Системы наддува

Системы наддува

Для наддува двигателя применяют приводной нагнетатель (компрессор) (см. рис. 1.5, а) или турбокомпрессор (см. рис. 1.5, б), а в комбинированной системе наддува на первой ступени — приводной нагнетатель, а на второй — турбокомпрессор (ТК).

Приводной нагнетатель имеет механическую связь с коленчатым валом двигателя, что обеспечивает на малых частотах вращения и при разгоне высокое давление наддува, хорошие динамические свойства транспортного средства, уменьшение выброса сажи дизелем.

Газотурбинный наддув предполагает использование энергии отработавших газов для привода ТК. Несмотря на увеличение работы выталкивания из-за установки турбины на пути движения отработавших газов, турбонаддув позволяет получить ряд преимуществ в сравнении с наддувом от приводного нагнетателя:

улучшить топливную экономичность;

снизить габариты системы наддува;

повысить степень форсирования двигателя благодаря большему давлению наддува на средних и высоких частотах вращения;

уменьшить уровень шума.

Существуют следующие варианты организации наддува по способу подвода газа от цилиндров к турбине:

изобарная система с близким к постоянному давлением газа перед турбиной предполагает, что газы из всех цилиндров для сглаживания пульсации их давления подводятся в общий выпускной коллектор большого объема, а затем поступают в стационарном потоке на лопатки турбины, работающей с высоким КПД. Однако при расширении в этом коллекторе газы теряют часть энергии;

импульсная система с пульсирующим потоком газа перед турбиной предполагает подвод газов к турбине от нескольких групп цилиндров, которые объединены общим трубопроводом. В одну группу объединяют два-три цилиндра так, чтобы их фазы впуска по возможности не перекрывались. Длину впускного коллектора делают минимальной для наилучшего использования энергии отработавших газов в турбине. Газы от каждой группы цилиндров подводятся к определенной части окружности колеса турбины. В выпускном коллекторе создаются колебательные импульсы для уменьшения работы выталкивания.

Работа, совершаемая импульсной турбиной, больше изобарной: потери энергии при перетекании газа меньше, а сумма работ газа за цикл — больше. Однако КПД турбины снижается из-за пульсации давления на входе в нее. Поэтому импульсные системы эффективны на малых частотах вращения и сравнительно низком наддуве при давлениях в выпускном коллекторе 0,16 МПа и ниже, а изобарные системы — на больших частотах вращения и при высокой степени форсирования турбонаддувом, когда пульсации давления сглаживаются.

Промежуточное охлаждение наддувочного воздуха, нагреваемого при сжатии в компрессоре автотракторных двигателей до температуры 70…130 «С, организуют между компрессором и впускным коллектором двигателя. Это увеличивает массовое наполнение цилиндров и позволяет повысить мощность двигателя, улучшить топливную экономичность, уменьшить тепловую напряженность деталей. В автомобильных двигателях используются два типа охладителей наддувочного воздуха: воздухо-воздушный и водовоздушный.

Воздуховоз душный охладитель устанавливают перед масляным и жидкостным радиаторами двигателя. Охлаждение организуют потоками встречного и создаваемым вентилятором воздуха. Охладитель обычно используют при невысоких степенях форсирования и наличии встречного потока воздуха (на автомобилях).

Возврат к списку

Японские автомобили с аукционов и со стоянки

звоните (495) 411-04-95

Тюнинг

Тюнинг эктерьера
Тюнинг интерьера
Тюнинг подвески
Тюнинг двигателя
Аксессуары

Автозвук

Производители
Сабвуферы
Фронтальная акустика

Тыловая акустика
Подиумы
Материалы для звукоизоляции

Система наддува в двигателях внутреннего сгорания. Тема 2.16

1. ПМ.01. Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта МДК 01.01 Устройство автомобилей

Раздел 2. Конструкция двигателя и рабочие процессы
Тема 2.16. Система наддува в двигателях внутреннего сгорания
Урок № 56
Механический (компрессорный) наддув
Газотурбинный наддув
Учебник АВТОМОБИЛИ . Устройство автотранспортных средств А.Г. Пузанков ,
7.6. Турбонаддув в дизелях, стр. 172.
Учебник «Основные конструкции автомобиля» Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. Глава 2 Двигатель,
Параграф 16, Наддув в ДВС, стр. 111 — 116
& 5.4. Виды наддува Глава 15 Система питания двигателя. Учебника В.К. Вахламова, М.Г. Шатрова, Юрчевского
«Автомобили» стр. 76.

2. Методы форсирования двигателя

наддув

3. наддув

Мощность
двигателя
можно
повышать
экстенсивно,
увеличивая
рабочий объем
цилиндра Vh или
число
цилиндров,
однако при этом
возрастают
габаритные
размеры и масса
двигателя.

5. Повышение литровой мощности

Мероприятия
по
интенсивном
у повышению
мощности
оценивают
литровой
мощностью
Nn, которая
представляет
собой
отношение
номинальной
эффективной
мощности к
рабочему
объему
двигателя.

6. НАДДУВ

Номинальн
ая частота
вращения
современн
ых
двигателей
с искровым
зажигание
м
достигает
6500
мин»1,
наддувом.

7. Дизельный грузовой автомобиль у дизелей грузовых автомобилей — 2600 мин»1 коленвала

Дизельный грузовой автомобиль
у дизелей грузовых автомобилей — 2600 мин»1 коленвала

8. Дизельный легковой автомобиль а у дизелей легковых автомобилей — 5500 мин»1

Дизельный легковой автомобиль а у
дизелей легковых автомобилей — 5500 мин»1
.

9. Бензиновый легковой автомобиль Какое количество оборотов в минуту у коленчатого вала?

10. Дизельный легковой автомобиль Какое количество оборотов в минуту у коленчатого вала?

11. Дизельный грузовой автомобиль Какое количество оборотов в минуту у коленчатого вала?

12. НАДДУВ

Различают
четыре
основные типа
наддува:
динамический
(резонансный)
, наддув от
приводного
компрессора,
газотурбинны
й
и
комбинирован
ный.
ФОРСИРОВНИЕ ДВС — НАДДУВ
Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др.
И20 Основы конструкции автомобиля. — М. 000 «Книжное издательство
«За рулем», 2005. — 336 с: ил.
http://avto-blogger.ru/dv/chto-takoe-dvigatel-tsi.html
http://avto-i-avto.ru/tyuning-avto/kompressor-ili-turbina-dlya-avtomobilya.html

14. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,

и
турбонаддув, при котором компрессор приводится в действие турбиной
благодаря энергии отработавших газов.

15. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором)

Одним из способов повышения мощности двигателя внутреннего сгорания
является увеличение количества поступающего в цилиндры воздуха. Подача в
двигатель воздуха при положительном давлении называется наддувом

17. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод,

18. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод

19.

