Turboülelaadimine – tööpõhimõte, eelised ja puudused
Artikkel sellest, mis on turboülelaadur, kuidas see töötab, selle peamised plussid ja miinused. Artikli lõpus – video turboülelaaduri omaduste ja põhimõtete kohta.
Artikli sisu:
- Milleks turboülelaadur?
- Turboülelaaduri seade ja tööpõhimõte
- Turboülelaaduri eelised
- Puudused
- Video turboülelaaduri omaduste ja põhimõtete kohta
Automootoril peavad olema sellised omadused, mis võimaldaksid kaasajaga kaasas käia. Tehnilised täiustused muutuvad iga aastaga aina keerulisemaks, sest keegi ei taha ratast uuesti leiutada, vaid vaja on parandada mootori kvaliteeti.
Seetõttu on väga hea lahendus kasutada sundõhu sissepritsesüsteemi põlemiskambrisse. Viimased insenertehnilised projektid ei hõlma ainult kütusesüsteemi sundõhu sissepritse täiustamist, vaid ka sama seadme paigaldamist väljalaskesüsteemi.
Milleks turboülelaadur?
Et mõista turboülelaaduri tähtsust ja selle toimimist, peate teadma, et mootor ei saa puhtal kujul kütust tarbida. Suletud anumas olev bensiin vajab vilkumiseks õhku, muidu mootor ei tööta.
See tähendab, et põlemiskambrisse peab sisenema segu, mis koosneb vajalikus vahekorras kütusest ja õhust. See segu põleb silindris. Põlemisel tekkivad gaasid teevad oma põhitöö ja eemaldatakse seejärel läbi väljalaskesüsteemi.
Tavaline turboülelaadur võimaldab suurendada mootori võimsust, surudes silindrisse täiendava õhurõhu. Tänu sellele suureneb segu süttivus kordades ja loomulikult suureneb ka mootori võimsus.
Lihtsamalt öeldes surutakse õhk turboülelaaduri abil kokku ja seda siseneb põlemiskambrisse suuremas koguses kui atmosfäärirõhul.
Turboülelaaduri seade ja tööpõhimõte
Ülelaaduri põhiosa, mis põhifunktsiooni täidab, on labadega tiivik. Tohutu kiirusega (200 tuhat pööret minutis) pöörledes ja kompressorina toimides pumpab see turbiinikambrisse õhku.
Pärast seda surutakse õhk kokku, mille tõttu selle õhu maht väheneb. Ometi on ammu teada, et füüsikaseaduste järgi kipub õhk kokkusurumisel soojenema. Ja see on turboülelaadurisüsteemi peamine puudus.
Loomulikult ei saanud see probleem disainerite tähelepanust mööda minna. Selle probleemi lahendamiseks püüdsid spetsialistid kasutada vahepealset õhkjahutust selle üleminekul mootorile.
Tulemuseks oli vahejahuti. See seade kasutab soojusvaheti efekti, millel on külmutusagensi toimel õhku jahutamine. Vahejahuti suudab suurendada mootori võimsust kuni 20% ja samal ajal vähendab see siiski heitgaaside detonatsiooni tõenäosust.
Turboülelaaduriga bensiini- ja diiselmootoritel pole peaaegu mingit vahet. Erinevus on ainult tõuke astmes. Diiselmootorid nõuavad suuremat survet ja on seetõttu varustatud võimsamate õhupuhuritega. Bensiinimootoritel on väiksema võimsusega ülelaadurid, sest liiga suur rõhk põlemiskambris võib põhjustada detonatsiooni.
Turboülelaaduri eelised
Tasuta lisavõimsus. Levinud on arvamus, et lisaturbiini olemasolu mootori väljalaskekollektoril tekitab lisaenergiat, mis peab pöörlema sisselaskeava juures täpselt sama turbiini, mille tulemusena muutuvad heitgaasid vabaks energiaallikaks. ülelaadur.
See kontseptsioon on aga väga vastuoluline, kuna eksisteerib nn vabastamistakistus. Aastakümneid on autodisainerid püüdnud seda takistust vähendada, sest just sel juhul suureneb mootori võimsus.
Selleks paigaldatakse süsteemi spetsiaalne generaator, mis vähendab oluliselt väljundtakistust. Seetõttu oleks vale kaaluda tasuta energia turboülelaadimise tööd. "Odav lisaenergia" kõlaks täpsemini.
