НАДДУВ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗИЛ-130

  Главная      Учебники - Двигатели     Автомобильный двигатель ЗИЛ-130 (А. М. Кригер) - 1973 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  120  121  122  123  124  125 

 

 

НАДДУВ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗИЛ-130



Наддув двигателя с помощью турбокомпрессора, для привода которого используется энергия отработавших газов, широко применяется в настоящее время в автомобильных и тракторных дизелях. При газотурбинном наддуве не требуется механический привод к агрегату наддува, что позволяет размещать турбокомпрессор на двигателе в любом удобном месте.

Использование энергии отработавших газов для привода турбокомпрессора улучшает, наряду с мощностными, также и экономические показатели двигателя. Однако приемистость двигателя при газотурбинном наддуве улучшается незначительно, так как вследствие относительно большого момента инерции ротора турбокомпрессора при увеличении частоты вращения уменьшается давление наддува. Последнее обстоятельство не является определяющим для двигателей, установленных на автомобилях, которые работают в условиях междугородных перевозок, где преобладают режимы движения с постоянными или медленно изменяющимися скоростями.

Применение газотурбинного наддува в автомобильных двигателях с принудительным зажиганием долгое время сдерживалось из-за отсутствия жаропрочных сплавов, способных длительное время работать при температурах 1000—1200° С. В настоящее время такие сплавы созданы и уже имеется несколько типов легковых и грузовых двигателей с газотурбинным наддувом.

В СССР выпускаются стандартные турбокомпрессоры для наддува стационарных и тракторных дизелей (табл. 45).

По производительности для наддува двигателя ЗИЛ-130 лучше всего соответствует турбокомпрессор ТКР-8,5, разработанный в НАТИ. Этот турбокомпрессор состоит из центробежного компрессора и установленной на одном валу с ним центростремительной газовой турбины. Рабочее колесо компрессора съемное, изготовлено из алюминиевого сплава. Ротор, состоящий из рабочих колес турбины и компрессора и вала, установлен в среднем корпусе турбокомпрессора на подшипниках скольжения. К этому корпусу крепятся корпуса компрессора и турбины, несущие сопловые аппараты. Средний корпус и корпус компрессора отлиты

из алюминиевого сплава. Литой корпус турбины из серого чугуна имеет два входа и допускает парциальный подвод отработавших газов, что позволяет использовать турбокомпрессор для импульсного наддува.

Подшипники скольжения смазываются под давлением от масляной системы двигателя.

 

 

 

45. Параметры отечественных турбокомпрессоров

Параметры

ТКР-8,5

ТКР-П

ТКР-14

Степень повышения давления в ком­

 

 

 

прессоре               

1,3—1,9

1,3—2,5

1,3—3,5

Частота вращения ротора в об/мин

60 000

45 000

36 000

К- п. д. компрессора не менее:

 

 

 

с лопаточным диффузором

Применение лопаточного

0,75

 

диффузора

 

 

не рекомендуется

 

с безлопаточным диффузором . .

0,68

0,70

0,72

Номинальный диаметр колеса компрес­

 

 

 

сора в мм              

85

110

140

Температура газа перед турбиной при

 

 

 

длительной работе в °С, не более

650

650

650

Максимальная температура газов пе­

 

 

 

ред турбиной при работе в течение

 

 

 

1 ч в °С, не более   

700

700

700

К- п. д. турбины    

0,72

0,74

0,74

Срок службы подшипников скольже­

 

 

 

ния в ч, не менее ........

3000

3000

3000

 

 

 

Охлаждение турбокомпрессора воздушное. Для снижения температуры сжатого воздуха на выходе из компрессора корпус последнего имеет оребрение. Несмотря на то что турбокомпрессор рассчитан на работу с температурой газа перед турбиной до 650° С, допустима кратковременная работа при значительно более высоких температурах.

При импульсном наддуве, т. е. с турбиной переменного давления, используются два турбокомпрессора ТКР-8,5 — по одному на каждый ряд цилиндров двигателя ЗИЛ-130. К каждому входу турбины подводятся отработавшие газы от двух цилиндров.

В случае работы турбины турбокомпрессора ТКР-8,5 при постоянном давлении перед ней к каждому входу корпуса турбины подводятся отработавшие газы от четырех цилиндров (от каждого ряда). Поддержание постоянного давления наддува осуществлялось путем перепуска части отработавших газов через байпасную магистраль помимо турбины. Количество перепускаемых газов можно изменять при помощи клапана в этой магистрали.

Было установлено, что при использовании турбокомпрессора ТКР-8,5 для наддува с постоянным давлением перед турбиной давление рк = 0,3 кгс/см2 обеспечивается лишь при частоте вращения 2000 об/мин и более. При частоте вращения менее 2000 об/мин

мощность турбины недостаточна для создания этого давления наддува.

На рис. 140 показаны внешние характеристики двигателя ЗИЛ-130 с наддувом и без него. При рк = 0,3---0,32 кгс/см2 мощность двигателя увеличивается с 156 до 198 л. с., максимальный крутящий момент с 41,2 до 51,8 кгс-м, а минимально удельные расходы топлива снижаются с 234 до 220 г/(л. с. ч). Эти по-казатели получены при работе на бензине с октановым числом по моторному методу 85—86.

Эффективность газотурбинного наддува на режимах частичных нагрузок меньше, чем на режиме полностью открытой дроссельной заслонки, что естественно, так как при дросселировании не используется энергия сжатой смеси.

Влияние давления наддува на мощностные и экономические показатели двигателя приведено на рис. 141, а. Мощность двигателя возрастает пропорционально давлению наддува; одновременно снижаются удельные расходы топлива.

Оценка тепловой напряженности двигателя при турбонаддуве была проведена путем термометрирования свода камеры сгорания,

результаты которого приведены в табл. 46 и на рис. 142. Из табл. 46 следует, что увеличение температуры свода камеры сгорания в наиболее нагретом месте не превышает 25° С. Абсолютное значение максимальной температуры свода также невелико — около 197° С.

Импульсный наддув двигателя ЗИЛ-130 в еще большей степени увеличивает его мощностные показатели. Внешняя характеристика двигателя с импульсным наддувом приведена на рис. 140. Максимальная мощность двигателя составляет 250 л. с., а максимальный крутящий момент 60кгс-м. Такое увеличение показателей произошло вследствие резкого повышения давления наддува при частоте вращения 2600—

3200 об/мин и уменьшения сопротивления на выпуске. При п = 3200 об/мин давление наддува достигло 0,58 кгс/см2.

Увеличение мощности и крутящего момента сопровождается снижением удельных расходов топлива. При полностью открытой дроссельной заслонке минимальный удельный расход топлива при импульсном наддуве равен всего 205 г/(л. с. ч). Некоторое улучшение экономических показателей двигателя при наддуве следует отнести за счет улучшения смесеобразования, вызванного дополнительным подогревом воздуха при сжатии его в компрессоре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  120  121  122  123  124  125