- •Міністерство освіти і науки україни
- •1.2 Коротка історія розвитку двз, основні її етапи
- •1.3 Області застосування двз
- •1.4 Класифікація двз
- •1.5 Порівняння чотиритактних двигунів із двотактними
- •Малюнок 1.1 – Варіанти компонування поршневих двз тема 2 дійсні цикли двз Малюнок 2.1 – Ідеальні цикли Отто, Дизеля і Трінклера
- •2.1 Методи розрахунку дійсних циклів
- •Малюнок 2.2 – Дійсні цикли чотиритактних і двотактних двз
- •2.2 Основні відомості про робочі циклиДвз Робочий цикл карбюраторного чотиритактного двигуна
- •Цикл чотиритактного дизеля
- •Робочий цикл двотактного карбюраторного двигуна
- •Цикл двотактного дизеля
- •Тема 3 робочі тіла, паливо і його горіння
- •3.1 Хімічні реакції при згорянні палива
- •Малюнок 3.1 – Коефіцієнт молекулярної зміни суміші для карбюраторних і дизельних двигунів
- •3.2 Теплота згоряння палива
- •Тема 4 процеси газообміну. Впуск. Процес стиску
- •4.1 Процес впуску
- •Малюнок 4.1
- •4.2 Процес стиску
- •Тема 5 процеси згоряння в двз з примусовим запаленням. Порушення процесу згоряння
- •5.1 Процеси згоряння в двз із примусовим запаленням
- •Малюнок 5.1 – Процес згоряння в карбюраторному двигуні
- •5.2 Порушення процесу згоряння в карбюраторних двигунах Детонація
- •Передчасне запалення
- •Наступне калільне запалення
- •Запалення від стиску при виключеному запалюванні
- •Тема 6 процеси сумішоутворення в дизелях. Запалення і згоряння палива
- •6.1 Утворення пальних сумішей
- •6.2 Процеси сумішоутворення в дизелі
- •Типи сумішоутворення
- •Сумішоутворення в розділених камерах згоряння
- •6.3 Процес згоряння Швидкість згоряння
- •Аналіз процесів згоряння в дизелі
- •Малюнок 6.1 – Індикаторна діаграма в координатахp-
- •Тема 7 термодинамічні співвідношення в процесі згоряння Процес згоряння
- •Тема 8 процеси розширення і випуску. Індикаторні показники циклу
- •8.1 Процес розширення
- •8.2 Процес випуску
- •Малюнок 8.1 – Діаграма процесу випуску
- •8.3 Індикаторні параметри робочого циклу
- •Малюнок 8.2 – Індикаторна діаграма двз
- •Тема 9 механічні втрати в двигуні. Ефективні показники двз
- •9.1 Механічні втрати в двигуні
- •9.2 Ефективні показники двигуна
- •9.3 Показники напруженості і межі форсування двигунів
- •9.4 Способи форсування двигунів за питомою потужністю
- •Здійснення двотактного циклу
- •Збільшення ступеня стиску
- •Зменшення коефіцієнта надлишку повітря
- •Підвищення частоти обертання
- •Перехід на безпосереднє вприскування в карбюраторних двигунах
- •Використання газодінамічних явищ у впускній і у випускній системах двигуна.
