частотах вращения коленчатого вала площадь соплового аппарата тур-
бины неотключаемого ТК была уменьшена на 20% по сравнению с
базовой. Однако такая настройка системы воздухоснабжения не позво-
лила реализовать заданную по техническим условиям ограничитель-
ную характеристику во всем диапазоне частоты вращения: так, при
n
= 650
. . .
750
об/мин ограничивающим параметром была температу-
ра газов на входе в турбину, при
n
= 750
. . .
800
об/мин — неустойчивая
работа компрессора, а при
n >
800
об/мин появилось ограничение по
р
max
.
Применение ТК фирмы АВВ с повышенным в сравнении с базовы-
ми турбокомпрессорами КПД и перепуск воздуха из компрессора на
вход в турбину позволили снизить температуру газов за цилиндрами и
отодвинуть режимную точку работы компрессора от границы области
неустойчивой работы, что позволило увеличить мощность дизеля на
420. . . 1055 кВт.
Для выполнения ограничений по
р
max
и частоте вращения ротора
ТК на режимах, близких к номинальному, на двигатель была устано-
влена и система перепуска газа, позволяющая за счет выпуска части
газа из полости перед турбиной в атмосферу ограничить обороты ро-
тора ТК и, соответственно, давление наддува
р
int
. Следствием этого
было выполнение ограничения
р
max
. Используемая на двигателе СН
с регулирующими устройствами обеспечивает требуемую характери-
стику при одновременном выполнении ограничений.
Средства регулирования усложняют конструкцию и повышают це-
ну дизеля, к тому же в области номинальной мощности при исполь-
зовании выпуска газа минуя турбину несколько увеличивается расход
топлива. Поэтому задача численного эксперимента заключается в рас-
смотрении возможностей воздействия на эксплуатационные характе-
ристики двигателя повышением предельного значения максимального
давления цикла до
р
max
= 16
,
5
МПа с учетом опыта создания дизелей
с таким значением
р
max
в ОАО “Коломенский завод”.
Численный эксперимент выполнен с использованием програм-
мы VIS, разработанной на кафедре поршневых двигателей МГТУ
им. Н.Э. Баумана [4]. Программа выполняет моделирование действи-
тельных термодинамических процессов в цилиндре ДВС, в турбине и
компрессоре, во впускной и выпускной системах.
Программа была идентифицирована для конкретного двигателя и
обеспечивает хорошую сходимость результатов моделирования с ре-
зультатами испытаний в исследуемой области (рис. 1).
Для улучшения показателей двигателя при ограничении макси-
мального давления сгорания рассмотрены следующие способы:
— оптимизация угла опережения впрыска топлива;
— уменьшение количества выпускаемого газа за турбину для огра-
ничения давления наддува и частоты вращения ротора ТК;
82 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1
