Ele sunt o sursă de putere enormă și, în multe privințe, arta și magia neagră. Deci, să vorbim despre ele în detaliu, despre turbine.
Nu ați auzit prea mult despre inginerul suedez Alfred Buchi, dar sunteți cu siguranță familiarizat cu lucrarea sa, pentru că în urmă cu mult timp în 1925 a fost primul care a dezvoltat o turbină. Rezultatul a fost o creștere imediată a puterii, care pe motorul testului Buchi a fost de 40%. Acest fapt a fost de fapt uitat pana la sfarsitul anilor '70, cand a existat o nevoie de a creste puterea (ceruta in principal de Saab si Porsche), atunci atunci a venit inventia prafuitoare la indemana. De atunci, aplicarea turbinelor a devenit destul de populară.
Autovehiculele japoneze nu fac excepție, majoritatea mașinilor moderne sunt echipate cu o turbină.
De ce turbinele cresc puterea?
Este destul de simplu de înțeles, motorul turbo-motor funcționează exact ca atmosferic, dar volumul de aer care trece prin el este mai mare. Motoarele atmosferice sunt numite așa pentru că "respiră" aerul obișnuit, ca și tine și cu mine. Teoretic, pentru a îmbunătăți performanța motorului atmosferic, este necesar să se asigure un flux mai mare de aer, cu cantitatea necesară de combustibil pentru a forma compoziția corectă a amestecului, iar apoi o cantitate mai mare de combustibil ars va oferi mai multă energie. Modurile tipice de reglare sunt arborii cu came, care asigură o ridicare mai mare a supapelor sau pur și simplu mai multe supape pe cilindru, ceea ce permite creșterea puterii și cuplului. Și indiferent cât de eficient este admisia - motorul se hrănește numai cu aerul care curge în el în mod natural (fără presiune). autorelease.ru
Dar să presupunem că vom instala o pompă externă, care va conduce aerul în cilindri și va crea o presiune mai mare decât cea atmosferică. Și apoi, motorul va avea mult mai mult aer decât înainte, și cu suficient combustibil (astfel încât raportul carburant / aer să nu se schimbe), vom obține mult mai multă putere de la același motor. O astfel de pompă poate îmbunătăți capacitatea de umplere a cilindrilor cu aproximativ 50%, respectiv, avem nevoie de 50% mai mult combustibil, dar vom obține cu 50% mai multă putere, ceea ce este mult mai bun decât celelalte componente ale tuningului. Aceasta este cu siguranță o teorie. În practică, există două forme de pompă, este condusă de un compresor de motor (compresor) și este acționat de gazele de eșapament - adică un turbocompresor.
În modelele moderne, turbinele sunt folosite destul de des, și de aceea. Acest lucru permite constructorului să construiască un motor și să adauge o turbină pentru el, să obțină un nou model, suficient de "fierbinte" pentru a-l numi sportiv. Deci, motorul de 2 litri de 145 CP. Impreza devine turbocompresor de 221 CP. Impreza WRX și 140 CP. Lancerul devine 260 CP. Lancer Evolution. Dacă din orice motiv, Subaru si Mitsubishi nu a putut utiliza turbina, apoi pentru a realiza o astfel de putere ar trebui să facă motoare de 2,7-3,0 litri, ceea ce ar potrebyvalo 6 cilindri, și, desigur, ar afecta prețul.
Turbinele în practică
Pentru simplitate, puteți trata turbina ca o pompă care este acționată de gazele de eșapament, care sunt evacuate cu forța de către motor. În interiorul turbinei există o roată turbină a cărei palete sunt acționate de gaze de eșapament. Această roată este conectată printr-un arbore scurt cu roata compresorului, care se află într-o carcasă separată, dar datorită conexiunii, arborele se rotește la aceeași viteză. Rotirea, roata compresorului suge aerul în motor, ceea ce contribuie la crearea unei presiuni suplimentare.
