Выявление особенностей газотурбинных

ДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА

Объект исследования: Газотурбинные двигатели, их принципы работы, виды, применение.

Результаты, полученные лично автором: проанализированы различные виды, устройства и работа ГТД.

 

Газотурбинный двигатель (ГТД) — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.

Простейший газотурбинный двигатель имеет только один вал, куда устанавливается турбина, которая приводит во вращение компрессор и одновременно является источником полезной мощности. Иногда двигатель выполняется многовальным. В этом случае имеется несколько последовательно стоящих турбин, каждая из которых приводит свой вал. Преимущество многовального двигателя в том, что каждая турбина работает при оптимальной скорости вращения и нагрузке.

Типы газотурбинных двигателей.

Множество разновидностей ГТД используется во многих отраслях нашей жизни. Турбореактивные, турбовинтовые, турбовентиляторные, турбовальные двигатели, вспомогательные силовые установки, турбостартеры, силовые установки нашли применение на различных транспортных средствах и не только.Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбоходами. Они являются разновидностью теплохода. Локомотивы, на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называются газотурбовозами (разновидность тепловоза). Обязательно стоит упомянуть применение ГТД в таких отраслях нашей жизни как перекачка природного газа. Применение на электростанциях, основу которых составляют один или несколько газотурбинных двигателей. В танкостроении.
Для дальнейшего развития новые разработки в области высокопрочных и жаропрочных материалов для возможности повышения температуры и давления. Применения новых типов камер сгорания, систем охлаждения, уменьшения числа и массы деталей и двигателя в целом, возможно в прогрессе применение альтернативных видов топлива, а так же изменение самого представления конструкции двигателя.

Материал поступил в редколлегию 10.04.17

УДК 621.4

З. С. Ячменев

Научный руководитель: доцент кафедры «Тепловые двигатели», к.т.н.,

О. А. Чернявский

[email protected]

 

АНАЛИЗ СИСТЕМ ТОПЛИВОПОДАЧИ ТИПА «COMMON RAIL»

В ДИЗЕЛЯХ

Объект исследования: различные поколения систем CommonRailсистем Boschи Delphi.

Результаты, полученные лично автором: проанализированы конструкции систем топливоподачи Boschи Delphi.

 

Система впрыска CommonRail (далее CR) является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы CR основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы.

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы CR является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Основными производителями систем CR в настоящее время являются фирмы Bosch и Delphi. В основном, все они конструктивно схожи друг с другом, но каждая имеет свои отличительные черты.

Насосы Bosch первого поколения приводятся в работу с помощью вала, соединенного с распредвалом двигателя. Система характеризуется наличием погружного электрического топливного насоса, который подает топливо к ТНВД под давлением 2,6 бар. Регулятор давления топлива является частью топливной рампы или расположен на корпусе ТНВД. Клапан на насосе располагается после выпускного штуцера подачи топлива в рампу и отводит часть топлива в линию обратки.

Конструкция насоса высокого давления первого поколения Delphiимеет радиально расположенные качающие элементы. Приводящий вал и кулачковый механизм роторного типа выполнены как одно целое, что стало причиной основной проблемы этого типа насосов - утечки через уплотнения. В целях плавности подачи топлива под давлением две зоны сжатия топлива разведены друг от друга под углом в 45 градусов. Отличительная особенность системы DELPHI - наличие трубки Вентури на линии обратного слива, который создает негативное давление в системе для устранения резких перепадов высокого давления топлива.

В отличие от первого поколения системы Bosch, во втором поколении на стороне подачи топлива в рампу расположен соленоидный клапан контроля количества топлива, подаваемого из насоса в рампу. Это позволяет увеличить эффективность насоса, понизив температуру топлива, нагрузку и повысив создаваемое давление. Привод топливного насоса осуществляется напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент.

Основные отличия системывторого поколения системы Delphiот первой в использовании эксцентрика, измененной формы передающего вала, количестве плунжеров, использовании роликовых подшипников вместо подшипников скольжения, большей производительности одного оборота, большей скоростью вращения вала, меньшими размерами, вариантами без передающего насоса, большей мощностью и меньшим шумом.

В третьем поколении системы Bosch применена новая технология управления давлением: управление осуществляется не в линии высокого давления, а на стороне подачи топлива в ТНВД. Для этого применен новый элемент - клапан контроля количества подаваемого в насос топлива (IMV). Другая отличительная особенность - не прямое воздействие эксцентрика на плунжер, а передача усилия через толкатель, что позволяет увеличить нагрузку и добиться максимального давления в 1800 бар.

Основные технические отличия третьего поколения системы Delphi в наличии одного плунжера и двухтактной системы сжатия во время одного оборота вала, а также наличие комбинированного ролика и поршня. Подача топлива к ТНВД осуществляется за счет погружного электрического насоса в баке, который доставляет топливо к ТНВД под давлением 6 1 бар.

В 2007 году Bosch представил четвертое поколение своей системы. Основные отличительные особенности - уменьшение физического размера и возможность развивать максимальное давление в рампе до 2000 бар. Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень от коленвала. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик. Дополнительный топливный насос подаёт насосу высокого давления топливо в количестве, необходимом для каждого режима работы двигателя.

Материал поступил в редколлегию 05.04.2017

ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