Главное меню

Разновидности импульсного наддува

Недостатки импульсного наддува, в осо­бенности у двигателей с числом цилиндров, некратным трем, проявляются тем сильнее, чем выше степень наддува. По этой причине осуществлялись поиски решений, устраняющих эти недостатки и в то же время свободных от недостатков, присущих наддуву при постоянном давлении газов перед турбиной (т. е. худшей работы на частичных нагрузках и худшей приемистости).

К таким решениям относятся:

1) симметричные четырехимпульсные схемы коллекторов (вы­пуск газов от четырех цилиндров осуществляется в один коллек­тор при числах цилиндров, кратных 4);

2) преобразователь импульсов;

3) комбинированные решения, включающие системы импульс­ного наддува с преобразователями импульсов, а также системы с уравнительными ресиверами и многоимпульсными преобразо­вателями.

Общим для всех этих способов является то, что турбоком­прессор обладает меньшим числом разделенных вводов, чем было бы необходимо при чистом импульсном наддуве. Благодаря этому, во-первых, устраняются периоды, в течение которых в отдельные вводы вообще не подводятся газы, и, во-вторых, уменьшается работа, затрачиваемая поршнем на выталкивание газов. Так как импульс выпуска каждого отдельного цилиндра при меньшем разделении подводящего корпуса турбины попадает в большее сечение турбины, то давление в выпускном коллекторе при ходе выталкивания снижается быстрее. Первое обстоятельство улуч­шает к. п. д. турбокомпрессора, а второе — к. п. д. двигателя, т. е. уменьшение работы выталкивания несколько повышает среднее эффективное давление двигателя при том же количестве подводимого топлива.

Пример изменения давления в выпускном коллекторе при выпуске, создающем четыре симметричных импульса в коллек­торе, показан на рис. 8.6. Для того чтобы ограничить помехи от последующего импульса, выпускной клапан целесообразно закрывать раньше — через 15 ... 25° п. к. в. после в. м. т. Правда, и при таком газораспределении давление в выпускном коллекторе еще при открытом выпускном клапане поднимается несколько выше давления в цилиндре. В приведенном примере давление в выпускном коллекторе в конце периода продувки лишь немного выше, чем давление в цилиндре. Однако обуслов­ленный этим обратный поток газов в цилиндр незначителен (вследствие малого проходного сечения клапана) даже при боль­шей разности давлений, в чем легко убедиться с помощью рас­чета. Кроме того, из патрубка обратно в цилиндр поступает, как правило, не выпускной газ, а его смесь с продувочным воздухом. Так как давление наддува во время периода продувки обычно выше, чем давление в цилиндре, то этот обратный поток не до­стигает трубопровода наддувоч­ного воздуха.

Первые конструкции пре­образователей импульсов связа­ны с именем Бирманна. При использовании импульсных преобразователей, как и при чистом импульсном наддуве, применяются выпускные тру­бопроводы малого сечения и те же группировки цилиндров, однако ввод газа в турбину не разделен, а трубопроводы объединяются перед турбиной в преобразователе импульсов (рис. 8.7).

Импульсный преобразователь

Содержащаяся в выпуск­ных импульсах энергия давления частично преобразуется там в кинетическую, которая в последовательно подключенном диф­фузоре вновь переходит в энергию давления. Так как эти пре­образования энергии сопряжены с большими потерями, то от применения диффузора чаще всего отказываются, обходясь только смесительной трубой, в которой отдельные потоки газа обмени­ваются импульсами.

За счет выбора соответствующих размеров выпускного кол­лектора, смесительной трубы и сечения турбины можно до­биться, чтобы волны давления, направляющиеся в соседний тру­бопровод, были малы, тогда обеспечивается хорошая продувка. Вследствие равномерного подвода газов к турбине ее к. п. д. зна­чительно выше, чем при разделенном подводе газов к турбине.

Импульсные преобразователи успешно применяются для объединения двух трубопроводов, в каждый из которых осуще­ствляется выпуск от двух цилиндров (два импульса), например на восьмицилиндровых двигателях, а также для объединения трубопровода, в который осуществляется выпуск от двух ци­линдров (два импульса), с трубопроводом с одним импульсом при пяти- и семицилиндровых двигателях. Относительно даль­нейших возможностей объединения трубопроводов и, в частно­сти, в многоимпульсных преобразователях.