Tweet
От: Странно държание на турбина
За EGR-а е друга темата, макар че и чрез него се влияе на налягането в колектора ( http://www.diesel-club.com/forum/vie....php?f=16&t=14).
Но за оразмеряването на турбините може да посмятаме малко с бакалски сметки.
За да създаде турбото определено надналягане му трябва определено количество газове които да го задвижат. Количеството и кинетичната енергия на задвижващите го газове са пропорционални на честотата на въртене(оборотите на двигателя) и налягането което се получава в работния такт(за просто смятане). Разглеждаме случай при едни и същи обороти(примерно около средните или на максимален въртящ момент) под различен товар и без товар(ППХ). Колко е максималното налягане в цилиндъра през работния такт на дизелов двигател с принудително пълнене?! Обикновено над 100 бара. Но турбината е оразмерена така, че да даде максималното си налягане с газовете от цилиндъра още при по-ниско налягане в него, т.е. при по-малко изпускани през нея газове (примерно още на 80-90 бара, после се отваря гейта или се променя геометрията). При 80-90(нека да са и над 100) бара в цилиндъра, енергията на газовете е достатъчна за доставяне от турбината на 0,9(или там колкото) бара във всмукателния колектор. А при ППХ при същите обороти налягането в цилиндъра достига до около 30 бара Следователно можем да заключим, че имаме около 1/3 от газовете необходими за развъртане на турбината за максималното ѝ налягане, т.е. би трябвало с тези газове да дава поне 1/3 от него, т.е. около 0,3 бара. Не сме отчели обаче, че налягането през такта разширение се поддържа по-високо и по време на работния ход, заради доизгаряне на горивото, за разлика от почти адиабатното разширение на въздуха при ППХ(ако изключим топлообмена със стените на горивната камера). Т.е. газовете въртящи турбината при натоварване, всъщност са още малко повече от чистия въздух при ППХ, затова грубо съм ги закръглил на 5 пъти повече от въздуха при ППХ(и дадени постоянни обороти). И въпреки това, с 5 пъти по-малко газове, турбината дава 5 пъти по-ниско налягане от максималното - от 1 бар максимално, би дала 0,2, от 0,9 някъде към 0,18 и така... Това за нормална турбина с уейстгейт. Понеже при турбина с променлива геометрия, основния плюс е, да може да дава по-високо налягане с по-малко газове през нея, то тя би давала и по-високо налягане при ППХ от обикновенна, ако регулирането на геометрията е решено в опростения вариант без участие на компютър.
Всичко това може да се сметне и с гледане на графики, и един куп формули от термодинамиката, ако е необходима някаква по-сериозна точност на такъв анализ. Но за обща представа и с примерна бакалска сметка става, а и се ползват по-широко известни примерни стойности(в случая на наляганията в цилиндъра и на турбината).
И няма перпетуум мобиле именно защото енергията за засмукване и изтласкване на въздуха идва отвън за ДВГ. Налягането се получава просто заради оразмеряването на турбината и в зависимост от режима на ППХ.
За EGR-а е друга темата, макар че и чрез него се влияе на налягането в колектора ( http://www.diesel-club.com/forum/vie....php?f=16&t=14).
Но за оразмеряването на турбините може да посмятаме малко с бакалски сметки.
За да създаде турбото определено надналягане му трябва определено количество газове които да го задвижат. Количеството и кинетичната енергия на задвижващите го газове са пропорционални на честотата на въртене(оборотите на двигателя) и налягането което се получава в работния такт(за просто смятане). Разглеждаме случай при едни и същи обороти(примерно около средните или на максимален въртящ момент) под различен товар и без товар(ППХ). Колко е максималното налягане в цилиндъра през работния такт на дизелов двигател с принудително пълнене?! Обикновено над 100 бара. Но турбината е оразмерена така, че да даде максималното си налягане с газовете от цилиндъра още при по-ниско налягане в него, т.е. при по-малко изпускани през нея газове (примерно още на 80-90 бара, после се отваря гейта или се променя геометрията). При 80-90(нека да са и над 100) бара в цилиндъра, енергията на газовете е достатъчна за доставяне от турбината на 0,9(или там колкото) бара във всмукателния колектор. А при ППХ при същите обороти налягането в цилиндъра достига до около 30 бара Следователно можем да заключим, че имаме около 1/3 от газовете необходими за развъртане на турбината за максималното ѝ налягане, т.е. би трябвало с тези газове да дава поне 1/3 от него, т.е. около 0,3 бара. Не сме отчели обаче, че налягането през такта разширение се поддържа по-високо и по време на работния ход, заради доизгаряне на горивото, за разлика от почти адиабатното разширение на въздуха при ППХ(ако изключим топлообмена със стените на горивната камера). Т.е. газовете въртящи турбината при натоварване, всъщност са още малко повече от чистия въздух при ППХ, затова грубо съм ги закръглил на 5 пъти повече от въздуха при ППХ(и дадени постоянни обороти). И въпреки това, с 5 пъти по-малко газове, турбината дава 5 пъти по-ниско налягане от максималното - от 1 бар максимално, би дала 0,2, от 0,9 някъде към 0,18 и така... Това за нормална турбина с уейстгейт. Понеже при турбина с променлива геометрия, основния плюс е, да може да дава по-високо налягане с по-малко газове през нея, то тя би давала и по-високо налягане при ППХ от обикновенна, ако регулирането на геометрията е решено в опростения вариант без участие на компютър.
Всичко това може да се сметне и с гледане на графики, и един куп формули от термодинамиката, ако е необходима някаква по-сериозна точност на такъв анализ. Но за обща представа и с примерна бакалска сметка става, а и се ползват по-широко известни примерни стойности(в случая на наляганията в цилиндъра и на турбината).
И няма перпетуум мобиле именно защото енергията за засмукване и изтласкване на въздуха идва отвън за ДВГ. Налягането се получава просто заради оразмеряването на турбината и в зависимост от режима на ППХ.
Пък и фактите / графиките с реални данни показват друго....
Коментар