Турбокомпаунд. Принцип работы.
Турбокомпаунд — что это и как это работает? Даже не каждый автомеханик может ответить на этот вопрос, ведь понятие турбокомпаундного двигателя у нас не прижилось и мало известно специалистам. В данной статье мы расскажем что такое турбомпаунд и принцип его работы.
Турбокомпаундный двигатель (ТКД) — двигатель внутреннего сгорания, в котором мощность вырабатывается не только в цилиндро-поршневой группе, но и в силовой турбине. Возможны различные схемы расположения силовой турбины в силовой установке.
Цель создания турбокомпаунд — повышение мощностных и эксплуатационных характеристик дизельных двигателей. Турбокомпаунд позволяет получить дополнительную мощность, преобразуя «теряемую» энергию. Он работает, преобразуя и используя энергию, которая в противном случае была бы потеряна или израсходована впустую.
Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в выхлопную трубу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выхлопными газами, отбирает из этих газов дополнительное тепло.
�� Принцип работы турбокомпаунда
Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин. Это движение передается через турбинные шестерни и гидравлическую муфту, а затем через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал. Передача вращения на них создает полезную прибавку крутящего момента, что отражается и на изменении крутящего момента на маховике. Такая дополнительная тяга возникает без увеличения расхода топлива.
�� Схема работы системы турбокомпаунд
• Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.
• Выхлопные газы используются для привода традиционного турбокомпрессора, в котором энергия используется для повышения эффективности сгорания топлива и, как следствие, мощности и крутящего момента двигателя. Затем выхлопные газы, вместо того, чтобы впустую уйти в атмосферу, направляются в блок турбокомпаунда.
• На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют высокую температуру (около 600°С); их энергия используется для разгона второй турбины примерно до 55000 об/мин. На выходе из этой турбины температура газов снижается приблизительно до 500°С, после чего они отводятся через обычную систему выпуска и глушитель.
• Вращательное движение турбины передается через несколько понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту. Гидравлическая муфта согласовывает различные частоты вращения маховика и турбины турбокомпаунда.
• К моменту передачи вращательного движения на маховик, частота вращения снижается примерно до 1900 об/мин.
• Вращательный момент на маховике увеличивается, и вращение маховика становится более устойчивым и плавным.
Спасибо, что прочитали статью до конца
Удачи на дорогах ��
Турбонаддув дизельного двигателя
Есть причина, по которой дизели обычно используют сложные турбонаддувы вместо двойных турбин.
Почему настоящий двойной турбонаддув не используются на дизельных двигателях
В автомобилестроении и на вторичном рынке автомобилей, в последнее время заметна тененция отсутствия силовых агрегатов с двойным турбонаддувом (Twin Turbo). Однако, когда мы смотрим в сторону двигателей с искровым зажиганием, установки с двойным турбонаддувом, получили довольно неплохое распространение, в то время как в турбодизелях такие системы встречаются только в условиях OEM производства и крайне редко в высокоэффективных дизельных силовых установках.
Для уточнения, я говорю о «настоящем» двойном турбонаддуве, точно так же, как и в случае с двойными турбинами на двигателях с искровым зажиганием. Я не говорю о комбинированном турбонаддуве, который в дизельном мире часто называют двойным турбонаддувом. Я определяю двойной турбонаддув как — два турбонагнетателя с одинаковыми характеристиками, приводимые в движение половиной объема двигателя при подаче общего объема.
Турбокомпаунд или двойной турбонаддув
Турбокомпаунд (Compound turbos) определяем как турбонагнетатель с приводом от одного коллектора, который затем подает свои выхлопные газы в более крупный атмосферный турбонагнетатель. Этот атмосферный турбозаборник всасывает воздух из атмосферы, нагнетая холодную струю в впускное отверстие коллектора турбокомпрессора, что добавляет дополнительное сжатие к новому атмосферному состоянию с более высоким давлением, создаваемому атмосферным турбонагнетателем. Это определение турбокомпаунда может показаться сложным, но оно объясняет процесс прямолинейно.
