Минеральная турбины: описание конструкции, принцип работы, преимущества и недостатки

Опубликованно 01.05.2019 22:00

Основным недостатком двигателей с турбонаддувом по сравнению с вариантов меньше реакционная способность, из-за того, что продвижение турбины требует определенного времени. С развитием турбокомпрессоров производители разрабатывают различные способы, чтобы увеличить их ответ, производительности и эффективности. Лучшим вариантом являются минеральные турбины. Общие характеристики

Под этим термином понимают турбокомпрессора с двойной входной части и двойной крыльчаткой рабочего колеса. От появления первой турбины (около 30 лет назад) были дифференцированы по функции open и сплит впуском. Эти последние являются аналогами современных минеральных турбокомпрессоров. Параметры, определяющие их применение в тюнинге и автоспорте. Кроме того, некоторые производители используют в производстве спорткаров, как Mitsubishi Evo, Subaru Impreza WRX STI, Pontiac Solstice GXP и т. д.

Конструкция и принцип работы

От обычных турбин руды отличаются двойной турбо колеса и разделен на две части входной части. Ротор имеет монолитную конструкцию, но размер, форма и изгиб лезвия различаются по диаметру. Одна его часть предназначена для небольшой нагрузки, другой больше.

Принцип работы полезных ископаемых турбин, основанный на отдельный поток выхлопных газов под другим углом на рабочее колесо турбины в зависимости от режима работы цилиндров.

Ниже подробно описаны конструктивные особенности и как работает минеральная турбины. Выпускной коллектор

Основное значение для минералов, турбокомпрессоров имеет дизайн в выпускной коллектор. Он основан на концепции сопряжения цилиндра racing коллекторы и зависит от числа цилиндров и порядком их работы. Почти все 4-цилиндровые двигатели работают в порядке 1-3-4-2. В этом случае канал объединяет 1 и 4 цилиндры, 2 и 3. На большинстве 6-цилиндровых двигателей поток выхлопных газов осуществляется отдельно от 1, 3, 5 и 2, 4, 6 цилиндров. В качестве исключения следует отметить, RB26 и 2JZ. Хорошо работают 1-5-3-6-2-4.

Таким образом, для данных двигателей 1, 2, 3 цилиндрами в паре на колесо, 4, 5, 6 – для второго (в стоке в том же порядке, в котором организована привод турбины). Таким образом, названные двигатели отличаются упрощенной конструкцией выпускной коллектор, который сочетает в себе в два канала, первые три и последние три цилиндра.

В дополнение к бесплатным цилиндров в определенном порядке, они очень важны и другие характеристики коллектора. Прежде всего, оба канала должны иметь одинаковую длину и одинаковое количество выстрелов. Это связано с необходимостью обеспечения того же давления, работающих на выхлопных газах. Кроме того, важно соответствие фланца турбины в коллектор по форме и размеры его вход. Наконец, для обеспечения наилучшей производительности необходимо точное соответствие строительства коллектора значение A/R турбины.

Необходимость применения для минеральных турбины выпускной коллектор соответствующей конструкции определяется тем, что в случае использования обычного сборника, а турбокомпрессор работает как одного. То же самое происходит, когда вы объединяете одного турбина с коллектором для минеральных. Импульсное взаимодействие цилиндров

Одним из основных преимуществ минеральной турбокомпрессора, определяют их преимущества перед одного, состоит в значительном уменьшении или исключения взаимного влияния цилиндров импульсы выхлопных газов.

Известно, что для прохождения каждого цилиндра всех четырех циклов, вал двигателя должен привести в движение в 720°. Это также справедливо для 4-и 12-цилиндровых двигателей. Тем не менее, если во время вращения коленчатого вала на 720°, чтобы первые цилиндры завершить темпами, то к 12-цилиндровый двигатель – все размеры. Таким образом, с увеличением числа цилиндров уменьшается значение угла поворота вала двигателя между теми же шутками для каждого цилиндра. Таким образом, 4-цилиндровый двигатели курсовая работа проводится каждые 180° в различных цилиндров. Это верно и для циклов всасывания, сжатия и выпуска. В 6-цилиндровых двигателей, на 2 вращения коленчатого вала с более событий, то те же меры, что между цилиндрами расстояние между ними 120°. Для 8-цилиндровых двигателей, в диапазоне 90°, для 12 цилиндров – 60°.