În practică, la turații reduse ale motorului - nu se eliberează suficient gaz și există o ușoară presiune înapoi în galeria de evacuare. Gazele de evacuare se lasă prin golurile roții turbinei (rotorul) în timp ce practic nu se rotesc. În această situație, motorul nu este la presiune, nu există aer suplimentar - în general funcționează ca un aer atmosferic. Atunci când accelerația se deschide mai mult, volumul de gaze de eșapament crește și, ca urmare, turbina este neînclinată, această etapă se numește "bobină în sus". Dacă pedala de accelerație este ținut apăsat, rotorul turbinei se rotește mai repede, deoarece acesta este conectat cu arborele rotorului compresorului, acesta la rândul său, se rotește prea repede și împinge mai mult aer în motor decât cea atmosferică. Această etapă se numește pe stimulare (pe stimulare). Mai mult, din moment ce motorul a fost primit peste aer, respectiv, calculatorul ia pentru a obține mai mult combustibil și ca urmare a gazelor de evacuare crește volumul de gaz, care trece prin rotorul turbinei au destinde chiar mai mult, ceea ce determină o creștere suplimentară a presiunii de supraalimentare. Și dacă acest proces este lăsat fără control, atunci este ușor să deteriorați motorul. Pentru a împiedica acest lucru, turbinele sunt echipate cu o supapă de evacuare de monitorizare, care permite gazelor de evacuare să ocupe turbina rotorului - imediat la ieșire. Ventilul de bypass este acționat de un dispozitiv mecanic sensibil la vid, de un solenoid (actuator). Solenoidul deschide supapa de by-pass, la un anumit nivel de presiune. În mașinile japoneze, acest solenoid funcționează adesea împreună cu un controler electronic de amplificare.
Cele mai multe mașini japoneze funcționează la o presiune de aproximativ 10psi (0,7-0,8 bar), ceea ce înseamnă o creștere a cantității de aer cu mai mult de 50% în comparație cu motorul atmosferic. Cu cât aerul este mai mare, cu atât crește puterea prin creșterea cantității de combustibil ars, motiv pentru care creșterea presiunii este atât de bună pentru performanță.
Dimensiunea contează
Deci, a fost o parte introductivă, vom trece la specificații. Turbinele sunt cunoscute a fi mari și mici, corpul turbinei - ceva care amintește de un melc - este cea mai vizibilă parte a turbinei, de aici clasificarea în mari și mici. Dimensiunile compresorului determină cantitatea de aer pe care o poate pompa turbina în motor și determină, de asemenea, valoarea turbului lag.
Pentru a înțelege ce este o groapă turbo, amintiți-vă că turbina este o pompă. Și ca orice pompă, trebuie să fie umplută mai întâi și apoi să înceapă să pompeze. În mod logic, o mică pompă se umple mai rapid decât una mare. Dar o mică pompă nu poate pompa cât mai mult aer, dar începe să funcționeze mai repede. Astfel - o mică turbină va fi mai receptivă, iar cea mai mare va produce mai multă putere. Un alt factor care trebuie luat în considerare este faptul că turbina mici este mai ușor în greutate și rotorului său are mai puțin inerție, respectiv chiar mai ușor să se rostogolească afară, dar apoi devine un factor de limitare și nu poate trece printr-un aer mai mult decât o anumită sumă. În consecință, puterea maximă a unei mici turbine este mai mică, dar turbojamul este și mai mic. De aceea, nu veți vedea niciodată 1000 de Nissan Skyline puternice cu o mică turbină.
Deci, am dat seama de dimensiunile turbinei. Este timpul să vorbiți despre alegerea raportului A / R corect în funcție de dimensiunea motorului. Raportul A / R - este conceput pentru a descrie dimensiunile turbinelor în cifre, care au literalmente o regiune / o rază. În special, zona este intrarea turbinei, iar raza este raza părții centrale. De obicei, acest raport este în intervalul de 0,5-1,0. În ceea ce privește dimensiunile, o turbină cu un raport de 0,5 va fi rotit mult mai repede decât o turbină cu un raport de 1,0, dar bineînțeles o turbină cu un A / R mare va fi capabilă să creeze mai multă putere și mai multă putere.
Prin urmare, alegerea corectă a A / R este foarte importantă - în special pentru producători. Selectarea unui A / R prea mic vă permite să accelerați repede, chiar și la turații reduse ale motorului, dar presiunea maximă va fi atinsă destul de devreme și va trebui să exagerați prin deschiderea supapei de by-pass. În plus, în cazul în care turbina este răsucită de foarte mult timp, acest lucru va avea un efect negativ asupra fiabilității. În cazul în care A / R este prea mare, motorul va suferi de turboyamy mare, iar turbina va vrashatsya foarte încet și pe boost la sfârșitul intervalului de turații, ceea ce face masina nu răspunde la apăsarea gazului și greu de operat.
