Report 1

Conventionally the system of pressure-charging consists of the following parts: exhaust manifolds, a gas turbine with a compressor, i.e. a turboblower, air cooler and receiver.

The process of supercharging begins when the exhaust valve is open and gases flow into the exhaust manifold. The piping should be made as short as possible to prevent any pressure and heat losses.

It is worth mentioning that there are two types of pressure-charging: a pulse method and constant pressure one. According to the method of supercharging one or some manifolds may be installed. When the engine is operated on pulse system it is very important to prevent those moments when processes of withdrawing the exhaust gases cover the processes of admission of the air into the cylinder. Consequently one exhaust manifold is connected with not more than three cylinders.

Having left the exhaust manifold, gases expand passing through the turbine blades and forcing the turbine to rotate. The gas turbine is direct-coupled to a compressor, which draws the air from the ambient atmosphere and compresses it. The temperature and pressure of air increase. The compressor supplies air to the air cooler, where the compressed air transfers its heat to the cooling water. As a result the density of air becomes higher and the weight of air increases. Then the air is discharged to the inlet manifold or receiver in the engine.

With two-stroke engine it is very difficult to provide correct process of supercharging due to some reasons:

1. Jn two-stroke engine there are no suction and exhaust strokes, therefore the exhaust gases are withdrawn by means of new portion of compressed air. During this process some quantity of fresh air flows with gases into the exhaust manifolds.

2. The heat energy of the exhaust gases entering the turbine is less in two-stroke engine than in four-stroke one, because gases mix with cold air and the temperature reduces.

3. By starting the engine it is necessary for the turboblower to be pumped with air thereby providing additional supply of air necessary for the process of scavenging, because there are no exhaust gases to drive the turbine.

To facilitate starting process the two stage pressure-charging is used. The former includes a reciprocating scavenging pump. The main portion of air is pumped by the compressor and the extra portion is supplied by a scavenging pump (this system is used in MAN engines).

The latter comprises a turboblower (as a first stage) and a reciprocating or centrifugal pump (as a second stage). This system is used in MAN and Sulzer engines.

Report 2

Both four- and two-stroke engines are provided with supercharging systems. While introducing supercharging into two-stroke engines designers met some difficulties:

• lower energy of the exhaust gases in comparison with four-stroke engines due to mixing with fresh air during the process of scavenging;

• the need in increased air supply to ensure hot gases sweeping away;

• insufficient exhaust gas energy for the air compressor driving when starting.

All these difficulties made the designers employ so-called combined supercharging systems, where two air compressors are used. One compressor is driven by a gas turbine, but the other is usually driven by an electric motor. Also for this purpose under piston space of cross-head engines can be used.

Two supercharging systems are used in marine practice. They are constant pressure and pulse supercharging systems. In the constant pressure supercharging system exhaust gases flow from the cylinder into one common manifold where the velocity of the flow reduces. Due to this effect the pressure becomes constant and the temperature increases (kinetic energy is converted into potential one). From the manifold hot gases are directed into the gas turbine. So the turbine operates at constant gas pressure, which determines the name of the supercharging. With this system it is very essential not to allow the exhaust gases of one cylinder to blow back into the other one during a valve overlap.

In the pulse supercharging system groups of cylinders are united into some common manifolds. These manifolds have as small volume as possible to keep exhaust gases impulse. It should be said that hot gases leaving the engine cylinders flow directly to the gas turbine, which is operated in pulses.

The choice of supercharging systems depends on the engine purposes. The essence is that the turbine efficiency is higher with the constant pressure method, but lower with the pulse system. So we can make a conclusion that the constant pressure system of supercharging is beneficial for main engines and the pulse system is preferable for auxiliary engines.

