Предимства и недостатъци на системите за импулсно усилване
Предпочитаният метод е да се доставя повече гориво за единица време, но също така е необходимо да се увеличи количеството въздух, подаван към двигателя. Следователно, един от най-ефективните начини за увеличаване на мощността на двигателя е компресорът, който се основава на прост принцип: колкото повече кислород попадне в цилиндъра на двигателя, толкова повече гориво ще изгори, съответно ще бъде възможно да се генерира повече мощност, без да се увеличават размерите и теглото на самия двигател.
Схема на работа
В двигател с естествено пълнене горивото навлиза в цилиндрите под налягане, което е малко по-ниско от атмосферното поради многото препятствия, срещани по пътя на потока. При форсиране налягането пред всмукателния клапан се повишава значително.
За компресор се използват компресор (задвижван компресор), турбокомпресор или и двете едновременно (с комбинирана система). Според метода на подаване на газ към турбината от цилиндрите се разграничават изобарна система и импулсна система.
Импулсната система предполага, че газовете се подават към турбината от няколко групи цилиндри наведнъж, които са обединени от един общ тръбопровод. Цилиндрите са комбинирани по такъв начин, че техните начални фази да не се припокриват. От всяка група цилиндри газовете се отвеждат до определена част от обиколката на турбинното колело и осцилаторноимпулси.
Предимства и недостатъци
Всяка от системите, както изобарна, така и импулсна, има своите предимства и недостатъци. Така че загубата на енергия по време на потока на газ с импулсна система е по-малка, докато общата работа на газа в един цикъл е по-голяма. Но поради пулсациите на налягането на входа на турбината, нейната ефективност намалява. Поради тази причина ефективността на импулсните системи е по-добра при ниски скорости и относително ниско усилване, при условие че налягането в изпускателния колектор е 0,16 MPa или по-ниско.
В същото време, на фона на повишаване на ефективността на турбокомпресора и повишаване на налягането в компресора, недостатъците на турбината по отношение на компресора с постоянно налягане на газа стават по-очевидни. Първо, това е сложността и високата цена на изпускателния колектор. Второ, необходимостта от инсталиране на няколко турбини на един двигател. Трето, турбината с импулсно усилване предлага значително по-ниска ефективност поради несъответствието на скоростта на газа и налягането на входа на турбината, както и изтичането на газове поради апарата с разделена дюза.
Що се отнася до въздействието върху самия турбокомпресор, тогава, разбира се, принципът на постоянно налягане ще има повече предимства в този случай, при който турбината има по-малки размери, поради по-голямата пропускателна способност на апарата на дюзата, както и повишена степен на надеждност поради намаляване на вероятността от счупване на острието. Повишената ефективност има благоприятен ефект върху турбината при липса на променливо частично или импулсно подаване на газ.
Възможно е да се говори за предимствата на системата за импулсно усилване за четиритактови двигатели само в случай на стартиране при ниски скорости, както и при ниски натоварвания. Във всички тези режими двутактовите двигатели използват всички видовеспомагателни устройства, които са в състояние да компенсират липсата на въздух, поради което при двутактовите двигатели се губят всички предимства на импулсното усилване. Обратно, именно при ниски скорости и ниски натоварвания големите морски двутактови двигатели показват предимствата на система с постоянно налягане, за разлика от четиритактовите двигатели.
Системата за усилване на импулса обаче има и значителен брой предимства. И така, двигателят с този тип компресор има по-добра реакция на газта поради факта, че:
- Първо, при частични натоварвания енергията на газовете е по-висока поради наличието на импулси на налягане.
- Второ, отнема по-малко време за пълнене на изпускателни колектори с голям обем с газ.
- Трето, на фона на частични натоварвания и ниски скорости, няма увеличение на съотношението на остатъчните газове поради обратния им хладник от изпускателния колектор, както е при система с постоянно налягане.
По този начин пълненето на цилиндъра с въздух не се намалява, границата на дима настъпва по-късно и излишната мощност, необходима за ускорение, не се намалява.
Следващото предимство на системата за импулсно усилване е, че за по-добро продухване със същото припокриване на клапаните, в случай на система за импулсно усилване, е необходим по-малко въздух, тоест към цилиндъра се подава повече въздух.
В допълнение, сред предимствата на импулсната система за усилване, заслужава да се отбележи увеличаването на коефициента на излишък на въздух и по-ниските температури на отработените газове пред турбината в резултат на по-високата консумация на въздух.
Друго несъмнено предимство на импулсната система е, че при система с постоянно налягане равенството между налягането на усилванеи противоналягането е възможно само при високи натоварвания, докато при ниски натоварвания възниква обратен поток на газове. При импулсна система този проблем не си струва.
По този начин може да се види, че системата за импулсно усилване има както предимства, така и недостатъци и може да се използва за постигане на най-добър резултат, в зависимост от задачите и условията на работа.