Funcționarea turbocompresorului. Există două modalități principale de a obține mai multă putere de la motorul unei mașini. Prima este creșterea capacității motorului. A doua este creșterea cantității de amestec de combustibil/aer care intră în cilindru. În general, cu cât pătrunde mai mult amestec combustibil/aer în cilindri, cu atât mai multă putere va produce motorul. Așadar, o parte a soluției constă în reglarea carburatorului, chiulasei și colectoarelor, astfel încât motorul să poată „respira” mai liber. Dar există limite în ceea ce privește puterea care poate fi extrasă din motor cu ajutorul acestor instrumente, menținând în același timp fiabilitatea și flexibilitatea motorului. O modalitate alternativă de a injecta mai mult amestec de combustibil/aer în cilindri este cu un turbocompresor.

turbocompresorului

Funcționarea turbocompresorului

Turbocompresoare pentru mașini de curse. Spre deosebire de autoturisme, motoarele de curse nu trebuie să facă compromisuri între putere și flexibilitate. Deci pot fi setate pentru putere maximă la turații mari. Pentru că acesta este intervalul de viteză la care își vor petrece cea mai mare parte a timpului curse. Cu un motor turbo, acest lucru înseamnă inevitabil că motorul funcționează la o presiune de câștig foarte mare. Precum și realizarea setărilor convenționale. Cele mai puternice motoare de curse cu turbocompresor pot suporta o presiune de creștere de 4-5 bari (60-70 psi), în timp ce mașina turbo turbo va funcționa la o valoare maximă de aproximativ 0,7 bar. Ce este un turbo? Turbocompresorul este de fapt o pompă acționată de gazele de evacuare care ies din colectorul de evacuare .

Funcționarea turbocompresorului

Unitatea constă dintr-o roată cu lame - turbina, care se potrivește în interiorul carcasei din sistemul de evacuare. De la această turbină, arborele central scurt de acționare se deplasează la o roată similară numită compresor. Care este alimentat în aerul motorului. Când gazele de eșapament ies din motor, ele rotesc turbina, care la rândul său, rotește arborele de antrenare pentru a roti compresorul. Așadar, atunci când motorul funcționează, evacuarea acționează turbina. Ceea ce face ca aerul pompei compresorului în motor. O cantitate fixă ​​de combustibil este aspirată automat cu aerul dacă motorul are un carburator. Dacă motorul injectează combustibil, unitatea de control a computerului este programată să corespundă presiunii de alimentare. Cu cât motorul funcționează mai repede sau cu cât alezarea clapetei de accelerație este mai mare, cu atât turbocompresorul se va roti mai repede.

Funcționarea turbocompresorului

Cu cât turbo-ul se rotește mai repede, cu atât se dezvoltă mai multă presiune sau câștig și cu atât mai mult aer este introdus în motor pentru a crea mai multă putere. Motor la ralanti. Când motorul este la ralanti, nu generează suficientă evacuare pentru a roti turbo-ul suficient de repede pentru a da un impuls real. Aerul care trece prin partea compresorului corpului turbo este aspirat de motor și nu pompat de compresor. Toate gazele evacuate trebuie să treacă prin turbocompresor deoarece gazele evacuate sunt închise. Când pedala de accelerație este apăsată pentru a furniza mai mult combustibil și aer, turația motorului crește. Acest lucru are ca rezultat un debit de evacuare mai mare, care rotește roata turbinei mai repede. Turbina acționează compresorul, care comprimă aerul care trece prin carcasă și aspiră mai mult. Forțează aerul comprimat în tractul de admisie.

