Основные преимущества использования наддува — это, конечно же, повышенная мощность при практически неизменном весе и габаритах. Однако есть и другие преимущества (которые оцениваются в условиях такой же мощности, развиваемой как наддувным, так и безнаддувным двигателем). К ним относятся следующие.
Повышение топливной экономичности, т.е снижение эффективного удельного расхода топлива. Дизельный двигатель с наддувом имеет меньший удельный расход топлива, чем аналогичный безнаддувный дизельный двигатель в диапазоне самых высоких нагрузок, т.е когда давление наддува особенно существенно.
При малых нагрузках, когда двигатель с наддувом приближает этот показатель к двигателю без наддува, его эффективность равна или даже хуже, чем у двигателя с наддувом. Тем не менее при 100% нагрузке атмосферного двигателя его удельный расход превышает удельный расход дизеля с наддувом (при той же мощности) более чем на 7 %.
Основными причинами повышения КПД дизельного двигателя с наддувом являются следующие:
- Улучшенное сгорание благодаря возможности использовать более высокую долю избыточного воздуха.
- Большая доля топлива сгорает при постоянном объеме, степень подъема давления X увеличивается при сгорании.
- Цилиндр наполняется воздухом высокого давления, поэтому появляется дополнительная положительная работа, а энергия для предварительного сжатия воздуха берется не от двигателя, а от выхлопных газов, которые естественным образом выбрасывались двигателем в атмосферу аспирировать.
Можно сказать, что моторесурс дизеля с наддувом превышает моторесурс аналогичного безнаддувного двигателя. Это связано со следующими факторами.
Период задержки воспламенения в двигателе с наддувом имеет тенденцию к уменьшению, поскольку топливо впрыскивается в условиях высокой температуры. В результате снижается коэффициент динамики цикла, сгорание становится более плавным, исчезают характерные для дизеля ударные нагрузки.
Повышенные температура и давление заряда в цилиндре позволяют использовать в наддувном двигателе нетрадиционные (альтернативные) виды топлива, как правило, более дешевые. Для него характерны, как правило, пониженная воспламеняемость (низкие цетановые числа), повышенная вязкость и т д
Более высокий коэффициент избытка воздуха позволяет лучше охлаждать камеру сгорания. За счет более высокой доли избыточного воздуха выхлопные газы имеют меньшую температуру, т.е не перегружают выпускной клапан тепловыми нагрузками и не увеличивается нагрузка на подшипники и другие детали, что увеличивает срок их службы.
В нестандартных условиях, таких как условия высокогорья, двигатель с турбонаддувом менее чувствителен к уменьшению плотности воздуха с увеличением высоты. Уменьшение плотности автоматически компенсируется до некоторой степени повышением эффективности турбонагнетателя.
Практические преимущества наддува заключаются в следующем. Наддув целесообразно использовать, если требуется увеличить мощность силовой установки, практически не меняя конструкции самого двигателя. Рекомендуется использовать наддув, когда нужно сэкономить место, например, пространство внутри лодки для увеличения полезного объема перевозимого груза. Цена двигателя с наддувом все же ниже цены двигателя без наддува (при той же мощности).
При всех этих достоинствах применение наддува имеет и ряд недостатков, которые в основном зависят от применяемых схем наддува, способов наддува, принципов его организации и конструкции системы наддува.
В условиях эксплуатации двигатели различного назначения работают преимущественно в нестационарных режимах. Двигатели с турбонагнетателем свободного хода имеют худшую приемистость, чем двигатели с принудительным нагнетателем или другими специальными схемами наддува. То есть из-за задержки разгона турбокомпрессора из-за разгона коленчатого вала затягивается процесс подачи воздуха в цилиндры, снижаются эксплуатационные экономические и мощностные показатели.