Системи наддування двигунів

Наддуванням називають спосіб підвищення потужності двигуна, заснований на подачі в циліндр повітря під тиском вище атмосферного при відповідному збільшенні циклової подачі палива.

Існує дві основні системи наддування: з механічним приводом і «турбо», (які використовують енергію відпрацьованих газів). Крім того, існують також комбіновані системи, наприклад, турбокомпаундні.

Системи наддування двигунів:

1 - нагнітальне колесо; 2 - привод компресора: 3 - колінчастий вал; 4 - приводне колесо

Діапазони роботи нагнітачів

Синя область - зона відповідальності механічного нагнітача, зелена – турбо наддування, блакитна - область їх спільної роботи

Схема системи подвійного наддування

Забір повітря здійснюється через повітряний фільтр. Положення регулювальної заслінки в блоці керування заслінкою визначає напрямок потоку повітря: через компресор і/або безпосередньо до турбонагнітача. Від турбонагнітача повітря через інтеркулер і блок керування дросельною заслінкою надходить у впускний колектор.

Турбокомпресор наддування ДВЗ

Volkswagen 1.4 TSI

Турбокомпресор і механічний нагнітач розташовані по різні сторони двигуна

Адіабатний двигун

- дви­гун вну­т­рі­ш­ньо­го зго­рян­ня без си­с­те­ми охо­ло­джен­ня й без ві­д­во­ду те­п­ло­ти че­рез йо­го по­ве­р­х­ню. Ві­д­рі­з­ня­єть­ся пі­д­ви­ще­ною се­ре­д­ньою те­м­пе­ра­ту­рою га­зів у ци­лі­н­д­рі, те­м­пе­ра­ту­рою де­та­лей, що утво­рю­ють ка­ме­ру зго­рян­ня, і те­м­пе­ра­ту­рою про­ду­к­тів зго­рян­ня. Для ути­лі­за­ції ене­р­гії про­ду­к­тів зго­рян­ня ви­ко­ри­с­то­ву­єть­ся си­ло­ва га­зо­ва ту­р­бі­на, по­ту­ж­ність якої пе­ре­да­єть­ся на вал ві­д­бо­ру по­ту­ж­но­с­ті (ко­лі­н­ча­тий вал). Для ви­го­то­в­лен­ня де­та­лей, що пра­цю­ють при ви­со­кій те­м­пе­ра­ту­рі, за­сто­со­ву­ють­ся жа­ро­мі­ц­ні ма­те­рі­а­ли (ке­ра­мі­ч­ні). Має ви­со­кий ККД і ни­зь­ку пи­то­му ви­тра­ту па­ли­ва - до 150 г/(квтгод).

В аді­а­ба­т­но­го дви­гу­на ци­ліндр і йо­го го­ло­в­ка не охо­ло­джу­ють­ся, то­му втра­ти те­п­ло­ти за ра­ху­нок охо­ло­джен­ня ві­д­су­т­ні. Сти­с­нен­ня і ро­з­ши­рен­ня в ци­лі­н­д­рі ві­д­бу­ва­ють­ся без те­п­ло­о­б­мі­ну зі сті­н­ка­ми, тоб­то аді­а­ба­ти­че­с­ки, ана­ло­гі­ч­но ци­к­лу Ка­р­но. Прак­ти­ч­на ре­а­лі­за­ція та­ко­го дви­гу­на по­в'я­за­на з на­сту­п­ни­ми тру­д­но­ща­ми.

Для то­го щоб те­п­ло­ві по­то­ки між га­за­ми й сті­н­ка­ми ци­лі­н­д­ра бу­ли ві­д­су­т­ні, не­об­хід­на рі­в­ність у ко­ж­ний мо­мент ча­су те­м­пе­ра­ту­ри сті­нок те­м­пе­ра­ту­рі га­зів. Та­ка шви­д­ка змі­на те­м­пе­ра­ту­ри сті­нок про­тя­гом ци­к­лу прак­ти­ч­но не­мо­ж­ли­во. Мо­ж­на бу­ло б ре­а­лі­зу­ва­ти бли­зь­кий до аді­а­ба­т­но­го цикл, як­що за­без­пе­чи­ти те­м­пе­ра­ту­ру сті­нок про­тя­гом ци­к­лу в ме­жах 700-1200 °С.

За­без­пе­чи­ти та­ку се­ре­д­ню те­м­пе­ра­ту­ру сті­нок ци­лі­н­д­ра мо­ж­на ли­ше в йо­го вер­х­ній ча­с­ти­ні, яка не пе­ре­бу­ває в зі­т­к­нен­ні з го­ло­в­кою по­р­ш­ня і йо­го кі­ль­ця­ми й, от­же, не ви­ма­гає зма­щен­ня. У той же час мо­ж­на при­пу­с­ти­ти ство­рен­ня ци­лі­н­д­ра й по­р­ш­ня, які не по­т­ре­бу­ють зма­щен­ня.

Схема адіабатного двигуна

Поперечний розріз адіабатного дизеля “Камминс”

1 - блок циліндрів; 2 - складений поршень; 3 - гільза циліндра; 4 - тепло ізолююча прокладка блоку циліндрів; 5 - вставка між головкою й блоком циліндрів; 6 - тепло ізолююча прокладка головки циліндрів; 7 - тепло ізолююча шайба камери згоряння; 8 - нижнє ущільнення тепло ізолюючої шайби; 9 - сідло випускного клапана; 10 - керамічна ізоляція випускної труби; 11 - випускний клапан; 12 - насос-форсунка; 13 - тепло ізолюючий стакан насос форсунки; 14 – сідло впускного клапана.

Адіабатний двигун – це тепловий двигун, термодинамічний процес якого близький до адіабатного – між системою і навколишнім середовищем відсутній теплообмін. Елементи конструкції адіабатного двигуна повинні бути виготовлені з жароміцних матеріалів, а сам він покритий теплоізолюючою (адіабатною) оболонкою.

"Адіабатні" двигуни – це двигуни без системи охолодження.