1 Цель наддува

Величина работы, произведенной дизельным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) определяется подведенным к нему количеством теплоты, в частности, количеством топлива. Для полного сжигания поступившего в ДВС топлива необходимо определенное количество кислорода, соответственно, воздуха. Это количество определяется рабочим объемом цилиндров ДВС, частотой вращения коленчатого вала и плотностью поступающего в цилиндры воздушного заряда. Работа двигателя в единицу времени - мощность — подсчитывается как

где - среднее эффективное давление:

-площадь поршня;

- средняя скорость поршня;

- тактность двигателя

Т.к

где S – ход поршня;

n – частота вращения коленчатого вала двигателя;

- рабочий объем цилиндра ДВС;

i – число цилиндров,

то можно записать:

Здесь - МПа;

- л;

n - мин^-1

Таким образом, величиной мощности ДВС можно управлять выбором рабочего объема его цилиндров или их числом, т.е. размерами, массой и стоимостью двигателя, частотой вращения, связанной с величиной средней скоростью поршня, которая ограничена силами инерции подвижных частей кривошипно-шатунного механизма ДВС, вибрацией и шумом работы, износом деталей. Уменьшение тактности двигателя переходом от четырехтактного к двухтактному циклу сопряжено с рядом технических проблем и не всегда оправдан.

Остается величина среднего эффективного давления. Этот показатель связан со средним давлением обратимого термодинамического цикла зависимостью:

Возможности повышения относительного к.п.д. - и механического к.п.д. - весьма ограничены. Величина же среднего давления термодинамического цикла со смешаным подводом теплоты, как известно из курса термодинамики, равна

Наиболее эффективным средством повышения является величина давления начала сжатия , практически давления заряда, поступающего в цилиндр. Параметры ε, λ, ρ не обладают заметными возможностями повышения .

Повышение подачей воздуха в цилиндры двигателя под избыточным давлением называется наддувом.

Итак: цель наддува ДВС — повышение его удельной (отнесенной к единице рабочего объема цилиндров, массы, габаритов) мощности за счет увеличения подачи топлива и соответственно требуемой для его сгорания массы воздуха. Увеличение удельной мощности ДВС позволяет сохранить его размеры и массу, стоимость, а также размеры и массу транспортного средства, на котором установлен двигатель, увеличить грузоподъемность, скорость.

Применение наддува позволяет устанавливать на легковых автомобилях вместо бензинового или газового ДВС с искровым зажиганием более экономичный дизель. Компенсация снижения из-за увеличения коэффициента избытка воздуха α осуществляется применением наддува.

Наддув ДВС с искровым зажиганием, как правило, с охлаждением наддувочного воздуха, повышает удельную мощность ДВС и улучшает динамические качества автомобиля.

В ряде стран автомобили с двигателями с наддувом и малым рабочим объемом цилиндров облагаются меньшими налогами.

Увеличение коэффициента избытка воздуха при наддуве дизелей (особенно с охлаждением наддувочного воздуха) позволяет повысить эффективный к.п.д. (снизить удельный расход топлива) двигателя, а главное - уменьшить вредные выбросы с отработавшими газами.

Газотурбинный наддув уменьшает шум выпуска.