Блок 5 . ДАВЛЕНИЯ - CHARGfiYG Предварительное чтение ЗАДАЧИ 1. Обратите внимание на правильное произношение следующих слов : Использование [ Ju: tilai'zeifen ] Увеличение [ agmen'teifen ] остаточных [ n'zidjual ] заметного [ э'ргкЬЫ ] помех [ jnts'fisrsns ] 2 . Постарайтесь понять смысл следующих слов и словосочетаний , используемых в тексте давления зарядки отопределений, приведенных ниже , индуцированной (воздух) п.п. введены, доставлен (воздух) окружающего (воздух). окружающем пространстве (воздух) Увеличение N . увеличение , повышение , подъем Губернатор н . регулирования или управления устройством , контроллер получить прил. которые могут быть получены / полученной существенное прил. значительным, достаточно велика заметное прил. которые можно увидеть менее требовательные условия менее напряженным или менее жестких условиях поддерживать В. страдают (с ), который будет подвергаться разрешение N . решения задач и , как следствие , удаление или eleminating 3 . Перевестислова и словосочетания, используя определения, приведенные выше. Индуцированные наддувочного воздуха , температура окружающей плотность воздуха; увеличение мощности;внешние губернатора , увеличение мощности может быть получена ; существенное увеличение выходной мощности;заметному снижению ; менее требовательных условий на цилиндрах;компонентами , которые выдерживают повышенные нагрузки , разрешение тщательным анализом . ЧТЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ЗАРЯДКА Вдвигатель, который черпает свое воздуха для горения непосредственно из атмосферы плотность индуцированного заряда воздуха примерно такая же, как плотность окружающего воздуха. Как это плотность воздуха определяет максимальный вес топлива, которое может быть эффективно , израсходованных за рабочий ход в цилиндре , он также определяет максимальную мощность, которая может быть разработан двигатель. Поэтому, если плотность наддувочного воздуха увеличивается на вмешательство подходящего компрессора между окружающим воздухом и цилиндром , то отсюда следует , что масса воздуха в рабочий ход увеличивается, и тем самым больший вес топливо можно сжигать в том же цилиндре , с пропорциональным увеличением мощности. Это автоматический процесс, который не требует внешнего регулятора Мощности для привода компрессора, имеет важное влияние на эффективность работы двигателя. Например , относительно неэкономичным для привода компрессора непосредственно от двигателя, цепь или другого механизма , поскольку некоторые из дополнительной мощности поглощается таким образом и , таким образом, увеличение удельного расхода топлива надополнительную мощность, полученная . Но если компрессор приводитсяв тепловой энергии выхлопных газов двигателя - около 35 % от общей тепловой энергии в топливном сбрасывается в выхлопных газах - то увеличение мощности получается , что почти пропорциональна что заряда - плотность воздуха . Это важнейший принцип выхлопных турбонаддувом . Турбовоздуходувки включает в себя газовую турбину , приводимый в действие двигателем выхлопных газов , непосредственно связаннлый с компрессором , то естьвентилятор , который всасывает воздух из окружающей атмосферы и выбросы в воздуха во впускном тракте на двигатель. Электроэнергия, генерируемая в турбине должна быть равна той, которую требует компрессора. Преимущества давление зарядки посредством выхлопной системы турбовоздуходувка являются: 1. существенное увеличение выходной мощности для любого заявил мощность двигателя и скорость поршня , наоборот, существенное сокращение двигатель размеры и вес для любого заявил лошадиных сил ; 2 . заметному снижению удельного расхода топлива на всех двигателей нагрузок; 3 . снижение первоначальной стоимости ; 4 . повышает надежность и снижает затраты на техническое обслуживание , в результате чего из менее требовательных условий на цилиндрах. В давление индукции двигателей компонентов , которые поддерживают повышенные нагрузки поршень и реакции могут или не могут быть тяжелее , чем в не-ИП двигателей. Это проблема для разрешения путем тщательного анализа рабочего напряжения в соответствующих компонентов . Четырехтактных двигателей Первоначально наддува был использован только в четырехтактных двигателей . Диаграмма показываетчетырехтактный двигатель с газотурбинным наддувом . Потока выхлопных газов из цилиндра вдоль трубы 1 и введите корпус газовой турбины 2 где они расширяются в сопла 7 и приобретают высокую скорость используется для производства лопастей 4 диска 3 . Диска турбины установлены на валу 5 , другой конец которой несет б крыльчатки центробежного насоса . Воздух, выходящий из лопаток рабочего колеса поступает расходящиеся каналы 9, где его скорость падает , а его Давление растет . После этого из спирального корпуса 8 насоса воздух подается в цилиндр двигателя через трубу . Выхлопные турбонаддувом , одностороннего действия , четырехтактными двигателями цикла морских успешно эксплуатируются , которые доставляют столько, сколько 200% больше энергии, чем атмосферные двигатели индукции той же скоростью и размерами. Почти все морские четырехтактные двигатели в настоящее время в службе работают на пульсе системы. Для обеспечения достаточной продувки цилиндров в двигателе с нагнетателем впускных и выпускных клапанов четырехтактных двигателей остаются открытыми в течение некоторого времени одновременно ( перекрытия ) . Перекрытие клапанов около 140 ° нормально. В типичном расположении фаз газораспределениявпускной воздушный клапан открывается при 80 ° перед верхней мертвой и закрывается при 40 ° после нижней мертвой и выпускной клапан открывается при 50 ° перед нижней мертвой и закрывается при 60 ° после верхней мертвой -центра. Оптимальные значения выходной мощности и удельного расхода топлива может быть достигнута только путем эффективного использования высокой энергии импульсов выхлопных газов двигателя . Выхлопная система двигателя должна быть сконструирована таким образом , что это невозможно для газов из одного цилиндра к загрязнению воздушного заряда цилиндра в другой , либо дует обратно через выпускной клапан или сталкиваясь с зарядом газов из цилиндра . В течение периода перекрытиядавление выхлопных газов должна быть меньше, чем воздух зарядки давления. Это обеспечивает эффективную очистку цилиндра для устранения всех остаточных отработавших газов и для охлаждения . Было установлено , что на практике , что если период сброса последовательно расположенными цилиндрами в общий коллектор составляет менее чем примерно 240 °, то интерференция будет происходить междуочистку одного цилиндра и выпускным из следующего. Это означает, что двигатели с более чем тремя цилиндрами должны либо иметь более одного турбовоздуходувки илитурбовоздуходувки должны быть мульти- входа кожухами, которые имеют отдельные отрывки вплоть до сопел турбины ( импульсная система ) . Любой метод может привести к неэффективной работе турбины. Для постоянного рабочего давления , исчерпывают всех цилиндрах в общий приемник ( коллектор ), который стремится поддерживатьпочти постоянным давлением. Преимущество этой системы состоит в легкости, с которой двигатели могут быть адаптированы для давления зарядки, так каксложные мульти- выхлопную трубу расположение не требуется , а также небольшие изменения фаз газораспределения не требуется. Это также приводит к значительно больший КПД турбины. Дополнительным преимуществом является то , что отсутствие ограничений, в разумных пределах, на выхлопной трубе длиной позволяет большей свободы в размещениитурбовоздуходувки по отношению к двигателю . Основным недостатком постоянного давления системы является низкая производительность , полученных при условиях частичной нагрузки . Кроме того, из-за сравнительно большой выпускной коллектор , система не чувствительна к изменениям условий работы двигателя , и полученный в результате задержки турбовоздуходувка ускорение или замедление, приводит к плохому сгорания во время переходного периода .

