Техническая часть
1.Назначение турбонаддува дизельного двигателя.
Смысл наддува дизельного двигателя - улучшить наполнение цилиндров двигателя топливо - воздушной смесью для повышения среднего эффективного давления цикла и, как следствие, мощности двигателя путем принудительного увеличения заряда воздуха, поступающего в цилиндры. При этом существует лишь один вид атмосферного наддува - так называемый резонансный наддув, при котором используется кинетическая энергия объема воздуха во впускных коллекторах, и технически реализуемый с помощью воздушных коллекторов переменной длины и тщательной настройкой фаз газораспределения двигателя. Все остальные виды наддува связаны с увеличением давления поступающего в цилиндры воздуха выше атмосферного, используя для этого различные механические, электромеханические и газодинамические способы.
Турбонаддув - вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.
В настоящее время турбонаддув является наиболее эффективной системой повышения мощности двигателя без увеличения частоты вращения коленчатого вала и объема цилиндров. Помимо повышения мощности турбонаддув обеспечивает экономию топлива в расчете на единицу мощности и снижение токсичности отработавших газов за счет более полного сгорания топлива.
Система турбонаддува применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Вместе с тем, наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения коленчатого вала. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов (1000°С против 600°С у дизелей) и соответствующий нагрев турбонагнетателя.
Рис. 1.На рисунке показана схема работы турбонаддува
2.Устройство турбонаддува дизельного двигателя.
Рис. 2. Турбокомпрессор
1-вал; 2-подшипник; 3-корпус средний; 4, 14-прокладки; 5-диск уплотнения; 6, 19-штифты; 7-табличка; 8-колесо компрессора; 9-гайка; 10, 25-кольца; 11, 24-кольца уплотнительные; 12-вставка корпуса компрессора; 13-корпус компрессора; 15, 20-прокладки регулировочные; 16-фиксатор; 17-прокладка уплотнительная; 18-венец сопловой; 21-корпус турбины; 22-диск уплотнения; 23-колесо турбины; 26-проставка турбины; А-зазор между колесом и корпусом турбины; В-зазор между колесом и вставкой компрессора.
Турбокомпрессор - это компрессор, или воздушный насос, который приводится от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1000 до 130000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука).
Турбина непосредственно соединяется с компрессором жесткой осью. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем больше воздуха подается в цилиндр, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.
Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработавшие газы, тем быстрее будет вращаться турбина. Как следствие, компрессор тоже будет вращаться быстрее.