Turbokompresorius: kam jis skirtas, kokie jo privalumai ir kas yra turbolagas?
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 slėgis ir dėl to mišinys yra sprogstamesnis, variklis greičiau įsibėgėja ir nereikia daugiau degalų.
Turinys
- Kuo skiriasi turbokompresorius ir kompresorius?
- Kas yra turbolagas?
- Maži variklio sūkiai nėra turbo lagas
- Ar didesnė turbina/sraigtas suteiks daugiau galios?
- Bi-turbo, Twin-turbo
- Dvigubas turbokompresorius
- Turbokompresorius su kintamos ašmenų geometrijos
- Kam skirtas Wastegate?
- Kam skirtas išpūtimo vožtuvas?
- Taigi kodėl turbokompresoriaus varikliai?
Be turbokompresoriaus, varikliui pripūsti dar naudojamas kompresorius (superkompresorius) arba turbokompresoriaus ir kompresoriaus derinys.
Kuo skiriasi turbokompresorius ir kompresorius?
Pagrindinis skirtumas tarp turbokompresoriaus ir kompresoriaus yra tas, kad kompresorius yra varomas mechaniškai per diržą, pritvirtintą prie alkūninio veleno, o turbokompresorių varo variklio išmetamosios dujos.
Kadangi kompresorius savo pavarai naudoja energiją iš variklio, tai reiškia, kad jis šiek tiek paims iš variklio energijos, bet galiausiai atiduos daugiau. Kitas kompresoriaus trūkumas yra mažesnis adiabatinis efektyvumas, palyginti su turbokompresoriumi.
Adiabatinis efektyvumas – tai kompresoriaus gebėjimas suspausti orą nepridedant į orą šilumos pertekliaus. Kuo žemesnė oro temperatūra, tuo oras tankesnis ir jame daugiau deguonies molekulių. Taigi kompresoriai į orą prideda daugiau šilumos nei turbokompresoriai, vadinasi, jie nėra tokie efektyvūs.
Kaip jau minėta, turbokompresorius yra varomas ne mechaniškai, o išmetamosiomis dujomis, todėl nepaima energijos iš variklio, kuris yra daug efektyvesnis. Tačiau, palyginti su kompresoriumi, jis turi trūkumą, tai yra vadinamasis turbolagas.
Kas yra turbolagas?
Turbolag Tai laikas, reikalingas galiai pasikeisti, t. y. laikas nuo galios padidinimo (dujų pedalo paspaudimo) iki galios atsiradimo, kuris yra blogesnis, palyginti su natūraliu įsiurbimu.
Tiek laiko reikia, kad išmetimo sistema ir turbokompresorius sukurtų reikiamą galią. Kompresoriai neturi šios problemos, nes juos varo tiesiogiai variklis, todėl reakcija į droselį yra nedelsiant.
Maži variklio sūkiai nėra turbo lagas
Kartais mažas variklio sūkių skaičius klaidingai painiojamas su turbo lag. Jei variklio sūkiai yra labai maži, paspaudus dujų pedalą gali prireikti kelių sekundžių, kol įsibėgės. Tačiau šis laukimas yra ne turbolag, o neteisingas perdavimo greičio pasirinkimas.
Turbokompresoriai priklauso nuo išmetamųjų dujų slėgio padidėjimo, kad galėtų varyti turbiną (sraigtą), ko negalima pasiekti esant tuščiąja eiga arba esant mažam variklio sūkių dažniui. Varikliui pasiekus pakankamus apsisukimus, turbina pradeda suktis taip, kad susidaro didesnis nei atmosferos slėgis įsiurbimo slėgyje.
Turbokompresoriaus paskirtis – pagerinti variklio tūrinį efektyvumą didinant įsiurbiamo oro tankį, o tai leis gauti daugiau galios vienam variklio ciklui.
Ar didesnė turbina/sraigtas suteiks daugiau galios?