Funcționarea turbocompresorului

O turbină mică oferă un răspuns excelent, dar contrapresiunea limitează puterea maximă și, de asemenea, tinde să exagereze de la viteza medie în sus. Pentru a depăși acest lucru, atunci când utilizați o turbină mică, aceasta este echipată cu o ușă uzată. Ceea ce limitează puterea de la turbocompresor prin devierea gazelor de eșapament de la turbina principală după ce s-a atins puterea prestabilită. Deși turbo-ul este conceput pentru a presuriza amestecul care intră în motor, o presiune prea mare ar fi periculoasă, deoarece poate provoca „bătaie”, pre-aprindere și expune prea multă stres componentelor interne ale motorului. Prin urmare, presiunea maximă de acționare pe care o poate produce turbocompresorul trebuie să fie limitată de o supapă cunoscută sub numele de produs rezidual.

Funcționarea turbocompresorului

Gazele de eșapament sunt o supapă de siguranță situată în turbocompresor. Care se deschide pentru a permite unor gaze de eșapament să ocolească turbina și să intre direct în sistemul de eșapament. Dacă presiunea de alimentare devine prea mare, gazele de eșapament sunt activate de actuatorul sensibil la presiune. Cine simte presiunea produsă de compresor. Intercooleri. Compresia aerului își provoacă propriile probleme. Când aerul este comprimat, acesta se încălzește, determinându-l să se extindă. Deoarece scopul turbo este de a injecta cantitatea maximă de amestec combustibil/aer în cilindru, acest aer fierbinte trebuie răcit. În acest scop, majoritatea mașinilor cu turbocompresor sunt echipate cu un intercooler. Acesta arată ca un radiator mic și răcește aerul comprimat care părăsește turbocompresorul. Pe măsură ce aerul se răcește, volumul său se micșorează, astfel crește cantitatea de amestec combustibil/aer furnizat motorului și, prin urmare, puterea.

Funcționarea turbocompresorului

Instalarea turbocompresorului. Găsirea locului de amplasare a tuturor componentelor unui sistem turbo poate crea probleme proiectanților de mașini. Turbocompresoarele devin foarte fierbinți, astfel încât părțile sensibile la căldură trebuie protejate. Iar combustibilul este furnizat cel mai bine de un sistem de buclă continuă pentru a evita problemele de evaporare. Intercoolerele trebuie plasate într-un flux de aer, în timp ce conductele lor trebuie menținute cât mai scurte posibil. Turbocompresorul este alimentat la sistemul de evacuare cât mai aproape de motor. Acest lucru ajută la menținerea compactității și, de asemenea, la prevenirea turbo lag. Dacă a existat o lungime mare a țevii de eșapament între motor și turbo, va exista o întârziere a timpului între apăsarea gazului, creșterea turației motorului și accelerarea turbo-ului. Efectul ar fi ca și cum ai avea un cablu elastic de sufocare.

Funcționarea turbocompresorului

Prin urmare, turbo-ul este adesea strâns direct la galeria de evacuare. Ieșirea se află în centrul carcasei turbinei și duce la conducta de evacuare. Pe partea de admisie, aerul comprimat părăsește carcasa compresorului printr-o conductă de orificiu mare. Acesta trece prin intercooler și apoi în galeria de admisie sau camera ocazională a plenului, unde combustibilul este adăugat prin injecție înainte ca aerul să intre în motor. Ungere și răcire. Rulmenții turbo sunt lubrifiați de sistemul de alimentare cu ulei de motor pompat și filtrat. Unele turbocompresoare au carcase răcite cu apă ale căror conducte sunt conectate la sistemul principal de răcire al motorului. Vitezele mari la care se poate roti turbina creează probleme de lubrifiere și răcire. În unele turbocompresoare, turbina se poate roti până la 200.000 rpm./Min.

