Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Какое давление в интеркулере дизельного двигателя


Сообщества › Diesel Power (Дизельные ДВС) › Блог › Разрушители легенд. Турбонаддув дизеля. Часть №2. Интеркулер.

Для чего нужен интеркулер?

Для того чтобы ПОЛНОСТЬЮ сжечь 1кг горючего(любого углеводородного) нужно около 3,5 кг кислорода. Такое количество кислорода содержится в 15кг воздуха.

Двигатель для приготовления горючей смеси не взвешивает ни топливо, ни окислитель. И то и другое в цилиндры поступает отмеренное ОБЪЁМАМИ. На примитивных двигателях никто и не пытался измерять сколько реально входит воздуха в цилиндры или впрыскивается топлива. По большому счёту на дизелях это и сегодня нафиг не нужно. Но ужесточение экологических норм с одной стороны и желание производителя заявить как можно бОльшую мощность двигателя с другой стороны — заставляют таки обвешивать дизель кучей датчиков. Что же делают эти датчики? Эти датчики позволяют понять сколько у нас на каждом такте поступает в камеру сгорания воздуха в ГРАММАХ и сколько поступает топлива в ГРАММАХ. И очень прецизионно ограничить подачу топлива в двигатель — буквально на грани от разрешённого законодательством.

Плотность и вязкость углеводородного топлива очень сильно зависит от температуры:

Плотность воздуха ещё сильнее зависит от температуры:

Потому для прецезионного смесеобразования нужно знать и температуру топлива и температуру воздуха. Но цель данной статьи не смесеобразование(этот вопрос мы уже разобрали в предыдущих статьях), а вполне прикладная задача — как напихать в цилиндры двигателя максимальное количество МОЛЕКУЛ воздуха.

Для сжатия воздуха обычно используется турбокомпрессор. Именно он позволяет удвоить, а то и утроить ДАВЛЕНИЕ воздуха во впускном коллекторе двигателя — соответственно удвоить, а то и утроить количество поступающего в цилиндры воздуха, а значит — позволит спалить и топлива больше и получить в итоге повышенную мощность с неизменного объёма двигателя.

Ну а при чём же здесь интеркулер?

При быстром(адиабатическом) сжатии воздуха его температура пропорционально растёт.
При сжатии воздуха до давления в 0.5атм избытка воздух нагреется на 45С просто в результате сжатия. Если сжимать воздух до давления 1атм избытка — то он нагреется уже на 85С. В современных высокофорсированных дизелях воздух сжимается до 2-3 атмосфер и его температура увеличивается до 200 градусов. Понятно, что за счёт теплопередачи от раскалённых лопаток, корпуса турбины и стенок впускного коллектора воздух будет нагрет ещё заметно сильнее.

Но с ростом температуры снижается ПЛОТНОСТЬ воздуха.

Если проанализировать грубо — то получается приблизительно такая зависимость при сжатии воздуха температурой +20С:

наддув 0,5атм — повышение темп воздуха на 45С — падение плотности воздуха на 15%
наддув 0,7атм — повышение темп воздуха на 65С — падение плотности воздуха на 23%
наддув 1атм — повышение темп воздуха на 85С — падение плотности воздуха на 30%
наддув 1,5атм — повышение темп воздуха на 100С — падение плотности воздуха на 34%
наддув 2атм — повышение темп воздуха на 125С — падение плотности воздуха на 42%
наддув 3атм — повышение темп воздуха на 160С — падение плотности воздуха на 55%

Считаем на пальцах:
Если турбина у нас качает 1атм избытка — то мы надеемся на удвоение количества(массы) воздуха, загоняемого в цилиндры. Но без эффективного интеркулера из-за снижения плотности воздуха при сжатии мы получим не удвоение МАССЫ воздуха, а лишь: Х*2\100*70=1,4Х
Увы и ах!

Именно поэтому старые безинтеркулерные дизеля с примитивными турбинами(с давлением в прыжке до 0,7атм) и не блещут приростом мощности. Ибо — Х*1,7\100*77=1,31Х
30% прироста МАКСИМУМ даже теоритически.
Практически всё обычно намного хуже из-за организации топливоподачи на этих дизелях.

Интеркулер позволяет заметно снизить температуру сжатого воздуха и таким образом повысить его плотность. Понятно, что охладить воздух после турбины обратно до температуры забортного воздуха практически не реально, но стремится к этому стОит. Правда на серийных автомобилях производитель этим вопросом редко заморачивается — потому мы и наблюдаем интеркулеры смешных размеров, нахлобученные поверх двигателей не в самом удачном с точки зрения охлаждения месте — сбить пиковую температуру(и вписаться в эконормы) хватает и таких. Именно из-за понижения выбросов азотистых соединений интеркулер и стал стандартным узлом любого турбодизеля — до такой степени стандартным(как и сам ТУРБОдизель), что надписи типа "2.8 intercooler turbo" давно исчезли с кузовов автомобилей.

Существует ещё один интересный момент.
В отличие от турбонагнетателя, где на "утрамбовку" воздуха затрачивается довольно существенная мощность(не верьте утверждениям, что турбина утилизирует "дармовую" энергию выхлопных газов — ничего дармового в этом мире не бывает), на "утрамбовку" воздуха интеркулером таких колоссальных затрат энергии обычно не требуется. Потому на режимах частичной мощности эффективный интеркулер позволяет значительно "разгружать" турбонагнетатель — ведь давление на впуске в двигатель можно снизить пропорционально росту плотности воздушного заряда.

Опять считаем на пальцах:
Пусть турбина давит 0.7атм избытка. Воздух нагревается на 65С. Плотность воздуха при этом падает на 23%.
Если установить интеркулер, который обеспечит снижение температуры сжатого турбиной воздуха хотя бы на 40-45С — то плотность воздуха после интеркулера возрастёт на 15%. Можно снизить давление турбины на эти 15% — до 0,45атм избытка. Мощность двигателя останется прежней — воздуха в граммах поступает одинаковое количество, а вот расход топлива заметно снизится — ведь сжимать воздух приходится до существенно меньших значений.

