Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с Turbosupercharged )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сюда перенаправляются несколько терминов. Для использования в других целях, см Турбо (значения) .
Не путать с Supercharger .

Турбонагнетатель с воздушной фольгой на подшипниках в разрезе

Турбокомпрессора , в просторечии известное как турбо , является турбиной управляемого общества , турбонаддув устройства , которое увеличивает давал двигатель внутреннего сгорания , выходной мощность «сек, заставляя дополнительный сжатый воздух в камеру сгорания. [1] [2] Это улучшение выходной мощности двигателя без наддува связано с тем, что компрессор может нагнетать больше воздуха - и, соответственно, больше топлива - в камеру сгорания, чем только при атмосферном давлении (и, если уж на то пошло, в воздухозаборниках ).

Производители обычно используют турбокомпрессоры в двигателях грузовиков, автомобилей, поездов, самолетов и строительной техники. Чаще всего они используются с двигателями внутреннего сгорания с циклом Отто и с дизельным циклом .

История [ править ]

Принудительная индукция восходит к концу 19 века, когда Готлиб Даймлер запатентовал метод использования шестеренчатого насоса для нагнетания воздуха в двигатель внутреннего сгорания в 1885 году [3].

Патент 1905 года [4] Альфреда Бючи , швейцарского инженера, работающего в Gebrüder Sulzer (теперь просто Sulzer), часто считается рождением турбокомпрессора. [5] [6] Этот патент был на составной радиальный двигатель с осевой турбиной с приводом от выхлопных газов и компрессором, установленным на общем валу. [7] [8] Первый прототип был закончен в 1915 году с целью преодоления потери мощности авиационных двигателей из-за уменьшения плотности воздуха на больших высотах. [9] [10] Однако прототип оказался ненадежным и не поступил в производство. [9]Другой ранний патент на турбокомпрессоры был подан в 1916 году французским изобретателем паровых турбин Огюстом Рато для их предполагаемого использования в двигателях Renault, используемых на французских истребителях. [7] [11] Отдельно, испытания 1917 года, проведенные Американским национальным консультативным комитетом по аэронавтике и Сэнфордом Александром Моссом, показали, что турбокомпрессор может позволить двигателю избежать потери мощности (по сравнению с мощностью, производимой на уровне моря) на высоте выше до 4250 м (13 944 футов) над уровнем моря. [7] Испытания проводились на Пайкс-Пик в США с использованием авиационного двигателя V12 Liberty . [11]

Первое коммерческое применение турбокомпрессора было в 1925 году, когда Альфред Бючи успешно установил турбокомпрессоры на десятицилиндровые дизельные двигатели, увеличив выходную мощность с 1300 до 1860 киловатт (с 1750 до 2500 л.с.). [12] [13] [14] Этот двигатель использовался Министерством транспорта Германии для двух больших пассажирских судов, названных «Preussen» и «Hansestadt Danzig». Лицензия на разработку была передана нескольким производителям, и турбокомпрессоры начали использоваться в морских, железнодорожных и крупных стационарных установках. [10]

Турбокомпрессоры использовались на нескольких авиадвигателях во время Второй мировой войны, начиная с Boeing B-17 Flying Fortress в 1938 году, в котором использовались турбокомпрессоры производства General Electric. [7] [15] Среди других ранних самолетов с турбонаддувом были B-24 Liberator , P-38 Lightning , P-47 Thunderbolt и экспериментальные прототипы Focke-Wulf Fw 190 .

Производители автомобилей и грузовиков начали исследования двигателей с турбонаддувом в 1950-х годах, однако проблемы «турбонаддува» и большого размера турбокомпрессора в то время не могли быть решены. [5] [10] Первыми автомобилями с турбонаддувом были недолговечные Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire, представленные в 1962 году. [16] После нефтяного кризиса 1973 года и поправок к Закону о чистом воздухе 1977 года турбонаддув стал более распространенным в автомобилях, как метод снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. [7]

Турбонаддув против наддува [ править ]

Основная статья: Нагнетатель

Турбокомпрессоры первоначально были известны как турбокомпрессоры, потому что все устройства с принудительной индукцией классифицируются как нагнетатели. Технически турбокомпрессоры являются нагнетателями, однако сегодня термин « нагнетатель » обычно применяется только к устройствам с принудительной индукцией с механическим приводом. Ключевое различие между турбонагнетателем и обычным нагнетателем заключается в том, что нагнетатель приводится в действие двигателем механически, часто через ремень, соединенный с коленчатым валом , тогда как турбонагнетатель приводится в действие турбиной, приводимой в действие выхлопными газами двигателя . По сравнению с нагнетателем с механическим приводом, турбокомпрессоры, как правило, менее отзывчивы. Twinchargerотносится к двигателю с нагнетателем и турбонагнетателем. В отличие от турбонагнетателей, нагнетатели приводятся в действие двигателем механически. [17] Ремни, цепи, валы и шестерни - обычные методы питания нагнетателя, создающие механическую нагрузку на двигатель. [18] [19] Например, на одноступенчатом односкоростном двигателе Rolls-Royce Merlin с наддувом.двигатель нагнетатель использует около 150 л.с. (110 кВт). Однако преимущества перевешивают затраты; для привода нагнетателя мощностью 150 л.с. (110 кВт) двигатель вырабатывает дополнительные 400 л.с. (300 кВт), а чистый прирост составляет 250 л.с. (190 кВт). Здесь становится очевидным главный недостаток нагнетателя; двигатель должен выдерживать полезную выходную мощность двигателя плюс мощность для привода нагнетателя.

Еще один недостаток некоторых нагнетателей - более низкий адиабатический КПД по сравнению с турбокомпрессорами (особенно нагнетатели типа Рутса.). Адиабатический КПД - это мера способности компрессора сжимать воздух без добавления к этому воздуху избыточного тепла. Даже в идеальных условиях процесс сжатия всегда приводит к повышению выходной температуры; однако более эффективные компрессоры производят меньше избыточного тепла. Нагнетатели Рутса передают воздуху значительно больше тепла, чем турбокомпрессоры. Таким образом, для данного объема и давления воздуха воздух с турбонаддувом холоднее и, как следствие, более плотный, содержит больше молекул кислорода и, следовательно, большую потенциальную мощность, чем воздух с наддувом. В практическом применении разница между ними может быть значительной, поскольку турбокомпрессоры часто производят на 15-30% больше мощности, основываясь исключительно на различиях в адиабатическом КПД (однако из-за передачи тепла от горячего выхлопа происходит значительный нагрев).

Для сравнения, турбокомпрессор не оказывает прямой механической нагрузки на двигатель, хотя турбокомпрессоры создают противодавление выхлопных газов в двигателях, увеличивая насосные потери. [17] Это более эффективно, потому что, хотя повышенное противодавление нагружает такт выпуска поршня, большая часть энергии, приводящей в движение турбину, обеспечивается все еще расширяющимся выхлопным газом, который в противном случае терялся бы в виде тепла через выхлопную трубу. В отличие от наддува, основным недостатком турбонаддува является то, что называется «запаздыванием» или «временем катушки». Это время между требованием увеличения мощности (дроссельная заслонка открывается) и турбонагнетателем (-ами), обеспечивающим повышенное давление на впуске и, следовательно, повышенную мощность.

Задержка дроссельной заслонки возникает из-за того, что турбонагнетатели полагаются на повышение давления выхлопных газов для приведения в действие турбины. В системах с регулируемой мощностью, таких как автомобильные двигатели, давления выхлопных газов на холостом ходу, низких оборотах двигателя или малой дроссельной заслонке обычно недостаточно для приведения в действие турбины. Только тогда , когда двигатель достигает достаточную скорость делает секцию турбины начинает золотник вверх, или спину достаточно быстро , чтобы создавать давление всасывания выше атмосферного давления.

