................................................................................................................ 90

Цилиндр и блок цилиндров.............................................................................................. 92

Изменения фаз газораспределения................................................................................ 93

Процессы топливоподачи................................................................................................ 95

Охлаждение двигателя...................................................................................................... 98

Охлаждение поршней..................................................................................................... 100

Смазывание деталей и фильтрация масла................................................................ 106

СИСТЕМЫ ПУСКА, ВПУСКНЫЕ И ВЫПУСКНЫЕ КОЛЛЕКТОРА

И ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА........................................................ 110

Пуск двигателя с наддувом........................................................................................... 110

Впускные и выпускные коллектора............................................................................ 114

Выпускные коллектора.................................................................................................. 115

Постоянное давление газов перед турбиной........................................................... 115

Система импульсного наддува.................................................................................... 117

Преимущества и недостатки систем импульсного наддува

и наддува при постоянном давлении......................................................................... 125

Применение преобразователей импульсов.............................................................. 126

Компенсаторы расширений коллекторов................................................................. 129

Охлаждение наддувочного воздуха........................................................................... 130

Основные положения...................................................................................................... 130

Теплообменники и системы охлаждения наддувочного воздуха...................... 131

НАДДУВ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ЗАЖИГАНИЕМ.............................. 136

Историческая справка..................................................................................................... 136

Регулирование двигателей с турбонаддувом........................................................... 139

Регулирование угла опережения зажигания............................................................. 141

Регулирование давления наддува................................................................................ 141

Регулирование угла опережения зажигания

и давления наддува.......................................................................................................... 143

Регулирование газодинамического наддува............................................................ 147

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ НАДДУВА................................................................. 150

Характеристики желательного протекания

крутящего момента........................................................................................................... 150

Наддув двухтактных ДВС............................................................................................. 152

Применение дополнительного приводного компрессора....................................... 155

Комбинированный двигатель с дифференциальным наддувом.......................... 156

Системы наддува "Максидайн" и "Гипербар"......................................................... 158

Двухступенчатый наддув............................................................................................... 162

Динамический наддув..................................................................................................... 166

Список литературы.......................................................................................................... 168

Советуем посмотреть и другие книги этого раздела: