Turbokompresors: kādas ir tā priekšrocības un kas ir turbo lag?
Turbokompresors jeb īsumā "turbo" ir ierīce, kas palielina iekšdedzes dzinēja jaudu, iespiežot gaisu sadegšanas kamerā.
Jaudas pieaugums rodas no tā, ka dzinējs saņem daudz vairāk skābekļa molekulu no tā paša gaisa daudzuma. Tā kā gaiss ir zem spiediena, maisījums ir sprādzienbīstamāks, dzinējs līdz ar to vieglāk paātrinās, un tam nav nepieciešams vairāk degvielas.
Saturs
- Kāda ir atšķirība starp turbokompresoru un kompresoru?
- Kas ir turbo lag?
- Zemi dzinēja apgriezieni NAV turbo lag
- Vai lielāka turbo pievienos vairāk jaudas?
- Bi-turbo, Twin-turbo
- Divkāršs turbokompresors
- Mainīgas ģeometrijas turbokompresors
- Kam paredzēts Wastegate?
- Kam paredzēts izplūdes vārsts?
- Tātad, kāpēc turbodzinēji?
Papildus turbokompresoram dzinēja kompresoram tiek izmantots arī kompresors vai turbokompresora un kompresora kombinācija.
Kāda ir atšķirība starp turbokompresoru un kompresoru?
Galvenā atšķirība starp turbokompresoru un kompresoru ir tāda, ka kompresoru darbina mehāniski, izmantojot siksnu, kas piestiprināta pie kloķvārpstas, bet izplūdes gāzes no dzinēja darbina turbokompresoru.
Tā kā kompresors savai piedziņai izmanto enerģiju no dzinēja, tas paņems daļu dzinēja enerģijas, bet galu galā tas piegādās tam vairāk enerģijas. Vēl viens kompresora trūkums ir tā zemākā adiabātiskā efektivitāte salīdzinājumā ar turbokompresoru.
Adiabātiskā efektivitāte ir kompresora spēja saspiest gaisu, nepievienojot gaisam lieko siltumu. Jo zemāka gaisa temperatūra, jo blīvāks ir gaiss, un tajā ir vairāk skābekļa molekulu. Tātad kompresori pievieno gaisam vairāk siltuma nekā turbokompresori, padarot tos mazāk efektīvus.
Kā jau minēts, turbokompresors netiek darbināts mehāniski, bet gan ar izplūdes gāzēm, un tāpēc tas neņem enerģiju no dzinēja, kas ir efektīvāks. Tomēr, salīdzinot ar kompresoru, tam ir trūkums: turbo lag.
Kas ir turbo lag?
Turbo lag ir laiks starp jaudas palielināšanas pieprasījumu, t.i., akseleratora pedāļa nospiešanu, un jaudas iedarbināšanu (turbo kick-in). Jaunākos modeļos, kuros tiek izmantoti turbokompresori, tas var būt apmēram 1 sekunde, bet tas viss ir atkarīgs no turbo tipa.
Citiem vārdiem sakot, turbo lag ir laiks, kas nepieciešams, lai izplūdes sistēma un turbokompresors radītu nepieciešamo jaudas palielināšanu. Kompresoriem šīs problēmas nav, jo tos darbina tieši dzinējs, un tāpēc reakcija uz droseļvārstu ir tūlītēja.
Zemi dzinēja apgriezieni NAV turbo lag
Dažkārt zemi dzinēja apgriezieni tiek sajaukti ar turbo lagu automašīnām ar manuālo pārnesumkārbu. Ja dzinēja apgriezieni ir zemi, paātrinājuma gaidīšana var ilgt vairākas sekundes pēc akseleratora pedāļa nospiešanas. Tomēr šī kavēšanās nav turbo lag, bet gan nepareiza pārnesuma izvēle.
Turbokompresori paļaujas uz izplūdes gāzu spiediena palielināšanos, lai darbinātu turbīnu (propelleru), ko nevar sasniegt tukšgaitā vai zemiem dzinēja apgriezieniem. Kad dzinējs sasniedz pietiekamus apgriezienus, turbīna sāk griezties tā, lai radītu lielāku ieplūdes spiedienu nekā atmosfēras spiediens.
Turbokompresora mērķis ir uzlabot dzinēja tilpuma efektivitāti, palielinot ieplūdes gaisa blīvumu, nodrošinot lielāku jaudu vienā dzinēja ciklā.
Vai lielāka turbo pievienos vairāk jaudas?
