Главное меню

Trade Forex Юмаркетс - forex broker specialising in forex trading
Дизели с принудительным зажиганием

Недостаток возрастания склонности к детонации при наддуве, имеющийся у двигателей с принудительным зажиганием, у ди­зелей отсутствует. Однако и здесь наддув автомобильных дви­гателей до настоящего времени применялся сравнительно редко.

Для механического наддува пригодны только объемные компрессоры. Например, дизели, выпускавшиеся в больших количествах фирмой «Заурер АГ» (г. Арбон), оснащались винтовыми компрессорами, приводимыми через клиноременную передачу. Позднее клиноременная передача была заменена зубчатой (рис. 11.6), причем впослед­ствии между передачей и компрессором была даже включена гид­равлическая муфта.

Из рис. 11.7 видно, что хотя дизель типа DIKL с наддувом имеет мощность лишь на 19% более высокую, чем дизель со свободным всасыванием типа D1K, но протекание кривой крутящего момента двигателя с наддувом значительно благоприятнее, так как, очевидно, высокое давление наддува при повышенных частотах вращения используется неполностью. При сравнении значений максимальной мощности обоих двига­телей следует еще иметь в виду, что двигатель с наддувом, ве­роятно, для ограничения нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, имеет меньший на 2 мм диаметр цилиндра и что дви­гатель без наддува допускает более высокую частоту вращения.

Замедленное по сравнению с двигателями больших мощностей внедрение турбонаддува на дизелях, предназначенных для гру­зового автотранспорта, связано не только с худшей разгонной характеристикой. К. п. д. компрессора и турбины, как у всех машин, использующих энергию потока, понижается с уменьше­нием их размеров, вследствие чего применение наддува на авто­мобильных дизелях не могло бы быть столь же эффективным, как на двигателях больших размеров. Потребовалось длительное время, прежде чем были созданы турбокомпрессоры малых раз­меров с достаточно высокими к. п. д. У высокооборотных мало­размерных двигателей достигаемое с помощью наддува уменьше­ние удельных (отнесенных к мощности) массо-габаритных и стои­мостных показателей долгое время было менее значительно по сравнению с аналогичным уменьшением у более крупных дви­гателей. Кроме того, для применяемых на грузовых автомобилях дизелей важной является и их способность действовать в качестве тормоза, которая у двигателей с турбонаддувом хуже, чем у дви­гателей со свободным всасыванием или с механическим наддувом при равной мощности.

Так как падение мощности у двигателей с турбонаддувом при увеличении высоты значительно меньше, чем у двигателей без наддува или с механическим наддувом, то применение первых имеет особые преимущества в высотных условиях эксплуатации.

После того как фирма «Заурер АГ» завершила длительные испытания двигателей с турбонаддувом, в 1972 г. дизель типа DIKL с винтовым компрессором был окончательно заменен ди­зелем типа D1KT, оснащенным турбокомпрессором (рис. 11.8). Определяющим для этого решения было то, что к этому времени были созданы компактные, обладающие высоким к. п. д. и не­большой стоимостью турбокомпрессоры.

Как видно из рис. 11.8,габаритные размеры турбокомпрессора, не требущего для уста­новки специальных кронштейнов и просто крепящегося на вы­пускном трубопроводе, малы по отношению к габаритным размерам двигателя. Преимуществами двигателя с турбонаддувом являются более высокая мощность и меньший расход топлива (рис. 11.9), а также отсутствие механической передачи для привода компрес­сора и меньшие затраты на настройку наддувочного агрегата. С точки зрения приемис­тости и эффекта торможе­ния двигателем при езде под гору предпочтитель­нее остается двигатель с механическим наддувом. Другие примеры характе­ристик крутящего момента и топливной экономич­ности автомобильных дизе­лей с турбонаддувом.

На примере автомо­бильного дизеля фирмы MAN видно, что примене­ние навешенного турбоком­прессора при искусном размещении трубопрово­дов лишь незначительно увеличивает габаритные размеры дизеля по срав­нению с двигателем без наддува (рис. 11.10).

У некоторых автотран­спортных дизелей степень наддува была повышена настолько, что стало целесообразным применение охлаждения наддувочного воздуха. После того как в некоторых случаях бы­ло испытано применение отдельного контура охлаждающей во­ды для охладителя наддувочного воздуха (отдельный контур обычно используется на тепловозных дизелях для того, чтобы поддерживать температуру воды для охладителя наддувочного воздуха ниже уровня температуры воды, идущей на охлаждение двигателя), в последнее время применяются охладители наддувочного воздуха типа воздух — воздух (рис. 11.11). Охлаж­дение наддувочного воздуха позволяет значительно повысить мощность без заметного увеличения термической нагрузки. У двигателя, изображенного на рис. 11.11, примечатель­ным является благоприятное повышение крутящего момента (пропорционального среднему эффективному давлению) при снижении частоты вращения — рис. 11.12 [11.6].

Вентилятор охладителя наддувочного воздуха приводится от небольшой воз­душной турбины, на вращение которой затрачивается около 5% наддувочного воздуха. Как указывает фирма БАР [11.7 ], при ох­лаждении наддувочного воздуха способом воздух—воздух могут быть достигнуты температуры на впуске двигателя, лишь на 15° С превышающие температуру внешнего воздуха.

Несмотря на то, что двухтактный двигатель не так хорошо подходит для наддува, как четырехтактный, встречаются отдель­ные автомобильные двухтактные дизели, оснащенные турбоком­прессором, правда, в сочетании с механически приводимым ком­прессором [11.8]. Увеличение мощности с помощью турбоком­прессора в указанном примере составляет только 13% (ре =  7,6 бар против 6,7 бар); основное преимущество от применения турбонаддува в этом случае заключается в уменьшении расхода топлива. ТК и механический компрессор сконструированы таким образом, что при высоких нагрузках двигателя отбор мощности на привод механического компрессора сильно уменьшается. Бла­годаря этому расход топлива улучшается примерно на 6%. При этом следует отметить, что расход топлива этого двухтактного двигателя, составляющий примерно 230 г/(кВт•ч), еще относи­тельно высок по сравнению с четырехтактным двигателем такой же мощности. Общий вид этого двигателя с механическим и газо­турбинным наддувом показан на рис. 11.13 [11.9].