555
Dealing зрада
Уві сні моториста йти швидко, а вихлопні гази будуть виконувати мало споживання палива.
У свою чергу, сучасні та минулі технологічні досягнення в автомобільній галузі помітно сповільнили. Звісно, автомобілі отримують смартнера, переросли з безпекою, і навчаються пов'язуватися з навколишнім середовищем. Що стосується двигунів, ніхто не хоче неможливих від інженерів-двигунів – тільки більшої потужності і менше споживання палива. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз.
Останнє століття.
Наприкінці XIX століття інженери вже замислювалися про те, як збільшити потужність автомобіля і заощадити на паливі. Потужність двигуна більше бензинових опіків в одному циклі. Можна додати, наприклад, збільшити робочий об'єм двигуна. Але можна збільшити не об'єм, але щільність, але при цьому тиск збільшиться, а, отже, поршня не зможе самостійно відсмоктувати паливну суміш, потрібно якось доставити її там - наприклад, зусиллями відігрітих газів.
Німці Gottlieb Daimler (1834–1900) і Рудольф Дизель (1858–1913) експериментували з компресією розчісної суміші і виявили, що збільшення тиску повітря перед змішуванням палива значно підвищує ступінь згоряння останнього і тим самим призводить до збільшення потужності двигуна. Але патент за принцип турбохаргування був першим виданий Патентним відомством У.С., і був отриманий швейцарським інженером Альфреда Ю. Бючи в 1911 році. Він був першим, щоб успішно провести ін'єкції тиску в автомобільних двигунах за допомогою вихлопних газів, при збільшенні потужності двигуна на 40%.
бензинові двигуни Ford EcoBoost обладнані прямим впорскуванням палива і турбочаруванням. Технологія Ford дозволяє трилітровим V6 продемонструвати продуктивність рівня шестилітрового V8, а витрата палива становить 15% менше. Фотографія: Диллон Бриден/ФОНД
У 1938 р. вперше були вантажівки турбочарства, Піонери серед пасажирських автомобілів, обладнаних турбінами, були Chevrolet Corvair Monza і Oldsmobile Jetfire, які входили на американський ринок тільки в 1962-1963 рр. Незважаючи на очевидні технічні переваги турбочарства, його основні недоліки чітко проявляються на легкових автомобілях, які будуть розглянуті нижче. Довгий час було незрозуміло, як боротися з ними.
Ще один вагомий захід в історії турбочарства відбувався з приходом Mercedes-Benz 300 SD в 1977 році - перший пасажирський автомобіль, обладнаний дизельним турбодвигуном. Пізніше один німецький пішов з іншого, Volkswagen Turbodiesel.
Основи обману
Метод турбочарування ґрунтується на використанні енергії, яка вже була використана - вихлопних газів. Поставляючи двигун, вони отримують на турбінному кругу, потім переводять енергію до компресорного колеса, що компресує повітря і приводить її в двигун. І для того, щоб вмістити ще більше повітря в циліндри, використовується міжхолодильник - різновид радіатора, який охолоджує вхідний повітря, що знову дозволяє збільшити його щільність при цьому тиску.
Незважаючи на те, що не існує прямого з'єднання між турбіною і колінним валом двигуна, ефективність системи значно залежить від кількості поворотів двигуна. Чим вище частота обертання колінного валу, тим більше вихлопних газів, а тим швидше вони рухаються. Відповідно, турбіна обертається більше, і більш стиснене повітря перед вдаркою циліндрів двигуна.
I am not a Georgian citizen Я не є громадянином Грузії I am not a Georgian citizen მე არ ვარ საქართველოს მოქალაქე I am not a Georgian citizen I am not a Georgian citizen I am not a Georgian citizen Я не являюсь гражданином Грузии I am not a Georgian citizen Фото: Daimler AG
Турбочаргування має недоліки, основна з яких, можливо, є помітною затримкою в збільшенні потужності при натисканні педаль газу. Цей ефект називається «турбо-яма» або «турбо-яма». В зв'язку з відсутністю прямого зв'язку між турбіною і колінним валом. Водій натискає на газ, але потужність двигуна виростає лише тоді, коли вихлопні гази достатньо обертаються турбінним колесом. А потім сила від неї повинна закрутити стисне колесо. По суті, відбувається затримка реакції на збільшення надходження палива в будь-який автомобіль. Але для автомобіля це більш критичний показник. Ти можеш ставити з ним в вантажівках. Таким чином, вантажівки, обладнані турбінами, були зроблені вже в 30-х роках, і з автомобілями, які витягують до 70-х років.
Двигун з турбокомпресором може розвивати 40% більше потужності, ніж без нього. Природно, турбодвигуни ще більш економні. Вже низька ефективність двигуна внутрішнього згоряння додатково знижується в невеликих двигунах через те, що на об'ємі агрегату є занадто багато зовнішньої поверхні і додаткова теплоізоляція відбувається. Таким чином, на компактних двигунах, турбочарстві особливо ефективні.
Сортова геометрія
Один з перших машин виробництва, які вдалося успішно впоратися з турбоям, був спортом Porsche 911 Turbo. Має систему з змінною геометрією турбочарування (VTG, Variable Turbine Geometry). Особливістю його дизайну було те, що спеціальні мобільні довідники «дозатор» тиск вихлопних газів на робочому крильці залежно від ступеня тиску газового педаль. Завдяки цьому турбінний круг починає обертати швидше навіть до збільшення кількості і швидкості витяжних газів.
У 2006 році на Женевському автосалоні Porsche представила нову модель серії 911 – Porsche Turbo 911. 480 кінна потужність на 6000 об/хв. Це близько 60 сил, ніж попередній варіант. Автомобіль обладнаний двигуном зарядки з змінною геометрією. Ілюстрація Д. Інг. h.c. F. Porsche AG
Особливий механізм змінює кут атаки всіх десятих (докладно стільки з них в двигуні Porsche). Цей режим турбокомпресора особливо актуально в зоні низьких швидкостей двигуна - двигун стає більш чуйним і тяговим. І коли двигун йде на більш високі швидкості, «крили» вже під великим кутом до тангенсу, ближче до радіального напрямку. Тепер потік газів, що досягають турбінної кришки, "накопчені": по-перше, збільшується секція проходу, а по-друге, "крили" направляють потік ближче до осі турбіни, що знижує силу на лезах.
Як правило, невеликий турбокомпресор збільшує крутний момент двигуна при порівняно низьких швидкостях, а велика турбіна в зоні вищевказаних обертів. І система VGT дозволила розтягувати горизонтальну «получку» крутного моменту від 1950 до 5000 об/хв, що, щоб зробити її надзвичайно тягним в дуже широкому діапазоні революцій. Більш того, момент шестициліндрового двигуна з об'ємом 3,6 літрів є більш вражаючим - 620 N × м.
Туризм + прямий ін'єкцій
Такий тандем – турбокомпресор з прямим впорскуванням палива – активно використовується Audi (технологіяTFSI) та Ford (EcoBoost). У порівнянні з традиційними двигунами V6, Двигун Audi 2.0 TFSI чотирициліндровий двигун з прямим впорскуванням палива та турбочаруванням, що має однакову динамічну продуктивність, споживає 10-15% менше палива.
Поєднання турбочарства і прямого вприскування палива, інженери досягали підвищеної потужності і покращили динамічну продуктивність при зниженні споживання палива. Пряма ін'єкційна технологія і турбочарство чудово поєднуються через те, що випаровування палива всередині камери згоряння двигуна нагріває від вхідного повітря. Це дозволяє збільшити компресію, значно підвищуючи ефективність двигуна, і вирішувати ще одну проблему турбокомпресованих двигунів - підвищену схильність до детонації на високих рівнях підвищення тиску.
Двигун TwinPower Turbo з технологією Twin Scroll Twin Turbo і запатентований концерн BMW загального витяжного колектора спеціальний дизайн. Обидва турбокомпресори, разом з каталізаторами, розташовані в V-подібному просторі між рядами циліндрів, що дозволяє розмістити вхідні і витяжні канали таким чином, що їх довжина знижується одночасно більшим перерізом. У зв'язку з цим значно знижується втрата тиску на виведений газ. Фото: BMW AG
Витяжний колектор з вбудованим турбокомпресора забезпечує високу ефективність турбіни за допомогою вихлопних газів. Цей одночасно керується підвищенням потужності стелі, поліпшенням чутливості двигуна, зменшення споживання палива і зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу.