Известно, что распределительные валы могут иметь шаг от 256 до 312° и более. Например, вы можете взять мотор с фазами 280° на впуске и выпуске. С выпуском выхлопных газов, на 4-цилиндровый двигатель каждые 180° выпускные клапаны цилиндра будет открыт для более чем 100°. Это необходимо для подъема поршня нижней к верхней мертвой точке во время выпуска, чтобы этот цилиндр. В порядок работы 1-3-2-4 для третьего цилиндра, выпускные клапаны начинают открываться в конце хода поршня. В это время в первом цилиндре начинается такт всасывания, и будут закрыты выпускные клапаны. Для первых 50° открытие выпускных клапанов третьего цилиндра, будут открыты выпускные клапаны первого, и начинают открываться его впускных клапанов. Таким образом, происходит перекрытие клапанов между цилиндрами.

После удаления выхлопных газов из первого цилиндра закрываются выпускные клапаны, и начнут открываться впускной. В то же время открываются выпускные клапаны третьего цилиндра, освобождая высокой энергии выхлопных газов. Значительная доля их давления и энергии, используется для привода турбины, и меньшая часть ищет путь наименьшего сопротивления. Причиной снижения давления закрытия выпускных клапанов первого цилиндра в сравнении с куском вход турбины часть выхлопных газов третьего цилиндра отправляется в первый.

В связи с тем, что в первом цилиндре начинается такт впуска, коллектор заряд выхлопных газов разбавляют, теряет мощность. В заключение, клапаны первого цилиндра замка, и третий поршень поднимается. Для последнего происходит выпуск, и повторяет этот цилиндр 1 ситуации, когда открываются выпускные клапаны второго цилиндра. Таким образом, наблюдается смешение. Эта проблема становится еще более очевидной, и 6, и 8 цилиндровых двигателей с диапазонами измерения излучения между цилиндрами, 120 и 90°, соответственно. В этих случаях наблюдается еще более длинные перекрытия выпускных клапанов в двух цилиндрах.

Из-за отсутствия возможности изменить число цилиндров вы можете решить эту проблему, увеличив интервал между подобными шутками путем применения турбонаддува. В случае использования двух турбин на 6 и 8-цилиндровые двигатели можно объединять цилиндры для привода каждого из них. В этом случае интервалы между событиями похожие выпускных клапанов двойной. Например, для RB26 можно объединить цилиндры 1-3 для передней части турбины и 4-6 для задней. Таким образом, исключается активация последовательность цилиндров для турбины. Соответственно, интервал между событиями клапанами на цилиндр, турбонаддувом увеличивается от 120 до 240°.

В связи с тем, что минерал турбина имеет отдельный выпускной коллектор, в этом смысле, это похоже на систему с двумя турбонагнетателями. Таким образом, 4-цилиндровый двигатель с двумя турбинами или минеральной турбокомпрессора имеют диапазон до 360° между событиями. 8-цилиндровый двигатели с аналогичными системами наддува имеют тот же интервал времени. Очень длительный период, который превышает срок подъема клапанов, исключает их перекрытие для цилиндров турбины.

Таким образом, двигатель всасывает больше воздуха, и тянет остатки отработавших газов с низким давлением наполнения цилиндров более плотной, чистой и заряд, что обеспечивает более интенсивное сгорание, повышает производительность. Кроме того, большую объемную эффективность и лучшей очистки позволяют использовать более высокую задержка включения, поддерживает скачок температуры внутри цилиндров. Благодаря этому эффективность минеральных турбины выше на 7-8% в сравнении с одного, если лучше в 5% экономию топлива.

