Применение силовой турбины на дизельных двигателях автотракторного типа
Обзор: Рассматривается вопрос применения силовой турбины на двигателях автотракторного типа. Одним из путей решения проблем выброса в атмосферу неиспользованной теплоты сгоревшего топлива.
Рейтинг: 1 - количество голосов за статью Рейтинг: 5,0
Публикация: 17.05.2011, в категории "Промышленность и оборудование"
Просмотр: эта статья прочитана 2660 раз

  Основной тенденцией в развитии машиностроения и, в частности, двигателестроения является повышение экономичности, надежности и долговечности. Кроме того, для современных дизелей существует проблема экологической чистоты, одним из элементов которой является термическая чистота, что подразумевает под собой степень выброса в атмосферу неиспользованной  теплоты сгоревшего топлива, способной произвести полезную работу. Одним из путей решения этих проблем может быть турбокомпаундирование двигателей, т.е. когда наряду со свободным турбокомпрессором устанавливается соединенная с коленчатым валом газовая турбина, и мощность создается не только в цилиндрах двигателя, но и в силовой турбине.

     Для дизельных двигателей автотракторного типа целесообразна схема последовательной установки силовой турбины за турбиной свободного турбокомпрессора (рис.1). При этом, в случае уменьшения расхода газа на частичных нагрузках, повышенный перепад давления срабатывается на первой по ходу газов турбине свободного турбокомпрессора, что способствует более быстрому разгону турбокомпрессора, уменьшению удельного эффективного расхода топлива и задымленности.

    Применение силовой турбины типоразмера ТС-12,5 на тракторном дизеле 6ЧН12/14 приводит к снижению удельного эффективного расхода топлива на номинальном режиме роботы до 8г/кВтч. При соблюдении условий равенства давления наддува на номинальном режиме работы базового двигателя 6ЧН12/14 и турбокомпаундного  наблюдается следующее:

  1. С точки зрения рабочего процесса дизеля, а точнее процесса газообмена, применение силовой турбины приводит к увеличению среднего давления насосных ходов с Рнх=0,07МПа до Рнх=0,13МПа и коэффициента остаточных газов с  0,0307 до 0,0436. Но благодаря тому, что при мощности Ncy=184кВт силовая турбина вырабатывает  более 10% мощности силовой установки, и на номинальном режиме работы мощность, вырабатываемая ТС-12,5 и предаваемая на коленчатый вал двигателя на 47% превышает увеличение мощности, затрачиваемой на насосные хода поршня.
  2. Применение силовой турбины приводит к разгрузке поршневой части двигателя, а, следовательно, к улучшению механической и тепловой напряженности цилиндропоршневой группы, т.е. к улучшению показателей надежности и долговечности двигателя.
  3. В результате применения силовой турбины удельный эффективный расход топлива  на номинальном режиме работы уменьшается на 3,5% (рис. 2, а).  При форсировании двигателя по нагрузке до мощности Ncy=200кВт снижение составляет 10г/кВтч. Этот режим можно рассматривать как форсирование базового двигателя силовой турбиной. На режиме максимального крутящего момента удельный эффективный расход топлива снижается на 6г/кВтч.
  4. Отличительной особенностью  применения силовой турбины на двигателе является увеличение давления наддува на пониженных частотах вращения коленчатого вала по сравсравнению с серийным двигателем. Так на режиме максимального крутящего момента (рис.2, б) давление наддува возрастает с 0,196МПа до 0,205МПа притом, что на номинальном режиме оно было равным у обоих вариантов. При этом  у турбокомпаундного двигателя температура выпускных газов перед турбиной турбокомпрессора снижается на 47К. Следовательно, турбокомпаундирование двигателя позволяет увеличить коэффициент приспособляемости.
  5. При работе двигателя по нагрузочным характеристикам применение силовой турбины приводит к снижению расхода топлива при нагрузках не менее 50% . Для того чтобы увеличить диапазон экономичной работы двигателя при постоянной частоте вращения коленчатого вала необходимо использовать редуктор с переменным передаточным отношением.

Основной тенденцией в развитии машиностроения и, в частности, двигателестроения является повышение экономичности, надежности и долговечности. Кроме того, для современных дизелей существует проблема экологической чистоты, одним из элементов которой является термическая чистота, что подразумевает под собой степень выброса в атмосферу неиспользованной  теплоты сгоревшего топлива, способной произвести полезную работу. Одним из путей решения этих проблем может быть турбокомпаундирование двигателей, т.е. когда наряду со свободным турбокомпрессором устанавливается соединенная с коленчатым валом газовая турбина, и мощность создается не только в цилиндрах двигателя, но и в силовой турбине.

     Для дизельных двигателей автотракторного типа целесообразна схема последовательной установки силовой турбины за турбиной свободного турбокомпрессора (рис.1). При этом, в случае уменьшения расхода газа на частичных нагрузках, повышенный перепад давления срабатывается на первой по ходу газов турбине свободного турбокомпрессора, что способствует более быстрому разгону турбокомпрессора, уменьшению удельного эффективного расхода топлива и задымленности.

