Турбонаддув как работает: Как работает турбонаддув — принцип работы турбины

  • 21.07.1980

Содержание

Предназначение турбонаддува, его устройство и как он работает

Турбонаддув – это такой способ агрегатного наддува, при котором подача воздуха в цилиндры двигателя происходит под давлением, нагнетаемым действием энергии отработавших газов. Сегодня такой метод – самый эффективный, призванный увеличивать мощность двигателя, не повышая объёма его цилиндров и частоты вращения коленчатого вала.

Кроме этого, использование турбонаддува даёт экономию топлива в соотношении расхода к мощности и уменьшает токсичность отработавших газов, осуществляя более полное сгорание топлива.

Применение турбонаддува

Применение система турбонаддува находит на обоих типах двигателей – и на бензиновых, и на дизельных. Однако на последних она гораздо эффективнее за счёт их более высокой степени сжатия и сравнительно небольшой частоты вращения коленчатого вала.

Использование же турбонаддува для бензиновых двигателей ограничено, во-первых, вероятностью наступления детонации, обусловленной значительным увеличением оборотов двигателя, а во-вторых, перегревом турбонагнетателя из-за повышенной температуры отработавших газов – около 1000°С, в то время как у дизелей она составляет порядка 600°С.

Устройство

Основная часть компонентов турбонаддува – это типовые элементы впускной системы. Присутствие же в системе турбокомпрессора, интеркулера и конструктивно новых элементов управления становится отличительной особенностью именно турбонаддува.

Хотя конструкции отдельных систем турбонаддува и различаются, можно обозначить их общие компоненты. Помимо вышеперечисленных турбокомпрессора, интеркулера и элементов управления это воздухозаборник с воздушным фильтром, дроссельная заслонка, впускной коллектор, напорные шланги и соединительные патрубки, а в некоторых системах ещё и впускные заслонки.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — главный конструктивный компонент системы турбонаддува. Он нагнетает воздух во впускную систему.

Его устройство выглядит следующим образом:

Устройство турбонагнетателя:
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо, находясь в специальном теплоустойчивом корпусе, превращает энергию потока отработавших газов в энергию вращения и перенаправляет её на компрессорное колесо. С его помощью воздух всасывается, сжимается и подаётся в цилиндры двигателя. Оба эти колеса жёстко закреплены на роторном валу, вращающемся на подшипниках скольжения плавающего вида. Интеркулер является радиатором жидкостного или воздушного типа. Он охлаждает сжатый воздух, увеличивая его плотность и давление.

Главный элемент управления системой турбонаддува – это регулятор давления наддува, он, по сути, является перепускным клапаном (wastegate). Его задача – ограничивать энергию отработавших газов и направлять часть их потока в обход турбинного колеса. Таким образом, достигается оптимальная величина давления наддува. Привод перепускного клапана – электрический или пневматический. Для его срабатывания система управления двигателем подаёт сигнал от датчика давления наддува.

Как работает турбонаддув

Принцип работы турбонаддува берёт за основу использование энергии отработавших газов. Их струя заставляет вращаться турбинное колесо, передающее вращение через роторный вал компрессорному колесу. С помощью последнего происходит сжатие воздуха и его нагнетание в систему.

Принцип работы турбонаддува

Интеркулер охлаждает воздух, нагретый при сжатии, после чего тот подаётся в цилиндры двигателя.

Хотя система турбонаддува и не связана жёстко с коленчатым валом, её эффективность напрямую зависит от частоты оборотов двигателя. Увеличение оборотов коленчатого вала ведёт к повышению энергии отработавших газов и, соответственно, частоты вращения турбины, что влечёт за собой более интенсивное поступление воздуха в цилиндры двигателя.

О отрицательных особенностях турбонаддува

Конструкция системы турбонаддува обуславливает некоторые отрицательные особенности, возникающие при её работе.

Одна из них – эффект «турбоямы» (turbolag): при резком нажатии на педаль акселератора увеличение мощности двигателя происходит с задержкой. Причина этого в инерционности системы: нужно определённое время для увеличения давления в наддуве, если на газ нажали резко.

Избежать этой ситуацию становится возможным, либо применяя турбину с изменяемой геометрией, либо используя два турбокомпрессора, работающих параллельно или последовательно (bi-turbo или twin-turbo), либо задействовав комбинированный наддув.

Второй неприятный момент – это «турбоподхват»: вслед за преодолением «турбоямы» происходит резкое увеличение давления в наддуве.

Турбина с изменяемой геометрией или VNT турбина, способна оптимизировать движение потока отработавших газов, меняя размер входного канала. Наиболее распространены такие турбины в серийных системах турбонаддува дизельных двигателей известных автопроизводителей (например, TDI у Volkswagen).

Турбонаддув с двумя параллельно работающими турбокомпрессорами находит большее применение для мощных V-образных двигателей. При этом на каждый ряд цилиндров двигателя работает свой турбокомпрессор. Выигрыш получается за счёт распределения инерции с одной большой турбины на две маленькие.

В случае установки двух турбин в последовательном режиме выигрыш производительности достигается путём работы разных турбокомпрессоров для разных значений оборотов двигателя. Изредка встречаются случаи установки трёх турбокомпрессоров последовательно (triple-turbo, например, у BMW), ещё реже – четырёх (quad-turbo у Bugatti).

При комбинированном наддуве (twincharger) совместно используется турбонаддув и механический наддув. Сжатие воздуха при низких оборотах коленчатого вала происходит с помощью механического нагнетателя. С увеличением оборотов в работу включается турбокомпрессор, а при достижении их определённой частоты работа механического нагнетателя прекращается (например, TSI у Volkswagen).

Видео — как работает турбина:

Применение турбонаддува особенно эффективно для дизельных двигателей мощных грузовиков: расход топлива увеличивается ненамного, зато мощность двигателя и крутящий момент заметно повышаются.

Турбокомпрессоры, наиболее мощные в пропорции к мощности двигателя, применяются для дизелей тепловозов. По абсолютному же значению, самые мощные турбокомпрессоры устанавливаются в судовые двигатели (до десятков тысяч киловатт).

Загрузка…

Как работает турбонаддув | qriosity.ru

Когда люди говорят о гоночных автомобилях или высокопроизводительных спортивных автомобилях, обычно поднимается и тема турбонаддува.

Турбокомпрессоры также устанавливаются и на современные дизельные двигатели. Турбонаддув может значительно повысить мощность двигателя без заметного увеличения его объема и веса, что является огромным преимуществом, делающим турбины настолько популярными!

В этой статье мы разберемся, как турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя при экстремальных условиях эксплуатации. Мы также узнаем, как вестгейты, керамические лопатки турбин и высокотехнологичные шариковые подшипники помогают турбокомпрессорам выполнять свою работу еще лучше.

Турбокомпрессоры сжимают  воздух, подаваемый в двигатель. Если воздух сжать, то это позволит втиснуть его как можно больше в цилиндр, подобно комку снега, а большее количество воздуха означает, что в него может быть добавлено еще больше топлива. Таким образом, вы получите больше энергии от каждого взрыва в каждом цилиндре. Турбонаддувный двигатель производит больше энергии, чем в целом же двигатель без наддува. Это может существенно повысить мощность по отношению к объему двигателя.

Для достижения этого повышенного давления, турбокомпрессор использует поток выхлопных газов от двигателя, чтобы вращать турбину, которая, в свою очередь, вращает воздушный насос. Турбина турбокомпрессора вращается на скорости до 150 000 оборотов в минуту. И поскольку турбокомпрессор подключен к выпуску двигателя, температуры в нем также очень высокие.

Турбина и двигатель

Один из верных способов получить больше энергии от двигателя — увеличение количества воздуха и топлива, которое может в нем гореть. Это можно сделать одним из способов: либо добавить больше цилиндров, либо увеличить их объем, либо же установить на двигатель турбину. Первые два способа ведут к увеличению веса автомобиля, а также снижают эффективность мотора с установкой чрезмерного количества дополнительных деталей. Турбонаддув, в свою очередь, является более простым и компактным способом добавления мощности.

Турбокомпрессоры позволяют двигателю сжигать больше топлива и воздуха в существующих цилиндрах. Типичный наддув, предусмотренный турбонагнетателями, увеличивает давление воздуха в двигателе на 6-8 фунтов на квадратный дюйм (psi). Поскольку нормальное атмосферное давление составляет 14,7 psi на уровне моря, это означает прирост объема воздуха в двигателе на 50 %. Это, конечно, не значит равнозначное увеличение мощности двигателя, но на дополнительные 30-40 % можно вполне рассчитывать.

Одной из причин падения эффективности турбокомпрессора, является то, что вращение турбины происходит не просто так. Имея в выхлопе турбину, поток выхлопных газов получает высокое обратное давление, которое и отнимает от 10% до 30% от дополнительной мощности, полученной в результате наддува.

Конструктивная схема

Турбокомпрессор привинчен к выпускному коллектору двигателя. Отработанные газы из цилиндров вращают турбину, которая работает как газотурбинный двигатель. Чем больше выхлопных газов проходит через лопасти турбины, тем быстрее они вращаются. Турбина соединена посредством вала с компрессором, который расположен между воздушным фильтром и впускным коллектором. Компрессор сжимает воздух перед подачей в цилиндры. Он имеет вид центробежного насоса: всасывая воздух в своей центральной части, он с помощью вращающихся лопастей сжимает и выталкивает воздух наружу.

Установка системы турбонаддува на двигатель

Устройство турбокомпрессора

Чтобы справиться со скоростью вращения до 150 000 об/мин., вал турбины обслуживается очень тщательно. Самые лучшие серийные подшипники будут разлетаться на такой скорости, поэтому большинство турбокомпрессоров используют подшипники с жидкостным трением. Такой подшипник находится на тонком слое масла, которое постоянно закачивается вокруг вала. Масло охлаждает вал и некоторые другие части турбокомпрессора, а также позволяет валу вращаться без лишнего трения.

Воздух из турбокомпрессора выходит с повышенной температурой. С такой температурой нежелательно запускать его во впускной коллектор, поскольку горячий воздух сильно расширяется и эффективность наддува падает. Для охлаждения воздуха применяют интеркулеры — воздушные или водяные теплообменники, понижающие температуру воздушного потока из турбокомпрессора.

Проблемы турбокомпрессора и их решения

Одна из главных проблем турбокомпрессоров заключается в том, что они не обеспечивают немедленное увеличение мощности двигателя, когда вы нажимаете на педаль газа. Пока турбина не раскрутится от выхлопных газов до нужной скорости, ничего не происходит. Такая задержка называется турболаг: водитель сильно давит на газ, но автомобиль начинает нормально разгоняться только тогда, когда турбина достигнет нужных оборотов.

Одним из способов снижения турбо лага является сокращение инерции вращающихся частей, в основном, за счет уменьшения их веса. Это позволяет турбине и компрессору ускориться быстрее и начать скорее повышать давление. Еще один верный способ снизить инерцию турбины и компрессора — сделать турбокомпрессор меньше. Небольшой турбокомпрессор быстрее даст толчок двигателю при низких оборотах двигателя, но, возможно, не сможет намного повысить давление при очень большом объеме воздуха, поступающего на повышенных оборотах. Он также может начать вращаться слишком быстро на высоких оборотах двигателя, когда появляется много выхлопных газов, проходящих через турбину, что очень опасно.

Большинство автомобильных турбокомпрессоров имеют Вестгейт, что позволяет использовать меньший турбокомпрессор, чтобы сократить инерцию, в то же время предотвращая его слишком быстрое вращение на высоких оборотах двигателя. Вестгейт — это клапан, который позволяет выхлопным газам обойти турбинные лопатки. Вестгейт замеряет давление наддува. Если давление поднимается слишком высоко, это может быть показателем того, что турбина начнет вращаться слишком быстро, и Вестгейт направляет часть выхлопных газов мимо лопаток турбины, не позволяя ей слишком сильно раскручиваться.

В некоторых турбокомпрессорах используются шариковые подшипники вместо подшипников с жидкостным трением для поддержки вала турбины. Но это не обычные шариковые подшипники — это супер-точные подшипники, изготовленные из современных материалов, способные работать при скоростях и температурах турбокомпрессора. Они позволяют валу турбины вращаться легче, чем подшипники с жидкостным трением, используемые в большинстве турбокомпрессоров. Это помогает турбокомпрессору ускоряться быстрее, уменьшая турбо лаг. Керамические турбинные лопатки легче, чем стальные лопатки, используемые в большинстве турбокомпрессоров. Это так же уменьшает инерцию турбокомпрессора, а, следовательно, уменьшает турбо лаг.

Как работает турбина в твоём автомобиле, узнай больше | Евген

Чтобы понимать Turbo систему нужно знать основы работы двигателя. Представим что двигатель это один большой насос, он засасывает воздух и топливо в цилиндр сжимает, сжигает их перед тем как выпустить выхлопные газы наружу.

4 такта: впуск, сжатия, рабочий ход (взрыв смеси), такт выпуска отработанных газов

4 такта: впуск, сжатия, рабочий ход (взрыв смеси), такт выпуска отработанных газов

Чтобы получить больше мощности, нужно сжечь больше топлива за меньшее время. Получить топливо, так же просто, как открыть кран. Но пока в двигателе не будет больше воздуха, этот избыток топлива будет бесполезен. Сам цилиндр ограничен в объеме воздуха, которой может в себя пропустить, из-за своего размера. Эта величина вмещения.

Так исторически сложилось, что для достижения большей мощности, производители  увеличивали объёмы двигателя и количество цилиндров. Не было никакой альтернативы по замещению величины вмещение. Так продолжалось до 1905 года.

Alfred Büchi, многие пытаются прочитать как Бучи, но правильно Бюхи

Alfred Büchi, многие пытаются прочитать как Бучи, но правильно Бюхи

Шведский инженер Альфред Бюхи он изобрёл «Замещение Вмещения». Он использовал выхлопные газы двигатель, чтобы приводить в движение компрессор, который отправлял сжатый воздух в камеру сгорания. Больше воздуха значит, больше топлива может сгореть, значит больше взрыв. Это изобретение сразу нашло применение в авиации, так как с повышением высоты, воздух более разряженный.

Всего на высоте 4 км от уровня моря, у двигатель мощностью в 400 лошадиных остаётся всего 286 лошадиных сил, это всё, из-за разрежения воздуха.

Турбины использовали для «Turbo нормализация», чтобы мощность двигателей не падала, когда турбина используется для повышения давление, это называется «Turbo наддув».

Как же всё это работает?

Турбина или турбо компрессор.

Турбина или турбо компрессор.

Это турбокомпрессор, как только двигатель выбрасывает выхлопные газы, они поступают в горячую часть турбины (справа). Проходящее через эту часть газы, вращают крыльчатку, затем поступают в выхлопную трубу. Холодная часть турбины (слева), соединена валом с горячей частью и когда газы крутят лопастное колесо на другой стороне ,турбина тоже вращается и походу её вращения, всасываются много и отправляют его прямо в ваш впускной коллектор.

Синие стрелочки поток поступающего воздуха в двигатель, красные это поток выхлопных газов

Синие стрелочки поток поступающего воздуха в двигатель, красные это поток выхлопных газов

На этом этапе воздух более плотный, в нём больше кислорода, поэтому он может жечь больше топливо, за меньшее время, давай вам больше мощности. Чтобы не позволить этому сжатому воздуху вернуться обратно в турбину, когда вы отпускаете педаль газа, был придуман blowoff клапан или клапан сброса давления. Этот клапан снижает давление, выпуская воздух обратно атмосферу, именно он издаёт эти прекрасные звуки, которые многим нравятся:

Пщиииув, Пщиииув

Турбонаддув создает много тепла, сторона горячей части постоянно терпит полыхающие выхлопные газы, которые заставляю ее буквально раскаляется докрасна.

Вы могли заметить что эта сторона, которая обозначается как горячая всегда выглядит ржавой, это потому, что экстремальная температура выступает в качестве катализатора, заставляя металл окисляться гораздо быстрее.

Как ни странно холодная часть тоже вырабатывает тепло. Когда вы сжимаете воздух, вы смещаете молекулы воздуха ближе к друг другу. Создаётся взаимодействие, когда они трутся между собой, все эти горячие заряженные молекулы хаотично двигаются, тогда увеличивает скорость воздушного потока, что позволяет терять им плотность. А ведь смысл турбины получить более плотный воздух,. Для этого нужно охладить весь этот воздух, тогда молекулы успокоится и встанут рядом. Есть несколько способов сделать это. Самый популярный и самый простой это Intercooler (интеркулер).

Он находится между компрессором и двигателем. Воздух проходит по каналам с охлаждающими ребрами, а прохладный воздух снаружи проходящей через эти рёбра забирают тепло и уменьшает температуру.

Почему же нельзя взять самый большой компрессор и поставить его?

Двигатель получит большую мощность от большого компрессора, но раскручивается он медленней. Время которые требуются, чтобы компрессору набрать свои обороты, что бы сжимать воздух, от нажатия педали до при роста мощности, называется LAG или турбояма. Инженеры решили эту проблему, они начали использовать два турбокомпрессора — маленький и большой и называется та система twin-turbo. Мы рассмотрим это, как отдельно систему в другой раз.

Дочитал до конца? молодец. теперь ты знаешь намного больше. Напиши понравилось тебе или нет, он этого зависит выход следующей части.

Как работают турбокомпрессоры? | Кто изобрел турбокомпрессоры?

Как работают турбокомпрессоры? | Кто изобрел турбокомпрессоры? Реклама

Идеального изобретения не бывает: всегда можно сделать что-то лучше, дешевле, более эффективным или более экологичным. Возьмите внутреннюю двигатель внутреннего сгорания. Вы можете подумать, что это замечательно, что машина приводимый в действие жидкостью, может швырнуть вас по шоссе или ускорить небо во много раз быстрее, чем вы могли бы путешествовать в противном случае.Но это всегда можно построить двигатель, который будет двигаться быстрее, дальше или потреблять меньше топливо. Одним из способов улучшения двигателя является использование турбонагнетателя —a пара вентиляторов, которые используют мощность выхлопных газов в задней части двигателя, чтобы втиснуть больше воздух в переднюю часть, доставляя больше «крутости», чем в противном случае получать. Мы все слышали о турбинах, но как именно они работают? Давайте посмотри внимательнее!

