Главное меню

Дозарядка систем наддува

В настоящее время в аспекте турбонаддува способ дозарядки представляет лишь исторический интерес. Дозарядка, осуще­ствляемая с помощью механически приводимого компрессора, заключается в том, что перед самым началом процесса сжатия в цилиндр, наполненный в ходе всасывания (в случае четырех­тактного двигателя) или во время обычной продувки при низком продувочном давлении (в случае двухтактного двигателя), по­дается дополнительное количество воздуха или заряда, имеющего более высокое давление. Преимуществом этого способа является то, что до более высокого уровня давления сжимается только часть заряда, в связи с чем затрачивается меньшая (по сравнению с обыч­ным наддувом) мощность компрессора.

При использовании способа дозарядки на крупных двухтакт­ных дизелях над обычными продувочными каналами размещались так называемые дозарядочные каналы. Последние были соеди­нены с продувочным трубопроводом через возвратный клапан, предназначенный для того, чтобы препятствовать обратному потоку выпускных газов во время хода расширения (рис. 9.1). Для осуществления дозарядки в выпускных каналах через уп­равляемый клапан давление повышалось на 0,3—0,4 бар выше давления в продувочных каналах [9.1].

В области четырехтактных двигателей дозарядка нашла при­менение на крупных газовых двигателях (работающих на колош­никовом газе). На рис. 9.2 показано трехканальное управление на газовом двигателе фирмы MAN, а на рис. 9.3 — соответствую­щая диаграмма газораспределения. Незадолго до конца хода выпуска открывается впускной клапан, причем сначала проис­ходит соединение только с тем каналом, в котором находится воздух под давлением, на 0,2—0,3 бар превышающим атмосфер­ное. Так как выпускной клапан еще открыт, то этот воздух идет на очистку цилиндра от остаточных газов. При увеличении подъ­ема впускного клапана специальная движущаяся заслонка за­крывает канал с повышенным давлением и открывает воздушный и газовый каналы с атмосферным давлением. Воздух и газ по­ступают в цилиндр при ходе всасывания. В конце хода всасы­вания с уменьшением подъема клапана эти каналы закрываются, и открывается канал повышенного давления, из которого при­текает в цилиндр воздух, т. е. происходит дозарядка.

Применение такой продувки и дозарядки было достаточно эффективным: при небольшом увеличении затрат мощности на сжатие воздуха повышение мощности двигателя составляло 30%. Так как крупные газовые двигатели с диаметрами цилиндров до 1500 мм имели очень низкую степень сжатия (VС/(Vh + Vс) ? 1 : 4), то количество остаточных газов в цилиндре было боль­шим; поэтому уже вследствие их продувки достигался заметный выигрыш в мощности. Кроме того, благодаря большим размерам камеры сжатия было возможно размещение больших клапанов, которые при низкой скорости поршня обеспечивали незначи­тельные потери на дросселирование. В связи с этим и в течение сравнительно короткого времени дозарядки в цилиндр могло подаваться достаточное количество воздуха.

На высокооборотных двигателях, имеющих высокие степени сжатия, перспективы применения такого способа неблагоприятны. В этом случае затруднительным является размещение дополни­тельного клапана большого проходного сечения; поскольку этот клапан может открываться только на короткий промежуток времени, то и время-сечение также оказывается мало. В связи с повышенным дросселированием для воздуха продувки и до­зарядки требуется высокий уровень давления, в связи с чем возрастают затраты на работу сжатия, хотя количество сжима­емого воздуха меньше. По-видимому, эти причины обусловили то, что применение дозарядки на современных двигателях не полу­чило распространения, несмотря на то, что время от времени предпринимались попытки осуществления подобного способа. В настоящее время с помощью расчета газообмена или всего ра­бочего цикла исследователь в состоянии определить, что можно и чего нельзя ожидать от этого способа в каждом конкретном случае.