    Применение силовой турбины ТС-12,5 на тракторном дизеле 6ЧН12/14 приводит к снижению удельного эффективного расхода топлива на номинальном режиме роботы до 8г/кВтч. При соблюдении условий равенства давления наддува на номинальном режиме работы базового двигателя 6ЧН12/14 и турбокомпаундного  наблюдается следующее:

  1. С точки зрения рабочего процесса дизеля, а точнее процесса газообмена, применение силовой турбины приводит к увеличению среднего давления насосных ходов с Рнх=0,07МПа до Рнх=0,13МПа и коэффициента остаточных газов с  0,0307 до 0,0436. Но благодаря тому, что при мощности Ncy=184кВт силовая турбина вырабатывает  более 10% мощности силовой установки, и на номинальном режиме работы мощность, вырабатываемая ТС-12,5 и предаваемая на коленчатый вал двигателя на 47% превышает увеличение мощности, затрачиваемой на насосные хода поршня.
  2. Применение силовой турбины приводит к разгрузке поршневой части двигателя, а, следовательно, к улучшению механической и тепловой напряженности цилиндропоршневой группы, т.е. к улучшению показателей надежности и долговечности двигателя.
  3. В результате применения силовой турбины удельный эффективный расход топлива  на номинальном режиме работы уменьшается на 3,5% (рис. 2, а).  При форсировании двигателя по нагрузке до мощности Ncy=200кВт снижение составляет 10г/кВтч. Этот режим можно рассматривать как форсирование базового двигателя силовой турбиной. На режиме максимального крутящего момента удельный эффективный расход топлива снижается на 6г/кВтч.
  4. Отличительной особенностью  применения силовой турбины на двигателе является увеличение давления наддува на пониженных частотах вращения коленчатого вала по сравсравнению с серийным двигателем. Так на режиме максимального крутящего момента (рис.2, б) давление наддува возрастает с 0,196МПа до 0,205МПа притом, что на номинальном режиме оно было равным у обоих вариантов. При этом  у турбокомпаундного двигателя температура выпускных газов перед турбиной турбокомпрессора снижается на 47К. Следовательно, турбокомпаундирование двигателя позволяет увеличить коэффициент приспособляемости.
  5. При работе двигателя по нагрузочным характеристикам применение силовой турбины приводит к снижению расхода топлива при нагрузках не менее 50% . Для того чтобы увеличить диапазон экономичной работы двигателя при постоянной частоте вращения коленчатого вала необходимо использовать редуктор с переменным передаточным отношением.

Получить RSS Еще статьи по теме


 На главную страницу
Как Вы оцениваете эту статью?

Комментарии пользователей

Оставьте свои комментарии
Имя:
Адрес электронной почты:
Комментарии:
Insert Cancel
Полезная информация

14.10.2015
Подготовка к Вознесению. С чего начать?
Важная информация и инструменты, которые можно применять сразу сейчас! Попробуйте все, что считаете необходимым. Применяйте это в своем собственном темпе, однако, будьте последовательны и старательны, и вы почувствуете многие улучшения, такие как ментальное и эмоциональное освобождение. Статья Лизы Ренее С чего начать?

11.10.2015
Что такое Вознесение?
Это основное пособие для начинающих, в котором рассматриваются основное значение и механика «Вознесения» и обсуждаются различные симптомы, с которыми мы, как люди, можем столкнуться в процессе нашего развития. - - Статья Лизы Ренее Что такое Вознесение?

4.10.2015
Расшифровка кириллицы
Поистине, наша азбука дана нам Богом. Какой смысл несут буквы алфавита, размещенные в таблицу 7х7?

1.10.2015
Как вести себя, сталкиваясь в агрессией
Абсолютно железное правило в ситуациях, когда агрессивный человек или падшая сущность стремится вас запугать, состоит в том, чтобы всегда оставаться спокойным и сохранять хладнокровие. - Статья Лизы Ренее Как вести себя, сталкиваясь в агрессией

27.09.2015
Кого и что вы любите?
Этим летом усилилось давление новых уровней скрытой технологии управления сознанием, которая направлена на более сконцентрированные усилия военно-промышленного комплекса и включает в себя сотрудничество вооруженных сил человечества и многих группировок других измерений, управляющих секретной космонавтикой. - Статья Лизы Ренее Кого и что вы любите?

Наиболее эффективный способ охлаждения
Каждый любит в жаркий день выпить холодный напиток. Часто, чтобы его остудить, емкость с напитком ставят на лед. Действительно ли это самый эффективный способ охлаждения?

Инфракрасный пирометр – устройство и принцип работы
Современный инфракрасный пирометр измеряет силу теплового излучения, которое исходит от измеряемого объекта и лежит в интервале между длинами волн инфракрасного излучения и дневного света.




Оцените
Последние статьи

16.10.2015
История военных берцев
Берцы - вид военной обуви, который появился в 1944 году и до сих пор остаётся классикой обуви для военнослужащих по всему миру.

16.10.2015
Покупка автоподъемника – выгодное вложение денежных средств
Для проведения высотных работ покупка автоподъемника станет просто незаменимой. С его помощью можно выполнять поставленные задачи в самых труднодоступных местах, к которым добраться другим способом невозможно.

16.10.2015
Железные входные двери: критерии надежности
В настоящее время железные входные двери устанавливаются практически на каждое жилье – от квартир до частных домов.

15.10.2015
Фундамент на винтовых сваях и другие его разновидности
В основу свайного фундамента входят в качестве основных составляющих отдельные сваи. Потом их мастера перекрывают бетонными или железобетонными плитами.

15.10.2015
Лишение родительских прав отца ребенка
Когда доводится в суде, что ответчик, не имея уважительной причины, больше 6 месяцев не принимает участия в жизни малыша, не хочет выплачивать алименты и есть хоть какое-то документальное подтверждение, то тоже есть смысл говорить о возможном лишении родительских прав.

Партнёрские программы без санкций от поисковых систем
Начиная сотрудничать с какой-либо партнёрской программой, вы должны на сто процентов быть уверены, что не последуют санкции от поисковых систем и ваш сайт не потеряет позиции с посетителями.

Раскрутка сайтов
Раскрутка сайтов довольно сложный процесс и выполнять необходимо его постепенно, переходя от меньшего к большему.