Hva er en turboladet bilmotor?

Turboladet motor

Turbo motor. Oppgaven med å øke motoreffekten og dreiemomentet har alltid vært aktuelt. Motorkraft er direkte relatert til sylindrenes forskyvning og mengden luft-drivstoffblanding som tilføres dem. Det vil si at jo mer drivstoff som forbrennes i sylindrene, jo mer kraft utvikles av kraftenheten. Den enkleste løsningen er imidlertid å øke motoreffekten. En økning i arbeidsvolumet fører til en økning i dimensjonene og vekten til strukturen. Mengden av den tilførte arbeidsblandingen kan økes ved å øke rotasjonshastigheten til veivakselen. Med andre ord, implementering av flere arbeidssykluser i sylindere per tidsenhet. Men det vil være alvorlige problemer forbundet med en økning i treghetskrefter og en kraftig økning i mekaniske belastninger på delene av kraftenheten, noe som vil føre til en reduksjon i motorens levetid.

Turbomotoreffektivitet

Den mest effektive måten i denne situasjonen er makt. Se for deg inntaksslaget til en forbrenningsmotor. Motoren, mens den jobber som en pumpe, er også veldig ineffektiv. Luftkanalen har et luftfilter, innsugningsmanifold bøyer, og bensinmotorer har også en gassventil. Alt dette reduserer selvfølgelig fyllingen av sylinderen. For å øke trykket oppstrøms for inntaksventilen vil det bli plassert mer luft i sylinderen. Påfylling forbedrer den ferske ladningen i sylindrene, noe som gjør at de kan forbrenne mer drivstoff i sylindrene og dermed få mer motorkraft. Tre typer forsterkning brukes i en forbrenningsmotor. Resonans som bruker den kinetiske energien til luftvolumet i inntaksmanifoldene. I dette tilfellet er ingen ekstra lading / forsterkning nødvendig. Mekanisk, i denne versjonen drives kompressoren av et motorbelte.

Gassturbin eller turbomotor

Gassturbin eller turbolader drives turbinen av strømmen av avgasser. Hver metode har sine egne fordeler og ulemper, som avgjør anvendelsesområdet. Personlig inntaksmanifold. For bedre fylling av sylinderen må trykket foran inntaksventilen økes. I mellomtiden er økt trykk generelt ikke nødvendig. Det er nok å heve den i øyeblikket når ventilen lukkes og laste en ekstra porsjon luft inn i sylinderen. For kortvarige trykkoppbygginger er en kompresjonsbølge som beveger seg langs inntaksmanifolden når motoren er i gang, ideell. Det er nok å beregne lengden på selve rørledningen slik at bølgen reflektert flere ganger fra endene når ventilen til rett tid. Teorien er enkel, men implementeringen av den krever mye oppfinnsomhet. Ventilen åpnes ikke med forskjellige veivakselhastigheter og bruker derfor resonansforsterkningseffekten.

Turbomotor - dynamisk kraft

Med et kort inntaksmanifold fungerer motoren bedre ved høye turtall. Mens i lave hastigheter er en lang sugevei mer effektiv. Innløpsrør med variabel lengde kan lages på to måter. Enten ved å koble til et resonanskammer, eller ved å bytte til ønsket inngangskanal eller koble det til. Det siste kalles også dynamisk styrke. Resonant og dynamisk trykk kan akselerere strømmen av luftinntakstårnet. Forsterkningseffektene forårsaket av svingninger i luftstrømningstrykket fra 5 til 20 mbar. Til sammenligning, med en turbolader eller mekanisk boost, kan du få verdier i området 750 til 1200 mbar. For å fullføre bildet, vær oppmerksom på at det også er en treghetsforsterker. I hvilken hovedfaktoren for å skape overtrykk oppstrøms for ventilen er høytrykkshodet til strømmen i innløpsrøret.

Øke effekten til turbomotoren

Dette gir en liten kraftøkning i høye hastigheter over 140 kilometer i timen. Brukes mest på motorsykler. Mekaniske fyllstoffer tillater en ganske enkel måte å øke motoreffekten betydelig. Ved å kjøre motoren direkte fra motorens veivaksel, er kompressoren i stand til å pumpe luft inn i sylindrene uten forsinkelse med minimum hastighet, noe som øker boosttrykket i strengt forhold til motorens turtall. Men de har også ulemper. De reduserer effektiviteten til forbrenningsmotoren. Fordi noe av strømmen som genereres av strømforsyningen brukes til å drive dem. Mekaniske trykkanlegg tar mer plass og krever en spesiell aktuator. Tidsbelte eller girkasse gir mye lyd. Mekaniske fyllstoffer. Det er to typer mekaniske blåsere. Volumetrisk og sentrifugal. Typiske bulkfyllere er Roots supergeneratorer og en Lysholm-kompressor. Roots-design ligner en oljehjulspumpe.

