22. Наддув двигателей внутреннего сгорания. Устройство турбокомпрессора.
Наддув — увеличение количества свежего заряда горючей смеси, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания, за счёт повышения давления при впуске. Позволяет повысит мощность двигателя.
Виды наддува
В ДВС применяют три типа наддува: резонансный –при котором используется кинетическая энергия объема воздуха во впускных коллекторах (нагнетатель в этом случае не нужен).
механический – в этом варианте компрессор приводится во вращение ремнем от двигателя.
газотурбинный (или турбонаддув) – турбина приводится в движение потоком отработавших газов.
Механический наддув. (воздух закачивается компрессором) .
Механические
нагнетатели позволяют довольно простым
способом существенно поднять мощность
мотора. Имея привод непосредственно
от коленчатого вала двигателя, компрессор
способен закачивать воздух в цилиндры
при минимальных оборотах и без задержки
увеличивать давление наддува строго
пропорционально оборотам мотора.
Существует два вида механических нагнетателей: объемные и центробежные.
Конструкция Roots напоминает масляный шестеренчатый насос. Два ротора вращаются в противоположные стороны внутри овального корпуса. Оси роторов связаны между собой шестернями. Особенность такой конструкции в том, что воздух сжимается не в нагнетателе, а снаружи – в трубопроводе, попадая в пространство между корпусом и роторами.
Еще один способ нагнетать во впускной коллектор воздух под избыточным давлением в свое время предложил инженер Лисхольм .
Внутри
корпуса установлены два взаимодополняющих
винтовых насоса (шнека). Вращаясь в
разные стороны, они захватывают порцию
воздуха, сжимают и загоняют ее в цилиндры.
Центробежные нагнетатели по конструкции напоминают турбонаддув. Избыточное давление во впускном коллекторе также создает компрессорное колесо (крыльчатка). Его радиальные лопасти захватывают и отбрасывают воздух в окружной тоннель при помощи центробежной силы. Отличие от турбонаддува лишь в приводе.
Схема
управления механическим нагнетателем
довольно проста. При полной нагрузке заслонка перепускного
трубопровода закрыта, а дроссельная
открыта — весь поток воздуха поступает
в двигатель. При работе с частичной
нагрузкой дроссельная заслонка
закрывается, а заслонка трубопровода
открывается — избыток воздуха
возвращается на вход нагнетателя.
Турбокомрессор.
Принцип
действия турбокомпрессоров для наддува
ДВС заключается в следующем — выхлопные
газы ДВС, обладая большой скоростью и
большой температурой попадают на
сопловой аппарат турбины, где происходит
их максимальный разгон и подача на
рабочие лопатки турбины под правильным
углом, при подаче на рабочие лопатки
турбины происходит вращение турбины,
которая в свою очередь вращает крыльчатку
компрессора, насаженную на один вал с
колесом турбины. Колесо компрессора
представляет собой вращающий направляющий
аппарат и крыльчатку, которые чаще
всего соединены вместе в одну деталь.
Наддув двигателя внутреннего сгорания | Тепловые машины жд
- Подробности
- Категория: Инфо
- тяга
Содержание материала
- Тепловые машины жд
- Обратимость термодинамических
- Компрессорные машины
- Конструкции поршневых
- Компрессорные установки
- Лопаточные компрессоры
- Центробежные компрессоры
- Осевые компрессоры
- Сравнение компрессоров
- Вентиляторы
- Органическое топливо
- Смазочные материалы
- Котельные установки
- Топочные устройств
- Конструкции котлов
- Экономайзеры
- Паровые турбины
- Конструкции турбин
- Газотурбинные установки
- Конструкция газотурбинных
- ДВС
- Наддув ДВС
- Топливо для дизелей
- Смесеобразование для дизелей
- Характеристика работы дизелей
- Регулирование частоты
- Двигатели низкого сжатия
- Конструкция двигателей
- Газораспределительный механизм
- Система смазки
- Охлаждение двигателя
- Системы впуска газов
- Проектирование двигателей
Страница 22 из 33
§ 8-6. Наддув двигателя
Наиболее эффективным способом увеличения литровой мощности, получившим широкое распространение, является повышение среднего индикаторного давления с помощью наддува.
Наддувом называется процесс принудительного нагнетания воздуха в цилиндр двигателя с некоторым избыточным давлением с целью увеличения плотности воздуха, заполняющего цилиндр. Это позволяет повысить количество топлива, сжигаемого в цилиндре за один цикл, вследствие чего увеличиваются среднее индикаторное давление и мощность двигателя.