Два краще одного.
Ефективно боротися з турбоджамою допомагає схемі з послідовним суперхаргуванням, коли при низьких швидкостях двигуна працює невеликий турбокомпресор, відповідальний за "насичення" тяги низьких швидкостей, а при високих швидкостях починає працювати другий, більший. У XX столітті цей вид суперзарядки використовувався на Porsche 959, а сьогодні BMW і Land Rover турбо-дизель, а також Volkswagen бензинові двигуни, так що стружка з "турбо-паузи", однак, функції малих турбін присвоюються компресорам, або механічними надзаряджувачами.
Цього року були оголошені нові турбокомпресори від BMW та Opel. Вони використовували пару турбін різного розміру і продуктивності. Одна, невелика турбіна, має більш швидку реакцію і дозволяє додавати потужність при низьких швидкостях (до 1800 об/хв). На середніх швидкостях (до 3000 об/хв), з'єднана друга, велика турбіна, яка працює окремо на високих відходах.
Двигуни в режимі реального часу використовують один турбокомпресор з подвійним робочим пристроєм. Але частіше буває пара ідентичних турбокомпресорів, паралельно подається окремі групи циліндрів. Ця схема є типовою для V-подібних турбокомпресорів, де кожен блок має власний надрядник.
Надзаряджається майбутнє
Це традиція в автомобільному світі, щоб вибрати найкращий двигун, побудований в останні 365 днів щороку. Останні два роки Гран-прі в цьому конкурсі пішли на 1.4-літровий двигун TSI Twincharger від Volkswagen. Відносно невеликий двигун обладнаний двома компресорами, що доводять свою потужність до рівня 2,0-2.4-літрової атмосферної (тобто без турбочарства або компресора) двигунами. Невеликий двигун 1,4 TSI може виробляти від 140 до 170 к.с.
Тим не менш, це не єдиний «турботний приз» у конкурсі енергоблоків у 2010 році. П'ять різних надрядних двигунів, виготовлених компанією VW, BMW та FIAT, виграли у різних номінаціях. Серед номінантів кількість атмосферних двигунів кілька разів менше, ніж у яких використовуються компресори та турбокомпресори.
Тим не менш, відчутта стала визнанням найкращої новинки року двигуна Fiat 1.4 MultiAir Turbo, яка оснащена Alfa Romeo MiTo і Giulietta. 4,5-літровий V8 від Ferrari 458 Italia та іншого компактного турбогенератора німецького автовиробника Volkswagen: 1.2 TSI. Безумовно, це двигун низького рівня (потужність варіюється від 86 до 105 к.с.) легко приводить до значного Škoda Octavia і Yeti, а також Volkswagen Golf.
А найбільш компактний двигун-безмінований надзаряджувач був 1,0-літровим 85-хрюмовим агрегатом, виготовленим Mitsubishi, встановленим на Smart Fortwo.
Можливо, це тандем «маленький двигун + турбочарство», який можна вважати найбільш перспективним напрямком розвитку європейської автомобільної промисловості. У невеликих камерах згоряння важко споживати багато палива, але в той же час турбочарство забезпечує збільшення потужності і крутного моменту, достатній для динамічного руху дрібно-медійно-класних седанів, дрібних перехресних і навіть компактних фургонів. Крім того, зменшення споживання палива також відображено в зниженні викидів в атмосферу, яка особливо вітає європейців, які повинні платити підвищені збори для екологічно чистих автомобілів.
Олександр Коробченко тут.
