Согласование режимов работы и характеристика системы «турбокомпрессор – охладитель – эжектор» в дизеле с наддувом

Abstract

Приведена методика расчета для системы, состоящей из турбокомпрессора, охладителя наддувочного воздуха и эжектора, установленного за турбиной. Она позволяет однозначно определить и связать давления и температуры воздуха и отработавших газов в основных сечениях проточной части компрессора и турбины с показателями эффективности элементов рассматриваемой системы на любом режиме работы дизеля. Исходными данными для расчета являются известные из проектного расчета геометрические размеры проходных сечений турбины, компрессора, эжектора, охладителя, а также текущие значения давления и температуры отработавших газов. Определены и рассчитаны характеристики подобной системы для дизеля серии 4Т. На внешней скоростной характеристике показаны изменения параметров отработавших газов перед турбиной и эжектором, наддувочного воздуха после компрессора и охладителя, охлаждающего воздуха перед эжектором, а также изменение степени повышения давления в компрессоре, степени понижения давления отработавших газов в турбине, мощности турбокомпрессора, расхода охлаждающего воздуха через охладитель и степени охлаждения наддувочного воздуха. В ходе расчета выявлена возможность регулирования системы на частичных режимах работы дизеля изменением площадей поперечного сечения сопла и камеры смешения эжектора. Также из условия достижения максимального коэффициента эжекции определен оптимальный закон изменения этих площадей при работе дизеля на частичных режимах. Для сравнения эффективности работы нерегулируемого и регулируемого эжекторов показаны изменения значений коэффициента эжекции для по внешней скоростной характеристике дизеля. Также численно смоделирована работа эжектора на разных режимах работы дизеля. Methods of calculating the characteristics of the system, consisting of a turbocharger, intercooler and ejector, which installed after the turbine. It allows to determine the parameters of the charge air before the valves at any operating mode of the diesel engine, as well as to find to find an ability to control of the ejector. Calculation allow one to relate the parameters listed devices and determine the parameters of the charge air, as well as other parameters, such as the power of the turbocharger and the pressure and temperature of the gases in the main sections of the compressor and turbine in any diesel engine operation. The initial data for this calculation are geometric dimensions of the turbine, compressor, ejector, intercooler, known in the design calculation and current values of the pressure and exhaust gas temperature. Shows the characteristics of such a system designed for diesel 4T series. On the full-load curve showing changes in temperature and exhaust gas pressure before the turbine and in front of the ejector, the pressure and temperature of the charge air downstream of the compressor and after cooling, the pressure and temperature of cooling air to the ejector, and changing the degree of pressure rise in the compressor, the degree of the exhaust gas pressure reduction in the turbine of the turbocharger power, cooling air flow through the cooler, the degree of cooling of the charge air.