Немецкая фирма MTU являющаяся одним из лидеров в классе ВОД, в двигателях TC и TE применила принцип подключения-отключения турбокомпрессоров в зависимости от нагрузки. На малой нагрузке весь поток газов, который сравнительно невелик направляется в один из двух ТК. Это увеличивает давление наддува. При достижении определенного значения мощности электронная система управления включает второй ТК.

В системе вохдухоснабжения двигателей ZA40s (Зульцер)  применено байпасирование и дополнительная система выпуска воздуха (рис.8).

Рис.8. Система турбонагнетателя двигателя типа ZA40S оборудованная байпасом нагнетаемого воздуха через дроссельным клапаном (waste gate)

Клапан выпуска постепенно открывается при нагрузках более 85%. В этом случае турбокомпрессор подбирают так, чтобы в этой точке достигалось давление воздуха соответствующее номинальной мощности. При стравливании воздуха исключается чрезмерное повышение давления цикла p _z при номинальной нагрузке, зато на частичных нагрузках возрастает давление наддува и снижается расход топлива.

Фирма Вяртсиля применяет новые формы комбинированного наддува SPEX(Swirl-Puls-Exhaust) в котором одновременно используются преимущества импульсного наддува  (хорошее воздухоснабжение на режимах малых нагрузок и переходных режимах) и наддува при постоянном давлении.

Сущность этого наддува в следующем. Все цилиндры работают на один выхлопной коллектор небольшого обьема. Вход импульсов газа в него осуществляется по касательной и движение газов вращательное (swirl). Кинетическая энергия не теряется, а используется на закручивание потока газов, при этом происходит сглаживание импульсов.

Фирма МАК использовала сопловой аппарат турбины с меняющейся геометрией (рис.9). В турбинах радиального типа устанавливают два сопловых аппарата: для частичных нагрузок и для нагрузок более 80% номинальной. Сопловые аппараты перемещаются пневматическим устройством. Достигнута 5% экономия топлива.

Рис.9. Сменяемый сопловой аппарат ГТК

Газотурбокомпрессор инерционен и при резких набросах нагрузки не обеспечивает надлежащую подачу воздуха. Для ускорения раскручивания ТК на лопатки компрессора подают сжатый воздух, используя дополнительные сопла и лямбда-регулятор.

Лямбда-регулятор (см.рис.10).

 При увеличении нагрузки регулятор числа оборотов стремится переместить топливную рейку в сторону увеличения подачи топлива. Однако, давление наддува ещё низкое, подача воздуха недостаточна и поршень сервомотора лямбда-регулятора ограничивает движение топливной рейки и одновременно включает соленоид клапана, открывающего подачу сжатого воздуха на лопатки компрессора ГТК. Поступление воздуха на ГТК прекращается с ростом его оборотов и давления наддува.

Л17,18. Помпаж, причины возникновения и устранение помпажа.

 Расчет энергетического баланса системы наддува. Влияние внешних условий и эксплуатационных факторов на газообмен. Причины возникновения пожара в подпоршневых пространствах.

Л19. Процессы топливоподачи в СДВС. Основные параметры процессов впрыска и регулировки топливной аппаратуры. Системы VIT. Оптимальное значение угла опережения подачи топлива.

1. Основные параметры процессов впрыска топлива: геометрическое начало нагнетания, цикловая подача, геометрический конец нагнетания, геометрический активный ход плунжера, начало впрыска, продолжительность впрыска, давление начала впрыска, максимальное давление впрыска, максимальное давление топлива в ТНВД, характеристика впрыскивания, коэффициент подачи топлива, коэффициент неравномерности подачи топлива, нестабильность подачи. [Судовой механик. Справочник под ред. Фока А.А. Том 1, стр. 462-464].

2. Регулировочные параметры топливной аппаратуры.

РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ХАРАКРЕРИСТИКИ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ.

Это угол начала подачи, угол конца подачи и продолжительность подачи

Характеристики бывают статические (по насосу) и динамические (по форсунке).

