„Turbo“, „Twin turbo“, „Bi-turbo“, „Twin-scroll“ ar elektrinė turbina? Kuris iš jų yra geriausias ir kokie yra jų privalumai ir trūkumai?

Šiame straipsnyje apžvelgsime visus paminėtus turbokompresorių tipus ir pakalbėsime apie jų konstrukciją.

Turinys

• Kam skirtas turbokompresorius?
• Iš ko susideda turbokompresorius?
• Vienas turbokompresorius – Paprasčiausias turbokompresoriaus tipas
• Turbo su kintamos ašmenų geometrijos
• Bi-turbo, Twin-turbo
• Dvigubas turbokompresorius
• Elektrinis turbokompresorius

Kam skirtas turbokompresorius?

Turbokompresorius arba šnekamojoje kalboje turbo – tai įtaisas, kuris padidina vidaus degimo variklio galią, priversdamas orą į degimo kamerą.

Galios padidėjimas yra tas, kad variklis gauna daug daugiau deguonies molekulių iš to paties tūrio oro, nes oras yra suspaustas, todėl mišinys tampa sprogstamesnis.

Susijęs įrašas - 

Turbokompresorius: kam jis skirtas, kokie jo privalumai ir kas yra turbolagas?

Taigi variklis su turbokompresoriumi lengviau įsibėgėja, turi didesnę galią ir nesunaudoja daugiau degalų nei atmosferinis variklis. Turbokompresorius varomas išmetamosiomis dujomis, o tai reiškia, kad jis naudoja energiją, kuri kitu atveju būtų švaistoma.

Važiuoti turbokompresoriumi naudojant išmetamąsias dujas yra labai efektyvu, nes turbo nepaima energijos iš variklio, skirtingai nei kompresorius, kuris varomas mechaniškai variklio galia.

Iš ko susideda turbokompresorius?

Pagrindinė turbokompresoriaus dalis yra turbina, t.y. sraigtas. Jis gali suktis iki 300 000 aps./min. ir turi didžiausią įtaką kai kurioms turbokompresoriaus eksploatacinėms savybėms. Turbinos dydis lemia oro kiekį, kuris pateks į variklį. Apskritai, kuo didesnė turbina, tuo didesnis oro srauto pajėgumas.

Turbokompresoriaus našumas yra glaudžiai susijęs su jo dydžiu. Didelėms turbinoms reikia didesnio išmetamųjų dujų slėgio, todėl esant mažam greičiui atsiranda turbo lagas. Mažos turbinos greitai sukasi, bet gali neturėti tokios pačios galios esant dideliam pagreičiui.

Susijęs įrašas - 

Turbolag: kas tai yra ir kaip jį pašalinti?

Siekiant efektyviai derinti didelių ir mažų turbokompresorių privalumus, naudojamos skirtingos turbokompresorių variacijos.

Vienas turbokompresorius – Paprasčiausias turbokompresoriaus tipas

Šis paprastas turbokompresorius jau buvo naudojamas tais laikais, kai kompresorius, galima sakyti, buvo tik ankstyvoje stadijoje. Tačiau paprastas turbokompresorius turi tam tikras variklio derinimo ribas.

Kaip jau minėta, turbokompresorius yra varomas išmetamosiomis dujomis. Mažas turbokompresorius turi mažą inerciją, todėl iš esmės pakanka tik nedidelio energijos kiekio iš išmetamųjų dujų, kad turbina suktųsi.

Susijęs įrašas - 

Variklio galia ir sukimo momentas: kuris iš šių parametrų yra svarbesnis?

Variklis su tokiu turbokompresoriumi užtikrina didelį sukimo momentą jau esant labai žemoms apsukoms, todėl pasižymi lankstumu net ir esant žemesniems sūkiams. Tačiau esant dideliems sūkiams jis neturi galios, nes turbina norėtų suktis greičiau, tačiau ji pasiekia maksimalų konstrukcijos duotą greitį.

Todėl maža turbina pasieks maksimalų greitį esant mažesniam variklio sūkių dažniui nei didesnė turbina. Kita vertus, didelis turbokompresorius veikia tik esant dideliems variklio sūkiams. Tai reiškia, kad kuo didesnis variklio sūkių skaičius, tuo didesnė jo galia.

Todėl variklis su tokio tipo turbokompresoriumi pasiekia tam tikrą greitį taip pat, kaip ir be kompresoriaus. Tačiau kai jis viršija tam tikrą apsisukimų diapazoną, tai pasireiškia labai staigiu ir stipriu paleidimu ir traukimu.

Privalumai:

• Kaina
• Patikimumas
• Paprasta konstrukcija

Trūkumai:

• Didelis turbinos atsilikimas
• Kompromisas tarp našumo ir variklio lankstumo

Turbo su kintamos ašmenų geometrijos

Kintamos geometrijos turbokompresoriai naudoja judančias mentes, kad sureguliuotų oro srautą į turbiną, taip imituojant optimalaus dydžio turbokompresorių visoje galios kreivėje. Rezultatas – turbokompresorius be jokio pastebimo turbo uždelsimo.

Tačiau tokio tipo turbokompresorius naudojamas tik dyzeliniams varikliams. Priežastis yra ašmenų mechanizmo jautrumas aukštai temperatūrai. Patikslinimui, benzininių variklių išmetamųjų dujų temperatūra keliais šimtais laipsnių aukštesnė nei dyzelinių.

Susijęs įrašas - 

Turbokompresorius su kintamos ašmenų geometrijos

Tačiau net ir šiuo atveju yra išimčių, todėl tokio tipo turbokompresorių galite sutikti net ir su benzininiu varikliu.

