Система регулирования турбонадува
Хорошим примером бензинового двигателя с наддувом: служит двигатель «Порше 911» (ФРГ). Первоначально он представлял собой безнаддувный шестицилиндровый двигатель воздушного охлаждения с рабочим объемом 2000 см3, имевший мощность 96 кВт. В варианте исполнения с наддувом его рабочий объем был увеличен до 3000 см3, а мощность доведена до 220 кВт при соответствии Требованиям к уровню шума и наличию вредных веществ в отработавших газах. Размеры двигателя при этом не увеличились.
При разработке двигателя «911» был использован большой опыт, накопленный при создании двенадцатицнлинд-розЁюго гоночного двигателя модели «917», который уже в 1978 г. развил мощность 810 кВт при частоте вращения 7800 мин"1 и давлении наддува 140 кПа. На двигателе было установлено два турбокомпрессора, его максимальный крутящий момент составлял 1100 Н-м, а масса - 285 кг. На режиме номинальной мощности двигателя подача воздуха трубокомпрессорами при частоте вращения 90 000 мин"1 составляла 0,55 кг/с при температуре воздуха 150-160 °С. При максимальной мощности двигателя температура отработавших газов достигала 1000-1100°С. Разгон гоночного автомобиля с места до 100 км/ч с этим двигателем длился 2,3 с. При создании этого гоночного двигателя была разработана совершенная система регулирования турбонаддува, что позволило добиться хороших динамических качеств автомобиля. Такая же схема регулирования была применена и в двигателе «Порше 911». При полном открытии дроссельной заслонки максимальное давление наддува в двигателе «Порше 91Ь клапана перепуска 13 (см. рис. 85) ограничивается 80 кПа. Это давление достигается уже при частоте вращения 3000 мин"1, в диапазоне частоты вращения двигателя 3000-5500 мин"1 давление наддува постоянно и температура воздуха за компрессором составляет 125 °С. При максимальной мощности двигателя величина продувки достигает 22 % от расхода отработавших газов. Предохранительный клапан, установленный во впускном канале, отрегулирован на давление 110-140 кПа, и при аварии клапана перепуска отработавших газов он отключает подачу топлива, ограничивая тем самым неконтролируемое увеличение мощности двигателя. При максимальной мощности двигателя подача воздуха компрессором составляет 0,24 кг/с. Степень сжатия, равная в безнаддувном двигателе е = 8,5, при введении наддува была снижена до 6,5. Кроме того, были применены выпускные клапаны с натриевым охлаждением, изменены фазы газораспределения и улучшена система охлаждения. При максимальной мощности двигателя частота вращения турбокомпрессора составляет 90 000 мин"1, при этом мощность турбины достигает 26 кВт. Автомобили, предназначенные на экспорт в США, должны отвечать требованиям, предъявляемым к содержанию вредных веществ в отработавших газах, и поэтому поставляемые в США автомобили «Порше 911»дополнительно оснащены двумя тепловыми реакторами, системой подачи вторичного воздуха и отработавшие газы для их дожигания, а также системой рециркуляции отработавших газов. Мощность двигателя «Порше 911» при этом уменьшается до 195 кВт.
В некоторых других системах регулирования турбо-наддува, например системе АРС шведской фирмы СААБ, для регулирования давления наддува применена электроника. Ограничение давления наддува осуществляется клапаном, регулирующим поток отработавших газов через перепускной канал мимо турбины. Клапан открывается при возникновении разрежения во впускном трубопроводе, величина которого регулируется дросселированием потока воздуха между впускным трубопроводом и вход-дом в компрессор.
Регулирующая разрежение в перепускном клапане дроссельная заслонка имеет электропривод, управляемый электронным устройством по сигналам датчиков давления наддува, детонации и частоты вращения. Датчик детонации представляет собой чувствительный пьезоэлектрический элемент, установленный в блоке цилиндров и обнаруживающий возникновение детонационных стуков. По сигналу этого датчика ограничивается разрежение в управляющей камере перепускного клапана.
Такая система регулирования турбонаддува позволяет обеспечить хорошие динамические качества автомобиля, необходимые, например, для быстрого обгона в условиях интенсивного движения. Для этого можно быстро перевести двигатель в режим работы с максимальным давлением наддува, так как детонация в относительно холодном, работавшем на частичной нагрузке, двигателе не возникает мгновенно. По истечении нескольких секунд, когда температуры возрастут и начнет появляться детонация, по сигналу датчика детонации управляющее устройство снизит давление наддува.
Достоинство такого регулирования состоит в том, что оно позволяет использовать в двигателе без каких-либо изменений топлива с различными октановыми числами. При применении топлива с октановым числом 91 двигатель СААБ с такой системой регулирования может работать длительное время с давлением наддува до 70 кПа. При этом степень сжатия этого двигателя, в котором применена аппаратура впрыска бензина «Бош К-Джетроник», составляет е = 8,5.
Оглавление Вверх:
Турбонадув двигателя