Комбинация турбонагнетателя с приводом от выхлопных газов и нагнетателя с приводом от двигателя может смягчить недостатки обоих. [20] Этот метод называется двойной зарядкой .

В случае двухтактных двигателей Electro-Motive Diesel турбонагнетатель с механическим усилителем не является конкретно двойным нагнетателем, поскольку двигатель использует механическую помощь для наддува воздуха только при более низких оборотах двигателя и запуске. Находясь выше отметки №5, в двигателе используется настоящий турбонаддув. Это отличается от турбокомпрессора, который использует компрессорную секцию турбокомпрессора только во время запуска, и, поскольку двухтактные двигатели не могут всасывать естественным образом, и, согласно определениям SAE, двухтактный двигатель с компрессором с механическим усилением на холостом ходу и на холостом ходу. низкий дроссель считается безнаддувным.

Принцип работы [ править ]

В поршневых двигателях без наддува всасываемые газы втягиваются или «проталкиваются» в двигатель за счет атмосферного давления, заполняющего объемную полость, вызванную ходом поршня вниз [21] [22] (который создает зону низкого давления), аналогично нанесение жидкости с помощью шприца. Фактически всасываемое количество воздуха по сравнению с теоретическим количеством, если двигатель может поддерживать атмосферное давление, называется объемным КПД . [23] Целью турбонагнетателя является повышение объемного КПД двигателя за счет увеличения плотности всасываемого газа (обычно воздуха), что позволяет увеличить мощность за цикл двигателя.

Компрессор турбонагнетателя втягивает окружающий воздух и сжимает его, прежде чем он попадет во впускной коллектор под повышенным давлением. [24] Это приводит к тому, что большая масса воздуха поступает в цилиндры на каждом такте впуска. Мощность, необходимая для вращения центробежного компрессора , определяется кинетической энергией выхлопных газов двигателя. [25]

В автомобильной промышленности «наддув» означает величину, на которую давление во впускном коллекторе превышает атмосферное давление на уровне моря. Это представляет дополнительное давление воздуха, которое достигается по сравнению с тем, что было бы достигнуто без принудительной индукции. Уровень наддува может отображаться на манометре, обычно в барах , фунтах на квадратный дюйм или, возможно, в кПа. [26] Контроль наддува турбокомпрессора кардинально изменился за более чем 100 лет их использования. Современные турбокомпрессоры могут использовать перепускные клапаны , продувочные клапаны и переменную геометрию, как обсуждается в следующих разделах.

В бензиновых двигателях с турбонагнетателями давление наддува ограничено, чтобы вся система двигателя, включая турбокомпрессор, находилась в пределах ее теплового и механического расчетного рабочего диапазона . Чрезмерное ускорение двигателя часто вызывает повреждение двигателя различными способами, включая предварительное зажигание, перегрев и чрезмерную нагрузку на внутреннее оборудование двигателя. Например, чтобы избежать детонации двигателя (также известного как детонация) и связанного с ним физического повреждения двигателя, давление во впускном коллекторе не должно становиться слишком высоким, поэтому давление во впускном коллекторе двигателя необходимо контролировать с помощью некоторых средств. Открытие вестгейтапозволяет избыточной энергии, предназначенной для турбины, обходить ее и проходить непосредственно в выхлопную трубу, тем самым снижая давление наддува. Управлять перепускным клапаном можно либо вручную (часто встречается в самолетах), либо с помощью привода (в автомобильных приложениях им часто управляет блок управления двигателем ).

Повышение давления (или повышение)[ редактировать ]

Турбонагнетатель также может использоваться для повышения эффективности использования топлива без увеличения мощности. [27] Это достигается путем отвода отработанной энергии выхлопных газов из процесса сгорания и подачи ее обратно на «горячую» сторону всасывания турбины, которая раскручивает турбину. Поскольку горячая сторона турбины приводится в движение энергией выхлопных газов, турбина холодного всасывания (другая сторона турбины) сжимает свежий всасываемый воздух и направляет его во впускное отверстие двигателя. Используя эту потерянную в противном случае энергию для увеличения массы воздуха, становится легче гарантировать, что все топливо сгорит перед выпуском в начале стадии выхлопа. Повышенная температура из-за более высокого давления дает более высокий КПД Карно .

Пониженная плотность всасываемого воздуха вызвана потерей плотности атмосферы, наблюдаемой на больших высотах. Таким образом, турбонагнетатель естественным образом используется в авиационных двигателях . Когда самолет поднимается на большую высоту, давление окружающего воздуха быстро падает. На высоте 18 000 футов (5 500 м) давление воздуха вдвое ниже уровня моря, а это означает, что на этой высоте двигатель вырабатывает менее половины мощности. [26]В авиационных двигателях турбонаддув обычно используется для поддержания давления в коллекторе по мере увеличения высоты (т. Е. Для компенсации воздуха с более низкой плотностью на больших высотах). Поскольку атмосферное давление снижается по мере набора высоты, мощность в двигателях без наддува падает в зависимости от высоты. Системы, в которых используется турбонагнетатель для поддержания выходной мощности двигателя на уровне моря, называются турбонормализованными системами. Как правило, турбо-нормализованная система пытается поддерживать давление в коллекторе на уровне 29,5 дюймов ртутного столба (100 кПа). [26]

Задержка турбокомпрессора [ править ]

Задержка турбонагнетателя ( турбо-задержка ) - это время, необходимое для изменения выходной мощности в ответ на изменение положения дроссельной заслонки, которое проявляется в виде колебаний или замедленной реакции дроссельной заслонки при ускорении по сравнению с двигателем без наддува . Это связано с тем, что выхлопной системе и турбонагнетателю требуется время для создания необходимого наддува, который также можно назвать замоткой. Инерция, трение и нагрузка на компрессор являются основными факторами задержки турбокомпрессора. Нагнетатели не страдают от этой проблемы, потому что турбина устраняется из-за того, что компрессор напрямую приводится в действие двигателем.

Применения турбонагнетателей можно разделить на те, которые требуют изменения выходной мощности (например, автомобильные), и те, которые этого не делают (например, морские, авиационные, коммерческие автомобильные, промышленные, двигатели-генераторы и локомотивы). Хотя запаздывание турбокомпрессора важно в разной степени, оно наиболее проблематично в приложениях, требующих быстрых изменений выходной мощности. Конструкция двигателя снижает задержку несколькими способами:

  • Снижение инерции вращения турбокомпрессора за счет использования деталей с меньшим радиусом, керамики и других более легких материалов.
  • Изменение соотношения сторон турбины
  • Повышение давления воздуха на верхней палубе (нагнетание компрессора) и улучшение реакции перепускной заслонки
  • Снижение потерь на трение в подшипниках, например, использование фольгированного подшипника вместо обычного масляного подшипника.
  • Использование турбонагнетателей с регулируемым соплом или турбокомпрессоров с двойной спиралью
  • Уменьшение объема трубопровода верхней палубы
  • Использование нескольких турбокомпрессоров последовательно или параллельно
  • Использование антилаговой системы
  • Использование золотникового клапана турбонагнетателя для увеличения скорости потока выхлопных газов к турбине (двойной спирали).

Иногда турбо-задержку ошибочно принимают за обороты двигателя ниже порога наддува. Если частота вращения двигателя ниже порогового значения числа оборотов наддува турбонагнетателя, то время, необходимое транспортному средству для набора скорости и оборотов в минуту, может быть значительным, может быть, даже десятки секунд для тяжелого транспортного средства, запускаемого на низкой скорости транспортного средства на высокой передаче. Это ожидание увеличения скорости автомобиля не является турбо-лагом, это неправильный выбор передачи для повышения скорости. Как только транспортное средство достигает скорости, достаточной для обеспечения необходимых оборотов в минуту для достижения порога наддува, будет гораздо более короткая задержка, в то время как турбонагнетатель сам вырабатывает энергию вращения и переходит в положительный наддув, только последняя часть задержки в достижении положительного наддува - это турбо-режим. отставание.

Порог повышения [ править ]

Порог наддува системы турбонаддува является нижней границей области , в течение которого компрессор работает. Ниже определенного расхода компрессор дает незначительный наддув. Это ограничивает наддув при определенных оборотах, независимо от давления выхлопных газов. Новые разработки турбокомпрессоров и двигателей неуклонно снижают пороги наддува.

Электрический наддув («E-boosting») - это новая разрабатываемая технология. Он использует электродвигатель, чтобы довести турбокомпрессор до рабочей скорости быстрее, чем это возможно при использовании имеющихся выхлопных газов. [28] Альтернативой электронному наддуву является полное разделение турбины и компрессора на турбогенератор и электрический компрессор, как в гибридном турбонагнетателе . Это делает скорость компрессора независимой от скорости турбины.

Турбокомпрессоры начинают производить наддув только тогда, когда в выхлопных газах присутствует определенное количество кинетической энергии. Без соответствующего потока выхлопных газов для вращения лопаток турбины турбонагнетатель не может создавать необходимую силу, необходимую для сжатия воздуха, поступающего в двигатель. Порог наддува определяется рабочим объемом двигателя , частотой вращения двигателя, открытием дроссельной заслонки и размером турбонагнетателя. Рабочая скорость (об / мин), при которой имеется достаточный импульс выхлопных газов для сжатия воздуха, поступающего в двигатель, называется «порогом наддува». Уменьшение «порога наддува» может улучшить реакцию дроссельной заслонки.

Ключевые компоненты [ править ]

Турбокомпрессор состоит из трех основных компонентов:

  1. Турбина, которая почти всегда является турбиной с радиальным впуском (но почти всегда является одноступенчатой турбиной с осевым притоком в больших дизельных двигателях)
  2. Компрессор, который почти всегда центробежный.
  3. Узел вращения центрального корпуса / ступицы

Во многих турбокомпрессорных установках используются дополнительные технологии , такие как перепускные клапаны, промежуточные и продувочные клапаны.

Турбина [ править ]

Слева патрубок для слива масла из латуни. Справа - трубопровод подачи масла в оплетке и соединения трубопровода охлаждающей жидкости.
Сторона крыльчатки компрессора со снятой крышкой.
Боковой кожух турбины снят.

Энергия, необходимая для работы турбины, преобразуется из энтальпии и кинетической энергии газа. Корпуса турбины направляют поток газа через турбину, когда она вращается со скоростью до 250 000 об / мин. [29] [30] Размер и форма могут определять некоторые рабочие характеристики турбокомпрессора в целом. Часто один и тот же базовый узел турбокомпрессора доступен от производителя с несколькими вариантами корпуса для турбины, а иногда и с крышкой компрессора. Это позволяет адаптировать баланс между производительностью, откликом и эффективностью для конкретного приложения.

Размеры турбины и крыльчатки также определяют количество воздуха или выхлопных газов, которые могут проходить через систему, и относительную эффективность, с которой они работают. Как правило, чем больше колесо турбины и колесо компрессора, тем больше пропускная способность. Размеры и форма могут различаться, а также кривизна и количество лопастей на колесах.

Производительность турбокомпрессора тесно связана с его размером. [31] Большие турбокомпрессоры требуют больше тепла и давления, чтобы раскрутить турбину, создавая задержку на низкой скорости. Небольшие турбокомпрессоры вращаются быстро, но могут не иметь такой же производительности при высоком ускорении. [32] [33] Для эффективного сочетания преимуществ больших и малых колес используются усовершенствованные схемы, такие как сдвоенные турбокомпрессоры, турбонагнетатели с двойной спиралью или турбокомпрессоры с изменяемой геометрией.

Твин-турбо [ править ]

Основная статья: Твин-турбо

Конструкции с двойным турбонаддувом или битурбо имеют два отдельных турбокомпрессора, работающих последовательно или параллельно. [34] В параллельной конфигурации на оба турбонагнетателя подается половина выхлопных газов двигателя. При последовательной настройке один турбонагнетатель работает на низких оборотах, а второй включается при заданных оборотах двигателя или нагрузке. [34] Последовательные турбокомпрессоры дополнительно уменьшают турбонаддув, но требуют сложного набора труб для правильного питания обоих турбонагнетателей.

Двухступенчатые регулируемые твин-турбины используют небольшой турбонагнетатель на низких скоростях и большой - на высоких. Они соединены последовательно, так что давление наддува от одного турбокомпрессора умножается на другой, отсюда и название «2-ступенчатый». Распределение выхлопных газов бесступенчато, поэтому переход от небольшого турбонагнетателя к большому может осуществляться постепенно. Сдвоенные турбокомпрессоры в основном используются в дизельных двигателях. [34] Например, в Opel bi-turbo Diesel., только турбонагнетатель меньшего размера работает на низкой скорости, обеспечивая высокий крутящий момент при 1500–1700 об / мин. Оба турбокомпрессора работают вместе в среднем диапазоне: меньший из них предварительно сжимает воздух, а больший - еще больше. Перепускной клапан регулирует поток выхлопных газов к каждому турбонагнетателю. На более высоких оборотах (от 2500 до 3000 об / мин) работает только более мощный турбокомпрессор. [35]

Турбонагнетатели меньшего размера имеют меньшую турбо-задержку, чем более крупные, поэтому часто используются два небольших турбокомпрессора вместо одного большого. Эта конфигурация популярна в двигателях объемом более 2,5 литров, а также в V-образных или оппозитных двигателях.

Двойная прокрутка [ править ]

Твин-прокрутка или разделенные турбокомпрессоры имеют два выхлопных газы впускные и два сопла, меньший угол острее один для быстрого реагирования и большей менее наклонных один для максимальной производительности.

Благодаря высокопроизводительному регулированию фаз газораспределения выпускные клапаны в разных цилиндрах могут открываться одновременно, перекрываясь в конце рабочего такта в одном цилиндре и в конце такта выпуска в другом. В конструкциях с двумя спиралями выпускной коллектор физически разделяет каналы для цилиндров, которые могут мешать друг другу, так что пульсирующие выхлопные газы проходят по отдельным спиралям (спиралям). При общем порядке зажигания 1–3–4–2, два свитка с разной длиной пары цилиндров 1 и 4, а также 3 и 2. Это позволяет двигателю эффективно использовать методы продувки выхлопных газов , что снижает температуру выхлопных газов и NO Икс выбросов, повышает эффективность турбины и снижает турбо-лаг, очевидный при низких оборотах двигателя. [36]

  • Вырез турбокомпрессора Twin-Scroll с двумя форсунками, расположенными под разными углами.

