Apa itu enjin kereta turbocharged?

Enjin turbocharged

Enjin turbo. Tugas meningkatkan kuasa enjin dan tork sentiasa relevan. Kuasa enjin secara langsung berkaitan dengan anjakan silinder dan jumlah campuran udara-bahan api yang dibekalkan kepada mereka. Iaitu, lebih banyak bahan api terbakar dalam silinder, lebih banyak kuasa dibangunkan oleh unit kuasa. Walau bagaimanapun, penyelesaian paling mudah ialah meningkatkan kuasa enjin. Peningkatan dalam volum kerjanya membawa kepada peningkatan dalam dimensi dan berat struktur. Jumlah campuran kerja yang dibekalkan boleh ditingkatkan dengan meningkatkan kelajuan putaran aci engkol. Dengan kata lain, pelaksanaan lebih banyak kitaran kerja dalam silinder setiap unit masa. Tetapi akan ada masalah serius yang berkaitan dengan peningkatan daya inersia dan peningkatan mendadak dalam beban mekanikal pada bahagian unit kuasa, yang akan membawa kepada pengurangan hayat enjin.

Kecekapan enjin turbo

Cara yang paling berkesan dalam keadaan ini adalah kuasa. Bayangkan sedutan sedutan enjin pembakaran dalaman. Enjin pada masa itu berfungsi seperti pam, dan juga sangat tidak cekap. Saluran ini mempunyai penapis udara, selekoh dalam manifold pengambilan, dan mesin petrol juga mempunyai injap rama-rama. Semua ini, tentu saja, mengurangkan pengisian silinder. Untuk meningkatkan tekanan di hadapan injap masuk, lebih banyak udara akan dimasukkan ke dalam silinder. Pengisian bahan bakar meningkatkan pengisian silinder dengan muatan baru, yang membolehkan mereka membakar lebih banyak bahan bakar di dalam silinder dan dengan itu memperoleh tenaga enjin yang lebih tinggi. Tiga jenis penguat digunakan dalam mesin pembakaran dalaman. Resonans yang menggunakan tenaga kinetik isipadu udara dalam manifold pengambilan. Dalam kes ini, tidak diperlukan caj / dorongan tambahan. Secara mekanikal, dalam perwujudan ini, pemampat didorong oleh tali pinggang motor.

Mesin turbin gas atau turbo

Turbin gas atau turbocharger, turbin didorong oleh aliran ekzos. Setiap kaedah mempunyai kelebihan dan kekurangan, yang menentukan skopnya. Pengambilan diri berkali-kali. Untuk mengisi silinder yang lebih baik, tekanan di hadapan injap masuk harus ditingkatkan. Sementara itu, peningkatan tekanan tidak perlu sama sekali. Cukup untuk mengangkatnya pada saat menutup injap dan memuatkan bahagian udara tambahan ke dalam silinder. Untuk peningkatan tekanan jangka pendek, gelombang mampatan yang bergerak di sepanjang manifold pengambilan dengan mesin berjalan sangat sesuai. Cukup untuk mengira panjang saluran paip itu sendiri sehingga gelombang yang dipantulkan beberapa kali dari hujungnya mencapai injap pada waktu yang tepat. Teorinya sederhana, tetapi pelaksanaannya memerlukan kepintaran yang cukup besar. Injap tidak terbuka pada kelajuan poros engkol yang berbeza dan, oleh itu, menggunakan kesan penguatan resonan.

Enjin turbo - kuasa dinamik

Dengan manifold pengambilan pendek, enjin berkinerja lebih baik pada kelajuan tinggi. Walaupun pada kelajuan rendah, jalan sedutan panjang lebih efisien. Panjang paip masuk yang berubah-ubah boleh dibuat dengan dua cara. Sama ada dengan menyambungkan ruang resonan, atau dengan beralih ke saluran input yang dikehendaki atau menyambungkannya. Pilihan terakhir juga dipanggil kekuatan dinamik. Tekanan resonan dan dinamik dapat mempercepat aliran lajur pengambilan. Kesan penguat yang disebabkan oleh turun naik tekanan udara adalah dalam lingkungan 5 hingga 20 mbar. Sebagai perbandingan, dengan menggunakan turbocharger atau gain mekanikal, anda dapat memperoleh nilai dalam julat dari 750 hingga 1200 mbar. Untuk melengkapkan gambar, kami perhatikan bahawa masih ada penguat inersia. Di mana faktor utama untuk membuat tekanan berlebihan di hadapan injap adalah kepala dengan tekanan aliran tinggi di paip masuk.

