Импульсный газотурбинный наддув

При импульсном газотурбинном наддуве, как уже было сказано выше, используется кинетическая энергия выходящих из цилиндров газов. Для этого необходимы отдельные выпускные трубопроводы и рекомендуемые многоструйные впускные корпуса турбин. Для подводки выпускных трубопроводов при этом соответственно объединяются расположенные в порядке зажигания далеко друг от друга цилиндры. Таким образом, четырехцилиндровому двигателю необходимо иметь два выпускных трубопровода, пятицилиндровому - три и шестицилиндровому соответственно два отдельно подведенных трубопровода. Длины и поперечные сечения этих трубопроводов, как и у оптимального двигателя без наддува, должны быть согласованы. Однако на основании специфических условий или конструктивных данных часто невозможно получить оптимальное исполнение импульсного газотурбонаддува. В результате этого при импульсном наддуве перед турбиной нагнетателя создаются переменные степени сжатия; за счет этого импульсный наддув улучшает коэффициент полезного действия турбины и характер срабатывания турбонагнетателя. Помимо этого давление наддува спадает не так уж сильно в соответствии с частотой вращения, как это происходит при чистом наддуве с подводом отработавшего газа постоянного давления.

Импульсный газотурбонаддув является стандартом для грузовых автомобилей, в которых специально для этого применяется двухструйный впускной корпус турбины (так называемая двойная лопаточная турбина). Здесь потоки отработавших газов от выпуска двигателя до впуска в турбину ведутся по отдельности, при этом всегда в один поток вбрасывают отработавший газ те цилиндры, которые по интервалу между вспышками и впуском согласованы друг с другом, так что при смене заряда никаких взаимных помех не происходит. Таким образом, импульсы газа беспрепятственно достигают колеса турбины, без того, чтобы один цилиндр столб газа выпускающего соседнего цилиндра в свою очередь впускал в камеру сгорания.

Однако практикуемый в таком виде «классический» импульсный газотурбонаддув трудно реализовать в двигателях легковых автомобилей. Ну, а в дизельных двигателях это затруднительно сугубо по причине размеров корпуса турбины: средний язычок, который у двухструйных корпусов турбины отделяет впускные каналы друг от друга, получается здесь слишком тонким, чтобы противостоять нагрузкам импульсных волн. У бензиновых двигателей к тому же еще добавляется аспект допустимых термических нагрузок корпуса турбины и среднего язычка. В качестве наглядного примера из истории газотурбонаддува рекомендуется в этой связи взглянуть на первый дорожный турбоавтомобиль Германии, BMW 2002. Этот двигатель использует импульсный наддув с двухструйным корпусом турбины. Но нагнетатель здесь оказался не очень надежным, и это стало причиной того, что этот BMW через год тихо убрался с авторынка. Однако чистокровный импульсный турбонаддув с двухструйным корпусом турбины для сектора легковых автомобилей окончательно не умер: в конце прошедшего столетия Volvo вновь бросил вызов и использовал его на своем S/V 40.

Но, несмотря на все это, импульсный газотурбонаддув, хотя не в своем классическом исполнении, практикуется на бензиновых двигателях. То, что при этом могут быть использованы и одноструйные корпуса турбин, доказал пионер турбо Porsche. Biturbo 911 вполне подходит для импульсного газотурбонаддува: как многорядный двигатель он имел цилиндры с сочетающимися интервалами между вспышками в отдельном блоке; по три цилиндра с углом поворота коленчатого вала в 240° нагружали турбину почти друг за другом; при этом минимальное наложение появлялось здесь за счет небольшого различия в длинах отдельных отводных трубопроводов. Но они были кратковременными, что допускало использование импульсной энергии. Эти трубопроводы должны как можно позже быть сведены перед турбиной, для чего предусматривался магистральный трубопровод, объединяющий все три выпускных трубопровода; благодаря чему как раз этот тип импульсного газотурбонаддува уже не являлся «классическим». Подобным образом поступил и Audi со своим 2,7-литровым Biturbo. Такая конструкция сберегает как тепловую, так и кинетическую энергию отработавших газов. А отсюда соответственно растет и коэффициент полезного действия турбины.

Похожие статьи:

Характеристика материалов
Применяемые материалы зависят от назначения деталей автосцепного устройства. Основные детали – изготавливаются стальным литьем по ГОСТ 22703-91. Согласно этому стандарту, корпус, автосцепки и тяговый хомут – т.е. детали, передающие продольные нагрузки изготавливаются по первой группе указанного ста ...

Объединённое регулирование дизель-генератора и тяговых двигателей
Выше указывалось, что для уменьшения кратности изменения напряжения генератора (или увеличения кратности изменения скорости при полной мощности дизеля) применяется ослабление поля тяговых электродвигателей и переключение группировок их. Как правило, эти операции по управлению тяговыми, электродвига ...

Показатели использования пассажирских вагонов
Количество составов для обслуживания отдельных категорий поездов: (8.6) Для скорых поездов: Для местных пассажирских поездов: Для пригородных поездов определено по графику движения. Рабочий парк вагонов для отдельной j-ой категории: (8.7) где: – число вагонов в составе поезда j-ой категории. Для ск ...