Если вы когда-либо видели установку с турбокомпаундом, вы всегда сможете отличить её от двойного турбонаддува. Почему на дизельных двигателях чаще используют турбокомпаун вместо Twin Turbo? Сначала нам нужно вернуться к основам конструкции двигателя и расходу воздушного потока. Вообще, дизельные двигатели, как правило, не развивают высоких оборотов. За всё время моей работы в качестве моториста я не встречал дизельного двигателя на малотоннажном грузовике, у которого на тахометре красная линия была бы выше 5000 оборотов в минуту. В дополнение к этому, турбодизели средней производительности не развивают выше 4000 оборотов в минуту. Это означает, что даже имея приличный рабочий объем, дизельному двигателю потребуется значительное увеличение плотности воздуха, чтобы создать такой расход воздушного потока, который позволит достич соответствующего соотношения компонентов топливо-воздушной смеси для получения колесной мощности.
В основе наддува лежит принцип увеличения плотности воздуха, при котором мы уплотняем только воздух, который требуется двигателю в его состоянии без наддува. Хорошим примером будет сравнение двигателей Cummins объемом 5,9 л (дизельный) и 6,0 л LS (бензиновый). В этом примере мы будем использовать один и тот же показатель мощности на единицу рабочего объёма двигателя (объемный КПД), чтобы продемонстрировать разницу в оборотах между двумя размерами двигателя с разным показателем куб.фт/мин. Попытка развить 500 л.с. при 3000 об/мин двигателем Cummins объемом 5,9 л. значительно отличается от 500 л.с. при 7000 об/мин на двигателе Cummins 6,0 л. LS.
5,9-литровый Cummins при 3000 об/мин и 80% объемного КПД потребляет 249,31 куб.м., в то же время 6,0 л. LS при 7000 об/мин и 80% объемного КПД попросит уже 593,29 куб.м. Оба двигателя работают на 20% меньше, чем требуется, из-за проблем с газораспределением и скоростью порта.
Как только мы узнаем уровень потребления двигателя в состоянии без наддува, можно начать вычислять величину давления наддува, которое потребуется для достижения мощности 500 л.с. Одна вещь, которую следует отметить в отношении наддува, заключается в том, что он умножает куб.фт/мин в состоянии без наддува на коэффициент плотности (КП).
В демонстрационных целях оба двигателя втягивают воздух при температуре 37°C/100°F. Воздух весит 0,0709 фунта на кубический фут. Дизельный двигатель в среднем развивает 8 л.с. на 1 фунт потребляемого воздуха. С помощью этого мы можем взять 500 л.с. и разделить на 8, что даст нам 62,5 фунта в минуту. Затем делим это на вес воздуха на кубический фут 62,5/0,0709=881,52 куб.фт/мин. Это то, что двигатель должен потреблять при более низком соотношении компонентов топливно-воздушной смеси, чтобы производить 500 л.с. в турбодизельном двигателе, независимо от выбранного турбодизеля. Затем мы берем это число и делим его на куб.фт/мин в безнаддувном состоянии двигателя. В этом примере это будет: 881,52/249,31 куб.фт/мин, что даст нам коэффициент плотности 3,535.
Затем мы рассчитываем целевое значение коэфициента плотности бензинового двигателя с искровым зажиганием объемом 6,0 л для выработки 500 л.с. при 7000 об/мин на 80% мощности. Закономерно, что искровое зажигание на топливе на основе бензина составляет 10 л.с. на 1 фунт воздуха, так что это даст нам 50 фунтов воздуха в минуту (500/10). Снова делим это на вес воздуха на кубический фут: 50 фунтов/0,0709=705,218 куб.фт/мин. Чтобы найти КП, мы делим это число на куб.фт/мин в состоянии без наддува: 705,218/593,29=1,18 КП.
При температуре воздуха 137°C/100°F видно, как дизелю с более низкими оборотами и небольшим рабочим объемом потребуется гораздо более высокое давление наддува, чтобы достичь целевого значения мощности.
Чтобы рассчитать давление наддува, необходимое для достижения целевого коэффициента плотности каждой системы, нам нужно выполнить некоторые дополнительные расчеты для турбонаддува. Мы можем использовать рассчитанное значение КП, чтобы найти коэффициент давления (КД), необходимый для достижения этого коэффициента плотности за гораздо более короткий промежуток времени. Для бензинового двигателя с искровым зажиганием при КП=1,18, вероятно, потребуется КД=1,2-1,5. Используя 1,2 х атмосферного давления (мы используем давление воздуха на уровне моря равное 14,7 psi), затем вычтите атмосферное давление 14,7 и получим 2,94 фунтов на кв.дюйм (1,2*14,7-14,7). При КД=1,5 мы получим уже 7,35 фунтов на кв.дюйм (1,5*14,7-14,7).