Tehniliselt pole see protsess keeruline. Ülelaadur on seade, mis koosneb kahest rattast – kompressorist ja turbiinist. Turbiiniratas püüab kinni heitgaasid, mis seda juhivad. Selle tulemusena hakkab kompressori ratas pöörlema, mis on mõeldud õhu kokkusurumiseks.
Kompressor peab olema kontaktis jahutussüsteemiga, sest töö käigus tõuseb selle temperatuur üsna kõrgele. Tõstejõudu juhib möödaviiguklapp. Vajadusel võib see osa heitgaasist turbiinist mööda viia, et alandada süsteemi siserõhku.
Mootori võimsuse suurendamine ilma selle mahtu ja kaalu suurendamata. Turboülelaaduri tehnoloogia võimaldab suurendada mootori võimsust ilma silindrite mahtu ja nende arvu suurendamata. Tänu sellele saavutavad kerged ja väikesed mootorid suurepärase jõudluse ning lisaks väheneb sõiduki kogumass, pidurdusteekond ja kiirendusaeg.
Kasumlikkus.Turboülelaaduriga varustatud mootorite kütusekulu on kordades väiksem kui sama võimsusega mootori kütusekulu lihtsa atmosfääriõhu sissepritsega. Selle põhjuseks on asjaolu, et turbolaaduriga silindrites kulub selle täieliku põlemise tõttu palju vähem kütust ühe kolvikäigu kohta. See tähendab, et lahja segu kompenseeritakse täiendava õhurõhuga ja selle tulemusena suureneb võimsus.
Puudused
Käibest sõltuv. "Turboyama". Probleem on selles: madalatel pööretel kiirendamisel puudub aktiivne kiirendus. Kiirenduse dünaamika on nõrk, halvem isegi atmosfääri sissepritsega autodel. Ja asi on selles, et madalatel kiirustel on heitgaaside energia nõrk ja vastavalt sellele pöörleb ka ülelaaduri turbiin nõrgalt, luues põlemiskambris segu minimaalse rõhu. See tähendab, et turboülelaaduri soovitud efekt ilmneb ainult mootori kõrgetel pööretel.
Lisaks on veel üks probleem: õhu sissepritseprotsessi aeglus. Tõepoolest, soovitud sisendrõhu loomine võtab aega. Eksperdid teevad selles vallas inseneriuuringuid ja mingil määral on õnnestunud seda intervalli ülelaadija dünaamikas vähendada.
Lisaks võimaldab CVT või automaatkäigukasti olemasolu autol kiirenduse ajal automaatselt madalamale käigule lülituda. Tänu sellele elimineeritakse ülelaaduri inertsi kahjulikud mõjud.
Tänapäeval on turboinertsi probleemi lahendamiseks järgmised võimalused:
- biturbo ülelaadimine (kaksülelaadimine);
- adaptiivse geomeetriaga turbiin;
- kombineeritud tõuge.
Twin turbod kasutavad kahte väikest turbiini, mis koos töötavad palju kiiremini kui nimisuurusega turbiinid. Silindrite arv jaotub nende turbiinide vahel võrdselt. Sellise süsteemi analoogiks võib olla mitme kompressori kasutamine, mis käivitatakse mootori erinevatel pööretel, igaüks oma režiimis.
Adaptiivse geomeetriaga turbiin suudab muuta sisselaskeava suurust ja seeläbi reguleerida heitgaasivoolu tugevust, mis tõstab ka süsteemi efektiivsust.
Kombineeritud ülelaadimine koosneb turbolaadurist ja mehaanilisest ülelaadurist. Ülelaadur loob õige rõhu madalatel pööretel, kuid niipea, kui kiirus tõuseb teatud väärtuseni, lülitatakse turbolaadur sisse.
Kuumus.Nagu juba mainitud, kaasneb suruõhuga selle kuumutamine, mis ei mõjuta mootori tööd parimal viisil. Seetõttu on sageli vaja ühendada lisajahutus ja see võtab osa energiast.
Vaatamata nendele puudustele on turboülelaadur aga suurepärane vahend sisepõlemismootorite võimsuse ja efektiivsuse ning ka efektiivsuse tõstmiseks. Lisaks näitab spetsialistide aastatepikkune kogemus, et selle süsteemi täiustamise võimalused pole veel ammendatud.
