Турбина

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБОНАДДУВА ПУТЕМ ПЕРЕПУСКА

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБОНАДДУВА ДВС ПУТЕМ ПЕРЕПУСКА ГАЗА ПРОТИВ ВРАЩЕНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ТУРБИНЫ МАЛОРАЗМЕРНОГО ТУРБОКОМПРЕССОРА

В настоящее время наблюдается увеличение мощности для двигателей внутреннего сгорания в нагрузке [1,2]. Турбокомпрессоры ТКР применяются в качестве компонентов наддувочного воздуха в двигателях, оснащенных комбинированным мотором, в том числе радиально-осевым турбонагнетателем-компрессором [3].

Степень перегрузки двигателей обычно оценивается по степени увеличения давления воздуха в компрессоре πК, что соответствует увеличению фактического среднего давления в цикле Ре.

Введение высоких перегрузок при значениях πК > 2,5 связано со сложностью сопряжения расходных характеристик компрессора с поршневой частью комбинированного двигателя. Последняя задача решается с помощью различных методов регулирования ТКР, наиболее простым и распространенным из которых является байпас газа за турбиной [4]. Газовый байпас можно считать «сознательной» мерой снижения мощности турбины на определенных режимах работы двигателя, которая приводит к желаемому расходу внешнего числа оборотов двигателя при допустимых значениях регулировочного коэффициента км и коэффициента оборотов КС. Кроме того, как показано на рисунке [5], отвод газа в турбину приводит к уменьшению потерь при осуществлении насосных перемещений.

Перепуск газа в турбине осуществляется специальным перепускным клапаном, конструктивно выполненным в виде клапана в газораспределительном механизме [2,4,5]. При общем снижении потерь выхлопных газов во время байпаса нетрудно предположить сопротивление байпасной линии. Последнее связано с тем, что клапан герметичен, а основной поток газа смешивается с байпасом.

В [6] предложен «способ регулировки турбонагнетателя двигателя внутреннего сгорания» (см. рис. 1), который уменьшает мощность турбины, но не будет считать газ за пределами турбины, а будет перераспределять поток газа в проточной части турбины. Кроме того, часть газа течет в противоположном направлении вращения турбины (в канале 5 при повороте клапана 4 перемещается).

Важность этого метода можно объяснить анализом уравнения для определения удельной работы LU по окружности колеса. Применительно к радиально-осевой турбине на основе теоремы Эйлера об изменении величины движения можно записать:

LU = c1U × U1T + c2U × U2CP,

где: c1U, c2U — составляющие, окружающие абсолютные скорости на входе и выходе ваших турбинных колес (вращение потока); U1T, U2CP — скорости контура на входе (наружный диаметр) и на выходе (средний диаметр входа). Точка поворота определяется:

cU = c × сos α1,

где с, α1 — абсолютная скорость и угол поворота абсолютной скорости в соответствующем сечении. Таким образом, если воздух не исключен, то на удельную мощность турбины может повлиять изменение скорости вращения потока. Предложенный в работе [6] способ регулирования влияет на вращение потока на входе в турбину c1U (рис. 1), Что означает, что он обладает силой.