PŘEŇOVÁNÍ PÍSOVÝCH SPALOVACÍCH MOORŮ Účinnou cestou ke zvyšování výkonů PSM je zvyšování středního efektivního tlaku oběhu e oocí řelňování. Současně se tí zravidla zvyšuje i celková účinnost otoru. Zvyšování e obecně zajišťuje vyšší zhodnocení ateriálu (konstrukčního ateriálu i aliva). ownsizing. Základní ožadavke, sojený s roblée zvyšování e, je dosažení vyššího hotnostního nalnění válce.,, 2 0 15 0 18 e v Pe 6 8 3600 Výhoda řelňovaných otorů: ráce na výěnu obsahu válce se ůže zěnit na kladnou (u neřelňovaných otorů je vždy záorná. PZP (2011/2012) 5/1 Stanislav Beroun
Přelňování: - echanicky oháněný dychadle - turbodychadle na výfukové lyny (z energetického hlediska nejvýhodnější a nejčastější - tlakový výěníke Základní souvislosti význaných araetrů řelňovaných PSM ukazují následující vztahy: P e e vzd L L V V H 3600 u e celk V d Z / M n M u celk 1 L 120 V d H Základní definiční vztah ro doravní (lnicí) účinnost řelňovaného otoru: d V Z VZ M CN 1 r PV VZ 1 1 r CN NV d NV 5 NV 313 t 6 U řelňovaných otorů s chlazení lnicího vzduchu dochází s rostoucí chlazení k oklesu d - je to dáno zvýšení t ezi telotou lnicího vzduchu t a telotou stěn lnicího otrubí, lnicích kanálů a stěn válce a salovacího rostoru. o ovše neá za následek okles e, neboť řevažuje vzrůst ři intenzivnější chlazení. PZP (2011/2012) 5/2 Stanislav Beroun
PZP (2011/2012) 5/3 Stanislav Beroun
Pracovní oběh otoru řelňovaného ax Q V 3 2 Q P 4 A 1 Přelňování oocí je založeno na využití energie výfukových lynů na výstuu z válců k ráci v oběžné kole lynové turbíny: v turbíně se teelná energie výfukových lynů ění na echanickou ráci, která je využita ke stlačování atosférického vzduchu v turbodychadle. Stueň využití energie výfukových lynů závisí na konstrukci výfukového systéu otoru a na celkové účinnosti S V b 12 11 13 V V 10 8 7 A 2 2 QMCHQO 1 1 V k V z V 5 1 6 9 2 1 1 2 2 Přelňování PSM (většinou vznětového) oocí (s terodynaickou vazbou ezi a PSM) ři lnicí tlaku vyšší než tlak lynů řed turbinou (kladnou ráci otoru ředstavují lochy A 1, A 2 ). Při řelňování otoru ředstavují označené lochy: 1 2 korese v dychadle 2 1 odvod tela v ezichladiči 1 2 korese v otoru 2 3 řívod tela ři V = konst. 3 4 řívod tela ři = konst. 4 5 exanze v otoru 5 1 odvod tela z válce otoru ři konstantní objeu 5 1 6 5 exanzní ráce řeění se v kinetickou energii a její utluení ve vnitřní energii ři vzrůstu teloty za v = konst.. Plocha 123456781 ředstavuje oběh řelňovaného otoru s ohone dychadla cizí zdroje PZP (2011/2012) 5/4 Stanislav Beroun
Přelňování iulzní a rovnotlaké CH Iulsní řelňování: se zachovaní tlakových a telotních ulsů vznikajících ři eriodické výtoku lynů z jednotlivých válců otoru a jejich řivedení až na lnicího. Konstrukce výfukového systéu se vyznačuje: alý objee výfuk. otrubí - alý otrubí až k (i za cenu určitých ztrát) a krátká délka k (snížení ztrát) oddělenýi řívody od skuin válců s rozestue alesoň 240 KH ro 4-dobý otor axiálně 3 válce do jedné větve, aby se tyto ulsy navzáje neznehodnocovaly (180 KH ro dvoudobý otor). K rozdělené rozváděcí skříni turbiny jsou řiojeny jeno ty válce, které se neohou vzájeně rušit ři výěně obsahu válce. VO 1 v. Vstř ro 3 válce velká alituda ulsací 1 5 3 6 2 4 0 120 240 360 480 600 720 840 Vstř ro 6 válců alá alituda ulsací PZP (2011/2012) 5/5 Stanislav Beroun