  • Вырезка выхлопа и турбины twin-scroll; двойные "свитки" сопряжения цилиндров 1 и 4, а также 2 и 3 хорошо видны

Переменная геометрия [ править ]

Основная статья: Турбонагнетатель с изменяемой геометрией
Турбокомпрессор Garrett с изменяемой геометрией на двигателе DV6TED4

В турбонагнетателях с изменяемой геометрией или с переменным соплом используются подвижные лопатки для регулирования потока воздуха к турбине, имитируя турбокомпрессор оптимального размера на всем графике мощности. [31] [32] Лопатки расположены прямо перед турбиной, как набор слегка перекрывающих друг друга стенок. Их угол регулируется приводом, чтобы блокировать или увеличивать поток воздуха к турбине. [32] [33]Эта изменчивость поддерживает сравнимую скорость выхлопа и противодавление во всем диапазоне оборотов двигателя. В результате турбокомпрессор улучшает топливную экономичность без заметного отставания турбокомпрессора. Турбокомпрессор VGT также может работать как выхлопной тормоз, полностью перекрывая выхлоп, например, в пикапах RAM HD, оснащенных дизельным двигателем Cummins. [31]

E-Turbo Technology [ править ]

Технология E-Turbo становится все более доступной и практичной для использования во многих различных приложениях и целях. E-turbo - это турбокомпрессор, который приводится в движение выхлопными газами, как в традиционном турбонагнетателе, и электрической энергией для вращения турбин и создания положительного давления воздуха (наддува). Электроэнергия подается на два двигателя, способных работать со скоростью 200 000 об / мин при экстремальных температурах 1000 ° C (1800 ° F) или выше. [ необходима цитата ]Возможность привода турбин от двух источников энергии является большим преимуществом для среднего водителя, коммерческого использования и автоспорта. Для обычного пассажира E-Turbo будет использовать электроэнергию, чтобы двигатель работал более эффективно. Эта электрическая мощность будет использоваться для раскрутки турбонагнетателя, когда выхлопных газов недостаточно, это ощущение обычно известно как «турбо-задержка». Поскольку E-Turbos может избавиться от задержки, связанной с традиционными турбинами, общий размер двигателя может быть уменьшен и дать те же результаты. Турбина больше не полностью зависит от энергии выхлопных газов. Между меньшим объемом двигателя и способностью электрического турбонаддува работать на лямбде 1 (в отличие от традиционных турбонагнетателей с выхлопным приводом) [37]позволяет им значительно снизить выбросы в атмосферу из двигателя. Еще одно преимущество E-turbos заключается в том, что они обеспечивают более продолжительный выходной крутящий момент при различных скоростях и нагрузках, а также в 4 раза лучшую переходную реакцию, чем у обычного турбокомпрессора, что может быть очень полезно в коммерческих условиях. [38]Традиционно турбокомпрессоры часто достигают максимальной производительности ближе к верхнему пределу диапазона оборотов двигателя, чем к нижнему. E-Turbo позволит водителям иметь одинаковое количество или крутящий момент, доступный во всем диапазоне оборотов. E-Turbos также имеют то преимущество, что они используют потраченную впустую энергию выхлопных газов автомобилей и преобразовывают ее обратно в электрическую энергию, которая будет использоваться позже. Как именно это будет сделано, пока неясно. Гаррет, компания, передающая эту технологию E-turbo, не предоставила общественности об этом мало информации. Однако можно предположить, что двигатели внутри турбонагнетателя будут действовать как генераторы, когда они не нужны для вращения турбин.

Сторона компрессора [ править ]

Компрессор втягивает воздух из атмосферы и сжимает его до давления выше атмосферного. Затем этот сжатый воздух подается в двигатель. Компрессор состоит из крыльчатки, диффузора и спирального корпуса.

Основная статья: Центробежный компрессор

Рабочий диапазон компрессора описывается «картой компрессора».

Основная статья: Карта компрессора

Сторона горячей / выхлопной [ править ]

Сторона выпуска турбины, откуда исходит вращательное усилие турбины компрессора. На стороне выпуска турбина вращается отработанным выхлопным газом, который вырабатывается двигателем. Эта турбина связана через центр турбины через вращающийся вал. После того, как выхлоп закрутил турбину, он попадает в выхлоп и выходит из автомобиля. Переносной кожух

Диапазон расхода компрессора турбонагнетателя может быть увеличен путем выпуска воздуха из кольца отверстий или круглой канавки вокруг компрессора в точке немного ниже по потоку от входа компрессора (но гораздо ближе к входу, чем к выходу).

Кожух с отверстиями - это повышение производительности, которое позволяет компрессору работать при значительно более низких расходах. Это достигается за счет непрерывного моделирования остановки рабочего колеса. Возможность выхода воздуха в этом месте предотвращает возникновение помпажа и расширяет рабочий диапазон. Хотя пиковая эффективность может снизиться, высокая эффективность может быть достигнута в более широком диапазоне частот вращения двигателя. Повышение эффективности компрессора приводит к несколько более холодному (более плотному) всасываемому воздуху, что увеличивает мощность. Это пассивная конструкция, которая постоянно открыта (в отличие от выпускных клапанов компрессора, которые управляются механически или электронно). Способность компрессора обеспечивать высокий наддув при низких оборотах также может быть незначительно увеличена (поскольку в условиях дроссельной заслонки компрессор втягивает воздух внутрь через канал отвода).Кожухи с отверстиями используются многими производителями турбокомпрессоров.

Центральный корпус / вращающийся узел ступицы [ править ]

Узел вращения центральной ступицы (CHRA) вмещает вал, соединяющий крыльчатку компрессора и турбину. Он также должен содержать систему подшипников, чтобы подвешивать вал, позволяя ему вращаться с очень высокой скоростью с минимальным трением. Например, в автомобильной промышленности CHRA обычно использует упорный подшипник или шариковый подшипник, смазываемый постоянной подачей моторного масла под давлением. CHRA также можно рассматривать как «охлаждаемый водой», поскольку он имеет точки входа и выхода охлаждающей жидкости двигателя. В моделях с водяным охлаждением охлаждающая жидкость двигателя используется для охлаждения смазочного масла, что предотвращает возможное закоксовывание масла (дестилляция моторного масла) из-за сильного нагрева турбины. Разработка подшипников с воздушной фольгой устранила этот риск.

Шариковые подшипники, предназначенные для поддержки высоких скоростей и температур, иногда используются вместо подшипников для жидкости для поддержки вала турбины. Это помогает турбонагнетателю быстрее разгоняться и сокращает турбо-лаг. [39] В некоторых турбонагнетателях с регулируемым соплом используется поворотный электрический привод, который использует прямой шаговый двигатель для открытия и закрытия лопаток, а не пневматические регуляторы, которые работают на основе давления воздуха. [40]

Дополнительные технологии, обычно используемые в установках турбонагнетателей [ править ]

Иллюстрация типовой компоновки компонентов серийного бензинового двигателя с турбонаддувом.

Промежуточное охлаждение [ править ]

Иллюстрация расположения промежуточного охладителя на двух- и четырехтактном двигателе

Когда давление всасываемого воздуха в двигатель увеличивается, его температура также увеличивается. Это явление можно объяснить с помощью закона Гей-Люссака , согласно которому давление данного количества газа, удерживаемого при постоянном объеме, прямо пропорционально температуре Кельвина. [41] При добавлении большего давления к двигателю через турбонагнетатель общая температура двигателя также повышается. Кроме того, поглощение тепла горячими выхлопными газами, вращающими турбину, также нагревает всасываемый воздух. Чем теплее всасываемый воздух, тем меньше его плотность и меньше кислорода доступно для сгорания, что снижает объемный КПД. Повышенная температура всасываемого воздуха не только снижает эффективность, но и приводит к детонации или детонации двигателя., что разрушительно для двигателей.

Чтобы компенсировать повышение температуры, турбонагнетатели часто используют промежуточный охладитель между последовательными ступенями наддува для охлаждения всасываемого воздуха. Охладитель нагнетаемого воздуха является воздушным охладителем между сценой наддува (ами) и прибором , который потребляет перекачиваемый воздух.