Фото: Типичный автомобильный турбокомпрессор использует пару вентиляторов в форме улитки, как этот.Здесь вы видите Garrett GT2871R, который вот-вот будет установлен на двигатель Pontiac G8. Фото Райана С. Делкора предоставлено ВМС США.

Что такое турбокомпрессор?

Фото: Два вида безмасляного турбокомпрессора, разработанного НАСА. Фото предоставлено Исследовательский центр Гленна НАСА (НАСА-GRC).

Вы когда-нибудь наблюдали, как мимо вас проносятся машины, из выхлопных труб которых вырываются сажевые выхлопы? Очевидно, что выхлопные газы вызывают загрязнение воздуха, но это гораздо меньше. очевидно, что они тратят энергию впустую в то же время.Выхлоп смесь горячих газов, выбрасываемых со скоростью и всей энергией, содержит — тепло и движение (кинетическая энергия) — исчезает бесполезно в атмосферу. Было бы неплохо, если бы двигатель можно ли как-то использовать эту ненужную мощность, чтобы машина ехала быстрее? Это именно то, что делает турбокомпрессор.

Автомобильные двигатели вырабатывают энергию, сжигая топливо в прочных металлических банках, называемых цилиндрами. Воздух входит каждый цилиндр, смешивается с топливом и сгорает с небольшим взрывом который выталкивает поршень, вращая валы и шестерни, которые вращают колеса автомобиля.Когда поршень вдавливается обратно, он нагнетает отработанный воздух. и топливная смесь выходит из цилиндра в виде выхлопа. Количество энергии автомобиль может производить напрямую зависит от того, как быстро он сжигает топливо. То у вас больше цилиндров и чем они больше, тем больше топлива машина может гореть каждую секунду и (по крайней мере теоретически) тем быстрее она можешь идти.

Один из способов увеличить скорость автомобиля — добавить больше цилиндров. Вот почему сверхбыстрые спортивные автомобили обычно имеют восемь и двенадцать цилиндров вместо четырех или шести цилиндров в обычном семейном автомобиле.Другим вариантом является использование турбокомпрессор, который каждую секунду нагнетает в цилиндры больше воздуха, поэтому они могут сжигать топливо быстрее. Турбокомпрессор — это простая, относительно дешевая дополнительная немного комплекта, который может получить больше мощности от того же двигателя!

Рекламные ссылки

Как работает турбокомпрессор?

Если вы знаете, как работает реактивный двигатель, вы на полпути к пониманию работы турбокомпрессора автомобиля. А реактивный двигатель всасывает холодный воздух спереди, выдавливает его в камеру где он горит топливом, а затем выдувает горячий воздух сзади.Так как горячий воздух уходит, он ревет мимо турбины (немного похожей на очень компактный металлический ветряк), который приводит в действие компрессор (воздушный насос) спереди двигателя. Это часть, которая нагнетает воздух в двигатель, чтобы заставить топливо гореть правильно. Турбокомпрессор на автомобиле применяется очень аналогичный принцип работы поршневого двигателя. Он использует выхлопные газы для водить турбину. Это вращает воздушный компрессор, который выталкивает дополнительный воздух. (и кислород) в цилиндры, что позволяет им сжигать больше топлива каждый раз. второй. Вот почему автомобиль с турбонаддувом может производить больше энергии (что это еще один способ сказать «больше энергии в секунду»).Нагнетатель (или «механический нагнетатель», если дать ему полное название) очень похож на турбонагнетатель, но вместо выхлопных газов с помощью турбины он приводится в действие вращающимся коленчатым валом автомобиля. Обычно это недостаток: там, где турбонагнетатель питается от отработанной энергии выхлопных газов, нагнетатель фактически крадет энергию из собственного источника энергии автомобиля (коленчатый вал), что обычно бесполезно.

Фото: Суть турбокомпрессора: два газовых вентилятора (турбина и компрессор) установлены на одном валу.Когда один поворачивается, другой тоже поворачивается. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как работает турбонаддув на практике? Турбокомпрессор фактически представляет собой два небольших вентилятора (также называемых крыльчатками). или бензонасосы) сидят на одном металлическом валу так, что оба крутятся вокруг вместе. Один из этих вентиляторов, называемый турбиной , находится в поток выхлопных газов из цилиндров. Когда цилиндры продувают горячий газ лопасти вентилятора, они вращаются и вал, к которому они подключены (технически называемый вращающимся узлом центральной ступицы или CHRA) так же вращается.Второй вентилятор называется компрессор и, так как он сидит на том же валу, что и турбина, он тоже крутится. Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому при вращении втягивает воздух в машину и нагнетает его в цилиндры.

Здесь небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы делаете его горячее (вот почему велосипедный насос прогревается, когда вы начинаете накачивать шины). горячее воздух менее плотный (поэтому теплый воздух поднимается над радиаторами) и менее эффективно помогает топливу гореть, поэтому было бы намного лучше, если бы воздух, выходящий из компрессора, охлаждался перед поступлением цилиндры.Для его охлаждения выход компрессора проходит над теплообменником, удаляющим дополнительное тепло и направляет его в другое место.

Как работает турбокомпрессор — более подробно

Основная идея заключается в том, что выхлоп приводит в движение турбину (красный вентилятор), которая напрямую подключен к компрессору (и питает его) (синий вентилятор), который нагнетает воздух в двигатель. Для простоты мы показываем только один цилиндр. Итак, вкратце, как все это работает:

  1. Холодный воздух поступает в воздухозаборник двигателя и направляется к компрессору.
  2. Вентилятор компрессора помогает всасывать воздух.
  3. Компрессор сжимает и нагревает поступающий воздух и снова выдувает его.
  4. Горячий сжатый воздух из компрессора проходит через теплообменник, который охлаждает его.
  5. Охлажденный сжатый воздух поступает в воздухозаборник цилиндра. Дополнительный кислород помогает сжигать топливо в цилиндре быстрее.
  6. Поскольку цилиндр сжигает больше топлива, он производит энергию быстрее и может передавать больше мощности на колеса через поршень, валы и шестерни.
  7. Отработанный газ из цилиндра выходит через выпускной патрубок.
  8. Горячие выхлопные газы, обдувая вентилятор турбины, заставляют его вращаться с высокой скоростью.
  9. Вращающаяся турбина установлена ​​на том же валу, что и компрессор (здесь показана бледно-оранжевой линией). Таким образом, когда вращается турбина, вращается и компрессор.
  10. Выхлопные газы покидают автомобиль, затрачивая меньше энергии, чем в противном случае.

На практике компоненты можно было бы соединить примерно так.Турбина (красная, справа) всасывает выхлопной воздух через впускное отверстие, приводя в действие компрессор (синий, слева), который всасывает чистый наружный воздух и нагнетает его в двигатель. Эта конкретная конструкция имеет электрическую систему охлаждения (зеленого цвета) между турбиной и компрессором.

Работа: Как турбина и компрессор соединены в турбонагнетателе с электрическим охлаждением. Из патента США № 7 946 118: Охлаждение турбокомпрессора с электрическим управлением Уилла Хиппена и др., Ecomotors International, выданного 24 мая 2011 г.Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Откуда берется дополнительная мощность?

Турбокомпрессоры дают автомобилю больше мощности, но эта дополнительная мощность не поступает непосредственно из отработанных выхлопных газов, и это иногда сбивает людей с толку. С турбонагнетателем мы используем часть энергии выхлопных газов для привода компрессора. что позволяет двигателю сжигать больше топлива каждую секунду. Это дополнительное топливо — это дополнительная мощность автомобиля. происходит от. Все, что делает выхлопной газ, это приводит в действие турбокомпрессор и, поскольку турбонагнетатель не соединен с коленчатым валом или колесами автомобиля, он не прямое добавление к движущей силе автомобиля в любом случае.Это просто позволяет тот же двигатель, чтобы сжигать топливо с большей скоростью, что делает его более мощным.

Сколько дополнительной энергии вы можете получить?

Если турбокомпрессор придает двигателю большую мощность, более крупный и лучший турбокомпрессор даст это еще больше силы. Теоретически вы могли бы продолжать улучшать свой турбокомпрессор. чтобы сделать ваш двигатель все более и более мощным, но в конечном итоге вы достигнете предела. Цилиндры настолько велики, что столько топлива они могут сжечь. Через отверстие определенного размера вы можете нагнетать в них столько воздуха, сколько вы можете выпустить выхлопных газов, что ограничивает энергию, которую вы можете использовать для привода турбонагнетателя.Другими словами, в игру вступают другие ограничивающие факторы, которые необходимо учитывать. аккаунт тоже; вы не можете просто турбонаддувом свой путь к бесконечности!

