Наддув, нагнетатель, турбокомпрессор

[t-80 7]

Летал я на одном Ан-2, оборудованным впрыском воды

У Ан-2 был рекорд около 5200 (2 летуна и минимум топлива).

[mmoustaf 101]

это технология времен войны. что-то вроде форсажа на поршневых моторах тех времен. и речь именно об увеличении мощности за счет охлаждения смеси. кратковременно, поэтому до обморожения дойти не успевает.

и немцы делали и наши. я эту тему тему в виде общего образования проходил. мансур, как историк авиации, наверняка больше сказать может.

В общем во время войны было несколько способов увеличения мощности двигателя без изменения его конструкции. Из основных можно назвать:

- повышение давления наддува с помощью изменения передаточного числа редуктора нагнетателя, увеличения номинальных оборотов двигателя или изменения профиля и числа лопаток аппарата.

- то же самое, только путем использования турбокомпрессора, приводимого в действие выхлопными газами.

И немцы и наши испытывали большие трудности в реализации обоих способов. так как помимо высокой культуры производства самих устройств и двигателя требовалось наличие высоуолегированных и жаропрочных сталей. Повышение давления наддува зачастую приводило к разрушению коленвала или стрельбе шатунами, а также к повышенному расходу масла и высокой рабочей температуре жидкостей.

Так до 1943 года мессершмитты летали с блокировкой давления наддува до 1.38 ата (потом лишь разрешили повысить до 1.42 ата) - к апрелю 1945 года DB605ASCM мог работать с наддувом 1.98 ата кратковременно выдавая 1900 л.с. Для справким 1 ата - одна атмосфера - 760 мм рт.ст. М-105ПА работал при давлении наддува 950 мм рт.ст. - 1.25 ата, проведенные в КБ Яковлева работы (а точнее на заводе 292 и лишь потом в ОКБ-115) привели к выпуску мотора М-105ПФ - 1050 мм рт.ст - 1.38 и позже ВК-105ПФ2 - 1080 мм рт.ст - 1.42 ата

Проблема состоит в том, что с повышением давления в неизменном объеме растет температура воздуха, и падает его плотность, следовательно и мощность двигателя, т.е. воздуха надо нагнетать еще больше и далее по накатанной.

Это приводило к тому, что высотность двигатенля уменьшалась, что в принципе для ВВС РККА не было большой проблемой т.к. бои в основном проходили в диапазоне высот 1.5 - 3.5 км.

В какой-то степени с этим могли справиться двухскоростные и двухступенчатые нагнетатели или турбокомпрессоры.

Для охлаждения воздуха использовались интеркулеры (промежуточные радиаторы)

Тем не менее, поскольку нагнетатели сами по себе снижали КПД двигателя, а с материалами у немцев было туго - ни одного турбокомпрессоора на серийных истребителях немцы так и не довели - они все разрушались после 15-20 часов работы, то были использованы другие методы.

MW50 - MW30 или MW70 - впрыск водноспиртовой смеси в цилиндры приводил к тому, что испрявшаяся смесь снижала температуру топливовоздушной смеси повышала плотность и коэффициент наполнения цилиндра и позволяла повысить снимаемую с вала мощность. Плюс спирт сам еще был полезен при эксплуатации смеси в зимнее время.

Или использовалось устройство GM1 - закись азота - теплота сгорания разрушает химическую связь N2O, снабжая двигатель большим количеством атомарного кислорода, а, соответственно, и топлива в двигатель. Подающаяся в состав смеси в виде сжиженного газа, закись азота приводит к её немедленному охлаждению, так как температура испаряющегося сжиженного газа всегда значительно ниже температуры окружающей среды.

Но по большому счету это от бедности все.

это технология времен войны. что-то вроде форсажа на поршневых моторах тех времен.

Это и сейчас на реактивных двигателях используется

У меня есть переписка Reichsluftfartministerium и фирмы Мессершмитта по поводу GM1 и ее работы

[Fomich 648]

впрыск водноспиртовой смеси в цилиндры

Водно - спиртовой наверно все ж чтоб не замерзала, а не для потому,что спирт как-то влиял на процесс сгорения.

