Содержание
Механический наддув двигателя своими руками: установка компрессора — Auto-Self.ru
Как известно, мощность любого атмосферного двигателя сильно зависит от рабочего объема, а также является в достаточной степени ограниченной физическим рабочим объемом ДВС. Если просто, атмосферный мотор «затягивает» наружный воздух благодаря разрежению, которое возникает в результате движения поршней в цилиндрах.
При этом от количества поступающего воздуха напрямую зависит и количество топлива, которое можно в дальнейшем эффективно сжечь. Другими словами, чтобы сделать атмосферный двигатель мощнее, необходимо увеличивать рабочий объем цилиндров, наращивать количество цилиндров или комбинировать то и другое.
Еще одним действенным способом является подача воздуха в двигатель под давлением. В этом случае объем цилиндра и количество «горшков» можно не менять, при этом воздух нагнетается принудительно, что автоматически позволяет подать больше горючего и далее сжечь такой заряд топливно-воздушной смеси с максимальной отдачей.
Среди нагнетателей воздуха следует выделить турбонаддув и механический компрессор. Каждое из решений имеет как свои плюсы, так и минусы, при этом установить механический нагнетатель воздуха своими руками на практике вполне может оказаться несколько проще, чем грамотно выполнить работы по установке турбонаддува. Далее мы поговорим о том, можно ли поставить компрессор на двигатель своими руками и что нужно учитывать в рамках такой инсталляции.
Наддув двигателя механический: что нужно знать
Начнем с того, что установка любого типа нагнетателя (механический или турбонаддув) возможна как на инжекторном, так и на карбюраторном двигателе. В обоих случаях предполагается ряд доработок силового агрегата, однако установить турбину на двигатель несколько сложнее и дороже по сравнению с компрессором.
Становится понятно, что механический нагнетатель является более доступным способом повышения мощности двигателя, такое решение проще установить на мотор, причем работы можно выполнить даже самостоятельно. При этом общий принцип действия нагнетателя достаточно прост.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как установить турбонаддув на карбюраторный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях установки турбонаддува на двигатель с карбюратором, а также что нужно учитывать при такой установке.
Устройство фактически можно сравнить с навесным оборудованием (генератор, насос ГУР или компрессор кондиционера), то есть агрегат приводится от двигателя. В результате работы механического компрессора воздух сжимается и поступает в цилиндры под давлением.
Это позволяет лучше продувать (вентилировать) цилиндры от остатков отработавших газов, в значительной степени улучшается наполнение цилиндра, количество воздуха в камере сгорания повышается, что делает возможным сжечь больше топлива и увеличить мощность двигателя.
Работа компрессора дает такой же результат, как и турбонаддув. Главным отличием является только то, что турбонагнетатель использует для вращения турбинного колеса энергию выхлопных газов, в то время как механический компрессор связан с коленвалом двигателя посредством ременной передачи. Естественно, такой тип привода несколько отнимает мощность у ДВС, однако плюсом является простота конструкции.
Также компрессор имеет прямую зависимость от оборотов мотора. Чем сильнее раскручен двигатель, тем больше воздуха подается в камеры сгорания и, соответственно, увеличивается мощность. При этом нет ярко выраженного эффекта турбоямы (турболаг), который встречается на моторах с турбонаддувом. Турбояма проявляется в виде провала на низких оборотах, когда энергии выхлопа еще недостаточно для раскручивания турбины и создания необходимого давления для эффективной подачи воздуха в цилиндры.
Если говорить об установке механического компрессора на атмосферный карбюраторный или инжекторный двигатель, нужно понимать, что двигатель все равно нужно подготовить (учитывается изменение степени сжатия, осуществляются доработки «по железу», меняется прошивка ЭБУ на инжекторных моторах и т.д.).
Другими словами, все работы выполняются комплексно, что в дальнейшем позволяет форсированному силовому агрегату успешно и стабильно работать без значительного сокращения его моторесурса. Теперь давайте рассмотрим некоторые особенности такой установки.
Установка механического комперссора на двигатель: тонкости и нюансы
Начнем с того, что главной задачей является подбор механического нагнетателя, который будет соответствовать ряду требований (вес, габариты, производительность, режимы работы, особенности смазки, исполнение привода и т.д.).
Для этих целей можно приобрести компрессор от какого-либо автомобиля или же заказать готовый тюнинг-комплект для форсирования двигателя. Также отмечены случаи, когда нагнетатель изготавливался самостоятельно, однако такие самодельные решения достаточно редки, особенно на территории СНГ.
На практике зачастую устанавливают тюнинг-комплекты (турбо-Кит наборы), реже используют детали б/у, которые снимаются с других компрессорных автомобилей. Плюсом готового комплекта является то, что такой набор рассчитан для установки на конкретную модель автомобиля. Это значит, что вместе с компрессором поставляются крепежи, ремни, привод, воздуховоды, прилагается инструкция и т. д.
Единственным минусом можно считать относительно высокую цену проверенных предложений на рынке, тогда как более доступные по цене наборы могут иметь сомнительное качество и быстро выйти из строя.
Параллельно следует учитывать, что также необходимо доработать штатную систему охлаждения и топливоподачи с учетом изменившейся производительности силового агрегата. Если просто, форсирование двигателя при помощи компрессора предполагает то, что топлива за единицу времени нужно подавать больше. Для этого может понадобиться менять бензонасос, ставить боле производительные форсунки и т.д.
Также не следует забывать о том, что большая мощность достигается за счет сжигания большего количества топлива. Закономерно, что выделение тепла в этом случае также сильно увеличивается, а мотор потребует более интенсивного охлаждения.
Поделитесь с друзьями в соц.сетях:
✅ Установка компрессора на карбюраторный двигатель
Если вы неплохо разбираетесь в устройстве двигателя, то наверняка уже испытали желание улучшить мотор, установленный в автомобиле. Чаще всего владельцы «десятки», чтобы поднять мощность двигателя, используют компрессор, при этом для установки компрессора на автомобиль будет достаточно обладать минимальными познаниями в автомеханике. Впрочем, помимо установки компрессора существуют и другие способы, позволяющие значительно увеличить мощность мотора.