Верхнее крепление (TMIC) и переднее крепление промежуточных охладителей (FMIC) [ править ]

Есть две области, на которых обычно устанавливаются интеркулеры. Его можно установить сверху, параллельно двигателю или рядом с нижней передней частью автомобиля. Установка промежуточных охладителей сверху приведет к уменьшению турбо-лага, отчасти из-за расположения промежуточного охладителя гораздо ближе к выходу турбокомпрессора и корпусу дроссельной заслонки. Эта более близкая близость сокращает время, необходимое для прохождения воздуха через систему, быстрее вырабатывая мощность, по сравнению с промежуточным охладителем, установленным на передней панели, который имеет большее расстояние для воздуха, чтобы достичь выпускного отверстия и дроссельной заслонки. [42]

Промежуточные охладители с фронтальным креплением могут обеспечить лучшее охлаждение по сравнению с установленным сверху. Область, в которой расположен верхний промежуточный охладитель, находится рядом с одним из самых горячих участков автомобиля, прямо над двигателем. Вот почему большинство производителей включают в себя большие совки капота, чтобы помочь подавать воздух в интеркулер во время движения автомобиля, но на холостом ходу совок капота практически не дает никакой пользы. Даже во время движения, когда температура воздуха начинает повышаться, промежуточные охладители, устанавливаемые наверху, имеют тенденцию к снижению производительности по сравнению с промежуточными охладителями, устанавливаемыми на передней панели. С увеличением расстояния воздух, циркулирующий через передний охладитель, может иметь больше времени для охлаждения. [42]

Впрыск метанола / воды [ править ]

Основная статья: Впрыск воды (двигатели)

Впрыскивание метанола / воды применялось с 1920-х годов, но не использовалось до Второй мировой войны. Добавление смеси к впуску двигателей с турбонаддувом снизило рабочие температуры и увеличило мощность в лошадиных силах. Двигатели с турбонаддувом сегодня работают с высоким наддувом и при высоких температурах двигателя. При впрыске смеси во всасываемый поток воздух охлаждается по мере испарения жидкости. Внутри камеры сгорания он замедляет пламя, действуя аналогично топливу с более высоким октановым числом. Смесь метанол / вода обеспечивает более высокое сжатие из-за меньшей предрасположенности к детонации и, следовательно, более безопасного сгорания внутри двигателя. [43]

Соотношение топливовоздушной смеси [ править ]

Основная статья: Соотношение воздух-топливо

В дополнение к использованию промежуточных охладителей, обычной практикой является добавление дополнительного топлива во всасываемый воздух (известное как «работа двигателя на обогащенной смеси») с единственной целью охлаждения. Количество дополнительного топлива варьируется, но обычно снижает соотношение воздух-топливо до 11–13 вместо стехиометрического 14,7 (в бензиновых двигателях). Дополнительное топливо не сжигается (так как кислорода недостаточно для завершения химической реакции), вместо этого оно претерпевает фазовый переход от распыленного (жидкого) к газообразному. Этот фазовый переход поглощает тепло, а добавленная масса дополнительного топлива снижает среднюю тепловую энергию заряда и выхлопных газов. Даже когда используется каталитический нейтрализатор , работа двигателя на богатой смеси увеличивает выбросы выхлопных газов.

Wastegate [ править ]

Основная статья: Wastegate

Перепускная заслонка регулирует поток выхлопных газов, который поступает в приводную турбину на стороне выпуска, а, следовательно, воздухозаборник в коллектор и степень наддува. Этим можно управлять с помощью поддерживаемой давлением наддува, как правило, диафрагмы точки крепления вакуумного шланга (для вакуума и положительного давления для возврата обычно загрязненных маслом отходов в систему выбросов), чтобы заставить подпружиненную диафрагму оставаться закрытой до тех пор, пока не будет обнаружена точка избыточного наддува. ЭБУ или соленоид, управляемый электронным блоком управления двигателем или регулятором наддува .

Антипомпажные / сбросные / продувочные клапаны [ править ]

Основная статья: продувочный клапан
Антипомпажный клапан рециркуляционного типа

Двигатели с турбонаддувом, работающие при полностью открытой дроссельной заслонке и высоких оборотах, требуют, чтобы большой объем воздуха проходил между турбонагнетателем и впускным отверстием двигателя. Когда дроссельная заслонка закрыта, сжатый воздух поступает к дроссельной заслонке без выхода (т. Е. Воздуху некуда идти).

В этой ситуации скачок давления может поднять давление воздуха до уровня, который может вызвать повреждение. Это связано с тем, что, если давление поднимается достаточно высоко, происходит остановка компрессора - накопленный сжатый воздух возвращается назад через рабочее колесо и выходит из впускного отверстия. Обратный поток через турбонагнетатель заставляет вал турбины снижать скорость быстрее, чем это было бы естественно, что может привести к повреждению турбокомпрессора.

Чтобы этого не произошло, между турбонагнетателем и впуском установлен клапан, который сбрасывает избыточное давление воздуха. Они известны как антипомпажные, переключающие, байпасные, турбонаддувные, перепускные клапаны (BOV) или сбросные клапаны . Это предохранительный клапан , который обычно управляется вакуумом из впускного коллектора.

Основное назначение этого клапана - поддерживать вращение турбокомпрессора на высокой скорости. Воздух обычно рециркулирует обратно во входное отверстие турбокомпрессора (переключающий или байпасный клапаны), но также может быть выпущен в атмосферу (продувочный клапан). Рециркуляция обратно во впускной патрубок турбонагнетателя требуется на двигателе, который использует систему впрыска топлива с массовым расходом воздуха, поскольку сброс избыточного количества воздуха за борт после датчика массового расхода воздуха вызывает чрезмерно богатую топливную смесь, поскольку датчик массового расхода воздуха уже учел лишний воздух, который больше не используется. Клапаны, которые рециркулируют воздух, также сокращают время, необходимое для повторного запуска турбонагнетателя после резкого замедления двигателя, поскольку нагрузка на турбонагнетатель при активном клапане намного ниже, чем при выходе воздушного заряда в атмосферу.

Свободно плавающий [ править ]

В 100-литровом двигателе этой горнодобывающей машины Caterpillar установлен свободно плавающий турбонагнетатель.

Свободноплавающий турбокомпрессор - это самый простой тип турбокомпрессора. [44] Эта конфигурация не имеет вестгейта и не может контролировать собственные уровни наддува. [44] [45] Обычно они предназначены для достижения максимального наддува при полностью открытой дроссельной заслонке. Свободно плавающие турбокомпрессоры вырабатывают больше мощности, потому что они имеют меньшее противодавление, но не могут использоваться в высокопроизводительных приложениях без внешнего перепускного клапана. [44] [45]

Приложения [ править ]

Бензиновые автомобили [ править ]

Основная статья: Бензиновые двигатели с турбонаддувом

Первым легковым автомобилем с турбонаддувом был вариант Oldsmobile Jetfire на модели F85 / Cutlass 1962–1963 годов , в которой использовался турбокомпрессор, установленный на полностью алюминиевый V8 объемом 215 куб. Дюймов (3,52 л). Также в 1962 году Chevrolet представила специальную серию Corvairs с турбонаддувом , первоначально называвшуюся Monza Spyder (1962–1964), а затем переименованную в Corsa (1965–1966), которая устанавливала турбонагнетатель на свой плоский шестицилиндровый двигатель с воздушным охлаждением. Эта модель сделала турбонагнетатель популяризованным в Северной Америке - и подготовила почву для более поздних моделей с турбонаддувом от Porsche на 911/930 1975 года выпуска , Saab на Saab 99 Turbo 1978–1984 годов и очень популярного Buick Regal / T Type 1978–1987 годов. / Grand National. Сегодня турбонаддув распространен как на дизельных, так и на бензиновых автомобилях. Турбонаддув может увеличить выходную мощность для заданной мощности [46] или повысить топливную экономичность за счет использования двигателя меньшего объема. «Двигатель 2011 года» - это двигатель, который используется в Fiat 500, оснащенном турбонагнетателем MHI. Этот двигатель похудел на 10%, что позволило сэкономить до 30% топлива и достичь такой же пиковой мощности (105 л.с.), что и 1,4-литровый двигатель.