На допотопных турбинах с вестгейтом эффект экономии топлива за счёт этого эффекта выражен слабо — ведь энергия выхлопных газов за счёт установки интеркулера снижается незначительно и турбина давит ровно столько, сколько может. На турбинах с управляемой геометрией, регулируемой механическим клапаном(или примитивным электронным контроллером), тоже выигрыш не велик — все эти системы стремятся обеспечить максимально возможное давление(то самое при котором начинает открываться клапан сброса) невзирая на то, нужно ли на данном режиме работы настолько высокое давление или нет. Давайте ещё раз вспомним — ТУРБИНА на распространённых ТУРБОдизелях обеспечивает от 20 до 35% тяги. Другими словами — при нажатии на газульку до 2\3 её хода нам давление турбины НЕ НУЖНО ВООБЩЕ!
Поэтому на частичных нагрузках из-за ненужного наддува заметно страдает общий КПД двигателя. А вот при управлении геометрией турбины компьютером поумнее — можно получить значительную экономию топлива за счёт точного дозирования наддува. Речь идёт о реальных 10-15% расхода — именно столько получали владельцы ZD30 просто крутя регулировку штока геометрии турбины в сторону снижения давления. Но тупое снижение давления турбины вызывает и снижение максимальной мощности двигла.

По фуншую же нужно ВСЕГДА поддерживать давление на впуске всего лишь ЧУТЬ ВЫШЕ необходимого для полного сжигания топлива(количество потребного топлива определяется газулькой) — тогда будет доступна и ВСЯ ВОЗМОЖНАЯ(турбина ZD30 качает без вреда для себя до 1,7атм избытка — что даёт момент до 620Нм долговременно при наличии эффективного интеркулера) мощность двигателя и экономия топлива на режимах частичной мощности. Турбина с изменяемой геометрией как раз позволяет ХУДО-БЕДНО вытворять такие вещи.

Почему худо-бедно?
Об этом читайте в следующих статьях.

Интеркулер - Википедия

Интеркуллер - это механическое устройство, используемое для охлаждения газа после сжатия. Сжатие газа увеличивает его внутреннюю энергию, что, в свою очередь, повышает его температуру и уменьшает его плотность. Промежуточный охладитель обычно принимает форму теплообменника, который удаляет отработанное тепло в газовом компрессоре. [1] Интеркулеры имеют множество применений и могут быть найдены, например, в воздушных компрессорах, кондиционерах, холодильных и газовых турбинах и автомобильных двигателях.Они широко известны как воздухо-воздушный или жидкостный охладитель для двигателей внутреннего сгорания с принудительной индукцией (с турбонаддувом или наддувом), используемый для повышения объемной эффективности. Это достигается за счет увеличения плотности всасываемого воздуха за счет почти постоянного давления охлаждения.

Автомобильные интеркулеры были впервые представлены в 1977 году на Porsche 911. [ цитата нужна ]

Воздушные компрессоры [править]

Интеркулеры используются для отвода тепла от первой ступени двухступенчатых воздушных компрессоров.Двухступенчатые воздушные компрессоры изготавливаются из-за присущей им эффективности. Охлаждающее действие интеркулера в основном отвечает за эту более высокую эффективность, приближая ее к эффективности Карно. Удаление теплоты сжатия из разряда первой ступени приводит к уплотнению воздушного заряда. Это, в свою очередь, позволяет второй стадии производить больше работы из-за фиксированной степени сжатия. Добавление интеркулера в настройку требует дополнительных вложений.

Двухступенчатый компрессорный насос, показывающий расположение интеркулера

Двигатели внутреннего сгорания [править]

Интеркулеры повышают эффективность индукционной системы за счет уменьшения тепла воздуха, создаваемого нагнетателем или турбокомпрессором, и более тщательного сгорания.Это устраняет теплоту сжатия (то есть повышение температуры), которая возникает в любом газе, когда его давление повышается (то есть его единичная масса на единицу объема - плотность - увеличивается).

Снижение температуры наддувочного воздуха поддерживает использование более плотного впускного заряда в двигатель в результате вынужденной индукции. Снижение температуры воздуха на впуске также исключает опасность предварительного детонации (детонации) заряда топлива / воздуха перед искровым зажиганием по времени. Это сохраняет преимущества большего расхода топлива / воздуха за цикл двигателя, увеличивая мощность двигателя.

Интеркулеры также устраняют необходимость использования расточительного метода понижения температуры впускного заряда путем впрыскивания избыточного топлива в камеры впуска воздуха в цилиндры для охлаждения впускного воздуха до его впуска в цилиндры. Эта расточительная практика (до использования промежуточных охладителей) почти исключила увеличение эффективности двигателя от принудительной индукции, но была вызвана большей необходимостью любой ценой предотвратить повреждение двигателя, которое вызывает детонационный двигатель. [3]

Префикс inter в имени устройства происходит от его использования в качестве охладителя между циклами сжатия. Обычно в автомобилях промежуточный охладитель устанавливается между турбонагнетателем (или нагнетателем) и двигателем (при сжатии поршня происходит следующий цикл сжатия). Более описательным или информативным термином был бы дополнительный охладитель / охладитель заряда, что устраняет любую неопределенность, связанную с последовательным двухступенчатым турбонаддувом транспортных средств. Авиационные двигатели иногда изготавливаются с охладителями наддувочного воздуха, которые были установлены между несколькими ступенями принудительной индукции, [ цитирование необходимо ] , таким образом, обозначение между .В автомобиле, оснащенном двухступенчатым турбонаддувом, можно установить как промежуточный охладитель (между двумя турбонагнетателями), так и дополнительный охладитель (между турбиной второй ступени и двигателем). Автомобиль JCB Dieselmax, фиксирующий рекорд скорости движения, является примером такой системы. В общем, промежуточный или дополнительный охладитель считается охладителем наддувочного воздуха.

Интеркулеры могут значительно различаться по размеру, форме и конструкции в зависимости от производительности и требований к пространству всей системы нагнетателя.Распространенными пространственными конструкциями являются передние промежуточные охладители ( FMIC ), верхние промежуточные охладители ( TMIC ) и гибридные промежуточные охладители (HMIC). Каждый тип может быть охлажден системой воздух-воздух, системой воздух-жидкость или их комбинацией.

