Turbo-charged and Turbocharged Intercooling systems

1 ． Дизельный двигатель с турбонагнетателем и интеркулером.

The turbocharged intercooling diesel

Двигатель с турбонагнетателем и интеркулером основывается на двигателе с естественным охлаждением, там установлен турбонагнетатель 1, интеркулер 4, соединяется при помощи трубок 2,3,5,6.

1_ турбонагнетатель: turbocharger 2_ выпускная трубка компрессора: compressor-exit pipe 3_впускная труба интеркулера intercooler-intake pipe; 4_интеркулер

5_ основная впускная труба двигателя engine-intake main pipe 6_ выхлопная труба нагнетателя turbocharger- exhaust pipe

7_радиатор  radiator

 

При помощи внутреннего охлаждения, дизельный двигатель оптимизирует систему впуска, сгорания и впрыска, увеличивает мощность и момент двигателя, снижает выхлопы и потребление топлива, увеличивает надежность двигателя. После внутреннего охлаждения, двигатель увеличивает мощность и момент, увеличивает механическую и горячую нагрузку. Поэтому мы переконструировали основную часть двигателя, провели серию изменений, провели эксперименты и оптимизации впускной системы, системы смазки и охлаждения, выхлопной системы. Для конфигурации и соединений интеркулера, воздушного фильтра, вентилятора, радиатора, шумоизоляции, водного насоса, масляного картера и впускных и выпускных трубопроводов существуют строгие требования. Поэтому моторный завод и пользователь должны выполнять требования производителя по ремонту и обслуживанию.    

2． Структура турбонагнетателя

Турбонагнетатель состоит из турбины, воздушного компрессора, промежуточного каркаса и перепускного клапана (см рис.)

На конце турбины расположено колесо турбины и перепускной клапан, на краю компрессора установлено колесо компрессора. Колеса турбины и компрессора соединены на одной оси. Плавающий подшипник в промежуточном кожухе поддерживает вал турбины. Над кожухом есть масловпускное отверстие, внизу – масловыпускное. Масло попадает в промежуточный корпус через впускное отверстие. Через смазочные канавки масло проходит и смазывает вал турбины, остатки масла вытекают через выпускное отверстие. Перепускной клапан – диафрагмного типа и диафрагма разделяет его на две полости. Одна полость соединена с компрессором, другая – с атмосферой. При работе на высокой скорости давление из компрессора переходит через клапан, давление натягивает диафрагму клапана, заставляет рычаг открыть клапан и выпускать отработанный газ, таким образом, заставляя турбину уменьшать скорость вращения колеса компрессора. Когда давление компрессора падает до указанных значений, перепускной клапан закрывается под воздействием позиционной пружины. Открытие и закрытие перепускного клапана контролируется давлением компрессора, таким образом, улучшая работу на низкой скорости и при ускорении, и позволяет избегать скачка давления в воздушном цилиндре при работе на высокой скорости.     

-

3 ． Структура системы турбонагнетателя с интеркулером

Эта система состоит из выпускной трубы, турбонагнетателя. Интеркулера, впускной трубы, вентилятора, трубопровода и пр.

 

增压器本身不是一种动力源，

Сам по себе турбонагнетатель не является источником энергии, но использует энергию выхлопных газов для вращения колеса турбины и колеса турбонагнетателя на высоких оборотах. Турбонагнетатель устанавливается на выпускную трубу двигателя. Выхлопной газ проходит через выпускную трубу, попадает в кожух нагнетателя и вращает колесо турбины. Колесо турбины запускает вращение колеса турбонагнетателя, пропуская фильтрованный воздух через нагнетатель, после чего воздух сжимается и под давлением отправляется в интеркулер (плотность и температура сжатого воздуха на выходе может подниматься), после чего охлажденный воздух попадает в воздушный цилиндр и сгорает. Интеркулер представляет собой радиатор и охлаждающую трубку, где используется метод охлаждения воздух-воздух. Внутренняя полость используется для прохождения сжатого воздуха, внешняя полость – теплообменник.