The 2010 Beijing Motor Show - це концепція Ford Start. Автомобіль отримав економний трициліндровий двигун EcoBoost з рівнем викидів менше 100 г / км. Характеристика даного двигуна порівняно з натурально аспірованою 1.6 л «фоур». Блок працює в тандемі з шестиступінчастою ручною передачою. Фото: Ford Motor Company
Джерело:
У свою чергу, сучасні та минулі технологічні досягнення в автомобільній галузі помітно сповільнили. Звісно, автомобілі отримують смартнера, переросли з безпекою, і навчаються пов'язуватися з навколишнім середовищем. Що стосується двигунів, ніхто не хоче неможливих від інженерів-двигунів – тільки більшої потужності і менше споживання палива. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз.
Останнє століття.
Наприкінці XIX століття інженери вже замислювалися про те, як збільшити потужність автомобіля і заощадити на паливі. Потужність двигуна більше бензинових опіків в одному циклі. Можна додати, наприклад, збільшити робочий об'єм двигуна. Але можна збільшити не об'єм, але щільність, але при цьому тиск збільшиться, а, отже, поршня не зможе самостійно відсмоктувати паливну суміш, потрібно якось доставити її там - наприклад, зусиллями відігрітих газів.
Німці Gottlieb Daimler (1834–1900) і Рудольф Дизель (1858–1913) експериментували з компресією розчісної суміші і виявили, що збільшення тиску повітря перед змішуванням палива значно підвищує ступінь згоряння останнього і тим самим призводить до збільшення потужності двигуна. Але патент за принцип турбохаргування був першим виданий Патентним відомством У.С., і був отриманий швейцарським інженером Альфреда Ю. Бючи в 1911 році. Він був першим, щоб успішно провести ін'єкції тиску в автомобільних двигунах за допомогою вихлопних газів, при збільшенні потужності двигуна на 40%.
бензинові двигуни Ford EcoBoost обладнані прямим впорскуванням палива і турбочаруванням. Технологія Ford дозволяє трилітровим V6 продемонструвати продуктивність рівня шестилітрового V8, а витрата палива становить 15% менше. Фотографія: Диллон Бриден/ФОНД
У 1938 р. вперше були вантажівки турбочарства, Піонери серед пасажирських автомобілів, обладнаних турбінами, були Chevrolet Corvair Monza і Oldsmobile Jetfire, які входили на американський ринок тільки в 1962-1963 рр. Незважаючи на очевидні технічні переваги турбочарства, його основні недоліки чітко проявляються на легкових автомобілях, які будуть розглянуті нижче. Довгий час було незрозуміло, як боротися з ними.
Ще один вагомий захід в історії турбочарства відбувався з приходом Mercedes-Benz 300 SD в 1977 році - перший пасажирський автомобіль, обладнаний дизельним турбодвигуном. Пізніше один німецький пішов з іншого, Volkswagen Turbodiesel.
Основи обману
Метод турбочарування ґрунтується на використанні енергії, яка вже була використана - вихлопних газів. Поставляючи двигун, вони отримують на турбінному кругу, потім переводять енергію до компресорного колеса, що компресує повітря і приводить її в двигун. І для того, щоб вмістити ще більше повітря в циліндри, використовується міжхолодильник - різновид радіатора, який охолоджує вхідний повітря, що знову дозволяє збільшити його щільність при цьому тиску.
Незважаючи на те, що не існує прямого з'єднання між турбіною і колінним валом двигуна, ефективність системи значно залежить від кількості поворотів двигуна. Чим вище частота обертання колінного валу, тим більше вихлопних газів, а тим швидше вони рухаються. Відповідно, турбіна обертається більше, і більш стиснене повітря перед вдаркою циліндрів двигуна.
I am not a Georgian citizen Я не є громадянином Грузії I am not a Georgian citizen მე არ ვარ საქართველოს მოქალაქე I am not a Georgian citizen I am not a Georgian citizen I am not a Georgian citizen Я не являюсь гражданином Грузии I am not a Georgian citizen Фото: Daimler AG
Турбочаргування має недоліки, основна з яких, можливо, є помітною затримкою в збільшенні потужності при натисканні педаль газу. Цей ефект називається «турбо-яма» або «турбо-яма». В зв'язку з відсутністю прямого зв'язку між турбіною і колінним валом. Водій натискає на газ, але потужність двигуна виростає лише тоді, коли вихлопні гази достатньо обертаються турбінним колесом. А потім сила від неї повинна закрутити стисне колесо. По суті, відбувається затримка реакції на збільшення надходження палива в будь-який автомобіль. Але для автомобіля це більш критичний показник. Ти можеш ставити з ним в вантажівках. Таким чином, вантажівки, обладнані турбінами, були зроблені вже в 30-х роках, і з автомобілями, які витягують до 70-х років.
