Задачи и исходные данные для расчета системы наддува

Двигатель оснащён двумя турбонагнетателями, турбины которых работают на выпускных газах двигателя. Причём каждый турбонагнетатель рассчитан для наддува трёх цилиндров.

Выпускные газы трёх цилиндров, проходя через общий коллектор, подаются на лопатки турбонагнетателя. В каждом патрубке для отвода выхлопных газов имеется отверстие с резьбой для установки термометров, служащих для измерения температуры отработавших газов отдельных цилиндров. Весь газопровод снабжён изоляцией и защитным кожухом.

Турбонагнетатель подаёт воздух через промежуточный холодильник в общий распределительный воздухопровод, от которого идут ответвления к отдельным цилиндрам. Перед и за холодильником имеются резьбовые соединения для подключения контрольных манометров. Для выпуска образовавшегося конденсата воздухопровод снабжён выпускной пробкой. По середине воздухопровода установлен промежуточный элемент, после удаления которого можно подсасывать воздух в случае неисправности турбонагнетателя.

Турбонагнетатель состоит из радиального центробежного нагнетателя и осевой турбины, установленных на общем валу.

При газотурбинном и комбинированном наддуве двигателей отработавшие в цилиндрах газы направляются к сопловым аппаратам газовых турбин (одной или двух) и энергия выпускных газов используется для привода в действие компрессоров сжатого воздуха.

Производительность компрессоров системы наддува должна быть достаточной для обеспечения очистки цилиндра от продуктов сгорания и заполнения его таким количеством воздуха, которое необходимо для сгорания топлива с заданным коэффициентом избытка воздуха.

В качестве исходных данных для расчета системы наддува будем использовать некоторые исходные данные и результаты расчета рабочего цикла и показателей двигателя:

- давление р_о=0,1 МПа и температура Т_о=300 К окружающей среды;

- давление воздуха в ресивере за воздухоохладителем р_s = 0,14 МПа;

- температура воздуха в ресивере за воздухоохладителем Т_s=314 К;

- теоретический коэффициент молекулярного изменения b_z=1,028;

- давление р_b=0,715 МПа и температура Т_b=1197,5 К газов в цилиндре в конце процесса расширения;

- часовой расход топлива G_т=530,7 кг/ч;

- часовой расход воздуха для сгорания G_вч=15146,178 кг/ч;

- коэффициент продувки цилиндров j_а. Для четырехтактных двигателей j_а находится в диапазоне 1,05...1,35, для двухтактных - в диапазоне 1,25...1,65. Большие значения коэффициента продувки характерны для двигателей малооборотных и с контурными схемами газообмена. Принимаем j_а=1,15; - показатель адиабаты сжатия воздуха в компрессоре, обычно принимаемый равным к = 1,4;

- показатель политропы расширения n_г при истечении газов из цилиндра в коллектор, который обычно находится в диапазоне 1,32...1,35. Принимаем n₂ =1,33

- давление газов перед турбиной, которое равно в первом приближении р_т = (0,8...0,9)

р_к = МПа;

- показатель адиабаты расширения газов в турбине, равный к_г = (1,32...1,37). Принимаем к₂ =1,35;

- давление газов за турбиной р'_o, которое обычно находится в диапазоне 0,102...0,105 МПа у двигателей без утилизации теплоты выпускных газов и 0,108...0,11 МПа - у двигателей с утилизацией теплоты. Принимаем р¢_о=0,103;

- адиабатный h_ад и механический h_м.к КПД компрессора, равные: для центробежного компрессора h_ад = 0,65...0,75, h_м.к = 0,95...0,98, для поршневого компрессора h_ад = 0,75...0,85, h_м.к = 0,8...0,85 для ротативного компрессора h_ад = 0,65...0,8, h_м.к = 0,9...0,95. Для центробежного компрессора принимаем h_ад=0,7;

коэффициент полезного действия турбины h_т = 0,65...0,75.

Принимаем h_т=0,7;

Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.7

Таблица 3.9 – Исходные данные для расчета системы наддува дизеля