Регулир. Произв. ТНВД зависит от нагрузки и осуществляется тремя способами.

1. По концу подачи.

При этом начало подачи остаётся постоянным независимо от нагрузки и частоты вращения. Конец подачи меняется.

а) Некоторое повышение жёсткости работы дизеля.

б) Начало подачи происходит при пониженном давлении топлива.

в) Более устойчивая работа на частичных нагрузках.

2. По началу подачи.

Начало подачи меняется, а конец неизменный.

а) Двигатель работает мягче.

б) Скорость нарастания давления в цилиндре меньше. Дизель работает мягче.

в) уменьшение давления в конце впрыска из-за снижения скорости движения плунжера ТНВД.

Влияние регулирующих характеристик топливной аппаратуры на уровень Pz (работа на винт)

3 – регулирует по началу подачи (RD)

2 – регулирует по концу подачи (RND)

1 – увеличивает углы опережения и короткие нагнет. трубопр. (stork). Регулирует по концу.

Pz влияет на экономичность при низкой частоте вращения.

Способы регулирования подачи ТНВД.

1. По концу подачи (рис. 137а)

Угол опережения впрыска (геомерт.) не меняется, а конец (отсечка) происходит в зависимости от нагрузки.

Начало подачи происходит при низкой скорости движения плунжера и след. При пониженном давлении впрыска.

Угол опережения не меняется поэтому снижения Pz с уменьшением нагрузки не столь значительно как при регулир. по началу подачи.

На малых оборотах развивается большая мощность.

Но двигатель работает жёстче

2. По началу подачи (рис. 137б)

Постоянным остаётся геометр. угол окончания подачи, а угол опережения меняется (уменьшается с уменьшением цикловой подачи).

Обеспечивается мягкая работа дизеля на всех частичных режимах за счёт автоматического уменьшения угла опережения с уменьшением частоты вращения (или нагрузки).

Конец подачи происходит при пониженном давлении впрыска.

3. Смешанное регулирование (рис. 137в)

И начало и конец подачи происходят при более высоких давлениях впрыска.(лучше распыл)

На рис. 47 видно, что скорость подъёма плунжера, а след. и давление впрыска выше, чем при регулир. по началу или по концу.

При всех указанных способах регулирования давление Pz на всех частичных режимах ниже, чем на номинальном режиме.

4. Комбинированное регулирование (рис. 3.8г)

При больших цикловых подачах регулируется только конец подачи, при малых и начало и конец (смешенное регулирование)

При регулировании по концу наиболее высокое Pz, а след. обеспечивается меньший расход топлива.

Поэтому, если повысить Pz до Pz ном., то экономичность на всех этих режимах возрастёт. А увеличить Pz можно ↑ φ оп.

Так появилась специальная конфигурация нагнетательной кромки плунжера.

1 – 1` – номин. g_ц

1 – 2 – φ опер. увеличивается

2 – 3 – φ опер. неизменный

3 – 4 – φ опер. уменьшается

для снижения в dp/dφ

При таком регулировании за счёт поддержания Pz улучшается экономика на режимах от 100 % Ne до 50% Ne

∆bz ≈ 2 %

Плунжер с фигурными кромками дорог в изготовлении, поэтому фирма MAN-B&W в серии типа MC/MCE применила обычный плунжер, а угол опережения подачи устанавливается системой VIT в зависимости от мощности по определённой программе.

Конструктивно это реализуется за счёт осевого сдвига втулки 5 через зубчатый венец специальной поворотной втулки 10, которая сцеплена с дополнительной рейкой 6 (см. рис 2.4)

Фирма Sulzer тоже использовала систему VIT, но но рычажного типа (рис. 2.14).

Эксцентриковые оси клапанов ТНВД проворачивается в зависимости от рычажных тяг.

Входным параметром регулирования также является частота вращения. Привод от регулятора частоты вращения φ _нпн = f(ун)=f(n); φ _кпн = f `(ун).