Turbosprężarka: turbosprężarka

Ciągły wyścig inżynierów na rzecz zwiększenia mocy ICE doprowadził do pojawienia się turbosprężarek. To rozwiązanie okazało się najskuteczniejsze zarówno w przypadku silników benzynowych, jak i wysokoprężnych.

Staje się oczywiste, że końcowa moc silnika jest proporcjonalna do ilości mieszanki roboczej paliwo-powietrze, która dostaje się do cylindrów silnika. Jest rzeczą naturalną, że silnik o dużej objętości jest w stanie przepuścić więcej powietrza i tym samym dać więcej mocy w porównaniu z mniejszym silnikiem. Jeśli naszym zadaniem jest, aby silnik spalinowy małej objętości jest taka sama moc, że silniki wykazują większą objętość, a następnie trzeba Wciskanie jak najwięcej powietrza do cylindrów silnika.

Niewielki wzrost lub znaczny wzrost mocy

Istnieje kilka sposobów zmuszenia elektrowni bez turbodoładowania. Jest to możliwe, aby wytworzyć szereg ulepszeń konstrukcji głowicy cylindra sportowych wałki rozrządu dostarczenie instalacji, filtr zasilania rezystancji zero, ulepszonego oczyszczania i zapewniając w ten sposób większą ilość doprowadzanego powietrza do cylindrów podczas jazdy do maksymalnej trybie dużej prędkości.

Jest możliwe i wcale nie dąży do zmiany ilości powietrza wchodzącego do silnika, a zamiast tego zwiększa stopień sprężania i przestawia się na użycie paliwa o wyższej liczbie oktanowej. Możliwe jest nawet opróżnienie butli i zwiększenie ich objętości. Zwiększy to również wydajność twojego silnika.

Wszystkie te metody są odpowiednie i działają, ale tylko wtedy, gdy planuje się zwiększenie zdolności produkcyjnych tylko o 15-20%.

Jeśli chodzi o kardynalne zmiany i znaczny wzrost mocy silnika, to bez kompresora nie można tego zrobić. Najbardziej efektywną metodą jest instalacja turbosprężarki. Co więcej, turbodoładowanie może zwiększyć moc każdego silnika specjalnie przygotowanego do takich zwiększonych obciążeń.

W poprzednich artykułach wymieniliśmy powierzchownie główne elementy systemu turbo. Teraz rozważmy te kilka głównych etapów i procesów, gdy powietrze przepływa najpierw do układu turbosprężarki zainstalowany, a następnie spaliny napędzania sprężarki. Weźmy na przykład silnik wysokoprężny turbosprężarki.

  • Na samym początku drogi powietrze przechodzi przez filtr powietrza i wchodzi do turbosprężarki;
  • Wewnątrz turbosprężarki powietrze, które wchodzi do niej przechodzi proces kompresji.Równocześnie wzrasta ilość tlenu potrzebna do wydajnego spalania mieszanki paliwowo-powietrznej na jednostkę objętości powietrza. W tym samym momencie ściskania niepożądany jest efekt ogrzewania powietrza podczas kompresji i zmniejszania jego gęstości;
  • W celu chłodzenia po sprężeniu w turbosprężarce powietrze dostaje się do chłodnicy międzystopniowej. W chłodnicy międzystopniowej temperatura powietrza prawie całkowicie powraca do poziomu początkowego. Chłodzenie osiąga się przez zwiększenie gęstości powietrza i zmniejsza prawdopodobieństwo detonacji za pomocą następnie mieszankę paliwowo-powietrzną;
  • W chłodnicy międzystopniowej schłodzone powietrze przechodzi przez przepustnicę i znajduje się w kolektorze dolotowym. Ostatnim krokiem jest suw zasysania, gdy mieszanka robocza znajduje się w cylindrach silnika;
  • Objętość cylindra jest stałą wartością stałą, która zależy od jego średnicy i skoku tłoka. Dzięki turbosprężarce objętość ta jest aktywnie wypełniana sprężonym i chłodzonym powietrzem. Oznacza to, że ilość tlenu w cylindrze znacznie wzrasta w porównaniu do silników atmosferycznych.Nietrudno zgadnąć, że im więcej tlenu dostarczono, tym więcej paliwa można spalić podczas pracy. Spalanie większej ilości paliwa prowadzi do zauważalnego wzrostu całkowitej mocy silnika;
  • Po skutecznym spaleniu mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach silnika dochodzi do suwu wydechu. W tym momencie spaliny trafiają do kolektora wydechowego poprzez zawory wydechowe. Cały ten strumień podgrzanego (od 500C do 1100C, w zależności od rodzaju silnika) dostaje się do turbiny i zaczyna oddziaływać na koło turbiny. Koło pod ciśnieniem spalin przekazuje energię do wału turbiny, a na drugim końcu wału znajduje się sprężarka.

