Вопрос 45. Способы и схемы наддува.

Основными способами осуществления наддува являются механический, инерционный, газотурбинный и комбинированный. При механическом наддуве компрессор ротативного или центробежного типа приводится от коленчатого вала двигателя через передачу. Эту схему используют обычно в составе комбинированных систем наддува в качестве первой или второй ступени наддува. Как самостоятельная система она нерентабельна, так как при давлении наддува Р_s , превышающем 0,16 МПа, мощность, затрачиваемая на привод наддувочного компрессора, достигает 10% от Ν_і , соответственно уменьшается эффективная мощность и эффективный к.п.д. двигателя.

Инерционный наддув, т.е. использование скоростного потока воздуха, поступающего в двигатель, применяется редко (обычно на маломощных двигателях), вследствие ограниченной степени наддува (λ_н  ≤ 1,4÷1,5), а также усложнения систем впускного тракта и газораспределения для создания повышенного разрежения во впускном тракте.

В судовых дизелях в основном применяют газотурбинный и комбинированный наддув.

Система газотурбинного наддува состоит из дизеля турбины и центробежного компрессора. Турбина и компрессор установлены на общем валу и представляет собой единый автономный агрегат, называемый турбокомпрессором (ТК). Компрессор связан с дизелем трубопроводом подачи воздуха, а турбина – трубопроводом подвода газа к соплам турбины от выпускных органов дизеля. Ротор ТК связи с коленчатым валом дизеля не имеет.

Между дизелем и ТК имеется только газовая связь, которая автоматически изменяет параметры турбины, а следовательно, и компрессора при изменении мощности дизеля. На всех установившихся режимах дизеля соблюдается равенство между мощностью, потребляемой компрессором, и мощностью, развиваемой турбиной. Мощность, развиваемая газовыми турбинами ТК судовых дизелей, может достигать 30% индикаторной мощности дизеля, поэтому дизели с газотурбинным наддувом называют комбинированными турбопоршневыми двигателями. В газовой турбине утилизируется значительная часть энергии отработавших в цилиндрах газов.

Комбинированный наддув применяют преимущественно в двухтактных дизелях. При этом осуществляется двухступенчатое сжатие воздуха. В судовых дизелях в качестве первой ступени используют ТК, в качестве второй – приводной поршневой компрессор или подпоршневые полости цилиндров. Привод поршневого компрессора осуществляется от крейцкопфа. Для дополнительного сжатия воздуха в приводном компрессоре или подпоршневых полостях цилиндров отбирается 46 % индикаторной мощности дизеля. Поэтому эффективный к.п.д. дизеля с комбинированным наддувом ниже, чем у дизеля с газотурбинным наддувом. Необходимость применения комбинированного наддува в двухтактных дизелях обусловлена повышенным расходом воздуха на продувку цилиндра. При этом мощность турбины недостаточна для подачи необходимой массы воздуха, особенно на пониженных нагрузках.

Вопрос 46. Использование энергии выпускных газов в двс с турбонаддувом.

Система газотурбинного наддува состоит из дизеля турбины и центробежного компрессора. Турбина и компрессор установлены на общем валу и представляет собой единый автономный агрегат, называемый турбокомпрессором (ТК). Компрессор связан с дизелем трубопроводом подачи воздуха, а турбина – трубопроводом подвода газа к соплам турбины от выпускных органов дизеля. Ротор ТК связи с коленчатым валом дизеля не имеет.

Между дизелем и ТК имеется только газовая связь, которая автоматически изменяет параметры турбины, а следовательно, и компрессора при изменении мощности дизеля. На всех установившихся режимах дизеля соблюдается равенство между мощностью, потребляемой компрессором, и мощностью, развиваемой турбиной. Мощность, развиваемая газовыми турбинами ТК судовых дизелей, может достигать 30% индикаторной мощности дизеля, поэтому дизели с газотурбинным наддувом называют комбинированными турбопоршневыми двигателями. В газовой турбине утилизируется значительная часть энергии отработавших в цилиндрах газов.