- •Збільшення тиску заряду (наддув)
- •Межі форсування потужності при збільшенні тиску свіжого заряду
- •Тема 10 тепловий баланс двигуна і теплонапруженість його деталей
- •10.1 Тепловий баланс двигуна
- •Малюнок 10.1 - Схема теплового балансу двигуна
- •Малюнок 10.2 Малюнок 10.3
- •10.2 Теплонапруженість деталей
- •Тема 11 системи наддуву автомобільних двз
- •11.1 Системи наддуву двз
- •Малюнок 11.1 – Схеми систем наддуву двз
- •11.2 Охолоджувачі повітря
- •Тема 12 паливні системи двигунів із примусовим запалюванням
- •12.1 Паливна система карбюраторного двигуна
- •12.2 Будова найпростішого карбюратора
- •Малюнок 12.1 - Будова елементарного карбюратора Малюнок 12.2 - Характеристика ідеального карбюратора
- •Малюнок 12.3 - Карбюратор з розрідженням у жиклера
- •12.3 Система з компенсаційним жиклером
- •12.4 Система з регулюванням розрідження в дифузорі
- •12.5 Система з регульованим перетином жиклера
- •12.6 Допоміжні пристрої карбюратора
- •12.7 Паливна система двигунів з вприскуванням палива
- •Малюнок 12.4 – Схеми упорскування палива безпосередньо в циліндр чи у впускний трубопровід двигуна
- •Малюнок 12.5 - Схема паливної системи з електронним керуванням вприскування палива двигуна автомобіля ваз-2112
- •12.8 Паливні системи газових двигунів
- •Тема 13 паливні системи дизельних двигунів
- •13.1 Системи живлення дизельних двигунів
- •13.2 Будова і принцип дії паливних насосів високого тиску золотникового типу
- •13.3 Розрахунок паливного насоса високого тиску
- •Діаметр плунжера
- •Хід плунжера
- •13.4 Будова і принцип дії форсунок дизелів
- •13.5 Насоси-форсунки
- •13.6 Тертя і зношування прецизійних сполучень
- •13.7 Акумуляторні паливні системи
- •Тема 14 характеристики двигунів внутрішнього згоряння
- •14.1 Види характеристик
- •Малюнок 14.1
- •14.2 Швидкісні характеристики
- •Малюнок 14.2
- •14.3 Навантажувальні характеристики
- •Малюнок 14.3
- •Малюнок 14.4
- •14.4 Регулювальні характеристики
- •Малюнок 14.5
- •Малюнок 14.6 Малюнок 14.7
- •14.5 Основні шляхи поліпшення характеристик транспортних двигунів
- •Тема 15 параметри шуму двз. Токсичність автомобільних двигунів
- •15.1 Глушіння шуму
- •Малюнок 15.1 – Схеми активних глушителів
- •Малюнок 15.2 – Схеми реактивних глушителів
- •15.2 Основні шкідливі речовини, що виділяються при роботі двз
- •Склад відпрацьованих газів двигуна
- •15.3 Нейтралізація випускних газів
- •Список використаної літератури
Тема 11 системи наддуву автомобільних двз
11.1 Системи наддуву двз
Призначення систем наддуву ДВЗ – підвищення масового наповнення циліндрів двигуна свіжим зарядом. Досягається це звичайно за допомогою спеціальних пристроїв чи агрегатів наддуву. Двигуни з такими системами називаються комбінованими. Системи наддуву дуже різноманітні за принципом дії і, відповідно, по ознаках класифікації.
У комбінованих ДВЗ повітря чи пальна суміш перед надходженням у циліндри стискується в компресорах. Наддув вважається низьким, якщо в компресорі к < 1.9. Низький наддув дозволяє підвищити потужність двигунів на 20-25%. При середньому наддуві (к = 1.9-2.5) удається підвищити її на 25-50%. Високий наддув (к > 2.5) ще більше збільшує потужність, однак його застосування найчастіше не виправдане внаслідок значного росту механічної, теплової напруженості деталей і вузлів.
Наддув циліндрів двигунів може бути або динамічним, або здійснюваним за допомогою спеціального нагнітача (компресора). У сучасних ДВЗ для наддуву використовуються як об'ємні (роторно-шестерні, гвинтові, поршневі), так і лопаткові відцентрові компресори. Газові турбіни найчастіше бувають радіально-осьовими, рідше - осьовими.
Розрізняють три системи наддуву за допомогою нагнітачів: із приводним компресором, з турбокомпресором і комбіновану (малюнок 11.1).
