Повышение удельной мощности судовых дизелей

Агрегатную эффективную мощность судовых дизелей можно повысить за счёт конструктивных мероприятий и улучшения параметров рабочего процесса. Это видно из выражения для мощности дизеля

.

Конструктивные мероприятия (увеличение D, S, n, i) в значительной мере уже исчерпаны и кроме того ведут к увеличению габаритов и массы цилиндропоршневой группы.

Наиболее целесообразным и эффективным способом увеличения удель-ной мощности судовых дизелей является повышение Ре за счёт увеличения плотности вводимого в цилиндр воздуха – наддув. Применение наддува позволяет в несколько раз (до 4 - 5) увеличить удельную мощность двигателей без изменения их основных размеров за счёт соответствующего повышения давления наддува Рk и охлаждения надувочного воздуха.

Критерием относительного увеличения мощности при наддуве служит степень наддува – отношение средних эффективных давлений двигателя с наддувом и без наддува

.

К основным способам увеличения массового заряда воздуха относятся:

– повышение плотности за счёт возрастания давления (наддув);

– повышение плотности за счёт снижения его температуры (охлаждение);

– повышение коэффициента наполнения за счёт продувки камеры сгорания и дозарядки рабочего цилиндра.

Существуют три категории наддува:

1 – умеренная у 4–тактных Ре = 0,7÷1,2; у 2–тактных Ре = 0,6÷0,8;

2 – повышенная у 4–тактных Ре =1,21÷2,0; у 2–тактных Ре = 0,81÷1,2;

3 – высокая у 4–тактных Ре = 2,01÷3,0; у 2–тактных Ре = 1,21÷1,6.

Преимущества дизеля с наддувом по сравнению с дизелем без наддува при заданной мощности

1. Меньшие габариты двигателя, так как меньше число цилиндров.

2. Меньшая масса двигателя и, соответственно, меньшая удельная масса (масса на единицу мощности).

3. Более высокий КПД двигателя при турбонаддуве.

4. Меньшая стоимость на единицу мощности.

5. Используются холодильники меньших размеров, поскольку при одинаковой мощности необходимо отводить тепла меньше, чем у двигателей без наддува.

6. При газотурбинном наддуве газовая турбина сама заметно снижает шум выхлопа.

7. Меньшее падение мощности при понижении плотности окружающего воздуха.

8. Лучшее качество отработавших газов при одинаковом способе организации рабочего процесса.

Недостатки двигателей с наддувом

1. Более высокие механические и тепловые нагрузки деталей, чем у двигателей без наддува.

2. Худшая приёмистость при газотурбинном наддуве.

3. При определённых условиях менее благоприятное протекание кривой крутящего момента при газотурбинном наддуве, особенно при высоких степенях наддува.

Основными способами осуществления наддува являются:

- механический;

- инерционный;

- газотурбинный;

- комбинированный.

При механическом наддуве надувочный агрегат ротативного или центробежного типа приводится в действие через передачу от коленчатого вала. Как самостоятельная эта система наддува не рентабельна.

Например при Pk = 0,16÷0,17 МПа затраты мощности на привод надувочного агрегата составляют 10 % от индикаторной мощности дизеля.

Инерционный наддув применяются на маломощных дизелях, и требует усложнения систем впускного тракта и газораспределения.

Классификация систем наддува

а) По виду привода нагнетателя:

1. От постороннего источника (электродвигатель).

2. От самого двигателя (мощность отбирается от коленвала).

3. От турбины приводимой выпускными газами (турбонаддув).

б) По конструкции нагнетателя

1. С объёмным нагнетателем (поршневой, роторный типа РУТ, винтовой компрессор и др.).

2. С лопаточным нагнетателем (радиальный, осевой, полуосевой).

в) По типу связи между надувочным агрегатом и двигателем

1. Нагнетатель соединён с коленчатым валом, осуществляется отбор мощности от коленвала – механический наддув.

Рекомендуем также:

Мощность двигателя
Работа, совершаемая газами во всех цилиндрах за единицу времени, называется индикаторной мощностью двигателя . При выводе формулы мощности приняты следующие обозначения: D —диаметр цилиндра, м; S — ход поршня, м; Vs — рабочий объем цилиндра, м3; pt — среднее индикаторное давление; п — частота в ...

Расчет топливной экономичности автомобиля
Топливно-экономические качества вновь проектируемых автомобилей при движении с постоянной скоростью оцениваются топливно-экономической характеристикой. Эта характеристика представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости движения для различных дорожных условий. Путевой ра ...

Внутренний водный транспорт
Водный транспорт делится на два вида: внутренний водный транспорт и морской транспорт. Внутренний водный транспорт (он же - речной) относится к одному из древнейших видов транспорта. Россия обладает большой и разветвленной сетью речных путей и озер. Однако существенную роль он играет либо в тех р ...