I. STC super zaryadlash tizimining tarkibi va printsipi
Sequential TurboCharging (STC) texnologiyasi - bu ikki yoki undan ortiq turbo zaryadlovchini parallel ishlash uchun birlashtirgan ilg'or turbo zaryadlash usuli. Dizel dvigatelning yuki va tezligi oshgani sayin, bu turbo zaryadlovchilar oldindan belgilangan ish sharoitlari asosida ketma-ket ishga tushiriladi [1]. Ushbu texnologiya an'anaviy dizel dvigatellari va turbokompressorlar o'rtasidagi moslik va ishlash muammolarini hal qiladi, bu esa past tezlikda, yuqori yuk sharoitida dvigatelning samaradorligi va tejamkorligini sezilarli darajada oshirish va umumiy quvvat chiqishi va emissiya ko'rsatkichlarini optimallashtirishga qaratilgan.
1. STC super zaryadlash tizimining tarkibi
STC energiya tejovchi va yuqori samarali super zaryadlash texnologiyasi bo'lib, asosan yirik kemalar, og'ir transport vositalari va sanoat ilovalari uchun dizel dvigatellarida qo'llaniladi.
PA6 qo'zg'aluvchan dizel dvigateli ushbu texnologiyadan foydalanadi, u STC boshqaruv tizimi va bosqichma-bosqich o'ta zaryadlash uchun ikkita parallel birinchi bosqichli chiqindi gaz turbokompressorlarini o'z ichiga oladi.
PA{0}}STC dizel dvigatelining ikkita chiqindi gaz turbokompressorlari orasida:
- A ustunining egzoz manifoltiga to'g'ridan-to'g'ri ulangani asosiy turbokompressor bo'lib xizmat qiladi, bu A ustunli turbokompressor deb ataladi.
- B ustunining egzoz manifoltiga ulangani boshqariladigan turbokompressor vazifasini bajaradi, bu B ustunli turbo zaryadlovchi sifatida tanilgan.
Dizel dvigatelning ishlashi paytida chiqindi gazlar birinchi bosqichdagi chiqindi gaz turbokompressorlaridan birini yoki ikkalasini ham harakatga keltiradi, bu esa kirish havosini siqib chiqaradi, bu esa kirish bosimi va haroratini oshiradi. Bu jarayon yonish samaradorligini oshiradi va dizel dvigatelining quvvati va samaradorligini oshiradi.
STC boshqaruv tizimi to'rtta pnevmatik kelebek klapan, STC tekshirgichi va kelebek valfni aniqlash solenoid klapan qutisidan iborat. U doimiy ravishda dizel dvigatel tezligi, yuk va egzoz harorati kabi muhim parametrlarni kuzatib boradi. Ushbu parametrlarga asoslanib, tizim turbokompressorlarning ishlashini nazorat qiladi. Xususan:
- Gaz klapan B-ustunli turbokompressorning turbina kirishiga o'rnatiladi.
- Havo klapan B ustunli turbokompressorning kompressor chiqishiga o'rnatiladi.
- Bypass klapan (turbokompressorning kuchlanishini oldini olish uchun) kompressor chiqishi va turbinaning kirish qismi o'rtasida o'rnatilgan.
- O'chirish valfi (past haroratli muhitda silindrning haddan tashqari bosimini oldini olish uchun) dvigateldan oldin qabul qilish tizimiga o'rnatiladi.
STC boshqaruvchisi boshqaruv tizimining asosiy komponenti bo'lib, turbo zaryadlovchi tezligi, kuchaytiruvchi bosim, dizel dvigatel tezligi, yonilg'i rafining holati va yonilg'i rafining nol holati to'g'risidagi ma'lumotlarni to'plash uchun javobgardir [2]. U to'rtta kelebek klapanning ochilishi va yopilishini nazorat qiladi, bu B-ustunli turbo zaryadlovchini kerak bo'lganda yoqish yoki o'chirish imkonini beradi va shu bilan turli xil yuk sharoitida dizel dvigatelining ishlash talablariga javob beradi.
