Введение в проблему наддува ДВС

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Из теории ДВС известно, что мощность двигателя (Р_е) определяется следующим выражением:

где низшая теплота сгорания топлива, количество воздуха, теоретически необходимое для полного и совершенного сгорания данного топлива, тактность двигателя (4 или 2) и число цилиндров, рабочий объём цилиндра, коэффициент избытка воздуха, соответственно, коэффициент наполнения, индикаторный и механический к. п. д., плотность наддувочного воздуха, частота вращения коленчатого вала, константа.

Анализ этого выражения показывает, что мощность двигателя можно увеличить, увеличивая число цилиндров при сохранении размеров цилиндра, или увеличивая рабочий объём цилиндра , т. е. его размеры, или увеличивая частоту вращения коленчатого вала , или создавая вместо четырёхтактного двигателя двухтактный, т. е. меняя , или применяя эти методы совместно. Однако, очевидно, что в этом случае меняется конструкция двигателя, меняются масса и габариты двигателя.

Усовершенствованием рабочего процесса, изменением вида применяемого топлива, усовершенствованием конструкции двигателя при тех же размерах, т. е. изменением коэффициента наполнения, механического к. п. д., индикаторного к. п. д., изменением коэффициента избытка воздуха, иначе, изменением качества рабочего процесса , конечно можно влиять на выходную мощность. Однако эти мероприятия на достигнутом уровне развития ДВС позволяют менять развиваемую мощность лишь на проценты.

Наиболее эффективным путём повышения мощности двигателя без существенного изменения его габаритов и массы, при сохранении уровня инерционных нагрузок (т. е. без повышения частоты вращения), при данной тактности двигателя, является повышение плотности воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя для сгорания топлива. Увеличивая массовый заряд цилиндра воздухом, т. е. в конечном итоге окислителем, можно пропорционально увеличивать количество топлива, которое удаётся сжечь в цилиндре для получения тепловой энергии и последующего её преобразования в механическую работу. Наддув весьма существенно влияет на повышение мощности двигателя. Действительно, в настоящее время достигнуты уровни наддува, позволяющие поднять плотность воздуха до 4 кг/м³ и более, т. е. почти четырёхкратно повысить мощность двигателя при практически тех же габаритных и массовых показателях.

Мощность двигателя через среднее эффективное давление (р_{m e}) выражается следующим образом

где константы и зависят от системы мер и тактности двигателя, S – ход поршня, - площадь поршня, - средняя скорость поршня.

Дата добавления: 2014-12-26