Система воздухоснабжения двигателя
Контрольная работа - Транспорт, логистика
Другие контрольные работы по предмету Транспорт, логистика
?емы
В системах воздухоснабжения используются центробежные, поршневые и роторно-лопастные компрессоры. Компоновка их на основе двигателя и способы привода в движение разнообразны. На рис. 3 показаны распространенные компоновки системы воздухоснабжения двигателя.
Центробежные компрессоры чаще всего используются в агрегатах газотурбинного наддува, когда приводом компрессора является газовая турбина. Иногда такие компрессоры применяют в двухтактных двигателях в качестве продувочных компрессоров, а также в двигателях с так называемым механическим и комбинированным наддувом, т. е. с механическим приводом компрессора от коленчатого вала.
Поршневые и роторно-лопастные компрессоры используются в качестве продувочных на двухтактных двигателях и приводятся в движение от коленчатого вала. Часто эти компрессоры применяются в качестве второй ступени сжатия в системах воздухоснабжения двухтактных двигателей с наддувом. В этом случае первой ступенью сжатия является центробежный компрессор агрегата наддува - турбокомпрессор. В качестве поршневого компрессора нередко используются поршень и подпоршневая полость крейцкопфного двухтактного двигателя.
В нерегулируемых системах теплообменники охлаждают воздух, т. е. являются охладителями. В системах с регулированием температуры наддувочного воздуха кроме охладителей могут быть подогреватели или на некоторых режимах работы двигателей охладители могут использоваться в качестве подогревателей.
Рис. 3. Компоновка системы воздухоснабжения сбоку двигателя (а) и на торце (б)
- двигатель; 2 - турбокомпрессор; 3 - диффузорный патрубок; 4 - охладитель; 5 - клапанная коробка; 6 - вспомогательный электрокомпрессор; 7 - ресивер; 8 - подпоршневой компрессор
В системах воздухоснабжения применяются рекуперативный и рекуперативно-расширительный способы охлаждения воздуха. В рекуперативных охладителях теплота от нагретого при сжатии в компрессоре воздуха отводится к охлаждающей, среде через разделяющую их стенку. При рекуперативно-расширитель-ном способе воздух вначале охлаждается в теплообменнике рекуперативного типа, а затем - при расширении его - в турбодетандере (воздушной турбине) или непосредственно в рабочем цилиндре двигателя.
В рекуперативных охладителях жидкость движется по каналам (трубкам), а охлаждаемый воздух - между каналами. Поскольку коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке намного (в несколько десятков раз) меньше, чем коэффициент теплоотдачи от стенки к воде, то поверхность, омываемая воздухом, должна быть значительно больше внутренней поверхности канала (трубки). Поэтому в охладителях наддувочного воздуха используют трубки с ребрами на наружной поверхности. В качестве ребер могут быть использованы отдельные пластины, прикрепленные к трубкам или плотно к ним прилегающие (рис. 4).
Рис. 4. Виды теплообменной поверхности:
а - ребристо-трубчатая в виде шахматного пучка круглых труб с оребрением; б - трубчато-пластинчатая из плоскоовальных труб 2 со сплошным поперечным оребрением пластинами 1; в - пластинчатая в виде пакета гладких профильных пластин с овальными выступами.
В связи с тем, что в охладителях наблюдается конденсация влаги из воздуха, за охладителями часто устанавливают влагоотделители в виде гофрированных пластин.
Ресиверы в зависимости от особенностей компоновки двигателя могут быть либо выносными (автономными), либо встроенными. В последнем случае в качестве воздушных емкостей используются замкнутые полости, образованные элементами остова двигателя, в частности полость в развале между цилиндрами V-образного двигателя.
автомобильный воздухоснабжение газоотвод сгорание
2. Система газоотвода
Назначение и состав системы
Система газоотвода (газовыпуска) обеспечивает наиболее рациональный отвод отработавших в цилиндре газов. Под рациональным отводом понимается такая организация газовыпуска, которая способствует максимальному использованию энергии рабочего тела как в цилиндре двигателя, так и вне его, а также качественной очистке и наполнению цилиндров. Кроме того, необходимо обеспечить минимальное по вредности воздействие на окружающую среду отработавших газов.
Система газоотвода состоит из выпускных коллекторов, утилизационных газовых турбин, утилизационных котлов, глушителей шума, газоводов (трубопроводов).
Выпускные коллекторы предназначены для отвода из цилиндров отработавших газов с максимально возможным сохранением их энергии. При этом они должны способствовать очистке цилиндров от остаточных газов. Утилизационные газовые турбины преобразуют механическую энергию отработавших в цилиндрах газов в крутящий момент, утилизационные котлы - тепловую энергию отработавших газов в энергию пара (воды). Глушители шума предназначены для снижения вредного звукового воздействия отработавших газов на окружающую среду.
Классификация систем. Системы газоотвода классифицируют по следующим признакам:
по глубине утилизации тепла - без утилизации теплоты, с умеренной утилизацией теплоты и с глубокой утилизацией теплоты. В системах без утилизации теплоты отработавшие в цилиндрах газы отводятся в окружающую среду без предварительного протекания через специальные устройства - утилизаторы. В системах с умеренной утилизацией теплоты механическая энергия отработавших в цилиндрах газов используется в газовых турбинах. В системах с глубокой утил