Pulzační systé se oužívá ři nižších stuních řelňováni ( 2 2,5), zejéna u otorů s očte válců dělitelný 3, dále u otorů s nízký očte válců a u otorů s častý rovoze v nízkých zatíženích a otáčkách, kdy je výhodou vyšší účinnost řenosu energie a řísěvek vytlačování salin íste k turbíně. Pulzační systé je výhodný i ři vysokých nárocích na rychlé zěny zatížení otoru (vozidlové a od.), neboť alý obje otrubí řisívá k rychléu zvýšení lnicího tlaku. Pulzačníu systéu ůže vyhovovat i nižší účinnost turbiny. Někdy se u ulzačního systéu oužívá tzv. ěnič ulzací, sojující vždy dvě sekce výfukového otrubí. V dýze se část tlakové energie ění na kinetickou, tí se snižuje alituda tlakové vlny. Plnicí agregáty rychloběžných vozidlových otorů oužívají turbinovou skříň s odvojný vstue - v bezloatkové rozváděcí skříni radiální turbiny je odélná dělící řeážka: toto usořádání je i ěniče ulzací. Zkušenosti s ěniče ulzací vedly k vytvoření jednotrubkového výfukového systéu s odulárníi ěniči. Výfukové lyny jsou vedeny ezi výfukový ventile a dýzou alý roojovací objee. V oslední době se tento zůsob ulatňuje řednostně jako určitý korois ro vysoce řelňované otory - ředstavuje řešení s výhodai ulzního i rovnotlakého systéu. S S S S Pulzační systéy i systéy s ěniči ulzací se obvykle rovádějí s růřeze sekce blízký růtokovéu růřezu lně otevřeného ventilu jednoho válce. Střední hodnoty rychlosti dosahují až 150 /s (obvyklé hodnoty rychlostí v rovnotlaké systéu jsou 60 100 /s). Modulární ěnič á růřez dýzy cca 50 % růřezu sekce, tj. 50% nejvyššího růřezu výfukového ventilu. Možné varianty rovedení ulzkonvertorů PZP (2011/2012) 5/6 Stanislav Beroun
www.subaruclub.cz htt://www.audi-sort.net PZP (2011/2012) 5/7 Stanislav Beroun
Rovnotlaký systé se řednostně ulatňuje v říadech stacionárních otorů. Měniče ulzací se solu s rovnotlaký systée oto oužívají ředevší u otorů, kde očet válců není dělitelný 3. Podínkou úsěšného oužití rovnotlakého systéu je vysoká účinnost turbiny ( > 0,55 0,6). S klasický rovnotlaký systée lze dosáhnout vůbec nejvyšších účinností řelňovaného otoru. Výfukové lyny jsou do sběrného kolektoru vedeny krátký difuzorový nátrubke z výfukových kanálů hlavy válců: difuzory se tvarují s úhle rozevření cca 8 (ax 10 ) o celé délce. Rovnotlaký systé ívá obje sběrného otrubí vztažený ke zdvihu objeu 1 válce: (1 1,5) x V Z1 x očet řiojených válců. Rovnotlaké řelňování - využívá ředevší otenciální a teelnou energii výfukových lynů. Je ro ně tyické velký obje výfukového otrubí se solečný vstue všech válců s otlačení kitů ve sběrné otrubí. Kinetická část energie výfukových lynů se v důsledku víření se CH ění na teelnou. Přibližné určení araetrů lnicího dychadla (koresoru) odle araetrů řelňovaného otoru (ro iulzní i rovnotlaký systé): Hotnostní tok v = (6 8) kg/kwh ro 4dobé otory Plnicí tlak v = (8 10) kg/kwh ro 2dobé otory v = (0,15 0,18) x e ro 4dobé otory v = (0,22 0,25) x e ro 2dobé otory PZP (2011/2012) 5/8 Stanislav Beroun
Energetická bilance agregátu lnicího turbodychadla Agregát lnicího turbodychadle a řelňovaný PSM jsou vzájeně roojeny terodynaickou vazbou. Základní vztahy ukazuje schéa a oisují následující rovnice: P 2 2 w P 1 1 v c /v v is / w c / v c P 2 P 2 Q od/ P 1 1 v c /v v 2 / is P v / w is / 1 PZP (2011/2012) 5/9 Stanislav Beroun is / v k v / v / w is / / k 1,03 1, 04 is / is / v / is / is / v / wis / 1 1 c / v 1 is / / v 1 2 / v 1 1 c 2 1 2 1 v v 1 1 v v w Otiální hodnoty účinností: is/ = 0,75 is/ = 0,75 = 0,96 1