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

Фото: Типовой автомобильный турбокомпрессор. Вы можете ясно видеть два вентилятора/воздуходувки (один над другим) и их впускные/выпускные отверстия. Фото предоставлено армией США.

Вы можете использовать турбокомпрессоры как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями и на более или менее любых тип транспортного средства (автомобиль, грузовик, корабль или автобус).Основное преимущество использования турбокомпрессора заключается в том, что вы получаете большую выходную мощность. для двигателя того же размера (каждый ход поршня в каждом отдельном цилиндре генерирует больше мощности, чем в противном случае). Тем не менее, большая мощность означает больше энергии выхода в секунду, и закон сохранения энергии говорит нам, что вы также должны вкладывать больше энергии, поэтому вы должны сжигать соответственно больше топлива. Теоретически это означает, что двигатель с турбокомпрессором не более экономичен, чем двигатель без него.Однако на практике двигатель, оснащенный турбокомпрессором, намного меньше и легче, чем двигатель той же мощности без турбокомпрессора, поэтому автомобиль с турбокомпрессором может обеспечить лучшую экономию топлива в этом отношении. Теперь производителям часто удается установить на тот же автомобиль двигатель гораздо меньшего размера (например, V6 с турбонаддувом вместо V8 или четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом вместо V6). И именно здесь автомобили с турбонаддувом получают свое преимущество: работая хорошо, они могут сэкономить до 10 процентов вашего топлива.Поскольку они сжигают топливо с большим содержанием кислорода, они, как правило, сжигают его более тщательно и чисто, загрязняя воздух меньше.

Большинство отраслевых экспертов ожидают, что к 2027 году более половины автомобилей, продаваемых в США, будут оснащены им. »

Нью-Йорк Таймс, 2018 г.

Больше мощности при том же размере двигателя звучит замечательно, так почему же не все двигатели оснащены турбонаддувом? Одна из причин заключается в том, что преимущества экономии топлива, обещанные ранними турбонагнетателями, не всегда оказывались такими впечатляющими, как хотели заявлять производители (стремящиеся воспользоваться любым маркетинговым преимуществом перед своими конкурентами).Одно исследование, проведенное Consumer Reports в 2013 году, показало, что небольшие двигатели с турбонаддувом обеспечивают значительно меньшую экономию топлива, чем их «безнаддувные» (обычные) аналоги, и пришел к выводу: «Не принимайте экологические достоинства двигателей с турбонаддувом за чистую монету. экономить топливо, включая гибриды, дизели и другие передовые технологии». Надежность также часто была проблемой: турбокомпрессоры добавляют еще один уровень механической сложности к обычному двигателю — короче говоря, есть еще несколько вещей, которые могут пойти не так.Это может значительно удорожить обслуживание турбин. По определению, турбонаддув — это получение большего от той же базовой конструкции двигателя, и многие компоненты двигателя должны подвергаться более высоким давлениям и температурам, что может привести к более раннему выходу деталей из строя; вот почему, вообще говоря, двигатели с турбонаддувом не служат так долго. С турбонаддувом даже вождение может быть другим: поскольку турбокомпрессор приводится в действие выхлопными газами, часто возникает значительная задержка («турбо-лаг») между нажатием педали газа и включением турбонаддува, что может автомобили очень разные (а иногда и очень хитрые) в управлении.В последние несколько лет ведущие производители, такие как Garrett и BorgWarner, усердно разрабатывали частично или полностью электрические турбокомпрессоры для решения этой проблемы; Предложение Garrett называется E-Turbo, а предложение Borg — eBooster®.

Кто изобрел турбокомпрессор?

Кого мы благодарим за турбокомпрессоры? Альфред Дж. Бюхи (1879–1959), автомобильный инженер, работавший в компании Gebrüder Sulzer Engine Company в Винтертуре, Швейцария. Подобно турбонагнетателю, который я проиллюстрировал выше, его первоначальная конструкция использовала вал турбины с приводом от выхлопных газов для питания компрессора, который нагнетал больше воздуха в цилиндры двигателя.Первоначально он разработал турбокомпрессор за годы до Первой мировой войны и запатентовал его в Германии в 1905 году, но продолжал работать над улучшенными конструкциями до своей смерти четыре десятилетия спустя.

Однако

Бюхи был не единственной важной фигурой в этой истории. Несколькими годами ранее сэр Дугалд Кларк (1854–1932), шотландский изобретатель двухтактного двигателя, экспериментировал с разделением стадий сжатия и расширения внутреннего сгорания с помощью двух отдельных цилиндров. Это работало как наддув, увеличивая как поток воздуха в цилиндр, так и количество топлива, которое можно было сжечь.Другие инженеры, в том числе Луи Рено, Готлиб Даймлер и Ли Чедвик также успешно экспериментировал с системами наддува.

Произведение искусства: одна из конструкций турбокомпрессора Альфреда Бюхи конца 1920-х годов (патент был подан в 1927 году и выдан в апреле 1934 года). Я раскрасил его, чтобы вы могли быстро разобраться. Вы можете видеть один цилиндр (желтый) и поршень, кривошип и шатун (красный) слева. Выхлопной газ из цилиндра проходит по трубе (зеленая), которая приводит в движение турбину.Он подключен к оранжевому «зарядному вентилятору» (компрессор) и охладителю (синяя коробка), который нагнетает воздух в цилиндр через синюю трубку. Есть и другие запутанные детали, но я не буду вдаваться во все детали; если вам интересно, взгляните на патент США № 1 955 620: Двигатель внутреннего сгорания (обслуживается через патенты Google). Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги для читателей постарше

Книги для юных читателей

  • Автомобильная наука Ричарда Хаммонда.Дорлинг Киндерсли, 2007 г. Объясняет науку, которая заставляет вашу машину работать (9–12 лет).

Артикул

  • Garrett E-Turbo обещает большую мощность, лучшую эффективность и меньшее отставание от Аарона Терпена, New Atlas, 20 октября 2019. История новых электрических турбин Garrett.
  • Прыжки с турбонаддувом с ипподрома в тупик Стивена Уильямса. The New York Times, 25 октября 2018 г. Как турбокомпрессоры стали важным компонентом двигателя современного автомобиля.
  • Маленький вентилятор, решающий самую большую проблему турбокомпрессора, Алекс Дэвис.Wired, 24 августа 2017 г. Краткий обзор eBooster от BorgWarner.
  • Как повысить эффективность турбодвигателей? Просто добавь воды, Ник Чап. The New York Times, 29 сентября 2016 г. Bosch возрождает идею распыления воды в цилиндры с турбонаддувом, чтобы сделать их более холодными и менее хаотичными.
  • Автопроизводители считают, что турбины — это мощный путь к топливной экономичности, Лоуренс Ульрих. The New York Times, 26 февраля 2015 г. Почему такие производители, как Ford и BMW, активно продвигают двигатели с турбонаддувом.
  • 50 лет назад турбокомпрессор был прорывной технологией Джима Коска. The New York Times, 19 декабря 2014 г. Как ранние турбокомпрессоры в конечном итоге преодолели свои первые проблемы.
  • Если вы не водите турбо, скоро будете, Чак Скуатриглиа. Wired, 24 сентября 2010 г. Ожидается, что к 2015 г. количество автомобилей с установленными турбонагнетателями удвоится, поскольку производители ищут новые способы повышения производительности двигателей меньшего размера.
  • Turbo приветствует свою зеленую репутацию от Йорна Мэдслиена.BBC News, 11 октября 2009 г. Турбины заставляют автомобили двигаться быстрее; они также могут сделать их «более экологичными» за счет снижения расхода топлива.

Патенты

Если вы ищете подробное техническое описание того, как что-то работает, патенты — хорошее место для начала. Здесь Вот несколько недавних патентов на турбокомпрессоры, на которые стоит обратить внимание:

  • Патент США № 1 955 620: Двигатель внутреннего сгорания Альфреда Дж. Бюхи, выданный 17 апреля 1934 г. Ранний турбодвигатель, разработанный самим изобретателем турбокомпрессоров.
  • Патент США № 2,309,968: Управление турбокомпрессором и метод Ричарда Дж. Ллойда, The Garrett Corporation, выданный 1 февраля 1977 года. Основное внимание уделяется системе управления турбокомпрессором, которая эффективно работает при различных скоростях двигателя.
  • Патент США № 4,083,188: Система турбонагнетателя двигателя Эмерсона Кумма, The Garrett Corporation, выдан 11 апреля 1978 г. Современный турбокомпрессор для дизельного двигателя с низкой степенью сжатия.
  • Патент США № 7,946,118: Охлаждение турбокомпрессора с электрическим управлением, выданный Уиллом Хиппеном и др., Ecomotors International, 24 мая 2011 г.Новый метод охлаждения турбокомпрессора.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

eBooster является зарегистрированным товарным знаком корпорации BorgWarner Inc.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2010/2020) Турбокомпрессоры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-turbochargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Больше информации на нашем веб-сайте…

Как работает турбокомпрессор? |УТИ

1) UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к работе. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после выпуска, что в общей сложности составляет 84%. Эта ставка не включает выпускников, недоступных для трудоустройства в связи с продолжающимся образованием, военной службой, состоянием здоровья, лишением свободы, смертью или статусом иностранного студента.В рейтинг входят выпускники, прошедшие программы повышения квалификации для производителей, и лица, занятые на должностях которые были получены до или во время обучения в области ИМП, при этом основные должностные обязанности после его окончания совпадают с образовательными и учебными целями программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников для автомобилей, дизельных двигателей, ремонта после столкновений, мотоциклов и морских техников.Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве техника, например: помощник по запчастям, автор услуг, производитель, покраска и подготовка к покраске, а также владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

6) Достижения выпускников УТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.ИМП это учебное заведение и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

7) Для прохождения некоторых программ может потребоваться более одного года.