При таких соотношениях давления турбонагнетатели работают не «на все деньги». Большинство турбонагнетателей могут поддерживать эти низкие давления даже при работе на высоких оборотах ротора в течение всего срока жизни (ресурса) мотора установленного производителем. Моторам на вторичном рынке не потребуется большого количества энергии выхлопа для поддержания такого низкого давления наддува (не забываем, что турбина получает энергию из выхлопа), что даёт нам надёжный, долговечный, и при соответствующих размерах, отзывчивый турбонагнетатель.
Дизель с низкими оборотами, который должен работать с более высоким коэффициентом плотности, также будет работать с более высоким коэффициентом давления. С повышением давления наддува происходит повышение температуры на выходе компрессора, что, в свою очередь, может повысить КД, необходимый еще выше, чтобы компенсировать потери в КП. Существует высокая вероятность того, что для достижения целевого показателя на дизельном двигателе потребуется КД от 3,7 до 4,0. Это составляет 39,69-44,1 фунтов на кв.дюйм. Теперь мы начинаем понимать, почему настоящие Twin Turbo встречаются нечасто.
При запуске двух турбин на таком силовом агрегате мы получаем проблему получения двух турбокомпрессоров меньшего размера для поддержания на каждом из них 36-44 фунтов на кв.дюйм, при питании из общей камеры при 3000 об/мин. Выхлопные газы дизельного топлива имеют низкую энергию из-за эффективности процесса сгорания и типа топлива. Мы могли бы рассмотреть два турбонаддува с комбинированным потоком равным 62,5 фунтов/мин, но теперь турбины будут недостаточного размера, когда дело касается их подшипникового узла. Это приводит к высокой циклической усталости и частоте отказов в этих небольших турбинах, при доведении их до высоких давлений наддува, для которых они никогда не предназначались. Скорости вращения вала становятся экстремальными, циклическая усталость возрастает, и нам все еще приходится подавать турбинам достаточно энергии для поддержания этого давления, когда мы могли бы запустить один турбокомпрессор подходящего размера с более надежной системой подшипников, а также с меньшей скоростью вращения вала на роторе. Турбонаддув будет вращаться аналогично, потому что в Twin Turbo каждый турбонаддув считает, что он питается половиной объема двигателя, поэтому крутящий момент на обороты в минуту при правильно выбранном турбонагнетателе останется одинаковым.
Что мы, вероятно, обнаружили бы, так это то, что одна турбина с большей площадью поверхности будет работать с большим числом оборотов двигателя, чем две маленьке турбинки в двойном турбонаддуве. Это то, что я заметил, когда смотрел на общий прирост в зависимости от размера турбинного колеса и объемного КПД двигателя на турбодизелях.
Я могу конкретно рассказать о некоторых реальных вариантах использования дизельных двигателей с параллельными турбинами, но сначала следует внимательно изучить, где, как и в каких условиях они работают. Двигатель QSK 95L Cummins использует четыре турбокомпрессора со скоростью 125 фунтов/мин при 36-44 фунтах на кв.дюйм для получения необходимой мощности при сохранении необходимого комбинированного расхода. Турбины чрезвычайно велики для надежности при высоких давлениях наддува. Если бы турбины были меньше, есть большая вероятность, что Cummins увеличил бы объем двигателя, чтобы снизить целевое рабочее давление наддува.
Глядя на двигатели Duramax Pro Mod, у них есть турбины меньшего размера для двухтурбинной установки, но каждый из них также оснащаетсян закисью азота. Они используют закись азота для того, чтобы держать турбины в постоянной готовнисти, а также для увеличения содержания кислорода на протяжении всего заезда, пока они не свернут с трассы. При возникновении проблемм с системами закиси азота, двигатели уже не в состоянии раскрутить двойные турбины.
Проблемы с закисью азота могут быть устранены за счет использования сложного турбонаддува, но это может увеличить вес, ограничения в компановке системы в моторном отсеке или просто выглядеть как нечто совсем не «крутое/другое». Мне нравятся все новые разработки и идеи в дизельном моторостроении, и мне всегда интересно посмотреть на то, что люди сами придумают и изобретают, но «настоящий» Twin Turbo очень маловероятен.
