Дизельный двигатель с турбонадувом
Степень наддува зависит от назначения двигателя. При более высоких давлениях наддува воздух в компрессоре сильно нагревается и на входе в двигатель его необходимо охлаждать. В настоящее время турбонаддув применяют в основном в дизелях, повышение мощности которых на 25-30 % не требует большого форсирования по давлению наддува, и охлаждение двигателя при этом не вызывает трудностей. Такой способ повышения мощности дизеля применяют чаще всего.
Увеличение количества поступающего в двигатель воздуха позволяет работать на бедных смесях, что снижает выход СО и CHj, Так как мощность дизелей регулируется подачей топлива, а подаваемый воздух не дросселируется, то при частичных нагрузках используются очень бедные смеси, что способствует уменьшению удельного расхода топлива. Воспламенение бедной смеси в дизелях с наддувом не вызывает трудностей, так как оно происходит при высоких температурах воздуха. Продувка камеры сгорания подаваемым воздухом в дизелях допустима, поскольку в отличие от бензинового двигателя уноса топлива в выпускной трубопровод в них нет.
У дизеля с наддувом степень сжатия обычно несколько уменьшают с тем, чтобы ограничить максимальное давление в цилиндре. Более высокие давления и температура воздуха в конце такта сжатия уменьшают задержку воспламенения, и жесткость работы двигателя становится меньше.
У дизелей с турбонаддувом определенные проблемы существуют при необходимости быстро увеличить мощность двигателя. При нажатии на педаль управления рост подачи воздуха вследствие инерции турбокомпрессора отстает от увеличения подачи топлива, поэтому вначале двигатель работает на обогащенной смеси с повышенной дымиостью и лишь через некоторый промежуток времени состав смеси достигает требуемого значения. Длительность этого периода зависит от момента инерции ротора турбокомпрессора. Попытка свести инерцию ротора до минимума уменьшением диаметра рабочих колес турбины и компрессора влечет за собой необходимость увеличения частоты вращения турбокомпрессора до 100 000 мин"1. Такие турбокомпрессоры имеют небольшие размеры и массу, пример одного из них приведен на рис. 84. Чтобы получить высокие обороты турбокомпрессора, применяют турбины центростремительного типа. Теплопередача от корпуса турбины к корпусу компрессора должна быть минимальна, поэтому оба корпуса хорошо теплоизолируются друг от друга. В зависимости от числа цилиндров и схемы объединения их выпускных трубопроводов турбины имеют один или два входа для отработавших газов. Дизель с наддувом благодаря утилизации энергии отработавших газов дает возможность достичь очень низкого удельного расхода топлива. Напомним, что тепловые балансы двигателей внутреннего сгорания приведены в табл. 8 и 9. Для легковых автомобилей недостатком дизельного двигателя является его большая масса. Поэтому создаваемые.новые дизели для легковых автомобилей базируются, в основном, на высокооборотных бензиновых двигателях, так как использование высоких частот вращения позволяет уменьшить массу дизеля до приемлемой величины.
Расход топлива у дизеля особенно при движении в городе на режимах частичных нагрузок заметно меньше. Дальнейшее развитие этих дизелей связано с турбонаддувом, в условиях которого содержание вредных углеродосодержащих компонентов в отработавших газах снижается, а его работа становится мягче. Увеличение N0* вследствие более высоких температур сгорания может быть уменьшено рециркуляцией отработавших газов. Стоимость дизельного двигателя выше, чем бензинового,- однако при недостатке нефти его применение более выгодно, так как из нефти может быть изготовлено больше дизельного топлива, чем высокооктанового бензина.
Оглавление Вверх:
Турбонадув двигателя