Перепуск газа минуя турбину

Регулирование наддува со стороны турбины

Компрессора в автотракторных двигателях

Проблемы регулирования наддува со стороны

Сложности регулирования турбонаддува со стороны компрессора в автотракторных двигателях в большинстве случаев обусловлена достаточно малыми геометрическими размерами агрегатов наддува (диаметры колеса компрессора от 20 до 150 мм), относительно небольшими степенями повышения давления в компрессоре (π_к = 1,2...1,7) и расходами воздуха через компрессор (G _к = 0,02...0,10 кг/с).

Относительно малые размеры рабочих колес компрессора существенно усложняют компоновку систем изменения положения лопаток во входном направляющем аппарате и в диффузоре. Малые степени повышения давления и расходы газа через компрессор соответственно сужают диапазон регулирования агрегата наддува изменением этих параметров. Кроме того, ограничение расхода воздуха через компрессор приводит к нерациональному использованию энергии ОГ, и, следовательно, к ухудшению мощностных и экономических показателей комбинированного силового агрегата.

В связи с этим регулирование наддува со стороны турбины считается более эффективным способом регулирования газотурбинного наддува в автотракторных двигателях.

Анализ опубликованных источников показывает, что в настоящее время отдаётся предпочтение регулированию наддува со стороны турбины. Интенсивные исследования по созданию таких систем ведутся фирмами: Митцубиси (Япония), Гаррет (США), ККК (Германия) и многими другими зарубежными и отечественными организациями, несмотря на то, что повышение стоимости этих турбокомпрессоров достигает 50%. Выбор способа регулирования наддува определяется необходимостью получения требуемой надежности, мощностных, экономических и экологических показателей двигателя.

Преимущественное применение нашло регулирование наддува со стороны турбины следующими способами: перепуск газов минуя турбину, изменяемый парциальный подвод газа к колесу турбины, поворот лопаток соплового аппарата (изменяемая геометрия) и СА со скользящими лопатками.

Регулирование наддува перепуском газа минуя турбину получило преимущественное применение на автомобильных двигателях, как наиболее простой, надёжный и относительно дешёвый способ [20, 33].

Основной задачей, решаемой с помощью перепуска газов минуя турбину, является ограничение максимального давления наддува p_k при повышении частоты вращения коленчатого вала и поддержание или ограничение необходимого уровня p_k в некотором диапазоне частот эксплуатационных режимов двигателя. Перепуск газа, в определённой мере, может использоваться для предотвращения работы компрессора ТКР в области помпажа и «исправления» характеристики компрессора с целью перемещения точки совместной работы силового агрегата и компрессора в область более высоких КПД в соответствии с работой двигателя на частичных режимах. Кроме того, этим способом можно несколько уменьшить негативный эффект от «турбоямы». «Турбояма» - это явление, связанное с запаздыванием повышения крутящего момента и (или) частоты вращения коленчатого вала при резком повышении нагрузки или воздействии на орган управления с целью увеличения подачи топлива. Возникновение его обусловлено большой инерционностью ротора турбокомпрессора и особенностями протекания газодинамических процессов во впускной и выпускной системах. Перепуск газа также предпочтителен при проявлении «турбоподхвата», под которым понимается эффект резкого повышения крутящего момента при положении органа управления на максимальную подачу топлива в процессе разгона (увеличения ).

Различают нерегулируемый и регулируемый перепуск газов минуя турбину.

Дата добавления: 2014-10-17