Глава 5.

Основные модификации конструкции

Безнаддувного двигателя при модернизации его наддувом

Введение

В самом начале изучения наддува мы отметили, что принципиально применение наддува возможно для решения двух основных задач, а именно: 1 - применение наддува для повышения экономичности и снижения токсичности выбросов двигателя и 2 - применение наддува для повышения мощности. Для решения первой задачи применение наддува не требует существенного изменения в конструкции базового безнаддувного двигателя, так как в этом случае повышение экономичности и снижение токсичности выбросов достигается увеличением только расхода воздуха и следовательно коэффициента избытка воздуха. Практически в данном случае задача сводится лишь к установке турбокомпрессора, необходимом изменении выпускных коллекторов, некоторому изменению масляной системы и др. незначительных изменений. В этом случае увеличение мощности будет незначительным и связанным только с повышением КПД двигателя. Процесс сгорания в цилиндрах становится более мягким, работа двигателя менее шумной, т. е. существенного изменения ни механических, ни термических нагрузок на детали двигателя не происходит. А вот применение наддува для целей значительного, пропорционального величине наддува, увеличения мощности требует значительных конструктивных изменений в двигателе. В значительной степени это связано с необходимостью увеличивать, практически пропорционально увеличению мощности, производительность топливной аппаратуры, практически заменять существовавшую аппаратуру на новую, повышенной производительности. Требуется также существенное изменение фаз газообмена и т. д. В данной главе рассматриваются эти необходимые модификации в конструкции двигателя при применении наддува для повышения мощности двигателя.

5.1. Общие положения

Можно перечислить множество примеров, когда требуется применение двигателя повышенной мощности, но без увеличения его габаритов, либо использование двигателя той же исходной мощности, но со значительно уменьшенными габаритными размерами. Особенно важно решение этих задач для транспортных установок, прежде всего автомобильного транспорта. Так что дизели с наддувом нашли широкое применение в автомобильном транспорте не только благодаря их высокой экономичности, но и благодаря возможности обеспечивать пониженные массы силовой установки, размещаться в приемлемых габаритах, обеспечивать автомобилю значительное повышение скорости движения и создание высоких ускорений.

Практически, когда какая – то фирма – производитель дизеля выставляет на рынок силовых установок свой агрегат после оснащения его наддувом, она должна быть уверена, что он обеспечит в эксплуатации те же показатели, которые достигнуты при испытаниях на стендах завода, те же динамические качества, высокие показатели “эластичности” автомобилю, надёжность и долговечность его работы и т. д. А для достижения этой цели нужно соответствующим образом провести модернизацию конструкции двигателя. Принципиально модернизации, изменению должны подвергаться следующие параметры, системы, узлы двигателя.

Параметры “компрессии” в цилиндре.

• Изменение степени сжатия.

• Модификация поршня.

• Модификация камеры сгорания.

Клапаны, цилиндр и блок цилиндров.

• Модернизация подшипников поршневой головки шатуна.

Изменения процесса газообмена, процессов впрыскивания топлива, охлаждения.

• Изменение угловых фаз газообмена.

• Повышение эффективности охлаждения поршня.

Процессы смазки и фильтрации. Процессы пуска. Процессы впуска и выпуска.

• Изменение размеров газовыпускных и воздушных каналов.

• Изменения коллекторов выпуска газов.

Для наддува постоянного давления.

Для импульсного наддува.

Для использования преобразователей импульсов.

• Изменения впускных коллекторов.

Шумоглушение и охлаждение воздуха.

• Воздухо-воздушные охладители.

• Водо-воздушные охладители.

• Системы контроля за охладителями.

По существу, перечисленные положения отражают программу изучения проблемы модернизации двигателя в данной главе.