В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический приводВ ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом
(компрессором), имеющим механический привод
В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом
(компрессором), имеющим механический привод

22. В ДВС применяют механический наддув, когда воздух закачивается специальным насосом (компрессором), имеющим механический привод

23. В турбокомпрессоре используются центробежные насосы

Для повышения степени наддува и снижения высокой тепловой
напряженности лопаток турбины в системе наддува организуют
охлаждение надувочного воздуха

25. Для достижения фазы наддува, т. е. момента, когда давление воздуха на впуске превысит атмосферное, необходимо, чтобы была

достигнута определенная
частота вращения турбины (не менее 60 000 мин-1)

26. При малых оборотах двигателя турбокомпрессор работает в дежурном режиме (частота 5 000-10 000 мин-1).

Необходимо учитывать, чтоналичие
турбины в выпускном тракте создает сопротивление выходу отработавших газов

27. Существует две проблемы, связанные с наддувом двигателей. Первая заключается в том, что давление наддува увеличивает степень

сжатия двигателя и увеличивает склонность
двигателя к детонации.

28. Если не предусмотреть специальных мер, этот процесс приведет к разрушению деталей двигателя или турбокомпрессора.

29. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА

30. имеющим механический привод, и турбонаддув, при котором компрессор приводится в действие турбиной благодаря энергии

отработавших газов.

31. Одним из способов повышения мощности двигателя внутреннего сгорания является увеличение количества поступающего в цилиндры

воздуха

32. За счет чего произойдет увеличение мощности ДВС при увеличении объема подачи воздуха в цилиндр?

33. Увеличение мощности ДВС при увеличенной подачи воздуха произойдет за счет увеличения заряда в камере сгорания.

ЭБУ сделаетвпрыск бензина пропорционально поступившему воздуху

34. Подача в двигатель воздуха при положительном давлении называется наддувом.

35. В настоящее время зарубежными фирмами производится от 50 до 90 % двигателей с наддувом от общего объема выпускаемых двигателей.

36. Турбокомпрессоры получили наибольшее распространение.

37. Под действием центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками, воздух отбрасывается к периферии колеса

38. а в его центре создается разрежение, что обеспечивает всасывание воздуха

39. Для эффективной работы турбокомпрессора частота вращения колеса компрессора должна быть очень высокой не менее 50-100 тыс.

мин-1.

40. При работе ДВС из выпускного трубопровода под давлением выбрасываются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру.

41. Поток газов приводит во вращение колесо турбины, которое передается закрепленному на общем вале колесу компрессора.

42. Для достижения фазы наддува, т.

е. момента, когда давление воздуха на впуске превысит атмосферное, необходимо, чтобы быладостигнута определенная частота вращения турбины
(не менее 60 000 мин-1).

43. При малых оборотах двигателя турбокомпрессор работает в дежурном режиме (частота 5 000-10 000 мин-1).

44. Необходимо учитывать, что наличие турбины в выпускном тракте создает сопротивление выходу отработавших газов.

45. Существует две проблемы, связанные с наддувом двигателей.

46. Первая заключается в том, что давление наддува увеличивает степень сжатия двигателя и…(к чему это может привести)?

47. и увеличивает склонность двигателя к детонации.

48. Вторая проблема связана с тем, что чем больше частота вращения коленчатого вала, тем больше образуется отработавших газов и тем

быстрее вращается компрессор, увеличивая количество воздуха, поступающего в
цилиндры.

49. Это приводит к увеличению мощности двигателя и одновременному увеличению количества отработавших газов с последующим ростом

числа оборотов турбины

50.

Если не предусмотреть специальных мер, этот процесс приведет к разрушению деталей двигателя или турбокомпрессора.

51. THE END

52. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА

53. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА

54. Известно, что сжатие воздуха приводит к повышению его температуры и ………….. ……………………………..это в связи с чем?

55. В современных наддувных двигателях часто применяют промежуточное охлаждение поступающего от турбокомпрессора воздуха

56. С этой целью воздух, сжатый в турбокомпрессоре, поступает в специальный теплообменник, в котором воздух охлаждается до

температуры 5 0 — 6 0 «С.

57. Охлаждение воздуха дает возможность улучшить наполнение цилиндров за счет увеличения плотности воздуха и снизить вероятность

возникновения детонации.

58. Охлаждение воздуха повышает мощность двигателя с наддувом примерно на 20 % при одновременном улучшении топливной экономичности.

59. THE END

60. РЕГУЛИРОВАНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА

61.

Принцип регулирования заключается в ограничении частоты вращения турбокомпрессора после достижения необходимого давлениянаддува

62. С этой целью используется специальный перепускной клапан, который ограничивает количество отработавших газов, проходящих через

турбину

63. В системе выпуска перед турбиной имеется обводной (байпасный) канал, который дает возможность отработавшим газам миновать

турбину.

64. Этот канал открывается перепускным клапаном. Чувствительным элементом клапана является подпружиненная мембрана,на которую

воздействуют две
противоположно направленные силы: сила сжатия пружины и давление воздуха
после турбокомпрессора.

65. При достижении заданного давления наддува мембрана прогибается, сжимая пружину, а соединенный с мембраной клапан открывает

обводной канал.

66. При достижении заданного давления наддува мембрана прогибается, сжимая пружину, а соединенный с мембраной клапан открывает

обводной канал.

67. Давление наддува можно отрегулировать предварительным сжатием пружины.

68. В современных двигателях с турбонаддувом максимальное давление наддува регулируется системой управления двигателем.

69. Компьютер получает сигнал от датчика абсолютного давления, сравнивает его с величиной номинального значения давления,

содержащимся
в памяти, и управляет электромагнитным перепускным клапаном

70. Работа электромагнитного клапана корректируется в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов двигателя.

71. Турбокомпрессор Garret: 1 — лопатки турбины; 2 — корпус турбины; 3 — тепловая защита; 4 — корпус подшипников; 5 — упор; 6 —

защитная пластина; 7
— корпус компрессора; 8 — диффузор; 9 — клапан; 10 — насос компрессора; 11
— уплотнение; 12 — подшипник; 13 — втулка подшипника; 14 — заслонка

72. Очень важный вопрос — выбор правильного размера турбины для конкретного двигателя.

73. В первых двигателях с турбонаддувом для легковых автомобилей 1970-х гг.

использовались готовые конструкции, разработанные, какправило, для
дизелей больших грузовых автомобилей

74. Такие устройства давали хороший результат для увеличения максимальной мощности, но были неэффективными для получения большого

крутящего
момента в среднем диапазоне частот вращения двигателя, т. е. для получения
достаточной приемистости автомобиля

75. Большие турбины требовали некоторого времени на «раскрутку», когда при небольших нагрузках открывалась дроссельная заслонка,

что приводило к
задержке нарастания давления наддува. Этот эффект получил название турбоямы.

76. Большинство современных турбокомпрессоров легковых автомобилей имеют небольшие размеры и высокую частоту вращения.

77. Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которых турбонаддув обеспечивает повышение давления,

применяются по два
турбокомпрессора на одном двигателе.

78. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй при высоких.

79. В последних поколениях наддувных двигателей стали применяться турбокомпрессоры с переменной геометрией, которые сохраняют

высокую
скорость газов при малых нагрузках, так что турбина всегда вращается с нужной
скоростью.