12 3
Малюнок 11.1 – Схеми систем наддуву двз
У першій схемі приводний компресор через підвищувальну передачу з'єднують з колінчастим валом двигуна. Для привода турбокомпресора (схема 2) використовують енергію відпрацьованих газів, що надходять у газову турбіну. Компресор установлюють на одному валу з газовою турбіною. У випадку комбінованої системи (схема 3) першою ступінню є приводний компресор, а другою - турбокомпресор. Двоступінчастий наддув може здійснюватися двома послідовно розташованими турбокомпресорами чи приводними компресорами.
На тракторних і автомобільних дизелях найчастіше застосовують газотурбінний наддув.
При цьому можливі два основних варіанти використання енергії:
1. Енергія, споживана компресором, дорівнює енергії, яка виробляється газовою турбіною. У цьому випадку турбокомпресор має лише газовий зв'язок із двигуном (малюнок 11.1.2). Така схема забезпечує високі економічні показники при максимальному спрощенні конструкції і тому найбільш поширена. У таких двигунах утилизується енергія відпрацьованих газів, що дозволяє в деяких випадках навіть підвищити ККД двигуна.
2. Енергія, яка виробляється газовою турбіною, не дорівнює енергії, яку споживає компресор. Різниця енергії передається від двигуна до турбокомпресора за рахунок застосування механічного зв'язку ротора турбокомпресора з колінчастим валом двигуна, що ускладнює конструкцію останнього. Іноді в цих випадках замість механічного зв'язку ротора турбокомпресора з колінчастим валом застосовують комбіновану систему наддуву.
Механічний зв'язок застосовують і у випадках, коли необхідно передавати надлишкову енергію від газової турбіни до двигуна при високих тисках наддуву і температурах газів перед турбіною.
Можливі два варіанти підведення газів до газової турбіни:
1) із загального випускного трубопроводу;
2) окремо від кожного циліндра чи від групи циліндрів, у якій відповідно до порядку їхньої роботи час між двома послідовними імпульсами тиску, що утворяться при випуску газів з циліндрів, виявляється досить великим (імпульсний наддув).
У першому випадку, особливо в двигунах з великим числом циліндрів і високою частотою обертання, тиск газів у випускному трубопроводі вирівнюється, амплітуда коливання тиску перед турбіною невелика і процес підведення газів до турбіни можна розглядати як той, який відбувається при постійному тиску. В другому випадку відпрацьовані гази надходять до газової турбіни з перемінним тиском, що дозволяє за певних умов підвищити ефективність наддуву.
Підведення газів до турбіни при постійному тиску створює підвищені опори у випускному тракті двигуна в порівнянні з випуском в атмосферу. Це погіршує очищення циліндрів і зменшує наповнення їх свіжим зарядом.
При імпульсному наддуві після періоду випуску газів з одного циліндра до початку перекриття клапанів тиск у випускному тракті різко знижується. У результаті цього збільшується перепад тиску між впускним і випускним трактами й очищення камер згоряння стає більш ефективним. Зменшується робота, що затрачена на виштовхування газів. В міру збільшення тиску наддуву і росту середнього тиску газів у випускному тракті позитивний ефект від застосування імпульсного наддуву знижується, тому що імпульси тиску згладжуються. Максимальний ефект в імпульсній системі наддуву досягається при pк < 0.15 МПа, при pк < 0.4 МПа застосування імпульсного наддуву вже не дає ефекту. Для досягнення найбільшого ефекту при імпульсному наддуві випускні трубопроводи роблять по можливості короткими і меншого об'єму. В імпульсних системах використовується кінетична енергія відпрацьованих газів, однак, погіршується очищення циліндрів двигуна від відпрацьованих газів, що є загальним недоліком усіх систем газотурбінного наддуву.
В автотракторних дизелях при числі циліндрів 8 і більш переважно застосовуються системи з постійним тиском перед турбіною. ККД таких турбін вище, ніж імпульсних, а система випуску виходить більш простою.
Слід зазначити також меншу (у порівнянні з двигунами без наддуву) пристосовність і гірші пускові властивості двигунів з наддувом.