В двигателях с наддувом [править]

Моторный отсек MINI Cooper S. 2003 года. Установленный сверху интеркулер обведен красным. Внутренний крупный план интеркулер воздух-воздух Экстерьер того же ядра интеркулера

Турбокомпрессоры и нагнетатели предназначены для нагнетания большего количества воздушной массы (и, следовательно, большего количества молекул кислорода) во впускной коллектор двигателя и камеру сгорания.Переохлаждение - это метод, используемый для компенсации нагрева, вызванного наддувом, естественным побочным продуктом процесса полудиабатического сжатия. Повышенное давление воздуха может привести к чрезмерно горячей загрузке, значительно снижая прирост производительности наддува из-за снижения плотности. Повышенная температура впускного заряда может также повысить температуру сгорания в цилиндре, вызывая детонацию, чрезмерный износ или тепловое повреждение блока двигателя или поршней.

Подача сжатого и нагретого впускного заряда через промежуточный охладитель снижает его температуру (из-за отвода тепла) и давление (из-за ограничения потока ребер).Если устройство спроектировано надлежащим образом, относительное снижение температуры больше, чем относительная потеря давления, что приводит к чистому увеличению плотности. Это повышает производительность системы за счет восстановления некоторых потерь неэффективного процесса сжатия за счет отвода тепла в атмосферу. Дополнительное охлаждение может быть обеспечено путем внешнего распыления мелкого тумана на поверхность промежуточного охладителя или даже на сам воздухозаборник, чтобы дополнительно снизить температуру впускного заряда за счет испарительного охлаждения.

Интеркулеры, которые обмениваются своим теплом непосредственно с атмосферой, предназначены для установки в зонах автомобиля с максимальным воздушным потоком. Эти типы в основном монтируются в фронтальных системах (FMIC). В таких автомобилях, как Nissan Skyline, Saab, Volvo 200 Series Turbo, Volvo 700 Series (и 900 series) turbo, Dodge SRT-4, Mazda MX-6 1-го поколения, Mitsubishi Lancer Evolution и Chevrolet Cobalt SS, все используют передний промежуточный охладитель (и). ) установлен возле переднего бампера, на одной линии с радиатором автомобиля.

Многие другие автомобили с турбонаддувом, особенно в тех случаях, когда эстетика автомобиля не подвергается риску с помощью совков с верхним креплением, такие как Toyota Supra (только JZA80), Nissan 300ZX Twin Turbo, Nissan Silvia (S13 / 14 / 14a /) 15), Nissan 180sx, Mitsubishi 3000gt, Saab 900, Volkswagen, Fiat Turbo Diesel, Audi TT и Turbo Mitsubishi Eclipse используют боковые промежуточные воздухоохладители (SMIC), которые устанавливаются в переднем углу бампера или перед одним из колес. Установленные сбоку промежуточные охладители, как правило, меньше, в основном из-за нехватки места, и иногда два используются для увеличения производительности большего одиночного промежуточного охладителя.Такие автомобили, как Subaru Impreza WRX, MINI Cooper S, Toyota Celica GT-Four, Nissan Pulsar GTI-R, Acura RDX, Mazdaspeed3, Mazdaspeed6 и турбодизели PSA Peugeot Citroën с турбонаддувом, используют воздухо-воздушные промежуточные охладители (TMIC). ) расположен сверху двигателя. Воздух направляется через интеркулер с помощью совка капота. В случае автомобилей PSA воздух проходит через решетку над передним бампером, а затем через воздуховод под капотом. Установленные сверху промежуточные охладители иногда страдают от рассеивания тепла из-за близости к двигателю, нагревая их и снижая их общую эффективность.В некоторых автомобилях чемпионата мира по ралли используется система с обратной индукцией, благодаря которой воздух проходит через воздуховоды в переднем бампере к горизонтально установленному промежуточному охладителю.

Установка переднего промежуточного охладителя на автомобиль с установленным на заводе верхним

Поскольку системы FMIC требуют открытой конструкции бампера для оптимальной производительности, вся система уязвима для мусора. Некоторые инженеры выбирают другие места крепления из-за этой проблемы надежности. FMIC могут быть расположены перед или позади радиатора, в зависимости от потребностей двигателя в рассеивании тепла.

Помимо того, что в двигатель поступает большая масса воздуха, промежуточные охладители играют ключевую роль в управлении внутренними температурами двигателя с турбонаддувом. При работе с турбонаддувом (как и при любой форме наддува) удельная мощность двигателя увеличивается, что приводит к повышению температуры сгорания и выхлопа. Выхлопные газы, проходящие через секцию турбины турбокомпрессора, обычно имеют температуру около 450 ° C (840 ° F), но могут достигать 1000 ° C (1830 ° F) в экстремальных условиях.Это тепло проходит через блок турбонагнетателя и способствует нагреву воздуха, сжимаемого в секции компрессора турбины. Если его не охлаждать, этот горячий воздух поступает в двигатель, что еще больше повышает внутреннюю температуру. Это приводит к накоплению тепла, которое в конечном итоге стабилизируется, но это может происходить при температурах, превышающих проектные пределы двигателя - «горячие точки» на заводной головке поршня или выпускном клапане могут вызвать деформацию или растрескивание этих компонентов. Высокие температуры заряда воздуха также увеличат вероятность предварительного воспламенения или детонации.Детонация вызывает повреждения скачков давления в цилиндрах двигателя, которые могут быстро повредить двигатель. Эти эффекты особенно характерны для модифицированных или настроенных двигателей, работающих с очень высокой удельной выходной мощностью. Эффективный промежуточный охладитель отводит тепло от воздуха в индукционной системе, предотвращая циклическое накопление тепла через турбонагнетатель, позволяя достигать более высоких выходных мощностей без повреждения.

Сжатие турбонагнетателем вызывает нагрев всасываемого воздуха и добавление тепла из-за неэффективности компрессора (адиабатическая эффективность).Это на самом деле является основной причиной повышения температуры воздуха в воздушном заряде. Дополнительная мощность, полученная в результате принудительной индукции, обусловлена ​​наличием дополнительного воздуха для сжигания большего количества топлива в каждом цилиндре. Иногда для этого требуется использовать более низкую степень сжатия, чтобы обеспечить более широкое картирование опережения момента зажигания до того, как произойдет детонация (для данного октанового числа топлива). С другой стороны, более низкая степень сжатия обычно снижает эффективность сгорания и удорожает мощность.

Некоторые высокопроизводительные компании по настройке измеряют температуру до и после промежуточного охладителя, чтобы убедиться, что выходная температура максимально приближена к температуре окружающей среды (без дополнительного охлаждения; наборы для распыления воды / жидкого газа).

