Ce este turbo
O astfel este mic, cu un „melc“ minte - una dintre cele mai eficiente moduri de a crește puterea motorului.
Fără îndoială, fiecare dintre noi cel puțin o dată în viață pentru a observa cu aspect obișnuit plăcuța de identificare auto «turbo». Producătorii, ca și în cazul în care în mod intenționat, face aceste plăcuțe cu nume de dimensiuni mici și plasate în locuri în umbră, astfel încât trecătorul neinițiat va observa si va trece. Și persoana de înțelegere va fi cu siguranță interesați și de a opri mașina. Ceea ce urmează este o poveste despre motivele acestui comportament.
designeri auto (de la nașterea profesiei) este în mod constant preocupat de creșterea puterii motoarelor. Legile fizicii de stat pe care puterea motorului depinde de cantitatea de combustibil ars într-un singur ciclu de lucru. Mai mult carburant ne arde, mai multă putere. Și, să spunem că ne-am dorit să crească „numărul de cai“ sub capota - cum se face? A fost apoi că am fost de așteptare pentru, și probleme.
Turbosuflanta este format din două „melcul“ - prin una gazele de eșapament trec, iar al doilea „shake“ aerul din cilindrii.
Faptul că combustibilul pentru ardere necesită oxigen. Astfel că nici un combustibil este ars în cilindrii, iar amestecul aer-combustibil. Interferă combustibil cu aer nu este necesară pentru ochi și într-un anumit raport. De exemplu, un combustibil motor pe benzină per parte se bazează 14-15 părți de aer - în funcție de modul de funcționare, compoziția de combustibil și de alți factori.
După cum putem vedea, aerul necesar o multime. Dacă vom crește oferta de combustibil (aceasta nu este o problemă), trebuie, de asemenea, să crească în mod considerabil și alimentarea cu aer. Motoarele convenționale suge propria sa din cauza diferenței de presiune în cilindru și în atmosferă. Dependența directă se transformă - cu cât volumul cilindrului, mai mult oxigen devine pe fiecare ciclu. Asta este ceea ce americanii, eliberând motoare uriașe cu un consum de combustibil îți taie răsuflarea. Și există o modalitate de a conduce în același volum de mai mult aer?
Acolo, pentru prima dată, și a venit cu stăpânul lui Gottlieb Daimler Wilhelm (Gottlieb Wilhelm Daimler). Un nume familiar? Cu toate acestea, este utilizat în numele DaimlerChrysler. Deci, acest lucru german foarte bine cugetat la motoare și mai mult în 1885 a dat seama cum să-i conducă mai mult aer. Este ghicit pompa de aer în cilindri prin turbocompresorul reprezintă suflanta (compresor) care este primită în mod direct prin rotirea axului motorului și unitatea de aer comprimat la cilindrii.
Ideea de inteligent simplu elvețian, ca toate ingenios. Ca moara de vant este rotit aripile, și, de asemenea, gazele de eșapament pentru a transforma roata cu palete. Singura diferență este că roata este foarte mică, și o mulțime de lame. Roată cu palete numite rotor cu turbină și plantate pe un ax cu o roată de compresor. Deci, turbocompresor poate fi împărțit în mod condiționat în două părți - rotorul și compresorul. Rotorul primește rotație din gazele de eșapament și un compresor conectat la acesta să lucreze ca un „fan“ pompe de aer suplimentar în cilindri. Toate această structură complicat numit turbocompresorul (de la turbo latin - și un compressio vârtej de vânt - compresie) sau turbocompresor.
Analogic turbo - turbocompresor acționat - rigid conectat la motor și își petrece o parte munca sa a puterii sale.
Aerul turbo care intră cilindrii, trebuie adesea să se răcească în continuare - atunci presiunea poate fi făcută mai mare, de conducere în cilindru mai mult oxigen. După aerul rece compresa (deja într-un cilindru motor cu ardere internă) este mai ușor decât fierbinte.
Aerul care trece prin turbină, este încălzită de compresie, precum și detaliile turbosuflante, gazele de eșapament încălzite. aerul furnizat motorul este răcit cu ajutorul așa-numita intercooler (intercooler). Acest radiator montat pe calea aerului de la compresor la cilindrii motorului. Trecerea prin aceasta, dă căldura în atmosferă. Un aer rece este mai dens - astfel încât să poată fi forțat în cilindru chiar mai mult.
Și aici este modul în care intercooler.