Kuasa enjin turbo meningkat

Ini memberikan sedikit peningkatan daya pada kelajuan tinggi lebih dari 140 kilometer sejam. Terutamanya digunakan pada motosikal. Pengisi mekanikal membolehkan kaedah yang cukup mudah untuk meningkatkan kuasa enjin dengan ketara. Dengan membawa mesin secara langsung dari poros engkol mesin, pemampat mampu mengepam udara ke dalam silinder pada kelajuan minimum tanpa penundaan, meningkatkan tekanan dorongan dalam perkadaran yang ketat dengan kelajuan mesin. Tetapi mereka juga mempunyai kekurangan. Mereka mengurangkan kecekapan enjin pembakaran dalaman. Kerana sebahagian daya yang dihasilkan oleh bekalan kuasa digunakan untuk menggerakkan mereka. Sistem tekanan mekanikal mengambil lebih banyak ruang, memerlukan pemacu khas. Timing belt atau gearbox mengeluarkan bunyi yang kuat. Pengisi mekanikal. Terdapat dua jenis pengecas mekanikal. Volumetrik dan empar. Pengisi pukal biasa adalah supenerator Roots dan pemampat Lysholm. Reka bentuk Roots menyerupai pam gear minyak.

Mempunyai enjin turbo

Keistimewaan reka bentuk ini ialah udara tidak dimampatkan dalam supercharger, tetapi di luar dalam saluran paip, masuk ke ruang antara perumahan dan rotor. Kelemahan utama adalah jumlah keuntungan yang terhad. Tidak kira betapa tepatnya bahagian pengisi ditetapkan, apabila tekanan tertentu dicapai, udara mula mengalir kembali, mengurangkan kecekapan sistem. Terdapat beberapa cara untuk melawan. Tingkatkan kelajuan rotor atau buat pengecas super dua atau tiga peringkat. Oleh itu, adalah mungkin untuk meningkatkan nilai akhir ke tahap yang boleh diterima, tetapi reka bentuk berbilang peringkat tidak mempunyai kelebihan utamanya - kekompakan. Kelemahan lain ialah pelepasan alur keluar yang tidak sekata, kerana udara dibekalkan dalam bahagian. Reka bentuk moden menggunakan mekanisme berputar segi tiga, dan tingkap pintu masuk dan keluar berbentuk segi tiga. Terima kasih kepada teknik ini, pengecas besar yang besar secara praktikal menghilangkan kesan berdenyut.

Pemasangan enjin turbo

Kelajuan rotor yang rendah dan daya tahan, ditambah dengan tahap kebisingan yang rendah, telah menghasilkan jenama terkenal seperti DaimlerChrysler, Ford dan General Motors dengan murah hati melengkapkan produk mereka. Pengecas perpindahan meningkatkan keluk daya dan tork tanpa mengubah bentuknya. Mereka sudah berkesan pada kelajuan rendah hingga sederhana dan ini paling baik mencerminkan dinamika pecutan. Satu-satunya masalah adalah bahawa sistem seperti ini sangat senang dibuat dan dipasang, yang bermaksud ia cukup mahal. Kaedah lain untuk meningkatkan tekanan udara secara serentak dalam manifold pengambilan dicadangkan oleh jurutera Lisholm. Reka bentuk kelengkapan Lysholm agak mengingatkan penggiling daging konvensional. Dua pam skru tambahan dipasang di dalam perumahan. Berputar ke arah yang berbeza, mereka menangkap sebahagian udara, memampatkannya dan meletakkannya dalam silinder.

Enjin turbo - penalaan

Sistem sedemikian dicirikan oleh pemampatan dalaman dan kerugian minimum kerana pelepasan yang dikalibrasi dengan tepat. Di samping itu, tekanan skru bertindak pada hampir keseluruhan julat kelajuan enjin. Tenang, sangat padat, tetapi sangat mahal kerana kesukaran pembuatan. Namun, mereka tidak diabaikan oleh studio penalaan terkenal seperti AMG atau Kleemann. Pengisi sentrifugal mengingatkan turbocharger dalam reka bentuk. Tekanan berlebihan dalam manifold pengambilan juga membuat roda pemampat. Bilah radialnya menangkap dan mendorong udara di sekitar terowong menggunakan daya sentrifugal. Perbezaan dari pengecas turbo hanya pada pemacu. Blower sentrifugal mempunyai kecacatan inersia yang serupa, walaupun kurang ketara. Tetapi ada satu lagi ciri penting. Sebenarnya, besarnya tekanan yang dihasilkan berkadaran dengan kelajuan persegi roda pemampat.

