Неисправности дизельных двигателей с турбонаддувом
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
мым с характеристикой компрессора /= f(), можно проследить за условиями воздухоснабжения на различных режимах, изменением перепадов давления между ресивером и коллектором, а также выяснить возможность согласования рабочей линии компрессора / - (, ) с областью устойчивых его режимов и высоких к. п. д.
Можно сформулировать следующие общие требования, которым должны удовлетворять системы наддува:
эффективное использование энергии газов - получение максимальной мощности турбины и к. п. д. турбокомпрессора при высокой экономичности работы двигателя на эксплуатационных режимах;
обеспечение двигателя воздухом при пусках и малых нагрузках и его приемистости на переходных режимах, а также устойчивой работой компрессора на установившихся режимах;
система наддува не должна быть излишне сложной в конструктивном отношении, в управлении и обслуживании.
К системам наддува могут быть предъявлены и специальные требования, например введение регулируемого воздухоснабжения с целью обеспечения необходимого запаса крутящего момента при пониженных частотах вращения.
Полнее удовлетворяет указанным требованиям и лучше приспособлен к газотурбинному наддуву четырехтактный двигатель. Его рабочий цикл с насосными ходами поршня обладает саморегулированием процессов газообмена: при пусках и малых нагрузках смена заряда происходит независимо от работы турбокомпрессора, при полных нагрузках высокое качество газообмена (п0,950,98; 1,11,3) обеспечивается при минимальных перепадах давления между ресивером и коллектором (0,950,98). Отсюда возможности получения повышенных параметров газа перед турбиной, увеличения ее мощности и степени, наддува двигателя при относительно меньших давлениях и удельных расходах воздуха gв = 5,25,3 кг/(л.с.*ч).
Этим и объясняется сравнительно простая организация газотурбинного наддува четырехтактных дизелей, получившего распространение уже в конце 30-х гг. Даже при невысоком к. п. д. турбокомпрессора ( = 0,350,40) заданные параметры наддува удавалось обеспечить путем увеличения работы вытеснения поршня и повышения давления газа перед турбиной. Газотурбинный наддув двухтактных дизелей с присущими им потерей давления на продувку цилиндров, повышенным расходом воздуха и более низкой температурой газов реализуется труднее и требует более тщательной доводки элементов системы. Турбокомпрессоры для наддува двухтактных дизелей начали применяться лишь в 50-е гг.
В четырехтактных двигателях достигнуты и наиболее высокие степени наддува ( = 3,5). На подавляющем большинстве двигателей осуществлен газотурбинный наддув при импульсном подводе газов к турбине с одноступенчатыми сжатием и охлаждением воздуха. Выпуск газов производят в разделенный выпускной трубопровод малого объема (), что позволяет [2, c. 131]:
а) реализовать энергетические преимущества импульсного способа наддува;
б) интенсифицировать продувку камеры сгорания и понизить теплонапряжепность ее элементов (особенно выпускных клапанов);
в) обеспечить подходящую приемистость двигателя, так как энергия на участках импульсов давления температуры газа при мгновенных набросах нагрузки зависит от подачи топлива.
Условия построения характеристики газотурбинного наддува (рисунок 2) вытекают из равенства расходов воздуха через двигатель и компрессоры () и давлений / и / (потерей давления в воздухоохладителе пренебрегаем). Отсюда совпадение рабочей линии компрессора /) с расходной характеристикой двигателя /= (). Благодаря насосным ходам и малой энергии газов на пусковых режимах и малых ходах (до точки а) газообмен протекает, как и в обычном двигателе без наддува ( = 1), но с некоторым превышением давления над . Продувка камеры сгорания при этих режимах затруднена из-за большой фазы перекрытия, клапанов возможен заброс газов, ухудшение газообмена, сопровождаемое дымным выпуском и загрязнениями камеры сгорания и трактов. Теоретически продувка камеры сгорания начинается с точки k, когда при дальнейшем увеличении нагрузки рs > рт.
Наиболее полно энергетические преимущества импульсного подвода газа выражены при непрерывном его поступлении к отдельным секторам разделенного соплового аппарата турбины (обычно при общем числе цилиндров, кратном трем, когда импульсы давления в каждом подводе чередуются через 240 поворота вала и турбина работает с полной пропускной способностью).
Рисунок 2. Характеристика газотурбинного наддува четырехтактного дизеля: 1, 2 - //= () - рабочая линия компрессора и расходная линия двигателя; 3 -/() расходная линия турбины; 4 - граница помпажа компрессора; - - - линии 1, 2, 3 при наддуве .
2. Контроль и диагностика процессов воздухоснабжения
Задача диагностики системы воздухоснабжения состоит в том, чтобы своевременно обнаруживать нарушения в работе ее отдельных элементов, что позволит избежать нежелательных последствий в работе двигателя, а определение степени изменения состояния элементов системы даст возможность обоснованно планировать профилактические работы [2, c. 173].
Излагаемые методы диагностики систем воздухоснабжения двигателей с турбонаддувом основываются на анализе эталонных и измеренных значений параметров, к числу которых относятся расход воздуха , давление и температура воздуха и газов, частота вращения турбокомпрессора и температура воды, поступающей в воздухоохладитель. Точки замеров перечисленных параметров показаны на рисунке 3.
Методы определения расхода во?/p>