Двигун з турбокомпресором може розвивати 40% більше потужності, ніж без нього. Природно, турбодвигуни ще більш економні. Вже низька ефективність двигуна внутрішнього згоряння додатково знижується в невеликих двигунах через те, що на об'ємі агрегату є занадто багато зовнішньої поверхні і додаткова теплоізоляція відбувається. Таким чином, на компактних двигунах, турбочарстві особливо ефективні.
Сортова геометрія
Один з перших машин виробництва, які вдалося успішно впоратися з турбоям, був спортом Porsche 911 Turbo. Має систему з змінною геометрією турбочарування (VTG, Variable Turbine Geometry). Особливістю його дизайну було те, що спеціальні мобільні довідники «дозатор» тиск вихлопних газів на робочому крильці залежно від ступеня тиску газового педаль. Завдяки цьому турбінний круг починає обертати швидше навіть до збільшення кількості і швидкості витяжних газів.
У 2006 році на Женевському автосалоні Porsche представила нову модель серії 911 – Porsche Turbo 911. 480 кінна потужність на 6000 об/хв. Це близько 60 сил, ніж попередній варіант. Автомобіль обладнаний двигуном зарядки з змінною геометрією. Ілюстрація Д. Інг. h.c. F. Porsche AG
Особливий механізм змінює кут атаки всіх десятих (докладно стільки з них в двигуні Porsche). Цей режим турбокомпресора особливо актуально в зоні низьких швидкостей двигуна - двигун стає більш чуйним і тяговим. І коли двигун йде на більш високі швидкості, «крили» вже під великим кутом до тангенсу, ближче до радіального напрямку. Тепер потік газів, що досягають турбінної кришки, "накопчені": по-перше, збільшується секція проходу, а по-друге, "крили" направляють потік ближче до осі турбіни, що знижує силу на лезах.
Як правило, невеликий турбокомпресор збільшує крутний момент двигуна при порівняно низьких швидкостях, а велика турбіна в зоні вищевказаних обертів. І система VGT дозволила розтягувати горизонтальну «получку» крутного моменту від 1950 до 5000 об/хв, що, щоб зробити її надзвичайно тягним в дуже широкому діапазоні революцій. Більш того, момент шестициліндрового двигуна з об'ємом 3,6 літрів є більш вражаючим - 620 N × м.
Туризм + прямий ін'єкцій
Такий тандем – турбокомпресор з прямим впорскуванням палива – активно використовується Audi (технологіяTFSI) та Ford (EcoBoost). У порівнянні з традиційними двигунами V6, Двигун Audi 2.0 TFSI чотирициліндровий двигун з прямим впорскуванням палива та турбочаруванням, що має однакову динамічну продуктивність, споживає 10-15% менше палива.
Поєднання турбочарства і прямого вприскування палива, інженери досягали підвищеної потужності і покращили динамічну продуктивність при зниженні споживання палива. Пряма ін'єкційна технологія і турбочарство чудово поєднуються через те, що випаровування палива всередині камери згоряння двигуна нагріває від вхідного повітря. Це дозволяє збільшити компресію, значно підвищуючи ефективність двигуна, і вирішувати ще одну проблему турбокомпресованих двигунів - підвищену схильність до детонації на високих рівнях підвищення тиску.
Двигун TwinPower Turbo з технологією Twin Scroll Twin Turbo і запатентований концерн BMW загального витяжного колектора спеціальний дизайн. Обидва турбокомпресори, разом з каталізаторами, розташовані в V-подібному просторі між рядами циліндрів, що дозволяє розмістити вхідні і витяжні канали таким чином, що їх довжина знижується одночасно більшим перерізом. У зв'язку з цим значно знижується втрата тиску на виведений газ. Фото: BMW AG
Витяжний колектор з вбудованим турбокомпресора забезпечує високу ефективність турбіни за допомогою вихлопних газів. Цей одночасно керується підвищенням потужності стелі, поліпшенням чутливості двигуна, зменшення споживання палива і зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу.
