Co je to motor s přeplňovaným motorem?

Přeplňovaný motor

Turbo motor. Úkol zvýšit výkon a točivý moment motoru byl vždy aktuální. Výkon motoru přímo souvisí se zdvihovým objemem válců a množstvím do nich dodávané směsi vzduch-palivo. To znamená, že čím více paliva spálí ve válcích, tím větší výkon vyvine pohonná jednotka. Nejjednodušším řešením je však zvýšení výkonu motoru. Zvýšení jeho pracovního objemu vede ke zvětšení rozměrů a hmotnosti konstrukce. Množství přiváděné pracovní směsi lze zvýšit zvýšením rychlosti otáčení klikového hřídele. Jinými slovy, realizace více pracovních cyklů ve válcích za jednotku času. Vyskytnou se však vážné problémy spojené se zvýšením setrvačných sil a prudkým nárůstem mechanického zatížení částí pohonné jednotky, což povede ke snížení životnosti motoru.

Účinnost turbomotoru

Nejúčinnějším způsobem v této situaci je síla. Představte si sací zdvih spalovacího motoru. Motor, i když pracuje jako čerpadlo, je také velmi neefektivní. Vzduchové potrubí má vzduchový filtr, ohyby sběrného sacího potrubí a benzínové motory také škrticí ventil. To vše samozřejmě snižuje plnění válce. Pro zvýšení tlaku před sacím ventilem bude do válce umístěno více vzduchu. Doplňování paliva zlepšuje čerstvou náplň ve válcích, což jim umožňuje spalovat více paliva ve válcích a získat tak více výkonu motoru. U spalovacího motoru se používají tři typy zesílení. Rezonance, která využívá kinetickou energii objemu vzduchu v sacím potrubí. V takovém případě není nutné žádné další nabíjení / posilování. Mechanické, v této verzi je kompresor poháněn motorovým řemenem.

Plynová turbína nebo přeplňovaný motor

Plynová turbína nebo turbodmychadlo, turbína je poháněna tokem výfukových plynů. Každá metoda má své vlastní výhody a nevýhody, které určují oblast použití. Osobní sací potrubí. Pro lepší plnění válce musí být zvýšen tlak před sacím ventilem. Mezitím není obvykle nutný zvýšený tlak. Stačí jej zvednout v okamžiku uzavření ventilu a vložit do válce další část vzduchu. Pro krátkodobé zvýšení tlaku je ideální kompresní vlna, která se pohybuje podél sacího potrubí, když je motor v chodu. Stačí vypočítat délku samotného potrubí tak, aby vlna odražená několikrát od jeho konců dosáhla ventilu ve správný čas. Teorie je jednoduchá, ale její implementace vyžaduje hodně vynalézavosti. Ventil se neotevírá při různých rychlostech klikového hřídele, a proto využívá rezonanční zesilovací efekt.

Turbo motor - dynamický výkon

Díky krátkému sacímu potrubí si motor vede lépe při vysokých otáčkách. Zatímco při nízkých rychlostech je dlouhá sací cesta efektivnější. Vstupní potrubí s proměnnou délkou lze vytvořit dvěma způsoby. Buď připojením rezonanční komory, nebo přepnutím na požadovaný vstupní kanál nebo připojením. Ta druhá se také nazývá dynamická síla. Rezonanční a dynamický tlak může urychlit tok věže sání vzduchu. Účinky zesílení způsobené kolísáním tlaku vzduchu v rozmezí od 5 do 20 mbar. Pro srovnání, s turbodmychadlem nebo mechanickým posilovačem můžete získat hodnoty v rozmezí 750 až 1200 XNUMX mbar. Chcete-li obrázek dokončit, nezapomeňte, že je zde také inerciální zesilovač. Ve kterém hlavním faktorem pro vytváření přetlaku před ventilem je vysokotlaká výška průtoku ve vstupním potrubí.