И я поминал именно о месте впрыска, если "в цилиндры" - стало быть ПОСЛЕ нагнетателя, там где давление - температура воздуха(смеси) повышены. И тогда все логично, впрыск воды забирает тепло - повышает плотность - растет коэффициент наполнения.

Ну и про антидетонационный эффект думаю все ж не стоит забывать. Ведь высокооктановое топливо получают введением присадок, которые и дороги, и в военное время просто дефицитны. А так одним выстрелом двух зайцев.

[валерий s 1]

Водно - спиртовой наверно все ж чтоб не замерзала, а не для потому,что спирт как-то влиял на процесс сгорения.

И я поминал именно о месте впрыска, если "в цилиндры" - стало быть ПОСЛЕ нагнетателя, там где давление - температура воздуха(смеси) повышены. И тогда все логично, впрыск воды забирает тепло - повышает плотность - растет коэффициент наполнения.

Ну и про антидетонационный эффект думаю все ж не стоит забывать. Ведь высокооктановое топливо получают введением присадок, которые и дороги, и в военное время просто дефицитны. А так одним выстрелом двух зайцев.

нагнетатели бывают нескольких типов(инерционные.с механическим ,электрическим приводом и т.д) в зависимости от типа применяют интеркулерры, радиаторы понижающие тампературу нагнетаемого воздуха( вследствии увеличивая ее плотность),поетому расположение механизмов ижектирующих материаллов которые отбирает тепло и увеличивает детонационную устойчивость относительна.

[валерий s 1]

Если Вы попытаетесь разжечь костер, и подумав что он уже слишком жаркий, польете водой ,чро будет? Он просто потухнет.

Иногда может быть лучше увеличить температуру рабочей смеси и деталей двигателя. чтобы процесс горения(бензиновый двигатель),процесс детонации(дизельный двигатель) происходили в нужный момент.

[Fomich 648]

процесс детонации(дизельный двигатель)

В дизельном двигателе детонационного горения не происходит.

А уж сколько штанов конструктора просидели, изобретая способы борьбы с жесткой работой дизеля, типа пленочного смесеобразования , вихрекамер - предкамер и т.п. В дизеле процесс смесеобразования и горения происходит практически параллельно. И если смесь приготовить чем быстрее - тем лучше, то если она сгорит слишком быстро - это плохо. Но слишком медленно - падает КПД. И т.д.

Детонация это не только скорость распространения фронта горения от точки воспламенения(свечи), на порядок выше, чем при нормальном горении. Это еще и неуправляемость процесса, в силу образования множественных очагов воспламенения с малопрогнозируемой локализацией.

"Воспламенение от сжатия" - двигатель Дизеля - это еще не детонация. Сжимается то не смесь, а воздух. И впрыснуть потом топливо, чтоб оно сгорело так, как нужно (ни быстро, ни медленно, вовремя, как можно более полно) - вот это и есть сложная конструкторская задача.

Ближе всего к условиям детонационного горения наверно двигатели с калильным зажиганием. Но какие там максимальные рабочие объемы, кубиков 10?

Ну а повышение рабочей температуры двигателя - это совершенно другие материалы, топливо. И по сию пору задача, более-менее решенная только для рекордных агрегатов. Когда не стоят вопросы стоимости (материалов, топлива), токсичности топлива.

[mmoustaf 101]

Водно - спиртовой наверно все ж чтоб не замерзала, а не для потому,что спирт как-то влиял на процесс сгорения.

И я поминал именно о месте впрыска, если "в цилиндры" - стало быть ПОСЛЕ нагнетателя, там где давление - температура воздуха(смеси) повышены. И тогда все логично, впрыск воды забирает тепло - повышает плотность - растет коэффициент наполнения.

Ну и про антидетонационный эффект думаю все ж не стоит забывать. Ведь высокооктановое топливо получают введением присадок, которые и дороги, и в военное время просто дефицитны. А так одним выстрелом двух зайцев.

Спирт еще и увеличивает степень испарения смеси. В общем там все вместе.