Два краще одного.
Ефективно боротися з турбоджамою допомагає схемі з послідовним суперхаргуванням, коли при низьких швидкостях двигуна працює невеликий турбокомпресор, відповідальний за "насичення" тяги низьких швидкостей, а при високих швидкостях починає працювати другий, більший. У XX столітті цей вид суперзарядки використовувався на Porsche 959, а сьогодні BMW і Land Rover турбо-дизель, а також Volkswagen бензинові двигуни, так що стружка з "турбо-паузи", однак, функції малих турбін присвоюються компресорам, або механічними надзаряджувачами.
Цього року були оголошені нові турбокомпресори від BMW та Opel. Вони використовували пару турбін різного розміру і продуктивності. Одна, невелика турбіна, має більш швидку реакцію і дозволяє додавати потужність при низьких швидкостях (до 1800 об/хв). На середніх швидкостях (до 3000 об/хв), з'єднана друга, велика турбіна, яка працює окремо на високих відходах.
Двигуни в режимі реального часу використовують один турбокомпресор з подвійним робочим пристроєм. Але частіше буває пара ідентичних турбокомпресорів, паралельно подається окремі групи циліндрів. Ця схема є типовою для V-подібних турбокомпресорів, де кожен блок має власний надрядник.
Надзаряджається майбутнє
Це традиція в автомобільному світі, щоб вибрати найкращий двигун, побудований в останні 365 днів щороку. Останні два роки Гран-прі в цьому конкурсі пішли на 1.4-літровий двигун TSI Twincharger від Volkswagen. Відносно невеликий двигун обладнаний двома компресорами, що доводять свою потужність до рівня 2,0-2.4-літрової атмосферної (тобто без турбочарства або компресора) двигунами. Невеликий двигун 1,4 TSI може виробляти від 140 до 170 к.с.
Тим не менш, це не єдиний «турботний приз» у конкурсі енергоблоків у 2010 році. П'ять різних надрядних двигунів, виготовлених компанією VW, BMW та FIAT, виграли у різних номінаціях. Серед номінантів кількість атмосферних двигунів кілька разів менше, ніж у яких використовуються компресори та турбокомпресори.
Тим не менш, відчутта стала визнанням найкращої новинки року двигуна Fiat 1.4 MultiAir Turbo, яка оснащена Alfa Romeo MiTo і Giulietta. 4,5-літровий V8 від Ferrari 458 Italia та іншого компактного турбогенератора німецького автовиробника Volkswagen: 1.2 TSI. Безумовно, це двигун низького рівня (потужність варіюється від 86 до 105 к.с.) легко приводить до значного Škoda Octavia і Yeti, а також Volkswagen Golf.
А найбільш компактний двигун-безмінований надзаряджувач був 1,0-літровим 85-хрюмовим агрегатом, виготовленим Mitsubishi, встановленим на Smart Fortwo.
Можливо, це тандем «маленький двигун + турбочарство», який можна вважати найбільш перспективним напрямком розвитку європейської автомобільної промисловості. У невеликих камерах згоряння важко споживати багато палива, але в той же час турбочарство забезпечує збільшення потужності і крутного моменту, достатній для динамічного руху дрібно-медійно-класних седанів, дрібних перехресних і навіть компактних фургонів. Крім того, зменшення споживання палива також відображено в зниженні викидів в атмосферу, яка особливо вітає європейців, які повинні платити підвищені збори для екологічно чистих автомобілів.
Олександр Коробченко тут.
The 2010 Beijing Motor Show - це концепція Ford Start. Автомобіль отримав економний трициліндровий двигун EcoBoost з рівнем викидів менше 100 г / км. Характеристика даного двигуна порівняно з натурально аспірованою 1.6 л «фоур». Блок працює в тандемі з шестиступінчастою ручною передачою. Фото: Ford Motor Company
Джерело:
