Турбо на двигателя

турбо на двигателя

Турбо на двигателя на автомобила

Турбо на двигателя. Задачата за увеличаване на мощността и въртящия момент на двигателя винаги е била актуална. Мощността на двигателя е пряко свързана с работния обем на цилиндрите и количеството гориво-въздушна смес, която им се подава. Тоест, колкото повече гориво гори в цилиндрите, толкова по-голяма мощност развива силовият агрегат. Най-простото решение обаче е увеличаването на мощността на двигателя. Чрез увеличаване на работния му обем води до увеличаване на размерите и теглото на конструкцията. Количеството на доставената работна смес може да се увеличи чрез увеличаване на скоростта на коляновия вал. С други думи, реализиране на по-голям брой работни цикли в цилиндрите за единица време. Но ще възникнат сериозни проблеми, свързани с увеличаване на инерционните сили и рязко увеличаване на механичните натоварвания върху частите на силовия агрегат, което ще доведе до намаляване на ресурса на мотора.

Ефективност на турбо на двигателя

Най-ефективният начин в тази ситуация е мощност. Представете си хода на всмукване на двигател с вътрешно горене. Двигателят по това време работи като помпа и освен това е много неефективен. Във въздушния път има въздушен филтър, завои на всмукателните канали, а бензиновите двигатели също имат дроселен клапан. Всичко това, разбира се, намалява пълненето на цилиндъра. За да увеличите налягането пред всмукателния клапан, тогава в цилиндъра ще се побере повече въздух. С презареждането се подобрява пълненето на цилиндрите със свеж заряд, което им позволява да изгарят повече гориво в цилиндрите и по този начин да получат по-висока агрегатна мощност на двигателя. В двигателя с вътрешно горене се използват три вида усилване. Резонансна, при която се използва кинетичната енергия на обема на въздуха във всмукателните колектори. В този случай не е необходим суперзаряд. Механичен, в това изпълнение компресорът се задвижва от колан от двигателя.

Газова турбина или турбо на двигателя

Газова турбина или турбокомпресор, турбината се задвижва от потока на отработените газове. Всеки метод има своите предимства и недостатъци, които определят обхвата. Персонален всмукателен колектор. За по-добро пълнене на цилиндъра, налягането трябва да се увеличи пред входящия клапан. Междувременно повишеното налягане изобщо не е необходимо. Достатъчно е то да се покачи в момента на затваряне на клапана и да натовари цилиндъра с допълнителна порция въздух. За краткосрочно повишаване на налягането е напълно подходяща компресионна вълна, която върви по всмукателната тръба, когато двигателят работи. Достатъчно е да се изчисли дължината на самия тръбопровод, така че вълната, отразена няколко пъти от краищата му, да стигне до клапана в точното време. Теорията е проста, но нейното изпълнение изисква значителна изобретателност. Клапанът не е отворен с различни скорости на коляновия вал и следователно, за да се използва ефектът на резонансно усилване.

Турбо на двигателя – динамична мощност

С къс всмукателен колектор моторът работи по-добре при високи скорости. Докато при ниска скорост дългият всмукателен тракт е по-ефективен. Променливи дължини на входящите тръбопроводи могат да бъдат създадени по два начина. Или чрез свързване на резонансна камера, или чрез превключване към желания входен канал или свързването му. Последната опция се нарича също динамична мощност. Резонансното и динамичното налягане могат да ускорят потока на колоната за всмукване на въздух. Ефектите от усилването, създадени поради колебанията в налягането на въздушния поток, са в интервала от 5 до 20 mbar. За сравнение, с помощта на турбокомпресор или механично усилване можете да получите стойности в диапазона между 750 и 1200 mbar. За да завършим картината, отбелязваме, че все още има инерционен усилвател. При който основният фактор за създаване на излишно налягане пред клапана е главата с високо налягане на потока във входящата тръба.

Увеличение на мощността на турбо на двигателя

Той дава леко увеличение на мощността при високи, над 140 километра в час скорости. Използва се главно на мотоциклети. Механичните пълнители позволяват доста прост начин за значително увеличаване на мощността на двигателя. Имайки задвижване директно от коляновия вал на двигателя, компресорът е в състояние да изпомпва въздух в цилиндрите с минимална скорост без забавяне, увеличавайки налягането на усилването в строга пропорция на скоростта на двигателя. Но те имат и недостатъци. Те намаляват ефективността на двигателя с вътрешно горене. Тъй като част от генерираната от силовия агрегат мощност се изразходва за тяхното задвижване. Механичните системи за налягане заемат повече място, изискват специално задвижване. Зъбен ремък или предавка и излъчват повишен шум. Механични пълнители. Съществуват два типа механични суперзарядни устройства. Обемни и центробежни. Типични обемни пълнители са супергенераторите Roots и компресорът Lysholm. Дизайнът на Roots наподобява маслена зъбна помпа.

