Turbo, Twin Turbo, Bi-Turbo, Twin-scroll или электрический турбонагнетатель? Какой из них является лучшим и каковы их преимущества или недостатки? Все эти типы турбокомпрессоров рассмотрим в этой статье и напишем что-нибудь об их дизайне. Но сначала мы напишем несколько слов о том, что такое турбокомпрессор и для чего он нужен.
Турбокомпрессор или разговорный турбо - это устройство, которое увеличивает мощность двигателя внутреннего сгорания путем нагнетания воздуха в камеру сгорания. Увеличение производительности заключается в том, что двигатель получает гораздо больше молекул кислорода из того же объема воздуха, потому что воздух сжимается, что делает смесь более взрывоопасной. Двигатель с турбонаддувом, следовательно, легче разгоняется, имеет большую мощность и не требует большего количества топлива, чем атмосферный двигатель.
Турбокомпрессор работает от выхлопных газов, что означает, что он использует энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Вращение турбонагнетателя с помощью выхлопа очень эффективно, потому что турбонагнетатель не получает мощности от двигателя, в отличие от компрессора, который механически приводится в действие от мощности двигателя.
Основная часть турбокомпрессора представляет собой турбину или пропеллер. Он может вращаться до 300 000 оборотов в минуту и оказывает наибольшее влияние на некоторые характеристики турбонагнетателя. Размер турбины определяет количество воздуха, которое будет поступать в двигатель. Как правило, чем больше турбина, тем больше пропускная способность.
Производительность турбокомпрессора тесно связана с его размерами. Большие турбонагнетатели нуждаются в большем давлении выхлопных газов, что вызывает турбо нагнетание на низкой скорости. Небольшие турбонагнетатели вращаются быстро, но могут не иметь одинаковую мощность при высоком ускорении. Различные вариации турбокомпрессоров используются для эффективного сочетания преимуществ больших и малых турбокомпрессоров.
Типы турбокомпрессоров:
Одиночный турбокомпрессор (самый простой тип турбокомпрессора)
Этот простой турбокомпрессор использовался в то время, когда нагнетание было, так сказать, в его подгузниках. Однако простой турбокомпрессор имеет определенные ограничения в плане настройки двигателя. Как я уже говорил, турбокомпрессор работает от выхлопных газов. Небольшой турбонагнетатель имеет низкую инерцию, поэтому для запуска турбины требуется лишь небольшое количество энергии отработавших газов.
Двигатель с таким турбонагнетателем обеспечивает высокий крутящий момент на очень низких оборотах, поэтому он превосходен на низких оборотах. Тем не менее, он не имеет мощности на высоких скоростях, потому что турбина хотела бы вращаться быстрее, но достигает максимальной проектной скорости. Таким образом, маленький турбонагнетатель достигает максимальной скорости на более низкой частоте вращения двигателя, чем турбонагнетатель большего размера.
И наоборот, большой турбокомпрессор работает на высоких оборотах двигателя. Это означает, что чем выше частота вращения двигателя, тем выше его мощность. Таким образом, двигатель с этим типом турбонагнетателя работает с определенной скоростью, как незаряженный двигатель. Однако, когда он превышает определенный диапазон скоростей, он проявляет очень быстрое и энергичное начало и движение.
преимущества:
- цена
- надежность
- Простая конструкция
недостатки:
- значительный турболаг
- Компромисс между мощностью двигателя и гибкостью
Турбо с изменяемой геометрией лопатки
Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией используют подвижные лопасти для регулировки потока воздуха к турбине, имитируя турбокомпрессор оптимального размера по всей кривой мощности. В результате получается турбокомпрессор без заметного турбоагрегата.
Однако этот тип турбокомпрессора используется исключительно для двигателей с воспламенением от сжатия. Причиной является восприимчивость лопастного механизма к высоким температурам. Для тех, кто не знает, температура выхлопных газов бензиновых двигателей на несколько сотен градусов выше, чем у дизельных двигателей. Однако даже в этом случае есть исключения, и поэтому вы можете столкнуться с турбокомпрессором такого типа даже с бензиновым двигателем.
