Турбокомпрессор дегеніміз не?

Жұмыс өнімділігін отын шығынын азайтумен біріктіруге келетін болсақ, инженерлер турбо қозғалтқышты таңдауға мәжбүр болады.

Lamborghini әлі күнге дейін атмосфералық қозғалтқыштар қуат пен шуды өндірудің ең таза және ең итальяндық тәсілі болып қала беретінін талап ететін суперкарлар әлемінің жұқа ауасынан тыс жерде турбо зарядсыз автомобильдердің күндері аяқталуда.

Мысалы, табиғи аспирациялық Volkswagen Golf алу мүмкін емес. Дизелгейттен кейін, әрине, бұл маңызды емес, өйткені енді ешкім гольф ойнағысы келмейді.

Дегенмен, қалалық көліктер, отбасылық көліктер, гранд-туристер және тіпті кейбір суперкарлар аквалангтық болашақ пайдасына кемені тастап жатқаны шындық. Ford Fiesta-дан Ferrari 488-ге дейін болашақ мәжбүрлі индукцияға жатады, бұл ішінара шығарындылар туралы заңдарға байланысты, сонымен қатар технология секіріс пен шектеулер арқылы дамыды.

Бұл біркелкі жүргізу және қалаған кезде үлкен қозғалтқыш қуаты үшін шағын қозғалтқыш отын үнемдеу жағдайы.

Жоғары өнімділікті төмен отын шығынымен үйлестіруге келетін болсақ, инженерлер турбокомпрессорлық технологиямен ең соңғы қозғалтқыштарын жасауға мәжбүр болады.

Турбо азырақ қалай көп жұмыс істей алады?

Мұның бәрі қозғалтқыштардың жұмысына байланысты, сондықтан техника туралы аздап сөйлесейік. Бензин қозғалтқыштары үшін 14.7:1 ауа-отын қатынасы цилиндрдегі барлық заттардың толық жануын қамтамасыз етеді. Бұдан артық шырын отынның шығыны болып табылады.

Табиғи ауамен жұмыс істейтін қозғалтқышта төмен түсетін поршень арқылы жасалған ішінара вакуум цилиндрге ауа сорып, ауаны сору клапандары арқылы сору үшін ішіндегі теріс қысымды пайдаланады. Бұл нәрселерді жасаудың оңай жолы, бірақ ол ұйқы апноэы бар адам сияқты ауамен қамтамасыз ету тұрғысынан өте шектеулі.

Турбокомпрессорлы қозғалтқышта ереже кітабы қайта жазылды. Поршеньдің вакуумдық әсеріне сенудің орнына, турбокомпрессорлы қозғалтқыш ауаны цилиндрге итеру үшін ауа сорғысын пайдаланады, мысалы, ұйқы апноэ маскасы ауаны мұрынға итереді.

Турбокомпрессорлар ауаны стандартты атмосфералық қысымнан 5 бар (72.5 psi) жоғары қысымда қыса алатынына қарамастан, жол көліктерінде олар әдетте 0.5 - 1 бар (7 - 14 psi) жеңілірек қысымда жұмыс істейді.

Практикалық нәтиже, 1 бар күшейту қысымында қозғалтқыш табиғи түрде сорылған ауадан екі есе көп ауа алады.

Бұл қозғалтқышты басқару блогы мінсіз ауа-отын арақатынасын сақтай отырып, екі есе көп жанармай айдай алатынын білдіреді, бұл әлдеқайда үлкен жарылыс жасай алады.

Бірақ бұл турбокомпрессордың амалдарының жартысы ғана. 4.0 литрлік атмосфералық қозғалтқышты және 2.0 бар қысымды күшейтетін 1 литрлік турбоқозғалтқышты салыстырып көрейік, олар технология бойынша басқаша бірдей деп есептейміз.

4.0 литрлік қозғалтқыш бос жүріс кезінде және жеңіл қозғалтқыш жүктемесінде де көбірек отынды тұтынады, ал 2.0 литрлік қозғалтқыш әлдеқайда аз тұтынады. Айырмашылығы мынада, кең ашылған дроссельде турбокомпрессорлы қозғалтқыш ауа мен отынның максималды мөлшерін пайдаланады - бірдей ығыстырғыштың табиғи сорылатын қозғалтқышынан екі есе көп немесе 4.0 литрлік ауамен бірдей.

Бұл турбокомпрессорлық қозғалтқыштың мәжбүрлі индукцияның арқасында шағын 2.0 литрден қуатты төрт литрге дейін кез келген жерде жұмыс істей алатынын білдіреді.

Осылайша, бұл жұмсақ жүргізу үшін шағын қозғалтқыш отын үнемдеу және қалаған кезде үлкен қозғалтқыш қуаты.

Бұл қаншалықты ақылды?

Инженерлік күміс оққа сай турбокомпрессордың өзі тапқыр. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрғанда, пайдаланылған газдар турбина арқылы өтіп, оның керемет жылдамдықпен айналуына әкеледі - әдетте минутына 75,000 150,000-нан XNUMX XNUMX ретке дейін.

Турбина ауа компрессорына болттармен бекітіледі, яғни турбина неғұрлым жылдам айналса, компрессор соғұрлым жылдам айналады, таза ауаны сорып, оны қозғалтқышқа мәжбүрлейді.

