Принцип работы системы турбонаддува

Работа системы турбонаддува основана на использовыании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя, эффективность работы системы во многом зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа, т.н. «турбояма» (turbolag), с другой - резкое увеличение давления наддува после преодоления «турбоямы», т.н. «турбоподхват».

«Турбояма» обусловлена инерционностью системы (для повышения давления наддува при резком нажатии на педаль газа требуется определенное время), которая приводит к несоответствию между потребной мощностью и производительностью компрессора. Существует несколько способов решения данной проблемы:

1. применение турбины с изменяемой геометрией;

2. использование двух последовательных или параллельных турбокомпрессоров (twin-turdo или bi-turdo);

3. комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией (VNT – турбина) обеспечивает оптимизацию потока отработавших газов за счет изменения площади входного канала. Турбины с изменяемой геометрией нашли широкое применение в турбонаддуве дизельных двигателей, к примеру турбонаддув двигателя TDI от Volkswagen.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорамиприменяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора - triple-turbo (BMW) и даже четыре турбокомпрессора - quad-turbo (Bugatti).

Комбинированный наддув (twincharger) объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы являетсядвойной наддув двигателя TSI от Volkswagen.

17. Марки дизельного топлива и нормы его расхода. Основные требования, предъявляемые к дизельному топливу и требования безопасности при работе с дизельным топливом

Ди́зельное то́пливо (устар. соляр, разг. солярка, соляра) — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания, смесь углеводородов различного строения, при температуре кипения от 200 до 350 ⁰С.

3 марки Д.Т. в России:

• Летнее дизельное топливо:  Температура вспышки: 62 °C. Температура застывания: −5 °C. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

• Зимнее дизельное топливо:  Температура вспышки: 40 °C. Температура застывания: −35 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 %керосина ТС-1, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

• Арктическое дизельное топливо:  Температура вспышки: 35 °C. Температура застывания: −55 °C. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновыхфракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств.

Показатель качества	Ед. измерения	Марка топлива
		летнее	зимнее	арктическое
Цетановое число, не менее	-	45	45	45
Фракционный состав:
50% (об.) перегоняется при температуре, не выше	˚C	280	280	255
96% (об.) перегоняется при температуре, не выше	˚C	360	340	330
Температура застывания, не выше	˚C	-10	-35/-45[1]	-55
Температура помутнения, не выше	˚C	-5	-25/-35	-
Температура вспышки в закрытом тигле:
для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин, не ниже	˚C	62	40	35
для дизелей общего назначения, не ниже	˚C	40	35	30
Вязкость кинематическая при 20˚ C	мм2/с	3-6	1,8-5	1,5-4
Содержание меркаптановой серы, не более	% (мас.)	0,01	0,01	0,01
Содержание общей серы, не более	% (мас.)	0,2	0,2	0,2
Испытание на медно пластине	-	выдерживает
Содержание фактических смол, не более	мг/100см3	40	30	30
Кислотность, не более	мг KOH/100 см3	5	5	5
Иодное число, не более	г I2/100 г	6	6	6
Зольность, не более	% (мас.)	0,01	0,01	0,01
Коксуемость 10%-ного остатка, не более	% (мас.)	0,3	0,3	0,3
Плотность при 20˚ C, не менее	кг/м3	860	840	830
Содержание водорастворимых кислот, щелочей, механических примесей, воды	-	отсутствие

Номы расхода топлива на КРАЗ 40 -50 литров на 100 км

Требования безопасности при работе с дизельным топливом:

Дизельное топливо представляет собой горючую жид­кость, взрывоопасная концентрация его паров в смеси с воздухом составляет 2—3%, предельно допускаемая концентрация составляет 0,3 мг/л (в пересчете на углерод).

Температура самовоспламенения дизельного топлива составляет для марок Л и ДЛ 310° С, 3 и ДЗ 240° С, ЗС 240° С, ДА и А 230°С и ДС(северное) 345° С, а темпе­ратура воспламенения топлива всех марок составляет 62—119° С.

Поэтому в помещениях для хранения и эксплуатации дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, а искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопасном исполнении.

При работе с топливом не допускается применение ин­струментов, дающих при ударах искру. При загорании топлива применимы все средства пожаротушения, кроме воды.

Дизельное топливо раздражает слизистые оболочки и кожу, поэтому необходимо соблюдать меры предосто­рожности и правила техники безопасности.

Помещение, в котором проводятся работы с дизель­ным топливом, должно быть снабжено надежной вен­тиляцией.

При разливе топлива необходимо собрать его в от­дельную тару, а место разлива протереть сухой тряп­кой, при разливе на открытой площадке место разлива следует посыпать песком с последующим его удалением.

Собранное при разливе топливо нельзя использовать по прямому назначению без предварительного отстаива­ния и фильтрации.