Privalumai:

• Veikia įvairiuose variklio sūkių diapazonuose
• Kaina palyginama su paprasto turbokompresoriaus kaina

Trūkumai:

• Mažesnis patikimumas, palyginti su paprastu turbokompresoriumi
• Skirtas pirmiausia dyzeliniams varikliams (benzininiams varikliams, šiam sprendimui reikia naudoti brangias, patvaresnes medžiagas)

Bi-turbo, Twin-turbo

„Twin-Turbo“ arba „Bi-turbo“ yra du turbokompresoriai, veikiantys lygiagrečiai (kartu) arba nuosekliai (atskirai). Lygiagrečioje konfigūracijoje abi turbinos yra vienodo dydžio, vieną turbiną varo viena pusė, o kita – kita variklio išmetamųjų dujų pusė, ir abu veikia vienu metu. Su tokiu sprendimu galite susidurti ypač su kelių cilindrų varikliais.

Maži turbokompresoriai turi mažą inerciją, todėl iš esmės turbinai sukti reikia tik nedidelio išmetamųjų dujų energijos kiekio, todėl dažnai naudojami du maži turbokompresoriai vietoj dviejų didelių.

Dažniau naudojamoje nuosekliojoje konfigūracijoje mažesnis turbokompresorius dirba mažais sūkiais, vidutiniais – abu, o esant didesniam iš anksto nustatytam variklio sūkių dažniui, vienas veikia tik didelis turbokompresorius.

Paeiliui veikiantys turbokompresoriai atitinka tiek didelio našumo, tiek variklio lankstumo reikalavimus esant mažam greičiui. Tačiau šiai konstrukcijai reikalingi sudėtingi vamzdžių komplektai, skirti tiekti abu turbokompresorius.

Privalumai:

• Jie atitinka ne tik didelio našumo, bet ir variklio lankstumo važiuojant mažu greičiu reikalavimus
• Pašalina turbo lagą

Trūkumai:

• Didelė kaina
• Kompleksinė statyba
• Didesnės aptarnavimo išlaidos

Dvigubas turbokompresorius

Šio tipo turbokompresorius turi du kanalus išmetamosioms dujoms paimti turbinos dalyje. Abi dvigubos slinkties turbinos iš cilindrų vedamos išmetimo vamzdžiais, kad vakuumas nepaimtų energijos iš vieno cilindro išmetamųjų dujų, o kito cilindro išmetimo vožtuvas dar neužsidarė, bet jo įsiurbimo vožtuvas jau užsivedė. atidaryti.

Susijęs įrašas - 

Twin-scroll turbo: kokie jo privalumai ir trūkumai?

Jei uždegimas cilindruose yra 1-3-4-2, laidai iš 1 ir 4 cilindrų nuves į vieną kanalą, o iš 2 ir 3 cilindrų - į kitą kanalą nėra išmetamųjų dujų energijos nuostolių, nes 3 cilindras, kuris imtų energiją iš išmetamųjų dujų iš 1 cilindro, nėra prijungtas prie to paties vamzdžio.

Twin-scroll turbokompresoriaus trūkumas yra sudėtinga išmetimo kolektorių konstrukcija, bet ir tai, kad būtina turėti lyginį cilindrų skaičių, kad išmetamosios dujos iš vienodo skaičiaus cilindrų patektų į kiekvieną kanalą.

Privalumai:

• Kaina panaši į vieno turbokompresoriaus
• Efektyvumas panašus į dviejų turbokompresorių
• Patikimumas

Trūkumai:

• Sunki išmetimo vamzdžių konstrukcija
• Sunkaus dizaino sprendimas varikliams su didesniu cilindrų skaičiumi

Elektrinis turbokompresorius

Tiesą sakant, tai neturbo, o elektrinis kompresorius. Šio tipo turbokompresoriaus pavarai nereikia energijos iš išmetamųjų dujų, nes jo pavarai naudojamas elektros variklis ir speciali baterija. Dėl šios priežasties elektrinis turbo variklis turi keletą privalumų. Bene didžiausias yra visiškas turbolos pašalinimas.

Elektrinis turbokompresorius gali reguliuoti savo turbinos greitį keisdamas elektros variklio greitį. Todėl šio tipo turbinai nereikia jokios papildomos įrangos, tokios kaip išpūtimo vožtuvas, išmetimo sklendė ar kintamos mentės, skirtos reguliuoti turbo lagą.

Susijęs įrašas - 

Elektrinis turbokompresorius: ar tai turbokompresorius, ar kompresorius?

Tačiau šis turbokompresorius nenaudojamas vienas varikliui pripūsti. Esant dideliam variklio sūkių dažniui, specialiojo akumuliatoriaus energijos nepakaktų, kad turbina suktųsi pakankamu greičiu. Naudojant stipresnį akumuliatorių arba didesnį tokių akumuliatorių skaičių, elektrinio turbo kaina viršytų viso automobilio kainą.

Būtent todėl elektrinis turbokompresorius veikia tik esant mažam ir vidutiniam variklio sūkių skaičiui, o esant dideliam apsisukimų dažniui išsijungia ir įkrovimo funkciją palieka klasikiniam turbokompresoriui.

Privalumai:

• Visiškas turbolos nebuvimas
• Nereikia papildomos įrangos pripildymo slėgiui reguliuoti
• Neveikia didelės šiluminės apkrovos

Trūkumai:

• Didelė kaina
• Patikimumo klausimas
• Reikia specialios baterijos, kuri maitina šį „turbo“