10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и штата.

11) См. сведения о программе, чтобы узнать о требованиях и условиях, которые могут применяться.

12) На основе данных, собранных Бюро статистики труда США, прогнозы занятости (2016–2026 гг.), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 г. Прогнозируемое количество вакансии по классификации должностей: Техники и механики по обслуживанию автомобилей, 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и дизельным двигателям, 28 300 человек; Кузовные и смежные ремонтные мастерские, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

14) Программы поощрения и права сотрудников определяются работодателем и доступны в определенных местах. Могут действовать особые условия.Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем регионе.

15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых местах.

16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

20) Пособия по программе VA могут быть доступны не во всех кампусах.

21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком США.С. Департамент по делам ветеранов (ВА). Дополнительную информацию о льготах на образование, предлагаемых VA, можно найти на официальном сайте правительства США.

22) Грант Salute to Service предоставляется всем ветеранам, имеющим на это право, во всех кампусах. Программа Yellow Ribbon утверждена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе/Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

24) Технический институт NASCAR готовит выпускников для работы в качестве автомехаников начального уровня.Выпускники, изучающие факультативы, посвященные NASCAR, также могут иметь возможность трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из выпускников 2019 года, сдавших факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

25) Ориентировочная медианная годовая заработная плата техников и механиков по обслуживанию автомобилей по данным Бюро статистики труда США по профессиональной занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как сервисный писатель, инспектор смога и менеджер по запчастям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников и механиков по обслуживанию автомобилей в Содружестве Массачусетс (49-3023), составляет от 32 140 до 53 430 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Техники и механики автомобильного обслуживания, просмотрено 2 июня 2021 г.) Статистика занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, таких как инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльщиками и сварщиками в Содружестве Массачусетса (51-4121), составляет от 36 160 до 50 810 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.28. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Департамент занятости и заработной платы Министерства труда США, май 2020 г. Welders, Cutters, Solderers, and Brazers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

27) Не включает время, необходимое для прохождения квалификационной предварительной программы 18 недель плюс дополнительные 12 недель или 24 недели обучения для конкретного производителя, в зависимости от производителя.

28) Ориентировочная средняя годовая заработная плата специалистов по ремонту автомобильных кузовов и связанных с ними ремонтных мастерских согласно данным Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, оценщик, оценщик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве ремонтников автомобильных кузовов и связанных с ними автомобилей (49-3021) в Содружестве Массачусетса, составляет от 30 400 до 34 240 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных техников по ДТП в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 17,94 и 13,99 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Automotive Body and Related Repairers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

29) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-дизелистов. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от должности техника по дизельным грузовикам, например, техник по техническому обслуживанию, техник по локомотивам и техник по морским дизельным двигателям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям (49-3031) в штате Массачусетс, составляет от 32 360 до 94 400 долларов США (Massachusetts Labor and Workforce Development, Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных дизельных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,20 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям, просмотрено 2 июня 2021 г.)

30) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков мотоциклов в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве техников по мотоциклам. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от техников, например, автор услуг, техническое обслуживание оборудования и помощник по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетс, составляет 30 660 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://лми.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных специалистов по ремонту мотоциклов в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 15,94 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Мотоциклетная механика, просмотрено 2 июня 2021 г.)

31) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков по обслуживанию моторных лодок в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или зарплата. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от техников, например, по обслуживанию оборудования, инспектору и помощнику по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружестве Массачусетс, составляет от 32 760 до 42 570 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 18,61 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики моторных лодок и техники по обслуживанию, просмотрено 2 июня 2021 г.)

33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

34) Ориентировочная средняя годовая заработная плата операторов станков с числовым программным управлением в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как оператор станков с ЧПУ, ученик машиниста и инспектор по обработанным деталям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением по металлу и пластмассе (51-4011) в Содружестве Массачусетса, составляет 35 140 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май 2020 г.). данные, просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Операторы станков с числовым программным управлением, дата просмотра 2 июня 2021 г.)

36) Программа. Участвующие работодатели свяжутся с отобранными кандидатами для проведения собеседований.Решения о найме, удержании сотрудников и компенсации принимаются исключительно потенциальным работодателем. Участие работодателей и детали программы могут быть изменены. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Career Services. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Для получения информации о результатах программы и другой раскрытой информации посетите сайт www.uti.edu/раскрытия.

38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость в стране по каждой из следующих профессий к 2030 году составит: Техники и механики автомобильного обслуживания, 705 900; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям — 296 800 человек; Кузовные и связанные с ними ремонтные мастерские — 161 800; и операторы станков с числовым программным управлением, 154 500 человек. См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., США.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

39) Повышение квалификации доступно для выпускников только при наличии курса и свободных мест. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как плата за лабораторные работы, связанные с курсом.

41) Бюро статистики труда США прогнозирует, что в период с 2020 по 2030 год для техников и механиков автомобильного обслуживания в среднем ежегодно будет открываться 69 000 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

42) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 49 200 вакансий для сварщиков, резчиков, паяльников и сварщиков в период с 2020 по 2030 год.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

43) Согласно прогнозам Бюро статистики труда США, для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в период с 2020 по 2030 год ежегодно будет открываться в среднем 28 100 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

44) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 15 200 вакансий в период с 2020 по 2030 год для компаний, занимающихся ремонтом кузовов и связанных с ними автомобилей.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

45) Согласно прогнозам Бюро статистики труда США, для операторов станков с числовым программным управлением в период с 2020 по 2030 год ежегодно будет открываться в среднем 16 500 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. Видеть Таблица 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

46) Учащиеся должны поддерживать минимальный средний балл 3,5 и посещаемость 95%.

47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость техников и механиков автомобильного обслуживания в стране составит 705 900 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость в стране для механиков автобусов и грузовых автомобилей и специалистов по дизельным двигателям составит 296 800 человек. У.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

49) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в автомобильных кузовных и смежных ремонтных мастерских составит 161 800 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Обновлено в ноябре 18, 2021.

50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и сварщиков в стране составит 452 400 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено в ноябре 18, 2021.

51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость операторов станков с числовым программным управлением в стране составит 154 500 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

52) Бюро статистики труда США прогнозирует среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2020 по 2030 год: техников и механиков по обслуживанию автомобилей, 69 000; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 28 100 человек; и сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 49 200 человек.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10 Увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро США. of Labor Statistics, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Утверждено 18 ноября 2021 г.

53) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в стране по каждой из следующих профессий составит: Техники и механики по обслуживанию автомобилей — 705 900 человек; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям, 296 800 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета высшего образования штата Иллинойс.

Turbo tech 101 – что такое турбо-вестгейт и как он работает?

В прошлом месяце мы запустили Turbo tech 101 — серию постов, предназначенных для предоставления базовой информации о различных компонентах турбонаддува.

В первой части мы начали с интеркулера, а в этом месяце мы рассмотрим турбо-вестгейты — выясним, что они из себя представляют, что они делают и как они работают.

Мы также изучим различные типы доступных вестгейтов и посмотрим, когда вам может понадобиться обновить или заменить свой.

Что такое вестгейт?

Вестгейт — это клапан, который регулирует поток выхлопных газов на турбину турбонагнетателя.

 

Что делает вестгейт?

Задача вестгейта — отводить лишние выхлопные газы от турбины, контролируя скорость турбины и предотвращая ее слишком быстрое вращение.

Контролируя и ограничивая скорость турбины, вестгейт регулирует давление наддува, создаваемое турбокомпрессором. Предотвращая бесконечный рост давления наддува, вестгейт защищает турбонагнетатель и двигатель от повреждений.

Как работает вестгейт?

В большинстве случаев вестгейт представляет собой относительно простой клапан, управляемый приводом давления, связанным с давлением наддува турбонаддува.

Вестгейт закрыт пружиной внутри привода, но когда давление наддува превышает заданный максимум, он сжимает эту пружину, постепенно открывая вестгейт.Это позволяет выхлопным газам проходить в обход турбины, регулируя ее скорость.

 

Различные виды вестгейта

Существует два основных типа вестгейта, каждый из которых работает немного по-разному:

Внутренние перепускные клапаны

Большинство турбокомпрессоров оснащены внутренними перепускными клапанами с клапаном, встроенным в сам корпус турбины.