Автомобили с дизельным двигателем [ править ]

Основная статья: Турбо-дизель

Первым серийным легковым дизельным автомобилем с турбонаддувом был Mercedes 300SD с турбонаддувом [47], представленный в 1978 году. [48] [49] Сегодня большинство автомобильных дизелей оснащено турбонаддувом, поскольку использование турбонаддува повысило эффективность, управляемость и характеристики дизельных двигателей. [48] [49] значительно увеличивают их популярность. Audi R10 с дизельным двигателем даже выигрывал 24-часовую гонку Ле-Мана в 2006, 2007 и 2008 годах.

Мотоциклы [ править ]

Основная статья: Принудительная индукция в мотоциклах
Смотрите также: бензиновые двигатели с турбонаддувом § Мотоциклы

Первым примером мотоцикла с турбонаддувом является Kawasaki Z1R TC 1978 года выпуска. [50] В начале 1980-х годов несколько японских компаний производили высокопроизводительные мотоциклы с турбонаддувом, такие как CX500 Turbo от Honda - поперечно установленный V-образный двухцилиндровый двигатель с жидкостным охлаждением, также доступный в форме без наддува. С тех пор было выпущено несколько мотоциклов с турбонаддувом. Частично это связано с обилием доступных безнаддувных двигателей с большим рабочим объемом, которые предлагают преимущества по крутящему моменту и мощности по сравнению с двигателем меньшего объема с турбонагнетателем, но возвращают более линейные характеристики мощности. Голландский производитель мотоциклов EVA создает небольшую серию дизельных мотоциклов с турбонаддувом и 800-кубовым двигателем Smart CDI.

Грузовики [ править ]

Первый дизельный грузовик с турбонаддувом был произведен компанией Schweizer Maschinenfabrik Saurer (Швейцарский машиностроительный завод Заурер) в 1938 году [51].

Самолет [ править ]

Естественное использование турбонагнетателя - и его самое раннее известное использование в любом двигателе внутреннего сгорания, начиная с экспериментальных установок в 1920-х годах - это авиационные двигатели . Когда самолет поднимается на большую высоту, давление окружающего воздуха быстро падает. На высоте 5486 м (18 000 футов) давление воздуха составляет половину от уровня моря, а аэродинамическое сопротивление планера составляет лишь половину . Однако, поскольку заряд в цилиндрах выталкивается этим давлением воздуха, двигатель обычно вырабатывает только половину мощности при полном открытии дроссельной заслонки на этой высоте. Пилоты хотели бы воспользоваться преимуществом низкого лобового сопротивления на больших высотах, чтобы лететь быстрее, но безнаддувный двигатель не производит достаточной мощности на той же высоте для этого.

Приведенная ниже таблица используется для демонстрации широкого диапазона испытанных условий. Как видно из приведенной ниже таблицы, существует значительная область применения принудительной индукции для компенсации условий окружающей среды с более низкой плотностью.

Дейтона-БичДенверДолина СмертиКолорадо State Highway 5Ла-Ринконада, Перу ,
высота0 м / 0 футов1609 м / 5,280 футов−86 м / −282 футов4,347 м / 14,264 футов5,100 м / 16,732 футов
банкомат1.0000,8231.0100,5810,526
бар1.0130,8341.0240,5890,533
пси14,69612,10014,8468,5437,731
кПа101,383,40102,458,9053,30

Турбонагнетатель решает эту проблему, сжимая воздух обратно до давления на уровне моря (турбо-нормализация) или даже намного выше (турбонаддув), чтобы обеспечить номинальную мощность на большой высоте. Поскольку размер турбокомпрессора выбран для создания заданного давления на большой высоте, турбокомпрессор имеет завышенные размеры для малой высоты. Скорость турбокомпрессора регулируется перепускным клапаном. В ранних системах использовался фиксированный перепускной клапан, в результате чего турбокомпрессор работал так же, как нагнетатель. В более поздних системах использовался регулируемый перепускной клапан, управляемый либо вручную пилотом, либо с помощью автоматической гидравлической или электрической системы. Когда самолет находится на малой высоте, перепускная заслонка обычно полностью открыта, и все выхлопные газы выводятся за борт. Когда самолет набирает высоту и плотность воздуха падает,перепускной клапан должен постоянно закрываться с небольшими приращениями для поддержания полной мощности. Высота, на которой перепускная заслонка полностью закрывается, а двигатель все еще работает на полную мощность, являетсякритическая высота. Когда самолет набирает высоту выше критической, выходная мощность двигателя уменьшается с увеличением высоты, как и в случае безнаддувного двигателя.

На более старых самолетах с наддувом без автоматического управления наддувом пилот должен постоянно регулировать дроссельную заслонку, чтобы поддерживать необходимое давление в коллекторе во время подъема или спуска. Пилот также должен позаботиться о том, чтобы не допустить чрезмерного разгона двигателя и повреждения. Напротив, современные системы турбонагнетателей используют автоматический перепускной клапан, который регулирует давление в коллекторе в пределах параметров, заданных производителем. Для этих систем, пока система управления работает должным образом, а команды управления пилотом плавные и продуманные, турбонагнетатель не может чрезмерно форсировать двигатель и повредить его.

Тем не менее, в большинстве двигателей времен Второй мировой войны использовались нагнетатели, потому что они сохраняли три значительных производственных преимущества по сравнению с турбокомпрессорами, которые были больше, включали дополнительные трубопроводы и требовали экзотических высокотемпературных материалов в турбине и предтурбинной части выхлопной системы. Один только размер трубопровода - серьезная проблема; Американские истребители Vought F4U и Republic P-47 использовали один и тот же двигатель, но его огромный бочкообразный фюзеляж был отчасти необходим для крепления трубопроводов к турбонагнетателю и от него в задней части самолета. Поршневые двигатели с турбонаддувом также подлежат многим из тех же эксплуатационных ограничений, что и газотурбинные двигатели. Пилоты должны плавно и медленно регулировать дроссельную заслонку, чтобы избежать превышения целевого давления в коллекторе.. Топливно-воздушная смесь часто должна быть отрегулирована на стороне богатой смеси, необходимой для стехиометрического сгорания, чтобы избежать преждевременного воспламенения или детонации в двигателе при работе с высокими настройками мощности. В системах, использующих перепускную заслонку с ручным управлением, пилот должен быть осторожен, чтобы не превысить максимальные обороты турбокомпрессора. Дополнительные системы и трубопроводы увеличивают размер, вес, сложность и стоимость авиационного двигателя. Авиационный двигатель с турбонаддувом стоит дороже в обслуживании, чем сопоставимый безнаддувный двигатель. Подавляющее большинство Второй мировой войны американских тяжелых бомбардировщиков используются USAAF , в частности Wright R-1820 Cyclone-9 питание B-17 Flying Fortress , и Pratt & Whitney R-1830 Твин Wasp питаниеConsolidated B-24 Освободитель четыре двигательные бомбардировщики оба использовали аналогичные модели General Electric -разработана турбокомпрессоров в эксплуатации, [52] , как сделал близнец Allison V-1710 - движка Lockheed P-38 Lightning Американский истребитель в годы войны.

Летательные аппараты с турбонаддувом часто имеют диапазон характеристик между самолетами с поршневым двигателем без наддува и самолетами с турбинным двигателем. Несмотря на отрицательные моменты, самолеты с турбонаддувом летают выше для большей эффективности. Крейсерский полет также дает больше времени для оценки проблем перед вынужденной посадкой.