Zvýšení výkonu turbomotoru

To dává mírné zvýšení výkonu při vysokých rychlostech nad 140 kilometrů za hodinu. Většinou se používá na motocyklech. Mechanická plniva umožňují poměrně jednoduchý způsob, jak výrazně zvýšit výkon motoru. Pohonem motoru přímo z klikového hřídele motoru je kompresor schopen bez prodlení pumpovat vzduch do válců při minimálních otáčkách a zvyšovat plnicí tlak v přísném poměru k otáčkám motoru. Mají však také nevýhody. Snižují účinnost spalovacího motoru. Protože část energie generované napájecím zdrojem se používá k jejich pohonu. Mechanické tlakové systémy zabírají více místa a vyžadují speciální pohon. Ozubený řemen nebo převodovka vydávají velký hluk. Mechanická plniva. Existují dva typy mechanických dmychadel. Objemové a odstředivé. Typickými plnivy jsou Rootsovy supergenerátory a Lysholmský kompresor. Konstrukce Roots připomíná olejové zubové čerpadlo.

Vlastnosti motoru Turbo

Zvláštností této konstrukce je, že vzduch není stlačován v kompresoru, ale vně v potrubí a dostává se do prostoru mezi skříní a rotory. Hlavní nevýhodou je omezené množství zisku. Bez ohledu na to, jak přesně jsou plnicí díly nastaveny, při dosažení určitého tlaku začne vzduch proudit zpět, čímž se snižuje účinnost systému. Existuje několik způsobů, jak bojovat. Zvyšte otáčky rotoru nebo udělejte dmychadlo dvou nebo dokonce třístupňové. Je tedy možné zvýšit konečné hodnoty na přijatelnou úroveň, ale vícestupňové návrhy nemají svou hlavní výhodu - kompaktnost. Další nevýhodou je nerovnoměrné vypouštění výstupu, protože vzduch je přiváděn po částech. Moderní konstrukce využívají trojúhelníkové otočné mechanismy a vstupní a výstupní okna mají trojúhelníkový tvar. Díky těmto technikám se objemné kompresory prakticky zbavily pulzujícího efektu.

Instalace turbo motoru

Nízké otáčky rotoru a tím i trvanlivost spolu s nízkou hladinou hluku vedly k tomu, že své značky velkoryse vybavily známé značky jako DaimlerChrysler, Ford a General Motors. Zdvihový kompresor zvyšuje křivky výkonu a točivého momentu, aniž by měnil svůj tvar. Jsou již účinné při nízkých až středních rychlostech a to nejlépe odráží dynamiku zrychlení. Jediným problémem je, že takové systémy jsou velmi efektní na výrobu a instalaci, což znamená, že jsou poměrně drahé. Další způsob současného zvýšení tlaku vzduchu v sacím potrubí navrhl inženýr Lisholm. Konstrukce kování Lysholm poněkud připomíná konvenční mlýnek na maso. Uvnitř skříně jsou nainstalována dvě další šroubová čerpadla. Otáčející se různými směry zachytí část vzduchu, stlačí ji a umístí do válců.

Turbo motor - tuning

Tento systém se vyznačuje vnitřní kompresí a minimální ztrátou v důsledku přesně kalibrovaných vůlí. Kromě toho je tlak na vrtule účinný téměř v celém rozsahu otáček motoru. Tichý, velmi kompaktní, ale extrémně drahý kvůli složitosti výroby. Nezanedbávají je však ani tak renomovaná tuningová studia jako AMG nebo Kleemann. Odstředivá plniva mají podobný design jako turbodmychadla. Nadměrný tlak v sacím potrubí vytváří také kolo kompresoru. Jeho radiální lopatky odstředivou silou zachycují a tlačí vzduch kolem tunelu. Rozdíl od turbodmychadla je pouze v pohonu. Odstředivá dmychadla mají podobnou, i když méně nápadnou setrvačnou vadu. Ale je tu ještě jedna důležitá vlastnost. Ve skutečnosti je generovaný tlak úměrný druhé mocnině rychlosti kola kompresoru.