Turbinos dydis ir forma (ji sukasi iki 300 000 aps./min.) turi įtakos kai kurioms turbokompresoriaus eksploatacinėms savybėms. Turbinos matmenys taip pat lemia oro kiekį, kuris tekės per sistemą. Apskritai, kuo didesnė turbina, tuo didesnis oro srauto pajėgumas.
Turbokompresoriaus našumas yra glaudžiai susijęs su jo dydžiu. Didelėms turbinoms reikia didesnio slėgio, todėl esant mažam greičiui atsiranda turbo uždelsimas. Mažos turbinos greitai sukasi, bet gali neturėti tokios pačios galios esant dideliam pagreičiui.
Norint efektyviai derinti didelių ir mažų turbokompresorių privalumus, naudojami dvigubi turbokompresoriai arba turbokompresoriai su kintamos ašmenų geometrija.
Bi-turbo, Twin-turbo:
„Twin-Turbo“ arba „Bi-turbo“ yra du turbokompresoriai, veikiantys lygiagrečiai (kartu) arba nuosekliai (atskirai). Lygiagrečioje konfigūracijoje vieną turbokompresorių varo viena pusė, o kitą – kita variklio išmetamųjų dujų pusė, ir abu veikia vienu metu. Mažesni turbokompresoriai turi mažesnį turbo lagą nei didesni, todėl dažnai naudojami du maži turbinos.
Nuoseklioje konfigūracijoje vienas mažesnis turbokompresorius dirba žemais sūkiais, o kitas didesnis įsijungia esant didesniam iš anksto nustatytam variklio sūkių dažniui. Nuoseklios turbinos sumažina turbo uždelsimą, tačiau reikia sudėtingų vamzdžių rinkinių, kad padėtų abiem turbinoms.
Dvigubas turbokompresorius:
Šio tipo turbokompresorius turi du kanalus išmetamosioms dujoms paimti turbinos dalyje. Abu „Twin-Turbo“ prievadai yra vedami išmetimo vamzdžiais iš cilindrų, kad vakuumas nepaimtų energijos iš vieno cilindro išmetamųjų dujų, o kito cilindro išmetimo vožtuvas dar neužsidarė, bet jo įsiurbimo vožtuvas jau užsidarė. atidaryti.
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 jo sudėtingumas, bet ir tai, kad būtina turėti lyginį cilindrų skaičių, kad išmetamosios dujos iš vienodo cilindrų skaičiaus patektų į kiekvieną kanalą.
Turbokompresorius su kintamos ašmenų geometrijos:
Kintamos geometrijos turbokompresorius naudoja judančias mentes, kad sureguliuotų oro srautą į turbiną, imituojant optimalaus dydžio turbokompresorių visoje galios kreivėje. Rezultatas – turbokompresorius be jokio pastebimo turbo uždelsimo.
Kam skirtas Wastegate?
Apėjimo vožtuvas (Wastegate) nukreipia išmetamąsias dujas nuo turbokompresoriaus turbinos. Turbinos greitis reguliuojamas nukreipiant išmetamąsias dujas. Pagrindinė aplinkkelio vožtuvo funkcija yra reguliuoti pripildymo slėgį, kad nebūtų pažeistas variklis ar turbokompresorius.
Kam skirtas išpūtimo vožtuvas?
Išpūtimo vožtuvas yra vožtuvas, kuris išleidžia slėgį varikliuose su turbokompresoriumi. Šis vožtuvas padeda ištuštinti tarpą tarp turbo ir droselio, išleisdamas suslėgtą orą į aplinką, kad sumažintų turbinos nusidėvėjimą.
Išleidus orą, patenka būdingas šnypštimas ar švilpimas.
Taigi kodėl turbokompresoriaus varikliai?
Turbokompresorius gali padidinti variklio galią ir sumažinti degalų sąnaudas, tačiau kai kurie gamintojai vis tiek teikia pirmenybę dideliems atmosferiniams benzininiams varikliams. Dyzeliniai varikliai be turbokompresoriaus šiais laikais nebegaminami, nes, palyginti su benzininiais, jų našumas yra labai žemas.