Turbomotor funksjoner

Det særegne med denne designen er at luften ikke komprimeres i superladeren, men utenfor i rørledningen, og kommer inn i rommet mellom huset og rotorene. Den største ulempen er den begrensede gevinsten. Uansett hvor nøyaktig påfyllingsdelene er innstilt, når et visst trykk er nådd, begynner luft å strømme tilbake, noe som reduserer effektiviteten til systemet. Det er flere måter å kjempe på. Øk rotorhastigheten eller gjør superladeren til to eller til og med tre trinn. Dermed er det mulig å øke de endelige verdiene til et akseptabelt nivå, men flertrinnsdesign har ikke sin viktigste fordel - kompakthet. En annen ulempe er ujevn utslipp av utløpet, da luften tilføres i porsjoner. Moderne design bruker trekantede svingmekanismer, og inngangs- og utgangsvinduene er trekantede. Takket være disse teknikkene ble store superladere praktisk talt kvitt den pulserende effekten.

Turbomotorinstallasjon

Lav rotorhastighet og dermed holdbarhet, kombinert med lavt støynivå, har resultert i at kjente merker som DaimlerChrysler, Ford og General Motors sjenerøst utstyrte sine produkter. Deplacement -superladere øker effekt- og dreiemomentkurver uten å endre form. De er allerede effektive ved lave til middels hastigheter, og dette gjenspeiler best akselerasjonsdynamikken. Det eneste problemet er at slike systemer er veldig fancy å produsere og installere, noe som betyr at de er ganske dyre. En annen måte å samtidig øke lufttrykket i inntaksmanifolden ble foreslått av ingeniøren Lisholm. Utformingen av Lysholm beslag minner noe om en konvensjonell kjøttkvern. To ekstra skruepumper er installert inne i huset. De roterer i forskjellige retninger og fanger opp en del av luften, komprimerer den og plasserer den i sylindere.

Turbomotor - tuning

Dette systemet er preget av intern komprimering og minimalt tap på grunn av nøyaktig kalibrerte avstander. I tillegg er propelltrykket effektivt over nesten hele motorens turtallsområde. Stille, veldig kompakte, men ekstremt dyre på grunn av produksjonskompleksitet. Imidlertid blir de ikke forsømt av så velkjente tunestudioer som AMG eller Kleemann. Sentrifugalfyllere har lignende design som turboladere. For høyt trykk i inntaksmanifolden skaper også et kompressorhjul. Radialbladene fanger og skyver luft rundt tunnelen ved bruk av sentrifugalkraft. Forskjellen fra en turbolader er bare i stasjonen. Sentrifugalblåsere har en lignende, om enn mindre merkbar, treghetsdefekt. Men det er en viktigere funksjon. Faktisk er trykket som genereres proporsjonalt med kvadrathastigheten til kompressorhjulet.

Turbomotor

Enkelt sagt må den rotere veldig raskt for å pumpe den nødvendige ladningen av luft inn i sylindrene. Noen ganger ti ganger motorhastigheten. Effektiv sentrifugalvifte i høye hastigheter. Mekaniske sentrifuger er mindre brukervennlige og mer holdbare enn gasssentrifuger. Fordi de jobber ved lavere ekstreme temperaturer. Enkelheten og følgelig billigheten i designen har vunnet popularitet innen amatørinnstilling. Motor intercooler. Den mekaniske kontrollen for overbelastning er ganske enkel. Ved full belastning er bypassdekselet lukket og choken er åpen. All luftstrøm går til motoren. Under delbelastning lukkes sommerfuglventilen og rørspjeldet åpnes. Overskuddsluft føres tilbake til vifteinntaket. Køleluften i intercooler er en nesten uunnværlig komponent i ikke bare mekaniske, men også oppstartingssystemer for gassturbin.

Turboladet motordrift

Trykkluften avkjøles i en intercooler før den føres inn i motorsylindrene. Ved sin utforming er dette en konvensjonell radiator, som avkjøles enten ved strømmen av inntaksluft eller av et kjølevæske. Å senke temperaturen på ladet luft med 10 grader gjør det mulig å øke densiteten med omtrent 3%. Dette gjør at motoreffekten økes med omtrent samme prosentandel. Motorturbo. Turboladere brukes mer i moderne bilmotorer. Dette er faktisk den samme sentrifugalkompressoren, men med en annen drivkrets. Dette er den viktigste, kanskje grunnleggende forskjellen mellom mekaniske superladere og turbolader. Det er drivkjeden som i stor grad bestemmer egenskapene og bruken til forskjellige design.

Turbomotorfordeler

For en turbolader er pumpehjulet plassert på samme aksel som pumpehjulet, turbinen. Som er innebygd i eksosmanifolden til motoren og blir drevet av eksosene. Hastigheten kan overstige 200 o / min. Det er ingen direkte forbindelse til motorens veivaksel, og lufttilførselen styres av avgasstrykket. Fordelene med en turbolader inkluderer. Forbedre motoreffektivitet og økonomi. Den mekaniske drivenheten tar kraft fra motoren, den samme bruker energien fra eksosen, og dermed økes effektiviteten. Ikke forveksle motorspesifikk og generell virkningsgrad. Naturligvis krever driften av en motor hvis effekt har økt på grunn av bruk av en turbolader mer drivstoff enn en lignende motor med lavere effekt med en naturlig aspirator.

