2. Системы наддува двигателей, их преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки различных видов наддува

Наддув приводными объемными нагнетателями обеспечивает быстрое реагирование на изменение скоростного режима двигателя.

Недостатки способа — большие механические потери на малых нагрузках, сравнительно большие размеры и масса агрегатов наддува, нали-

чие механической передачи, зачастую сложность размещения на двигате-

ле. В значительной мере это относится и к центробежным приводным на-

гнетателям. Для наиболее рационального использования приводных объ-

емных нагнетателей необходимо устройство, обеспечивающее отключение

их от двигателя при малых нагрузках, когда нет необходимости в наддуве.

Кроме того, механические нагнетатели снижают к.п.д. двигателя, т.к. на их

привод расходуется часть мощности силового агрегата.

К достоинствам объемного нагнетателя типа «Рутс» относятся высо-

кая эффективность на малых и средних оборотах, долговечность конструк-

ции и низкий щум. Однако, при достижении определенного давления воз-

дух начинает просачиваться назад, снижая к.п.д. системы.

Винтовые нагнетатели типа «Лисхольм» эффективны практически во

всем диапазоне оборотов двигателя, компактны, бесшумны, но очень

сложны в изготовлении, следовательно, дороги.

Волновые обменники «Компрекс» хотя и обеспечивают быстрое реа-

гирование на изменение режима ДВС, не способны развивать высокие дав-

ления наддува, громоздки, требуют механического привода.

Наиболее удачным оказался газотурбинный наддув в широком диа-

пазоне размеров ДВС от мотоциклетных до судовых мощностью в десятки

тысяч киловатт. Преимущества этого вида наддува: более полное исполь-

зование энергии топлива за счет расширения полезной площади термоди-

намического цикла, автоматическая подстройка (хотя и не всегда доста-

точная для транспортных двигателей) к изменению режима работы ДВС,

сравнительно малые размеры и масса, относительная свобода размещения

на двигателе. Недостатки турбонаддува - ухудшение приемистости двига-

теля — в значительной мере нивелируются применением специальных мер

регулирования давления наддува, уменьшением инерции вращающихся

частей турбокомпрессоров.

3. Образование токсических компонентов в продуктах сгорания топлива.

В атмосферу отработавшие газы выбрасываются в очень сложном составе, в котором наряду с продуктами полного сгорания топлива присутствуют и вредные компоненты (продукты неполного окисления и разложения топлива), отрицательно влияющие на окружающую среду. Токсическими компонентами отработавших газов являются:

1. окись углерода;

2. окись и двуокись азота;

3. сернистый газ и сероводород;

4. кислородосодержащие вещества, в основном альдегиды;

5. углеводороды (бенз-а-пирен является наиболее токсичным углеводородом, превосходящим даже СО;

6. соединения свинца и т.д. Более 50 компонентов.

Кроме токсических составляющих отработавших газов в атмосферу в двигателях с искровым зажиганием выбрасываются картерные газы, пары бензина из бака и карбюратора.

Токсичность отработавших газов повышается на холостом ходу, при перегрузке двигателя и принудительном торможении. Наиболее оптимальными режимами являются нагрузки двигателя от 30% до 75%. Основные пути решения проблемы снижения токсичности поршневого двигателя - это: совершенствование смесеобразования, совершенствование процесса сгорания, применение средств обезвреживания выхлопных газов, подача водорода в бензовоздушную смесь (эффективность снижения токсичности соразмерна с применением трехкомпонентных нейтpализатоpов). К эксплуатационным факторам относятся качественная регулировка топливной аппаратуры, форкамерное воспламенение смеси, электронное зажигание, применение высокосортных сортов топлива без этилирования, газификация двигателей, применение водородного топлива.