   

 

Интеркулер устанавливается впереди водного бачка, использует вентилятор для охлаждения и уменьшает температуру выпускного воздуха, чем увеличивает эффективность двигателя, улучшает сгорание топлива, увеличивает мощность и уменьшает выхлопы.  

4 ． Перечень соответствий для выполнения

⑴ Впускная система

Впускная система состоит из воздушного фильтра, компрессора, интеркулера, стальных и резиновых трубок и пр.

Воздушный фильтр должен быть сухого типа, нельзя использовать масляную ванну. Поток воздуха 4100QBZL, 4100QBZL-2, 4102QBZL =>600м³/ч, сопротивление ≤2,4кПа; поток воздуха D42ZL, 4D44ZL=>800м³/ч, сопротивление ≤2,5кПа. Положение воздушного фильтра должно быть 500мм выше выхлопной трубы и турбонагнетателя. Проверьте соединения трубок, не протекают ли они. Соединительная резиновая трубка должна быть со стальным плетением для избежания потери воздуха, падения мощности, задымления, и утечки масла с комрпессора при высоких скоростях.

 Степень вакуума в трубопроводе от выпускного отверстия ≤4кПа. Полное сопротивление системы ≤6кПа, старайтесь избегать использования воздушного фильтра с безопасной сердцевиной, снижающего сопротивление.

 Воздухозаборник впускной системы должен находиться выше 2м над землей с непромокаемой установкой. На впуске должен быть установлен сеточный фильтр для улавливания больших частиц. Соединения трубок должны вращаться как минимум на 90º, радиус поворота должен быть больше диаметра трубок в 3 раза, впускной трубопровод должен как можно более коротким, и должен как можно более сильно снижать потери напора на трение потока.   

Также в некоторых ситуациях нужно устанавливать сигнал предупреждения о состоянии вакуума, который будет использоваться для проверки сопротивления, гарантирует впускной объем, и будет сообщать оператору о необходимости ремонта или замены сердечника фильтра. 

 

⑵ выхлопная система The exhaust system

Выхлопная система состоит из турбины, хвостовика, выхлопной трубы, глушителя и пр.

Для двигателей 4100QBZL、4100QBZL-2、4102QBZL внутренний диаметр выхлопного трубопровода не может быть менее 54мм., для двигателей 5100QBZL – не менее 60мм.

 

По возможности избегайте использования горного тормоза или установки горного тормоза на выхлопную трубу. Строго запрещено использовать двухуровневый глушитель. 

⑶ Система охлаждения Cooling system

Система охлаждения состоит из охлаждающей части, водного части, охлаждающего вентилятора, охлаждающая часть состоит из интеркулера воздух-воздух, соединительных трубок и пр., водная часть состоит из радиатора, соединительных трубок и пр.   

Охлаждающий вентилятор устанавливается на двигатель. Диаметр вентилятора 4100QBZL (70КвТ) ≥420, вентилятора для 4100QBZL (81кВт), 4100QBZL-2, 4102QBZL ≥450, вентилятор для 4D44ZL, 4D42ZL ≥490; размеры составляют тесную последовательность, но должны тщательно выбираться для выполнения требований по охлаждению. В автомобилях, где двигатель устанавливается позади кабины, вентилятор устанавливается не на двигатель, а на шасси, и приводится в движение ремнем коленвала двигателя. Вентилятор для 4102QBZL ≥530, 5100QBZL, 5102QBZL ≥570.

Интеркулер воздух-воздух должен устана-           

вливаться впереди водного бачка радиатора,

обычно сверху, старайтесь избегать установки

снизу. Сохранение расстояния L ниже водного

бачка позволит гарантировать эффект

охлаждения.

 

Впереди интеркулера нельзя ставить другие охлаждающие радиаторы (например, радиатор кондиционера и пр.), и вы должны соблюдать определенную дистанцию до кузова автомобиля для циркуляции воздуха. Площадь обдува интеркулера не должна быть ни слишком большой, ни слишком маленькой, обычно – 3/5 от площади обдува бачка радиатора. Слишком маленькая площадь окажет влияние на работу двигателя, слишком большая – снизит эффект охлаждающей воды и приведет к подъему температуры двигателя. Если двигатель расположен за кабиной, площадь обдува может быть равной площади бачка радиатора.

