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.
|