Рис. SXC.hu, архив

Наддув двигателя называется процессом, в котором подача свежего заряда в цилиндр происходит при давлении выше атмосферного, что увеличивает массу веществ, участвующих в сгорании.

Целью перезарядки является увеличение полезной мощности и КПД двигателя. Это эффект, эквивалентный увеличению общего объема цилиндра (связанному с нежелательным увеличением собственного веса двигателя) или скорости вращения коленчатого вала (что, однако, снижает механическую эффективность). Другими альтернативными способами получения более высокой мощности являются: увеличение степени сжатия, которая включает в себя более высокие механические и тепловые нагрузки, или уменьшение коэффициента избытка воздуха, что снижает термический КПД.

Двигатель можно заправлять разными способами. Поскольку свежий воздух нагревается во время потока в цилиндры и сжатия (таким образом уменьшая его плотность), он используется для охлаждения его в охладителе потока. В зависимости от давления свежей нагрузки различаются низкий наддув, не превышающий 150 кПа, и высокий наддув, превышающий 150 кПа (достигающий даже 300 кПа), при котором необходимо воздушное охлаждение. Увеличение мощности, получаемой при перезарядке, выраженное в процентах от мощности того же двигателя, но подаваемого при атмосферном давлении, называется уровнем перезарядки.

Методы пополнения

Повышение давления свежей нагрузки, поступающей в цилиндр, достигается за счет динамической и компрессорной зарядки. Первый (без компрессора) основан на использовании воздушной ударной волны во впускной линии во время такта всасывания. Созданная таким образом стоячая волна увеличивает давление потока газа через впускной клапан. Его вариантом является резонансный заряд, полученный благодаря использованию акустического явления резонансного давления воздушного столба во впускной системе, что не требует использования дополнительных вспомогательных устройств, потребляющих энергию, получаемую от двигателя. Резонансная система (резонатор Гельмгольца) состоит из резервуара с фиксированным или регулируемым объемом и отдельных впускных каналов (с подходящей выбранной длиной и поперечным сечением) для отдельных цилиндров. Небольшие значения отношения длины к сечению этих проводников не влияют на ход колебаний воздуха.

Заряд компрессора состоит в увеличении давления воздуха, подаваемого в цилиндр, путем:

• механический компрессор с приводом от коленчатого вала двигателя,
• Турбокомпрессор приводится в движение выхлопным газом двигателя,
• смешанная система, в которой механический компрессор и турбокомпрессор работают последовательно.

Также используется комбинированная перезарядка, включающая одновременное использование динамического и компрессорного сжатия.

Заправка двигателей ZI

Двигатели с искровым зажиганием в основном используются для управления пассажирскими транспортными средствами и, в меньшей степени, для транспортных средств доставки. Первоначально механическая перезарядка использовалась с поршневыми компрессорами. Со временем были введены несколько процентов турбонаддува и случайные механические перезарядки. В конце двадцатого века наиболее часто использовалась комбинация с турбонаддувом или с турбонаддувом в сочетании с динамической. Серьезной проблемой с использованием перезарядки в двигателе с искровым зажиганием является возникновение самовоспламенения (детонационное сгорание), которое вызвало понижение величины степени сжатия.

При подаче карбюратора заряд компрессора подавался с использованием двух систем. В первом в системе впуска карбюратор предшествовал компрессору. Это привело к лучшему смешиванию топлива с воздухом и более высокой плотности заряда благодаря его охлаждению из-за испарения топлива. Недостатком этой системы была необходимость замены сопловых секций в карбюраторе и возможность взрыва смеси во впускном канале. Во второй системе карбюратор был позади компрессора. К недостаткам этой системы относится необходимость поддержания полной герметичности поплавковой камеры карбюратора.

В двигателях с воспламенением от впрыска существует три типа впрыска: центральный впрыск (одноточечный), многоточечный (для каждого цилиндра), многоточечный прямой (при гораздо более высоком давлении), что является новейшим решением. В этих двигателях роль подзарядки заключается в подаче в систему необходимой массы воздуха, доза впрыскиваемого топлива зависит от нагрузки при сохранении требуемого соотношения избытка воздуха. Следует помнить, что в бензиновых двигателях с впрыском топлива чаще всего используется динамическое ускорение, полученное с помощью регулируемой системы впуска соответствующей формы, обеспечивающей относительно хорошее заполнение цилиндров при определенных скоростях вращения. Для лучшей зарядки используется одновременный наддув или турбонаддув.

Использование турбокомпрессоров в бензиновых двигателях выгодно, но также создает некоторые проблемы. Изменение частоты вращения коленчатого вала приводит к тому, что впрыскивающий насос немедленно реагирует на изменение вращения, впрыскивая соответствующую дозу топлива, но турбонагнетатель из-за своей инерции не успевает за требуемым количеством воздуха. Поэтому в двигателях VW TSI динамическая зарядка используется во всем диапазоне оборотов, динамическая и через компрессор с механическим приводом в диапазоне низких оборотов, а в динамике - компрессор и турбокомпрессор в диапазоне средних скоростей, а при более высокой - динамический и турбонаддув.

Заправка двигателей ZS

Двигатели с самовоспламенением используются для привода тяжелых коммерческих автомобилей и микроавтобусов, а также для легковых автомобилей. В последнее время был достигнут значительный прогресс в их строительстве. Это было вызвано необходимостью снижения стоимости топлива и ограничительными нормами, касающимися, в частности, токсичности выхлопных газов. Чтобы удовлетворить эти требования и улучшить динамические свойства двигателей CI, отдельные производители используют различные методы их зарядки.

Дизельные двигатели с турбонаддувом и прямым впрыском топлива (TDI) получают очень хорошие параметры (а также гибкость) благодаря совершенствованию системы подготовки и сгорания топливной смеси. Это позволяет достигать более высоких скоростей 4500 об / мин, требуемых в двигателях легковых автомобилей.

Использование перезарядки с непосредственным впрыском топлива и других технических решений в бензиновых и дизельных двигателях привело к повышению эффективности и эффективности этих двигателей внутреннего сгорания. Это также уменьшило их вред для окружающей среды.

Рис.: Изменяемая длина впуска в двигателе VW: 1. Впуск воздуха коллектора,
2. впускной коллектор, 3. дроссель, 4, впускной воздуховод, 5. впускной воздуховод в головке

Рис.: Впускной коллектор двигателя SW 680:
L - диапазон регулирования, A - маленький коллектор, B - средний коллектор, C - большой коллектор

Лешек Стрикер, Марчин Ткачик
Вроцлавский технологический университет

Работа содержала сообщения, содержащиеся
в книгах проф. проф. К. Вислоцкий
и J. Myslowski.