2157

чают линию рабочих режимов турбокомпрессора, характеризующую изменение параметров наддува при любых значениях частот вращения и температур выпускных газов перед турбиной. Поле КПД компрессора специально не изображено для лучшего понимания построения линии рабочих режимов турбокомпрессора. Следует отметить, что работа компрессора должна проходить в зоне его максимального КПД и допустимой температуры перед турбиной. Линия рабочих режимов турбокомпрессора должна быть расположена на достаточном удалении от границы помпажа (вредное явление, автоколебание) компрессора.

Рис. П. 2. Совмещенные характеристики турбины и компрессора

83

К входу турбины газ может подводиться изобарно (при постоянном давлении) и импульсно (лат. – удар, толчок). При изобарной системе выпускные патрубки всех цилиндров объединяются в общий коллектор и импульсы давления выравниваются. Изобарная система рекомендуется для двигателей, которые основное время работают на номинальном режиме (максимальная частота вращения вала и мощность двигателя). Данная система имеет простую конструкцию выпускного коллектора. Лопатки турбины работают при меньших колебаниях, и их надежность, долговечность увеличивается. Более равномерное распределение воздуха независимо от числа цилиндров. К недостаткам следует отнести следующее:

1.При малых нагрузках имеет место обратный поток газов (давление газов в турбине больше давления воздуха на выходе из компрессора).

2.Двигатель обладает худшей приемистостью (способность быстро набирать скорость) по сравнению с импульсной турбиной.

Для двигателей, работающих основное время на режиме максимального крутящего момента (средние частоты вращения вала двигателя), целесообразно применять импульсные турбины. Для этой цели разделяют выпускные трубопроводы так, чтобы импульсы давления не смешивались.

На рис. П.3 показан пример разделения выпускных трубопроводов для рядных и V- образных двигателей. Более подробно рас-

смотрим методику создания системы импульсного наддува на примере двигателя Д-440 (4ЧН 13/14 мощностью 80 кВт при 1750 мин-1).

Анализ фаз (греч. – появление) газораспределения показывает (рис. П.4), что период выпуска составляет 280 0. Между 1 и 4, а также

2 и 3 цилиндрами процесс выпуска отработавших газов составляет 3600 (см. таблицу, изображенную на рис. П.4). Если объединить выпускные патрубки 1 и 4 цилиндров, а также 2 и 3 цилиндров, то импульсы давления, создаваемые на выпуске, без изменения дойдут до турбины. На рис. П.4 показаны импульсы волны давления на выпуске 1 и 4 цилиндров (Рвып). До периода продувки величина давления выпускных газов Рвып превышает значение давления наддува Рк. Но когда впускной и выпускной клапаны открыты (период продувки), то Рк становится больше Рвып. Продувка цилиндров от остаточных газов под действием перепада давления становится более эффективной. Уменьшается работа на выталкивание отработавших газов.

Для эффективной работы системы наддува с импульсной турби-

84

ной необходимо в момент перекрытия клапанов (впускной и выпускной клапаны соединены) обеспечить продувку цилиндра. Эффективность продувки при меньших затратах энергии обеспечивается при Рк > Рвып. До периода продувки давление выпускных газов должно быть больше давления наддува Рвып > Рк. При этом подводится выпускными газами больше энергии. Это важно при работе двигателя на средних частотах (режим максимального крутящего момента).

Рис. П.3. Примеры разделения выпускных трубопроводов и объединения их в группы при импульсной системе наддува

85

Учебное издание

Макушев Юрий Петрович, Рындин Владимир Витальевич, Худяков Дмитрий Владимирович

АГРЕГАТЫ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЕЙ

Методические указания к лабораторным и практическим работам по курсу «Агрегаты наддува двигателей» профиля подготовки

«Двигатели внутреннего сгорания»

***

Редактор Н.И. Косенкова, рисунки А.В. Филатова

***

Подписано к печати 10.04.13 Формат 60х90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Гарнитура Таймс

Усл. п. л. 5,25, уч.-изд. л. 3,8 Тираж 100 экз. Заказ №___

Цена договорная

***

Издательство СибАДИ 644099, г. Омск, ул. П. Некрасова, 10

Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ

87