Согласно Full-Race, минеральная турбокомпрессоров по сравнению с одного характеризуются большими средними давления в цилиндре и эффективности, но менее, пик давления в цилиндре и противодавления на выходе. Минеральные системы имеют большее обратное давление на низких оборотах (для облегчения давления нечистых) и меньше на высоких (повышает производительность). Наконец двигатель с системой турбонаддува является менее чувствительным к воздействию отрицательных примерно в шесть распределительных валов. Производительности

Выше были приведены теоретические положения работы минералы турбин. Что дает на практике, установила меры. Такое доказательство путем сравнения с одного варианта велся из журнала DSPORT на Project КА 240SX. Его KA24DET развивает до 700 л. с. на колесах на E85. Двигатель поставляется с пользовательской выхлопной коллектор Wisecraft Изготовление и турбокомпрессор Garrett GTX. Во время испытаний, изменилось только тело турбины при том же значении A/R. помимо изменения мощности и крутящего момента-испытатели оценили ответ путем измерения времени достижения определенных оборотов и давления наддува, в-третьих, при аналогичных условиях запуска.

Результаты показали лучшую производительность минералов турбины во всем диапазоне оборотов. Самое большое превосходство в мощности показал в диапазоне от 3500 до 6000 об/мин, результаты более высокое давление наддува, в то же оборотах. Кроме того, повышение давления обеспечила прирост крутящего момента, что сравнимо с эффектом увеличения объема двигателя. Наиболее ярко это проявляется даже на средних оборотах. В ускорение от 45 до 80 км/ч (3100-5600 об/мин) минеральная турбины обыграл-английски с 0,49 (с 2,93 против 3,42), что даст разницу в три тела. Т. е. когда машина с по команде турбокомпрессор достигать 80 км/ч, минеральной вариантом было бы пойти в 3 длины автомобиля перед скоростью 95 км/ч В диапазоне скоростей 60-100 км/ч (4200-7000 об/мин) превосходство минералов турбины, оказалось менее значительным и составило 0,23 (1,75 и 1,98) и 5 км/ч (105 против 100 км/ч). Для скорости достижения определенного давления минеральная турбокомпрессора перед одного примерно на 0,6 c. Так, в 30 psi разница в 400 об/мин (5500 и 5100 об/мин).

Другое сравнение проводилось Full-Race Motorsports 2,3 l двигатель Ford EcoBoost с турбиной BorgWarner EFR. В этом случае, с помощью моделирования на компьютере была установлена скорость потока выхлопных газов в каждом канале. Для минеральных турбины распространение этой суммы составляет 4%, в то время как для одного – 15%. Лучшая согласованность скорости потока указывает на незначительные потери человеческих жизней во время смешивания и увеличение энергии в импульсе для руды турбокомпрессоров. Преимущества и недостатки

Минеральная турбины характеризуются множеством преимуществ перед одного варианта. Они включают в себя: увеличение производительности на всех оборотах двигателя; лучший ответ; небольшие потери во время смешивания; больше энергии импульсов на крыльчатку турбины; повышение эффективности тяги; более высокий крутящий момент на низких оборотах, как в системе twin-turbo; снижение ослабление всасывания зарядки перекрытие клапанов между цилиндрами; снижение температуры выхлопных газов; уменьшения импульсных потерь в двигателе; снижение расхода топлива.

Основным недостатком является большая сложность конструкции, обуславливающую более высокую стоимость. Кроме того, когда большое давление на высоких оборотах отрыва потока газа не позволяет получить такую же производительность, шип, что одного турбины.

Структурно минеральной турбины представляют собой системы с двумя турбонагнетателями (би-турбо и твин-турбо). В сравнении с ними такие турбины наоборот имеют преимущества в стоимости и простоте конструкции. Вот некоторые производители, как, например, BMW, заменяет система twin-с турбонаддувом N54B30 1-series M Coupe в минеральных турбокомпрессор N55B30 М2.

