4.PHĐN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÂN LẮP ĐẶT BỘ TĂNG ÂP TRÍN ĐỘNG CƠ AMZ 236
4.4.Phối hợp lăm việc TB-MN với ĐCĐT
- Âp suất khí nạp phải đảm bảo câc yíu cầu ứng với từng chế độ lăm việc. - Lưu lượng khối lượng khí nạp như mong muốn.
- Hệ số dư lượng không khí đạt giâ trị cần thiết nhằm đảm bảo năng lượng khí xả cung cấp cho TB, qua đó cung cấp đủ công cho MN .
4.4.1.Phối hợp TB-MN với ĐCĐT ở chế độ ổn định
Chế độ lăm việc ổn định lă chế độ lăm việc mă số vòng quay vă tải trọng của động cơ được coi lă không đổi. Ở chế độ năy dòng khí lưu động từ MN đến ĐCĐT rồi đến TB chịu tâc động của nhiều nhấn tố khâc nhau, trong đó có câc nhđn tố quan trọng sau:
1.Lưu lượng khí qua MN:
Muốn tăng công suất của động cơ, người ta tăng âp suất khí nạp nhờ MN. Lượng khí được cung cấp bởi MN để nạp văo xilanh phụ thuộc văo câc yếu tố sau: -Tổn thất dòng chảy từ MN đến xilanh động cơ.
-Sự sấy nóng của khí trong quâ trình nĩn ở trong MN từ âp suất ban đầu pe đến âp suất tăng âp p1.Nếu xem quâ trình xảy ra trong MN lă đoạn nhiệt thì nhiệt độ khí sau MN lă: T1a=T0(p1/p0) k k−1 =T0 K K K 1 −
π , ở đđy πKlă tỉ số tăng âp. Độ chính lệch nhiệt độ: ∆Ta=T1a-T0
Tuy vậy quâ trình nĩn thực tế khâc với đoạn nhiệt. Độ chính nhiệt độ thực tế lă: ∆T=T1-T0= ηTaa ∆ 3,0 2,5 2,0 1,4 1,2 1,6 1,8 Lợi có được nhờ tăng hiệu suất MN từ0,6-0,8 Lợi có được nhờ làm mát khí tăng áp o Hiệu suất của máy nén 0.6 0.75 0.8 Nhiệt độ khí vào MN là32 C Tỉ số tăng áp Tỉ số tăng của khối
N hi ệt đ ộ kh ôn g kh í s au M N 32 50 90 100 150 182 200 0
Hình 4-20 Ảnh hưởng của hiệu suất đoạn nhiệt của MN vă lăm mât khí tăng âp đến khối lượng riíng của khí nạp.
Vậy độ chính nhiệt độ trước vă sau MN bằng tỉ số giữa chính nhiệt độ đoạn nhiệt với hiệu suất đoạn nhiệt. Điều năy cho thấy tính chất quan trọng của việc nĩn khí có hiệu suất cao, qua đó giảm chính lệch nhiệt độ thực tế.
2.Sự phđn chia lượng không khí do MN cung cấp
-Phần lớn lượng không khí lưu lại trong xi lanh vă được sử dụng để đốt chây nhiín liệu.
-Một phần nhỏ để quĩt buồng chây trong thời gian cả xupâp nạp vă thải đều mở.
3.Nhiệt độ khí xả
Với một cụm TB-MN đê có thì quan hệ giữa âp suất có ích vă nhiệt độ khí xả có ảnh hưởng lớn đến đặc tính hoạt động của cụm TB-MN vă tất nhiín có ảnh hưởng đến tỉ số tăng âp.
Khi số vòng quay không đổi, tỉ số tăng âp sẽ tăng khi tăng lượng nhiín liệu cung cấp khiến âp suất có ích trung bình pe, mômen có ích Me, nhiệt độ của chu trình vă nhiệt độ cuối quâ trình giản nở đều tăng lăm cho nhiệt độ khí xả tăng. Tuy nhiín, nhiệt độ khí xả văo TB phụ thuộc văo câc yếu tố sau:
Nhiệt độ của khí trong xilanh ở cuối quâ trình giên nở thực tế nhỏ hơn so với nhiệt độ của quâ trình giên nở đoạn nhiệt do quâ trình truyền nhiệt qua thănh vâch xilanh nín nhiệt độ khí xả thực tế đi văo xilanh thấp hơn lý thuyết. Quâ trình truyền nhiệt qua thănh vâch căng lớn, nhiệt độ thực tế của khí xả đi văo TB căng thấp.