Этот клапан управляется приводом, который состоит из пружины и герметичной камеры, и эта камера связана с давлением наддува (обычно через источник давления, расположенный на крышке компрессора турбокомпрессора).

Внешние вестгейты

Обычно зарезервированные для более мощных двигателей, устанавливаемых на спортивные и гоночные автомобили, внешние вестгейты представляют собой отдельные автономные механизмы, которые обычно устанавливаются на выпускном коллекторе или коллекторе.

Внешние вестгейты имеют большие входы и выходы, пружины более высокого давления и большие диафрагмы привода, так что они могут эффективно справляться с более высокими давлениями наддува.

На что обратить внимание

Производительность и настройка

В то время как подавляющему большинству автомобилистов вполне достаточно внутренних перепускных клапанов, они рассчитаны только на производительность турбокомпрессора при стандартных уровнях наддува.

Если вы энтузиаст производительности и хотите модифицировать свой двигатель и максимизировать производительность, важно, чтобы у вас был перепускной клапан, размер которого соответствовал размеру вашего турбокомпрессора, чтобы предотвратить его повреждение.

Если вы устанавливаете турбокомпрессор вторичного рынка, вам, возможно, придется инвестировать во внешний вестгейт, чтобы эффективно контролировать дополнительный наддув и мощность (и многие более крупные турбокомпрессоры вторичного рынка не оснащены внутренними вестгейтами).

Дальнейшее чтение

Если все эти разговоры о компонентах турбокомпрессора вас сбили с толку, взгляните на наш FAQ для начинающих, в котором рассматриваются некоторые из наиболее основных аспектов турбонаддува, а затем технология турбонаддува, в которой рассматриваются некоторые ключевые компоненты и их функции!

Как AET может помочь

В AET наши дружные команды являются экспертами во всем, что связано с турбонаддувом, и если у вас есть вопросы, мы всегда рады помочь.Чтобы получить помощь по любому аспекту турбонаддува, позвоните нам сегодня по номеру по телефону 01924 588 266 или по электронной почте [email protected]

Кроме того, наша дочерняя компания AET Motorsport предлагает ряд высококачественных внутренних и внешних вестгейтов от Turbosmart и может предоставить экспертную консультацию по правильным компонентам, а также помощь в установке и настройке, чтобы помочь вам достичь ваших целей.

Посетите веб-сайт AET Motorsport для получения дополнительной информации.

Основы турбонаддува

Если когда-либо и существовал механический брак, заключенный на небесах, так это дизельный двигатель и турбокомпрессор.В хозяйстве этот союз встречается во всем, от пикапа до комбайна.

Двигатель может дышать двумя способами.

  1. Двигатель может естественным образом потреблять воздух за счет перепада давления в канале цилиндра по сравнению с атмосферным. Это описывает безнаддувный двигатель.
  2. Двигатель может нагнетать воздух в цилиндры с помощью турбонагнетателя или нагнетателя (принудительная индукция).

Два метода принудительной индукции различаются тем, как они питаются.Нагнетатель приводится в действие коленчатым валом двигателя и потребляет мощность. С другой стороны, турбонагнетатель использует для работы выхлопные газы, выходящие из цилиндра, и не требует мощности двигателя.

Турбокомпрессор выполняет две функции. Он заполняет отверстие цилиндра большим количеством воздуха и вызывает турбулентность в цилиндре. Этот последний эффект значительно улучшает сгорание. Таким образом, турбокомпрессор делает дизель более мощным, позволяет ему работать чище и дает ему возможность потреблять меньше топлива.

Объемный КПД


Стандарт, используемый для измерения заполнения цилиндра, называется объемной эффективностью (VE) и читается в процентах.

Двигатель без наддува имеет около 80% VE. Другими словами, он использует 80% своей мощности по отношению к объему цилиндра.

Используя принудительную индукцию благодаря турбонагнетателю, VE двигателя может улучшиться до 100% и выше в зависимости от количества создаваемого воздушного потока и создаваемого давления.

Это давление, кстати, считывается во впускном коллекторе как наддув. Датчик на приборной панели показывает это как давление на квадратный дюйм, но на самом деле это давление над атмосферой.

Если атмосферное давление составляет 14,7 фунта на квадратный дюйм, а турбокомпрессор производит 14,7 фунта на квадратный дюйм (согласно показаниям манометра), то в цилиндре фактически отображается 29,4 фунта на квадратный дюйм. Таким образом, эффективный объем двигателя можно считать удвоенным на каждые 14,7 фунтов на квадратный дюйм наддува.

Теоретически 12-литровый двигатель (1 литр равен примерно 61 кубическому дюйму) при воздействии наддува примерно на 15 фунтов на квадратный дюйм эквивалентен 24-литровому двигателю, который дышит естественным путем.

Что замечательно в турбонаддуве, так это то, что прирост мощности, который он предлагает, является пассивным. Другими словами, выигрыш есть только тогда, когда он вам нужен, например, когда двигатель вынужден работать усердно. Когда нагрузка низкая, двигатель работает на своем механическом размере. Когда требуется большая мощность, турбонаддув помогает двигателю реагировать так, как будто он имеет больший рабочий объем.

Интеркулер


Во многих приложениях с турбонаддувом также используется теплообменник, который определяется как промежуточный охладитель или охладитель наддувочного воздуха (CAC).Целью CAC является охлаждение нагнетаемого воздуха, что, в свою очередь, увеличивает плотность воздуха, подаваемого в цилиндры.

CAC также помогает снизить тепловыделение, вызванное действием турбонаддува. Более горячий воздух нежелателен для работы двигателя, поскольку он содержит меньше молекул кислорода, чем более холодный воздух. На каждые 10°F. изменение температуры наддувочного воздуха, мощность изменяется на 1%.

Турбокомпрессор включает турбинное колесо с приводом от выхлопных газов. Это колесо содержится в улитке, которая представляет собой корпус в форме улитки.Это колесо также соединено валом с другой улиткой, содержащей колесо центробежного компрессора, которое направляет наддувочный воздух во впускной коллектор. Сторона турбины турбокомпрессора считается горячей; сторона компрессора считается холодной.

Вал, соединяющий колеса, вращается в корпусе подшипника, в который под давлением подается моторное масло. Это масло течет через корпус, сливаясь обратно в двигатель (обычно обратно в масляный поддон или крышку ГРМ). Подшипники вала плавающие.В некоторых турбонагнетателях (особенно в более ранних конструкциях) могли использоваться полуплавающие или запрессованные шариковые или роликовые подшипники.

В условиях высокого наддува вал (а, следовательно, колесо турбины и компрессора) может вращаться со скоростью до 150 000 об/мин. Из-за тепла выхлопных газов на турбине многие модели также направляют охлаждающую жидкость двигателя через корпус подшипника, чтобы увеличить срок службы и уменьшить закоксовывание масла.

Уплотнения используются в турбокомпрессоре, чтобы масло не попадало в выхлопные и впускные каналы.Они также содержат отработанные газы и давление наддува в улитке.

Турбокомпрессоры различаются по способу управления давлением наддува. Эти органы управления могут быть либо перепускным клапаном, либо состоять из подвижных колец с лопастями на стороне турбины. Вестгейт позволяет выхлопным газам обходить колесо и корпус турбины и, таким образом, ограничивает ее скорость.

Функция нагрузки, а не частоты вращения двигателя


Энергия, вращающая турбинное колесо турбокомпрессора, исходит от горячих выхлопных газов, выходящих из цилиндра двигателя.Турбокомпрессор является пассивным, поскольку он в гораздо меньшей степени реагирует на частоту вращения коленчатого вала двигателя, чем на температуру выхлопных газов. Вот почему вы услышите раскрутку турбонаддува, когда двигатель нагружен, даже если обороты двигателя могут практически не увеличиваться.

По мере увеличения нагрузки на двигатель увеличивается температура выхлопных газов и их скорость. Когда выхлоп выходит из отверстия головки блока цилиндров, инертный газ испытывает изоэнтропическое расширение. То есть без изменения температуры.

Горячие и расширяющиеся газы нагнетаются в корпус турбины и воздействуют на турбинное колесо так же, как течение реки действовало бы на старую мельницу. Затем колесо компрессора подает воздух под давлением во впускной коллектор. Результатом является увеличение VE, мощности и снижение выбросов.

Советы по обслуживанию турбонагнетателя


Турбокомпрессор похож на коленчатый вал в двигателях, предназначенных для принудительной индукции, в том смысле, что турбокомпрессор считается основным компонентом, рассчитанным на срок службы двигателя при условии надлежащего обслуживания.Это не значит, что турбины не выходят из строя. Когда они это делают, в 90% случаев неисправность может быть связана либо с попаданием в турбонагнетатель постороннего предмета, либо с плохим обслуживанием.

Посторонние предметы могут повредить, если не разрушить, турбонагнетатель. Лучший способ предотвратить такую ​​​​катастрофу — добросовестно менять воздушные фильтры в соответствии с рекомендациями производителя двигателя.

