Установка компрессора приводит к понижению механической эффективности, потому что часть увеличения мощности, получаемого за счет принудительной подпитки мотора, используется для раскручивания собственно компрессора. Эти лишения быстро увеличиваются с повышением давления наддува и доходит до высокого значения. Трехлитровый двигатель Mercedes-Benz с необходимой мощностью 425 л. с. использовал примерно 160 л. с. для питания компрессора.
Снижение теплопотребления и механической эффективности ведет к более медленному увеличению мощи, чем давление наддува, а именно, при переходе от балласта без тяги к балласту с тягой 2 ата мощность увеличивается примерно на 80%, а не в два раза.
Поэтому возникает вопрос о том, какой предел целесообразно использовать для увеличения давления наддува и настанет ли время, когда улучшение объема заправки не сможет компенсировать энергопотребление компрессора и ухудшение использования тепла.
Результаты аналитического исследования данной задачи подтверждают эти задачи и могут быть представлены графически.
Рисунок. Зависимость среднего эффективного давления от давления наддува.
Кривая ре изменяет фактическое среднее давление в зависимости от давления нагрузки, осажденного вдоль абсциссы, без учета энергопотребления компрессора. Кривая рек представляет собой часть фактического среднего давления, потребляемого на установке; компрессора, также в зависимости от давления: наддув. Как видно из графика, рост рек изначально отстает от роста ре, и с дальнейшим увеличением давления наддува разрыв между этими значениями быстро уменьшается.
Чтобы получить фактическое среднее давление, соответствующее фактической мощности двигателя, достаточно вычесть от ординат кривой реординаты кривой рек. Тогда мы получим кривую ре. Изменения фактического среднего давления двигателя в зависимости от давления наддува. Точка перегиба а определяется наиболее благоприятным давлением тяги около 5 ата, при котором среднее давление и фактическая мощность достигают наибольшего значения. Графическое представление основано на расчете, что конечное давление 16,7 ата поддерживается при 4 различных давлениях тяги, что соответствует соотношению давлений е = 7,5 для атмосферного двигателя. Высокое давление соответствует пониженному давлению; для критического давления наддува 5 отношение давлений e = 2.3.
В дополнение к окончательному давлению, график основан на других конкретных данных. Поэтому нельзя считать 5 ата самым дешевым давлением наддува для всех типов двигателей. Точный расчет критического давления обычно затруднен, так как трудно учесть все условия работы машины, характеристики топлива и наиболее конструктивные характеристики двигателя. Поэтому эта цифра дана только для того, чтобы доказать наличие предельного значения для увеличения мощности двигателя с компрессором. В настоящее время применяется повышающее давление, меньшее предельного значения, определенного на диаграмме.
Ремонт турбин ТурбоНова