МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Кафедра ТГТД МГТУ «МАМИ»

Б.Н. Давыдков

В.Н. Каминский

Системы и агрегаты наддува транспортных двигателей

Учебное пособие для студентов специальностей

140501.65 «Двигатели внутреннего сгорания»,

140503.65 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели»

и направлению 140500.62 «Энергетическое машиностроение»

Москва

2011

Б.Н. Давыдков

В.Н. Каминский

Системы и агрегаты наддува транспортных двигателей

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 140501.65 «Двигатели внутреннего сгорания»,140503.65 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» и направлению 140500.62 «Энергетическое машиностроение»

Целью данного учебного пособия является знакомство студентов специальностей «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» и «Двигатели внутреннего сгорания» и направления «Энергетическое машиностроение» с основами теории и практики систем и агрегатов наддува и их конструктивными и технологическими особенностями.

© Московский государственный технический университет «МАМИ», 2011г.

Содержание

стр.

Введение 5

1 Цель наддува 6

2 Виды наддува 8

Преимущества и недостатки различных видов наддува 15

3 Схемы комбинированных двигателей 16

Идеальные циклы двигателей с наддувом 20

Двигатель с турбонаддувом 23

4 Согласование характеристик двигателя и компрессора 42

5 Частичные характеристики транспортных ДВС 43

6 Характеристики компрессоров 45

7 Определение расходной характеристики поршневого двигателя 46

Гидравлическая характеристика двигателя 47

8 Совместные характеристики двигателя и компрессора 48

Согласование режимов работы компрессора

и турбины турбокомпрессора 49

Средняя температура выпускных газов 53

9 Охлаждение наддувочного воздуха 58

Способы охлаждения наддувочного воздуха 61

Рекуперативные теплообменники 62

Возможные схемы систем охлаждения 62

Особенности расчета ОНВ 63

Конструкция ОНВ 65

Турбодетандерное охлаждение 65

Способ Миллера («внутреннее охлаждение») 67

10 Регулирование наддува с целью улучшения характеристики

протекания крутящего момента двигателя 70

11 Особые схемы наддува 77

Система наддува «Компрекс» 78

12 Классификация и конструктивные схемы турбокомпрессоров 79

13 Некоторые особенности технологии изготовления деталей

турбокомпрессоров 80

14 Испытание турбокомпрессоров 81

15 Выбор параметров наддува транспортных двигателей 85

16 Газодинамический расчет турбокомпрессора 88

Схема центробежного компрессора 89

План скоростей потоков в компрессоре 90

Профилирование колеса компрессора 95

Схема радиально-осевой турбины 97

План скоростей потоков в турбине 98

Основные параметры турбины 98

стр.

17 Гидродинамический расчёт подшипников турбокомпрессора 103

Использованная литература 123

Введение

Одним из актуальных вопросов современного мирового и отечественного автомобильного и тракторного двигателестроения является вопрос производства в России эффективных и надежных турбокомпрессоров, необходимых для выпуска двигателей, удовлетворяющих экологическим требованиям Евро-3 и выше.

В 90-е годы сформировалась и полностью апробирована ведущими мировыми производителями и разработчиками дизельных двигателей концепция о том, что система турбонаддува является неотъемлемым компонентом современного экологически чистого двигателя. При этом турбонаддув, в отличие от 70-80-х годов, перестал рассматриваться как средство форсирования двигателей и практически 100% современных базовых моделей проектируются и разрабатываются только с наддувом. Экологические приоритеты при разработке в настоящее время дизелей являются определяющими, а требования по выполнению все время ужесточающихся норм приводят к пересмотру уже утвердившихся подходов к разработке двигателей, а также систем и агрегатов наддува. Изменения эти происходят во всем мире очень динамично и устоявшиеся в течение десятилетий подходы рушатся на наших глазах при переходе от норм Евро-2 к Евро-3, а перспективные требования по экологии на 10-15 лет вперед резко активизировали исследования по созданию и оптимизации систем и агрегатов наддува.