книги из ГПНТБ / Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия

ею осуществления. В первоначальных испытаниях наддув двигателя AVCR-1100 осуществлялся с помощью двух одно­ ступенчатых турбокомпрессоров, раздельно подключенных к правым и левым цилиндрам двигателя. Управление давле­ нием наддува достигалось регулированием скорости враще­ ния турбинного колеса. С этой целью в выхлопном коллек­ торе двигателя перед турбиной были установлены перепуск­ ной клапан и специальная топливная форсунка. Перепускной клапан открывается при увеличении давления в выхлопном коллекторе выше заданной величины, осуществляя при этом перепуск части газов мимо турбинного 'колеса, ограничивая скорость вращения трубокомпрессора и, тем самым, снижая давление наддува. С другой стороны, при уменьшении ко­ личества газов перед турбиной и, следовательно, при паде­ нии давления в выхлопном коллекторе ниже требуемого, клапан закрыт и происходит автоматическое включение в ра­ боту форсунки, позволяющей поднять давление газов на входе в турбину и увеличить число оборотов турбокомпрес­ сора. -Включение форсунки в работу происходит при падении числа оборотов коленчатого вала ниже 2000 об/мин.

Необходимые параметры наддувочного воздуха и про­ тиводавления выхлопа для двигателя AVCR-1100 был« по­ добраны в ходе испытаний одноцилиндровых отсеков с ПАРСС. На рис. 73 показано изменение давления наддува, противодавления выхлопа и соответствующее изменение тем­ пературы наддувочного воздуха в зависимости от нагрузки двигателя. Испытания показали, что оптимальный поток воздуха достигается при ограничении температуры наддувоч­

температуры выхлопных газов, соотношения воздуха іи топ­

140

a ph= 4,2 кГІсм2. Как видно из графика, с ростом противо­ давления происходит некоторое ухудшение этих параметров. Испытания показали, что увеличение противодавления вых­ лопа на каждые 50 мм ртутного столба вызывает уменьше­ ние среднего эффективного давления примерно на 0,04 кГ/см2 вследствие возрастания потерь на трение и на насосные хо­ ды [24].

На рис. 75 представлены внешние характеристики дви­ гателей AVCR-1100 и AVDS-1100 при разной степени форси­ рования. В верхней части диаграммы показаны кривые кру­

■крутящего момента дизеля AVDS-1100 оо стандартной мощ­ ностью Ne =550 л. с. Наддув осуществляется с помощью одноступенчатых турбокомпрессоров с вышеописанной сис­

141

темой комбинированного управления давлением наддувоч­ ного воздуха. Как видно из графика, система наддува обес­ печивает значительный рост крутящего момента при форси­ ровании двигателя AVCR-1100, но вызывает яри этом изіме-

нѳние характера его протекания и заметное увеличение удельного расхода топлива [24].

Влияние системы комбинированного управления тур­ бонаддувом на параметры развернутого двигателя хорошо видно на примере характеристики двигателя, представленной

142

«а рис. 76. График построен для двигателя AVCR-1100 при его форсировании д о мощности Л7, = 1120 л. с. В верхней

части графика показана кривая изменения давления наддува

Мк кГм

во впускном патрубке, где ясно виден некоторый спад давле­

143

что сопровождается потерей пірюизгаодительности турбоком­ прессора [24].

Испытания двигателя AVCR-Ы00 показали, что удовлет­ ворительное протекание крутящего момента при применении одноступенчатого турбокомпрессора достигается в диапазо-

Рис. 73. Зависимость давления наддува, противодавления выхлопа, расхода воздуха, расхода топлива и эффективной мощности дизеля AVCR-1100 с ПАРСС от числа оборотов коленчатого вала.

крутящий момент двигателя на средних оборотах резко па­ дает и протекает неблагоприятно. Отмеченное иллюстрирует­ ся графиком, представленным на рис. 77 [24].

С целью улучшения характера протекания крутящего момента и увеличения мощности на пониженных оборотах, в

144

дальнейших испытаниях фирма «Континенталь» стала при­ менять комбинированную систему наддува, состоящую из турбокомпрессора и объемного нагнетателя, последовательно соединенных друг с другом. Применение объемного нагне­ тателя совместно с турбокомпрессором обеспечивает подачу требуемого количества воздуха «а всех режимах работы

двигателя и позволяет достичь высокой степени форсирова­ ния, а также осуществить автоматическое регулирование давления наддувочного воздуха соответственно с изменени­ ем скоростного режима. На пониженных числах оборотов коленчатого вала наддув осуществляется последовательным сжатием воздуха в турбокомпрессоре и в объемном нагне­ тателе. При увеличении мощности двигателя происходит сю-

ответствующий 'рост количества выхлопных газов и его тем­ пературы, что в овою очередь вызывает роет производитель- «ости турбокомпрессора и разгрузку объемного нагнетателя.

Таким образом, на режимах максимальной нагрузки увеличение степени наддува обеспечивается турбокомпрес­ сором, а при пониженных оборотах — объемным нагнетате­ лем. Между турбокомпрессорам и объемным нагнетателем

предусмотрена система охлаждения наддувочного воздуха, подобранная таким образом, что при перепаде давлений 3,9 : 4,5, температура наддувочного воздуха не превосходит 120°С [24].

На рис. 78 показаны кривые изменения крутящего мо­ мента двигателя AVCR-1100 при наддуве, осуществляемом

146

обычным способом с помощью двух турбокомпрессоров и при комбшшроввеной системе наддува. Графин соответствует случаю форсирования двигателя до мощности 79,4 л. с./л и показывает заметное увеличение мощности двигателя на средних числах оборотов коленчатого вала, а также улуч­ шение формы кривой крутящего момента в случае примене­ ния комбинированной системы наддува [24].

М *Г„

350

300

250

Ъ Ас.час

200

№

160

двигателя. Кривые показывают, что двигатель с ПАРСС име­ ет несколько высокий удельный расход топлива по сравне­ нию с базовым двигателем AVDS-1100, значение которого на режиме максимальной мощности достигает ge = 200 г/л. с. ч.

147

Минимальный расход топлива, достигнутый в этих испы­ таниях равняется ge = 175 г/л. с. ч. Как видно, двигатель с

ПАРСС обеспечивает сохранение минимального удельного расхода на приемлемом уровне, но ухудшает экономичность по сравнению с исходным двигателем на режимах максималь­ ной нагрузки в среднем на 6,5% [24].

Рис. 80. Диаграмма расхода топлива дизеля AVCR-1100 с ПАРСС

при Ал=б1 л . с . / л .

В материалах, касающихся испытаний двигателя AVCR1100 отмечается, что на режимах частичной нагрузки, т. е. на режимах, которые составляют ооновную долю срока служ­ бы транспортного двигателя, двигатель с ПАРСС имеет лучшую, чем обычный дизель, топливную экономичность. Од- 'нако в материалах испытания не приведены графики, под­ тверждающие это предположение.

148

В начале испытаний фирма уделила большое внимание выбору формы камеры сгорания в поршне. Первая конфигу­ рация камеры сгорания ПАРСС повторяла форму стандарт­ ного .поршня с открытой камерой, за исключением того, что

дификациях формы впускного канала вместе оо сконструи­ рованными камерами сгораніи я. Был испытан впускной канал с нулевым завихрением в цилиндре и с повышением скорое-

149