2. Egzoz gazi turbokompressorining ishlash printsipi
PA6-STC dizel dvigatelining chiqindi gazi turbokompressori asosan markazdan qochma kompressor va chiqindi gaz turbinasidan iborat bo‘lib, chiqindi gaz turbokompressorining ko‘ndalang kesimi ko‘rinishida ko‘rsatilgan (1-rasm). Ushbu komponentlar bir xil asosiy milga o'rnatiladi va yuqori tezlikda aylanadigan mashina vazifasini bajaradi, ular daqiqada o'n minglab aylanish tezligiga yoki undan yuqori aylanish tezligiga erisha oladi.
STC super zaryadlash tizimining ishlash printsipi dizel dvigatel tsilindrlaridan chiqarilgan yuqori haroratli, yuqori tezlikdagi chiqindi gazni kengaytirish uchun ko'krak halqasi orqali suv bilan sovutilmagan turbinaning kirish korpusiga kirganligini o'z ichiga oladi. Ushbu kengayish issiqlik energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi, turbinani aylantirishga va o'z navbatida koaksiyal kompressor pervanesini aylantiradi. Keyin chiqindi gaz atmosferaga chiqarilishidan oldin suv bilan sovutilgan turbinaning chiqish korpusi tomonidan sovutiladi.
Kompressor qabul qilish tizimi orqali toza havoni tortib oladi va uni siqadi. Siqilgan, yuqori tezlikdagi havo keyingi bosim uchun diffuzordan o'tadi va keyin sovutish va bosimni yo'qotish uchun intercooler orqali oqadi. Nihoyat, sovutilgan havo dizel dvigatelning assimilyatsiya manifoltiga kiradi va silindrlarga etkazib beriladi va super zaryadlash maqsadiga erishadi. Bu jarayon dizel dvigateliga ko'proq havo olish va ko'proq yoqilg'i yoqish imkonini beradi, shu bilan quvvat chiqishi va issiqlik samaradorligini oshiradi.
3. STC boshqaruv tizimining asosiy printsipi
STC super zaryadlash tizimi ikkita asosiy rejimda ishlaydi: 1TC (bitta turbo zaryadlovchi) va 2TC (ikki turbo zaryadlovchi), STC super zaryadlash tizimining sxematik diagrammasi 2-rasmda ko'rsatilgan.
Dizel dvigatel kam yuk bilan ishlaganda, gaz klapan va havo valfi yopiladi. Bu holatda faqat A-ustunli turbo zaryadlovchi faol bo'ladi, B-ustunli turbokompressor esa yopiq klapanlar bilan ajratiladi va harakatsiz qoladi. Bu konfiguratsiya 1TC (bitta turbocharger) ish rejimi [3-4] deb ataladi. Ushbu rejimda A-ustunli va B-ustunli tsilindrlardan chiqindi gazi A-ustunli turbokompressorning ish talablariga javob berish uchun etarli bo'lib, past yuk sharoitida asosiy dvigatelning optimal ishlashini ta'minlaydi. Bu past yuklarda qo'zg'atuvchi dizel dvigatelining quvvatini va yoqilg'i samaradorligini oshiradi, shu bilan birga egzoz harorati va yoqilg'i sarfini kamaytiradi.
Dvigatel yuqori yuklanish sharoitlariga yetganda, gaz klapan va havo klapanlari ochilib, ilgari bo'sh turgan B-ustunli boshqariladigan turbokompressorni A-ustunli turbocharger bilan parallel ravishda ishga tushirishga imkon beradi. Bu A-ustunli va B-ustunli turbokompressorlarning bir vaqtning o'zida parallel ishlashiga olib keladi, bu 2TC (ikki turbo zaryadlovchi) ish rejimi sifatida belgilanadi. Dizel dvigatelning yuki va tezligi pastdan yuqoriga ko'tarilib, oldindan belgilangan chegaraga yetganda, tizim 1TC dan 2TC rejimiga o'tadi. Aksincha, yuk va tezlik pasayganda, tizim 2TC rejimidan 1TC rejimiga qaytadi. Bypass valfi va o'chirish valfi dizel dvigatelning muayyan ish sharoitlarida yoki 1TC va 2TC rejimlari o'rtasida o'tish paytida faollashadi.