В связи с тенденцией повышения энергонасыщенности силовых агрегатов в 70…90 годы прошлого столетия турбонаддув рассматривался как средство форсирования существующих двигателей. При работе двигателя с турбонаддувом выхлопные газы из цилиндров двигателя подаются в турбину , где отдают часть своей энергии и приводят в движение компрессор, жестко соединенный валом турбины.
Компрессор повышает давление воздуха и подает его в цилиндры двигателя, в одном и том же объеме можно сжечь больше топлива, а значит повысить его мощность, снизить удельный расход топлива и уменьшить количество вредных компонентов в выхлопных газах за счет более полного сгорания топлива.
За счет применения турбонагнетателя на дизеле, его мощность повышается от 20 до 50%. Конструкция двигателя практически не изменяется, доработки подлежит изменение воздушного и выпускного коллекторов и подвод масла от системы двигателя к турбокомпрессору и слив масла.
Установка турбокомпрессора на двигатель позволяет :
- увеличить мощность за счет подачи большого количества топлива;
- снизить удельный расход топлива за счет более эффективного его сгорания;
- улучшить экологические показатели за счет более полного сгорания топлива;
- уменьшить габариты и вес, чем аналогичный по мощности двигатель без турбонаддува;
- стабильную работу на больших высотах;
- уменьшить шум выхлопа.
Примером форсированного двигателя Д 240 является дизель Минского моторного завода Д 245 ( рис.2).
Д-240 Рисунок -2 Д-245
Параметры двигателей Д 240 и Д 245 приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Показатели двигателя | Д — 240 | Д – 245Т (Д -240Т) |
| Мощность, квт | 59 | 77 |
| Число оборотов, об/мин. | 2200 | 2200 |
| Количество цилиндров | 4 | 4 |
| Диаметр поршня, мм | 110 | 110 |
| Ход поршня, мм | 125 | 125 |
| Объем ,л | 4,75 | 4,75 |
| Удельный расход топлива, г/кВт.с | 238 | 210 |
Как видно из приведенной таблицы, применение турбонагнетателя позволило увеличить мощность двигателя и снизить удельный расход топлива при прочих равных условиях.
Дальнейшее форсирование двигателя с турбокомпрессором достигается за счет применения промежуточного охлаждения надувочного воздуха. Охлаждение воздуха увеличивает плотность его на впуске и увеличивает полноту сгорания топлива.
Схема двигателя с турбонаддувом и охладителем надувочного воздуха представлена на рис.3.
Рисунок 3
Как видно из рисунка, воздух из компрессора поступает в охладитель надувочного воздуха и охлаждается, после чего поступает в цилиндры двигателя. Простое техническое решение, в основе которого лежит принцип принудительного охлаждения надувочного воздуха, подаваемого в двигатель, позволяет увеличить его мощность за счет улучшения условий для оптимального сгорания топлива, а также снижения вредных веществ в отработавших газах.
В современных высокофорсированных двигателях с турбокомпрессором и промежуточным охлаждением сжатого воздуха, в 2 – 3 раза превышает мощность двигателя с такими же размерами поршня и цилиндра, что и без наддува. Пределы форсирования определяются в основном теплонапряженностью деталей двигателя.
Мощность двигателя с турбонагнетателем может быть повышена за счет:
— применения охлаждения наддувочого воздуха;
— повышения коэффициента полезного действия турбокомпрессора;
— применение комбинированного наддува;
— применение двух турбокомпрессоров;
— доработки рабочего процесса двигателя;
— доработка топливной системы и другими способами.
По вопросам приобретения турбокомпрессоров и запасных частей к ним, обращайтесь к менеджерам завода турбокомпрессоров Таврия Турбо.