Новокузнецк
Подать объявление

Двигатель с турбонаддувом

Двигатель с турбонаддувом Одним из типов комбинированного ДВС является двигатель с турбонаддувом, который представляет собой комбинацию из поршневой и лопаточной машины (турбина, компрессор). Турбонаддувэто подача воздуха под давлением в цилиндры двигателя с помощью газовой турбины и центробежного нагнетателя (турбокомпрессора), установленных на общем валу. Система турбонаддува является неотъемлемым компонентом современного экологически чистого двигателя. Деталями турбины, которые работают при повышенной температуре, являются кольцевое сопло (у мощных двигателей) и колесо турбины (лопаточное колесо). Кольцевое сопло обеспечивает максимальный разгон потока выхлопных газов (скорость 50. . . 70 м/с) и подачу его равномерного и неразрывного потока на рабочие лопатки турбины. Температура выхлопных газов составляет 350. . .600С, но может быть и выше 850С. В связи с этим основное требование к материалу соплаэто жаростойкость. Для изготовления сопла применяют жаростойкие стали. Колесо турбины неразъемно-насаженно на вал. Вращаясь, вал передает вращение на крыльчатку компрессора, действие которого заключается в засасывании окружающего воздуха, его сжатии и подаче в цилиндры двигателя.

Лопатки турбинного колеса работают в условиях воздействия различных факторов:
механических, статических и циклических нагрузок;
повышенной температуры (до 760С);
циклического изменения температуры;
потока агрессивных выхлопных газов;
атмосферного воздуха различной влажности и загрязненности при неработающем двигателе.

В связи с этим к материалу лопаток предъявляют следующие требования:
жаропрочностьспособность материала сопротивляться пластической деформации и разрушению при температурах, выше 0,3Тпл;
многоцикловая выносливость (при числе циклов 106 или 107) — сопротивление циклическим нагрузкам при комнатной температуре (запуск двигателя) и при повышенной температуре;
жаростойкостьсопротивление газовой коррозии;
коррозионная стойкостьсопротивление атмосферной коррозии (в данном случае);
термостойкостьспособность сопротивляться резким изменениям температуры;
высокая ударная вязкостьдля сопротивления динамическим нагрузкам при запуске двигателя.

Наиболее сложно обеспечить в материалах жаропрочность, потому что во время постоянного длительного воздействия на материал одновременно высоких температур и напряжений в нем развиваются процессы ползучести. Ползучестьмедленно развивающийся во времени процесс непрерывной пластической деформации под действием постоянно приложенных напряжений, меньших предела текучести.

Ползучесть протекает в три стадии:
1) металл деформируется с неравномерной, замедляющейся скоростью;
2) металл деформируется с постоянной скоростью (режим установившейся ползучести);
3) металл деформируется с увеличивающейся скоростью, что заканчивается разрушением.

При эксплуатации деталей из жаропрочных сплавов необходимо обеспечить ресурс, который соответствовал бы второй стадии ползучести. Чем выше температура и уровень рабочих напряжений, тем более короткой по времени является вторая стадия ползучести. Таким образом, прочность сплава при повышенных температурах не является величиной постоянной, а зависит от времени, характеристики жаропрочности всегда включают показатель времени.
Добавлено: 02.07.15
Просмотров: 1815