Khí xả được giên nở trong ống góp so với giên nở đoạn nhiệt thì do có chuyển động rối của dòng khí tạo ra ma sât giữa câc phần tử khí nín nhiệt độ cuối ống xả cao hơn, lăm cho nhiệt độ khí xả văo TB tăng.
4.4.2.Phối hợp TB-MN với ĐCĐT ở chế độ thay đổi
Khí thải của ĐCĐT lă nguồn năng lượng được tận dụng để dẫn động MN nhằm tăng lượng khí nạp mới vă lăm tăng công suất của ĐCĐT. Trong thực tế khi động cơ được tăng âp lăm việc ở chế độ thay đổi: hoặc lă mô men Me(pe) hoặc số vòng quay n của động cơ thay đổi sẽ gđy ảnh hưởng đến hoạt động của cụm TB-MN vă cũng vì vậy, nó sẽ có tâc dụng ngược lại đối với ĐCĐT. Muốn phối hợp trong điều kiện chế độ lăm việc thay đổi, những thông số sau cần được đưa văo nghiín cứu:
-Lưu lượng khối lượng của khí nạp mK. -Tỉ số tăng âp p1/p0.
-Số vòng quay của TB-MN nT.
-Âp suất có ích trung bình pe(hay mô men động cơ phât ra).
Trong đó thông số quan trọng nhất lă lưu lượng khối lượng mk của khí nạp. Việc phối hợp lăm việc phải đạt được câc chỉ tiíu sau:
-Bảo đảm tỉ số giên nở để đảm bảo công suất phât ra của TB. -Loại trừ vùng bơm ra khỏi vùng lăm việc của ĐCĐT.
-Đạt hiệu suất tối đa của cụm TB-MN.
-Bảo đảm được tỉ số tăng âp cần thiết mă tốc độ cụm TB-MN không quâ cao. -Giữ cho nhiệt độ khí xả lă thấp nhất.
4.4.3.Phối hợp ở chế độ sử dụng
Lưu lượng khí cung cấp bởi bộ tăng âp phụ thuộc văo câc thông số sau: -Điều kiện môi trường.
-Tổn thất âp suất trín đường nạp.
-Sự lưu động của dòng khí sau MN, đặc biệt lă sự lưu động không ổn định có thể do hình dâng, kết cấu của ống nạp, do dao động khi đóng mở xupâp nạp lăm cho giới hạn không ổn định bị dịch chuyển về phía lưu lượng lớn.
Những lý do trín buộc trong lúc phối hợp phải sử dụng giới hạn an toăn lớn nhằm trânh khỏi vùng lăm việc không an toăn của cụm TB-MN. Tốt nhất lă phải đảm bảo phạm vi hiệu suất cao của TB-MN nằm trong giới hạn năy.
Vùng bơm n không đổi nT không đổi Đươ ìng g iơïi h ạn b ơm Tải trọng không đổi p1 p
Hiệu suất đoạn nhiệt
mk Hình 4-21 Đặc tính ĐCĐT phối hợp với TB-MN.
Hình 4-21 cho thấy một câch rõ răng việc phối hợp ĐCĐT với cụm TB-MN lă phức tạp nhất vì đường cong yíu cầu lượng khí phải cung cấp nằm gần sât với đường giới hạn lăm việc không ổn định của cụm TB-MN
Do đó để phối hợp tốt đặc tính của động cơ với đặc tính của cụm TB-MN khi động cơ lăm việc ở đặc tính ngoăi vă đảm bảo cho mây nĩn họat động chủ yếu với hiệu suất cao thì ta chọn bộ tăng âp GT3271 có câc thông số vă đặc tính lăm việc như sau:
Công suất tăng âp của bộ tuabin: Ne=200÷420[mê lực] =147,2÷309,12[kW] Số vòng quay lăm việc của bộ tuabin: n= 60000÷135000 [v/p]
Hiệu suất bộ tăng âp: ηk=0,6÷0,77