Особенни характеристики на турбо на двигателя

Особеността на този дизайн е, че въздухът не се компресира в нагнетателя, а навън в тръбопровода, попадайки в пространството между корпуса и роторите. Основният недостатък е ограничената стойност на усилването. Без значение колко перфектно са монтирани частите на пълнителя, когато се достигне определено налягане, въздухът започва да пропуска обратно, намалявайки ефективността на системата. Има няколко начина за борба. Увеличете скоростта на ротора или направете нагнетателя дву или дори тристепенен. По този начин е възможно да се увеличат крайните стойности до приемливо ниво, но многоетапните дизайни нямат своето основно предимство, компактност. Друг недостатък е неравномерното изхвърляне на изхода, тъй като въздухът се доставя на порции. В съвременните дизайни се използват триъгълни роторни зъбни колела, а входните и изходните прозорци имат триъгълна форма. Благодарение на тези трикове обемните свръхзаряди практически се отърваха от пулсиращия ефект.

Монтаж на турбо на двигателя

Ниските скорости на ротора и съответно дълготрайността на дизайна, съчетани с ниския шум, доведоха до факта, че такива именити марки като DaimlerChrysler, Ford и General Motors щедро оборудват своите продукти. Обемните суперзаряди повишават кривите на мощността и въртящия момент без да променят формата си. Те вече са ефективни при ниски и средни скорости и това най-добре се отразява на динамиката на ускорението. Единственият проблем е, че такива системи са много причудливи при производството и монтажа, което означава, че са доста скъпи. Друг начин за едновременно натискане на въздуха във всмукателния колектор беше предложен от инженер Lysholm. Дизайнът на усилването на Lysholm напомня донякъде на обикновена месомелачка. Вътре в корпуса са монтирани две допълващи винтови помпи. Въртящи се в различни посоки, те улавят част от въздуха, компресират го и го вкарват в цилиндри.

Турбо на двигателя – тунинг

Такава система се характеризира с вътрешно компресиране и минимални загуби, благодарение на прецизно калибрираните пропуски. В допълнение, винтовото налягане е ефективно в почти целия диапазон на скоростта на двигателя. Безшумен, много компактен, но изключително скъп поради затрудненията в производството. Те обаче не са пренебрегнати от такива именити тунинг студиа като AMG или Kleemann. Центробежните пълнители напомнят на турбокомпресорите в дизайна. Прекомерното налягане във всмукателния колектор създава и колело за компресор. Неговите радиални остриета улавят и изхвърлят въздуха в обиколката на тунела с помощта на центробежна сила. Разликата от турбокомпресора е само в задвижването. Центробежните нагнетатели страдат от подобен, макар и по-малко забележим инерционен дефект. Но има и друга важна характеристика. Всъщност величината на произвежданото налягане е пропорционална на квадратна скорост на колелото на компресора.

Действие на турбо на двигателя

Просто казано, той трябва да се върти много бързо, за да надуе необходимия въздушен заряд в цилиндрите. Понякога десет пъти надвишаващ оборотите на двигателя. Ефективен центробежен вентилатор при високи скорости. Механичните центрофуги не са толкова капризни в обслужването и по-издръжливи от газодинамичните. Тъй като работят при по-ниски екстремни температури. Непретенциозността и съответно евтиността на дизайна им спечели популярност в областта на любителската настройка. Интеркулер на двигателя. Управляващата верига на механичен свръхзаряд е доста проста. При пълно натоварване байпасният капак е затворен и дроселът е отворен. Целият въздушен поток навлиза в двигателя. По време на работа с частично натоварване дроселната клапа се затваря и амортисьорът на тръбопровода се отваря. Излишъкът от въздух се връща към входа на суперзаряда. Охлаждащият въздух за зареждане, Intercooler, включен във веригата, е почти незаменим компонент не само от механични, но и от системи за усилване на газовите турбини.

Работа на турбо на двигателя

Сгъстен въздух се охлажда предварително в интеркулера, преди той да се подава в цилиндрите на двигателя. По дизайн той представлява конвенционален радиатор, който се охлажда или от потока на входящия въздух, или от охлаждаща течност. Понижаването на температурата на заредения въздух с 10 градуса ви позволява да увеличите плътността му с около 3%. Това от своя страна ви позволява да увеличите мощността на двигателя с приблизително същия процент. турбокомпресор на двигателя. По-широко използвани в съвременните автомобилни двигатели са турбокомпресорите. Всъщност това е същият центробежен компресор, но с различна задвижваща верига. Това е най-важната, може да се каже, фундаменталната разлика между механичните суперзарядни и турбо. Именно задвижващата верига до голяма степен определя характеристиките и приложенията на различни дизайни.

Предимства на турбо на двигателя

При турбокомпресора, работното колело, седи на същия вал като работното колело, турбина. Която е интегрирана в изпускателния колектор на двигателя и се задвижва от изгорелите газове. Скоростта може да надвиши 200 000 оборота в минута. Няма пряка връзка с коляновия вал на двигателя, а подаването на въздух се контролира от налягането на отработените газове. Предимствата на турбокомпресора включват. Повишаване на ефективността и ефикасността на двигателя. Механичното задвижване отнема мощност от двигателя, същото използва енергията на отработените газове, следователно, ефективността се увеличава. Не бъркайте специфичната и общата ефективност на двигателя. Естествено, за работата на двигател, чиято мощност се е увеличила поради използването на турбокомпресор, се изисква повече гориво, отколкото за подобен двигател с по-ниска мощност с естествен аспиратор.