Интеркулеры воздух-жидкость [править]

Изготовленный на заказ интеркулер типа «воздух-вода», используемый в автомобиле для временной атаки Двигатель S55 в 2014 году BMW M3; металлический компонент в форме куба представляет собой воздухо-жидкостный охладитель наддувочного воздуха.

Воздухо-жидкостные промежуточные охладители, также известные как охладители наддувочного воздуха , являются теплообменниками, которые передают тепло от впускного заряда промежуточной жидкости, обычно воде, которая в итоге отводит тепло воздуху. Эти системы используют радиаторы в других местах, обычно из-за нехватки места, для отвода нежелательного тепла, подобно автомобильной системе охлаждения радиатора.Воздухо-жидкостные промежуточные охладители обычно тяжелее, чем их воздухо-воздушные аналоги, из-за дополнительных компонентов, составляющих систему (насос циркуляции воды, радиатор, жидкость и водопровод). Toyota Celica GT-Four имела эту систему с 1988 по 1989 год, с 1994 по 1999 год, а также в версии чемпионата Карлоса Сайнса по ралли с 1990 по 1993 год. В Subaru Legacy 1989-1993 годов с двигателем DOHC с плоским 4,0 л объемом 2.0 л также использовался верх Установлен промежуточный охладитель воздух-вода на моделях GT и RS, продаваемых в Японии, Европе и Австралии.

Большим преимуществом установки «воздух-жидкость» является меньшая общая длина трубы и промежуточного охладителя, что обеспечивает более быструю реакцию (снижает турбо-задержку) [ цитирование необходимо ] , обеспечивая пиковое ускорение быстрее, чем у большинства передних промежуточных охладителей расстановок. В некоторых установках есть резервуары, которые могут удерживать лед, создавая температуру на входе ниже, чем окружающий воздух, что дает большое преимущество (но, конечно, лед будет нуждаться в постоянной замене).

Компания Ford приняла эту технологию, когда решила использовать принудительную индукцию (через нагнетатель) на своих платформах Mustang Cobra и Ford Lightning.Он использует промежуточный охладитель водно-гликолевой смеси во впускном коллекторе, непосредственно под нагнетателем, и имеет длинный установленный спереди теплообменник, приводимый в действие насосом Bosch, изготовленным для Ford. Ford все еще использует эту технологию сегодня со своим Shelby GT500. Chevrolet Cobalt SS Supercharged 2005-2007 годов также использует аналогичную установку.

Воздух-жидкостные промежуточные охладители на сегодняшний день являются наиболее распространенной формой промежуточных охладителей, встречающихся в судовых двигателях, учитывая, что имеется неограниченная подача охлаждающей воды, и большинство двигателей расположены в закрытых отсеках, где обеспечивается хороший поток охлаждающего воздуха для Воздуховоздушная единица будет трудной.Морские промежуточные охладители имеют форму трубчатого теплообменника, в котором воздух проходит через ряд трубок, а охлаждающая вода циркулирует вокруг трубок внутри корпуса устройства. Источник воды для промежуточного охладителя зависит от точной системы охлаждения, установленной на двигателе. В большинстве судовых двигателей циркулирует пресная вода, которая проходит через теплообменник, охлаждаемый морской водой. В такой системе промежуточный охладитель будет прикреплен к контуру морской воды и размещен перед собственным теплообменником двигателя, чтобы обеспечить подачу холодной воды.

Охладитель наддувочного воздуха [править]

Охладитель наддувочного воздуха используется для охлаждения воздуха двигателя после его прохождения через турбонагнетатель, но до его поступления в двигатель. Идея состоит в том, чтобы вернуть воздух к более низкой температуре для оптимальной мощности процесса сгорания в двигателе.

4-х тактные дизельные кулеры

Охладители наддувочного воздуха имеют различные размеры в зависимости от двигателя. Самые маленькие чаще всего упоминаются как промежуточные охладители и прикреплены к автомобильным двигателям или двигателям грузовых автомобилей.Самые большие зарезервированы для использования на огромных судовых дизельных двигателях и могут весить более 2 тонн (см. Рисунок).

Морские наддувочные воздухоохладители дизельных двигателей все еще производятся в Европе, несмотря на то, что самые крупные двигатели в основном строятся на Дальнем Востоке. Vestas aircoil A / S и GEA являются старейшими производителями, которые все еще работают.

Первый морской наддувочный охладитель дизельного двигателя был построен компанией Vestas aircoil A / S в 1956 году.

Существует некоторая путаница в терминологии между промежуточным охладителем , промежуточным охладителем и охладителем наддувочного воздуха .В прошлом авиационные двигатели запускали турбокомпрессоры поэтапно, где компрессор первой ступени подавал бы впуск компрессора второй ступени, который дополнительно сжимал бы воздух перед его поступлением в двигатель. Из-за чрезвычайно высокого давления, которое может возникнуть, воздухоохладитель был установлен между компрессорами первой и второй ступеней. Этот кулер был "интеркулером".

После второй ступени будет установлен еще один кулер, который был последней ступенью компрессора, и это был «доохладитель».Дополнительным охладителем был кулер, выход которого питал двигатель.

Расположение кулера на большом дизельном двигателе

Охладитель наддувочного воздуха - это просто всеобъемлющий термин, относящийся к системе, которая охлаждает сжатый наддувочный воздух перед его поступлением в двигатель. Обычно охладитель наддувочного воздуха означает охладитель воздух-воздух, в котором тепло отводится с помощью окружающего воздуха, протекающего через теплообменник, во многом как радиатор охлаждающей жидкости двигателя. В то время как многоступенчатые системы турбокомпрессоров все еще используются в некоторых классах тяги тракторов, некоторых высокоэффективных дизелях, а также используются в новейших коммерческих дизелях поздней модели, термин интеркулер и вторичный охладитель используются сегодня как синонимы.Термин интеркулер широко используется для обозначения промежуточного положения между турбокомпрессором и двигателем. Оба термина, промежуточный или дополнительный, являются правильными, но это происхождение двух терминов, которые взаимозаменяемо используются всеми уровнями экспертов.

Интеркулер, или «охладитель наддувочного воздуха», представляет собой теплообменное устройство воздух-воздух или воздух-жидкость, используемое в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и наддувом (с принудительной индукцией) для повышения их объемной эффективности за счет увеличения всасываемого воздуха. плотность заряда за счет изохорного охлаждения.Снижение температуры впуска воздуха обеспечивает более плотный заряд впускного отверстия для двигателя и позволяет сжигать больше воздуха и топлива за цикл двигателя, увеличивая мощность двигателя.

Префикс inter- в названии устройства происходит от исторических конструкций компрессоров. В прошлом авиационные двигатели создавались с охладителями наддувочного воздуха, которые устанавливались между несколькими ступенями наддува, что и обозначало интер. Современные автомобильные конструкции технически обозначены доохладителями из-за их размещения в конце цепи наддува.Этот термин в настоящее время считается архаичным в современной автомобильной терминологии, поскольку большинство транспортных средств с принудительной индукцией имеют одноступенчатые нагнетатели или турбокомпрессоры. В автомобиле, оснащенном двухступенчатым турбонаддувом, можно установить как промежуточный охладитель (между двумя узлами турбонагнетателя), так и дополнительный охладитель (между турбиной второй ступени и двигателем). В общем, промежуточный или дополнительный охладитель считается охладителем наддувочного воздуха. Текст взят с сайта Av-Tekk Charge-Air Coolers

,

Как работает интеркулер? Турбосмарт

Что такое интеркулер?

Интеркулер - это устройство охлаждения всасываемого воздуха, обычно используемое в двигателях с турбонаддувом и наддувом.

Что это делает? Интеркулер охлаждает воздух, сжатый турбонагнетателем, снижая температуру и увеличивая плотность воздуха, подаваемого в двигатель.

Как это работает? Поскольку воздух сжимается турбонагнетателем, он очень быстро нагревается.Когда его температура поднимается, его содержание кислорода (плотность) падает, поэтому, охлаждая воздух, промежуточный охладитель обеспечивает более плотный, более богатый кислородом воздух для двигателя, тем самым улучшая сгорание, позволяя сжигать больше топлива. Это также повышает надежность, поскольку обеспечивает более постоянную температуру всасываемого воздуха в двигатель, что позволяет воздушно-топливному отношению двигателя оставаться на безопасном уровне.

Существует два типа интеркулеров; Воздух-воздух и воздух-вода. Воздухо-воздушный интеркулер извлекает тепло из сжатого воздуха, пропуская его через сеть труб с охлаждающими ребрами.Когда сжатый воздух проталкивается через промежуточный охладитель, он передает тепло трубам и, в свою очередь, охлаждающим ребрам. Проходящий со скоростью холодный воздух снаружи поглощает тепло от ребер охлаждения, снижая температуру сжатого воздуха. Преимуществами этой системы являются простота, меньшая стоимость и меньший вес. Это также делает ее наиболее распространенной формой промежуточного охлаждения. Нижние стороны могут иметь большую длину впуска из-за необходимости размещать промежуточный охладитель в передней части автомобиля, а также в большей вариации температуры, чем воздух в воду.

Интеркуллер типа «воздух-вода» использует воду в качестве теплоносителя. В этой установке холодная вода прокачивается через промежуточный охладитель воздух / вода, отбирая тепло из сжатого воздуха при его прохождении. Нагретая вода затем подается через другой контур охлаждения (обычно это специальный радиатор), а охлажденный сжатый воздух подается в двигатель. Эти промежуточные охладители (также известные как теплообменники) имеют тенденцию быть меньше, чем их воздухо-воздушные аналоги, что делает их хорошо подходящими для сложных установок, где проблема заключается в пространстве, воздушном потоке и длине воздухозаборника.Вода более эффективна при передаче тепла, чем воздух и обладает большей стабильностью, поэтому она может работать в более широком диапазоне температур, но эта система требует дополнительной сложности, веса и стоимости радиатора, насоса, воды и линий электропередачи. Распространенными приложениями для них являются промышленное оборудование, морские и нестандартные установки, которые не позволяют легко устанавливать воздух в воздух, например, автомобиль с задним расположением двигателя.

Размещение интеркулера

Лучшее место для подачи воздуха в воздух - в передней части автомобиля.«Передний крепеж» считается наиболее эффективным размещением. Когда компоновка двигателя или тип транспортного средства не допускают размещение «переднего крепления», промежуточный охладитель может быть установлен сверху двигателя или даже на его боковой поверхности, но это не считается эффективным, поскольку воздушный поток не так хорошо, и промежуточный охладитель может пострадать от тепла, впитывающегося от двигателя, когда внешний поток воздуха падает. Эти размещения часто требуют дополнительных воздуховодов или совков для направления воздуха непосредственно в промежуточный охладитель.

Воздух-вода может быть установлен в любом месте моторного отсека, если его радиатор установлен в положении с хорошим воздушным потоком или с прикрепленным к нему тепловым вентилятором.

,

1-й класс EK Motors справка по экзамену от Мартина Морского инжиниринга Страница

Сертификационная помощь для морских инженеров

В Канаде Транспорт Канады управляет Морским пехотинцем Процесс инженерной экспертизы; посетить Страница обучения для деталей на процессе. Фактический экзамен состоит из девяти (9) вопросов, выбранных случайным образом из банка вопросов различной тематики. Шесть (только) должны быть даны ответы в Сроки 3,5 часа. Экзаменационные вопросы аналогичны приведенным ниже, и взяты в значительной степени из аналогичного вопроса в Морской инженерии Рида серия книг.
предоставлено www.dieselduck.net комментарии к [email protected]
Отказ от ответственности
Transport Canada попросила нас проконсультировать пользователей этой веб-страницы иметь в виду, что эти вопросы не являются точными вопросами, найденными в их экзамены. Морская инженерная страница Мартина - www.dieselduck.net не связан с Транспортной Канадой, и эти вопросы были собраны из разных источников.

Попытка ответить на шесть (6) вопросов.
Время = 3.5 часов

ИСПЫТАНИЕ A

Какая теплотворная способность дизельного топлива? Дайте проценты потерь тепла и за полезную работу. Государственные методы рекуперации тепла.

Нарисуйте и опишите воздуходувку с прямым приводом. Какие меры принимаются для бега за кормой?

Обсудить цель очистки мазута. Нарисуйте две топливные системы с центрифугой, включая отстойники. резервуары с двойным дном и т. д. Какое плановое обслуживание требуется для очистителей?

Объясните изотермические, адиабатические и политропные термины в воздушном компрессоре дизельного двигателя.Каковы практические ограничения?

Объясните, как бы вы установили время газораспределения и топливного насоса на четырехтактном дизельном двигателе.

Опишите принципы работы и последовательность работы четырехтактных и двухтактных дизельных двигателей. Дайте временные диаграммы, градусы и марку двигателя.

Нарисуйте и опишите дизель-электрическую силовую установку для корабля и укажите, как вращается вал гребного винта.

Нарисуйте и опишите маховик большого дизельного двигателя.Укажите его назначение и укажите, как оно установлено. Укажите, почему маховик можно облегчить на большом дизельном двигателе.

Подробно опишите конструкцию любого вертикального котла, используемого для вспомогательного обслуживания на теплоходе. Дайте детали всех клепаных соединений с помощью эскизов.

TEST B

Нарисуйте и опишите систему смазочного масла любого дизельного двигателя, с которым вы знакомы.

Нарисуйте и опишите многоступенчатый воздушный компрессор, назвав все детали.Какие возможные опасные условия могут возникнуть?

Нарисуйте и опишите дизель-электрическую силовую установку для корабля и укажите, как вращается вал гребного винта.

Опишите большой двухтактный оппозитный поршневой дизельный двигатель, преимущества и недостатки того же самого.

Какое определение для нагнетателя? Опишите различные методы наддува дизельного двигателя, указав преимущества.

Укажите приблизительную теплотворную способность мазута. Укажите процент использования топлива в двигателе.Укажите различные потери в процентах и ​​опишите, как можно восстановить потерянное тепло.

Опишите, как вы будете готовить Scotch Marine Boiler для проверки и возможные дефекты, которые вы ищете.

Опишите любой тип гидравлической муфты, указав тип жидкости, используемой в этой муфте.

Опишите, как бы вы рассчитали топливный насос для дизельного двигателя. Назовите тип насоса и опишите, как бы вы увеличили запас топлива в этом насосе.

Испытание C.

Нарисуйте и опишите топливный насос, подходящий для дизельного двигателя с безвоздушным впрыском (тип Bosch).Полностью опишите, как он работает и как регулируется количество топлива. Укажите материалы, из которых он сделан.

Объясните, почему необходимо иметь промежуточные охладители на многоступенчатом компрессоре. какое внимание они требуют, чтобы держать их в хорошем и безопасном рабочем состоянии? Нарисуйте и опишите конструкцию интеркулера, подходящего для рабочего давления 2400 кПа? Государственные материалы.

Нарисуйте и опишите роторную воздуходувку, пригодную для подачи воздуха в большой реверсивный дизельный двигатель.Опишите средства управления воздухом, когда двигатель полностью изменен.

С помощью временных диаграмм коленчатого вала опишите последовательность событий и углы коленчатого вала для следующего:
(a) четырехтактный дизельный двигатель
(b) двухтактный дизельный двигатель
Также упомяните марку упомянутого двигателя ,

Опишите, как взять диаграмму индикатора и нарисуйте нормальную диаграмму для двухтактного дизельного двигателя. Какую информацию можно найти на такой диаграмме? И что такое ничья? Нарисуйте карту ничьей для вышеупомянутого двигателя и объясните его использование.

Нарисуйте и опишите механизм, используемый для смазки цилиндров дизельного двигателя. Как устройство изолировано от рубашки водяного охлаждения? В какой момент масло впрыскивается; почему и где? Укажите причины смазывания цилиндров таким способом.

Нарисуйте и опишите любой тип отработанного газа и мазутный котел, используемый для вспомогательных целей. Покажите клепаные соединения и опишите все использованные места.

Нарисуйте и опишите составной коленчатый вал. Какие материалы используются и какие испытания проводятся на этих материалах? Каким нагрузкам подвергаются коленчатые валы?

С помощью подходящего эскиза опишите механизм реверса с указанием последовательности событий для большого дизельного двигателя.

ИСПЫТАНИЕ D

Каковы давления и температуры в 4-тактном дизельном двигателе, работающем на полной скорости в следующих критических случаях
(A). Воздух в начале такта сжатия.
(В). Воздух в конце сжатия.
(С). Сжигание газов в конце периода сгорания.
(Д). Сжигание газов в конце периода расширения.
(Е). Газы на выходе из выпускного клапана

Нарисуйте индикаторную карточку для 4-тактного дизельного двигателя, показывающую давление и температуру в критических точках.Пунктирными линиями показывайте на дублирующих карточках эффекты утечки поршневых колец, раннего впрыска топлива и позднего впрыска топлива.

Объясните, как гильзы цилиндров и головки образуют трещины, указав возможные причины. Какие симптомы указывают на эти трещины.

Нарисуйте и опишите трехступенчатый воздушный компрессор. Почему установлены интеркулеры? Какие качества требуются смазочными маслами для воздушных компрессоров? Какие опасности могут возникнуть из-за неправильной смазки компрессора?

Нарисуйте и опишите систему водяного охлаждения.Дайте впуск и выпуск на куртку и поршень. Каковы недостатки охлаждения морской воды?

Опишите причины и предупреждения следующих взрывов:
(A) Пусковые воздушные линии
(B) Воздушные компрессоры
(C) Картеры главного двигателя
(D) Как можно предотвратить каждый из этих взрывов.

Нарисуйте и опишите топливный насос, подходящий для основного дизельного двигателя. Опишите движение вперед и назад и управление. Опишите регулировку времени после капитального ремонта.

Обсудить очистку портов и очистку клапанов. Что такое очистка от uniflow и как она получается?

Что такое паз котла? Что вызывает это и как это предотвратить? Опишите ремонт, необходимый для дефекта канавки.

ИСПЫТАНИЕ E

Укажите необходимые изменения, необходимые для преобразования дизельного двигателя для сжигания бункерного топлива с высокой вязкостью из топлива с низкой вязкостью. Укажите преимущества и недостатки топлива с высокой вязкостью.

Опишите морской DC. двигательная установка.Как контролируется скорость судна? Как это полностью изменено и каковы его преимущества?

Укажите вспомогательные устройства и их возможности на типичном судовом дизеле для обеспечения безопасной работы судна. Укажите класс и размер судна.

Опишите, как берутся индикаторные карточки. Как получается среднее значение указанного давления? Нарисуйте двухтактную и четырехтактную индикаторную карточку.