80. В таких турбокомпрессорах поток направляемых на турбину газов управляется с помощью специальных поворачивающихся заслонок.

81. Одновременный поворот заслонок производится с помощью штока вакуумной камеры. Разрежение в камере регулируется электромагнитным

клапаном по сигналу компьютера.

82. Компания DaimlerChrysler, которая на своих автомобилях Mercedes в течение продолжительного времени применяла механический

наддув, сейчас использует
турбокомпрессор с изменяемой геометрией, в котором поворот заслонок
осуществляется с помощью электродвигателя

83. При работе системы турбонаддува происходит сильный нагрев турбины, а компрессор остается сравнительно холодным.

84. Очень важным узлом, определяющим долговечность турбокомпрессора, является узел подшипников вала.

Обычно масло для смазкиподшипников подается под давлением из системы
смазки двигателя

85. Иногда для повышения работоспособности наддува применяют охлаждение корпуса турбины жидкостью из системы охлаждения двигателя.

86. После продолжительного движения на высокой скорости автомобиля с турбонаддувом турбина может раскрутиться до высоких скоростей

(сотни тысяч оборотов в минуту).

87. После остановки двигателя турбокомпрессор останавливается не сразу, а масло уже не поступает к подшипникам. Чтобы не произошло

повреждения
подшипников, рекомендуется перед выключением двигателя дать ему
возможность некоторое время поработать на холостом ходу

88. Очень хорошо система турбонаддува работает в дизелях. Отработавшие газы в дизеле холоднее, чем в бензиновых двигателях, что

облегчает работу турбокомпрессора, и,
кроме того, в дизеле не существует опасности возникновения детонации. Поэтому
неслучайно, что турбонаддув устанавливается почти на всех современных дизельных
двигателях легковых автомобилей

89.

В многоцилиндровых двигателях с большим рабочим объемом некоторых грузовых автомобилей отработавшие газы продолжают обладатьбольшой
энергией, даже после прохождения турбокомпрессора.

90. Эту энергию можно использовать для дальнейшего повышения мощностных характеристик двигателя, создавая так называемые

турбокомпаундные двигатели

91. В таком двигателе часть энергии отработавших газов используется для раскручивания дополнительной турбины, которая через

гидравлическую муфту
связана с коленчатым валом. Такая конструкция дает возможность, увеличить
крутящий момент на вале двигателя.

92. THE END

93. МЕХАНИЧЕСКИЙ НАДДУВ

94. Механический наддув появился раньше турбонаддува, но до настоящего времени остается альтернативой турбонаддуву. Частота

вращения насоса-компрессора
любой механической системы наддува прямо пропорциональна частоте вращения
коленчатого вала (поскольку приводится от него).

95. Поэтому и количество воздуха при наддуве пропорционально частоте вращения.

При этом исключаются высокие температуры и задержкинаддува

96. С другой стороны, системы механического наддува занимают больше места, требуют специального привода (обычно зубчатый ремень) и

сильно шумят. В качестве насосов в
системе механического наддува могут использоваться различные устройства, но
наибольшее распространение получили нагнетатели типа Ruts

97. Наддув с механическим приводом компрессора

Наддув
с
механическим
приводом
компрессора от
коленчатого вала
позволяет
хорошо
согласовать
работу
компрессора
с
тяговыми
характеристикам
и двигателя.

98. Наддув с механическим приводом компрессора

Он
обычно
используется для
кратковременного
повышения
мощности ДВС за
счет
невысокой
степени наддува.
Однако
применение такого
наддува вызывает
существенное
снижение
экономичности
двигателя,
что
обусловлено
затратами энергии
на
привод
компрессора.

99. THE END

100. Газотурбинный наддув получил наиболее широкое распространение в современных двигателях.

101. Газотурбинный наддув

Для привода
центробежн
ого
компрессора
/используетс
я часть
энергии
отработавш
их газов,
поступающи
х на лопатки
газовой
турбины .

102. Агрегат, объединяющий газовую турбину и компрессор, называют турбокомпрессором

103. При газотурбинном наддуве возможны два способа использования энергии отработавших газов:

104. при постоянном давлении перед турбиной — отработавшие газы поступают в ресивер, а затем при постоянном давлении подаются на

турбину;
. В связи со снижением
энергии
отработавших
газов на малых нагрузках в
начале разгона может не
обеспечиваться подача в
цилиндр
требуемого
количества свежего заряда.
Эти недостатки могут
быть устранены путем
использования
комбинированного наддува
—
последовательной
комбинации
наддува
с
приводным компрессором и
газотурбинного
наддува.
Применение газотурбинного
наддува
обеспечивает
увеличение
мощности
двигателя на 20… 50 %.

106. При газотурбинном наддуве механическая связь агрегата наддува с коленчатым валом двигателя отсутствует, поэтому могут

существенно ухудшиться тяговые
характеристики и приемистость двигателя из-за инерционности турбинного
колеса

108. Импульсный наддув отработавшие газы подаются непосредственно на турбину

109. Импульсный наддув наиболее эффективен при малых значениях давления наддува (рк < 0,15 МПа), когда энергия импульса оказывается

Импульсный наддув
наиболее эффективен при малых значениях давления наддува (рк <
0,15 МПа), когда энергия импульса оказывается значительно больше
среднего значения давления

111. Динамический (резонансный) наддув предполагает использование колебательных явлений в системе впуска и выпуска, возникающих в

результате циклического повторения процессов газообмена в
цилиндре.

112. Принцип его заключается в создании зоны сжатия свежего заряда перед впускным клапаном до момента его закрытия, что обеспечивает

увеличение массы поступающего в цилиндр заряда

113. Кроме того, в выпускном трубопроводе во время перекрытия клапанов за закрывающимся выпускным клапаном создается зона разрежения

отработавших газов, что позволяет улучшить очистку
цилиндра и полнее заполнить его свежим зарядом

114. Конструктивно данная настройка системы осуществляется путем изменения длины и площади проходного сечения впускных и выпускных

каналов. В ряде
конструкций длина впускного трубопровода изменяется в зависимости от режима
работы двигателя.

115. Динамический наддув позволяет увеличить мощность двигателя на 5…10%.

117. НАДДУВ повторение пройденной темы

118. По мере повышения степени наддува увеличивается механическая и тепловая напряженность элементов, формирующих камеры сгорания

119. Предъявляет повышенные требования к их конструкции и материалам, к эффективности системы охлаждения и качеству используемого

масла.

120. Для повышения степени наддува и снижения высокой тепловой напряженности лопаток турбины в системе наддува организуют охлаждение

надувочного воздуха
В двигателях с
искровым
зажиганием
применение
наддува требует
принятия
специальных
мер
по
предотвращени
ю
нарушения
процесса
сгорания,
называемого
детонацией:
некоторого
снижения
степени сжатия,
интенсификации
охлаждения
деталей камеры
сгорания

122. В настоящее время зарубежными фирмами производится от 50 до 90 % двигателей с наддувом от общего объема выпускаемых двигателей

В
ДВС
применяют
механически
й
наддув,
когда воздух
закачивается
специальны
м
насосом
(компрессор
ом),
имеющим
механически
й привод, и
турбонаддув,
при котором
компрессор
приводится в
действие
турбиной
благодаря
энергии
отработавши
х
газов.
Турбокомпре
ссоры
получили
наибольшее
распростран
ение

123.

