Главное меню

Главная Двигатели внутреннего сгорания Наддув двигателей внутреннего сгорания Применение системы Миллера на четырехтактных дизелях
Применение системы Миллера на четырехтактных дизелях

В табл. 9.1 сопоставлены результаты расчетов рабочего про­цесса  для высокофорсированных четырехтакт­ных двигателей с обычной системой турбонаддува и с системой Миллера. Исходные значения (графа 2) замерены на одноцилинд­ровом двигателе с турбонаддувом. В основу сопоставления было положено среднее эффективное давление, равное 24 кгс/см2 (23,54 бар). Для способа Миллера было принято давление наддува, повышающееся от 4,16 до 4,9 бар по сравнению с 3,35 бар при обычном наддуве посредством турбокомпрессора. Хотя при дав­лении наддува, равном 4,16 бар, максимальное давление сгорания оказывается примерно на 17 бар ниже (значительно более низкое давление рz часто рассматривается как особое преимущество способа Миллера), однако это сопровождается повышением тер­мической напряженности (увеличением количества теплоты, от­водимой стенками) и уменьшением избытка воздуха для сго­рания.

Только при повышении давления наддува до 4,9 бар дости­гается такой же коэффициент избытка воздуха (? = 1,74) и приб­лизительно такая же температура выпускных газов, что и при способе турбонаддува, с которым производилось сравнение. В этом случае удельный расход воздуха повышается на 2,5%, а теплота, отводимая стенками, благодаря лучшему охлаждению наддувочного воздуха уменьшается на 4,8%. Несколько ниже становится и максимальное давление сгорания. Эти (незначи­тельные) преимущества приобретаются за счет очень высокого давления наддува, для достижения которого необходима система двухступенчатого наддува, в то время как при обычном способе было бы достаточно одноступенчатой системы наддува.

Примером практического применения системы Миллера на дизелях в сочетании с двухступенчатым турбонаддувом является двигатель японской фирмы «Фуджи» типа 6МD26Х. Этот двигатель имеет следующие параметры: число цилиндров — 6; диаметр цилиндра — 260 мм; ход поршня — 320 мм; мощность — 2120 л. c.; частота вращения — 750 об/мин; среднее эффектив­ное давление — 25 кгс/см2; максимальное давление сгорания — 130 кгс/см2; удельный расход топлива — 158 г/(л. с. ч) = 213 г/(кВт•ч); давление наддува — 3,5 кгс/см2. Эти значения достаточно хорошо совпадают с расчетными, приведенными в табл. 9.1. Указанный двигатель оснащен двухступенчатым турбонаддувом и двухступенчатым промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.

Среднее эффективное давление ре = 25 кгс/см2 может быть достигнуто при применении обычной системы турбонаддува.

Сопоставление графы 2 с графами 3—5 таблицы показывает, что при использовании системы Миллера на высокофорсирован­ных по наддуву дизелях при равном среднем эффективном дав­лении можно достичь определенных преимуществ с точки зрения механической и термической напряженностей, но они не слишком велики. Применение системы Миллера при такой степени над­дува, при которой требуется двухступенчатая система, явно не окупится, в то время как при обычном способе наддува с проме­жуточным охлаждением наддувочного воздуха можно обойтись одним турбокомпрессором. Если же по определенным причинам, например для снижения температуры выпускных газов в связи с загрязнением турбины и долговечностью клапанов при работе на тяжелом топливе, все равно применяется двухступенчатый наддув, то в этом случае целесообразность использования спо­соба Миллера является дискутабельной.