ОБСУЖДЕНИЕ 1. Проверьте ваш понимания текста давления зарядки , ответив на вопросы . 1. Что такое, не - и давления индукции двигателем ? 2 . Какимвоздухом плотность заряда влияет на мощность, развиваемую двигателем ? 3 . Как плотность наддувочного воздуха быть увеличен ? 4 . Какое оборудование используется, чтобы обеспечить давление зарядки ? Почемувождения выхлопной газ, используемый в турбонаддувом ? Есть ли другие методы? 5 . Каковы преимущества системы выпуска турбовоздуходувки ? 2 . Используя информацию из текста, говорить о : • цель давления зарядки в двигателях ; • Оборудование используется для обеспечения давления зарядки ; • принцип выхлопных турбонаддувом ; •Преимущества использования выхлопных турбонаддувом . 3 . Прочитайте текст четырехтактных двигателей и будьте готовы обсудить следующие : 1. Какчетырехтактный двигатель с газотурбинным наддувом работать ? 2 . Что такое перекрытие клапанов и зачем она нужна ? 3 . Какие виды систем наддува используются с четырехтактными двигателями ? Что является более предпочтительным ? 4 . Каковы преимущества и недостатки каждого метода?

4

Energy use of exhaust gases to boost

In engines, there are two types gazotrubnyh boost pulse or constant gazotrubnyh boost .

Pulse charging occurs at varying pressure turbine inlet , and constant - constant pressure turbine inlet .

With the momentum boost, to individual cylinder pulses do not overlap one another and did not interfere with neighboring blowing cylinder engine exhaust system is divided into several independent lines that lead the gas to one or more turbines. Each turbine to obtain maximum efficiency is connected to three cylinders.

At constant turbocharged combustion of all cylinders are sent to a common exhaust manifold , wherein the gas pressure equalized and maintained at a constant level . Persistence of gas flow in the turbine provides higher compression efficiency values ​​.

Advantages and disadvantages of pulse turbocharging advantages of pulsed pressurization system are: • better use of energy gases; • better supply of air to the engine start and at the low-frequency modes of rotation and loads; • the best scavenging ; • rapid response to changes in the turbocharger engine 6operation . Disadvantages : the complexity of the design of the final tract , the need to install multiple engines on large turbines , a lower turbine efficiency (compared with the turbine running at constant pressure) .