В турбокомпрессоре используются центробежные насосыПод
действием
центробежных
сил, вызванных вращением
колеса с лопатками, воздух
отбрасывается к периферии
колеса,
а в его центре создается
разрежение,
что
обеспечивает
всасывание
воздуха
Для эффективной работы
турбокомпрессора частота
вращения
колеса
компрессора должна
быть очень высокой не
менее 50-100 тыс. мин-1.
Для достижения фазы
наддува, т. е. момента,
когда давление воздуха
на впуске превысит
атмосферное,
необходимо, чтобы была
достигнута
определенная частота
вращения турбины
(не менее 60 000 мин-1).
При малых оборотах
двигателя
турбокомпрессор
работает в дежурном
режиме (частота 5 00010 000 мин-1).
Необходимо учитывать,
что наличие турбины
в выпускном тракте
создает сопротивление
выходу отработавших
газов.

125. ТУРБОКОМРЕССОР

Существует две проблемы, связанные
с наддувом двигателей. Первая заключается
в том, что давление наддува увеличивает
степень сжатия двигателя и увеличивает
склонность двигателя к детонации. Вторая
проблема связана с тем, что чем больше частота
вращения коленчатого вала, тем больше
образуется отработавших газов и тем
быстрее вращается компрессор, увеличивая
количество воздуха, поступающего в цилиндры.
Это приводит к увеличению мощности
двигателя и одновременному увеличению
количества отработавших газов с последующим
ростом числа оборотов турбины. Если
не предусмотреть специальных мер, этот
процесс приведет к разрушению деталей
двигателя или турбокомпрессора.

126. теплообменник

Известно, что сжатие воздуха
приводит к повышению его
температуры. В современных
наддувных двигателях часто
применяют промежуточное
охлаждение поступающего от
турбокомпрессора воздуха. С этой
целью воздух, сжатый в
турбокомпрессоре, поступает в
специальный теплообменник,
в котором воздух охлаждается до
температуры 5 0 — 6 0 «С. Охлаждение
воздуха дает возможность улучшить
наполнение цилиндров за счет
увеличения плотности воздуха и
снизить вероятность возникновения
детонации. Охлаждение воздуха
повышает мощность двигателя с
наддувом примерно на 20 % при
одновременном улучшении
топливной экономичности.

127. РЕГУЛИРОВАНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА

Принцип регулирования заключается в
ограничении частоты вращения
турбокомпрессора после достижения
необходимого давления наддува. С этой
целью используется специальный
перепускной клапан, который ограничивает
количество отработавших газов,
проходящих через турбину В системе
выпуска перед турбиной имеется обводной
(байпасный) канал, который дает
возможность отработавшим газам
миновать турбину. Этот канал открывается
перепускным клапаном. Чувствительным
элементом клапана является
подпружиненная мембрана, на которую
воздействуют две противоположно
направленные силы: сила сжатия пружины
и давление воздуха после
турбокомпрессора.

128. Турбокомпрессор Garret:

Турбокомпрессо
р Garret:
В современных двигателях с
турбонаддувом максимальное
давление наддува регулируется
системой управления
двигателем. Компьютер получает
сигнал от датчика абсолютного
давления, сравнивает его с
величиной номинального
значения давления,
содержащимся в памяти, и
управляет электромагнитным
перепускным клапаном. Работа
электромагнитного
клапана корректируется в
зависимости от скоростного и
нагрузочного режимов двигателя

129. Схема работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией

Очень важный вопрос — выбор
правильного размера турбины для
конкретного двигателя. В первых
двигателях с турбонаддувом для
легковых автомобилей 1970-х гг.
использовались готовые конструкции,
разработанные, как правило, для
дизелей больших грузовых
автомобилей. Такие устройства давали
хороший результат для увеличения
максимальной мощности, но были
неэффективными для получения
большого крутящего момента в
среднем диапазоне частот вращения
двигателя, т. е. для получения
достаточной приемистости автомобиля.
Большие турбины требовали
некоторого времени на «раскрутку»,
когда при небольших нагрузках
открывалась дроссельная заслонка, что
приводило к задержке нарастания
давления наддува. Этот эффект
получил название турбоямы.

130. турбокомпрессор с изменяемой геометрией

Большинство
современных
турбокомпрессоров легковых автомобилей
имеют небольшие размеры и высокую
частоту вращения. Для того чтобы увеличить
диапазон частот вращения двигателя, при
которых
турбонаддув
обеспечивает
повышение давления, применяются по два
турбокомпрессора на одном двигателе. Один
турбокомпрессор работает при низких
оборотах, а второй при высоких. В последних
поколениях наддувных двигателей стали
применяться
турбокомпрессоры
с
переменной геометрией которые сохраняют
высокую скорость газов при малых
нагрузках, так что турбина всегда вращается
с
нужной
скоростью.
В
таких
турбокомпрессорах поток направляемых на
турбину газов управляется с помощью
специальных поворачивающихся заслонок.
Одновременный
поворот
заслонок
производится с помощью штока вакуумной
камеры. Разрежение в камере регулируется
электромагнитным клапаном по сигналу
компьютера.

131. Дизельный двигатель с турбонадувом

При работе системы турбонаддува происходит
сильный нагрев турбины, а компрессор остается
сравнительно холодным. Очень важным узлом,
определяющим долговечность турбокомпрессора,
является узел подшипников вала. Обычно масло
для смазки подшипников подается под давлением
из системы смазки двигателя. Иногда для
повышения работоспособности наддува
применяют охлаждение корпуса турбины
жидкостью из системы охлаждения двигателя.
После продолжительного движения на высокой
скорости автомобиля с турбонаддувом турбина
мо- жет раскрутиться до высоких скоростей
(сотни тысяч оборотов в минуту). После
остановки двигателя турбокомпрессор
останавливается не сразу, а масло уже не
поступает к подшипникам. Чтобы не произошло
повреждения подшипников, рекомендуется перед
выключением двигателя
дать ему возможность некоторое время
поработать на холостом ходу.

132. Турбокомпаундный двигатель Scania

Очень хорошо система турбонаддува
работает в дизелях. Отработавшие газы в
дизеле холоднее, чем в бензиновых
двигателях, что облегчает работу
турбокомпрессора, и, кроме того,
в дизеле не существует опасности
возникновения детонации. Поэтому
неслучайно, что турбонаддув
устанавливается почти на всех современных
дизельных двигателях легковых
Автомобилей В многоцилиндровых
двигателях с большим рабочим объемом
некоторых грузовых автомобилей
отработавшие газы продолжают обладать
большой энергией, даже после прохождения
турбокомпрессора. Эту энергию можно
использовать для дальнейшего повышения
мощностных характеристик двигателя,
создавая так называемые турбокомпаундные
двигатели В таком двигателе часть энергии
отработавших газов используется для
раскручивания дополнительной турбины,
которая через гидравлическую муфту
связана с коленчатым валом. Такая
конструкция дает возможность, увеличить
крутящий момент на вале двигателя.