Enjin turbo

Ringkasnya, ia mesti berputar dengan cepat untuk mengepam muatan udara yang diperlukan ke dalam silinder. Kadang kala enjin berpuluh kali ganda. Kipas empar yang cekap pada kelajuan tinggi. Sentrifugal mekanikal kurang senang digunakan dan lebih tahan lama daripada emparan gas. Kerana mereka bekerja pada suhu ekstrem yang lebih rendah. Kesederhanaan dan, dengan demikian, murahnya reka bentuk mereka telah mendapat populariti dalam bidang penalaan amatur. Enjin intercooler. Litar kawalan beban mekanikal agak mudah. Pada beban penuh, penutup pintasan ditutup dan induktor terbuka. Semua aliran udara memasuki enjin. Semasa operasi beban bahagian, injap pendikit ditutup dan peredam paip terbuka. Udara berlebihan dikembalikan ke saluran masuk pengecas. Udara penyejuk pengisian yang disertakan dalam litar Intercooler adalah komponen yang hampir tidak dapat dipisahkan bukan hanya mekanikal, tetapi juga sistem penguat turbin gas.

Enjin turbocharged

Udara termampat disejukkan terlebih dahulu di intercooler sebelum dimasukkan ke dalam silinder mesin. Dengan reka bentuknya, ini adalah radiator konvensional, yang disejukkan sama ada oleh aliran udara pengambilan atau oleh cecair penyejuk. Menurunkan suhu udara yang dicas sebanyak 10 darjah membolehkan anda meningkatkan ketumpatannya sekitar 3%. Ini seterusnya membolehkan anda meningkatkan kuasa enjin dengan peratusan yang hampir sama. Enjin pengecas turbo. Dalam enjin kereta moden, pengecas turbo lebih banyak digunakan. Sebenarnya, ini adalah pemampat sentrifugal yang sama, tetapi dengan litar pemacu yang berbeza. Ini adalah yang paling penting, mungkin perbezaan asas antara pengecas super mekanikal dan pengecas turbo. Ini adalah litar pemacu, yang sebahagian besarnya menentukan ciri dan aplikasi pelbagai reka bentuk.

Kelebihan enjin turbo

Pengecas turbo mempunyai pendesak yang terletak pada poros yang sama dengan pendesak, turbin. Yang dibina ke dalam manifold ekzos mesin dan didorong oleh gas ekzos. Kelajuan boleh melebihi 200 rpm. Tidak ada sambungan langsung ke poros engkol mesin, dan bekalan udara dikendalikan oleh tekanan ekzos. Kelebihan pengecas turbo termasuk. Meningkatkan kecekapan dan ekonomi enjin. Pemacu mekanikal menerima kuasa dari enjin, yang sama menggunakan tenaga ekzos, oleh itu, kecekapan meningkat. Jangan mengelirukan prestasi enjin tertentu dan keseluruhan. Secara semula jadi, pengoperasian enjin yang kuasanya telah meningkat kerana penggunaan pengecas turbo memerlukan lebih banyak bahan bakar daripada mesin serupa dengan tenaga yang lebih sedikit dengan aspirator semula jadi.

Kuasa enjin turbo

Sebenarnya, mengisi silinder dengan udara bertambah baik, seperti yang kita ingat, untuk membakar lebih banyak bahan bakar di dalamnya. Tetapi pecahan jisim bahan bakar per unit daya per jam untuk mesin yang dilengkapi dengan sel bahan bakar selalu lebih rendah daripada reka bentuk serupa unit kuat tanpa penguat. Pengecas turbo membolehkan anda mencapai ciri khas unit kuasa dengan dimensi dan berat yang lebih kecil. Daripada penggunaan mesin atmosfera. Selain itu, enjin turbo mempunyai prestasi persekitaran yang terbaik. Tekanan di ruang pembakaran menyebabkan penurunan suhu dan, sebagai akibatnya, penurunan pembentukan nitrogen oksida. Semasa mengisi minyak enjin petrol, pembakaran bahan bakar yang lebih lengkap dicapai, terutama dalam keadaan sementara. Dalam enjin diesel, bekalan udara tambahan membolehkan anda menolak had asap, iaitu menangani pelepasan zarah jelaga.