W ten sposób następuje proces sprężania świeżej porcji powietrza w następnym cyklu roboczym. W tym samym czasie spada ciśnienie gazów wydechowych, a także zmniejsza się temperatura wydechu. Wynika to z faktu, że część energii gazów idzie do zapewnienia działania turbosprężarki po drugiej stronie wału turbiny;

Dodatkowe komponenty turbosprężarek

Jeśli mówimy o konkretnych modyfikacjach silnika, a także rozmieszczeniu różnych elementów w komorze silnika, turbosprężarka może mieć wiele dodatkowych elementów.Wspomnieliśmy już o takich szczegółach systemu jak Wastegate i Blow-Off. Przyjrzyjmy się im bardziej szczegółowo.

Zawór upustowy

Przedmuch jest zaworem obejściowym. To urządzenie jest zainstalowane w systemie wentylacyjnym. Lokalizacja pomiędzy wylotem sprężarki a przepustnicą staje się lokalizacją. Głównym zadaniem zaworów blokujących jest zapobieganie osiągnięciu przez sprężarkę charakterystycznego trybu działania udaru.

W takim systemie należy zrozumieć moment, w którym przepustnica zostanie nagle zamknięta. Jeśli go opisać w prostych słowach, przepływ sama w systemie przepływ powietrza i powietrze są znacznie zredukowane, ale turbina jest jeszcze pewien czas nadal obracać o bezwładności. Turbina bezwładnościowa obraca się z prędkością, która nie spełnia już nowych potrzeb silnika, a strumień powietrza w ten sposób spadł.

Konsekwencje po skokach ciśnienia cyklicznego za kompresorem mogą być opłakane. Wyraźną oznaką skoków jest charakterystyczny odgłos powietrza, który przebija kompresor. C, ponieważ mają silne obciążenie w czasie wspomnianego skokami ciśnienia podczas resetowania i trybu pracy turbiny gazowej kolejnego w tym czasie transformacji systemu wsparcia znajdują się łożyska turbiny.

Odpowietrznik reaguje na różnicę ciśnień w kolektorze i jest wyzwalany przez sprężynę zainstalowaną wewnątrz. Dzięki temu można wykryć moment, w którym przepustnica zostanie nagle odcięta. Jeżeli przepustnica jest gwałtownie zamknięte, a następnie przedmuchiwanie prowadzi krwawienie do atmosfery pojawiły się nagle na drodze powietrza nadciśnienia. Pozwala to znacząco zabezpieczyć turbosprężarkę i zabezpieczyć ją przed nadmiernym obciążeniem i późniejszym zniszczeniem.

Wastegate zaworu

To rozwiązanie jest zaworem mechanicznym. Westgate instaluje się na części turbiny lub na samym kolektorze wydechowym. Zadaniem urządzenia jest kontrolowanie ciśnienia wytwarzanego przez turbosprężarkę.

Warto zauważyć, że niektóre silniki Diesla wykorzystują turbiny w swojej konstrukcji bez vegegatu. W przypadku silników zasilanych benzyną, w większości przypadków obecność takiego zaworu jest warunkiem wstępnym.

Głównym zadaniem jest zapewnienie możliwości veystgeyt swobodny wylot spalin z pominięciem systemu turbiny. Uruchomienie części obejścia spalin pozwala kontrolować wymaganą ilość energii tych gazów. Zależność jest oczywista, ponieważ jest to wydech, który obraca koło sprężarki przez wał.Ta metoda pozwala skutecznie kontrolować ciśnienie doładowania, które powstaje w sprężarce. Najczęstszym rozwiązaniem jest kontrola usgate za ciśnieniem doładowania, które odbywa się za pomocą przeciwciśnienia wbudowanej sprężyny. Ta konstrukcja pozwala monitorować przepływ obejściowy spalin.

