Пределы повышения мощности путем наддува Уменьшение теплоиспользования и механического к. п. д. приводит к тому, что мощность увеличивается медленнее, чем давление наддува'; в частности, при переходе от питания без наддува к питанию с наддувом 2 атм мощность увеличивается не вдвое, а приблизительно на 80%.
В следствии выше сказанного ставится задачи определения предела повышения наддува. Где подразумевается момент, с наступлением которого процесс наполнения будет влиять на затраты мощности нагнетателя, при этом будет наблюдаться не полное использование подводимой теплоты.
По данной проблеме уже выполнялись ранее исследования и на сегодняшний день они представлены графически (рис. 5).
Рис. 5. Пределы давления По оси абсцисс отложено давление наддува, которое не учитывает затраты мощность на привод компрессора. На графике видно, что кривая ре влияет на изменение среднего эффективного давления в зависимости от давления наддува.
Другая кривая рек показывает влияние среднего эффективного давления на мощность, которая используется для привода компрессора, с учетом давления наддува. На графике четко видно, от кривые эти не совпадают, но с увеличением давления наддува величина разрыва между кривыми начинает существенно уменьшаться. Чтобы получить среднее эффективное давление, соответствующее эффективной мощности двигателя, достаточно отнять от ординат кривой ре ординаты кривой рек. Тогда получим кривую ре. изменения среднего эффективного давления двигателя в зависимости от давления наддува. Точкой перегиба, а определяется наивыгоднейшее давление наддува — около 5 ата, при котором среднееэффективное давление и мощность достигают максимума. График (рис. 5) построен из расчета сохранения конечного давления сжатия равным 16,7 aта при различных давлениях наддува; это соответствует степени сжатия ε = 7,5. Повышенным давлениям наддува соответствуют уменьшенные степени сжатия; для критического давления наддува 5 атм степень сжатия ε = 2,3.
Давление наддува в 5 ата нельзя принимать как наиболее подходящую для различных двигателей. При выборе давления наддува необходимо учитывать другие условия работы турбокомпрессора и двигателя в целом. Необходимо учитывать и топливо, которое предполагается использовать, и особенности конструкции двигателя.
График, представленный на рис. 5, показывает нам на то, что давление наддува в каждом двигателе имеет предел, переход за границу построенных кривых будет снижать мощность двигателя и отрицательно влиять на работу основных деталей. И в современных дизелях ограничиваются более низкими давлениями наддува по сравнению с предельными значениями, чтобы в процессе эксплуатации исключить работу турбокомпрессора с перегрузками.
Следует заметить, что даже если не учитывать потерю мощности на привод нагнетателя, мощность двигателя все же не будет повышаться безгранично, так как чем сильнее сжимают горючую смесь в нагнетателе, тем меньшую степень сжатия можно использовать в двигателе при определенной детонационной стойкости топлива и, следовательно, в предельном случае все сжатие смеси происходит в нагнетателе, а степень сжатия (и степень: расширения) двигателя равна единице; при этом мощность двигателя равна нулю.
Заключение
Наддув судовых дизелей — повышение его удельной (отнесенной к единице рабочего объема цилиндров, массы, габаритов) мощности за счет увеличения подачи топлива и соответственно требуемой для его сгорания массы воздуха. Увеличение удельной мощности ДВС позволяет сохранить его размеры и массу, стоимость, а также размеры и массу транспортного средства, на котором установлен двигатель, увеличить грузоподъемность, скорость.
Рассмотрены различные виды наддува. Представлены основные особенности и недостатки каждого из них. Наиболее актуальным на сегодняшний день остается газотурбинный наддув (турбокомпрессор).
Наддув способствует уменьшению выбросов в атмосферу, уменьшает теплонапряженность основных деталей двигателя, таких как поршень, цилиндровая втулка, выпускные клапана.
Список использованных источников
Корнилов Э. В., Бойко П. В. Системы газотурбинного наддува судовых дизелей. — Одесса: Негоциант, 2016. — 224 с.
Возницкий И. В., Пунда А. С. Судовые двигатели внутреннего сгорания. — М: Транспорт, 2008. — 468 с.
Вешкельский С. Л. Справочник судового дизелиста. — Л.: Судостроение, 1990. — 363 с.
