Регулируемый перепуск газов

Нерегулируемый перепуск газов

В этом случае в корпусе турбины выполняется сверление, так называемый байпасный канал (от английского названия – by pass) или осуществляется отвод отработавших газов из выпускного трубопровода в систему выпуска за турбину с помощью специального патрубка, который иногда называют «вейстгейт (waste gate)», а иногда «скример (screamer pipe)». Для получения необходимого расхода газа через канал перепуска в нём устанавливается дроссель (жиклёр). Геометрические параметры дросселя выбираются при согласовании параметров поршневой части двигателя с геометрическими и газодинамическими параметрами агрегата наддува с учетом условий работы комбинированного двигателя. Этот способ не позволяет изменять параметры системы наддува в процессе работы двигателя с турбонаддувом. Использование данной системы фактически всего лишь расширяет диапазон работы турбокомпрессора в составе комбинированного силового агрегата, поэтому параметры нерегулируемого перепуска определяются на этапе проектирования или доводки силового агрегата и остаются неизменными в течение всего периода эксплуатации.

Регулируемый перепуск газов минуя турбину реализуется путем установки клапана перепуска вместо дросселя в байпассном канале. Простейшим способом регулирования перепуска газов можно считать дискретное регулирование, осуществляемое полным открытием либо закрытием перепускного клапана в зависимости от скоростного и нагрузочного режима работы двигателя, давлений во впускном и выпускном трубопроводах, температуры газов перед турбиной и т.д. Однако, подобная система регулирования наддува обладает недостаточной гибкостью и не позволяет получить необходимые на сегодняшний день показатели экономичности и токсичности силового агрегата. Поэтому, в настоящее время, получают все большее распространение системы с непрерывным регулированием перепуска газа минуя турбину. Рассмотрим принципы работы подобной системы на примере ТКР WGT фирмы Honeywell-Garrett, США (рис.10.5) [20].

Отработавшие в цилиндре газы из выпускного трубопровода 8 попадают на вход в турбину 1. В случае, если частота вращения коленчатого вала менее n _кр = 0,4 n _{e nom}, электронный блок управления (ЭБУ) посредством электропневматического преобразователя 5 подает разрежение от вакуумного насоса 4 на пневматический исполнительный механизм 6. Исполнительный механизм закрывает перепускной клапан 3 и газы из выпускного трубопровода в полном объеме расширяются на турбине, обеспечивая максимальный уровень давления наддува на текущем скоростном режиме. В случае, если превышает , т.е. (), то ЭБУ посредством электропневматического преобразователя и пневматического исполнительного механизма изменяет подъем перепускного клапана таким образом, чтобы расход газов через байпасный канал компенсировал избыточное поступление ОГ к турбине, что позволяет поддерживать постоянное давление наддува p_k во всем диапазоне скоростных режимов от режима максимального крутящего момента до режима номинальной мощности. Для выработки управляющего сигнала используют отношения показаний датчиков давления: p_k / p_o, p_k / p_ok, p_k / p_t, p_t / p_ot (или их разности), где p_o, p_ok, p_k, p_t, p_ot – давления, соответственно, атмосферное, на входе в компрессор, наддува, перед турбиной и на выходе из турбины.

Общий вид турбокомпрессора WGT с системой регулируемого перепуска показан на рис. 10.6.

На рис. 10.7. приведена схема регулирования наддува перепуском газов минуя турбину в ТКР фирмы Эбершпехер Бош для автотранспортных двигателей мощностью 55…368 кВт (75…500 л.с.).

Общий вид клапана регулируемого перепуска газов минуя турбину в сборе с пневматическим исполнительным механизмом приведен на рис. 10.8, а на рис.10.9 показан пример регулирования перепуска газов минуя турбину не через байпасный канал в корпусе турбины, а с использованием скримера.

Перепускаемый газ иногда используют для эжектирования основного потока газа на выходе из рабочего колеса турбины. Несмотря на достаточно высокую гибкость регулирования турбонаддува путем регулируемого перепуска газов минуя турбину данный метод не лишен недостатков. Одним из них является перепуск ОГ с высокой температурой за турбину, что приводит к недостаточному использованию энергии ОГ и, следовательно, к ухудшению показателей двигателя.

Дата добавления: 2014-10-17