133. МЕХАНИЧЕСКИЙ НАДДУВ

Механический наддув появился
раньше турбонаддува, но до
настоящего времени остается
альтернативой турбонаддуву. Частота
вращения насоса-компрессора любой
механической системы наддува
прямо пропорциональна частоте
вращения коленчатого вала
(поскольку приводится от него).
Поэтому и количество воздуха при
наддуве пропорционально частоте
вращения. При этом исключаются
высокие температуры и задержки
наддува. С другой стороны,
системы механического наддува
занимают больше места, требуют
специального привода (обычно
зубчатый ремень) и сильно шумят. В
качестве насосов в системе
механического наддува могут
использоваться различные
устройства, но наибольшее
распространение
получили нагнетатели типа Rut

135. Домашнее задание

Учебник АВТОМОБИЛИ . Устройство автотранспортных средств А. Г. Пузанков ,
7.6. Турбонаддув в дизелях, стр. 172.
Учебник «Основные конструкции автомобиля» Иванов A.M., Солнцев А.Н.,
Гаевский В.В. Глава 2 Двигатель, Параграф 16, Наддув в ДВС, стр. 111 – 116
& 5.4. Виды наддува Глава 15 Система питания двигателя. Учебника В.К.
Вахламова, М.Г. Шатрова, Юрчевского «Автомобили» стр. 76.
Индивидуальные задания студентам
Сделать презентации на тему: «Механический наддув».
Сделать презентации на тему: «Газотурбинный наддув».
Сделать презентации на тему: «Устройство турбокомпрессора».
Сделать презентации на тему: «Устройство турбокомпрессора».
Сделать презентации на тему: «Регулирование давления наддува».
Сделать презентации на тему: «Виды наддува».

Системы наддува самолетов | SKYbrary Aviation Safety

Система, которая обеспечивает комфорт и безопасность экипажа и пассажиров, контролируя давление в кабине и воздухообмен изнутри самолета наружу.

Авиационные двигатели становятся более эффективными с увеличением высоты, сжигая меньше топлива при заданной скорости полета. Кроме того, при полете над погодными условиями и связанной с ними турбулентностью полет становится более плавным, а самолет менее утомляемым. Поэтому экипажи обычно летают как можно ближе к крейсерскому потолку самолета, в зависимости от правил полета и любых других ограничений, таких как кислородная система самолета. Чтобы иметь возможность летать на больших высотах, самолет должен быть герметизирован, чтобы экипаж и пассажиры могли дышать без дополнительного кислорода.

Салон и грузовые отсеки (или багажные отсеки) на большинстве самолетов находятся внутри герметичного блока, способного удерживать воздух под давлением, превышающим давление окружающей среды снаружи самолета. Отбираемый воздух из газотурбинных двигателей используется для повышения давления в кабине, а воздух выпускается из кабины с помощью выпускного клапана. С помощью регулятора давления в кабине для управления потоком воздуха через выпускной клапан давление внутри самолета можно увеличивать или уменьшать по мере необходимости либо для поддержания заданного перепада давления, либо для поддержания заданной высоты в кабине.

На практике, когда самолет набирает высоту, для удобства пассажиров система наддува будет постепенно увеличивать высоту кабины и перепад давления в то же время. Если самолет продолжает набор высоты после достижения максимального перепада давления, перепад давления будет поддерживаться при наборе высоты кабины. Максимальная крейсерская высота будет ограничена необходимостью поддерживать высоту кабины на уровне 8000 футов или ниже.

Бортовой высотомер, дифференциальный манометр и датчик скорости набора высоты в кабине помогают экипажу следить за наддувом самолета.

События, хранящиеся в базе данных SKYbrary A&I, которые включают ссылки на систему кондиционирования воздуха, включают:

B738, в пути, к юго-западу от Меца, Франция, 2018 г. испытал внезапную быструю разгерметизацию. Затем последовал аварийный спуск до эшелона полета 090, но высота кабины не контролировалась вручную, и после того, как давление в кабине поднялось до уровня, эквивалентного 7000 футов ниже уровня моря, немедленное выравнивание кабины и фактической высоты привело ко второй внезапной разгерметизации. Диверсия во Франкфурт-Хан была завершена без дальнейших событий. Первая разгерметизация произошла из-за кратковременной и редкой неисправности регулятора давления, но травмы пассажиров считались связанными с полным отсутствием контроля наддува во время аварийного снижения.

B788, в пути, северо-западная часть Тихого океана, 2019 г.

1 июня 2019 г. самолет Boeing 787-8 потерял все кондиционеры в салоне после того, как оба блока вышли из строя менее чем в часе пути от пункта назначения, Нарита. Когда высота кабины достигла 10 000 футов, уже начавшийся спуск был завершен как аварийный, и после этого полет прошел без дальнейших событий. Расследование показало, что, хотя почти двумя месяцами ранее была выпущена измененная нестандартная процедура, ограничивающая сброс упаковки до максимальной высоты 35000 футов, она все еще находилась «на рассмотрении» у оператора, который с тех пор внес поправки в свои процедуры оценки сообщений производителя, которые влияние на безопасность эксплуатации.

A319, Хельсинки, Финляндия, 2018 г.

3 августа 2018 г. дым начал усиливаться в пассажирском салоне, но не в кабине экипажа самолета Airbus A319, выруливающего на вылет из Хельсинки. Бортпроводники уведомили капитана, который остановил самолет и санкционировал экстренную эвакуацию. Затем это началось, когда двигатели все еще работали, и неадекватные инструкции для пассажиров привели к совершенно беспорядочной эвакуации. Следствие объяснило это неадекватными процедурами экипажа, которые предусматривали эвакуацию по приказу капитана только по причинам, о которых они были непосредственно осведомлены, а не ситуацией, когда необходимость эвакуации была очевидна только в кабине.

B738, Глазго, Великобритания, 2012 г.

19 октября 2012 г. самолет Boeing 737-800, выполнявший рейс Jet2, вылетевший из Глазго, совершил прерванный взлет на высокой скорости, когда в кабине экипажа появился странный запах, и старший бортпроводник сообщил о том, что появилось быть дым в салоне. В результате последующей экстренной эвакуации один пассажир получил серьезную травму. Следствию не удалось окончательно определить причину дыма, а также обнаруженных запахов гари, но чрезмерная влажность в системе кондиционирования воздуха была сочтена вероятным фактором, и впоследствии Оператор внес изменения в свои процедуры технического обслуживания.

A320, в пути, к северу от острова Эланд Швеция, 2011 г.