Однако, когда самолет с турбонаддувом набирает высоту, пилот (или автоматизированная система) может закрыть перепускную заслонку, прогоняя больше выхлопных газов через турбину турбонагнетателя, тем самым поддерживая давление в коллекторе во время набора высоты, по крайней мере, до тех пор, пока не будет достигнута критическая высота давления (когда перепускная заслонка полностью закрыт), после чего давление в коллекторе падает. С такими системами современные высокопроизводительные самолеты с поршневыми двигателями могут летать на высоте до 25 000 футов (выше которой требуется сертификация RVSM ), где низкая плотность воздуха приводит к меньшему сопротивлению и более высокой истинной воздушной скорости. Это позволяет летать «над погодой». В системах перепускных клапанов с ручным управлением пилот должен позаботиться о том, чтобы не перегрузить двигатель, что приведет к детонации и повреждению двигателя.

Морские и наземные дизельные турбокомпрессоры [ править ]

Шестицилиндровый судовой дизельный двигатель среднего размера с турбонагнетателем и выхлопом на переднем плане.

Турбонаддув, который обычно используется в дизельных двигателях автомобилей, грузовиков, тракторов и лодок, также распространен в тяжелой технике, такой как локомотивы, корабли и вспомогательные источники энергии.

  • Турбонаддув может значительно улучшить двигатель удельной мощность и соотношение мощности к весу , характеристики, которые обычно бедны без турбонаддува дизельных двигателей.
  • дизельные двигатели не имеют детонации, потому что дизельное топливо впрыскивается в конце такта сжатия или ближе к нему и воспламеняется исключительно за счет тепла сжатия наддувочного воздуха. Из-за этого в дизельных двигателях может использоваться гораздо более высокое давление наддува, чем в двигателях с искровым зажиганием, что ограничивается только способностью двигателя выдерживать дополнительное тепло и давление.

Турбокомпрессоры также используются в некоторых двухтактных дизельных двигателях, для которых обычно требуется нагнетатель Рутса . В этой конкретной области применения, в основном Электро-Двигательные Дизель (EMD) 567 , 645 и 710 серии двигателей, турбокомпрессор первоначально управляется коленчатым валом двигателя посредством зубчатой передачи и обгонной муфтой, тем самым обеспечивая стремление к сгоранию. После достижения сгорания и после того, как выхлопные газы достигли достаточной тепловой энергии, обгонная муфта автоматически отключается, и после этого турбокомпрессор приводится в действие исключительно выхлопными газами. В приложении EMD турбонагнетатель действует как компрессор для нормального всасывания во время запуска и настройки выходной мощности малой мощности и используется для настоящего турбонаддува при настройках выходной мощности средней и высокой мощности. Это особенно полезно на больших высотах, которые часто встречаются на западных железных дорогах США. Турбонагнетатель может на мгновение вернуться в режим компрессора во время выполнения команд для значительного увеличения мощности двигателя.

Бизнес и усыновление [ править ]

Garrett Motion (ранее Honeywell Turbo Technologies), BorgWarner и Mitsubishi Turbocharger - крупнейшие производители в Европе и США. [2] [53] [54] Ожидается, что несколько факторов будут способствовать более широкому принятию турбонагнетателей потребителями, особенно в США: [55] [56]

  • Новые государственные цели по экономии топлива и выбросам. [53] [54]
  • Рост цен на нефть и внимание потребителей к топливной эффективности.
  • Только 10 процентов легковых автомобилей, продаваемых в Соединенных Штатах, оснащены турбокомпрессорами, что делает Соединенные Штаты развивающимся рынком, по сравнению с 50 процентами автомобилей в Европе с дизельными двигателями с турбонаддувом и 27 процентами с бензиновыми двигателями. [57]
  • Более высокие температурные допуски для бензиновых двигателей, шарикоподшипники на валу турбины и изменяемая геометрия уменьшают проблемы с управляемостью.

В 2017 году 27% автомобилей, проданных в США, были с турбонаддувом. [58] В Европе 67% всех транспортных средств были с турбонаддувом в 2014 году, и ожидалось, что к 2019 году их число вырастет до 69%. [59] Исторически более 90% турбокомпрессоров были дизельными, однако их применение в бензиновых двигателях растет. [56]

Коалиция США за передовые дизельные автомобили настаивает на технологически нейтральной политике государственных субсидий на экологически чистые автомобильные технологии. В случае успеха государственные субсидии будут основываться на стандартах корпоративной средней экономии топлива (CAFE), а не на поддержке конкретных технологий, таких как электромобили. Политические сдвиги могут резко изменить прогнозы усыновления. [60] Продажи турбонагнетателей в США увеличились, когда федеральное правительство повысило корпоративные целевые показатели экономии топлива до 35,5 миль на галлон к 2016 году. [61]

Безопасность [ править ]

Неисправности турбокомпрессора и связанные с этим высокие температуры выхлопных газов являются одной из причин возникновения пожаров в автомобиле. [62]

См. Также [ править ]

  • Датчик наддува
  • Уменьшение габаритов двигателя
  • Нагнетание импульсного давления выхлопных газов
  • Гибридный турбокомпрессор
  • Твин турбо
  • Twincharger
  • Турбонагнетатель с изменяемой геометрией

