1.1. Визначення основних характеристик та параметрів компресора

Витрати повітря через компресор GК, кг/c, які необхідні для наповнення і продувки двигуна, знаходяться згідно відомих умов визначення витрат повітря для згоряння заданої кількості палива і обчислюються за формулою

G_К = g_e N_e L_o α φ_a/3600 = (1.1)

де L_o - теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива (для палива середнього складу L_o = 14,3 кг/кг);

- коефіцієнт надлишку повітря при згорянні палива, φ_а – коефіцієнт продувки (для чотиритактних φ_а = 1,1…1,15 , для двотактних - φ_а =1,25)

α φ_a = _ – сумарний коефіцієнт надлишку повітря вихлопних газів.

Об’ємні витрати повітря через компресор, нм³/кг, обчислюються за формулою:

Q_К= G_К/_н =

• де _н = 1,161 кг/м³ – питома маса повітря при нормальних умовах.

Іншою важливою характеристикою компресора є ступінь підвищення тиску

П_к = Р_к/Р₀, (1.2)

де Р_к - тиск повітря після компресора, МПа,

Р₀ (Р_н) = 0,101 МПа – тиск навколишнього середовища (повітря).

Для визначення тиску повітря після компресора, використовується два рівняння витрат повітря через двигун. Обчислювати тиск в повітряному ресивері, МПа, за формулою:

(1.3)

де – питома витрата палива, кг/(кВтгод.);

- ефективна потужність двигуна, кВт;

T_s = 320 К- температура повітря в надувному колекторі;

- діаметр циліндра, м;

S - хід поршня, м;

i - кількість циліндрів;

n - частота обертів, хв^-1;

z – коефіцієнт тактності двигуна, який дорівнює 2 для чотиритактного та 1 для двотактного;

- коефіцієнт наповнення циліндра (орієнтовно можна приймати для чотиритактних ДВЗ =0,95, для двотактних - =0,85.

Тиск повітря після компресора, МПа, обчислюються за формулою

P_K = P_s/(P_s/P_K)=

де P_s/P_K = 0,98...0,99 – відносна втрата тиску на шляху від компресора до ресивера, беремо середнє значення, P_s/P_K = 0,98.

Далі за формулою (1.2) обчислюється П_к.

П_к = Р_к/Р₀ =

где, Р₀ = 0,101 МПа – тиск навколишнього середовища (повітря).

1.2 Вибір компресора

Марка двигуна	Потужність двигуна Ne,кВт	Частота обертання колінчатого вала n, хв -1	Питома ефективна витрата палива ge, кг/(кВт▪год)
WARTSILA 18 V64/77	34920	400	0,171

Для двигуна який даний в таблиці вибираємо прототип компресора із наведеного нижче графіка, для того щоб вибрати компресор ми напочатку курсової роботи знаходили значення степені збільшення тиску( π_к ) і об'ємна витрата компресора (Q_к). Так, як даний двигун є V- подібним, та за конструктивними особливостями на ньому повинно встановлюватися два турбокомпрессора, тому ми приймаємо за допомогою графіку рис. 1.1 турбокомпрессор типу ТСА-77. Приймаємо два турбокомпрессора.

Рисунок 1.1. Діапазон (поле) роботи ТК

Рисунок 1.2. Розріз турбокомпреора вздовж осі ротора

1 – Равлик компресора; 2 – Лопатевий дифузор; 3 – Безлопатевий дифузор; 4 – Опорно-упорний підшипник; 5 – Опорний підшипник; 6 – Вихідний дифузор турбіни; 7 – Соплова решитка; 8 – Лопаті турбіни; 9 – Ротор ТК; 10 – Компресорне колесо; 11 – Глушник.

Рисунок 1.3. Загальний вигляд турбонагнітача TCA – 77