5 . Запишитев отчет наддува двухтактных двигателей . Вы можете использовать следующие элементы в качестве основы. 1. Цель наддувом и принцип ее работы . 2 . Различные методы наддува. Метод предпочтительнее с двухтактными двигателями. 3 . Трудности в применении наддува в двухтактных двигателей . 6. Читайте доклады курсантов . Заметили ли вы фактические ошибки ? Что бы вы изменили ? Что вы можете добавить , чтобы улучшить эти отчеты? отчет 1 Обычнодавление в системе зарядки состоит из следующих частей: выпускные коллекторы , газовой турбины скомпрессором , т.е.турбовоздуходувки , охладитель воздуха и приемником. Процесс наддува начинается , когда выпускной клапан открыт, а поток газов в выпускной коллектор . Трубопроводы должны быть как можно короче, чтобы предотвратить любое давление и тепло потерь. Стоит отметить , что существует два типа давления зарядки : метод импульсного и постоянного давления одного . В соответствии с методом наддува один или несколько коллекторов могут быть установлены. Когда двигатель работает на системе импульсов очень важно , чтобы предотвратить те моменты, когда процессы выводавыхлопных газов освещаются процессы допускавоздуха в цилиндр. Следовательно, одной из выпускного коллектора связан с не более чем тремя цилиндрами. Оставив выпускной коллектор , газы расширяться , проходящего через лопатки турбины и заставляет турбину вращаться. Газовая турбина прямого соединен с компрессором, который втягивает воздух из окружающей атмосферы и сжимает его . Температура и давление увеличение воздуха. Компрессор подает воздух в более холодную , где сжатый воздух передает свое тепло охлаждающей воды. В результате плотность воздуха становится выше, ивес воздуха увеличивается. Тогда воздух выходитвпускной коллектор или ресивера в двигателе. С двухтактным двигателем это очень трудно обеспечить правильный процесс наддува в силу ряда причин : 1. Ин двухтактным двигателем нет приточно-вытяжной инсультов, поэтомувыхлопные газы выводятся с помощью новой порцией сжатого воздуха. Во время этого процесса некоторое количество свежего потока воздуха газов в выпускной коллектор . 2 . Тепловую энергию отработавших газов, поступающих в турбину меньше в двухтактном двигателе , чем в четырехтактных , потому газы смешиваются с холодным воздухом и температурой уменьшается. 3 . При запуске двигателя это необходимо длятурбовоздуходувка для закачки воздуха обеспечивая тем самым дополнительный источник воздуха, необходимого для процесса очистки , так как нет выхлопных газов для приведения в действие турбину. Для облегчения процесса запускадвухступенчатых давления зарядки используется . Первое включает в себяочистку поршневых насоса. Основная часть воздух нагнетается компрессором и дополнительную порцию подают с помощью очистки насос ( эта система используется в MAN двигателей). Последний содержит турбовоздуходувка ( на первом этапе ) и возвратно-поступательное или центробежный насос ( каквторой этап). Эта система используется в MAN и Sulzer двигателей. отчет 2 Обе четырех-и двухтактных двигателей снабжены систем наддува . Представляя наддува в двухтактных двигателей дизайнеры встретились с некоторыми трудностями : • нижний энергию выхлопных газов по сравнению с четырехтактными двигателями из-за смешивания со свежим воздухом в процессе очистки ; • необходимость в увеличении подачи воздуха для обеспечения горячего газа сметая ; • недостаточной энергии выхлопных газов для вождения воздушного компрессора при запуске . Все эти трудности сделали дизайнеры используют так называемый комбинированный систем наддува , где две воздушные компрессоры используются . Один компрессор приводится в действие газовой турбиной , а другой , как правило, с приводом от электродвигателя. Кроме того, для этой цели пространство под поршнем крейцкопфных двигателей могут быть использованы. Два систем наддува используются в морской практике. Они являются постоянными давление и пульс систем наддува . В постоянного давления наддува Система выхлопных газов потока из цилиндра в один общий коллектор , где скорость потока уменьшается. Благодаря этому эффекту давление становится постоянным, а при повышении температуры ( кинетическая энергия преобразуется в потенциальную один) . Из коллектора горячие газы направляются в газовую турбину. Таким образом, турбина работает при постоянном давлении газа, который определяет имянаддува. С помощью этой системы очень важно не допустить, чтобы выхлопные газы одного цилиндра дуть обратно в другую во время перекрытия клапанов . В импульсном системы наддува группы баллонов объединены в некоторые общие многообразия . Эти блоки имеют как малый объем, как можно сохранить импульс выхлопных газов. Надо сказать , что горячие газы, выходящие из потока цилиндрах двигателя непосредственно в газовую турбину , которая работает в импульсном режиме . Выбор систем наддува в зависимости от двигателя целей. Суть в том, что турбина эффективность выше, с постоянным давлением методом , но ниже, с импульсной системы . Таким образом, мы можем сделать вывод , что постоянное давление в системе наддува выгодно для главных двигателей и импульсная система является предпочтительной для вспомогательных двигателей .