Файл: Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания..pdf

3. Оба компрессора соединены одним валом и приводятся общей турбиной.

Совместная работа двух последовательно включенных цен­ тробежных компрессоров, между которыми возможно примене­ ние промежуточного охлаждения, и двух турбин, приводящих компрессоры, на переменных режимах отличается различным из­ менением параметров для указанных трех схем.

При уменьшении частоты вращения дизеля и соответственно расхода воздуха снижается теплоперепад в турбине низкого дав­ ления. В первой схеме, когда эта турбина приводит в действие І-ю ступень компрессора, резко снижается частота вращения, в результате чего смещение рабочей точки происходит в область меньших расходов на характеристике компрессора; в ту же об­

в область пониженных к. п. д. Поэтому вторая схема неприем­ лема для двигателей, работающих в широком диапазоне изме­ нения режимов. Третья схема по запасу устойчивости І-й ступе­ ни компрессора занимает промежуточное положение между первыми двумя. Конструктивно выполнение первой схемы наи­ более простое: могут быть использованы серийно выпускаемые турбокомпрессоры. Поэтому наиболее целесообразно двухсту­ пенчатый турбонаддув выполнять по первой схеме. Применитель­ но к первой схеме рассмотрим методику построения характери­

и высокого давлений. Кроме того, для турбины высокого давле­ ния по режимам совместной работы с компрессором строят ха-

\Р*2в )

ТКВД зависимость между давлениями на выходе из турбины и на входе в компрессор находят из расчета характеристик ТКНД.

считывают температуру воздуха перед ІІ-й ступенью компрессо­ ра и расход воздуха, приведенный к параметрам перед ІІ-й сту­ пенью:

191

/*. = const практически одинаков для обеих систем турбонаддува.

192

Как показывают результаты расчетного анализа, компрессор первой ступени работает в широком диапазоне изменения л к н и расходов воздуха. Поэтому в области низких расходов имеется опасность попадания его в режим помпажа. Во избежание это­ го приходится несколько удалять расчетную точку на номиналь­ ном режиме от границы помпажа. Вторая ступень работает в уз­ ком диапазоне изменения параметров и возможность ее попа­ дания в область неустойчивой работы маловероятна.

Основные преимущества двухступенчатой системы воздухоснабжения с промежуточным охлаждением проявляются при вы­ соких давлениях наддува. При этом возможности повышения рк форсированием турбокомпрессоров существенно расширяются вследствие снижения частоты вращения роторов турбокомпрес­ соров.

13 Заказ 963

______ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

НЕОБХОДИМОСТЬ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Выше уже отмечалось, что двигатели некоторых типов долж­ ны обладать определенным запасом крутящего момента Мнр (или Ре). Коэффициент приспособляемости, характеризующий способность двигателя обеспечивать запас крутящего момента (или Ре) с уменьшением его частоты вращения, удобно выразить в виде

пмшах

частоте вращения; Мтах — максимальный крутящий момент дви­ гателя; Ms — крутящий момент двигателя на режиме номи­

нальной мощности; tiMmax— частота вращения коленчатого вала двигателя на режиме максимального крутящего момента; «,ѵ —

частота вращения коленчатого вала двигателя на режиме номи­ нальной мощности.

На рис. 122 приведены зависимости крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала комбинированных двигате­ лей различного назначения. Транспортные двигатели имеют большие крутящие моменты в широком диапазоне частоты вра­ щения коленчатого вала. При умеренных значениях коэффици­ ента приспособляемости и среднего эффективного давления ра­ бота таких двигателей может быть обеспечена настройкой турбо­ компрессора (см. выше). Однако возможности такого способа ограничены. Поэтому при более высоких средних эффективных давлениях в цилиндрах на номинальном режиме для обеспечения высоких коэффициентов приспособляемости появляется необхо­ димость регулирования турбокомпрессора.

Требуемое давление наддувочного воздуха зависит от часто­ ты вращения вала и коэффициента приспособляемости. На рис. 123 построены гидравлические характеристики двигателя при одинаковом значении среднего эффективного давления на номинальном режиме, но при разных коэффициентах приспособ­ ляемости. При коэффициенте приспособляемости К — 2 (/См =

194

=1,0; Кп= 2) с уменьшением частоты вращения до 0,5ял’ІІОМ

давление наддува снижается. Для коэффициента приспособляе­

появляется необходимость принудительного управления частотой

расходу воздуха.

Диапазон работы двигателя по расходу воздуха есть разность между величинами расходов воздуха на режиме номинальной

работы двигателя в точках Е (или Е') на рис. 124. Точка Е (или Е') лежит на кривой, проведенной эквидистантно границе пом­ пажа компрессора через точку Б (или Б').

Для удобства рабочий диапазон по расходу воздуха выразим в относительном виде:

‘м

%•

АЦ