  • Wegestgate może być zarówno wbudowany, jak i zewnętrzny. Zintegrowany zawór upustowy ma klapkę wbudowaną w obudowę turbiny. Hausing jest popularnie nazywany "ślimakiem" turbiny. Ponadto zawór upustowy ma pneumatyczny siłownik i dociskany z tego siłownika do przepustnicy.
  • Zewnętrzny typ bramy to zawór instalowany na kolektorze wydechowym przed turbiną. Należy zauważyć, że brama zewnętrzna ma jedną niezaprzeczalną zaletę w porównaniu do wbudowanej bramki. Fakt, że resetowany strumień boczny może być zawracany do układu wydechowego z dala od wylotu turbiny, a samochody sportowe i robi bezpośredni zrzut do atmosfery. Umożliwia to znaczną poprawę przepływu spalin przez turbinę, ponieważ nie ma wielokierunkowych przepływów.Wszystko to jest bardzo ważne w związku z ograniczoną objętością kompaktową "ślimaka".

Wybór turbiny do silnika

Właściwy dobór turbosprężarki jest głównym punktem w procesie budowy wysokiej jakości silnika turbo. Wybierz turbinę opartą na wielu danych.

Pierwszym i głównym czynnikiem w wyborze jest moc, którą chcesz uzyskać w wyniku silnika. Bardzo ważne jest podejście do tego wskaźnika w sposób racjonalny i realistyczny, aby zważyć możliwości ICE w odniesieniu do pewnego stopnia doładowania.

Wiemy, że moc elektrowni zależy bezpośrednio od ilości mieszanki paliwowo-powietrznej, która wpadnie do cylindrów w jednostce czasu. Konieczne jest określenie pożądanego wskaźnika mocy na samym początku. Dopiero wtedy można dokonać wyboru turbiny, która będzie w stanie zapewnić wystarczający przepływ powietrza, aby uzyskać ostateczną wartość wykładnika z planowanym skonstruowanego napędowego.

Drugim ważnym wskaźnikiem przy wyborze turbiny jest prędkość jej wyjścia do skutecznego wzmocnienia. Co więcej, to wyjście doładowania jest porównywane z minimalną prędkością obrotową silnika, przy której nastąpi wtrysk.Im mniejsza turbina lub mniej, tym bardziej gorąca przystań (ślimak), tym większe są szanse na poprawę tych wskaźników. Należy zauważyć, że maksymalna moc jest jednoznacznie niższa w porównaniu do większej turbiny.

W rzeczywistości wszystko nie może być takie złe, ponieważ mniejsza turbina zapewnia większy zakres roboczy w trakcie pracy silnika. Taka turbina może szybko zwiększyć moc przy otwieraniu przepustnicy, a wynik końcowy może być nawet o wiele bardziej pozytywny. Zastosowanie większej turbiny o dużej mocy maksymalnej zapewni jedynie przewagę w dość wąskim zakresie pracy silnika przy wysokich obrotach.

Cechy działania turbosprężarki

Najczęstszą przyczyną awarii nowoczesnych turbosprężarek jest fakt, że olej zatka centralny wkład turbiny. Tłoczenie oleju następuje po gwałtownym zatrzymaniu turbodoładowania po poważnych i długich obciążeniach. Faktem jest, że zwiększonej wymiany ciepła między turbiną a ogrzewanym kolektorem wydechowym towarzyszy brak przepływu świeżego oleju i wlot ochłodzonego powietrza zewnętrznego do sprężarki.Występuje ogólne przegrzanie wkładu, a pozostały olej pozostaje w turbinie.

Redukcja takiego negatywnego efektu do minimum pozwala na rozwiązanie wodnego chłodzenia turbiny. Sieć z cieczą chłodzącą powoduje efekt pochłaniania ciepła i obniża temperaturę w centralnym wkładzie. Dzieje się tak nawet po całkowitym zatrzymaniu silnika i braku wymuszonego obiegu chłodziwa. Z tego względu zaleca się, aby zapewnić minimum nieprawidłowości wzdłuż pionowej linii dostarczania chłodziwa, a także przeprowadzić odwrócenie kasety wokół centralnej osi turbiny (można to zrobić, pod kątem około 25 stopni).