преимущества:
- Работает в широком диапазоне оборотов двигателя
- цена сопоставима с ценой простого турбокомпрессора
недостатки:
- Меньшая надежность, чем у одного турбонагнетателя
- Предназначен в основном для двигателей с воспламенением от сжатия. Для бензиновых двигателей это требует использования дорогих, более долговечных материалов
Би-турбо, Твин-турбо
Twin-Turbo или Bi-Turbo - это два турбонагнетателя, которые работают параллельно (вместе) или последовательно (отдельно). В параллельной конфигурации оба турбонагнетателя одинаково велики, причем одна турбина приводится в движение одной половиной, а другая - другой половиной выхлопа двигателя, и оба работают одновременно. Это особенно актуально для многоцилиндровых двигателей.
Небольшие турбонагнетатели имеют низкую инерцию, поэтому для вращения турбины обычно требуется лишь небольшое количество энергии выхлопа, поэтому часто вместо двух больших используются два небольших турбонагнетателя.
В последовательной конфигурации, которая используется чаще, турбонагнетатель меньшего размера работает на низкой скорости, оба работают на средней скорости, и только большой турбонагнетатель работает в одиночку на более высоких заданных оборотах двигателя.
Последовательные турбокомпрессоры отвечают требованиям как высокой производительности, так и низкоскоростного двигателя. Однако такая конструкция требует сложных комплектов трубопроводов для питания обоих турбонагнетателей.
преимущества:
- Они отвечают высоким эксплуатационным требованиям, а также гибкости при низких оборотах двигателя.
- они устраняют турболаг
недостатки:
- высокая цена
- Комплексное строительство
- Более высокие затраты на обслуживание
Турбонагнетатель с двойной спиралью
Этот тип турбокомпрессора имеет два выхлопных канала в секции турбины. Выпускные коллекторы из цилиндров ведут к одному и другим двухконтурным турбо каналам, так что вакуум не уменьшает энергию выхлопа одного цилиндра, пока выпускной клапан другого цилиндра еще не закрыт, но его впускной клапан уже начал открываться.
Если зажигание в цилиндрах имеет порядок 1-3-4-2, выводы из цилиндров 1 и 4 приведут к одному каналу, а выводы из цилиндров 2 и 3 - к другому каналу. В этом случае не будет потери энергии выхлопа, поскольку цилиндр 3, который будет получать энергию от выхлопного газа из цилиндра 1, не подключен к той же трубе.
Недостатком турбонагнетателя с двойной спиралью является его требовательная конструкция выпускных коллекторов, а также необходимость иметь четное количество цилиндров для подачи выхлопных газов из одинакового количества цилиндров в каждый канал.
преимущества:
- цена аналогична одному турбокомпрессору
- КПД похож на турбонагнетатель
- надежность
недостатки:
- Требовательная конструкция выпускного коллектора
- Сложный дизайн для двигателей с большим количеством цилиндров
Электрический турбокомпрессор
На самом деле это не турбо, а электрический компрессор. Этот тип турбонагнетателя не нуждается в энергии отработавших газов для его движения, потому что он использует электродвигатель и специальную батарею для его питания. В результате у электрического турбо есть несколько преимуществ. Возможно, самым большим является полное устранение турбовлаг. Электрический турбо может регулировать скорость своей турбины, изменяя скорость электродвигателя. Этот тип турбокомпрессора, следовательно, не нуждается в дополнительном оборудовании, таком как продувочный клапан, перепускная заслонка или регулируемые лопатки, чтобы регулировать турбоагрегат.
Однако электрический турбонаддув не используется отдельно для наддува двигателя. При высоких оборотах двигателя энергии от специальной батареи недостаточно для вращения турбины на достаточной скорости. Если используется более толстый аккумулятор или большее количество таких аккумуляторов, цена электрического турбо будет превышать цену всего автомобиля. Вот почему электрический турбонагнетатель работает только на низких и средних оборотах двигателя, а на высоких оборотах он отключается и выходит из функции наддува обычного турбонагнетателя.
преимущества:
- полное отсутствие турболага
- Не требует дополнительного устройства контроля давления наддува
- не подвержен высокой тепловой нагрузке
недостатки:
- высокая цена
- вопрос надежности
- Требуется специальная батарея для питания этого "турбо"
Понравилось?! Подписывайся)