Газ педальын қаншалықты қатты басқаныңызға байланысты турбо жылжымалы шкала бойынша жұмыс істейді. Бос тұрғанда турбинаны маңызды жылдамдыққа дейін жеткізу үшін пайдаланылған газ жеткіліксіз, бірақ сіз жылдамдағанда турбина айналады және күшейтуді қамтамасыз етеді.

Егер сіз оң аяқпен итерсеңіз, цилиндрлерге таза ауаның максималды мөлшерін қысатын пайдаланылған газдар көбірек шығарылады.

Сонымен, бұл не?

Әрине, күрделіліктен бастап, турбокомпрессорлы автомобильдерді жылдар бойы жүргізбеуіміздің бірнеше себептері бар.

Өзіңіз ойлағандай, бірнеше жылдар бойы жарылмай, күніне 150,000 XNUMX айн/мин айналуы мүмкін нәрсені жасау оңай емес және қымбат бөлшектерді қажет етеді.

Турбиналар сонымен қатар қозғалтқыштың майлау және салқындату жүйелеріне көбірек күш түсіретін арнайы май мен суды қажет етеді.

Турбокомпрессордағы ауа қызған сайын, цилиндрге түсетін ауа температурасын төмендету үшін өндірушілер де аралық салқындатқыштарды орнатуға мәжбүр болды. Ыстық ауа суық ауаға қарағанда тығыз емес, бұл турбокомпрессордың артықшылықтарын жоққа шығарады, сонымен қатар отын/ауа қоспасының зақымдалуына және мерзімінен бұрын жарылуына әкелуі мүмкін.

Турбо зарядтаудың ең танымал кемшілігі, әрине, лаг ретінде белгілі. Жоғарыда айтылғандай, турбоның мәнді күшейтетін қысымды шығара бастауы үшін сіз жылдамдатыңыз және сорғышты жасауыңыз керек, бұл ерте турбо автомобильдер кешіктірілген қосқыш сияқты болды - ештеңе, ештеңе, ештеңе, БӘРІ.

Турботехнологиядағы әртүрлі жетістіктер ерте турбокомпрессорлы Saab және Porsches-тің ең нашар баяу қозғалатын сипаттамаларын, соның ішінде турбинаның пайдаланылған қысымға негізделген реттелетін қалақшаларын және инерцияны азайту үшін жеңіл, төмен үйкелісті құрамдастарды реттеді.

Турбо зарядтаудағы алға ең қызықты қадамды тек F1 жарыстарында ғана табуға болады, мұнда шағын электр қозғалтқышы турбоның айналу уақытын азайтып, оны айналдыруға кететін уақытты азайтады.

Сол сияқты, раллиден әлем чемпионатында анти-кідіріс деп аталатын жүйе ауа/отын қоспасын турбокомпрессордың алдында тікелей шығатын түтікке төгеді. Шығарылатын коллектордың жылуы оның ұшқынсыз да жарылуына әкеліп соғады, бұл пайдаланылған газдарды тудырады және турбокомпрессордың қайнауын сақтайды.

Бірақ турбодизельдер туралы не деуге болады?

Турбо зарядтау туралы айтатын болсақ, дизельдер ерекше тұқым болып табылады. Бұл шын мәнінде қолмен жұмыс, өйткені мәжбүрлі индукциясыз дизельдік қозғалтқыштар ешқашан олар сияқты кең таралған болмайды.

Табиғи аспирацияланған дизельдер лайықты төмен моментті қамтамасыз ете алады, бірақ олардың таланттары осымен аяқталады. Дегенмен, мәжбүрлі индукциямен дизельдер өздерінің айналу моментін пайдалана алады және олардың бензиндік әріптестерімен бірдей артықшылықтарға ие болады.

Дизельді қозғалтқыштарды Tonka Tough компаниясы ішіндегі орасан зор жүктемелер мен температураларды өңдеу үшін жасаған, яғни олар турбоның қосымша қысымын оңай көтере алады.

Барлық дизельдік қозғалтқыштар - табиғи сорғыш және жоғары зарядталған - аз жану деп аталатын жүйеде артық ауада отынды жағу арқылы жұмыс істейді.

Аспирациялық дизельдік қозғалтқыштар «идеалды» ауа/отын қоспасына жақындайтын жалғыз уақыт отын инжекторлары толығымен ашылған кезде толық дроссельде болады.

Дизельдік отын бензинге қарағанда ұшқыштығы төмен болғандықтан, оны ауасыз жағу кезінде дизельдік бөлшектер деп те аталатын көп мөлшерде күйе пайда болады. Цилиндрді ауамен толтыру арқылы турбодизельдер бұл мәселеден аулақ бола алады.

Сонымен, турбо зарядтау бензин қозғалтқыштары үшін таңғажайып жақсарту болғанымен, оның шын айналуы дизельді қозғалтқышты түтінге айналудан сақтайды. Дегенмен, «Дизельгейт» кез келген жағдайда мұны тудыруы мүмкін.

Турбокомпрессорлардың төрт доңғалақты көліктердің барлығына дерлік жол табуына қалай қарайсыз? Төмендегі түсініктемелерде бізге айтыңыз.