Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Достоинства и недостатки применения наддува




 

Основные достоинства применения наддува заключаются в повышении мощности при практически неизменных показателях массы и габаритов. Конечно, с применением наддува меняются и другие параметры, характеризующие рабочий процесс, что нужно оценивать при соответствующих прикидочных расчётах.

Имеются и другие достоинства (которые оцениваются в условиях одинаковой развиваемой мощности как двигателем с наддувом, так и без наддува). К ним относится повышение топливной экономичности, т. е. снижение удельного эффективного расхода топлива. Как показано на рис. 1.13, дизель с наддувом имеет более низкий удельный расход топлива, чем аналогичный дизель с естественным всасыванием, в диапазоне повышенных нагрузок, т. е. тогда, когда особенно существенно сказывается давление наддува. При пониженных нагрузках, когда двигатель с наддувом приближается по этому показателю к двигателю без наддува, экономичность их сравнивается или даже ухудшается у наддувного двигателя. И всё же при 100 % нагрузки безнаддувного двигателя его удельный расход превышает удельный расход дизеля с наддувом (при той же мощности) на величину, превышающую 7 %.

 

Рис. 1.13. Сравнение нагрузочных характеристик по удельному расходу топлива дизелей с наддувом и без наддува.

 

Основными причинами повышения экономичности дизеля с наддувом, являются следующие.

А). Более совершенное сгорание, благодаря возможности использовать повышенный коэффициент избытка воздуха.

Б). Большая доля топлива сгорает при постоянном объёме, повышается степень повышения давления l при сгорании.

В). Зарядка цилиндра происходит воздухом повышенного давления, благодаря чему появляется дополнительная положительная работа, причём, энергия на предварительное сжатие воздуха отбирается не от двигателя, а от отработавших газов, которые в двигателе без наддува просто выбрасывались в атмосферу.

Можно сказать, что моторесурс дизеля с наддувом превышает моторесурс аналогичного безнаддувного двигателя. Это связано со следующими факторами. Период задержки воспламенения в наддувном двигателе как правило, уменьшается, т. к. впрыскивание топлива происходит в среду с повышенной температурой. В результате этого снижается фактор динамичности цикла, сгорание становится более мягким, пропадают характерные для дизеля ударные нагрузки.

Повышение температуры и давления заряда в цилиндре позволяют на двигателе с наддувом применять нетрадиционные (альтернативные) топлива, как правило, более дешёвые. Их особенностью как правило, является пониженная воспламеняемость (низкие цетановые числа), повышенная вязкость и т. д.

Повышенный коэффициент избытка воздуха позволяет лучше охлаждать камеру сгорания. Благодаря повышенному коэффициенту избытка воздуха, отработавшие газы имеют более низкую температуру, т. е. не перегружают термическими нагрузками выпускной клапан и т. д. Благодаря наддуву среднее эффективное давление дизеля становится выше, но максимальное давление не возрастает в такой же степени, т. е. не возрастают нагрузки на подшипники и другие детали, что повышает срок их службы.

В нестандартных условиях, например, в условиях высокогорья, двигатель с турбонаддувом менее чувствителен к снижению плотности воздуха с ростом высоты над уровнем моря. Снижение плотности автоматически в определённой степени компенсируется повышением эффективности работы турбонагнетателя.

Практические достоинства применения наддува заключаются в следующем.

Целесообразно применять наддув, если требуется повысить мощность силовой установки, практически не меняя конструкции самого двигателя.

Целесообразно применять наддув, когда нужно сэкономить пространство, например, пространство внутри судна для увеличения полезного объёма перевозимого груза.

На локальных электростанциях часто также нужно экономить занимаемое дизель – генератором место. На рис. 1.12 было показано, насколько выгоднее по занимаемым габаритам применять 5ти цилиндровый двигатель с наддувом, чем 8ми цилиндровый без наддува.

В настоящее время цена на двигатель с наддувом остаётся ниже, чем цена на двигатель без наддува (при одинаковой их мощности).

При всех указанных достоинствах применение наддува обладает и рядом недостатков, которые зависят прежде всего от применяемых схем наддува, методов наддува, принципов его организации, конструктивного оформления системы наддува. На рис. 1.14 показано, что двигатель со свободным турбокомпрессором обеспечил повышение номинальной мощности на 10 – 15 %.

Однако, при этом коэффициент приспособляемости (К) по моменту снизился на 4,3 %, а по частоте (Кn) – на 7,5 %. Это является недостатком двигателя силовой установки транспортного назначения. Известно, что бензиновый двигатель более приспособлен для использования в качестве двигателя для транспортного средства, благодаря высоким значениям коэффициентов приспособляемости по моменту. Т. е. такой двигатель обладает лучшей тяговой характеристикой. Спрямление внешней скоростной характеристики по моменту при применении наддува объясняется изменением (спрямлением) кривой относительного коэффициента наполнения (рис. 1.15).

 

Рис. 1.14. Изменение внешней скоростной характеристики дизеля (характеристика крутящего момента) в вариантах без наддува и с наддувом.

 

Рис. 1.15. Скоростные характеристики изменения относительного коэффициента наполнения для разных двигателей с наддувом и без наддува.

 

В условиях эксплуатации двигатели различных назначений работают преимущественно на неустановившихся режимах. Выяснено, что двигатели со свободным турбокомпрессором обладают худшей приёмистостью, чем двигатели с приводными нагнетателями или двигатели с другими специальными схемами наддува. Т. е. из – за отставания разгона турбокомпрессора от разгона коленчатого вала, происходит отставание процесса снабжения цилиндров воздухом, снижаются эксплуатационные экономические и мощностные показатели. Однако, эти проблемы решаются разными методами и средствами, которые будут рассмотрены далее.

В целом, говоря о достоинствах дизелей с наддувом, можно отметить следующее.

1. Благодаря применению наддува можно поднять мощность силовой установки, источника энергии без дорогостоящих модернизаций.

2. Благодаря наддуву можно использовать более компактные установки, экономя габариты машинного зала, машинного отделения судна, подкапотного пространства автомобиля и т. д., а также снизить массу установки.

3. Благодаря наддуву можно снизить расход топлива, вообще стоимость расходов на эксплуатацию установок.

4. Благодаря турбонаддуву снижается шум выхлопа, т. к. турбина сама является хорошим глушителем шума.

5. Благодаря наддуву можно решить проблемы, связанные с эксплуатацией установок в высокогорных условиях.

6. Двигатели с наддувом позволяют применять более дешёвые, нетрадиционные топлива.

7. Двигатели с наддувом меньше загрязняют окружающую среду вредными выбросами.

К недостаткам наддува относятся более высокие механические и тепловые нагрузки, чем у двигателей без наддува. При определённых условиях двигатель с турбонаддувом имеет менее благоприятное протекание кривой крутящего момента двигателя, особенно при высоких степенях наддува. Двигатель со свободным турбонаддувом имеет худшую приёмистость.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-26; Просмотров: 972; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.