Перевод статьи с сайта underhoodservice.com
Устройство
Турбокомпаундный двигатель (ТКД) — двигатель внутреннего сгорания, в котором мощность вырабатывается не только в цилиндро-поршневой группе, но и в силовой турбине. Возможны различные схемы расположения силовой турбины в силовой установке.
Цель создания турбокомпаунд — повышение мощностных и эксплуатационных характеристик дизельных двигателей. Турбокомпаунд позволяет получить дополнительную мощность, преобразуя «теряемую» энергию. Он работает, преобразуя и используя энергию, которая в противном случае была бы потеряна или израсходована впустую.
Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в выхлопную трубу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выхлопными газами, отбирает из этих газов дополнительное тепло.
Принцип работы турбокомпаунда
Сердца и моторы
Новый номер журнала «Популярная МЕХАНИКА»
Суровые бородатые мужчины. Мощные хот – роды и мотоциклы. Кожаные куртки. Татуировки. Рев двигателей. Закатное солнце и шум прибоя. «Гонка джентльменов» — это самое красивое автомобильное действо осени и лучший осенний уикенд: ради него стоит ждать следующего октября и ехать в Вайлдвуд, штат Нью – Джерси, на очередное джентельменское сражение.
Мэл ванн Риппер Штульц lll, самый главный джентельмен, придумал эту историю четыре года назад. Первое и единственное правило, которое он вкладывал в гонку по песчаному пляжу, звучало просто: «Господа, получайте удовольствие». Никаких строгих регуляций в стиле «Формулы – 1», ралли или даже любительского стрит – рейсинга. Здесь можно ездить без шлемыа, курить за рулем, выбрасывать в воздух насыщенные свинцом топливные пары и заигрывать с грид – герлс. Главное – делать это по — джентельменски.
Переоборудование
Определением термина «изменение конструкции ТС» (переоборудование) предусмотрено, что изменением конструкции ТС (транспортного средства) является исключение предусмотренных или установка не предусмотренных конструкцией конкретного (базового) ТС составных частей и предметов оборудования, влияющих на уровень обеспечения безопасности дорожного движения (в том числе связанные с адаптацией для управления водителями-инвалидами а также с установлением дублирующих органов управления, которые предназначены для обучения вождению). Понятие «изменение конструкции ТС» касается только тех ТС, которые зарегистрированы в ГИБДД. Что касается изменений, вносимых в конструкцию до стадии регистрации ТС, то на них распространяется требование Правил по проведению работ в системе сертификации механических транспортных средств.
Привод автомобиля
Все водители знают, что принцип управления автомобилями с разными приводами (передний, задний, полный) различен, в том числе и в аварийных ситуациях. У каждого свои плюсы и минусы. И «болезни» тоже разные. Подробнее об этом нам рассказал Сергей Геннадиевич.
— Передний привод. Особенностью переднего привода является то, что коробка перемены передач (КПП) и передний редуктор объединены в одном корпусе, что позволяет максимально использовать подкапотное пространство автомобиля. Крутящий момент от редуктора передается на управляемые колеса через ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей). Автомобили с передним приводом удобны для городской эксплуатации, так как они более маневренные и более легки в управлении, в сравнении с задним приводом.
Проверяем АКПП
Автоматические коробки передач стали гораздо надежнее, но всё же остаются самым уязвимым агрегатом автомобиля.
В чём же дело?
Современная техника всё более усложняется, и часто мы ею пользуемся, плохо представляя, что там внутри. Однако нетрудно догадаться, что износ одной из десятков и сотен деталей — путь сначала к нечёткой работе, а потом и к выходу из строя всего агрегата. Всё сказанное в полной мере относится к автоматической коробке передач. В ней много прецизионных поршней. Стоит одному из них застопориться, как трансмиссия перестает работать правильно.
Автоматическая коробка чувствительна к перегреву трансмиссионного масла — стоит побуксовать в глубоком снегу минут 20—30, очень возможно сжечь коробку (известен такой случай с Audi в день покупки — ремонт обошёлся в $2000, и его хватило только на год). Кстати, неверный тип масла и его плохое качество более чем быстро (за те же полчаса) приведёт к поломке. Многие рабочие части автомата естественным образом изнашиваются. В масляном поддоне установлен магнит, который притягивает к себе металлический порошок. Даже после 150 тыс. км он будет покрыт толстым слоем металлического налета.
