Система питания дизельного двигателя воздухом. Часть 2.

Система питания дизельного двигателя воздухом. Часть 2.

Система питания дизельного двигателя ЯМЗ-236, ЯМЗ-740 воздухом

Часть 2

Продолжение. Начало смотреть здесь: часть 1

Турбокомпрессор используют для значительного повышения мощности двигателя, без увеличения его рабочего объема, используя нагнетание воздуха в цилиндры при помощи, турбокомпрессора. Применение турбокомпрессора позволяет увеличить наполнение цилиндров свежим воздухом и соответственно повысить количество впрыскиваемого топлива. При сгорании больших порций топлива выделяется большее количество тепла, превращаемого затем в полезную работу. Соответственно растет и мощность двигателя.

Турбокомпрессор состоит из одноступенчатого центробежного компрессора, нагнетающего воздух, и радиальной центростремительной турбины, приводящей его во вращение и использующей энергию отработавших газов.

Схема турбокомпрессора показана на рис. 37. В турбину поступают отработавшие газы из цилиндров двигателя под большим давлением. Через сопловой венец газы направляются на лопатки рабочего колеса 1 турбины, приводя его во вращение. Рабочее колесо турбины установлено на одном валу с рабочим колесом 2 компрессора. При вращении рабочего колеса 2, имеющего лопатки, засасываемый компрессором воздух нагнетается во впускной трубопровод двигателя.

Турбокомпрессор дизельного двигателя ЯМЗ-236, ЯМЗ-740
Рис. 37. Турбокомпрессор дизельного двигателя ЯМЗ-236, ЯМЗ-740: 1 — рабочее колесо турбины- 2 — рабочее колесо компрессора- I — выход отработавших газов из турбины- II — вход отработавших газов в турбину- III — поступление воздуха в компрессор- IV — выход нагнетаемого воздуха из компрессора во впускной трубопровод двигателя

Рабочее колесо турбины изготовлено из жаропрочного сплава, корпус турбины — из жаропрочного чугуна, а сопловой венец — из жаростойкой стали. Рабочее колесо и некоторые другие детали компрессора выполнены из алюминиевых сплавов. Вал, на котором установлены рабочие колеса турбины и компрессора, вращается в подшипниках скольжения, выполненных из специальной бронзы. От осевых перемещений вал турбокомпрессора удерживается упорным подшипником, установленным со стороны компрессора, т.е. в зоне наименьшего нагрева, благодаря чему исключается опасность заклинивания вала вследствие теплового расширения. По обоим концам вала расположены уплотнительные кольца из специального чугуна, создающие хорошее уплотнение и предотвращающие вытекание смазки.

Для защиты турбокомпрессора от поломок необходимо предохранять его от попадания посторонних предметов, которые могут быть засосаны вместе с воздухом. С этой целью входное отверстие для воздуха защищено стальной сеткой.

Техническая характеристика турбокомпрессоров отечественного производства, применяемых на автомобильных двигателях, приведена в табл. 6.

Таблица 6. Техническая характеристика турбокомпрессоров

Показатели
ЯМЗ-236Н
ЯМ3-238Н
Номинальная подача, кг/с
0,28
0,36
Давление наддува, МПа
0,17
0,18
Номинальная частота вращения, мин-1
45 000
45 000
Температура газов на входе в турбину
Длительно - 700°С, кратковременно до 750°С
Давление масла, МПа
0,25-0,5 - на номинальном режиме, не ниже 0,05 - наминимальной частоте вращения
Охлаждение
Смазочным маслом
Принудительное от системы охлаждения двигателя
Масса, кг
25
25

Основное преимущество турбонаддува заключается в значительных повышениях мощности и крутящего момента в диапазоне рабочих режимов двигателя. Кроме того, благодаря использованию энергии отработавших газов снижается удельный расход топлива и повышается топливная экономичность двигателей. Однако при работе двигателя с малой нагрузкой энергия отработавших газов недостаточна для привода турбокомпрессора. Таким образом, на режимах работы с низкой частотой вращения вала турбонагнетатель не оказывает положительного влияния на полезную отдачу двигателя.

Применяют дизельные двигатели с турбонаддувом главным образом на большегрузных автомобилях-самосвалах, часто работающих на режимах полной нагрузки. Эффективность применения турбонаддува можно проследить на примере двигателя ЯМЗ-238Н, устанавливаемого на автомобиле-самосвале МоАЗ-522А. Без турбонаддува двигатель ЯМЗ-238 развивает мощность 240 л.с. Установка турбокомпрессора позволила повысить его мощность до 300 л.с.


Возврат к списку