În realitate, alegerea A / R dreapta nu mai este o problemă pentru producătorii japonezi. Cele mai multe mașini au turbine cu cel mai mare posibil A / R, ceea ce înseamnă că există un anumit turbojam, dar există întotdeauna posibilitatea de a aplica mai multă presiune decât la setările din fabrică. Și este o veste minunată când vine vorba de tuning. Puteți crește creșterea, fără teama de a rupe turbina.
După cum am menționat deja, rotoarele se află în interiorul carcasei turbinelor. Corpul este proiectat astfel încât să faciliteze procesul de transformare a energiei gazelor trecătoare în rotație. Rotorul de turbină direcționează gazele de evacuare de la mijloc spre margini, iar rotorul compresorului, așa cum a fost, atrage aerul spre mijloc. Dimensiunea rotorului compresorului este limitată de dimensiunile corpului, deși există unele abateri în mărimea aripilor (acestea sunt așa-numitele turbine hibride). De obicei, rotoarele sunt fabricate din oțel, dar acum se încearcă reducerea greutății acestei părți, iar producătorii precum Nissan și Toyota utilizează elemente ceramice. Din nefericire, ceramica nu este la fel de fiabilă ca oțelul, iar dacă presiunea depășește maximul admis, consecințele vor fi triste. În astfel de cazuri, când presiunea este semnificativ mai mare decât setările din fabrică, este mai bine să folosiți turbine cu rotoare de oțel.
Arborele turbinei este o componentă critică, deoarece conectează rotoarele turbinei și compresorului. Efectuează pur și simplu lucrează infernal - viteza de rotație atinge 100 rpm mii și chiar mai mult, temperatura gazelor de evacuare rareori trece peste 1000 de grade, astfel încât arborele este constant lubrifiat cu ulei furnizat de motor .. Cu toate acestea, o astfel de proiectare poate cauza probleme, ca turbina se transformă în funcție de funcționarea motorului, iar după turbina se poate roti prin inerție pentru câteva minute după ce motorul este oprit. Odată ce acest lucru se întâmplă, turbina va deveni inutilizabilă. Temperaturile ridicate - adesea conduc la faptul că uleiul se transformă într-o masă solidă și încetează să-și facă treaba. De aceea, este important să lăsați turbina să lucreze într-un mod liniștit după o călătorie grea de cel puțin un minut sau două.
Partea centrală a turbinei, numită cartuș, prezintă un interes considerabil. Cartușul este proiectat pentru a juca un rol pentru rulmentul arborelui turbinei, permițându-i să se rotească în mod liber și de a contribui la lubrifierea, datorită prezenței de găuri mici prin care curge uleiul.
Majoritatea producătorilor produc rulmenți de 270 de grade, care vor reprezenta un disc metalic practic finalizat. Acest lucru asigură un suport mai mare al arborelui dintr-o parte. De ce se folosesc astfel de rulmenți - sunt ieftine și destul de fiabile, dar dacă presiunea devine mai mare - atunci este cu siguranță ceva de îmbunătățit.
Turbinele moderne folosesc rulmenți cu bile, pionierul în acest domeniu fiind compania Garrett, care a aplicat pentru prima dată astfel de rulmenți pentru motoare diesel. Acest lucru a redus turboyamu, prin reducerea frecării, atât de multe companii de tuning au fost producătoare de turbine bazate pe rulmenți cu bile, turbina cu care să se rotească mai rapid și mai receptiv. Este interesant de remarcat faptul că Mitsubishi Evolution FQ-400 utilizează o turbină cu rulmenți cu bila dublu. Cu toate acestea, nu toți experții sunt încrezători în beneficiile bilelor.
Nu toată lumea acordă importanță acestui dispozitiv mecanic, dar solenoidul este, de asemenea, o componentă importantă. De obicei, avansează prin "măsurarea" aerului din galeria de admisie și activează supapa de by-pass a turbinei. De obicei, funcționează împreună cu un compresor sau un computer (ECU), care vă permite să controlați ușor suprapresiunea generată. componente electronice vă permite să monitorizeze presiunea mai precis, în plus față de cazurile critice presiunea poate schimba rapid, de exemplu, în cazul în care rezervorul este umplut de combustibil cu cifră octanică scăzută. Solenoizii sunt marcați pentru o anumită stropire a arcului, cu atât mai multă forță pe care mai târziu se va deschide supapa de by-pass. Prin urmare, având în vedere că setările din fabrică sunt realizate cu o anumită rezervă, puteți crește presiunea de a înlocui un solenoid pe un hard, va crește nivelul de impuls ieftin în motor.
Aici pe scurt și tot ce trebuie să știți despre funcționarea turbinelor.
autorelease.ru