Нарисуйте и опишите роторный нагнетатель с приводом от двигателя, показывая, как он приводится в движение двигателем.

Опишите на схеме расположение двух очистителей между топливным баком и топливным баком, показывая все трубы, клапаны, фитинги и т. Д.

Что такое адиабатическое сжатие и изотермическое сжатие? Почему компрессия в дизельном двигателе адиабатична и почему она изотермична в компрессоре?

Нарисуйте и опишите вертикальный котел. Покажите, как заклепаны швы. Покажите, как фиксируются различные пребывания.

Описание:
(A) Что необходимо в дизельном двигателе для хорошего сгорания.
(B) Что вызывает:
черный дым?
Белый дым?
Синий дым?
(С) Дайте лекарства для:
Черный дым.
Белый Дым.
Blue Smoke.

ИСПЫТАНИЕ F

Нарисуйте и опишите стяжной болт. Как это установлено в большом дизельном двигателе и почему? Какой тип двигателя не требует стяжных болтов и почему?

Почему необходимо очистить двухтактный двигатель? Опишите возвратно-поступательную систему очистки. Почему производительность насоса больше требуемой?

Укажите преимущества и недостатки пресной, морской воды и нефти в качестве охлаждающей среды.Что произойдет, если температуре каждой среды будет позволено подняться до высокого уровня?

Нарисуйте и опишите предохранительный клапан котла высокого подъема. Укажите преимущества этого типа клапана по сравнению с обычным предохранительным клапаном.

Что ограничивает выходную мощность дизельного двигателя? Как увеличить мощность?

Опишите два метода изменения направления вращения дизельного двигателя.

Каковы были бы преимущества двухтактного дизельного двигателя, имеющего прямой привод к откачивающему насосу или имеющего роторный откачивающий насос с косвенным приводом.Будет ли потеря тепла в выхлопных газах?

Нарисуйте и опишите:
(A) индикаторная карта с нормальным сжатием и высоким давлением обжига.
(B) какие результаты вы ожидаете?
(C), что вызвало бы низкое сжатие?
(D), что вызвало бы высокое сжатие?

Укажите, какие температуры и давления воздуха должны быть у 4-тактного дизельного двигателя:
(A) перед сжатием.
(B) после сжатия
(C) после обжига и сгорания.
(D) выхлопных газов, выходящих из цилиндра.

TEST G

Нарисуйте и опишите топливный насос высокого давления. Как это работает впереди и на заднем ходу? Какие сроки требует насос после капитального ремонта?

Напишите отчет суперинтенданту или судовладельцу с описанием дефекта, обнаруженного в головке блока цилиндров. Укажите возможную причину дефекта, способ ремонта, время и профилактические меры и т. Д.

Укажите удельный вес, температуру вспышки в закрытом состоянии и вязкость хорошего смазочного масла.Полностью опишите систему смазки тяжелого масляного двигателя с сухим картером.

Нарисуйте и опишите пневматическую систему запуска воздуха. Если клапан закроется, как вы найдете его? Что такое перекрытие? Зачем это нужно? Сколько перекрытия требуется?

Эскиз шотландского морского котла (диаметр 3,65 м, длина 3 м, рабочее давление 1250 кПа). Укажите все основные размеры, толщину панелей и торцевых пластин, подпорки и т. Д., А также типы заклепочных соединений.

Сформулируйте напряжения в поперечном дизельном двигателе и сравните их с напряжениями в паровом поршневом двигателе.

В чем причина мусорных пожаров и как вы справляетесь с ситуацией? Что можно сделать, чтобы предотвратить пожары? Опишите влияние систем пожаротушения с использованием углекислого газа или сухого порошка.

Каковы эффекты топлива в картере дизельного двигателя? Как топливо туда попадает? Что вы узнаете из анализа анализируемого масла?

Что такое наддув? Что предназначено для подачи наддувочного воздуха? Каковы эффекты наддува? Можно ли превратить обычный дизель в наддув? Укажите, что потребуется для проведения такого изменения.

ИСПЫТАНИЕ H

С помощью эскизов и диаграмм полностью объясните, что подразумевается под горением при постоянном объеме и горением при постоянном давлении. Какие типы двигателей используют эти методы?

Нарисуйте и опишите конструкцию поршней, подходящих для 4-тактного дизельного двигателя и 2-тактного дизельного двигателя. Показывают, что каждый шатун соединен с поперечиной. Как поршни охлаждаются и смазываются? Укажите тип двигателя, на котором будет установлен описанный поршень.

Почему отверстия для впрыска меньше в двигателе с отверстием цилиндра 380 мм над двигателем с отверстием цилиндра 760 мм? Поскольку в двигателе с меньшим внутренним диаметром требуется меньше топлива, почему число отверстий в сопле не уменьшается, а диаметр отверстий в обоих соплах остается одинаковым?

Какие изменения, если таковые имеются, происходят в выхлопных газах в турбонагнетателе выхлопных газов? Укажите температуру и давление на входе и выходе на турборежиме, установленном на большом 4-тактном дизельном двигателе.

Составьте таблицу для записи записей измерений износа гильзы цилиндра. Покажите на рисунке, где эти измерения будут сделаны. Укажите, где будет происходить наибольшее количество износа.

Что подразумевается под следующими терминами:
(A) низкоскоростной сверхмощный дизельный двигатель.
(B) среднеоборотный сверхмощный дизельный двигатель.
(C) высокоскоростной сверхмощный дизельный двигатель.
Укажите, что будет Р.П. Диапазон каждого. Каковы преимущества и недостатки каждого? Как лучше всего использовать двигатель каждого типа?

Опишите заводские испытания тяжелого нефтяного двигателя.Как указывается и рассчитывается мощность тормозной лошади? Как рассчитывается механическая эффективность? Какова будет ожидаемая тепловая эффективность? Каков был бы приблизительный расход топлива в час тормозной мощности?

Нарисуйте и опишите топливный насос в стиле Bosch со спиральным поршнем. Укажите материалы, используемые в строительстве. Опишите работу насоса и как он приводится в движение.

Нарисуйте и опишите маховик для тяжелого нефтяного двигателя. Укажите его строительные материалы, назначение и то, что определяет его вес и как его вес может быть уменьшен.

ИСПЫТАНИЕ I

Опишите электромагнитную муфту, используемую в редукторе дизельного двигателя. В чем преимущество редуктора.

