Characteristic of Turbocharger-Intercooler-Ejector System, an at Diesel Engine

Abstract

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск Приведена методика расчета для системы, состоящей из турбокомпрессора, охладителя наддувочного воздуха и эжектора, установленного за турбиной. Она позволяет однозначно определить и связать давления и температуры воздуха и отработавших газов в основных сечениях проточной части компрессора и турбины с показателями эффективности элементов рассматриваемой системы на любом режиме работы дизеля. Исходными данными для расчета являются известные из проектного расчета геометрические размеры проходных сечений турбины, компрессора, эжектора, охладителя, а также текущие значения давления и температуры отработавших газов. Определены и рассчитаны характеристики подобной системы для дизеля серии 4Т. На внешней скоростной характеристике показаны изменения параметров отработавших газов перед турбиной и эжектором, наддувочного воздуха после компрессора и охладителя, охлаждающего воздуха перед эжектором, а также изменение степени повышения давления в компрессоре, степени понижения давления отработавших газов в турбине, мощности турбокомпрессора, расхода охлаждающего воздуха через охладитель и степени охлаждения наддувочного воздуха. В ходе расчета выявлена возможность регулирования системы на частичных режимах работы дизеля изменением площадей поперечного сечения сопла и камеры смешения эжектора. Также из условия достижения максимального коэффициента эжекции определен оптимальный закон изменения этих площадей при работе дизеля на частичных режимах. Для сравнения эффективности работы нерегулируемого и регулируемого эжекторов показаны изменения значений коэффициента эжекции для по внешней скоростной характеристике дизеля. Также численно смоделирована работа эжектора на разных режимах работы дизеля. Ключевые слова: система эжекционного охлаждения, эжектор, параметры газовых потоков, параметры охлаждающего воздуха, коэффициент эжекции. Введение На номинальном режиме работы дизеля с газотурбинным наддувом агрегаты наддува имеют наилучшие показатели эффективности и экономичности. При снижении температуры наддувочного воздуха (НВ) после компрессора в охладителе наддувочного воздуха (ОНВ) с использованием эжектора (рис. 1), важно знать изменение указанных показателей на частичных режимах [1, 2]. Для этого предварительно необходимо согласовать работу устройств, работающих совместно. Рис. 1. Схема, элементы и параметры системы: 1-дизель; 2-ОНВ; 3-воздушный фильтр и устройство измерения расхода воздуха; 4-компрессор; 5-турбина; 6-выпускной трубопровод; 7-трубопровод охлаждающего воздуха; 8-эжектор Расчет и конструирование