Следует отметить, что есть еще более сложные варианты турбин, представляют высшую ступень их развития - турбокомпрессоры с изменяемой геометрией. В целом, они имеют те же преимущества по сравнению с традиционными турбины, что и минеральные, но в большей степени. Тем не менее, турбокомпрессоры значительно более сложным. Кроме того, трудно установить, не подумайте, изначально для таких систем двигателей, из-за того, что они контролируются блоком управления двигателем. И, наконец, основной фактор, который способствует чрезвычайно ограниченное применение данных турбин для бензиновых двигателей, является довольно высокая стоимость моделей этих двигателей. Так как в серийном производстве, и в установке, они крайне редки, тем не менее, широкое распространение на дизельных двигателях коммерческих автомобилей.

На SEMA 2015 BorgWarner была представлена разработка, которая сочетает полезных ископаемых технология и конструкция с изменяемой геометрией - минеральная изменяемой геометрией турбины. В его двойной входной части имеет заслонку, которая в зависимости от нагрузки распределяет поток падала. На низких оборотах все газы идут на небольшой части ротора, и наиболее закрытой, что обеспечивает еще более быстрое продвижение, чем у обычной минералы турбины. При увеличении нагрузки заслонка постепенно в центральной части и равномерно распределяет поток на высоких оборотах, как стандартные минеральные конструкции. Таким образом, технология, и технология с изменяемой геометрией, обеспечивает изменение отношения A/R в зависимости от нагрузки, регулировать турбину под режим работы двигателя, что расширяет сферу работы. При этом, учитывая конструкцию гораздо проще и дешевле, так как здесь используется только один элемент, mobile, работает простой алгоритм, и не требует применения жаропрочных материалов. Следует отметить, что такие решения встречались ранее (например, quick spool valve), однако эта технология, по какой-то причине, не нашли распространения.

Приложение

Как отмечалось выше, минеральная турбины часто используются в производстве спортивных автомобилей. Тем не менее, в процессе оптимизации их использования на многих двигателях с одного системам затруднено в условиях ограниченного пространства. Это связано, прежде всего, строительство сборника: такой же длины, это необходимо для поддержания приемлемых радиальных кривых и характеристик потока. Кроме того, это вопрос оптимальной длины и кривизны, так как материал и толщина стен. Согласно Full-Race, из-за большей эффективности минеральных турбины возможно использование каналов небольшого диаметра. Тем не менее, из-за их сложной формы и двойным входом, а коллектор в любом случае больше, тяжелее и сложнее, чем обычно из-за большего количества деталей. Так что не может поместиться в стандартном месте, со следствием, что вам необходимо изменить картер. Кроме того, одни и те же минеральные турбины больше подобных одного. Кроме того, они необходимы другие пчелы и масло. Помимо этого, для лучшей производительности внешних одежду для минеральных систем используются два westgate (по одному на колесо), а не Y-образный шланг.

В любом случае можно, и установку минералов, турбина на ВАЗ, и замены в ней одного турбо Porsche. Разница заключается в цене и объем работы по подготовке двигателя: если серийный номер тебя любимая, если у вас есть пространство, как правило, достаточно заменить выпускной коллектор, и некоторые другие детали, и сделать настройки, то атмосферные двигатели требуют для короны гораздо более серьезного вмешательства. Тем не менее, во втором случае разница в сложности установки (но не стоимости), минеральные и одного системам незначительным.

Выводы

Минеральная турбины, благодаря отдельным потоком выхлопных газов, двойной крыльчатки турбины и разрешение импульс взаимного влияния цилиндров, обеспечивают лучшую производительность, отзывчивость и эффективность в сравнении с одного варианта. Тем не менее, создание такой системы может быть очень дорогим. В общем, это оптимальное решение для повышения оперативности без потери производительности, для тебя любимая.

Владислав Боев

Категория: Авто