мотором роботи видно, що повнота згоряння палива явно страждає від нестачі навантаження.
Треба сказати, що ця особливість транспортного двигуна вносить чималу сум'яття в стрункі ряди положень теорії двигунів. Причина тому - явне неспівпадіння мають на практиці місце фактів з основоположним затвердженням теорії, яка говорить, що процес перетворення енергії при згоранні палива в двигуні не залежить від умов виконання роботи.
Говорячи інакше, по теорії двигунів ефективність згорання паливної суміші ні за яких умов не може залежати від опору на валу двигуна. Практика ж використання моторів показує, що це абсолютно не так. Втім, це розбіжність жодною мірою не впливає на пріоритет урахування вимог теоретичних положень про роботу мотора при вирішенні завдань його модернізації або розробки нових конструкцій.
Принцип верховенства теорії двигунів над практикою їх експлуатації при цьому все ж не в змозі змінити сложное стан справ при розробці нових, альтернативних конструкцій моторів. Через непокору моторів у справі відповідності з уявленнями вчених про їхню роботу при розробці перспективних гібридних конструкцій моторів інженерам доводиться використовувати складні технічні рішення там, де, здавалося б, досить використовувати прості конструкції
Повертаючись до турбокомпаунду, варто відзначити, що, не дивлячись на відмінність типів використовуваних джерел енергії (для цього пристрою використовується теплова енергія вихлопних газів замість електричної енергії), його основна функція практично нічим не відрізняється від функції допоміжного електричного агрегату в гібридних силових установках. Так само, як і в гібридних моторах, турбокомпаунд покликаний збільшити потужність і крутний момент поршневого двигуна, знизити витрату палива і викиди шкідливих газів за рахунок передачі на вал двигуна додаткового крутного моменту. Справа в тому, що у відповідності з усіма канонами прийнято вважати, що принцип дії турбокомпаунда заснований на перетворенні теплової енергії відпрацьованого в циліндрах двигуна вихлопу в обертальний рух вала турбіни. Ефективність же турбокомпаунда, відповідно до логіки цього визначення, обумовлюється передачею додаткового крутного моменту від обертового вала турбіни на обертовий вал двигуна. Саме таким чином визначають турбокомпаунд всі технічні довідники та енциклопедії.
Саме так пояснюють ефект його застосування та конструктори Scania - фахівці компанії, яка інтенсивно використовує турбокомпаунд в конструкціях двигунів свого виробництва. На їхню думку, обертаючи вал додаткової турбіни, вихлопні гази через з'єднаний з коленвалом вал цієї турбіни передають крутний момент, чим і збільшують ефективність роботи мотора.
Як же все-таки працює турбокомпаунд? При згорянні палива сучасний дизель перетворює в рух 44% від загальної кількості виділилася теплової енергії. Залишилося частина втрачається разом з відпрацьованими газами (приблизно 35%) і йде в систему охолодження (21%). Температура відпрацьованих газів на виході з камери згоряння складає близько 700 ° С. У моторі з турбонаддувом після проходження через турбокомпресор ця температура падає до 600 ° С. Втрата 100 ° С означає, що частина енергії пішла на обертання турбіни.
Інженери вирішили використовувати потенціал цього вже відпрацьованого, але все ще гарячого вихлопу. З цією метою вони розмістили після традиційного турбонагнетателя ще одну турбіну - силову. Вона з'єднана з колінчастим валом дизеля двома рядами прямозубих шестерень і проміжної гідромуфтою. Необхідність багатоступінчастої конструкції шестерневого приводу зрозуміла. Турбіна щохвилини робить 50 тис. Оборотів, а коленвал обертається з частотою до 2000 об/хв. Що стосується гідромуфти, то інженери побачили її призначення в компенсації постійної зміни обертів двигуна і зниженні крутильних коливань. Пройшовши через турбокомпресор, відпрацьовані гази потрапляють на силову турбіну і, втрачаючи чергові 100 ° С температури, розкручують робоче колесо. За запевненням фахівців Scania, саме цей рух вала силової турбіни і забезпечує передачу додаткового крутного моменту на вал двигуна. Після того, як високі обороти додаткової силової турбіни знижуються шестернями приводу, отриманий високий крутний момент збільшує потужність двигуна за рахунок того, що раніше просто-напросто вилітало в трубу.
Якщо врахувати, що при зниженні обертів вала двигуна обсяг відпрацьованих газів також знижується (а це видно по різкого зниження протитиску у випускній системі), то, відповідно, при зменшенні подачі палива і зниженні обертів вала двигуна кутова швидкість вала силової турбіни також інтенсивно знижується. Падають обороти двигуна, падає продуктивність силовий турбіни, відповідно, немає додаткового крутного моменту від валу силової турбіни. Занадто мало вихлопу виробляє двигун при роботі на малих і середніх оборотах для того, щоб силова турбіна могла збільшити момент, що розвивається двигуном.
Висновки при так...