5 марта 2011 г. самолет Finnair Airbus A320 следовал в западном направлении во время круиза в южном воздушном пространстве Швеции после отправки с системой отвода воздуха от двигателя 1, когда система отвода воздуха от двигателя 2 не работала. потерпел неудачу, и был необходим аварийный спуск. Расследование показало, что система двигателя 2 отключилась из-за перегрева и что доступ к упреждающим и реактивным процедурам, связанным с операциями только с одной доступной системой отбора воздуха, был недостаточным. Было отмечено, что экипаж не использовал воздух ВСУ для поддержания наддува кабины во время завершения полета.

A320, в пути, к западу-юго-западу от Карачи Пакистан, 2018 г.

5 марта 2018 г. экипаж самолета Airbus A320, снижавшегося в направлении Карачи, заметил медленное, но постоянное падение давления в кабине, что в конечном итоге привело к срабатыванию предупреждения о превышении высоты в кабине, которое заставил их надеть кислородные маски, начать аварийный спуск и объявить PAN УВД до тех пор, пока ситуация не нормализуется. Расследование показало, что причиной была обработка внутренне искаженных данных в активном контроллере давления в кабине, который использовал высоту посадочной площадки более 10 000 футов. Отмечается, что Airbus разрабатывает модифицированный контроллер, который предотвратит ошибочные расчеты данных.

A320, в пути, к северо-востоку от Гранады Испания, 2017 г.

21 февраля 2017 г. самолет Airbus A320, отправленный с неработающим ВСУ, испытал последовательные отказы систем кондиционирования воздуха и наддува, второй из которых произошел на эшелоне полета FL300 и вызвал объявление MAYDAY и аварийный спуск, за которым последовал плавный переход в Аликанте. Расследование показало, что причиной двойного отказа, вероятно, была необнаруженная и необнаруженная деградация системы регулирования отбора воздуха самолета, и, отметив возможную сопутствующую ошибку технического обслуживания, рекомендовалось провести новую плановую задачу технического обслуживания для проверки компонентов системы отбора воздуха типа самолета. система быть установлена.

B738, в пути, недалеко от Сиднея, Австралия 2018

12 июля 2018 г. самолет Boeing 737-800 поднимался на эшелон FL135 вскоре после взлета из Сиднея, в то время как первый помощник выполнял линейную тренировку, когда прозвучал звуковой сигнал предупреждения о высоте в кабине, потому что оба воздуха кондиционеры не были включены. Капитан взял на себя управление и снизил самолет до FL100, пока ситуация не нормализовалась и намеченный полет не был завершен. Расследование отметило, что, хотя оба пилота имели опыт управления другими типами самолетов, у обоих было ограниченное время на Боинге 737, и они пришли к выводу, что неправильная конфигурация системы была следствием неправильного управления процедурами и контрольными списками.

E190, в пути, к юго-западу от Турку, Финляндия, 2017 г.

3 декабря 2017 г. самолет Embraer E190, следовавший по маршруту на эшелоне полета FL310, уже возвращался в Хельсинки из-за запаха гари в кабине экипажа, когда в салоне появился дым. затем дым в кабине экипажа. Авиадиспетчерам было объявлено MAAYDAY, сообщившее о «пожаре на борту», ​​и их предложение об отводе в Турку было принято. Ситуация сначала улучшилась, но ухудшилась после приземления, что вызвало предупредительную аварийную эвакуацию. Впоследствии следствие приписало дым неисправной машине воздушного цикла. Также были выявлены проблемы с недоступными дымовыми колпаками бортпроводников, а также с проведением и последствиями эвакуации.

B764, в пути, Оденкур, Франция, 2017 г.

23 августа 2017 г. самолет Boeing 767-400ER, вылетевший из Цюриха для трансатлантического перехода, столкнулся с проблемой герметизации кабины, когда самолет приблизился к эшелону полета 100 и выровнялся для прохождения применимый контрольный список. Однако, несмотря на то, что не удалось подтвердить, что система наддува работает нормально, затем набор высоты был возобновлен, что привело к повторению той же проблемы и аварийному снижению MAYDAY с эшелона полета 200. Расследование показало, что инженер перепутал, какое давление Клапан системы должен был быть деактивирован перед вылетом и что решение летного экипажа продолжить набор высоты было рискованным.

B734, в пути, к востоку-северо-востоку от Танэгасима, Япония, 2015 г.

30 июня 2015 г. обе системы подачи стравливаемого воздуха на Боинге 737-400 на эшелоне полета 370 быстро вышли из строя, что привело к полной потере давления и после аварийный спуск до 10 000 футов QNH, полет был продолжен в запланированный пункт назначения, Кансай. Расследование показало, что обе системы вышли из строя из-за неисправности регулирующих клапанов предварительного охлаждения и что эти неисправности были вызваны ранее выявленным риском преждевременного ухудшения качества обслуживания, который был устранен в необязательном, но рекомендованном сервисном бюллетене, который не был рассмотрен оператор задействованного воздушного судна.

B789, в пути, восточная Бельгия, 2017 г.

29 апреля 2017 г. самолет Boeing 787-9, который только что достиг крейсерской высоты после отправки, имея только одну доступную главную систему ECS, начал терять давление в кабине. Предупредительный спуск и PAN были заменены на быстрый спуск и MAYDAY, когда высота кабины превысила 10 000 футов. Расследование показало, что вводу самолета в эксплуатацию не предшествовала достаточно тщательная проверка вероятной надежности оставшейся системы ECS. Также были подчеркнуты неразборчивость автоматического объявления, сопровождающего падение кислородной маски кабины, и постоянные проблемы с качеством считывания CVR с бортовых самописцев 787, защищенных от столкновений.

B773, в пути, к востоку-северо-востоку от Анкориджа, штат Арканзас, США, 2015 г.

30 декабря 2015 г. самолет Boeing 777-300, совершавший в восточном направлении Тихий океан по пути в Торонто, столкнулся с прогнозируемой турбулентностью в ясном небе от умеренной до сильной, связанной с реактивным самолетом поток по гористой местности. Некоторые пассажиры остались незащищенными и получили ранения, один серьезно, и рейс был направлен в Калгари. Расследование показало, что действия экипажа снизили риск травм, но можно было добиться большего. Также было установлено, что пилоты не располагали всей соответствующей информацией и что выход из строя части системы кондиционирования воздуха во время турбулентности произошел из-за неправильно установленного хомута.

A320, окрестности Дублина, Ирландия, 2015 г.

3 октября 2015 г. самолет Airbus A320, только что вылетевший из Дублина, подвергся воздействию дыма из системы кондиционирования воздуха как в кабине экипажа, так и в салоне. Был объявлен «PAN», и самолет вернулся, и оба пилота в целях предосторожности использовали свои кислородные маски. Расследование показало, что плановая промывка двигателя под давлением, проведенная перед вылетом, была выполнена неправильно, в результате чего загрязняющее вещество попало в отбираемый воздух, подаваемый в систему кондиционирования воздуха. Было обнаружено, что причиной ошибки стало отсутствие обучения инженеров Оператора процедурам мойки двигателя.

h35B / AS29, на маршруте/маневрировании, недалеко от Смита, штат Невада, США, 2006 г.

