13. Doładowanie, SIMR, 5semestr, silniki spalinowe

//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}Doładowanie silników spalinowychZwiększanie mocy silnika spalinowego przez:zwiększanie sprawności cieplnej,zwiększanie natężenia wywiązywania ciepła:–zwiększanie prędkości obrotowej,–zwiększanie natężenia spalania paliwa dzięki:•zwiększaniu wielkości silnika – Vss,•zwiększaniu napełnienia –ηv.Ne=1⋅pe⋅Vss⋅n30⋅τ0,350,30,25Wfηepe=⋅ ⋅ ηv⋅ ρaLtληe, ηe/λ0,20,150,10,05ηeηe/λ0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,9511,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35λ2Systemy doładowania silników spalinowychDoładowanie sprężarką napędzaną mechanicznie.Doładowanie turbosprężarką.Doładowanie bezsprężarkowe:–rezonansowe,–typu Comprex.Doładowanie sprężarką napędzanąmechanicznieNapęd sprężarki od wału korbowego.34Doładowanie turbosprężarkąTurbodoładowanie opatentowane w 1905 r. przez dra inż. AlfredaBüchiego (Szwajcar, 1879 – 1959).Zastosowanie w silnikach:samochodów ciężarowych – 1938 r.,samochodów osobowych – 1973 r.56Zespółdoładowujący:turbina gazowa,sprężarka,przewodyi sterowanieprzepływuz zaworami.78Prędkość turbiny zależy od:prędkości obrotowej,obciążenia.Sprężarki:wyporowe (dawniej),dynamiczne (gł. promieniowe).Prędkość obrotowa sprężarki promieniowej(40000 ÷ 200000) obr/min.Większa prędkość dla mniejszych sprężarek.W zespole turbodoładowującym ze względu na bardzo dużąprędkość obrotową łożyskowanieślizgowe.Dławienie wypływu spalin turbiną jest niewielkie (jak przez tłumik).910Systemy turbodoładowaniaSystem stałego ciśnieniaSpaliny z każdego cylindra przepływają przez kolektor zbiorczy,gdzie stabilizuje się ciśnienie. Energia kinetyczna spalin jestwykorzystywana w doładowaniu w niewielkim stopniu.System pulsacyjny – system BüchiegoPrzewody wylotowe są doprowadzane do turbiny jak najkrótsządrogą – wykorzystywana jest energia kinetyczna spalin.1112Podstawowe zależnościStopień doładowaniaWzględne zwiększenie znamionowej mocy użytecznej dziękidoładowaniuSprężStosunek ciśnienia czynnika za sprężarką – pdi ciśnienia czynnikaprzed sprężarką – p.kd=NeN dNeNρφd=d=ρpπ=dpWspółczynnik zwiększenia (stopień wzrostu) gęstości ładunkuNeN– znamionowa moc użyteczna silnika niedoładowanegoNeN d– znamionowa moc użyteczna silnika doładowanegoTzw. wysokie doładowanie: kd> 1,5.pdTT⋅=π⋅pTdT+∆T∆T – przyrost temperatury czynnika przy sprężaniu1314Przyrost temperatury czynnika przy sprężaniuηiz– sprawność izentropowa sprężarki∆T=∆Tizηizηiz– sprawność izentropowa sprężarki∆Tiz– przyrost temperatury przy sprężaniu izentropowymUwzględniając:wartość stałej gazowej powietrza,wartość wykładnika izentropy powietrzaLηiz=izLdLiz– praca izentropowego sprężaniaLd– praca zużyta do napędu sprężarkiηiz=0,55÷0,8Straty w sprężarce:straty szczelności między wirnikiem i obudową,straty tarcia.∆Tiz=T⋅π0,285−1()15Czym mniejsza sprężarka, tym większe są straty względne, czylimniejsza sprawność izentropowa.16Masa powietrza napełniającego cylindryma d=Vss⋅ ηv⋅ ρd=Vss⋅ ηv⋅ ρ⋅ ϕdma d∝ ηv⋅ ϕddϕd(n)>dnZależnośćϕd(n) jest rosnącą funkcją prędkości obrotowej.W związku z tym zmniejsza się współczynnik elastyczności silnika.Dodatkowo: pogarszają się właściwości silnika w warunkachdynamicznych – opóźnianie doładowania w stosunku do sterowaniasilnika przez operatora.Modyfikacja charakterystyki prędkościowej silnika doładowanegooraz poprawa właściwości silnika doładowanego w warunkachdynamicznych:zmiany faz rozrządu, zmienne fazy rozrządu,dobór parametrów konstrukcyjnych turbiny i sprężarki –– oddziaływanie na zależnośćηiz(n),zawory upustowe: spalin przed turbiną i powietrza zasprężarką,układy turbosprężarek o zmiennych kątach łopatek,1718mieszane układy doładowania, przede wszystkim:•podwójne układy doładowujące: dwie turbosprężarki,•dodatkowe doładowanie mechaniczne,•dodatkowe doładowanie elektryczne – napęd sprężarkiPodwójne doładowanie:równoległe Twin Turbo,szeregowe – Biturbo.silnikiem elektrycznym,akumulatory sprężonego powietrza.1920

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

hannaeva.xlx.pl