Turbo motor

Jednoduše řečeno, musí se otáčet velmi rychle, aby bylo možné pumpovat požadovaný náboj vzduchu do válců. Někdy desetinásobek otáček motoru. Účinný odstředivý ventilátor při vysokých rychlostech. Mechanické odstředivky jsou méně uživatelsky přívětivé a odolnější než plynové odstředivky. Protože pracují při nižších extrémních teplotách. Jednoduchost a tedy nízké náklady na jejich design si získaly popularitu v oblasti amatérského tuningu. Mezichladič motoru. Mechanický ovládací obvod přetížení je poměrně jednoduchý. Při plném zatížení je obtokový kryt zavřený a sytič otevřený. Celý proud vzduchu jde do motoru. Během provozu při částečném zatížení se škrticí ventil zavře a klapka potrubí se otevře. Přebytečný vzduch se vrací zpět do vstupu dmychadla. Vzduch mezichladiče pro plnění je téměř nepostradatelnou součástí nejen mechanických, ale i zesilovacích systémů plynových turbín.

Provoz přeplňovaného motoru

Stlačený vzduch se před přiváděním do válců motoru předchladí v mezichladiči. Konstrukčně jde o konvenční chladič, který je chlazen buď proudem nasávaného vzduchu, nebo chladicí kapalinou. Snížení teploty nabitého vzduchu o 10 stupňů umožňuje zvýšit jeho hustotu přibližně o 3%. To zase umožňuje zvýšit výkon motoru přibližně o stejné procento. Turbodmychadlo motoru. Turbodmychadla se častěji používají v moderních automobilových motorech. Ve skutečnosti jde o stejný odstředivý kompresor, ale s jiným hnacím okruhem. Toto je nejdůležitější, možná zásadní rozdíl mezi mechanickými kompresory a přeplňováním. Je to hnací řetěz, který do značné míry určuje vlastnosti a použití různých konstrukcí.

Výhody turbomotoru

U turbodmychadla je oběžné kolo umístěno na stejné hřídeli jako oběžné kolo, turbína. Který je zabudován do sběrného výfukového potrubí motoru a je poháněn výfukovými plyny. Rychlost může překročit 200 000 ot / min. Neexistuje žádné přímé spojení s klikovým hřídelem motoru a přívod vzduchu je řízen tlakem výfukových plynů. Mezi výhody turbodmychadla patří. Zlepšení účinnosti a hospodárnosti motoru. Mechanický pohon bere energii z motoru, stejný využívá energii z výfuku, čímž se zvyšuje účinnost. Nezaměňujte specifickou a celkovou účinnost motoru. Přirozeně vyžaduje provoz motoru, jehož výkon se zvýšil díky použití turbodmychadla, více paliva než podobný motor s nižším výkonem s přirozeným aspirátorem.

Výkon turbo motoru

Ve skutečnosti je plnění válců vzduchem vylepšeno, jak si pamatujeme, aby se v nich spálilo více paliva. Hmotnostní podíl paliva na jednotku výkonu za hodinu je u motoru vybaveného palivovým článkem vždy nižší než u podobné konstrukce výkonné jednotky bez zesílení. Turbodmychadlo umožňuje dosáhnout specifikovaných charakteristik pohonné jednotky s menší velikostí a hmotností. Než v případě použití motoru s atmosférickým sáním. Přeplňovaný motor má navíc nejlepší vliv na životní prostředí. Tlak ve spalovací komoře vede ke snížení teploty a v důsledku toho ke snížení tvorby oxidů dusíku. Při tankování benzínových motorů je dosaženo úplnějšího spalování paliva, zejména v přechodných podmínkách. U vznětových motorů vám přídavný přívod vzduchu umožňuje posouvat hranice vzhledu kouře, tj. bojovat s emisemi částic sazí.