Замена фильтров также позволяет предотвратить чрезмерное падение давления воздуха и образование вакуума в масляном уплотнении компрессора турбокомпрессора.Если падение давления продолжится с течением времени, это состояние вызовет проблемы с сальником.

Еще один общий совет для турбонаддува — дать двигателю поработать на холостом ходу в течение минуты или около того после интенсивной работы. Это позволяет турбонагнетателю замедляться при охлаждении. Это старая проверенная процедура, которой сегодня часто пренебрегают, но она приносит дивиденды в течение срока службы оборудования.

Устранение неполадок


Наиболее распространенными симптомами, связанными с недостаточной производительностью турбонагнетателя, являются недостаточная мощность двигателя, чрезмерный дым выхлопных газов из-за чрезмерного расхода масла и (если применимо) попадание охлаждающей жидкости из корпуса подшипника с водяным охлаждением.

Имея дело с недостатком мощности двигателя, сначала определите, правильно ли работает двигатель, прежде чем обвинять турбонаддув в возникновении проблемы. Если двигатель работает хорошо, то велика вероятность того, что причина потери мощности или чрезмерного дыма выхлопных газов кроется в системе турбонаддува.

Приступая к определению того, что заставляет турбокомпрессор работать плохо, всегда проводите физический осмотр компонента. Проверьте плотность прилегания всех впускных соединений от турбокомпрессора к двигателю.Ослабленные хомуты или поврежденные шланги могут привести к выходу наддува.

Во время осмотра ищите характерные признаки утечки выхлопных газов вверх по потоку от корпуса турбины обратно к двигателю.

Утечки выхлопных газов ограничивают производительность турбокомпрессора, поскольку не все выхлопные газы попадают в турбину турбонагнетателя. Это, в свою очередь, сильно влияет на его способность сжимать воздух для горения.

При осмотре системы обязательно проверьте целостность промежуточного охладителя турбокомпрессора (CAC).Это может привести к трещине в баке или небольшому отверстию в трубе (особенно проблема с внедорожными транспортными средствами). Возможно, потребуется снять CAC и проверить его давлением, как если бы вы делали это с радиатором.

Если сальник на компрессоре турбокомпрессора выйдет из строя, смазка попадет в CAC. Смойте эту смазку, так как она не только вызывает чрезмерное дымление выхлопных газов, но и ограничивает теплопроводность агрегата.

Застрявший вестгейт


Если в проверяемом вами турбокомпрессоре используется перепускной клапан, убедитесь, что он не застрял в открытом положении.Заклинивший открытый вестгейт может лишить двигатель мощности или заставить его медленно наращивать наддув.

При осмотре обязательно проверьте целостность линии, которая идет к диафрагме турбины, которая воспринимает наддув. Если эта линия треснула или протекает, это приведет к избыточному форсированию двигателя.

Если вы проверяете турбину с регулируемыми лопастями, обратите внимание на скопление углерода в этих лопастях. Накопление углерода приводит к залипанию лопастей и, в свою очередь, к выходу из строя соленоида, управляющего лопастями.

Проверить маслопроводы


Если в проверяемом вами турбокомпрессоре вышел из строя подшипник или уплотнение, убедитесь в целостности линий подачи и слива масла. Если дренажная линия засорена шламом, это приведет к скоплению масла в корпусе вала и его прохождению через уплотнение.

При проверке турбонаддува посмотрите на вход его компрессора, чтобы убедиться, что крыльчатка не повреждена. Также обратите внимание на чрезмерную масляную пленку и плавное движение вала. Имейте в виду, что если исследуемая вами турбина имеет плавающий подшипник, то ее вал будет немного двигаться вверх и вниз.Однако если это движение приводит к ударам ребер о корпус, это верный признак чрезмерного износа вала.

Если и когда придет время, когда турбокомпрессор нуждается в профессиональном обслуживании, важно убедиться, что работа выполнена правильно. Анализ отказов является первым шагом в определении того, что вызвало поломку.

При найме на работу настаивайте на том, чтобы сервисная мастерская всегда использовала оригинальные уплотнения и подшипники, а после ремонта узел был отбалансирован.Для балансировки требуется специальное оборудование, которого у дешевого ремонтника не будет, или которое будет утверждать, что это задача, в которой нет необходимости.

Как работает турбокомпрессор | Жирныйметод

У полетов на большой высоте есть несколько преимуществ, таких как уменьшение лобового сопротивления, более высокая истинная скорость полета и, если вас укажут в правильном направлении, более сильный попутный ветер. Но у безнаддувных двигателей есть один существенный недостаток: нехватка кислорода.

Проблема высокогорья

По мере увеличения высоты атмосферное давление уменьшается, и падает быстро.На самом деле, , если вы летите на высоте 18 000 футов, 50% атмосферы находится под вами. Это означает, что ваш двигатель будет сжигать меньше воздуха, и намного меньше лошадиных сил, выходящих из передней части вашего самолета.

Решение проблемы разреженного воздуха

Турбокомпрессоры решают проблему разреженного воздуха в поршневых двигателях, сжимая всасываемый воздух до того, как он достигнет цилиндра. Сжимая воздух, ваш двигатель может работать так, как будто он находится на уровне моря или ниже, даже если он работает на эшелонах полета.

Как работает турбокомпрессор

Турбокомпрессоры состоят из трех основных компонентов:

  • Турбина
  • Компрессор
  • Вал, соединяющий их вместе

Турбина
Все начинается с турбины, которая приводится в движение (вращается) выхлопными газами, выходящими из вашего двигателя. Когда выхлоп выходит через выпускной коллектор, он проходит над турбиной и раскручивает ее. Чем больше выхлопных газов проходит, тем быстрее вращается турбина.Примерно так это и работает, по крайней мере, на данный момент.

Вал
Вал соединяет турбину и компрессор, поэтому, когда турбина начинает вращаться при запуске двигателя, компрессор тоже начинает вращаться.

Компрессор
Компрессор отвечает за всасывание воздуха снаружи самолета, его сжатие и последующую подачу в двигатель. Как вы уже читали, компрессор крутится, потому что он соединен с турбиной через вал.

Теперь, когда вы знакомы с основами турбокомпрессора, осталось еще кое-что рассказать.

Трата воздуха через вестгейт

Турбокомпрессоры

хороши для увеличения давления воздуха во впускном коллекторе вашего двигателя, известного как давление во впускном коллекторе . Но иногда они слишком хороши. Турбокомпрессоры способны создавать слишком большое давление в коллекторе, что может повредить или разрушить ваш двигатель.

Так как же турбонагнетатели предотвращают попадание слишком большого количества воздуха в двигатель? С чем-то, что называется вестгейтом .

Некоторые вестгейты автоматические, а другие управляются пилотом вручную, но теория, стоящая за ними, всегда одна и та же. Вестгейт открывается и закрывается, чтобы регулировать количество выхлопных газов, проходящих через турбину, и предотвращает слишком быстрое вращение турбины. Чем быстрее вращается турбина, тем быстрее вращается компрессор, а это означает, что в двигатель поступает больше воздуха.

Сколько воздуха может выдержать ваш двигатель?

Итак, сколько воздуха действительно может выдержать ваш двигатель? Это зависит от двигателя, но есть два основных типа турбонаддува: высотный турбонаддув и наземный наддув.

Высота наддува
Высотный турбонаддув, который иногда называют «нормализацией», позволяет вашему двигателю работать так, как будто он находится на уровне моря, как можно дольше. Это зависит от двигателя, но большинство высотных турбокомпрессоров поддерживают давление в коллекторе в пределах 29-30 дюймов ртутного столба (давление на уровне моря) по мере набора высоты.

Но, в конце концов, по мере увеличения высоты ваш турбокомпрессор не может сжимать достаточно воздуха, чтобы поддерживать давление в коллекторе на уровне моря.Это называется критической высотой , и это самая высокая высота, на которой ваш двигатель может развивать максимальную мощность, на которую он рассчитан (мощность двигателя оценивается на уровне моря).

С этого момента, чем выше вы поднимаетесь, тем меньше воздуха поступает в ваш двигатель. Это означает, что вы будете производить меньше лошадиных сил. Но он все же намного эффективнее, чем обычный атмосферный двигатель.

Ускорение грунта
Наземный наддув аналогичен высотному турбонаддуву, но требует большего давления.Системы с наддувом обычно работают при давлении в коллекторе от 31 до 45 дюймов ртутного столба, что намного больше, чем у высотных турбокомпрессоров. Идея проста: больше давления = больше воздуха, поступающего в двигатель = больше мощности.

Но недостаток большой: много тепла .

Турбокомпрессоры и их тепловые проблемы

Когда вы сжимаете воздух, он нагревается. Это один из самых больших недостатков любого турбокомпрессора. Авиадвигатели и так работают при высоких температурах, а горячий всасываемый воздух усугубляет их.Чтобы решить эту проблему, многие турбокомпрессоры используют нечто, называемое промежуточным охладителем .

Интеркулер — это, по сути, мини-кондиционер, который размещается между турбонагнетателем и двигателем. По мере того, как горячий воздух движется от турбины к двигателю, он проходит через интеркулер, и температура значительно падает. Этот более холодный воздух делает ваш двигатель намного счастливее и поддерживает его плавную работу.