Turbīnas izmērs un forma (tā griežas līdz 300 000 apgr./min) ietekmē dažus turbokompresora darbības raksturlielumus. Turbīnas izmēri nosaka arī gaisa daudzumu, kas plūdīs caur sistēmu. Kopumā, jo lielāka ir turbīna, jo lielāka ir gaisa plūsmas jauda.
Turbokompresora veiktspēja ir cieši saistīta ar tā izmēru. Lieliem turbokompresoriem ir nepieciešams lielāks spiediens, kas mazos ātrumos izraisa turbo lagu. Mazie turbo griežas ātri, bet liela paātrinājuma gadījumā tiem var nebūt tāda pati jauda.
Lai efektīvi apvienotu lielo un mazo turbokompresoru priekšrocības, tiek izmantoti dubultie turbokompresori vai turbokompresori ar mainīgu lāpstiņu ģeometriju.
Bi-turbo, Twin-turbo:
Twin-turbo vai Bi-turbo ir divi turbokompresori, kas darbojas paralēli (kopā) vai secīgi (atsevišķi). Paralēlā konfigurācijā vienu turbokompresoru darbina viena puse, bet otra puse no dzinēja izplūdes gāzēm, un abi darbojas vienlaikus. Mazākiem turbomotoriem ir mazāka turbo nobīde nekā lielākiem, tāpēc bieži tiek izmantotas divas mazas turbo.
Secīgā konfigurācijā viens mazāks turbokompresors darbojas ar zemiem apgriezieniem, bet otrs lielākais tiek ieslēgts ar augstākiem iepriekš noteiktiem dzinēja apgriezieniem. Secīgās turbo samazina turbo aizkavi, taču ir nepieciešamas sarežģītas caurules, lai padotu abus turbo.
Divkāršs turbokompresors:
Šim turbokompresora tipam ir divi kanāli izplūdes gāzu ieplūdei turbīnas daļā. Izplūdes caurules ved abas Twin-Turbo pieslēgvietas no cilindriem, lai vakuums nepaņemtu enerģiju no viena cilindra izplūdes gāzēm. Turpretim otra cilindra izplūdes vārsts vēl nav aizvērts, bet tā ieplūdes vārsts jau sācis atvērties.
Ja aizdedze cilindros ir 1-3-4-2 secībā, 1. un 4. cilindri vedīs uz vienu kanālu, bet 2. un 3. cilindri - uz otru kanālu. Šajā gadījumā izplūdes gāzu enerģijas zudums nebūs, jo 3. cilindrs, kas ņemtu enerģiju no izplūdes gāzēm no 1. cilindra, nav savienots ar to pašu cauruli.
Twin-scroll turbokompresora trūkums ir tā sarežģītība, bet arī tas, ka ir nepieciešams pāra cilindru skaits, lai izplūdes gāzes no vienāda cilindru skaita ieplūstu katrā kanālā.
Mainīgas ģeometrijas turbokompresors:
Mainīgas ģeometrijas turbokompresorā tiek izmantotas kustīgas lāpstiņas, lai pielāgotu gaisa plūsmu turbīnā, atdarinot optimāla izmēra turbokompresoru visā jaudas līknē. Rezultāts ir turbokompresors bez novērojamas turbo nobīdes.
Kam paredzēts Wastegate?
Atkritumu aizbīdnis novirza izplūdes gāzes prom no turbokompresora turbīnas. Turbīnas ātrumu kontrolē, novirzot izplūdes gāzes. Apvada vārsta galvenā funkcija ir regulēt uzpildes spiedienu, lai nesabojātu dzinēju vai turbokompresoru.
Kam paredzēts izplūdes vārsts?
Izplūdes vārsts ir vārsts, kas atbrīvo spiedienu dzinējos ar turbokompresoru. Šis vārsts palīdz iztukšot telpu starp turbo un droseļvārstu, izlaižot vidē saspiestu gaisu, lai samazinātu turbo nodilumu.
Kad gaiss tiek atbrīvots, tajā ieplūst raksturīga svilpojoša vai svilpojoša skaņa.
Tātad, kāpēc turbodzinēji?
Turbokompresors var palielināt dzinēja jaudu un samazināt degvielas patēriņu, taču daži ražotāji joprojām dod priekšroku lieliem, atmosfēriskiem benzīna dzinējiem. Dīzeļdzinēji bez turbokompresora mūsdienās vairs netiek ražoti, jo tiem ir nepietiekama veiktspēja salīdzinājumā ar benzīna dzinējiem.