Важно! Ещё до того как вы займётесь доработкой двигателя, обязательно изучите хотя начальные сведения по автомеханике, чтобы перестать быть совсем «чайником». Помните, что недостаточно просто поставить один девайс на мотор и считать, что после этого всё будет в порядке. Такие кустарные доработки могут оказать негативное влияние на двигатель, вплоть до поломки.
Правила установки наддува на карбюраторный ДВС
В данной статье приведены общие правила и рекомендации по созданию и установке механического нагнетателя с приводом от коленвала на карбюраторных двигателях, на которых нагнетатель полагается располагать перед карбюратором.
1. Если давление наддува составляет более двух атмосфер, то требуется переход на более высокооктановый бензин (из -за существенного роста фактической степени сжатия). Но самодельный нагнетатель вряд ли сможет дать более двух атмосфер, так что достаточно обычной регулировки угла опережения зажигания, уменьшив его на необходимую величину. Если система зажигания снабжена вакуум-корректором угла ОЗ, то необходимо произвести его перенастройку в связи резким изменением давлений в карбюраторе.
2. Если двигатель имеет спортивные (широкие ) фазы газораспределения, то происходит существенный рост расхода топлива из-за выноса части смеси в выпускной коллектор. Так что на спортивные моторы наддув лучше не ставить, если, конечно, не планируется использовать эту машину в соревнованиях.
3. Многие считают, что наддувной двигатель — псих, не умеющий ехать на малых оборотах. На деле же максимальные обороты почти не растут, так как они определяются не столько количеством сгоревшей смеси, сколько массой поршней, шатунов, качеством исполнения впускных и выпускных трактов. Происходит весьма большое увеличение тяги, приёмистости, скорости раскрутки до максимальных оборотов, но роста последних почти не наблюдается.
4. Если после установки наддува двигатель будет эксплуатироваться в таких же режимах, что и до установки, то увеличения расхода топлива не произойдёт. Наоборот, будет достигнута некоторая экономия за счёт существенного сокращения времени разгона, преодоления подъёмов, возможности двигаться на более высокой передаче.
5. Нагнетатели весьма чувствительны к препятствиям потоку воздуха, поэтому крайне желательно произвести полировку впускного коллектора, большого диффузора карбюратора и др. деталей до зеркального блеска (сначала обточив стенки до ровной поверхности, а затем отполировав). Если полировка недоступна, то надо позаботиться об отсутствии поперечных задиров, которые будут завихрять поток. Недопустимо использовать для соединения нагнетателя с карбюратором гофрированные шланги — лучше всего использовать гладкие пластиковые трубы (например , канализационные) с плавными изгибами. Желательно увеличить площадь фильтрации воздушного фильтра (если фильтр поролоновый с масляной пропиткой или, не дай Бог, инерционный, то его желательно заменить на бумажный — нагнетатель не любит разрежения в фильтре и тем более мусора, которого инерционные фильтры на малых скоростях пропускают кучу). Перед бумажным фильтром желательно установить предочиститель из многослойной марли (НЕ ТКАНИ), пропитав его маслом.
6. Так как после установки нагнетателя будет сгорать больше смеси, то возрастает риск доискрового (калильного ) зажигания. Во избежание этого надо вкрутить хорошие свечи, например А23. Для более полного сжигания смеси желательно увеличить энергию искры, что достигается применением коммутаторов. Желательно также применять высоковольтные провода с распределённым сопротивлением (то есть без резисторов)- TESLA и др.
7. Для обеспечения достаточно богатой смеси надо НЕМНОГО увеличить диаметр топливных жиклёров, а в целях обеспечения чистоты воздуха надо загерметизировать карбюратор. В качестве уплотнителя для осей и тяг можно использовать толстые шерстяные нитки, пропитанные маслом. Для этого надо рассверлить на ¼ глубины канал, увеличив диаметр рассверленной части на 2-3 мм и уложить туда нитку. Затем это всё закрывается прокладкой для удержания нитки от осевого перемещения. Все отверстия для забора воздуха из окружающего пространства (мимо воздушного фильтра — винт качества смеси и пр.) необходимо снабдить фильтрами.
8. Колесо компрессора должно иметь достаточный размер и обороты. Например, для двигателей объёмом в 1-2 литра можно применять пылесосные агрегаты АП-600, обеспечивая их вращение с частотой, в 1,5-2 раза больше оборотов коленвала. Впрочем, для каждого сочетания «мотор -вентилятор» передаточное соотношение надо подбирать индивидуально, контролируя давление наддува, чтобы во всех режимах оно лежало в пределах 1,3-2 атм.
9. Если передаточное соотношение привода компрессора будет больше 2,5, то уже целесообразно применение интеркулера — промежуточного охладителя наддувочного воздуха. Дело в том, что на таких оборотах (15 -20 тысяч, в зависимости от оборотов коленвала) воздух уже начинает нагреваться от трения о лопатки. В результате он расширяется и массовое наполнение цилиндров падает. Интеркулер (очень похож на обычный сотовый радиатор для охлаждающей жидкости, только каналы, естественно, пошире и изгибы поплавнее) ставится после компрессора и охлаждает нагретый воздух, что, кстати, благоприятно сказывается и на температуре самого двигателя, особенно поршней, которым при установке турбины достаётся по первое число. Впрочем, никто не осудит за установку интеркулера на любой наддувный двигатель — массовое наполнение цилиндров вырастет на 10-20%, в зависимости от температуры забортного воздуха — чем она выше, тем больше толку будет от «кулера ». Только не вздумайте ставить охладитель на безнаддувный двигатель, массовое наполнение ощутимо упадет, так как интеркулер обладает приличным сопротивлением потоку.
10. Вопрос: где взять этот промежуточный охладитель? Конечно, на обычном развале эту штуку не найти, так как интеркулеры применяются в основном на турбодизелях — как грузовых, так и легковых, так что придётся его заказывать. Из отечественных автомобилей охладители имеют КамАЗ-6460, «Волги » и «Газели » с дизелем Steyr ГАЗ-5601 и… Пожалуй, из доступных вариантов всё. Впрочем, можно изготовить интеркулер самому, из оцинкованной стали, или, что ещё лучше, меди толщиной 0,5-2 мм, и труб — хоть водопроводных. Только этот процесс весьма трудоёмкий, так как требуется хороший тепловой контакт между каналами и рёбрами, что потребует хорошей пайки с использованием кислоты. Главные условия — каналов должно быть побольше, они должны быть поуже и суммарная площадь сечения каналов должна быть минимум в 1,5 раза больше сечения впускной трубы. Это необходимо для того, чтобы воздух в каналах тёк медленнее и чтобы площадь его соприкосновения со стенкой канала была больше для лучшего охлаждения. Например, при внутреннем диаметре впускной трубы 50 мм требуется интеркулер с 4 каналами, каждый диаметром около 30 мм. Вычислить необходимый диаметр каналов можно через формулу площади круга: площадь=3,14*радиус в квадрате. Переход впускной трубы в каналы должен быть максимально плавным — лучше всего сформировать разветвители из стеклоткани, пропитанной эпоксидкой. Ступеньки в каналах тоже ощутимо завихряют и подтормаживают поток, так что их нужно промазать герметиком. Нужно обеспечить хорошую продувку рёбер охладителя, иначе толку от него будет мало — лучше всего выделить ему воздухозаборник. На мотоциклах лучше всего расположить его перед двигателем, обеспечив ему хорошую продувку и защиту от грязи, чего можно достигнуть при помощи дефлекторов и воздуховодов из листового металла или той же стеклоткани, пропитанной эпоксидкой.
Можно ли наддувать в двигатель с карбюраторной системой питания
По многочисленным вопросам «как можно наддувать в карбюратор, если он работает на разряжении?», – отвечаем (речь пойдет об установочных комплектах центробежного компрессора для карбюраторных авто).
Рассмотрим принцип работы поплавкового карбюратора с постоянным сечением распылителя главной дозирующей системы (т.е. карбюратора такого типа, который устанавливался на автомобили семейства ВАЗ) на примере его простейшей модели, состоящей всего из двух частей: поплавковой и смесительной камер.
[1] топливная трубка; [2] запорная игла; [3] поплавок; [4] канал, связывающий поплавковую камеру с атмосферой; [5] дроссельная заслонка; [6] малый диффузор; [7] распылитель; [8] смесительная камера; [9] жиклер; [10] поплавковая камера
Из бензобака в поплавковую камеру [10] подается топливо, уровень которого регулируется плавающим в ней поплавком [3] , который опирается на запорную иглу [2] . По мере расхода топлива поплавок опускается вниз, игла перестает перекрывать подающую трубку [1] , и камера заполняется до уровня, когда игла снова не перекроет топливный канал – цикл повторяется, таким образом поддерживается постоянный уровень топлива. Поплавковая камера через канал [4] связана с атмосферой, т.е. в ней постоянное атмосферное давление. Из поплавковой камеры топливо поступает в смесительную камеру [8] через распылитель [7] , на входе которого стоит жиклер [9] , дозирующий уровень подаваемого топлива.
На такте впуска, когда поршень движется вниз и впускной клапан в ГБЦ открыт, над поршнем возникает область пониженного давления. Из-за разницы между атмосферным давлением и давление над поршнем воздух заполняет цилиндр (можно считать, что воздух засасывается, но хочу акцентировать внимание именно на формулировку «разница давлений», позже мы к этому вернемся). При этом воздух проходит через смесительную камеру карбюратора, внутри которой расположен диффузор [6] , а внутрь которого выведен носик распылителя. По закону Бернулли, в диффузоре поток воздуха ускоряется, а его давление падает. Благодаря разнице давлений в поплавковой камере (как упоминалось выше, в ней давление равно атмосферному) и внутри диффузора топливо поступает (засасывается) в смесительную камеру. Таким образом количество подаваемого в двигатель топлива зависит от соотношения сечений диффузора и сечения топливного жиклера.
Что изменяется, если наддуть компрессором в двигатель через карбюратор? Да принципиально ничего. Во всех системах карбюратора, где было атмосферное давление, появляется дополнительный избыток, который дает компрессор. Если вернуться к первоначальной формулировке вопроса: «как можно наддувать в карбюратор, если он работает на разряжении?», то надо просто понять, что карбюратор работает не на разряжении, а на разнице давлений (помните, я акцентировал внимание на этом термине). И с компрессором эта разница просто увеличивается. Практически симулируется работа карбюратора в географических областях ниже уровня моря, где атмосферное давление больше. Лишь два фактора при установке компрессора являются «нестандартными»:
1. Повышенное давление только внутри карбюратора, снаружи – атмосферное, поэтому, если не обеспечивается должная герметичность между частями карбюратора, то из имеющихся щелей «потечет».
2. Поскольку в поплавковой камере давление уже выше атмосферного, то бензонасосу, подающему бензин в камеру, необходимо преодолеть избыток давления. Компрессор в пике «выдает» 0,5 бар, а штатный механический насос максимум 0,2..0,25 бар избытка относительно атмосферного давления, поэтому рекомендуется дополнительно устанавливать электрический насос низкого давления, иначе на оборотах, при которых избыточное давление от компрессора «передавит» давление топлива от насоса, топливоподача прекратится, и двигатель заглохнет.
Реальный карбюратор отличается от своей упрощенной модели, т. к. в нем есть ряд вспомогательных систем, обеспечивающих правильную топливоподачу на переходных режимах двигателя: система холостого хода, насос-ускоритель, эконостат, пусковое устройство и т.д. Но установка компрессора никак не влияет на эти системы, и не требует каких-либо других систем, поскольку рост давления, обеспечиваемый центробежным компрессором, происходит по линейному закону. Нарастание / спадание давления прямо пропорционально рабочим оборотам двигателя в конкретный момент, поскольку рабочее колесо компрессора (крыльчатка) жестко связано с коленвалом ременной передачей; нет никаких скачков и провалов, требующих дополнительных корректировок топливоподачи. Только компрессор центробежного типа способен работать в паре с «атмосферным» карбюратором, при прочих системах наддува (турбокомпрессор, компрессор Рутса или Лисхольма) такой карбюратор правильно работать не сможет.
Механический наддув двигателя своими руками: установка компрессора
Как известно, мощность любого атмосферного двигателя сильно зависит от рабочего объема, а также является в достаточной степени ограниченной физическим рабочим объемом ДВС. Если просто, а наружный воздух благодаря разрежению, которое возникает в результате движения поршней в цилиндрах.
При этом от количества поступающего воздуха напрямую зависит и количество топлива, которое можно в дальнейшем эффективно сжечь. Другими словами, чтобы сделать атмосферный двигатель мощнее, необходимо увеличивать рабочий объем цилиндров, наращивать количество цилиндров или комбинировать то и другое.
Среди нагнетателей воздуха следует выделить турбонаддув и механический компрессор. Каждое из решений имеет как свои плюсы, так и минусы, при этом установить механический нагнетатель воздуха своими руками на практике вполне может оказаться несколько проще, чем грамотно выполнить работы по установке турбонаддува. Далее мы поговорим о том, можно ли поставить компрессор на двигатель своими руками и что нужно учитывать в рамках такой инсталляции.
Какой компрессор выбрать?
В каждом отдельном случае это решается индивидуально в зависимости от наличия ресурсов и навыков работы с автомобилем у владельца машины. Если человек не обладает большим количеством денежных средств и серьёзными знаниями об устройстве двигателя ВАЗ 2107 инжектор, то лучшим выбором для него станет заводской КИТ-комплект китайского производства. В том случае, когда владелец автомобиля желает выделиться и имеет для этого финансовые возможности, время и соответствующие навыки, он может попробовать использовать компрессор от иномарки. При этом можно затратить больше денежных средств и установить данную деталь не в своём гараже, а руками опытных специалистов в автосервисе. Также следует быть готовым к тому, что установленному на инжектор б/у компрессору придётся периодически уделять внимание, чтобы его параметры совпадали с теми, которые имеет карбюратор. В противном случае можно потратить свои деньги и время впустую.
Кит-комплект на инжектор ВАЗ
Наддув двигателя механический: что нужно знать
Начнем с того, что установка любого типа нагнетателя (механический или турбонаддув) возможна как на инжекторном, так и на карбюраторном двигателе. В обоих случаях предполагается ряд доработок силового агрегата, однако установить турбину на двигатель несколько сложнее и дороже по сравнению с компрессором.
Становится понятно, что механический нагнетатель является более доступным способом повышения мощности двигателя, такое решение проще установить на мотор, причем работы можно выполнить даже самостоятельно. При этом общий принцип действия нагнетателя достаточно прост.
Устройство фактически можно сравнить с навесным оборудованием (генератор, насос ГУР или компрессор кондиционера), то есть агрегат приводится от двигателя. В результате работы механического компрессора воздух сжимается и поступает в цилиндры под давлением.
Это позволяет лучше продувать (вентилировать) цилиндры от остатков отработавших газов, в значительной степени улучшается наполнение цилиндра, количество воздуха в камере сгорания повышается, что делает возможным сжечь больше топлива и увеличить мощность двигателя.
Также компрессор имеет прямую зависимость от оборотов мотора. Чем сильнее раскручен двигатель, тем больше воздуха подается в камеры сгорания и, соответственно, увеличивается мощность. При этом нет ярко выраженного эффекта турбоямы (турболаг), который встречается на моторах с турбонаддувом. Турбояма проявляется в виде провала на низких оборотах, когда энергии выхлопа еще недостаточно для раскручивания турбины и создания необходимого давления для эффективной подачи воздуха в цилиндры.
Другими словами, все работы выполняются комплексно, что в дальнейшем позволяет форсированному силовому агрегату успешно и стабильно работать без значительного сокращения его моторесурса. Теперь давайте рассмотрим некоторые особенности такой установки.
Конструктивные особенности
Сегодня существует большое количество компрессоров, отличающихся конструктивным разнообразием. Но все нагнетатели делятся на 2 разновидности:
- Турбо – используют в качестве движущей силы выхлопные газы;
- Не турбо – движущей силой является привод.
Приводной компрессор вне зависимости от конструктивных особенностей обладает неоспоримым преимуществом. Для его установки не нужно перерабатывать стандартные системы смазки и отвода выхлопных газов.
Приводной компрессор соединяется с коленвалом, что создает эффективное взаимодействие между двигателем и нагнетателем. Особенно эта связь проявляется во время набора автомобилем скорости. Тут действует правило прямой взаимосвязи, чем выше обороты, тем быстрее вращение коленвала и нагнетателя. Такая конструкция обеспечивает минимальное проявление «турбоямы», когда автомобиль с опозданием реагирует на прибавку газа. Еще один плюс – отсутствие высокой температуры, что значительно увеличивает моторесурс агрегата и позволяет обойтись без дополнительного оборудования: турботаймеров и бустконтроллеров. Этих преимуществ нет у нагнетателей типа турбо. Купить компрессор на ВАЗ – обеспечить комфортную эксплуатацию транспортного средства и улучшить его технические характеристики.
Установка механического комперссора на двигатель: тонкости и нюансы
Начнем с того, что главной задачей является подбор механического нагнетателя, который будет соответствовать ряду требований (вес, габариты, производительность, режимы работы, особенности смазки, исполнение привода и т. д.).
Для этих целей можно приобрести компрессор от какого-либо автомобиля или же заказать готовый тюнинг-комплект для форсирования двигателя. Также отмечены случаи, когда нагнетатель изготавливался самостоятельно, однако такие самодельные решения достаточно редки, особенно на территории СНГ.
Единственным минусом можно считать относительно высокую цену проверенных предложений на рынке, тогда как более доступные по цене наборы могут иметь сомнительное качество и быстро выйти из строя.
Также не следует забывать о том, что большая мощность достигается за счет сжигания большего количества топлива. Закономерно, что выделение тепла в этом случае также сильно увеличивается, а мотор потребует более интенсивного охлаждения.
Что в итоге
Сразу отметим, что установка нагнетателя воздуха вполне возможна своими руками, особенно если речь идет об использовании готового набора под конкретный двигатель. Также с учетом вышесказанного становится понятно, что хотя увеличение мощности двигателя при помощи механического компрессора вполне можно реализовать, при этом ошибочно полагать, что достаточно будет только поставить компрессор, после чего двигатель сразу станет намного мощнее.
На самом деле, для получения ярко выраженного эффекта силовой агрегат нужно дорабатывать, причем во многих случаях достаточно серьезно (производится расточка блока для увеличения рабочего объема, затем также увеличивается ход поршня путем замены коленвала, самих поршней и шатунов, меняются клапана, распредвалы и т.д.).
Единственное, если давление наддува не выше 0.5 бара, штатную систему питания на многих авто можно не модернизировать. Также двигатель в этом случае может и вовсе не нуждаться в глубоком тюнинге. Ресурс «неподготовленного» мотора, само собой, после установки механического компрессора сократится, однако если давление наддува не будет высоким, такой двигатель вполне может нормально проработать достаточно долгий срок.
Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.
Увеличение мощности атмосферного и турбированного двигателя. Глубокий или поверхностный тюнинг ДВС. Модификация впускной и выпускной системы. Прошивка ЭБУ.
Возможность установки турбокомпрессора на двигатель с карбюратором. Основные преимущества и недостатки турбонаддува на карбюраторном авто.
Особенности установки ГБО на мотор с турбонаддувом. Какое газобалонное оборудование лучше ставить на двигатели с турбиной. Советы и рекомендации.
Как увеличить мощность двигателя на «классических» моделях ВАЗ. Тюнинг двигателя увеличение рабочего объема, впуск, выпуск, ГБЦ. На что обратить внимание.
Форсирование двигателя. Плюсы и минусы доработки мотора без турбины. Главные способы форсирования: тюнинг ГБЦ, коленвал, степень сжатия, впуск и выпуск.
Доработки выпускной системы
Доработки выпускной системы состоят из нескольких мероприятий:
- Установка пламегасителя.
- Замена штатного глушителя на модель Turbo tema.
- Для приглушения рева усовершенствованного сверхмощного мотора вваривается резонатор Гельмгольц.
- Для глушителя добавить еще один кронштейн и еще одну фиксирующую подушку глушителя.
- Замена штатного ресивера ресивером 128.
- Практически все детали, которые потребуются для доработки систем и узлов автомобиля Лада Приора, входят в комплект для тюнинга двигателя.
Немного теории
Наиболее эффективно проводить подобные усовершенствования получается у того, кто имеет четкое представление о своих действиях. Для этого необходимо разбираться в теоретической части.
Итак, мощность автомобиля и расход топлива зависят от качества и степени обогащения топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры, а также от ее объема.
Разумеется, объем сжигаемой смеси можно увеличить путем увеличения камеры сгорания, а также наращивания количества цилиндров. Однако оптимальных результатов это не принесет, так как двигатель становится большим и тяжелым, сильно увеличивается расход топлива. Турбонаддув решает эту проблему.
Дело в том, что обычный двигатель при работе сам себе нагнетает воздух за счет разрежения, которое создается поршнем. В турбированном силовом агрегате эту работу выполняет турбокомпрессор. При этом воздух предварительно сжимается, что позволяет закачать больший его объем. То есть, можно сжигать больший объем горючего. В результате получается возрастание мощности двигателя по отношению к объему двигателя и потребленного горючего.
Один важный момент: воздух, как известно, при сильном сжатии нагревается. Вторично он будет нагреваться при сжатии в камере сгорания. При этом возможно возникновение детонации. А, кроме того, вследствие нагрева плотность воздуха в цилиндре будет уменьшаться, из-за чего закономерно уменьшиться эффективность всей системы. Чтобы убрать эти негативные явления, применяются интеркулеры – охладители воздуха из турбины. Они представляют собой радиатор.
Обычно турбокомпрессоры устанавливались на двигатели с электронным впрыском топлива (бензин или дизель), а механические компрессоры на карбюраторные ДВС. При этом турбина на карбюраторный мотор тоже может быть установлена, однако возникают дополнительные сложности, о которых будет рассказано немного позже.
Как уже было сказано, существует два типа компрессоров:
- Турбокомпрессор, работающий за счет использования энергии выхлопных газов. Отработанные газы попадают на крыльчатку и вращают ее, благодаря чему и происходит нагнетание воздуха;
- Компрессор с механическим приводом. Он работает от привода двигателя. При этом снижается КПД и возрастает расход топлива по сравнению с первым вариантом компрессора, так как механический нагнетатель отбирает часть мощности у ДВС.
Вся система, кроме самой турбины, включает в себя еще несколько важных узлов, о которых необходимо помнить при установке:
- регулировочный клапан, который поддерживает заданное давление;
- перепускной клапан, который обеспечивает возврат сжатого воздуха назад, во впускные патрубки компрессора, если дроссельная заслонка двигателя закрыта;
- стравливающий клапан, который сбрасывает сжатый воздух в атмосферу при закрытой дроссельной заслонке;
- воздушные патрубки;
- масляные патрубки (служат для смазывания и охлаждения турбины).
