Главная › Новости

Газотурбинный наддув двигателя. Назначение, устройство. Индикаторная диаграмма дизеля с ГТН и со свободным впуском.

Опубликовано: 04.09.2018

обычный

Мощность двигателя зависит прежде всего от количества топлива, которое можно сжечь в цилиндре в течение од­ного цикла. А это количество топлива зависит от количества воздуха, которое попадает в цилиндр при впуске. Если воздух нагнетать в цилиндр под давле­нием, то масса его будет больше, следо­вательно, больше можно сжечь топли­ва. Такой способ подачи воздуха назы­вают наддувом. Двигатели без наддува часто называют двигателями со свобод­ным впуском. Наддув необходим для подачи в цилиндры дополнительного количества воздуха.

Наддув бывает механический, когда воздух нагнетается насосом, при­водимым в действие от коленчатого вала, и газотурбинный (турбо-наддув), когда воздушный насос (комп­рессор) приводится в действие от газо­вой турбины, вращаемой отработавши­ми газами, выходящими из цилиндра.

Газотурбинный наддув применяют достаточно широко. Единый блок (тур­бокомпрессор) из насосного и турбинного колес с корпусами, устанавливается на двигателе. Отработавшие газы через выпускной коллектор из цилиндра поступают к турбинному колесу и вращают его с частотой 15...100 тыс. мин-1. На одном валу с турбинным колесом установлено на­сосное колесо (осевой компрессор), ко­торое нагнетает воздух во впускной кол­лектор. В зависимости от давления на­гнетания различают низкий (давление А.<0,15МПа), средний (рк<0,22МПа) и высокий (рк > 0,22 МПа) наддув.

Преимущества газотурбинного над­дува: мощность двигателя возрастает примерно пропорционально степени наддува (отношению давления после компрессора к атмосферному); КПД двигателя увеличивается на 2...5 %; удельный расход топлива снижается на . 3...5г/(кВт-ч).Лёгкий пуск при низких температурах, меньшая трудоёмкость технического обслуживания, меньшая масса и габариты, простота кап ремонта, меньше в 2…3 раза выброс токсичных компонентов,меньше вибрации и приемлемый уровень шума.

Недостатки: высокая стоимость сис­темы (10...15% стоимости двигателя), обусловленная применением высоко­легированных жаростойких сталей и требованиями балансировки колес, ко­торые вращаются с высокими скорос­тями; ухудшение приемистости двига­теля, поскольку при резком увеличе­нии подачи топлива турбина набирает скорость вращения не сразу и, следова­тельно, в момент разгона для сгорания топлива воздуха не хватает и двигатель дымит; повышенная шумность на вы­соких частотах (характерный свист); нагрев воздуха при высокой степени наддува, что приводит к снижению его плотности (для устранения этого эф­фекта ставят дополнительно воздуш­ный радиатор).

10. Индикаторные и эффективные показатели: мощность, среднее индикаторное и эффективное давление, КПД, удельный расход топлива, механические потерн и механический КПД двигателя.

Индикаторные показатели характеризуют работу газов внутри цилиндра двигателя. К ним относятся среднее индикаторное давление, индикаторная мощность, индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива.

Среднее индикаторное давление рi, — это значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором работа, произведенная рабочим телом за один такт, равнялась бы индикаторной работе реального цикла. Среднее индикаторное давление — величина, равная индикаторной работе цикла, приходящейся на единицу рабочего объема цилиндра:

Индикаторная мощность Ni — это работа, совершаемая газами внутри цилиндра в единицу времени, или мощность, соответствующая индикаторной работе цикла:

Индикаторный КПД ηi — это отношение работы Li, действительного цикла к подведенной теплотеQ, равной низшей теплоте сгорания цикловой дозы топлива:

Индикаторный удельный расход топлива gi— количество топлива, расходуемого в двигателе за 1 ч, отнесенное к индикаторной мощности, развиваемой двигателем:

Эффективные показатели работы двигателя: среднее эффективное давление, эффективная мощность, механический КПД и эффективный удельный расход топлива.

Среднее эффективное давление pe— условное постоянное давление в цилиндрах двигателя, при котором работа, производимая в них за один такт, равна эффективной работе за цикл. Среднее эффективное давление можно представить как отношение эффективной работы Le двигателя за один цикл к рабочему объему цилиндраVh:

pm-среднее давление мех потерь

Эффективная мощность Ne — это мощность снимаемая на коленчатому валу двигателя, передаваемая трансмиссии. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности Nm, затрачиваемой на преодоление механических потерь:

Механический КПД ηm — оценочный показатель механических потерь в двигателе:

Эффективный КПД ηе определяют как отношение количества теплоты Qe , превращённой в работу на валу двигателя, к количеству теплоты Qц , подведённой за цикл ηе= Qe / Qц, ηе= ηi ηм

эффективный удельный расход топлива ge при известных эффективной мощности Ne и расходе топлива Gt определяют по формуле:

11. Экологические показатели ДВС: токсичность и шумность. Нормы предельной токсичности ЕВРО в России

Нормы предельной токсичности ЕВРО и России

Движение автомобильного транспорта сопровождается загрязнением окружающей среды выбросами токсичных газообразных и твердых веществ: азот, кислород, водяной пар, диоксид углерода, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бензопирен.

Токсичность оценивается показателями выхлопных газов двигателя (выброс): СО, СН, NOx, сажа (накапливает в себе тяжелые металлы). По последним нормам ЕВРО-4 эти показатели измеряются в (мг/кВтч). Шумность двигателя оценивается - уровнем производимого им шума измеряется в децебеллах (Дб)

Вредные выбросы отрицательного воздействуют на здоровье людей и животных, вызывают повреждения растений, ускоряют коррозию металлов и разрушение стройматериалов и т. д. Наиболее опасны для человека, животного и растительного мира оксиды азота, сажа, альдегиды, оксид углерода, углеводороды, бенз(α)пирен, оксиды серы, аммиак, диоксид углерода. Имеют значение также запах и слезоточивое действие отработавших газов и излучение шума.

Для ограничение негативного воздействия автомобиля на среду обитания человека в странах Европы принято около 100 правил, напрямую связанных с проблемами экологии и безопасности. Чтобы улучшить экологические показатели бензиновых двигателей, необходимо отказаться от применения этилированных бензинов, а также уменьшить выделение оксидов азота и твердых частиц. Последнее относится и к дизелю.

Для этого вводится законодательное нормирование (ограничение) выбросов основных вредных веществ. Причем нормы в различных государствах и даже в отдельных их частях разные. В частности, общероссийские нормы значительно мягче (за исключением норм по дымности) европейских.

Просмотров: 620

Вернуться в категорию: Арсенал