Виды газотурбинного наддува

Как было принято, в зависимости от способа использования теплоты отработавших в цилиндре газов, различают три способа наддува:

1. Импульсный.

2. Изобарный.

3. Смешанный (с переменным давлением газа перед турбиной).

В чистом виде первые два способа на практике не реализуются, так как в первом случае между цилиндром и турбиной должен отсутствовать объем канала, а во втором этот объем должен быть бесконечно большим.

К импульсному наддуву обычно относят наддув, при котором в турбине максимально используется кинетическая энергия газа, выходящего из цилиндра с большой скоростью. В этом случае необходимо обеспечить наикратчайший путь газов от клапана до колеса турбины и исключить взаимное влияние выпусков из соседних цилиндров. Это реализуется при числе цилиндров, подающих газ к турбине, не более трех и чередовании между импульсами не менее 240 градусов угла поворота коленчатого вала (240º п.к.в.). При импульсном наддуве энергия выпускных газов используется наиболее полно, так как малы потери ее на расширение при перетекании газа из цилиндра в трубопровод. Снижаются также потери теплоты в окружающую среду.

В многоцилиндровых двигателях, а также при неравномерном чередовании выпусков из трех и более цилиндров для сохранения импульсности подводимого к турбине газа могут использоваться:

- турбины с двумя и более каналами подвода газа к рабочему колесу (парциальный подвод газа);

- преобразователи импульсов, в которых импульсы давления преобразуются в кинетическую энергию потока газа;

- установка на двигатель двух и более турбокомпрессоров, что в первую очередь определяется требованиями к компоновке двигателя.

Импульсный наддув применяется на автотракторных двигателях при умеренном наддуве . Эффективность его существенно зависит от правильного согласования диаметра и длины выпускного трубопровода.

Примеры схем подключения цилиндров к выпускному трубопроводу при импульсном наддуве приведены на рис. 5.5.

Схема выпускной системы двигателя	Порядок работы цилиндров	Коли-чество турбо-компрессоров	Число подводов газа к турбине

Рис. 5.5. Схемы подключения цилиндров к выпускному трубопроводу

при импульсном наддуве

При увеличении числа цилиндров, выпускающих газы к одной турбине, колебания давления в трубопроводе уменьшаются и при числе цилиндров более восьми давление перед турбиной можно считать практически постоянным, что соответствует изобарному наддуву. Постоянного давления газа перед турбиной можно достичь также увеличением объема выпускного трубопровода (ресивера). Этот способ пригоден для двигателей с любым числом цилиндров. Однако при этом необходимо иметь в виду, что выпуск газов в трубопровод большого объема приводит к заметному уменьшению их работоспособности, увеличению габаритов и ухудшение приемистости двигателя.

По этим причинам наддув с постоянным давлением газов перед турбиной на автомобильных и тракторных двигателях с числом цилиндров меньше шести до последнего времени практически не применялся.

В двигателях с числом цилиндров от 4 до 6 давление газа перед турбиной имеет колебательный характер. Такой наддув принято называть наддувом с переменным давлением газов перед турбиной. В зависимости от конструкции выпускной системы и числа цилиндров он может приближаться по характеру изменения давления газов перед турбиной к импульсному или изобарному.

Дата добавления: 2014-10-17