39 - turbocompresor

Sistem de supraalimentare ICE

Numirea sistemelor interne de supraalimentare pentru motoare cu ardere - creșterea masei de umplere a cilindrilor de încărcătura proaspătă a motorului. Acest lucru se realizează, în general, prin intermediul unor dispozitive sau unități speciale presurizare. Motoarele cu astfel de sisteme sunt numite combinate. Sistemul de presurizare sunt foarte diverse în principiul acțiunii și, în consecință, pe baza clasificării.

Aerul combinat sau amestecul DVS combustibil înainte de a intra cilindrii este comprimat în compresoare. Supra-alimentare este considerat scăzut atunci când compresorul k <1.9. Низкий наддув позволяет повысить мощность двигателей на 20-25%. При среднем наддуве (к = 1.9-2.5) удается повысить ее на 25-50%. Высокий наддув (к> 2.5) crește și mai mult capacitatea, dar utilizarea sa nu este adesea justificată din cauza creșterii semnificative a pieselor mecanice, termice de tensiune și a ansamblurilor.

Supraalimentării cilindri pot fi fie dinamice sau efectuate cu ajutorul suflantei speciale (compresor). La motor modern cu ardere internă pentru supraalimentării utilizată ca volumetric (angrenaj rotativ, cu șurub și piston) și compresoare centrifugale lamelate. Turbinele cu gaz sunt cel mai adesea radial-axial, cel puțin - axial.

Există trei sistem de presurizare prin turbocompresoare: o unitate de compresor, cu turbocompresor și combinate (ris.11.1).

Ris.11.1. schema ICE sistem de supraalimentare

In primul prin circuitul de acționare a compresorului overdrive conectat la arborele cotit al motorului. Pentru a conduce turbocompresorul (Schema 2), folosind energia gazelor evacuate care intră în turbina cu gaze. Compresorul este montat pe același ax ca și turbina cu gaze. În cazul sistemului combinat (Schema 3) Primul pas este de a conduce compresorul, iar al doilea - turbocompresorul. Supraalimentării în două etape poate fi realizată în două compresoare acționare succesive sau turbocompresoare.

La motoarele diesel de automobile și tractoare este cel mai des folosit cu turbocompresor.

În acest caz, există două opțiuni principale pentru utilizarea energiei:

1. Energia consumată de compresor, egală cu energia generată de turbina cu gaze. În acest caz, turbocompresorul are doar o conexiune de gaz cu un motor (ris.11.1.2). Acest sistem oferă performanțe economice puternice la simplificarea maximă a construcției și, prin urmare, cele mai frecvente. În astfel de motoare energia gazelor de eșapament este utilizat, care permite, în unele cazuri, pentru a crește eficiența motorului.

2. Energia generată de turbina cu gaz, nu este egal cu energia consumată de compresor. diferența de energie este transmisă de la motor la turbocompresorului datorită aplicării conexiunii mecanice a rotorului turbocompresorului la arborele cotit al motorului, ceea ce complică proiectarea acesteia din urmă. Uneori, în aceste cazuri, în locul unei legături mecanice a rotorului turbocompresorului la arborele cotit se aplică sistemul combinat de supraalimentare.

Conexiunea mecanică este folosită în cazurile în care este necesară pentru a transfera energia în exces din turbina cu gaz la motor la presiuni si temperaturi de gaz presurizare înaintea turbinei.

Există două opțiuni pentru alimentarea cu gaz la o turbină cu gaz:

1) din țeava de evacuare totală;

2) separat de fiecare cilindru sau grup de cilindri, care, în conformitate cu ordinea timpului lor de lucru între două impulsuri succesive de presiune, generate cu eliberarea de gaze din cilindrii este suficient de mare (puls presurizare).

În primul caz, mai ales la motoarele cu un număr mare de cilindri și o rată mare de rotație, presiunea gazului din conducta de evacuare aliniate, amplitudinea oscilațiilor presiunii din amonte a turbinei este mică și orificiul de intrare a gazului de proces la turbina poate fi considerată ca având loc la presiune constantă. În acest ultim caz gazele de eșapament sunt alimentate la o turbină de gaz cu presiune variabilă, care permite, în anumite condiții, pentru a îmbunătăți eficiența de presurizare.

Furnizarea de gaze de la turbina la o presiune constantă creează o rezistență crescută la nivelul tractului de evacuare al motorului, în comparație cu eliberarea în atmosferă. Aceasta degradează curățarea cilindrilor și reduce umplerea taxei proaspete.

Când supraalimentării cu eliberare în impulsuri, după o perioadă de gaze de la un cilindru la partea de sus a supapei se suprapun presiunea din tubul de evacuare este redus drastic. Ca urmare a acestei diferențe de presiune crescută între intrarea și căile de evacuare și purificarea camerelor de ardere devine mai eficient. redusă de muncă cheltuit pe gaz de ejectare. Pe măsură ce presiunea de supraalimentare și crește presiunea medie a gazelor în efectul pozitiv al tractului de evacuare redus supraalimentarea puls, ca impulsuri de presiune sunt netezite. Efectul maxim în sistemul turbocharging de impuls este realizat cu Pf<0.15 МПа, при pк <0.4 МПа применение импульсного наддува уже не дает эффекта. Для достижения наибольшего эффекта при импульсном наддуве выпускные трубопроводы делают по возможности короткими и меньшего объема. В импульсных системах используется кинетическая энергия отработавших газов, однако, ухудшается очистка цилиндров двигателя от отработавших газов, что является общим недостатком всех систем газотурбинного наддува.

La motoare auto diesel cu numărul de cilindri 8 și sistemul mai aplicabil în mod avantajos cu o presiune constantă în amonte a turbinei. Eficiența unor astfel de turbine mai mari decât în ​​impulsuri, iar sistemul de evacuare este mai simplu.

Rețineți, de asemenea mai mici (în comparație cu motoarele cu aspirație naturală) și adaptabilitate inferioare proprietăți ale unui motor supraalimentat de pornire.

Atunci când temperatura aerului de supraalimentare a compresorului este mărită, astfel încât mijloc și de înaltă supraalimentării efectuat de aer de răcire intermediară între compresor și conducta de admisie a motorului. Acest lucru îmbunătățește umplerea masei cilindrului, creșterea puterii și eficiența consumului de combustibil, reduce stresul termic al pieselor sale, o scădere a temperaturii gazului la intrarea turbinei.

Aerul poate fi răcit prin căldură chiuvete speciale sau prin răcire prin evaporare - (. Alcool, amoniac, apă și altele) de injecție a aerului în substanțe volatile. Există două tipuri de răcitoare: aer-aer și aer-apă. Aplicată ca tubulare sau placă de răcitoare.

Aer-aer mai rece montat la răcitorul de ulei de motor și radiator. Suge aerului prin motorul ventilatorului răcitorului sistem de racire efectuat. aer Răcit curge miez tuburi din interiorul alamă răcitor similar cu cel utilizat în mod normal în radiatorul sistemului de răcire.

Când aerul presurizat prin răcirea pompei de apă (specială, fie prezentă în sistemul de răcire a motorului) este circulat prin răcitor și radiator.

Deși schimbul de căldură între aerul răcit și lichidul de răcire, în conformitate cu alte condiții egale este mai intensă decât cea dintre răcit și aer de răcire generală racitoare aer-aer sunt mai eficiente decât apa aer, datorită diferenței mari de temperatură între aerul și agentul de răcire.