Лекция.11

Тема : Способы повышения мощности ДВС

Содержание: Наддув. Схемы и системы наддува.

Влияние наддува на показатели рабочего процесса. Расчет систем наддува.

Формула эффективной мощности поршневого двигателя записывается в виде:

, кВт

в формуле:

— , м³ - рабочий объём цилиндра, D, S - соответственно, диаметр цилиндра и ход поршня, м;

— i - число цилиндров;

— п - числа оборотов коленчатого вала в минуту, об/мин;

— Ре - среднее эффективное давление, Па.

Анализ формулы ( ) показывает, что увеличение мощности двигателя - N_e может быть осуществлено соответствующим увеличением рабочего объема цилиндра -V_h, числа цилиндров -i, числа оборотов коленчатого вала в минуту - п, которая с величиной хода поршня – S определяет среднюю скорость поршня - , среднего эффективного давления -Ре, которая в свою очередь, является функцией среднего индикаторного давления и механического коэффициента полезного действия - η_м , и уменьшения коэффициента тактности- τ.

Геометрические параметры дви­гателя, способствующие повышению мощности к настоящему времени достигли предельных значений:

Диаметр цилиндра D = 900 мм, S = 1700 мм, а число цилиндров - i в рядных тихоходных дизелях-12, в V-образных быстроход­ных - 16 и в звездообразных - 32. Цилинд­ровая мощность двухтактных тихоходных дизелей доходит до 1800 кВт, при числах оборота коленчатого вала п =115÷120 об/мин.

Дальнейшее увеличение диаметра цилиндра и хода поршня, а также числа цилиндров свя­зано с технологическими трудностями и сложностями организации рабочего процесса. При большом числе цилиндров в одном агрегате в рядных кон­струкциях значительно увеличивается длина двигателя и услож­няется его обслуживание. Средняя скорость поршня в современных двигателях доходит до С_m = 12÷18 м/сек, а число оборотов в быстроходных двигателях до 8000 об/мин и более. Увеличение средней скорости поршня и числа оборотов уменьшает срок службы дви­гателя, так как быстрее происходит износ его деталей, возрастают динамические и тепловые нагрузки. Значительное увеличение мощности двигателя может быть до­стигнуто за счет повышения величины среднего эффективного давления, т.е. увеличения количества топлива и воздуха ( плотности свежего заряда - ρ_в кг/м³), поступающих в цилиндр.

Увеличение мощности двигателя за счет одновременного увеличения поступающего в цилиндр весо­вого заряда воздуха и количества топлива называется -наддувом.

Степень роста мощности двигателя при наддуве оценивается степенью наддува –λ_н, представляющей собой отношение номинальной мощности или среднего эффективного давления двигателя с наддувом к номинальной мощности или среднему эффективному давлению того же двигателя без наддува.

Степень наддува приближенно можно представить так же, как отношение давления наддува - Рк к давлению окружающей среды -Ро

где: п — показатель политропы сжатия в нагнетателе.

В настоящее время для комбинированных двигателей величина степени наддува достигнуто .

Для двухтактных двигателей λн величина условная, так как давление продувочного воздуха Рк, каким бы малым оно ни было, всегда больше давления окружающей среды.