Vznětový přeplňovaný motor

Diesely jsou mnohem vhodnější pro posilování obecně a zvláště pro přeplňování. Na rozdíl od benzínových motorů, u nichž je plnicí tlak omezen nebezpečím klepání, o tomto jevu nevědí. Naftový motor může být pod tlakem až do extrémního mechanického namáhání svých mechanismů. Navíc nedostatek škrticí klapky nasávaného vzduchu a vysoký kompresní poměr mají za následek vyšší tlaky výfukových plynů a nižší teploty ve srovnání s benzínovými motory. Turbodmychadla se vyrábějí snadněji, což se vyplatí s řadou inherentních nevýhod. Při nízkých otáčkách motoru je množství výfukových plynů nízké, a proto je nízká účinnost kompresoru. Kromě toho má přeplňovaný motor obvykle takzvaný Turboyama.

Keramický kovový turbo rotor

Hlavním problémem je vysoká teplota výfukových plynů. Keramický kovový rotor turbíny je asi o 20 % lehčí než rotor vyrobený z tepelně odolných slitin. A má také nižší moment setrvačnosti. Donedávna byla životnost celého zařízení omezena na táborový život. Byla to v podstatě pouzdra podobná klikovému hřídeli, která byla mazána tlakovým olejem. Opotřebení takových konvenčních ložisek bylo samozřejmě velké, ale kuličková ložiska nevydržela obrovské otáčky a vysoké teploty. Řešení bylo nalezeno, když bylo možné vyvinout ložiska s keramickými kuličkami. Použití keramiky ale nepřekvapí, ložiska jsou naplněna stálým přísunem maziva. Zbavit se nedostatků turbodmychadla umožňuje nejen snížit setrvačnost rotoru. Ale také použití přídavných, někdy dosti složitých regulačních obvodů plnicího tlaku.

Jak funguje přeplňovaný motor

Hlavním úkolem v tomto případě je snížit tlak při vysokých otáčkách motoru a zvýšit jej při nízkých. Všechny problémy lze zcela vyřešit turbínou s proměnnou geometrií, turbínou s proměnnou tryskou. Například s pohyblivými noži, jejichž parametry lze měnit v širokém rozsahu. Princip činnosti turbodmychadla VNT spočívá v optimalizaci toku výfukových plynů směřujících ke kolu turbíny. Při nízkých otáčkách motoru a nízkém objemu výfukových plynů směruje turbodmychadlo VNT celý tok výfukových plynů na kolo turbíny. Tedy zvýšení jeho síly a zvýšení tlaku. Při vysokých rychlostech a vysokých průtokech plynu udržuje turbodmychadlo VNT otevřené pohyblivé lopatky. Zvětšení průřezu a odvětrání některých výfukových plynů z oběžného kola.

Ochrana turbo motoru

Ochrana proti překročení rychlosti a zvýšení tlaku na požadované úrovni motoru, eliminace přetížení. Kromě systémů s jedním zesilovačem je běžné dvoustupňové zesílení. První stupeň pohonu kompresoru poskytuje efektivní podporu při nízkých otáčkách motoru. A druhé, turbodmychadlo, využívá energii výfukových plynů. Jakmile pohonná jednotka dosáhne otáček dostatečných pro normální provoz turbíny, kompresor se automaticky vypne a pokud klesnou, znovu se spustí. Mnoho výrobců instaluje na své motory dvě turbodmychadla najednou. Takové systémy se nazývají biturbo nebo twin-turbo. Mezi nimi není žádný zásadní rozdíl, až na jednu výjimku. Biturbo předpokládá použití turbín různých průměrů, a tedy i výkonu. Algoritmus pro jejich zahrnutí může být navíc paralelní nebo sekvenční.

Otázky a odpovědi:

K čemu slouží turbodmychadlo? Zvýšený tlak čerstvého vzduchu ve válci zajišťuje lepší spalování směsi vzduch-palivo, což zvyšuje výkon motoru.

Co znamená přeplňovaný motor? V konstrukci takové pohonné jednotky je mechanismus, který zajišťuje zvýšený průtok čerstvého vzduchu do válců. K tomu se používá turbodmychadlo nebo turbína.

Jak funguje přeplňování turbodmychadlem na autě? Výfukové plyny roztáčí oběžné kolo turbíny. Na druhém konci hřídele je v sacím potrubí instalováno tlakové oběžné kolo.