О ТК на дизелях

Продолжаю выкладывать статьи из ЖЖ нашего уважаемого коллеги p_d_m.

Как хорошо известно всем заинтересованным лицам, единственной страной, осилившей до и во время Второй Мировой войны турбокомпрессоры для авиамоторов, были США. Причем даже в Америке единственной фирмой, одолевшей ТК, была General Electric, а, например, у Wright или Birmann дела с турбокомпрессорами не задались. Однако…

Однако были в 30х – первой половине 40х авиамоторы с неДжиЭмовскими ТК, к работе которых особых претензий не было. И это дизеля: немецкий Jumo 207 и советские М-30 и М-40.

Высотный разведчик Ju-86R

Jumo 207 использовался на высотных разведчиках Ju-86P и R (на заглавной фотографии), на нем стоял один турбокомпрессор. Чаромский М-30 (АЧ-30) и Яковлев М-40 устанавливались на Пе-8 и Ер-2, на первом было два ТК, на втором – четыре. Ну да, советские моторы были весьма проблем­ными, но жалобы на турбокомпрессоры были одним из множества пунктов списка претензий, а не главным фактором неудач советских дизелей.

Главная причина такой ситуации – это, конечно, меньшая температура выхлопных газов дизельного мотора. В общем случае она ниже раза в два по сравнению с бензиновым. Она низкая до того, что необязательно промежуточное охлаждение для выпускных газов.

Что касается четырехтактного двигателя с воспламенением от сжатия… температура выпуска при полной нагрузке обычно значительно ниже 700°. … в отношении долговечности температуру выпускных газов у турбины необходимо иметь ниже 600°.

Приведенный отрывок из классической книги сэра Рикардо [1] не совсем подходит для немецких дизелей, ведь Юмо двухтактный. Да и вообще очень особенный из-за своей оппозитности и двух­вальности. Тем не менее промежуточного охлаждения выпускных газов на его основных модифи­кациях тоже не было, как и на советских четырехтактниках.

Другие особенности работы турбонагнетателя на дизеле, которые можно попробовать применить к М-30/40 и 207му в контексте использования их с ТК.

1. Бóльшая степень сжатия дизеля означает бóльшие нагрузки на цилиндры и поршни, что ведет к усилению и утяжелению всей конструкции дизеля. Ворочаться с высокими частотами таким тяжелым массам сложно, отсюда коленвал дизеля обычно вращается с меньшими оборотами, чем на бензиновом моторе.

2. Большая степень сжатия также означает, что наш дизель должен:

• 2.1. потреблять много воздуха, чтобы заполнить цилиндр
• 2.2. и отдавать много выхлопных газов.

3. Давление газов выше, чем у бензинового двигателя, дизелю не страшно противо­давление на выпуске.

4. У дизеля (практически) нет эффекта детонации.

Из этих пунктов следует что:

• нам обязательно надо наддувать двигатель (п.1, п.2.1);
• мы можем наддувать его в больших пределах (п.4);
• нам очень выгодно наддувать дизель турбокомпрессором (п.2.2, п.3);
• мы можем его наддувать прямо с нулевой высоты, не используя приводной нагнетатель (п.3).

Яковлев М-40

Чаромский АЧ-30

Jumo 207B-3

• [1] Рикардо. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания

источник: https://p-d-m.livejournal.com/555056.html