Системы газотурбинного наддува делят на группы низкого, среднего и высокого наддува. Если обозначить давление наддува через Рв, а давление окружающей среды Ра, то в группе низкого наддува степень повышения давления Рв/Ра = 1,3-1,9. Применение низкого наддува не приводит к конструктивным
изменениям дизеля и не влияет существенно на его пусковые качества. Экономичность дизелей, оборудованных системами низкого наддува, по сравнению с базовыми дизелями без наддува увеличивается в среднем на 7-10%; удельная масса уменьшается в отношении, примерно пропорциональном увеличению их мощности. Системы с низким наддувом получили широкое распространение применительно как к главным двигателям, так и к дизель – генераторам благодаря простоте и достаточной эффективности.
Группа систем среднего наддува (Рв/Ра = 1,9-4-2,5) представляет собой дальнейшее развитие систем низкого наддува; мощность дизеля в этом случае по сравнению с базовой моделью повышается более чем на 50%. Экономичная работа дизеля достигается при этом лишь при повышенных значениях Рmах, что вызывает необходимость увеличения прочности деталей кривошипно-шатунного механизма.
Группу систем высокого наддува (Рв/Ра = 2,5-4-3,5) применяют в высокооборотных дизелях. В этом случае объектом специального проектирования является не только кривошипно-шатунного механизма , но и система охлаждения дизеля, в котором Рmах может доходить до 15 МПа.
Каждую из указанных групп наддува применяют в соответствии с типом и назначением дизелей. Так, например, малооборотные дизеля с большим ресурсом часто оборудуют системами низкого наддува (Рв/Ра = 1,35-1,5), высокооборотные дизеля с ограниченными показателями по массе и габаритам: системами среднего и высокого наддува (Рв/Ра = 2-3).
Газовая турбина, как и компрессор, может быть осевой или радиальной конструкции. В осевой турбине выпускные газы движутся в осевом направлении вдоль оси ротора, а в центробежной – радиально. Ввиду отсутствия резких поворотов потока газа осевая турбина имеет более высокий к.п.д., но режим работы осевой турбины должен точно соответствовать расчетному – иначе наблюдается неустойчивая работа потока газа или срыв струи воздуха (помпаж). При наличии помпажа работа турбины недопустима.
Компрессоры центробежного типа, отличающиеся простотой и компактностью конструкции и небольшой массой, обеспечивающей двигатель наддувочным воздухом достаточного давления. Наддувочный воздух сжимается под действием центробежных сил. Осевые компрессоры для наддува используют редко: для получения высокого давления необходимо применять многоступенчатые осевые компрессоры, что затрудняет их размещение на валу совместно с газовой турбиной. При небольших перепадах давлений могут быть использованы одноступенчатые осевые турбины.
Охлаждение наддувочного воздуха производится с целью обеспечения нормальных условий эксплуатации турбокомпрессора и увеличения массового заряда воздуха в цилиндрах. Воздух охлаждается в холодильниках различных конструкций: круглотрубчатых, плоскотрубчатых с гофрированными общими пластинами, с поверхностью, выполненной из профильных листов. Охлаждение наддувочного воздуха на каждые 10 градусов увеличивает массу поступающего в рабочий цилиндр воздуха на 2 – 2,5% и приводит к снижению средней температуры рабочего цикла и теплонапряженности деталей дизеля при повышенном давлении наддува.