Например, при давлении наддувочного воздуха (1,4-1,6) 105 Н/м2 мощность двигателя при том же рабочем объеме цилиндров и частоте вращения коленчатого вала возрастает в 1,4—1,5 раза. Дальнейшее повышение мощности двигателя достигается повышением давления наддувочного воздуха и уменьшением его температуры.

Воздуходувка может иметь привод от вала двигателя. В первом случае наддув называется газотурбинным, во втором — с механическим приводом.
Схема газотурбинного наддува показана на рис. 8-11. Выпускные газы по трубам 1 поступают на лопатки газовой турбины 2, укрепленной на одном валу с воздуходувкой 3. При вращении колеса турбины в воздуходувке происходит всасывание воздуха и его сжатие до давления, несколько превышающего атмосферное. Сжатый воздух по трубе 4 через впускные клапаны 5 поступает в цилиндр двигателя.
Газотурбинный наддув является саморегулирующимся, так как производительность воздуходувки, соединенной с газовой турбиной, определяется мощностью турбины.
При увеличении внешней нагрузки на двигатель необходимо повышение его мощности; для этого в цилиндр впрыскивается увеличенная доза топлива, сжигание которого требует увеличения количества воздуха. Возрастающие при этом температура и давление выпускных газов повышают частоту вращения колеса турбины, что автоматически увеличивает производительность воздуходувки.

Рис. 8-11. Схема устройства газотурбинного наддува
Рис. 8-12. Изменение удельного расхода топлива в зависимости от мощности, развиваемой двигателем
В случае газотурбинного наддува давление отработанных газов в цилиндре в такте выпуска составляет около 1,2 · 10+5 Н/м
Потери на трение при увеличении мощности двигателя повышаются на очень малую величину, поэтому механический к. п. д. двигателя увеличивается, а удельный расход топлива уменьшается (рис. 8-12).
Для двухтактного двигателя применение газотурбинного наддува затрудняется из-за условий пуска. В начале пуска выпускные газы имеют низкую температуру и не обладают достаточным количеством тепловой энергии для получения мощности турбины, необходимой для работы воздуходувки. Поэтому в двухтактном двигателе осуществляется наддув с приводом от коленчатого вала двигателя.
Нагнетание воздуха при давлении, не превышающем 1,5 · 106 Н/м2, называется наддувом низкого давления.
Рис. 8-13. Схема наддува с механическим приводом
Для получения наддува повышенного давления до (3-3,6) 105 Н/м2 турбина соединяется с воздуходувкой, сжимающей газ в нескольких ступенях, или же применяется комбинированный наддув с частичным использованием энергии выпускных газов по схеме, показанной на рис.

В этом случае начальное сжатие воздуха осуществляется в газотурбовоздуходувке 1, вторичное — в воздуходувке 2, вал которой соединен через зубчатки 3 с коленчатым валом 4 двигателя. Воздух до поступления в цилиндр охлаждается в теплообменнике 5, установленном непосредственно перед цилиндром или между газотурбовоздуходувкой 1 и приводным нагнетателем 2.
Отечественные дизели имеют абсолютное давление наддува (1,32-3,63) 106 Н/м2.
Влияние наддува на индикаторный процесс двигателя рассматривается в § 8-24.
Количество энергии, вносимой в цилиндр двигателя, определяется теплотой сгорания используемого топлива. Однако только часть теплоты, выделяющейся при сгорании, преобразовывается в полезную механическую работу. Значительная доля ее отводится от двигателя в виде потерь.
Наибольшее количество теплоты теряется в воду, охлаждающую двигатель, и уносится с отработавшими газами. Часть тепловой энергии теряется вследствие химической неполноты сгорания топлива и радиации в окружающую среду.
Отдельные потери определяются расчетным путем или на основании экспериментальных данных, полученных при испытании двигателя: q1 — теплота, полезно используемая; q2 — теплота, уносимая охлаждающей водой; q3 — теплота, уносимая отработавшими газами;
Рис 8-15. Тепловой баланс двигателя высокого сжатия
потери от химической неполноты сгорания; q5 — остаточный член теплового баланса (радиация, часть потерь на трение).
Сумма теплоты, полезно использованной, и всех потерь равна теплоте сожженного топлива q, поэтому уравнение теплового баланса двигателя записывается в следующем виде:
q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 кДж/кг.
Ниже приводятся величины основных составляющих теплового баланса (в %):
Тепло, полезно использованное . .32—40
Потери с охлаждающей водой . . .33—30
Потери с отработавшими газами . .30—23
Потери от химической неполноты сгорания и прочие потери 5—7
Итого . . 100
Приведенные цифры относятся к номинальной мощности двигателя, рис. 8-15 показано изменение абсолютной и относительной величин составляющих теплового баланса в зависимости от мощности, развиваемой двигателем.