Автосервис «Формула» — ремонт автомобилей в Краснодаре
Автосервис «Формула» предоставляет широкий спектр услуг по ремонту автомобилей. Мы занимаемся заменой масел и технических жидкостей, диагностикой и ремонтом ходовой части, заменой узлов и агрегатов, а также СВОПом. Наш автосервис гарантирует качественный ремонт и ответственный подход к каждому клиенту. У нас конкурентоспособные цены и система скидок для постоянных клиентов. Мы находимся по адресу: Ростовское шоссе, 12/3. График работы: Пн-вс 10:00-20:00. Телефон для связи: +79180946346; +7 9186318566.
Звоните по телелфонам: +79183916900, +79180946346
- +7 (918) 391-69-00
- Россия, Краснодар, Ростовское шоссе 12/3
Новости и статьи
Просто красивый арт.
Когда чинишь тачку сам)))
Мы переехали. Ждем вас по адресу, Ростовское шоссе12/3
С наступающим друзья.
#следизауровнеммасла
#Как себя ведет стабилизатор поперечной устойчивости авто
МЫ ВЕРНУЛИСЬ. Телефон +79183916900
В нашем автосервисе вы можете провести полную диагностику ходовой части вашего авто.
Кому- то, будет полезна инфа. Правильное расположение сиденья. Правильная посадка — это наша безопасность и удобство. Последовательность регулировок следующая: 1. Регулируем сиденье по высоте — от макушки до крыши должно оставаться не менее 10 сантиметров. Для чего? Для того, чтобы над вами был достаточный запас жизненного пространства, если вдруг происходит опрокидывание и деформация силовы…
Турбокомпаунд. Принцип работы. Турбокомпаунд — что это и как это работает? Даже не каждый автомеханик может ответить на этот вопрос, ведь понятие турбокомпаундного двигателя у нас не прижилось и мало известно специалистам. В данной статье мы расскажем что такое турбомпаунд и принцип его работы. Турбокомпаундный двигатель (ТКД) — двигатель внутреннего сгорания, в котором мощность вырабатывается …
Неисправности, проявляющиеся после регулировки «Развал-Схождение». Руль стал стоять неровно при движении по прямой Причин несколько: 1. Повышенный свободный ход рулевого управления. СР был выполнен без учета этого момента и при движении свободный ход выбирается влево или вправо, что приводит к небольшому наклону руля. 2. Автомобиль имеет повернутость заднего моста. СР был выполнен на оптическо…
Услуга по замене масла- БЕСПЛАТНО (при приобретение масла и фильтра у нас).
Мечта русских ГАЙверов, при нынешней ситуации в стране
Если ты влепил на тачку нелегальную тюнячку, Новый брызговик повесил, вставил ковш заместо кресел, Должен сразу ты побегать, изменения зарегать. Не понятно как и где, но должно быть на листе. Больше нечем ведь заняться, кроме как с ГАИ бодаться. -Выпуск шире, чем камаз, — заключат гайцы на глаз, — В выхлоп твой войдет ока, спойлер режет облака. Тут три гайки не по ГОСТу, не оставим мы так просто.…
Товарищи, что думаете. Обладателям незаконного тюнинга для легализации фактически нужно восстанавливать свою машину до состояния серийного авто. Работника Московского метрополитена Илью Соловьёва, счастливого обладателя Subaru Impreza WRX, на днях из-за тюнинга авто остановил экипаж ДПС. Сначала полицейским не понравилась тонировка передних стёкол, а затем они заявили, что такого большого спой…
С днём Победы.
Продам. Снято с контрактного EZ30, Subaru Legacy BL 2004
Фронтальный интеркулер. Все японские турбовые автомобили с завода комплектуются интеркулерами (охладителями воздуха), но они, как правило, находятся либо под капотом, либо в крыле, то есть, не являются фронтальными (находящимися в переднем бампере автомобиля для лучшего обдува). Исключениями, пожалуй, являются GTR и Evo. У Тойот с этим дела обстоят похуже. Не секрет, что турбина сжимает воздух…
Сайлентблок обеспечивает подвижность элементов подвески относительно друг друга и отсутствие скрипа от трения металлических деталей. Он состоит из двух втулок, между которыми имеется резиновая «прокладка». Именно благодаря этой податливой вставке гасятся колебания, которые передаются от одной детали подвески к другой. Роль этой детали крайне важна: ведь большая часть нагрузок приходится именно на…