     

Общее сопротивление интеркулера ≤5кПа, температура охлажденного воздуха ≤60º, резиновая трубка, которая соединяет интеркулер и двигатель должна быть из силиконового каучука с покрытием и выдерживать температуру от -40º до 200º, давление – 300кПа. При установке на грузовой автомобиль с длинной кабиной или с двигателем, установленным за кабиной, из-за структуры интеркулера сопротивление должно быть ≤10 кПа.

Испускающая поверхность интеркулера должна соответствовать требованиям сопротивления и температуры. Поверхность интеркулера в двигателе 4100QBZL（70кВт) ≥6 м², у двигателя 4100QBZL (81кВт) – 7м², для двигателей 5100QBZL, 5102QBZL - ≥9м².

 

Испускающая поверхность водного бачка радиатора двигателя 4100QBZL（70кВт）должна составлять ≥16м²; 4100QBZL (81кВт), 4100QBZL-2, 4102QBZL - ≥17м²; 5100QBZL, 5102QBZL - ≥20м². Что касается двигателей, расположенных за кабиной 4102QBZL - ≥20м²; 4D42ZL, 4D44ZL - ≥25м². В автомобиле с тесным расположением, поверхность можно уменьшить на 1 – 2 метра, но с подвеской дополнительного бачка.

Установить воздуховод, радиальный зазор L между вентилятором и воздуховодом должен быть около 20мм, расстояние от передней части вентилятора до радиатора должно быть около

20мм, см рис. 

 

Так как бачок радиатора должен устанавливаться в интеркулер, не устанавливайте изроляцию в переднюю часть бачка, лучше использовать подходящие приспособления для изоляции в зимнее время, но установка щитка впереди радиатора строго запрещена. 

Конфигурация впускной, выпускной и охладительной системы.

Требования по конфигурации впускной, выпускной и охладительной системы см в следующей таблице. Требования к двигателю внутреннего охлаждения

The configuration technology requirement table of turbocharged intercooling engine

Type/тип	4100QBZL	4100QBZL-2	4102QBZL	5100QBZL
Intercooler/интеркулер	Intercooler temperature <65℃，intercooler reference can’t > 5kPa/ Температура интеркулера <65ºС, сопротивление интеркулера не может быть >5кПа
	YN4100QBZL-EQ-1119010	4100QBZL-2/4102QBZL			5100QBZL
Radiator/радиатор	Radiator radiating surface can’t <17m2 охлаждающая поверхность радиатора не может быть менее 17,5 м²				Radiator radiating surface can’t <20m2 охлаждающая поверхность радиатора не может быть менее 20 м²
	YN4100QBZL-EQ-1119010	4100QBZL-2/4102QBZL			5100QBZL
trail pipe/хвостовик	trail pipe inside diameter can’t< 54mm внутренний диаметр не может быть менее 54мм				trail pipe inside diameter can’t<60mm внутренний диаметр не может быть менее 60мм
	The inside diameter of pipe which connect muffler can’t< 54mm Внутренний диаметр трубки, присоединенной к глушителю, не может быть менее 54мм				The inside diameter of pipe which connect muffler can’t<60mm Внутренний диаметр трубки, присоединенной к глушителю, не может быть менее 60мм
Muffler/глушитель	Muffler resistance can’t >15kPa Сопротивление глушителя не может быть менее 15 кПа
	4100QBZ-10 или 5100QB-10 глушитель
Air filter/воздушный фильтр	Intake system resistance can’t >350mmH2O Сопротивление впускной системы не может быть больше 350ммН2О
	K2133B air filter Воздушный фильтр K2133B			K2139 air filter Воздушный фильтр K2139
Fan/вентилятор	The distance from in front of fan surface to radiator can’t<20mm Расстояние от передней поверхности вентилятора до радиатора не может быть меньше 20мм
	Fan diameter is ￠450 Диаметр вентилятора - 450	Fan diameter is ￠490 Диаметр вентилятора - 490		Fan diameter is ￠490 Диаметр вентилятора - 490

 

Требования к работе с дизельным двигателем

     Правильное использование различных систем двигателя