28 августа 2006 г. самолет Hawker 800 столкнулся с планером на высоте 16 000 футов в воздушном пространстве класса «Е». Планер стал неуправляемым, и его пилот эвакуировался на парашюте. Hawker был структурно поврежден, один двигатель остановился, но его доставили в ближайший аэропорт. Расследование отметило, что столкновение произошло в районе, хорошо известном активностью планеров, в котором транспортные самолеты часто избегали столкновений с планерами, используя информацию УВД о воздушном движении или следуя RA TCAS. Планером управлял посетитель этого района с намеренно отключенным транспондером для экономии заряда батареи.

Системы наддува самолетов: как они работают и когда они необходимы

Хорошо, давайте все сделаем глубокий вдох. Независимо от высоты, это должно быть возможно. Почему? Из-за системы наддува самолета! Люди, естественно, не должны проводить длительные периоды времени на больших высотах, поэтому нам нужна небольшая помощь, чтобы выжить. Вот почему нам нужна герметизация самолетов и как она работает.

Как правило, системы наддува самолетов подают сжатый воздух двигателя в герметичную секцию самолета, называемую «герметичным корпусом». Давление поддерживается путем контроля количества вводимого и выпускаемого воздуха для поддержания благоприятных условий для дыхательной системы человека.

Чтобы по-настоящему понять, как работает наддув, нам нужно немного понять физику о том, как газ (особенно наша атмосфера) ведет себя под давлением. Не волнуйтесь, это довольно легко!

Герметизация, атмосфера и почему важен кислород

Хотя многие скажут, что «воздух», которым мы дышим, — это кислород, технически это неверно. На самом деле кислород вовсе не самый заметный газ в нашей атмосфере!

Вот из чего состоит «воздух», которым мы дышим, в порядке его распространенности: –

• Азот: 78%
• Кислород: 21%
• Другие газы (такие как углекислый газ, аргон, метан): 1%
901 03

Человеческое тело использует кислород в этой атмосфере для питания головного мозга и других тканей. Без кислорода наш мозг, мышцы и органы очень быстро перестают функционировать. Когда нашему телу не хватает кислорода, это состояние называется гипоксией . Это может серьезно ухудшить когнитивную функцию за очень короткое время.

Хотите увидеть, насколько это может быть плохо?

Вот короткое видео о том, как людей декомпрессируют и просят выполнить простые задания… Гипоксия действительно опасна!

Почему и когда требуется наддув самолета?

Есть две причины, по которым самолетам нужны системы наддува. Первое очень очевидно, исходя из вышеизложенного. Снижение атмосферного давления приводит к значительным физиологическим эффектам.

Вторая причина? На самом деле это требование закона для некоторых самолетов. Вы можете прочитать больше об этом ниже.

Физиологические эффекты

Короче говоря, падение давления, вызванное подъемом на высоту, вызывает три эффекта, ни один из которых не является приятным для человеческого организма. К ним относятся: –

• Снижение количества используемого кислорода
• Физические эффекты в результате разного давления внутри и снаружи тела
• Падение температуры

Давайте рассмотрим каждый из них в отдельности. немного подробнее…

Usable Oxygen

Вы также можете быть удивлены, узнав, что есть те же самые процентов кислорода на высоте, как на уровне моря.

На высоте 20 000 футов «воздух» по-прежнему состоит из 21% кислорода и 78% азота.

Так зачем нам герметизация?

Из-за пониженного давления в заданном объеме воздуха содержится меньше молекул. Вы увидите из нашей таблицы ниже, что на высоте 18 000 футов атмосферное давление вдвое меньше, чем на уровне моря.

Не вдаваясь слишком глубоко в научную теорию и закон парциального давления, это означает, что ваше тело получает только половину кислорода, которое было бы на уровне моря. По причинам, которые мы описали выше, это не очень хорошо.

Физические эффекты пониженного давления

Вы когда-нибудь летали в самолете и замечали, что ваш пакет с чипсами вздулся?

Это связано с тем, что давление внутри мешка находится на уровне моря, а давление снаружи мешка ниже.

И вот в чем дело.

То же самое происходит в любой части вашего тела, где содержится газ. Это включает в себя ваш кишечник, носовые пазухи и даже ваши уши (именно поэтому они «хлопают», когда вы спускаетесь).

Длительная декомпрессия может быть крайне неудобной и даже опасной. Лопнувшие барабанные перепонки – это не шутки!

Температура

Поскольку давление воздуха падает с высотой, падает и температура.

На сколько?

Вы можете работать с потерей около 2 градусов Цельсия на 1000 футов.

Хотя это может показаться немного, если учесть, что большинство коммерческих реактивных авиалайнеров курсируют на высоте 35 000 футов. Это потеря около 70 градусов! Холодно!

Наддув является законным требованием

Федеральное авиационное управление предписывает дополнительный кислород на определенных высотах полета (обычно выше 10 000 футов).

Эти правила, касающиеся использования кислорода, находятся в: –

• CFR 14, часть 91 – Подробная информация о правилах полетов, и обычно применимы к воздушным судам , а не , эксплуатируемым в коммерческих целях.
• CFR 14, часть 135. В этом разделе подробно описывается, что должны делать операторы, и он больше ориентирован на коммерческие операции.

Вот требования: –

Высота кабины	Правило
12 500–14 000 футов (без давления)	Дополнительный кислород требуется пилотам для полета продолжительностью более 30 минут
14 000–15 000 футов (без давления)	Пилотам постоянно требуется дополнительный кислород для полетов в это время. высота над уровнем моря
25 000 футов+ (под давлением)	10-минутная подача дополнительного кислорода требуется для каждого пассажира для аварийного снижения
35 000 футов+ (под давлением)	Пилотам нужна маска для быстрого надевания, которую можно надеть одной рукой за 5 секунд. Также необходимо, чтобы оба пилота сидели за штурвалом.
41000ft+ (под давлением)	Пилоты должны постоянно получать кислород.

Почему разница во времени?

Это очень просто. По мере подъема в атмосферу атмосферное давление падает. Чем ниже давление воздуха, тем меньше у вас времени полезного сознания. На высоте 40 000 футов у вас есть около 20 секунд максимум, прежде чем вы потеряете сознание от гипоксии

…

Поэтому маски должны быть типа «быстрого надевания» на высоте или носиться постоянно!

Как атмосферное давление зависит от высоты?

Вот краткая таблица, показывающая, как атмосферное давление и температура меняются с высотой. Посмотрите на температуру и давление. Вы увидите, что не требуется особенно большой высоты, чтобы все стало очень неудобно.

9 0197 9018 8 90 189 13,7

Высота над уровнем моря (в футах)	Давление (psi)	Температура (С)
30 000	4,4	-45
28 000	4,8	— 40
26 000	5,2	-36
24 000	5,7	-32
22 000	6,2	-28
20 000	6,8	-24
18 000	7,3	-20
16 000	8,0	-16
14 000	8,6	-12
12 000	9,4	-8
10 000	10,1	-4
8000	10,9	0
6000	11,8	4
4000	12,7	8
2000	12
0	14,7	15

воздух будет ниже нуля, и даже здоровые люди могут начать замечать последствия гипоксии.

