Процесс подачи в цилиндр двигателя предварительно сжатого свежего заряда в компрессоре Цель – увеличение количества свежего заряда в цилиндре двигателя в конце процесса впуска.
1. Наддув как средство повышения мощности и экономичности двигателей Увеличение массового содержания воздуха в цилиндре ДВС (эквивалентно увеличению рабочего объема, но при меньших габаритах и механических потерях); Использование энергии отработавших газов после их выпуска из цилиндра (для ДВС с турбонаддувом); Получение дополнительной энергии на поршне при газообмене 4-х тактного ДВС; Уменьшение относительной поверхности теплоотвода от рабочего тела в стенки. 2. Наддув как способ улучшения экологических характеристик двигателей Снижение дымности дизелей за счет увеличения коэффициента избытка воздуха Снижение выбросов окислов азота за счет увеличения коэффициента избытка воздуха.
1 – компрессор; 2 – редуктор р о – давление окружающей среды р к – давление после компрессора ( наддува) Т о – температура окружающей среды Т к – температура после компрессора М 1 – количество свежего заряда без наддува с наддувом М 1о М 1к М 1о = М 1к
Объёмный Центробежный От колен. вала (механический) От турбины Комбинированный По количеству ступеней Одноступенчатый Многоступенчатый Неуправляемый Управляемый Наддув ДВС По типу компрессора По способу привода компрессора По управляемости От др. источника
1 – компрессор 2 – редуктор 3 – колен. вал 4 – теплообменник р о – давление окружающей среды р к – давление после компрессора ( наддува) Т о – температура окружающей среды Т к – температура после компрессора N к – мощность на привод компрессора N е – эффективная мощность двигателя Т к - D Т охл
1 – компрессор 4 – турбина р о – давление окружающей среды р к – давление после компрессора ( наддува) Т о – температура окружающей среды Т к – температура после компрессора N к – мощность на привод компрессора N е – эффективная мощность двигателя
Две ступени наддува (двухступенчатый наддув) 1 – компрессор 2 – редуктор 4 – турбина р к1,Т к1 – давление и температура после первой ступени компрессора р к2,Т к2 – давление и температура после второй ступени компрессора
Т к = Т о · к ( n к -1)/ n к n к - показатель политропы сжатия в компрессоре, равен: 1,4-1,6 – для поршневого компрессора 1,55-1,75 – для объемного (типа Рутс) 1,4-2,0 – для центробежного, осевого или радиального При к > 2 необходима установка охладителя наддувочного воздуха При двухступенчатом наддуве, если для первой ступени к1, и для второй к2 : к = к1 · к2 При наддуве двигателя давление в компрессоре повышается в к раз: к = р к / р о к - степень повышения давления в компрессоре По величине к наддув подразделяется: 1,2-1,5 - низкий наддув 1,5-2,2 - средний наддув 2,2 и выше - высокий наддув Температура воздуха за компрессором
I – компрессор II – турбина 1 – открытие впускного клапана 2 – закрытие впускного клапана 3 - открытие выпускного клапана 4 - закрытие выпускного клапана р r – давление в системе выпуска ОГ р р,Т р – давление и температура перед турбиной
Типа Рутс Винтовой Поршневой
1 - корпус компрессора, 2 - компрессорное колесо, 3 - вал ротора, 4 - корпус турбины, 5 - турбинное колесо и корпус подшипников с ротором в сборе корпус компрессора ротор
1 – без наддува; 2 – с наддувом; 3 и 4 - с наддувом и охлаждением наддув. воздуха
2100 мин -1 1000 мин -1
1 - корпус подшипников ; 2 - турбинное колесо ; 3 - перепускной клапан ; 4 - корпус (улитка) турбины ; 5 - масляные каналы ; 6 - вал ротора ; 7 - подшипник скольжения. 8 - компрессорное колесо ; 9 - корпус (улитка) компрессора ; 10 - пневмопривод перепускного клапана. Перепускной клапан вариант 2 Открытие давлением р т А – полость атмосферного давления Б – полость давления выпуска 1 – диафрагма 2 - клапан
Низкая частота вращения к.в. Высокая частота вращения к.в.
Старый вариант Новый вариант
Малая нагрузка Средняя нагрузка Большая нагрузка Управление двухступенчатым турбонаддувом
(Ауди ТТ)
1 Воздуховод для чистого воздуха 2 Подвод вентиляции картера 3 Датчик температуры и массового расхода воздуха 4 Корпус воздушного фильтра 5 Воздухозаборник 6 Электронная дроссельная заслонка и впускной коллектор 7 Датчик давления наддува 8 Патрубок нагретого воздуха 9 Охладитель наддувочного воздуха 10 Патрубок охлажденного воздуха 11 Датчик температуры воздухозабора 12 Турбокомпрессор и выпускной коллектор
1 – маховик 2 – гидротрансформатор 3 – силовая турбина 4 - турбокомпрессор
1 - Поток свежего воздуха под давлением 2 - Зубчатый ремень 3 - Поток свежего воздуха под давлением окружающей среды 4 - Поршень двигателя 5 - Поток ОГ под давлением выпуска 6 - Поток ОГ под давлением системы выпуска 7 - Ротор 8 - Щелевые окна
Обеспечение высокого давления наддува при малых частотах вращения колен. вала