Устройство газотурбинного наддува является средством частичного использования теплоты отработавших газов. Учитывая значительные потери теплоты с охлаждающей водой и отработавшими газами, принимаются меры к использованию ее в нагревательных устройствах. На тепловозе теплом охлаждающей воды в зимнее время обогревается кабина машиниста.
Крупные стационарные двигатели снабжаются котлами-утилизаторами, в которых используется теплота отработавших газов для получения горячей воды или пара для бытовых и технологических нужд.
- Назад
- Вперёд
- Назад
- Вперёд
Близкие публикации:
- Подтягивание вагонов
- Использование присадок к маслам на тепловозах
- Применение линейных двигателей
- Автоматическое регулирование мощности
- Энергетика локомотивов
© 2009-2023 — lokomo. ru, железные дороги.
Как работает нагнетатель и чем он отличается от турбокомпрессора
Администратор
Опубликовано в BLKSTK Таможня, обслуживание и запчасти
Все, что вам нужно знать о двигателях с наддувом
Мощность и производительность — вот что заставляет автопроизводителей расширять свои возможности. В наши дни, когда каждый бренд борется за более высокие показатели мощности, каждая настройка и компонент имеют большое значение. Хорошо известно, что нагнетатели повышают общую выходную мощность автомобиля и очень популярны в автомобильном мире. Тем не менее, что такое двигатели с наддувом? В этой статье мы остановимся на том, что делают нагнетатели для повышения производительности автомобиля.
Просмотреть наши запасы
Свяжитесь с нами
Мы можем использовать все технические возможности нагнетателей. Но в этой статье мы собираемся разбить его на простое объяснение того, что они на самом деле делают. Нагнетатель — это, по сути, воздушный компрессор, который помогает увеличить давление или плотность воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания. Со всеми этими разговорами о мощности и производительности вы планируете приобрести новый автомобиль? У нас в BlackStock Ford есть широкий выбор автомобилей Ford, а также сертифицированные подержанные автомобили различных марок. Свяжитесь с нами, чтобы запланировать тест-драйв сегодня!
Какие обновления будут представлены грузовику Ford Super Duty 2022 года?
Что такое нагнетатель?
Нагнетатель представляет собой воздушный компрессор, который увеличивает давление воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания. Это помогает повысить выходную мощность, поскольку двигатель получает больше кислорода в каждом из циклов впуска и помогает ему сжигать больше топлива. Нагнетатели могут приводиться в действие механически с помощью ремня, вала или цепи, соединенных с коленчатым валом двигателя. Доступны два типа нагнетателей – объемные и динамические компрессоры.
Говоря простым языком, объемные нагнетатели обеспечивают постоянный уровень повышения давления при всех оборотах двигателя (об/мин). С другой стороны, нагнетатели Dynamic Compressor не создают такого большого давления на более низких скоростях, но обеспечивают экспоненциальное давление скорости выше своего порога.
Нагнетатели против турбонагнетателей
Это соревнование, в котором никогда не бывает победителя. Это потому, что оба эти компонента хороши сами по себе и имеют преданных поклонников. Решение о том, что лучше другого, может стать политическим. Оба эти компонента имеют одинаковый конечный результат, а именно подачу в двигатель более холодного воздуха. Это, в свою очередь, помогает двигателю сжигать больше топлива и в результате производить больше мощности.
Турбокомпрессоры используют скорость и энергию выхлопных газов, выбрасываемых из цилиндров двигателя, для вращения турбины, которая приводит в действие небольшой компрессор, нагнетающий больше воздуха обратно в двигатель.
С другой стороны, нагнетатель приводится в действие механически от двигателя через ремень, спускающийся с коленчатого вала, или, в некоторых случаях, от электродвигателя.
Какие функции безопасности доступны в Ford Escape 2021 года?
Тест-драйв Ford сегодня на BlackStock Ford в Orangeville, ON
Заинтересованы в покупке нового автомобиля? Мы в BlackStock Ford готовы помочь вам на протяжении всего процесса покупки. Проверьте наш онлайн-инвентарь, чтобы увидеть наш текущий выбор новых моделей Ford. Вы также можете связаться с нами, чтобы запланировать тест-драйв вашего любимого Ford или задать любые другие вопросы.
Еще от Blackstock Ford
Нагнетатель | машиностроение | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- В этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы. - Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - #WTFact Видео
В #WTFact Британника делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
- Студенческий портал
Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.