Turbomotoreffekt

Faktisk forbedres fylling av sylindrene med luft, som vi husker, for å forbrenne mer drivstoff i dem. Men massefraksjonen av drivstoff per kraftenhet per time for en motor utstyrt med en brenselcelle er alltid lavere enn den for en lignende utforming av en kraftig enhet uten forsterkning. Med turboladeren kan du oppnå de spesifiserte egenskapene til kraftenheten med en mindre størrelse og vekt. Enn i tilfelle å bruke en naturlig aspirert motor. I tillegg har turbomotoren den beste miljøytelsen. Trykket i forbrenningskammeret fører til en nedgang i temperaturen og som en konsekvens til en reduksjon i dannelsen av nitrogenoksider. Ved påfylling av bensinmotorer oppnås mer fullstendig forbrenning av drivstoff, spesielt under forbigående forhold. I dieselmotorer lar ekstra lufttilførsel deg skyve grensene for utseendet til røyk, dvs. kontrollere utslippet av sotpartikler.

Diesel turbomotor

Dieseler er mye mer egnet for å øke generelt og turbolader spesielt. I motsetning til bensinmotorer, der boostetrykket er begrenset av faren for banking, er de ikke klar over dette fenomenet. Dieselmotoren kan presses til ekstrem mekanisk belastning i mekanismene. I tillegg gir mangelen på inntaksluftgas og det høye kompresjonsforholdet høyere avgasstrykk og lavere temperaturer sammenlignet med bensinmotorer. Turboladere er enklere å produsere, noe som lønner seg med en rekke iboende ulemper. Ved lave motorhastigheter er mengden avgass lav, og kompressoreffektiviteten er derfor lav. I tillegg har en turboladet motor vanligvis en såkalt Turboyama.

Turbokrotor av keramisk metall

Den største vanskeligheten er den høye temperaturen til eksosgassene. En keramisk metallturbinrotor er omtrent 20 % lettere enn de som er laget av varmebestandige legeringer. Og den har også et lavere treghetsmoment. Inntil nylig var levetiden til hele enheten begrenset til leirlivet. De var i hovedsak veivaksellignende foringer som ble smurt med trykksatt olje. Slitasjen på slike konvensjonelle lagre var selvfølgelig stor, men sfæriske lagre tålte ikke de enorme hastighetene og høye temperaturene. Løsningen ble funnet da det var mulig å utvikle lagre med keramiske kuler. Bruken av keramikk er imidlertid ikke overraskende, lagrene er fylt med en konstant tilførsel av smøremiddel. Å bli kvitt manglene til turboladeren gjør det ikke bare mulig å redusere rotorens treghet. Men også bruken av ekstra, noen ganger ganske komplekse styrekretser for ladetrykk.

Hvordan turbomotoren fungerer

Hovedoppgavene i dette tilfellet er å redusere trykket ved høye motorhastigheter og øke det ved lave. Alle problemer kan løses fullstendig med den variable geometri-turbinen, den variable dyseturbinen. For eksempel med bevegelige kniver hvis parametre kan endres over et bredt spekter. Prinsippet for drift av VNT-turboladeren er å optimalisere strømmen av avgasser som ledes til turbinhjulet. Ved lave motorhastigheter og lave eksosvolumer dirigerer VNT turboladeren hele eksosstrømmen til turbinhjulet. Dermed øke kraften og øke presset. Ved høye hastigheter og høye gasstrømningshastigheter holder VNT-turboladeren de bevegelige bladene åpne. Øke tverrsnittsområdet og fjerne noen av avgassene fra pumpehjulet.

Turbomotorbeskyttelse

Beskyttelse mot overhastighet og øke vedlikehold av trykk på ønsket motornivå, eliminering av overbelastning. I tillegg til enkelforsterkningssystemer er to-trinns forsterkning vanlig. Det første trinnet som kjører kompressoren gir effektivt løft ved lave motorhastigheter. Og den andre, en turbolader, bruker energien fra avgassene. Så snart kraftenheten har oppnådd en hastighet som er tilstrekkelig for normal drift av turbinen, slås kompressoren automatisk av, og hvis de faller, starter den igjen. Mange produsenter installerer to turboladere på motorene samtidig. Slike systemer kalles biturbo eller tvilling-turbo. Det er ingen grunnleggende forskjell mellom dem, med ett unntak. Biturbo forutsetter bruk av turbiner med forskjellige diametre, og derav ytelsen. I tillegg kan algoritmen for inkludering av dem være enten parallell eller sekvensiell.

Spørsmål og svar:

Hva er turbolading til? Det økte frisklufttrykket i sylinderen sikrer bedre forbrenning av luft-drivstoffblandingen, noe som øker motoreffekten.

Hva betyr turboladet motor? I utformingen av en slik kraftenhet er det en mekanisme som gir en forbedret strøm av frisk luft inn i sylindrene. Til dette brukes en turbolader eller turbin.

Hvordan fungerer turbolading på en bil? Eksosgassene snurrer turbinhjulet. I den andre enden av akselen er et pumpehjul festet, installert i inntaksmanifolden.