Enjin turbo diesel

Diesel jauh lebih sesuai untuk peningkatan secara umum dan pengecasan turbo. Tidak seperti enjin petrol, di mana tekanan peningkatan dibatasi oleh bahaya letupan, mereka tidak menyedari fenomena ini. Enjin diesel boleh ditekan ke had tekanan mekanikal dalam mekanismenya. Selain itu, ketiadaan pendikit udara masuk dan tahap mampatan yang tinggi memberikan tekanan ekzos yang lebih tinggi dan suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan mesin petrol. Pengecas turbo lebih senang dihasilkan, yang membuahkan hasil dengan sejumlah kekurangan yang wujud. Pada kelajuan enjin rendah, jumlah gas buang kecil, masing-masing, kecekapan pemampat rendah. Selain itu, mesin turbocharged biasanya mempunyai apa yang disebut Turboyama.

Rotor turbo logam seramik

Kesukaran utama ialah suhu tinggi gas ekzos. Rotor turbin logam seramik adalah kira-kira 20% lebih ringan daripada yang diperbuat daripada aloi tahan haba. Dan ia juga mempunyai momen inersia yang lebih rendah. Sehingga baru-baru ini, hayat keseluruhan peranti adalah terhad kepada kehidupan perkhemahan. Ia pada asasnya adalah sesendal seperti aci engkol yang dilincirkan dengan minyak bertekanan. Kehausan galas konvensional itu, sudah tentu, hebat, tetapi galas sfera tidak dapat menahan kelajuan yang sangat besar dan suhu tinggi. Penyelesaiannya ditemui apabila mungkin untuk membangunkan galas dengan bola seramik. Penggunaan seramik, bagaimanapun, tidak menghairankan, galas dipenuhi dengan bekalan pelincir yang berterusan. Menyingkirkan kekurangan pengecas turbo membolehkan bukan sahaja mengurangkan inersia pemutar. Tetapi juga penggunaan litar kawalan tekanan rangsangan tambahan yang kadangkala agak kompleks.

Prinsip operasi enjin turbo

Tugas utama dalam kes ini adalah untuk mengurangkan tekanan pada kelajuan mesin tinggi dan meningkatkannya pada suhu rendah. Semua masalah dapat diselesaikan sepenuhnya dengan bantuan turbin dengan geometri berubah-ubah, turbin dengan muncung berubah-ubah. Sebagai contoh, dengan bilah bergerak, parameternya dapat diubah dalam jarak yang luas. Prinsip pengoperasian turbocharger VNT adalah mengoptimumkan aliran gas ekzos yang diarahkan ke roda turbin. Pada kelajuan enjin rendah dan volume ekzos yang rendah, pengecas turbo VNT mengarahkan keseluruhan aliran ekzos ke roda turbin. Oleh itu meningkatkan daya dan meningkatkan tekanan. Pada kelajuan tinggi dan kadar aliran gas yang tinggi, pengecas turbo VNT meletakkan bilah bergerak pada kedudukan terbuka. Peningkatan luas keratan rentas dan penyingkiran gas ekzos tertentu dari pendesak.

Perlindungan enjin turbo

Perlindungan terhadap kelajuan yang berlebihan dan menjaga tekanan peningkatan pada tingkat mesin yang diperlukan, menghilangkan kelebihan beban. Selain sistem penguat tunggal, penguatan dua peringkat adalah perkara biasa. Tahap pertama, yang mendorong pemampat, memberikan penguatan yang berkesan pada kelajuan enjin rendah. Dan yang kedua, pengecas turbo, menggunakan tenaga gas ekzos. Sebaik sahaja unit kuasa mencapai kelajuan yang cukup untuk pengoperasian turbin normal, pemampat mati secara automatik, dan ketika jatuh, ia akan dimulakan semula. Banyak pengeluar memasang dua pengecas turbo pada enjinnya sekaligus. Sistem sedemikian dipanggil biturbo atau twinturbo. Tidak ada perbezaan mendasar antara mereka, dengan satu pengecualian. Biturbo melibatkan penggunaan turbin dengan diameter yang berbeza, dan oleh itu produktiviti. Di samping itu, algoritma untuk penyertaan mereka boleh menjadi selari dan berurutan.

Soalan dan Jawapan:

Untuk apa pengecasan turbo? Peningkatan tekanan udara segar dalam silinder memastikan pembakaran campuran bahan api udara yang lebih baik, yang meningkatkan kuasa enjin.

Apakah maksud enjin pengecas turbo? Dalam reka bentuk unit kuasa sedemikian, terdapat mekanisme yang menyediakan aliran udara segar yang dipertingkatkan ke dalam silinder. Untuk ini, pengecas turbo atau turbin digunakan.

Bagaimanakah pengecasan turbo berfungsi pada kereta? Gas ekzos berputar pendesak turbin. Di hujung aci yang lain, pendesak pengepaman dipasang, dipasang di manifold pengambilan.