Постоянного давления газа; 2. Переменного давления газа; 3. Комбинированные.

При постоянном давлении наддува выпускные газы из всех цилиндров направляются по единому выпускному коллектору большого объема к соплам турбины. При таком способе турбину монтируют в конце выпускного коллектора.

При переменном давлении наддува в некоторых дизелях используют выпускной коллектор, разделенный на отдельные ветви. Каждая ветвь коллектора объединяет от двух до четырех цилиндров и подводит газы к импульсной турбине, сопловой аппарат которой имеет несколько входных патрубков. Для эффективного использования энергии выпускных импульсов цилиндры к каждой ветви коллектора присоединяют так, чтобы рабочие циклы в цилиндрах были сдвинуты по отношению друг к другу на 240º ПКВ. В этом случае выпуск газов одного из цилиндров ветви коллектора и образуемый им импульс давления не будут влиять на выпуск газов другого цилиндра.

Сущность импульсного наддува (переменного давления газа) заключается в том, что в нем используется не только теплота отработавших газов, но и их скоростной напор, т.е. максимальный выпускной импульс газовой струи, выходящий из цилиндра. Резкое изменение давления в выпускном коллекторе происходит в период предварения выпуска. Для лучшего использования импульса давления в турбине выпускной трубопровод, объединяющий несколько цилиндров, должен иметь минимальные объем и длину от выпускного клапана (окна) до турбины. Для выполнения этого условия на дизель устанавливают несколько импульсных газовых турбин, расположенных вблизи рабочих цилиндров. Сопловый аппарат импульсной газовой турбины соединяют с каналами крышек цилиндров короткими патрубками от каждого цилиндра, не допускающими большой потери кинетической энергии выпускных газов.

Преимущества и недостатки газовой турбины постоянного давления

Основными преимуществами использования энергии постоянного давления газа перед турбиной являются:

1. Высокий КПД турбины на расчетном режиме;

2. Возможность размещения газотурбонагнетателя в любом удобном месте, в том числе в конце выпускного коллектора;

3. Простота конструкции выпускной системы дизеля – выпуск из всех цилиндров производиться в один общий коллектор;

4. В изолированном выпускном коллекторе некоторая часть энергии превращается в тепло, повышая температуру, а, следовательно, и располагаемую энергию газов перед турбиной.

Недостатками использования энергии газового потока постоянного давления являются:

1. Получение Рв > Рг возможно лишь при высоком КПД газотурбонагнетателя, малых сопротивлениях на впуске и противодавлениях на выпуске;

2. Невозможность реализации большей части энергии импульсов давления в газовой турбине. При давлениях наддува Рв = 0,14 – 0,15 МПа доля располагаемой энергии выпускных газов постоянного давления составляет около 45% общей энергии газов по выходе из цилиндров, но с повышением давления наддува возрастает доля общей располагаемой энергии газов, которая используется в турбине;

3. Невозможность обеспечения продувки цилиндров при повышенном противодавлении на выпуске;

4. Невозможность обеспечения работы двухтактного двигателя со СТК (свободным турбокомпрессором).

Преимущества и недостатки газовой турбины переменного давления

Преимущества: 1. Возможность осуществлять продувки цилиндров, в том числе в случае Рг.ср ≥ Рв, что исключается при использовании постоянного давления газов;

2. Более эффективное использование располагаемой энергии выпускных газов при умеренных давлениях наддува, следствием чего является бỏльшая мощность газовой турбины;

3. Возможность осуществления при определенных условиях свободного газотурбинного наддува двухтактных дизелей;

4. Меньше, по сравнению с турбиной постоянного давления, изменение мощности импульсной турбины при снижении нагрузки и числа оборотов дизеля, а, следовательно, и меньшее изменение давления наддува.

Недостатки: 1. Необходимость размещения турбокомпрессоров на наименьшем расстоянии от цилиндра, связанная с трудностями, которые не всегда могут быть полностью преодолены;

2. Снижение эффективности использования энергии импульсов давления выпускных газов при повышении давления наддува;

3. Пониженные, по сравнению с турбиной постоянного давления, среднее значение КПД, обусловленные воздействием пульсирующего потока выпускных газов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: