|
Приводной нагнетатель имеет механическую связь с коленчатым валом двигателя, что обеспечивает на малых частотах вращения и при разгоне высокое давление наддува, хорошие динамические свойства транспортного средства, уменьшение выброса сажи дизелем.
Газотурбинный наддув предполагает использование энергии отработавших газов для привода ТК. Несмотря на увеличение работы выталкивания из-за установки турбины на пути движения отработавших газов, турбонаддув позволяет получить ряд преимуществ в сравнении с наддувом от приводного нагнетателя:
улучшить топливную экономичность;
снизить габариты системы наддува;
повысить степень форсирования двигателя благодаря большему давлению наддува на средних и высоких частотах вращения;
уменьшить уровень шума.
Существуют следующие варианты организации наддува по способу подвода газа от цилиндров к турбине:
изобарная система с близким к постоянному давлением газа перед турбиной предполагает, что газы из всех цилиндров для сглаживания пульсации их давления подводятся в общий выпускной коллектор большого объема, а затем поступают в стационарном потоке на лопатки турбины, работающей с высоким КПД. Однако при расширении в этом коллекторе газы теряют часть энергии;
импульсная система с пульсирующим потоком газа перед турбиной предполагает подвод газов к турбине от нескольких групп цилиндров, которые объединены общим трубопроводом. В одну группу объединяют два-три цилиндра так, чтобы их фазы впуска по возможности не перекрывались. Длину впускного коллектора делают минимальной для наилучшего использования энергии отработавших газов в турбине. Газы от каждой группы цилиндров подводятся к определенной части окружности колеса турбины. В выпускном коллекторе создаются колебательные импульсы для уменьшения работы выталкивания.
Промежуточное охлаждение наддувочного воздуха, нагреваемого при сжатии в компрессоре автотракторных двигателей до температуры 70...130°С, организуют между компрессором и впускным коллектором двигателя. Это увеличивает массовое наполнение цилиндров и позволяет повысить мощность двигателя, улучшить топливную экономичность, уменьшить тепловую напряженность деталей. В автомобильных двигателях используются два типа охладителей наддувочного воздуха: воздухово-здушный и водовоздушный.
Воздухо-воздушный охладитель устанавливают перед масляным и жидкостным радиаторами двигателя. Охлаждение организуют потоками встречного и создаваемым вентилятором воздуха. Охладитель обычно используют при невысоких степенях форсирования и наличии встречного потока воздуха (на автомобилях).
Водовоздушный охладитель использует жидкость из системы охлаждения двигателя, которая циркулирует за счет работы основного или дополнительного жидкостного насоса из системы охлаждения. Данный охладитель более компактен и меньше зависит от температуры окружающего воздуха. Он используется при высоких степенях форсирования, что обычно требуется на тракторах и строительной технике.
Регулирование турбонаддува организуют для согласования работы поршневого двигателя и лопаточных машин в целях формирования требуемой характеристики двигателя.
При отсутствии регулирования ТК давление наддува на малых частотах вращения может быть недостаточным, а при больших – превышать необходимое. На малых частотах из-за недостатка воздуха снижается мощность, а при отсутствии корректора подачи топлива при наддуве у дизелей ухудшается экономичность и возрастают выбросы сажи. На высоких частотах вращения чрезмерное повышение давления приводит к увеличению потерь на трение и газообмен, что ухудшает экономичность и увеличивает максимальное давление сгорания и нагрузки на КШМ.
|