Funcționarea turbocompresorului

Iar cele mai fierbinți părți ale turbo-ului vor fi aproape de temperatura gazelor de eșapament în jur de 900 ° C. Majoritatea unităților turbo au rulmentul arborelui central de acționare, furnizat cu ulei de motor. Sistemul de ungere cu turbocompresor este special conceput pentru a face față temperaturilor ridicate. Conducta de scurgere a uleiului are un diametru mare. Pentru a vă asigura că uleiul, care dezvoltă o consistență cremoasă după ce trece prin turbocompresor, se va scurge înapoi în gaură sub acțiunea gravitației. Dacă ar fi un debit limitat în această conductă, acest lucru ar determina creșterea presiunii în jurul rulmentului din carcasa centrală. Ceea ce ar face scurgerea de ulei pe turbocompresor. Unele turbos au un lagăr central răcit cu apă pentru a reduce și mai mult căldura. Avantajul este că, din moment ce apa este încă încălzită de motor, aceasta continuă să circule și elimină căldura din lagăr pentru câteva minute după oprirea motorului.

Funcționarea turbocompresorului

Criticile timpurii asupra motoarelor cu turbocompresie au fost performanțele lor slabe fără amplificare. Atunci când motorul nu se rotește suficient de repede pentru a roti turbina rapid și timpul necesar pentru ca turbocompresorul să înceapă să crească după apăsarea gazului. Ratele slabe de slăbire se datorează faptului că motoarele turbo care rulează pe drumuri nu au de obicei un raport de compresie foarte mare. Forțarea presiunii ridicate în cilindri este echivalentă cu creșterea raportului de compresie. Deci, dacă motorul pornește cu o compresie ridicată, la un câștig mare presiunea din interiorul motorului poate duce la probleme de detonare sau la „impact”, ceea ce ar duce la avarii grave ale motorului. Ca un ghid aproximativ, la fiecare trei kilograme de câștig este echivalent cu creșterea raportului de compresie cu un factor de unul.

Funcționarea turbocompresorului

Deci, dacă un motor cu un raport de compresie de 8: 1 are un turbo, care poate da nouă kilograme de câștig, raportul de compresie efectiv va fi de aproximativ 11: 1. Mașina de familie medie are un raport de compresie de 9: 1. motorul și turbo este răspunsul - aproape toate sistemele turbo folosesc acum o formă de gestionare a motorului. Care se ocupă de sistemele electronice de aprindere și injecție de combustibil încetinind ușor contactul dacă motorul începe să bată. Saab APC. Sistemul de monitorizare a performanței merge cu un pas mai departe. Nu numai că reduce presiunea de creștere la un nivel sigur, dar permite, de asemenea, motorului să funcționeze pe orice clasă de combustibil. Deoarece sistemul de control compensează automat - chiar dacă obțineți cele mai bune performanțe doar cu cea mai înaltă clasă.

Funcționarea turbocompresorului

Primele motoare turbo au suferit un turbo lag. În parte din cauza gestionării slabe a motorului și în parte din cauza lipsei de turbocompresoare adecvate însemna adesea că motoarele și turbo-ul nu erau perfect potrivite între ele. Un turbo mare pe un motor mic va oferi o putere bună de primă clasă, dar va lipsi de flexibilitate. Întârzierea este aproape inevitabilă, întrucât un motor mic va necesita timp pentru a „roti” un turbocompresor mare. Un turbo mic pe un motor mare oferă o putere medie la nivel mediu, cu întârziere mică sau deloc. Dar puterea finală este compromisă. Aceste probleme sunt minimizate prin potrivirea mai bună a dimensiunilor turbo-ului și a motorului. La fel și prin utilizarea unor materiale mai ușoare, cum ar fi ceramica și modele noi, cum ar fi duze cu debit variabil.

Funcționarea turbocompresorului

Avantajul evident al unui motor turbo este performanța crescută combinată cu economia. Un motor turbo de doi litri oferă performanțe similare unui motor de trei litri descărcat, fără a arde mult mai mult combustibil decât un motor de doi litri. Este adesea mai ușor pentru un producător să turbocomprime un motor existent decât să proiecteze și să dezvolte unul nou, mai mare. Adăugarea unui turbo la un motor nu crește, de obicei, semnificativ consumul de combustibil. Cu excepția cazului în care performanța îmbunătățită este utilizată pe deplin.