Gazul de evacuare mai mare pătrunde turbina, cu atât mai repede se rotește și aerul mai suplimentar intra cilindrii, cu atât mai mare putere. Eficacitatea acestei soluții în comparație cu, de exemplu, pentru a conduce un turbocompresor este că, pentru a „auto“ motor aspirat natural uzat foarte putina energie - doar 1,5%. Faptul că rotorul turbinei este alimentat cu energie din gazele de eșapament nu sunt în detrimentul încetinind, dar din cauza lor rece - după turbina de gaze de eșapament sunt încă rapid, dar mai rece. Mai mult decât atât, consumat în comprimarea liberă a aerului crește randamentul motorului de energie. Și posibilitatea de a trage cu un volum de lucru mai mic înseamnă mai multă putere pierderile prin frecare mai puțin, în greutate mai mică a motorului (și mașina în ansamblu). Toate acestea face ca masinile mai eficient de combustibil, turbo în comparație cu omologii lor atmosferice de putere egală. S-ar părea, aici este, fericirea. Dar nu, nu este atât de simplu. Problemele abia au început.
În primul rând, viteza turbinei poate ajunge la 200 de mii de rotații pe minut, iar în al doilea rând, temperatura ajunge la gazele fierbinți, încercați doar să ne imaginăm 1000 ° C! Ce înseamnă toate astea? Ce supraalimentarii, care poate rezista la astfel de sarcini nu slabe pentru o lungă perioadă de timp, un foarte costisitoare și dificil.
Gazele de eșapament sunt încălzite și sistemul de evacuare, și turboalimentare la temperaturi foarte ridicate.
Din aceste motive, supraalimentarea a devenit larg răspândită doar în timpul al doilea război mondial, și chiar și atunci numai în aviație. In anii '50 compania americană Caterpillar a reușit să-l adapteze la tractoarele sale, și meșteșugari din Cummins proiectat primul turbo diesel pentru camioane lor. La producția de autoturisme turbo care a apărut mai târziu. Sa întâmplat în 1962, când aproape în același timp, a văzut lumina Oldsmobile Jetfire și Chevrolet Corvair Monza.
Dar complexitatea și costurile ridicate de construcție - nu sunt singurele dezavantaje. Faptul că eficiența turbinei depinde în mare măsură de turația motorului. La motor redus viteze bitul de evacuare este slab rotor desfăcută și compresorul cu greu suflă aer suplimentar în cilindri. Prin urmare, se întâmplă că nu se trage de până la trei mii de rotații pe minut motor, și numai apoi, după patru mii cinci, „muguri“. Aceasta muscă în unguent este numit turbo lag. Și cu atât mai mare turbina, cu atât mai mult se va învârti în sus. De aceea, motoarele cu turbine cu densitate foarte mare putere și de înaltă presiune sunt, de obicei suferă turboyamu mai întâi. Și aici, la turbinele, creând o presiune scăzută, defecțiuni sunt aproape nici de tracțiune, ci și puterea pe care o ridica nu este foarte puternic.
Există, de asemenea, un design mai sofisticat. De exemplu, inginerii au venit cu motorul montat pe nu una, ci două turbine. Una funcționează pe ture mici ale motorului pentru a produce forța de tracțiune pe „fund“, iar al doilea este inclus mai târziu. Această decizie a fost numit twin-turbo a permis de a ucide două păsări cu o singură piatră - și turboyamu și lipsa de putere. La sfârșitul ultimei vekaavtomobilis turbine de serie schema de conexiuni a avut o anumită popularitate, au lansat Nissan, Toyota, Mazda si chiar Porsche. Cu toate acestea, din cauza complexității vârstei de proiectare a unor astfel de vehicule sa dovedit a fi idei de scurtă durată și foarte diferite.
De exemplu, turbocompresorul paralel sau biturbo. Adică, în loc de o singura turbina pune doua turbine identice mici, care funcționează independent unul față de celălalt. Ideea este ca mai mica turbina, cu atât mai repede se rotește, cu atât mai „receptiv“ se transformă motorul. De regulă, două turbine mici stabilite pe motoare in V, câte unul pentru fiecare „jumătate“.
O altă variantă de realizare - o turbină cu două „melcii“ sau twin-scroll. Unul dintre ei (puțin mai mare) primește gazele de eșapament de la o jumătate din cilindrii motorului, al doilea (puțin mai mică) - din a doua jumătate a cilindrului. Ambele gaze sunt alimentate la o turbină, filare în mod eficient și la temperaturi joase și la viteze mari.
turbina twin-scroll are un dublu „melc“ turbină - unul funcționează eficient la viteze mari ale motorului, al doilea - la foc mic.
Dar acest lucru a fost designerii nu au fost îndeplinite. Desigur, este mult mai ușor de gestionat decât un oraș una din două turbine. Este necesar doar pentru a face munca turbinei la fel de bine în toată gama de turații. Deci, există turbină cu geometrie variabilă. Aici și începe distracția. În funcție de viteza de rotație a lamei sunt rotite formă specială a duzei variază. Rezultatul este un „superturbina“, care funcționează bine în toată gama de turații. Aceste idei au fost în aer mai mult de o duzină de ani, dar nu a reușit să le pună în aplicare relativ recent. Și prima turbină cu geometrie variabilă a apărut pe motoarele diesel, beneficiul temperatura gazului este semnificativ mai mic. Și de la mașinile pe benzină primul exemplu de o astfel de turbină, Porsche 911 Turbo.
