„Влияние на изменението на честотата на въртене на коляновия вал върху показателите на комбинирания двигател със свободен турбокомпресор
Изтегляне 34.27 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- ТЕМА: „Влияние на изменението на честотата на въртене на коляновия вал върху показателите на комбинирания двигател със свободен турбокомпресор”.
Реферат ТЕМА: „Влияние на изменението на честотата на въртене на коляновия вал върху показателите на комбинирания двигател със свободен турбокомпресор”. Студент: Недялко Маринов Преподавател : Специалност: АТ /проф. Здравко Иванов/ Фак. №22074006 2023 г. Мястото на турбокомпресора в съвременните бензинови двигатели Проблемите, свързани с по-нататъшното усъвършенстване на двигателите с вътрешно горене и в частност на бензиновите двигатели, продължават да бъдат в центъра на вниманието на изследователите и конструкторите в тази област. Един от пътища е практическото използване на методи за повишаване на мощността на ДВГ при запазване на габаритните размери на двигателя. При използване на газотурбинно свръхпълнене мощността на двигателите може да бъде повишена до 30% и повече при запазване на размерите, увеличаване на икономичността и намаляване токсичността на отработилите газове. Повишаване на мощността на двигателите с вътрешно горене с помощта на турбокомпресор Повишаването на мощността на двигателя без изменение на работния обем може да се постигне с помощта на свръхпълнене – предварително сгъстяване на въздуха, преди постъпването му в цилиндъра. Това спомага за увеличаване на мощността на двигателя при запазване на неговите размери. Всичко това води до незначително усложняване на конструкцията. Втората важна тенденция в развитието на двигателите се явява повишаването на тяхната икономичност – понижаване на разхода за гориво, което е особено важно за връзката с бързото нарастване на мощността на двигателя. Тази задача се решава с използването на комбинирани двигатели. С усъвършенстването на бензиновите двигатели и стремежа да се повиши мощността им при запазване на габаритните им размери, турбокомпресорът започна да се вгражда и при тях. Методи за повишаване на мощността на двигателя с помощта на турбокомпресор Мощностните показатели на двигателите с вътрешно горене се оценяват по т.нар. специфична мощност, т.е. по ефективната мощност, получена от единица ходов обем. Тъй като ходовият обем се измерва в dm3 (литри), специфичната мощност на двигателя се нарича литрова мощност и се изразява в kW .Следователно литровата мощност на двигателя зависи от: средното ефективно налягане , честотата на въртене и тактността му . Анализът на влиянието на най-важните фактори върху литровата мощност на двигателя може да се направи по следното уравнение, изведено въз основа на kW където , kW и плътността на прясното работно вещество преди постъпването му в цилиндъра може да се определи въз основа на уравнението на състоянието, където (МРа), (К) и (kJ/kg.K) са, съответно налягането, температурата и газовата константа на прясното работно вещество (въздух) след компресора (ако има такъв). След заместване се получава уравнението. Следователно литровата мощност на двигателя може да се определи по, kW/dm3 , където при прилагане на свръхпълнене трябва да се има предвид, че се увеличава както топлинното, така и динамичното натоварване на двигателя. Следователно трябва да се предприемат мерки за запазването им в допустимите граници – чрез конструктивни изменения, намаляване на степента на сгъстяване и увеличаване на въздушното отношение. Проблеми на свръхпълненето при двигателите с вътрешно горене . Основни методи за свръхпълнене на двигатели с вътрешно горене Съществуват различни методи за свръхпълнене на ДВГ: Скоростното свръхпълнене се основава на аеродинамичния ефект на преобразуване на скоростта на даден поток в статично налягане при използване на специално конструиран тръбопровод. Инерционното свръхпълнене на ДВГ се извършва без компресор. При тази система налягането на работното вещество в края на пълненето се повишава следствие използването на динамичния напор, създаден от инерцията на въздушния поток в пълнителния тръбопровод. Схема на двигател с механично свръхпълнене К – компресор Схема на двигател с газотурбинно свръхпълнене К – компресор; Т – турбина Механично свръхпълнене се осъществява с помощта на компресор, който се привежда в движение от двигателя посредством зъбно, верижно или друго предаване, т.е. използва се част от мощността на двигателя. Газотурбинно свръхпълнене. Тази схема се осъществява с помощта на компресор, който се задвижва от газова турбина. Газовата турбина заедно с компресора се наричат турбокомпресор. Турбокомпресорът (ТК) е напълно самостоятелен агрегат и има само газова връзка с двигателя. Комбинирано свръхпълнене. Това пълнене се характеризира със сгъстяване на въздуха в два различни агрегата. Единият от компресорите се привежда в движение от вала на двигателя, а другият - от газова турбина. Схеми на комбинираните двигатели. Свръхпълненето се осъществява в т. нар. комбинирани (турбобутални) двигатели с вътрешно горене. Възможни са най-разнообразни схеми на съчетаване на буталния двигател, компресора и газовата турбина, които могат да се разделят на следните основни групи: Комбинирани двигатели с газова връзка . При тези двигатели се осъществява разгледаното по-горе обикновено газотурбинно свръхпълнене. Комбинирани двигатели с механична връзка. В този случай предавателното отношение между вала на буталния двигател и турбокомпресора може да се изменя от хидросъединителя. Схема на комбиниран двигател с хидравлична връзка За да се опрости конструкцията и да се повиши КПД на комбинирания двигател, в някои случаи се използват няколко независими една от друга турбини. Като е с две газови турбини. На комбиниран двигател с две турбини Разгледаните с механична или хидравлична връзка се използват като при четиритактовите, така и при двутактовите двигатели . Комбинирани двигатели с комбинирана връзка. В тези двигатели се извършва комбинирано свръхпълнене. Прясното работно вещество се сгъстява в два независими един от друг компресора. При паралелното сгъстяване една част от прясното работно вещество се сгъстява в единия компресор, а другата част - в другия. В резултат на това размерите на компресорите са сравнително по-малки. При последователното сгъстяване на прясното работно вещество са възможни две схеми. При прясното работно вещество се сгъстява първоначално в турбокомпресора, а след това в компресора, който се задвижва от буталния двигател. При обратно - първоначалното сгъстяване се извършва в задвижвания от двигателя компресор, а след това в турбокомпресора. Схема на комбиниран двигател с два компресора. Ефективната мощност на двигателя е правопропорционална на налягането и обратнопропорционална на температурата на постъпващия в него въздух. С увеличаването на налягането температурата рязко се повишава. Това намалява коефициентът на пълненето, поради намаляването на плътността на въздуха. Същевременно се увеличава топлинното натоварване на двигателя. За това се поставят охладители на въздуха след компресора (т.нар.,,intercooler”) температурата обаче трябва да се намали до определена степен при двигателите със свръхпълнене. Най-благоприятни са температурите, близки до тези на стените на пълнителния тръбопровод. Схема на комбиниран двигател с междинно охлаждане Най-добрите междинни охладители са тези от типа вода-въздух .Те поддържат по-равномерна температура на постъпващия в двигателя въздух от тези, работещи по система въздух-въздух (особено при ниски температури), но са по-скъпи. Паралелно свързани турбокомпресори (Bi-Turbo) Последователно свързани турбокомпресори (Twin-Turbo) BMW – 2TK Последните разработени начини за свръхпълнене на двигателите е с използването на два турбокомпресора. Те могат да бъдат свързани паралелно (Bi-Turbo) и последователно (Twin-Turbo) Изтегляне 34.27 Kb. Сподели с приятели:
|