УДК 621.433

Магистрант Э. Р. САБАНБАЕВ

(ФГБОУ ВО СПбГАУ)

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ,

ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ НАДДУВА

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются одной из

важнейших составных частей энергетического комплекса России. Общая мощ-

ность парка ДВС страны примерно в 5,5 раз превосходит установленную мощ-

ность всех электростанций страны, включая атомные. Двигатели внутреннего

сгорания влияют не только на интенсивность развития многих отраслей на-

родного хозяйства, но и в значительной степени определяют их экономику. Это

обусловлено тем, что основным источником энергии для автономных машин

транспорта, сельского хозяйства, строительно-дорожной техники, передвижных

электростанций,

буровых

и

насосных

установок,

а

также

многочисленных

средств малой механизации являются ДВС, потребляющие значительную долю

топливно-энергетических ресурсов страны.

Материалы многочисленных исследований показывают, что поршневые и

комбинированные ДВС сохранят за собой ведущую роль в качестве источника

энергии для традиционных потребителей на обозримую перспективу, и в значи-

тельной мере будут определять технико-экономический уровень использующих

их

машин

(производительность,

экономичность,

надёжность,

стоимость

эксплуатации и технического обслуживания, экологические и эргономические

характеристики).

Наметившееся в 30-х годах в СССР применение дизелей на тракторах и

автомобилях завершилось полной дизелизацией тракторного парка в 1965 г. [2].

Такое предпочтение, отдаваемое дизелям, объясняется рядом их преимуществ

перед карбюраторными двигателями. Главными из них являются: меньший,

примерно на 25 %, удельный расход топлива; возможность работы на разных

топливах; пожарная безопасность. Существенным недостатком дизелей являет-

ся большая металлоёмкость как из-за более высоких нагрузок на детали, так и

вследствие особенностей смесеобразования, требующего пока ещё больших ко-

эффициентов избытка воздуха, что ухудшает использование рабочего объёма.

Однако значительное повышение частоты вращения, улучшение рабочего про-

цесса

в

неразделённых

камерах

с

объёмно-плёночным

смесеобразованием,

применение наддува позволили существенно снизить удельную массу дизелей.

Одними из основных направлений совершенствования автотракторных

дизелей в настоящее время являются форсирование по среднему эффективному

давлению путём применения газотурбинного наддува с промежуточным охла-

ждением наддувочного воздуха, повышение экономичности и снижение ток-

сичности отработавших газов.[1]

Получившая широкое распространение рекуперативная система охлаж-

дения наддувочного воздуха имеет ряд недостатков - повышенные потери дав-

ления на впуске и связанное с этим уменьшение наполнения цилиндров, загряз-

нение при эксплуатации поверхностей теплообмена, значительные габариты

теплообменников, высокая металлоёмкость и стоимость. Однако существуют и

другие способы охлаждения наддувочного воздуха, которые лишены указанных

недостатков, в том числе способ испарительного охлаждения наддувочного

воздуха. Суть данного способа заключается в подаче мелко распыленной воды в

поток нагретого в турбокомпрессоре воздуха. На нагрев и испарение воды

затрачивается часть теплоты наддувочного воздуха, в результате чего снижается

его температура. Во впускной трубопровод также можно впрыскивать спирты и

аммиак, имеющие большую скрытую теплоту испарения. Применение воды

целесообразно с точки её дешевизны, удобства хранения и использования.

Исследования

по

применению

испарительного

охлаждения

наддувочного

воздуха

на

судовых

и

тепловозных

дизелях

показали

его

высокую

эффективность.

Возможность

применения

испарительного

охлаждения

наддувочного воздуха на автотракторных дизелях в настоящее время изучена

недостаточно.

Вместе с тем, дизели тракторов и автомобилей являются одним и ич ос-

новных

источников

загрязнения

окружающей

среды.

Получившие

широкое

распространение каталитические и жидкостные нейтрализаторы, являясь эф-

фективным средством уменьшения выбросов вредных веществ с отработавши-

ми газами, увеличивают насосные потери на газообмен, работают в относи-

тельно узком интервале температур, а многие весьма недёшевы, так как содер-

жат

драгоценные

и

редкоземельные

металлы.

На

основании

анализа

литературных данных установлено, что применение воды в рабочем цикле ди-

зелей

улучшает

их

экологические

показатели.

Поэтому

задача

улучшения

эффективных и экологических показателей дизелей с наддувом путём подачи

воды

на

впуске

представляется

весьма

актуальной,

что

и

является

целью

диссертационной работы.

Литература

1.

Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М., и др. Теплотехника: Учебник для вузов. -

М.: «Высшая школа», 2003. - 671 с.

2.

Ширяев Ф. Г. Дизельные двигатели. Устройство, обслуживание, ремонт, поиск и

устранение неисправностей, 2002. -243 с.