Исходя из всего вышесказанного, нам нужно решение для полета на высоте. Этим решением является система наддува самолета. Вот как это работает…

Как создается давление в самолетах?

Системы наддува самолетов обычно состоят из трех основных компонентов. Это: –

• Прочный корпус – Это хорошо герметичный контейнер, состоящий из стенок фюзеляжа, пола, потолка и дверей. Обычно он довольно герметичен, поэтому воздух не может легко выйти.
• Компрессор – Так в кабину добавляется воздух. Клапан позволяет воздуху под высоким давлением, отбираемому из ступени двигателя, поступать в кабину.
• Выпускной клапан . Слишком большое давление может быть вредным, поэтому нам также нужен способ время от времени выпускать немного воздуха. Выпускной клапан открывается и закрывается поэтапно, чтобы регулировать давление в самолете.

Как все это работает вместе?

Самолеты герметизируются с использованием довольно простой концепции.

Чтобы получить общее представление, представьте, что вы кладете большой палец на конец велосипедного насоса и нажимаете на поршень. Если у вас плотное уплотнение, вы почувствуете давление на большой палец. Это потому, что воздух нагнетается поршнем и не может выйти. Давление внутри цилиндра повышено.

Запомните эту простую концепцию, так как системы наддува самолетов работают точно так же.

• Плунжер насоса = компрессор
• Цилиндр = прочный корпус
• Большой палец = выпускной клапан

Регулируя силу нажатия на поршень, вы контролируете количество воздуха, поступающего в цилиндр. Перемещая большой палец, вы контролируете, сколько воздуха уходит. Если бы вы могли сделать это очень точно, вы могли бы поддерживать равномерное давление, уравновешивая их. это именно как работает система наддува самолета.

Очевидно, что нет плунжера и уж тем более большого пальца. Давайте посмотрим, как они выглядят на самом деле: —

Компрессор — Реактивные двигатели

При обсуждении реактивных двигателей вы услышите, что компрессор упоминается несколькими способами. Такие термины, как «машина с воздушным циклом» и просто «пакеты», очень распространены.

Современные реактивные двигатели работают, сжимая воздух, добавляя топливо и воспламеняя его. Горячие газы выбрасываются сзади, толкая самолет вперед.

Система наддува самолета крадет немного этого воздуха перед добавлением топлива (к счастью).

Этот воздух на самом деле очень горячий, поэтому он подается в рюкзаки, где он расширяется и слегка охлаждается. Оттуда, с помощью хитроумных клапанов, он попадает в кабину. Пакеты также контролируют температуру воздуха и подают более прохладный окружающий воздух.

Компрессоры – турбовинтовые

Принцип работы винтовых самолетов с турбонаддувом практически идентичен принципу работы реактивных двигателей. Единственная реальная разница заключается в том, что в некоторых системах вместо клапанов используется нечто, называемое «звуковой трубкой Вентури».

Трубка Вентури постепенно сужается. В случае турбовинтовых самолетов это ограничивает количество воздуха, которое может попасть в данный момент времени.

Герметичный корпус

Мы называем это «герметичной» частью самолета. Проще всего представить это как воздухонепроницаемую трубку. Воздух не может выйти, и даже двери запечатаны. К герметичным зонам относятся: –

• Кабина
• Кабина пилота
• Туалеты
• Грузовые отсеки

Области, которые не находятся под давлением, включают: –

• Колесные ниши
• Хвостовой обтекатель
• Обтекатель (носовая часть самолета)
9 0103

Выпускной клапан

Выпускной клапан клапан имеет жизненно важное значение для контроля над давлением (в конце концов, легче удалить воздух, чем ввести его).

Обычно это отверстие, расположенное вокруг хвостовой части, с парой закрывающихся дверей. Когда эти двери полностью открыты, может выйти много воздуха. Когда они закрыты, воздух не может выйти. Как правило, эти двери частично открыты и постоянно двигаются, чтобы регулировать самолет до заданного давления.

Все ли самолеты находятся под давлением?

Не все самолеты герметичны. Как правило, только самолеты, сертифицированные для полетов на высоте более 10 000 футов, нуждаются в системах наддува. Любая операция ниже этой высоты означает, что воздух достаточно плотный, чтобы позволить дышать большинству здоровых людей.

Реактивные авиалайнеры и коммерческие турбовинтовые самолеты гораздо более эффективны на больших высотах; следовательно, они должны иметь функционирующую систему наддува самолета.

Можете ли вы летать выше 10 000 футов без давления?

Абсолютно. Если вы придерживаетесь правил, данных FAA в CFR 14, главы 91 и 135, вы можете летать выше 10 000 футов. Но для этого (как законно, так и безопасно) вам понадобится дополнительный кислород.

Тип, используемый большинством пилотов авиации общего назначения, представляет собой портативные газообразные кислородные системы.

Это просто небольшая бутылочка, которая не является неотъемлемой частью конструкции или конструкции самолета. Они очень похожи на те, которые используются медиками скорой помощи и службами экстренного реагирования. Они состоят из 4 основных частей: –

• Баллон – для безопасного хранения кислорода
• Регулятор – Используется для контроля потока
• Маска – Обычно прикрепляется к носу и рту с помощью эластичного ремня
90 091 Манометр — позволяет быстро оценить количество оставшегося кислорода.

Что такое «высота кабины»?

Высота в кабине — термин, обозначающий воздушное эквивалентное давление воздуха внутри самолета в данный момент времени. Если высота кабины составляет, скажем, 4000 футов, то это просто означает, что давление воздуха такое же, как если бы вы стояли на горе на высоте 4000 футов.

Обычные коммерческие самолеты обычно стремятся поддерживать высоту салона около 7000 футов (поэтому ваш пакет с чипсами раздувается).

Почему они это делают?

Все это связано с тем, что называется перепадом давления . По сути, это разница между давлением воздуха внутри самолета и внешним миром.

При перемещении давления воздуха внутри самолета немного ближе к давлению снаружи прочный корпус подвергается несколько меньшей нагрузке, поскольку он имеет меньший перепад. Рассмотрим это немного так. Предположим, вы постоянно надуваете и сдуваете воздушный шар. Продлится ли он дольше, если вы каждый раз полностью надуваете его (большой перепад давления) или только наполовину (меньший перепад давления)?

Когда прочные корпуса чрезмерно надуты, случаются очень плохие вещи.

Заключение

Вообще, если не считать периодически хлопающих ушей, большинство людей не заметит герметизацию самолета (это хорошо, значит работает!). Однако самолеты герметизированы не на уровне моря, а на высоте кабины.

Несмотря на то, что системы наддува самолетов жизненно важны для самолетов, летающих на больших высотах, они просты в своей концепции. Воздух под высоким давлением «сбрасывается» из двигателей и подается в кабину, а затем выходит через выпускной клапан.