Мощност на турбо на двигателя

Всъщност пълненето на цилиндрите с въздух се подобрява, както си спомняме, за да изгори повече гориво в тях. Но масовата част на горивото за единица мощност на час за двигател, оборудван с горивна клетка, винаги е по-ниска от тази на подобен по проект мощен агрегат, лишен от усилване. Турбокомпресорът позволява да се постигнат зададените характеристики на силовия агрегат с по-малки размери и тегло. Отколкото в случаите на използване на атмосферен двигател. В допълнение, турбо двигателят има по-добри екологични показатели. Налягането на горивната камера води до понижаване на температурата и следователно, до намаляване на образуването на азотни оксиди. При бензинови двигатели с презареждане се постига по-пълно изгаряне на горивото, особено в преходни режими. При дизелите допълнителното подаване на въздух ви позволява да изтласкате границата на появата на дим, тоест за борба с емисиите на частици сажди.

Дизелово турбо на двигателя

Дизелите са значително по-подходящи за усилване като цяло и по-специално за турбото. За разлика от бензиновите двигатели, при които налягането на усилването е ограничено от опасността от детонация, те не са наясно с това явление. Дизеловият двигател може да бъде под налягане до граничните механични натоварвания в своите механизми. В допълнение, липсата на дроселиране на входящия въздух и високото ниво на сгъстяване осигуряват по-високо налягане на отработените газове и по-ниската им температура в сравнение с бензиновите двигатели. Турбокомпресорите са по-лесни за производство, което плаща за редица присъщи недостатъци. При ниска скорост на двигателя количеството на отработените газове е малко, съответно ефективността на компресора е ниска. Освен това двигателят с турбокомпресор като правило има така наречения Turboyama.

Керамично метален ротор на турбо

Основната трудност при това е високата температура на отработените газове. Керамично металния ротор на турбината е с около 20 % по-лек от този, изработен от термоустойчиви сплави. А също така има по-нисък инерционен момент. Доскоро животът на цялото устройство има ограничен живот на лагера. По същество това бяха втулки, подобни на втулки на коляновия вал, които бяха смазани с масло под налягане. Износването на такива обикновени лагери беше, разбира се, голямо, но сферичните лагери не можеха да издържат на огромната скорост и високите температури. Намерено е решение, когато е възможно да се разработят лагери с керамични топки. Използването на керамика обаче не е изненадващо, лагерите са пълни с постоянно подаване на грес. Да се ​​избавим от недостатъците на турбокомпресора позволява не само намаляване на инерцията на ротора. Но и използването на допълнителни, понякога доста сложни схеми за управление на усилващото налягане.

Принцип на работа на турбо на двигателя

Основните задачи в този случай са намаляване на налягането при високи обороти на двигателя и увеличаване на него при ниски. Всички проблеми могат да бъдат напълно решени чрез използване на турбина с променлива геометрия, турбина с променлива дюза. Например, с подвижни остриета, параметрите на които могат да се променят в широк диапазон. Принципът на работа на турбокомпресора VNT е да оптимизира потока на отработените газове, насочени към турбинното колело. При ниски обороти на двигателя и малко количество отработени газове VNT турбокомпресорът насочва целия поток отработени газове към турбинното колело. Като по този начин увеличава мощността и усилващото си налягане. При високи скорости и високо ниво на газов поток турбокомпресорът VNT локализира подвижните лопатки в отворено положение. Увеличавайки площта на напречното сечение и отклонявайки част от отработените газове от работното колело.

Поддръжка на турбо на двигателя

Предпазвайки се от превишена скорост и поддържайки усилващото налягане при необходимото ниво на двигателя, като елиминира претоварването. В допълнение към системите за единично усилване, често се среща двустепенно усилване. Първият етап, задвижващ компресор, осигурява ефективно усилване при ниски обороти на двигателя. А вторият, турбокомпресор използва енергията на отработените газове. След като силовият агрегат достигне скоростта, достатъчна за нормална работа на турбината, компресорът автоматично се изключва и когато те паднат, той отново влиза в действие. Редица производители инсталират два турбокомпресора на своите двигатели наведнъж. Такива системи се наричат ​​битурбо или твинтурбо. При тях няма фундаментална разлика с едно изключение. Битурбо предполага използването на турбини с различен диаметър, а оттам и производителност. Освен това алгоритъмът за тяхното включване може да бъде както паралелен, така и последователен.

Пътна помощ | автосервиз София | денонощна пътна помощ | сервиз за камиони | диагностика на автомобили | премахване на dpf | подаване на ток София | диагностика на камиони | автосервиз за кардани