Двигун внутрішнього згорання
У табл. 2 на рис. 11 приведені зразкові значення окремих складових теплового балансу автотракторних двигунів [6].
Інновації
Останнім часом все більше застосування отримують поршневі двигуни з примусовим наповненням циліндра повітрям підвищеного тиску, тобто двигуни з наддувом. І перспективи двигунобудування зв'язані, на мій погляд, з двигунами даного типу, оскільки тут є величезний резерв невикористаних конструкторських можливостей, і є над чим подумати, а по-друге, вважаю, що великі перспективи в майбутньому саме у цих двигунів. Адже наддув дозволяє збільшити заряд циліндра повітрям і, отже, кількість палива, що стискається, а тим самим підвищити потужність двигуна.
Для приводу нагнітача в сучасних двигунах зазвичай використовують енергію відпрацьованих газів. В цьому випадку відпрацьовані в циліндрі гази, які мають у випускному колекторі підвищений тиск, направляють в газову турбіну, що приводить в обертання компресор.
Згідно схемі газотурбінного наддуву чотирьохтактному двигуна (рис. 12), відпрацьовані гази з циліндрів 1 двигуна поступають в газову турбіну 2, після якої відводяться в атмосферу. Відцентровий компресор 3, що обертається турбіною, засмоктує повітря з атмосфери і нагнітає його під тиском 0. 130. . . 0. 250 Мпа в циліндри. Крім використання енергії вихлопних газів гідністю такої системи наддуву перед приводом компресора від колінчастого валу є саморегулювання, що полягає в тому, що із збільшенням потужності двигуна відповідно зростають тиск і температура відпрацьованих газів, а отже потужність турбокомпресора. При цьому зростають тиск і кількість повітря, що подається ним.
У двотактних двигунах турбокомпресор повинен мати вищу потужність, ніж в чотирьохтактному, оскільки при продуванні частина повітря проходить у випускні вікна, транзитне повітря не використовується для зарядки циліндра і знижує температуру випускних газів. Внаслідок цього на часткових навантаженнях енергії відпрацьованих газів виявляється недостатньо для газотурбінного приводу компресора. Крім того, при газотурбінному наддуві неможливий запуск дизеля
При найбільш поширеній послідовній схемі комбінованого наддуву компресор з газотурбінним приводом проводить тільки часткове стиснення повітря, після чого він дожимається компресором, що приводиться в обертання від валу двигуна. Завдяки застосуванню наддуву можливе підвищення потужності в порівнянні з потужністю двигуна без наддуву від 40% до 100% і більш [4].
На мій погляд, основним напрямом розвитку сучасних поршневих двигунів із займанням від стиснення буде значне форсування їх по потужності за рахунок застосування високого наддуву у поєднанні з охолоджуванням повітря після компресора (рис. 13).
У чотирьохтактному двигунах в результаті застосування тиску наддуву до 3. 1. . . 3. 2 Мпа у поєднанні з охолоджуванням повітря після компресора досягається середній ефективний тиск Pe=18. 2. . . 20. 2 Мпа. Привід компресора в цих двигунах газотурбінний. Потужність турбіни досягає 30% від потужності двигуна, тому підвищуються вимоги до ККД турбіни і компресора. Невід'ємним елементом системи наддуву цих двигунів повинен бути охолоджувач повітря, встановлений після компресора. Охолоджування повітря проводиться водою, циркулюючою за допомогою індивідуального водяного насоса по контуру: повітряохолоджувач - радіатор для охолоджування води атмосферним повітрям.
Перспективним напрямом розвитку поршневих двигунів внутрішнього згорання є повніше використання енергії випускних газів в турбіні, що забезпечує потужність компресора, потрібну для досягнення заданого тиску наддуву. Надмірна потужність в цьому випадку передається на колінчастий вал дизеля. Реалізація такої схеми