Сложности установки турбины на карбюраторный двигатель
- Сам процесс установки турбины во многом напоминает процедуру на инжекторном ДВС (установка интеркулера, турбокомпрессора, элементов управления турбиной и т.д.). Главные трудности связаны с карбюратором.
- Из-за того, что в цилиндры топливная смесь подается через жиклеры, когда устанавливается турбина на карбюраторный двигатель, приходится менять их на другие, большего диаметра, чтобы смесь не переобеднялась. А подобрать неродные жиклеры на карбюратор и обеспечить нормальную его работу во всех режимах очень непросто.
Большинство карбюраторов не предназначены для работы в паре с турбиной. Хотя, некоторые заводы выпускали в небольшом количестве карбюраторные двигатели, изначально оборудованные турбокомпрессорами.
- За счет того, что у турбодвигателей другая степень сжатия, чем у атмосферных, необходимо помнить о детонации и способах ее устранения. Как правило, проверенным способом является решение увеличить объем камеры сгорания. Это достигается путем установки дополнительных прокладок под головку блока цилиндров.
- Также придется отрегулировать работу системы так, что при разных оборотах двигателя давление воздуха из турбины тоже было соответствующим. В противном случае проявятся излишки или нехватка воздуха во впускном коллекторе по отношению к объему подаваемого топлива.
Это основные проблемы, с которыми придется столкнуться, устанавливая компрессор на карбюраторный мотор. Но кроме этого возможны дополнительные трудности, которые будут зависеть от модели авто, а также от режимов его эксплуатации.
Из самых главных преимуществ такой установки стоит выделить следующие:
- Уменьшение расхода топлива при грамотной эксплуатации ТС при повседневной езде. Речь идет о возможности поднять крутящий момент, что, в свою очередь, существенно снизит частоту переключения передач на пониженные в условиях городских загруженных дорог в плотном потоке. Опять-таки, это приведет к снижению расхода топлива.
- Снижение шума во время работы двигателя, так как нет необходимости крутить агрегат до высоких оборотов. Также при комплексном тюнинге имеется возможность дополнительно и весьма значительно улучшить отдачу от мотора;
Как установить компрессор на атмосферный двигатель? Пошаговое руководство
А вы знали, что установка компрессора на атмосферный двигатель нужна для повышения его мощности? Выбирая автомобиль, многие покупатели даже не задумываются над тем, какой тип двигателя установлен в облюбованной ими модели машины. А зря, поскольку это является одним из важнейших факторов, которые необходимо знать каждому автомобилисту.
В атмосферных моторах процесс подачи топлива осуществляется через инжектор или карбюратор, и используется определенный объем воздуха для приготовления топливной смеси, которая способна привести подвижные части мотора в рабочее состояние и заставить их вращаться.
У атмосферных двигателей есть несколько преимуществ перед их турбированными собратьями. Срок эксплуатации может исчисляться многими сотнями тысяч километров пробега, причем эта цифра может достигать полумиллионного показателя без необходимости ремонтировать движок. Конструктивно атмосферные двигатели настолько просты, что могут работать даже с горюче-смазочными материалами довольно низкого качества.
Ну, и, конечно же, нельзя не упомянуть о том, что если возникнет необходимость такого двигателя в ремонте, то расходы будут на порядок меньше, чем при варианте двигателя с турбонаддувом.
Выводы
Как видно, карбюраторный двигатель с турбиной имеет право на существование и может даже оказаться более выгодным по сравнению с обычным атмосферным, хотя такое переоборудование доставит хлопот и потребует серьезных переделок и денежных затрат. По понятным причинам на практике турбированные карбюраторные ДВС встречается очень редко, тем более на гражданских авто.
Также перед установкой компрессора стоит предварительно определиться с тем, в каких режимах планируется эксплуатация автомобиля: скоростная езда по трассе или обычные повседневные поездки по городу.
Еще важно подобрать и правильно настроить турбину в соответствии с рабочим объемом самого силового агрегата. Как правило, процесс настройки является не менее трудоемким, чем монтаж.
Что касается ресурса двигателя, в большинстве случаев установка наддува на атмосферный агрегат так или иначе уменьшает срок службы мотора и КПП, особенно если двигатель и трансмиссия не были для этого специально подготовлены и доработаны.
Что понадобится для установки?
Для удобства монтажа необходимо будет приобрести готовый комплект, включающий в себя сам компрессор и все нужные для установки, комплектующие, благодаря которым можно будет настроить и отрегулировать работу двигателя. Можно присмотреть данный комплект от иномарок, которые могут быть адаптированы под многие типы двигателей.
Однако установка компрессора на атмосферный двигатель иностранного производства может потребовать серьезного вмешательства в плане доработок. Тут уже не обойтись без необходимой прошивки мотора, установки интеркуллера для обеспечения нужного уровня давления, пайпинга, модернизации топливной системы, а также определенных настроек, подходящих строго для определенного типа моторов.
Поэтому такую достаточно сложную работу целесообразней будет доверить специалистам автоцентров, которые не только помогут определиться с выбором комплекта нагнетателя, идеально подходящего Вашему автомобилю, но и смогут качественно выполнить монтажно-регулировочные работы.
плюсы и минусы — Auto-Self.ru
После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.
При этом такие силовые агрегаты с увеличенным рабочим объемом большие по размерам и весу, их дорого производить, не всегда удается разместить такой мотор в подкапотном пространстве компактного легкового спортивного авто и т. д. Еще одним способом увеличения мощности двигателя является постройка такого агрегата, который будет «выдавать» необходимую мощность и крутящий момент без увеличения объема камеры сгорания.
Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.
Содержание
- Компрессор на атмосферный двигатель
- Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя
- Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы
- Виды механических компрессоров
- Преимущества и недостатки компрессора на двигатель
Компрессор на атмосферный двигатель
Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.
С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.
Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя
Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.
Казалось бы, чтобы увеличить мощность мотора, нужно подать больше топлива, однако на самом деле это не так. Если просто, избыток топлива приведет к тому, что без соответствующего количества воздуха горючее не будет эффективно сгорать. Получается, чтобы сжечь больше топлива, нужно одновременно подать большее количество воздуха.
Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.
Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы
Как уже было сказано выше, механические компрессоры приводятся в действие от коленчатого вала. Чаще всего для этого используется приводной ремень. Что касается компрессора, в его основе лежит ротор, который создает давление воздуха.
При этом компрессор должен вращаться быстрее коленвала ДВС. Для этого ведущая шестерня изготавливается большей по размеру, чем шестерни компрессора. Компрессор вращается с частотой около 50 тыс. об/мин., поднимая давление PSI с 6 до 9 до дюймов на квадратный дюйм. С учетом того, что атмосферное давление составляет около 14.7 фунтов на квадратный дюйм, компрессор увеличивает подачу воздуха фактически в половину.
Добавим, что воздух, нагнетаемый под давлением, сильно сжимается и нагревается, теряя свою плотность. Простыми словами, чем меньше плотность, тем меньшее количество воздуха получится подать в цилиндры. Чтобы увеличить количество воздуха, его дополнительно следует охладить перед подачей во впуск.
За охлаждение отвечает интеркулер, который бывает воздушным и жидкостным. Интеркулеры представляют собой радиатор, куда попадает горячий сжатый воздух после выхода из компрессора для охлаждения.
Виды механических компрессоров
Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:
- роторный компрессор,
- двухвинтовой нагнетатель;
- центробежный компрессор;
Основные отличия заключаются в том, как реализована подача воздуха. Компрессор роторный и двухвинтовой имеют в своем устройстве разные типы кулачковых валов. Центробежный нагнетатель оборудован крыльчаткой, которая затягивает воздух вовнутрь. Также отметим, что в зависимости от размеров и типа нагнетателя напрямую зависит его эффективность.
- Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
- Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.
Эффективность такого решения выше, однако стоимость нагнетателя боле высокая, конструкция сложнее и менее ремонтопригодна. Также двухвинтовой компрессор шумный, необходимо глушить характерный свист выходящего под давлением воздуха при помощи дополнительных решений.
- Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.
Чтобы поднять давление, воздух проходит через диффузор. Указанный диффузор представляет собой лопатки, расположенные вокруг крыльчатки. В результате поток воздуха после прохождения через диффузор начинает двигаться с малой скоростью, но уже под высоким давлением. Такой компрессор самый эффективный, легкий и небольшой по размерам. Их можно установить перед мотором, а не на двигателе сверху.
Преимущества и недостатки компрессора на двигатель
Итак, начнем с очевидных плюсов. Прежде всего, это увеличение мощности двигателя. Также следует выделить относительную простоту и дешевизну монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува. Еще следует выделить отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.
При этом компрессоры в зависимости от типа могут демонстрировать разную эффективность. Одни дают ощутимый прирост мощности на «низах» (коленвал вращается с небольшой частотой), тогда как другие увеличивают мощность на средних и высоких оборотах. Как правило, роторный компрессор и двухвинтовой рассчитан на низкие обороты, центробежные компрессоры хорошо работают на высоких.
Еще наличие компрессора в рамках дальнейшей эксплуатации не предполагает каких-либо дополнительных требований и сложностей. Компрессорный двигатель можно сразу глушить (на моторах с турбонаддувом нужно выждать время для остывания турбины), снижены требования к качеству моторного масла и т.д.
- Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является фактическим увеличением мощности на 25-30%.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен турбонаддув. Из этой статьи вы узнаете об устройстве турбины и принципах работы данного решения, а также какую мощность обеспечивает турбина на двигателе.
Также установка компрессора означает, что двигатель начинает испытывать более высокие нагрузки. Такой мотор должен быть изготовлен с использованием рассчитанных на такие увеличенные нагрузки частей, что позволяет реализовать необходимый запас прочности.
В результате изготовление такого ДВС получается более затратным, автомобиль с компрессором стоит изначально дороже атмосферных версий. Еще нужно учитывать, что компрессор также нуждается в обслуживании, что увеличивает общие расходы на содержание ТС.
Поделитесь с друзьями в соц. сетях:
всё о компрессорах и турбинах
Человек – существо неугомонное. После того, как появился первый автомобиль, желание ездить быстрей и быстрей не дает покоя ни конструкторам, ни автогонщикам, ни почтенным отцам многодетных семейств. Еще чуть больше скорости, чуть выше мощность, быстрей разгон – так по крупицам изобретались, тестировались и внедрялись в жизнь различные улучшения двигателей.
Как увеличить мощность двигателя? Чтобы получить больше силы на выходе, нужно дать больше энергии на входе, а значит, сжечь в двигателе больше топлива. Поскольку законы физики обойти еще никому не удалось, самым простым способом будет увеличение объема двигателя. Чем больше топлива сгорает в цилиндре, тем больше энергии высвобождается. Но этот путь вскоре завел в тупик: увеличивать объем нужно вместе с весом самого двигателя, и с определенного момента такой прирост теряет смысл: мотор становится настолько тяжелым и сложным, что вместо повышения эффективности системы ее показатели, наоборот, снижаются. Но до этого человеческий гений породил таких монстров, как 16-цилиндровые двигатели, разработанные для гоночных автомобилей.
BRM V16: 16-цилиндровый двигатель с компрессором,
угол между цилиндрами 135 градусов, объем 1,5 л,
мощность 475 л.с. при 11500 об/мин
(пиковая мощность 500-600 л.с.),
занявший 5-е место на Гран-при в Британии в 1951 г.
Если увеличивать объем двигателя можно только до определенного предела, то второй вариант – просто подать больше топлива в цилиндр. Но тут появляется другая проблема: одновременно необходимо подать и больше воздуха, чтобы сохранить оптимальное (стехиометрическое) соотношение – 14 объемных частей воздуха на 1 часть топлива, необходимое для полного сгорания. Конструкторы пришли к выводу, что при неизменном объеме цилиндра больше воздуха к топливу можно подать только с помощью искусственного наддува. Так появилась идея компрессоров и турбин, позволяющих увеличить мощность двигателя без изменения его кубатуры. Как правило, компрессорами называют устройства, работающие от коленвала двигателя, а турбинами – приводимые в движение потоком выхлопных газов. Но в обоих случаях назначение их одинаково: подача дополнительного воздуха в камеру сгорания для увеличения мощности двигателя.