Опишите действие любого типа маслоотделителя, с которым вы знакомы. Какая разница в работе между сепаратором и калорифером? Почему желательно разогревать масло? Какова цель заливки пресной воды в сепаратор?

Нарисуйте и опишите гильзу цилиндра для большого 2-тактного дизельного двигателя.Как лайнер проверяется во время строительства? Как это установлено на блок цилиндров? Как это запечатано к блоку цилиндров?

Каковы эффекты топлива в картере дизельного двигателя? Как топливо попадет в картер? Что узнали из проанализированных образцов масла?

Опишите 4-тактный дизельный двигатель с турбонагнетателем. Что такое перекрытие и какова его функция?

Как бы вы измерили износ гильзы цилиндра и главного подшипника? Что означают эти чтения и почему они взяты? Каковы будут нормальные допуски на износ?

Что касается коэффициентов сжатия, что будет результатом увеличения конечных объемов в бензиновых и дизельных двигателях? Дайте температуры сжатия и давления.

Если в шотландском морском котле необходимо использовать подачу соленой воды, при какой плотности вы бы работали в котле? Как бы вы контролировали плотность? Как это повлияет на котел? Укажите состав соленой воды.

Нарисуйте и опишите масляный водоотделитель для удаления нефти из трюмной воды. Почему это оборудование необходимо?

ИСПЫТАНИЕ J

Каковы будут преимущества двухтактного дизельного двигателя с очистным насосом с прямым приводом или роторным насосом с независимым приводом? Будет ли потеря тепла отработавших газов?

Нарисуйте и опишите индикаторную карту с нормальным давлением сжатия и высоким давлением обжига.Какие результаты вы ожидаете получить? Как это повлияет на цилиндр с низким давлением сжатия и высоким давлением обжига?

Опишите, как используется подводящий провод, чтобы найти зазор в подшипнике нижнего конца, но не будет работать для поиска зазора верхнего конца. Объясните, почему провода не взяты под случайными углами шатунов. Опишите проверки, выполненные для обеспечения достаточного зазора для подшипников верхнего и нижнего конца.

Объясните, почему охлаждение клапанов топливных форсунок не всегда выгодно.

Опишите, как следующие условия влияют на износ поршневых колец и гильз цилиндров:
(A) давление кольца на гильзу цилиндра.
(B) контур края кольца.
(C) осевая и радиальная глубина кольца и канавки.
(D) зазор кольца в кольцевой канавке.

В автоматическом вспомогательном котле опишите устройства, которые позволяют автоматизировать. Опишите, почему в этом котле есть безопасные сейфы. Опишите отключающие устройства и способы предупреждения.

Определить критическую скорость применительно к дизельному двигателю. Какое влияние имеет пропеллер с регулируемым шагом на критическую частоту вращения двигателя? Что произойдет с двигателем, если он будет работать на критической скорости или около нее в течение непрерывных периодов времени.

Объясните, как и почему считается, что взвешенные твердые частицы и углеродный остаток влияют на производительность топливной форсунки.

Как могут взорваться газы в закрытом картере, возникающие в результате испарения смазочного масла, когда (а) двигатель работает, и (б) когда двигатель находится в состоянии покоя? Опишите защитное устройство картера.

TEST K

Рассмотрим двигатель с распределительным валом с цепным приводом.
(i) Какое влияние оказывает растяжение цепи на работу и техническое обслуживание двигателя?
(ii) Как после натяжения регулируется натяжение цепи до исходного значения?
(iii) Как корректируется синхронизация двигателя при регулировке цепи?
(iv) Какова наиболее распространенная причина отказа цепи и какая часть цепи наиболее подвержена этому отказу?

Приведите рассмотренный и обоснованный учет типов неисправностей турбокомпрессоров основного двигателя, перечисленных ниже:
(i) корпус турбины с трещинами.
(II) быстрое развитие серьезной проблемы вибрации.
(iii) внезапная остановка турбонагнетателя при нормальной работе, сопровождающаяся большим шумом.

Некоторые современные теплоходы были оснащены электронными устройствами, использующими катодно-лучевой осциллограф для получения диаграмм индикаторов. Информация из цилиндров первичного двигателя может отображаться в удаленном месте, например, в офисе главного инженера. Опишите такое устройство и укажите способ его использования для иллюстрации некоторых важных характеристик, таких как процесс сгорания и т. Д.

Обсудите преимущества и недостатки использования растворимого масла или раствора хромата в качестве ингибитора коррозии в системе охлаждения дизельного двигателя.

Каковы наиболее влиятельные физические характеристики, требуемые от основных подшипников для высокоскоростных, среднескоростных и тихоходных дизельных двигателей? Как следующие детали относятся к этим характеристикам?
(i) тонкие вкладыши подшипников
(ii) обработка поверхности
(iii) смазывание жидкой пленки
(iv) выравнивание

В качестве главного инженера подготовьте список процедур эксплуатации и технического обслуживания, которые вы будете устанавливать для ухода за главными двигателями с указанием причин каждая процедура и проблемы могут возникнуть из-за пренебрежения такими процедурами.

(i) Построить линейную диаграмму для всей системы пускового воздуха для главного дизельного двигателя.
(ii) Используйте эскизы, чтобы объяснить, как осуществляется запуск, реверс и остановка двигателя.

(i) Обсудить основные силы, которые должен выдерживать коленчатый вал большого дизельного двигателя во время эксплуатации, и то, как напряжения, возникающие в результате этих сил, поддерживаются в приемлемых пределах благодаря хорошей конструкции и эксплуатационным критериям.
(ii) Обсудите, каким образом коленчатый вал может быть чрезмерно нагружен, и какие трудности возникают из-за этого.

(i) Обсудить факторы, способствующие возникновению и распространению пожаров в системе продувки дизельного двигателя, и метод работы, необходимый для смягчения такого происшествия.
(ii) Обсудить использование (CO2) и сухого порошка в качестве огнетушащего вещества.

предоставлено www.dieselduck.net комментарии к [email protected]
Отказ от ответственности
Transport Canada попросила нас проконсультировать пользователей этой веб-страницы иметь в виду, что эти вопросы не являются точными вопросами, найденными в их Экзамены.Морская инженерная страница Мартина - www.dieselduck.net не связан с Транспортной Канадой, и эти вопросы были собраны из разных источников.
,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.