Преимущества и недостатки систем импульсного наддува и наддува при постоянном давлении

С ростом КПД турбокомпрессора и степени повышения давления в компрессоре растут преимущества наддува при постоянном давлении газов перед турбиной. Для двигателя он даёт следующие преимущества:

более простой и дешёвый выпускной коллектор;

• меньшая работа, затрачиваемая поршнем на выталкивание газов (импульс давления газов на выпуске быстро уменьшается, он не отражается от малого сечения соплового аппарата турбины), в результате — снижение расхода топлива при высоких средних эффективных давлениях;
• более равномерные параметры наддува по цилиндрам, а следовательно, более равномерная тепловая напряжённость.

Недостатки, которые система постоянного давления перед турбиной даёт двигателю, заключаются в следующем.

1. Равенство между давлением наддува и противодавлением достигается при более высоких ре, чем при импульсном наддуве. В результате на малых нагрузках появляется обратный поток газов.
2. Перепад давления во время продувки даже при полных нагрузках меньше, чем при импульсном наддуве. Поэтому при одинаковом перекрытии клапанов для одинакового качества продувки требуется больше воздуха, а соответственно — меньше подача воздуха в цилиндр. (Этот недостаток частично компенсируется повышенным КПД турбины, благодаря более равномерному подводу к ней газа).
3. Двигатель обладает худшей приёмистостью, что определяется следующими причинами.
   • Энергия газов на частичных нагрузках ниже из-за отсутствия импульсов давления.
   • Заполнение газом выпускного коллектора большого объёма требует большего времени.
   • При частичных нагрузках и низких частотах вращения увеличивается коэффициент остаточных газов из-за заброса газов из выпускного коллектора. В результате при данном давлении наддува снижается наполнение цилиндра воздухом, раньше наступает предел дымления, уменьшается избыток мощности, необходимый для разгона.
4. Меньший расход воздуха приводит к снижению коэффициента избытка воздуха и повышенным температурам ОГ перед турбиной.

Самому турбокомпрессору принцип постоянного давления даёт только преимущества, а именно:

• Турбина имеет большую пропускную способность соплового аппарата, благодаря чему уменьшаются её размеры.
• Повышенная надёжность турбины, пониженная вероятность поломок лопаток (колебания лопаток тем меньше, чем меньше подводов газа имеет газоподводящий корпус турбины).
• Пониженные нагрузки на подшипники, возникающие из-за гироскопических моментов, возникающих при импульсном подводе газов.
• Повышенный КПД газовой турбины без импульсного или изменяющегося парциального подвода газа.
• Преимущества импульсного наддува для четырёхтактных двигателей неоспоримы при пусках, малых нагрузках и пониженных частотах вращения. На двухтактных двигателях на этих режимах используются вспомогательные устройства, компенсирующие недостаток воздуха, поэтому преимущества импульсного наддува пропадают. У крупных двухтактных судовых двигателей преимущества системы постоянного давления газов перед турбиной сказываются на более низких нагрузках и частотах вращения, чем у 4-тактных. Показатель приёмистости для крупных судовых дизелей менее значим, чем для автомобильных ДВС. Действительно, время разгона всей системы двигатель-винт-корпус судна существенно превышает время разгона самого двигателя. Т. е. для разгона судна более существенную роль играет полная мощность двигателя, чем время достижения этой мощности.