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Ницца, Карим (4 декабря 2000 г.). «Как работают турбокомпрессоры» . Auto.howstuffworks.com . Проверено 1 июня 2012 года .
  2. ^ a b [1] Архивировано 26 марта 2011 года в Wayback Machine.
  3. ^ "История нагнетателя" . Архивировано из оригинала 13 июля 2015 года . Проверено 30 июня 2011 года .
  4. ^ https://new.abb.com/turbocharging/110-years-of-turbocharging
  5. ^ a b «Турбокомпрессору на этой неделе исполняется 100 лет» . www.newatlas.com . 18 ноября 2005 . Проверено 20 сентября 2019 года .
  6. ^ Porsche Turbo: Полная история. Питер Ванн. MotorBooks International, 11 июля 2004 г.
  7. ^ a b c d e Миллер, Джей К. (2008). Turbo: Реальные высокопроизводительные системы турбонаддува . CarTech Inc. стр. 9. ISBN 9781932494297. Проверено 20 сентября 2019 года .
  8. ^ DE 204630  "Verbrennungskraftmaschinenanlage"
  9. ^ a b «Альфред Бючи, изобретатель турбокомпрессора - стр. 1» . www.ae-plus.com . Архивировано из оригинала 5 апреля 2015 года.
  10. ^ a b c «История турбокомпрессора» . www.cummins.ru . Проверено 20 сентября 2019 года .
  11. ^ а б "Подъем на холм" . Журнал Air & Space . Проверено 2 августа 2010 года .
  12. ^ "Альфред Бючи, изобретатель турбокомпрессора - страница 2" . www.ae-plus.com . Архивировано из оригинального 29 сентября 2017 года.
  13. ^ Производительность компрессора: Аэродинамика для пользователя. М. Теодор Греш. Newnes, 29 марта 2001 г.
  14. ^ Дизельные и прогресс газовой турбины, том 26. Дизельные двигатели, 1960
  15. ^ "Вторая мировая война - General Electric Turbosupercharges" . aviationhoppe.com .
  16. ^ «История» . www.bwauto.com . Проверено 20 сентября 2019 года .
  17. ^ a b "HowStuffWorks" В чем разница между турбонагнетателем и нагнетателем в двигателе автомобиля? " " . Auto.howstuffworks.com. 1 апреля 2000 . Проверено 1 июня 2012 года .
  18. ^ "наддув" . Elsberg-tuning.dk . Проверено 1 июня 2012 года .
  19. ^ Крис Лонгхерст. «Библия по топливу и двигателям: страница 5 из 6» . Автомобильные Библии . Проверено 1 июня 2012 года .
  20. ^ "Как сдвоить двигатель" . Torquecars.com . Проверено 1 июня 2012 года .
  21. ^ "Основы четырехтактного двигателя" . Compgoparts.com. Архивировано из оригинального 21 марта 2008 года . Проверено 1 июня 2012 года .
  22. Перейти ↑ Brain, Marshall (5 апреля 2000 г.). «HowStuffWorks„внутреннее сгорание “ » . Howstuffworks.com . Проверено 1 июня 2012 года .
  23. ^ «Объемный КПД (и РЕАЛЬНЫЙ фактор: массовый расход воздуха)» . Epi-eng.com. 18 ноября 2011 . Проверено 1 июня 2012 года .
  24. ^ "Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией" . Large.stanford.edu. 24 октября 2010 . Проверено 1 июня 2012 года .
  25. ^ «Как работают турбо-зарядные устройства» . Conceptengine.tripod.com . Проверено 1 июня 2012 года .
  26. ^ a b c Knuteson, Рэнди (июль 1999 г.). «Расширение ваших знаний о турбонаддуве» (PDF) . Техника обслуживания самолетов. Архивировано 17 июня 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 18 апреля 2012 года .
  27. ^ «Эффекты турбонагнетателей с изменяемой геометрией в повышении эффективности и сокращении запаздывания - тепловые системы» . Me1065.wikidot.com. 6 декабря 2007 г. doi : 10.1243 / 0954407991526766 . S2CID 110226579 . Проверено 1 июня 2012 года .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  28. ^ Parkhurst, Терри. «Турбокомпрессоры: интервью с Мартином Вершуром из Гаррета» . Allpar . Проверено 12 декабря 2006 года .
  29. ^ Машиностроение: Том 106, Выпуски 7-12; стр.51
  30. ^ Популярная наука. Большой переход Детройта на Turbo Power. Апрель 1984 г.
  31. ^ a b c Велтман, Томас (24 октября 2010 г.). «Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией» . Курсовая работа по физике 240 . Проверено 17 апреля 2012 года .
  32. ^ a b c Тан, Пол (16 августа 2006 г.). «Как работает переменная геометрия турбины?» . PaulTan.com . Проверено 17 апреля 2012 года .
  33. ^ a b Презентация Национальной морской академии. Изменяемая геометрия турбины .
  34. ^ a b c Turbo FAQ . Гаррета компании Honeywell. Проверено 17 апреля 2012 года.
  35. ^ «Insignia BiTurbo Diesel: новая глава для флагмана Opel» (пресс-релиз). Media.gm.com. 14 февраля 2012 . Проверено 28 сентября 2012 года .
  36. ^ Пратте, Дэвид. «Конструкция системы Twin Scroll Turbo» . Модифицированный журнал . Проверено 28 сентября 2012 года .
  37. ^ «Технология E-Turbo» . Гаррет Движение . Проверено 23 февраля 2021 года .
  38. ^ «Технология E-Turbo» . Гаррет Движение . Проверено 25 февраля 2021 года .
  39. ↑ Прекрасно, Карим. «Как работают турбокомпрессоры» . Auto.howstuffworks.com . Проверено 2 августа 2010 года .
  40. ^ Хартман, Джефф (2007). Справочник по характеристикам турбонаддува . MotorBooks International. п. 95. ISBN 978-1-61059-231-4.
  41. ^ Джирцитано, Алан Дж. "Газовые законы" . chemistry.bd.psu.edu . Проверено 6 декабря 2017 года .
  42. ^ a b "FMIC против TMIC | Какой из них вам подходит?" . Современные автомобильные характеристики . Проверено 6 декабря 2017 года .
  43. ^ Gearhart, Марк (22 июля 2011). «Получите образование: инъекция метанола в воде 101» . Dragzine .
  44. ^ a b c «Как работают поршневые двигатели с турбонаддувом» . TurboKart.com . Проверено 17 апреля 2012 года .
  45. ^ a b «Основы GT Turbo» . Проверено 17 апреля 2012 года .
  46. ↑ Ричард Уайтхед (25 мая 2010 г.). «Дорожные испытания: Mercedes-Benz CL63 AMG 2011 года» . Thenational.ae . Проверено 1 июня 2012 года .
  47. ^ "Турбонаддув превращается в 100" . Honeywell. 2005. Архивировано из оригинального 19 июня 2013 года . Проверено 28 сентября 2012 года .
  48. ^ а б «История турбонаддува» . En.turbolader.net. 27 октября 1959 . Проверено 1 июня 2012 года .
  49. ^ a b «Статьи» . Турбо-форумы .
  50. ^ Смит, Роберт (январь – февраль 2013 г.). «1978 Kawasaki Z1R-TC: Turbo Power» . Мотоциклетная классика . 8 (3) . Проверено 7 февраля 2013 года .
  51. ^ "История турбо BorgWarner" . Turbodriven.com . Проверено 2 августа 2010 года .
  52. ^ Белый, Грэм (1995). Поршневые двигатели самолетов союзников времен Второй мировой войны . Издательство Эйрлайф. п. 192. ISBN. 1-85310-734-4. Это малоизвестный факт, что турбокомпрессор General Electric был ключом к стратегии дальних высотных стратегических бомбардировок сухопутных войск армии США во время Второй мировой войны. Им были оснащены все четырехмоторные бомбардировщики [США].
  53. ^ a b Китамура, Макико (24 июля 2008 г.). «IHI стремится к 2013 году удвоить продажи турбокомпрессоров в соответствии со спросом в Европе» . Блумберг . Проверено 1 июня 2012 года .
  54. ^ a b Генеральный директор CLEPA Ларс Холмквист уходит на пенсию (18 ноября 2002 г.). «Турбокомпрессоры - рост в Европе, обусловленный распространением на малолитражные автомобили» . Just-auto.com . Проверено 1 июня 2012 года .
  55. ↑ Уолш, Дастин (20 ноября 2011 г.). «Свет, камеры, взаимодействие» . Детройтский бизнес Крейна . Проверено 23 ноября 2011 года .
  56. ^ a b Кал, Мартин (3 ноября 2010 г.). «Интервью: Дэвид Пайя, вице-президент по глобальному маркетингу и Крейг Балис, вице-президент по разработке Honeywell Turbo» (PDF) . Автомобильный мир . Проверено 11 ноября 2011 года .
  57. ^ Macaluso, Грейс (28 ноября 2011). «Турбодвигатели - топливо для« тихой революции »в отрасли » . Газета . Проверено 28 ноября 2011 года .
  58. ^ https://www.wardsauto.com/engines/turbo-engine-use-record-high
  59. ^ «Honeywell видит впереди горячий турбо-рост» . Автомобильные новости . Дата обращения 19 мая 2017 .
  60. ^ «Коалиция США за передовые дизельные автомобили призывает к технологически нейтральной государственной политике и правилам» . MotorVehicleRegs.com. 9 декабря 2011 . Проверено 25 января 2012 года .
  61. ^ "Турбо-название: Honeywell или BorgWarner?" . Автомобильные новости . 24 марта 2011 года Архивировано из оригинала 26 марта 2011 года . Проверено 19 ноября 2011 года .
  62. ^ Почему загораются грузовики . Австралийская ассоциация поставщиков автомобильного транспорта (ARTSA). Ноябрь 2006. Дата обращения 22 июля 2020.

Внешние ссылки [ править ]

  • Дон Шерман (февраль 2006 г.). «Поздравляем со 100-летием Турбокомпрессора» . Автомобильный журнал .
  • Безмасляный турбонагнетатель НАСА
  • Видео, показывающее, как работает турбокомпрессор
  • Онлайн-руководство General Electric по полевому обслуживанию турбокомпрессоров авиационных двигателей времен Второй мировой войны