Ponadto w niektórych przypadkach wymagana będzie instalacja "Turbo-timer". To rozwiązanie jest urządzeniem, które nie pozwala na zatrzymanie silnika natychmiast po wyłączeniu zapłonu przez kierowcę. Urządzenie pozwala na wyjęcie klucza, wysiadanie z samochodu, ustawienie alarmu na samochód, a następnie stłumienie silnika po upływie określonego czasu. Do codziennej pracy, zegar turbo jest bardzo wygodny, prosty i praktyczny w użyciu.

Rodzaje turbin: tuleje i łożyska kulkowe

Turbiny typu sypialnego są bardzo powszechne od dłuższego czasu. Miały szereg wad konstrukcyjnych, które nie pozwalały w pełni cieszyć się zaletami silnika turbo. Pojawienie się wydajniejszych łożysk kulkowych nowej generacji stopniowo zastępuje rozwiązania z tuleją. Na przykład turbiny łożysk kulkowych Garrett, które są zwieńczeniem myśli technicznej, są używane w wielu silnikach wyścigowych.

Do chwili obecnej łożyska kulkowe są optymalnym rozwiązaniem, ponieważ wymagają znacznie mniej oleju w porównaniu z analogami piasty. Zwróć uwagę, że instalacja ogranicznika oleju na wlocie do turbosprężarki jest bardzo pożądana, szczególnie gdy ciśnienie oleju w układzie jest na poziomie powyżej 4 atm. Konieczne jest spuszczenie oleju przez specjalne podejście do palety, biorąc pod uwagę, że odpływ musi znajdować się powyżej poziomu oleju.

Zawsze pamiętaj, że odprowadzanie oleju z turbiny odbywa się niezależnie i pod wpływem grawitacji.Wiedza o tym dyktuje konieczność ukierunkowania centralnego wkładu turbiny tak, aby spust oleju był skierowany w dół.

Wskaźnik, który określa reakcję turbiny na naciśnięcie pedału gazu, wykazuje silną zależność od samego projektu centralnego wkładu turbiny. Rozwiązania łożysk kulkowych od Garrett są w stanie zwiększyć ciśnienie o 15% w porównaniu z analogami w piaście. Turbiny z łożyskami kulkowymi zmniejszają efekt turbodoładowania i pozwalają na maksymalne wykorzystanie silnika turbodoładowanego do jazdy w tak atmosferycznym silniku, który ma dużą objętość roboczą.

Łożyska kulkowe mają kolejny pozytywny aspekt. Takie turbiny wymagają znacznie mniejszego przepływu oleju, który przechodzi przez wkład i smaruje łożyska. Rozwiązanie znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wycieku oleju przez uszczelnienia olejowe. Turbiny z łożyskami kulkowymi nie są zbyt wymagające dla jakości oleju, a także są mniej podatne na wirowanie po zaplanowanym lub nagłym zatrzymaniu silnika.

Podsumujmy wyniki

Zastosowanie nowoczesnych turbin od wiodących producentów pozwala nam mówić o uzyskiwaniu silników o wybitnych osiągach dynamicznych.Turboyamy efekt, a także rygorystyczne wymagania dotyczące właściwości eksploatacyjne silnika turbo w ostatnich latach znacznie się zmniejszyła, zwiększenie niezawodności systemów masowego turbosprężarek. Aktywne wykorzystanie elektronicznych jednostek sterujących pozwoliło na podniesienie turbosprężarek do zupełnie nowego poziomu jakości.

Takie cechy pozwalają temu rozwiązaniu pewnie wyprzedzać duże ilości czynników atmosferycznych prawie dla każdego. Dziś samochód z turbodoładowaniem dla wielu właścicieli samochodów to potężny, niezawodny, dynamiczny i niemal idealny wybór do codziennej i sportowej jazdy!

Aby w końcu upewnić się o wszechmocnej turbosprężarce, obejrzyj kolejny fascynujący film. Mamy pozytywną opinię, że czas ukończyć i pozostaje tylko życzyć czytelnikom stałego wzrostu i zupełnego braku turbo!