Преимущество высокогорья

Турбокомпрессоры являются ключом к полетам на большой высоте в самолетах с поршневым двигателем.Хотя они усложняют двигательную систему, они — единственное, что может поднять поршневой самолет на эшелоны полета при сильном попутном ветре, более высокой истинной воздушной скорости и таких видах:


Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.


Что такое турбо и как оно работает?

Слово «турбо» часто встречается в автомобилях (и в их маркетинге), и большинство из нас понимает, что это положительный момент, но что это такое и как оно помогает?

Турбокомпрессоры повышают эффективность и мощность двигателя, нагнетая в двигатель больше воздуха (и топлива), что вызывает более сильный взрыв.Большая челка означает большую мощность.

4

В свою очередь, это означает, что мы можем установить турбонагнетатели на двигатели меньшей мощности и при этом получить такую ​​же мощность и крутящий момент или даже больше, чем у обычного безнаддувного двигателя большей мощности. Меньшие двигатели обычно потребляют меньше топлива, чем большие.

Преимущество турбонагнетателей в том, что они превращают побочный продукт двигателя — отработанные выхлопные газы — в полезный способ извлечения большей мощности из двигателя.

4

Позвольте нам немного разобраться в технических вопросах, чтобы объяснить, как это работает. По сути, турбокомпрессор состоит из турбины и компрессора. Корпус турбины принимает выхлопные газы, которые обычно выбрасываются впустую, и вращает турбину со скоростью до 250 000 об/мин. Это приводит к вращению компрессора, который всасывает воздух и сжимает его перед подачей в камеру сгорания двигателя.

Обычно камера сгорания пропускает столько воздуха, сколько позволяет атмосферное давление, которое создается вакуумом, когда поршень опускается.Но за счет нагнетания воздуха из турбонагнетателя в цилиндр это позволяет воспламенить больше воздуха и топлива, что приводит к более сильному взрыву.

Работает почти так же, как кузнечный горн. Вы когда-нибудь видели, как кузнец делает подкову? Если да, то вы знаете, что просто сжигать дрова или уголь в горне недостаточно; вы увидите, как кузнец также дует в огонь дополнительным воздухом с помощью комплекта мехов (или переделанного воздуходувки в наши дни).

4

Дополнительный воздух означает, что топливо сгорает быстрее и горячее, и оно способно разогреть металл до такой степени, что он размякнет и станет пригодным для обработки.Этот принцип также объясняет, почему лесные пожары горят сильнее и разрушительнее в ветреные дни. Турбокомпрессор использует точно такой же принцип.

И поскольку они помогают сжигать больше топлива только тогда, когда вам нужна большая мощность, в остальное время они вообще не увеличивают расход топлива.

История подскажет вам, что недостатком турбонагнетателей является то, что между моментом, когда вы нажимаете на педаль газа, и моментом, когда выхлопные газы начинают проноситься мимо и вращают турбокомпрессор, обычно возникает задержка. Но современная система управления двигателем и более компактные и легкие турбонагнетатели уменьшили эту задержку (называемую задержкой), и теперь двигатели с турбонаддувом чрезвычайно отзывчивы.

Что такое турбокомпрессор и как он работает?

Что такое турбокомпрессор?

Двигатель с форсированным двигателем или двигатель с турбонаддувом использует выхлопные газы, обычно выбрасываемые в воздух обратно в двигатель через принудительные турбины, для увеличения мощности. В очередной раз Arctic Cat стала лидером, первой установив турбодвигатель на один из своих снегоходов, когда они выпустили четырехтактный двигатель T660 в 2004 году. Теперь все больше брендов продают снегоходы с турбонаддувом. зарядное устройство и многие компании, продающие комплекты турбокомпрессора.

Прежде чем мы продолжим, я должен отметить, что Precision Boats в Айдахо-Фолс имеет комплект турбокомпрессора, сделанный Boondocker, Auto Sidekick, который сейчас имеет большую распродажную цену. Подходит для любых моделей Arctic Cat Ascender 2018-2019 гг. Если вы ищете турбокомпрессор для своего снегохода, позвоните Толлену или Тиму по телефону (208) 529-0520, и он сообщит вам текущую цену продажи.

Я отвлекся…

Как работают турбокомпрессоры?

Турбокомпрессоры создают мощность за счет повышения давления во впускном коллекторе, выдавливания и нагнетания воздуха в двигатель, тем самым увеличивая воздушно-топливную смесь, что позволяет двигателю прокачивать больше воздуха и развивать большую мощность.По сути, он просто берет воздух, выбрасываемый через выхлопную систему, и нагнетает его обратно прямо в цилиндры.

История

В 1905 году швейцарский инженер Альфред Буши первым запатентовал нагнетатель, приводимый в движение выхлопными газами. Бучи окончил Федеральный политехнический институт (ETH) в Цюрихе, а его отец был исполнительным директором швейцарской промышленной и производственной фирмы. Бучи был хорошо подготовлен к тому, чтобы стать лидером в отрасли. Именно его увлечение задачей повышения эффективности двигателя внутреннего сгорания, связанной с потерями тепла с выхлопными газами, привело к созданию того, что мы сейчас называем турбокомпрессором .Он признал процесс выхлопа пустой тратой энергии.

Только пару десятилетий спустя его теория и изобретение наконец получили практическое применение. В 1923 году министерство транспорта Германии запросило у Бучи постройку пассажирских лайнеров «Preussen» и «Hansestadt Danzig». его надзор.

Сегодня мы признаем его патент 1905 года «рождением эры турбонаддува», но на самом деле именно его успех с пассажирскими лайнерами вызвал удивление и привлек внимание, когда он объединил свою технологию с дизельным двигателем и увеличил его эффективность более чем на 40%.Теперь люди слушали.

Всего несколько лет спустя, в 1930-е годы, производители автомобилей начали брать пример с его книги и добавлять турбокомпрессоры в двигатели гоночных автомобилей.

Альфред Бюхи умер 27 октября 1959 года.

Схема турбосистемы

Система турбонагнетателя состоит из турбонагнетателя, установленного на фланце на выхлопной трубе или коллекторе, воздухозаборной трубки и трубки, по которой сжатый воздух возвращается в двигатель. Тем не менее, правильно настроенная турбосистема включает в себя гораздо больше, чем просто турбокомпрессор:

Турбокомпрессор : Правильный турбокомпрессор в любом приложении будет иметь низкое системное ограничение, низкую температуру наддува; низкий порог наддува оборотов и низкое давление в выпускном коллекторе.Это нужно для того, чтобы снизить температуру.

Топливная система : Турбокомпрессор существенно увеличивает размер двигателя, потому что он нагнетает больше воздуха в цилиндр, и, поскольку топливная система двигателя имеет размер, соответствующий двигателю, систему необходимо модифицировать, чтобы она работала так, как если бы она питала двигатель большего размера. На снегоходах с впрыском топлива это часто делается с помощью вторичного топливного контроллера, например, производства Boondocker или DynoJet.

Управление наддувом : Давление наддува обычно регулируется вестгейтом, который настроен на сброс избыточного давления в определенной точке давления.Неконтролируемый наддув может повредить двигатель, поэтому вестгейт обычно использует подпружиненный клапан для сброса избыточного давления. В некоторых системах также используется продувочный клапан, который сбрасывает избыточное давление, которое накапливается в нагнетательной трубке после закрытия дроссельной заслонки.

Интеркулер : В некоторых турбосистемах используется интеркулер, похожий на автомобильный радиатор, только вместо охлаждающей жидкости он пропускает воздух. Когда воздух сжимается, он нагревается, поэтому работа интеркулера заключается в охлаждении всасываемого заряда.Охлажденный впускной заряд обеспечивает более плотный заряд воздуха/топлива и большую мощность!

Должен ли я турбонаддув двигателя?

Вы не заметите турбонагнетатель на низких скоростях и малом дросселе, но когда вы достигнете скорости, при которой включается турбонаддув, вы почувствуете неуклонное увеличение мощности, которое, хотя и плавно, по-прежнему представляет собой очень заметную разницу в скорости и мощности. . Из-за того, как работает турбодвигатель, он фактически сделает вашу выхлопную систему тише.

Если вам нужно небольшое изменение мощности (увеличение на 30–40 %), то турбокомпрессор — отличный вариант для вас.Но если вы ищете 100% улучшение и повышенную мощность… тогда турбонагнетатель по-прежнему отличный вариант! Прелесть этого дизайна в том, что вы можете контролировать желаемое усиление. Все дело в том, сколько воздуха сжимается в цилиндрах.

С появлением все большего количества экологических норм мы заметим, что более крупные компании создают двигатели меньшего размера. Заставьте любой маленький двигатель работать как огромный двигатель, установив турбокомпрессор на свои снегоходы и сани Arctic Cat.

Готовы ли вы к большей мощности? Хотите увидеть, что это такое? Позвоните нам или зайдите, и мы покажем вам ваши варианты.

.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*