Приводные компрессоры
Роторный компрессор, Roots, Рутс
Первый вариант конструкции, который и сейчас можно встретить на некоторых автомобилях. Два встречно вращающихся ротора (двух- трех- или четырехлопастных) подают воздух во впускной коллектор, нагнетая в нем давление, а из коллектора воздух под напором поступает в цилиндры двигателя.
Винтовой компрессор, Lysholm, Лисхольм
Принцип действия несколько отличается от роторного: в корпусе расположены два встречно вращающихся винта сложной формы, которые захватывают воздух в канавки и транспортируют его к выпуску с одновременным сжатием. Производительность винтового компрессора намного выше, чем роторного, и он не создает турбулентности воздушного потока на высоких оборотах.
Такая конструкция требует высокой точности изготовления и качественных материалов, поэтому всегда стоила намного выше, чем роторная. Можно сказать, что винтовой компрессор относится к устройствам класса «люкс».
И роторный, и винтовой компрессоры работают без присутствия масла (за исключением подшипников валов). Корпус и сами вращающиеся детали разделены между собой микрозазорами, и по этой же причине не нуждаются в остаточном охлаждении после остановки двигателя.
Синхронизация вращения валов выполнена с помощью шестеренчатой передачи от ведущего вала (соединенного ременным шкивом с коленвалом двигателя) к ведомому, позволяющей добиться высокой точности работы компрессора, без трения и перегрева.
Центробежный компрессор
В его конструкции используется только один вал, на котором закреплена крыльчатка. При вращении крыльчатка захватывает воздух из центра и отбрасывает его по периметру, откуда он поступает в напорный патрубок. Такая конструкция позволяет сделать компрессор негабаритным, легким, при этом не теряя в производительности.
Все приводные нагнетатели (компрессоры) объединены общими достоинствами: простота монтажа, эффективность при различной скорости оборотов, отсутствие перегрева и турболага (турбоямы) – типичной проблемы турбин.
А основной общий недостаток – привод от двигателя, в результате чего немного теряется мощность и увеличивается нагрузка на него. Но, несмотря на это, установка компрессора себя оправдывает: в среднем нагнетатель дает прирост 46% к мощности двигателя.
Турбонагнетатель (турбокомпрессор, турбина)
Несмотря на разнообразие конструкций приводных компрессоров, признание автолюбителей завоевали турбины – нагнетатели с турбо-приводом.
Турбина приводится в действие не от коленвала, а от потока выхлопных газов. Такая конструкция полностью устраняет нагрузку на двигатель и не требует дополнительных мощностей для работы.
Выхлопные газы, проходя в полость турбины, приводят в движение ротор, закрепленный на одном валу с крыльчаткой. А крыльчатка, в свою очередь, во время вращения накачивает воздух в систему впуска по тому же принципу, что и центробежный компрессор.
Особенностью турбины является зависимость скорости вращения не от оборотов двигателя напрямую, а от силы потока отработанных газов. С этим связано явление турбоямы или турболага – задержки реакции турбины (а следовательно, и набора мощности двигателем) при нажатии на педаль акселератора. Внешне это выглядит как секундная «задумчивость» мотора, которая затем сменяется резким скачком мощности. Конструкторы борются с турболагом различными методами, от чип-тюнинга (изменение параметров работы двигателя) до установки электромотора или баллона со сжатым воздухом для мгновенной подачи его в двигатель, пока турбина не раскрутится.
Монтаж турбины, в отличие от компрессора, связан с определенными сложностями. В связи с высокой нагрузкой (скорость вращения может достигать 300 тысяч оборотов в минуту в отличие от компрессоров, скорость которых максимум 20 тысяч оборотов в минуту) турбина требует постоянной смазки, так что ее включают в масляную магистраль и подводят моторное масло под давлением. С этим связана необходимость устанавливать турбины только в специализированном автосервисе.
Турбина с изменяемой геометрией, VNT
Одной из проблем турбокомпрессоров является слишком высокая скорость вращения на больших оборотах двигателя и недостаточная продуктивность на малых оборотах. Чтобы улучшить характеристики устройства, вокруг основного ротора устанавливаются дополнительные лопасти, изменяющие свое положение в ответ на команду регулирующего устройства. Поворот, увеличивающий площадь ротора, помогает сохранить высокие обороты при низком давлении выхлопных газов, а уменьшение площади ротора помогает турбине не превышать предельных оборотов, когда мотор работает на полной мощности. Это называют VNT (Variable Nozzle Turbine) или VGT-турбиной (Variable Geometry Turbocharger).
Турбина с изменяемой геометрией.
1. Ускорение вращения за счет «эффекта сопла»: на сужающемся участке напор воздушного потока возрастает.
2. Замедление вращения благодаря повороту лопастей, расширяющих канал для воздушного потока.
Существуют и другие модификации таких турбин: с выдвижными лопастями, с другим способом их крепления и т.д., но принцип действия от этого не меняется.
Управление такой турбиной осуществляется от вакуумного регулятора, электромотора или благодаря инерционному повороту самих лопастей.
Комбинированные системы
В разное время автоконструкторы экспериментировали с различными способами улучшения характеристик двигателя. Так появилась система двойного турбонаддува Twin Turbo или комбинированная система. Эти инженерные изыскания были направлены на устранение характерных недостатков разных видов компрессоров.
Двойной турбонаддув
По сути, это две турбины, установленные на двигатель по параллельной, последовательной или ступенчатой схеме. Изначально такая система предназначалась для устранения турболага, но она также помогает повысить мощность, оптимизировать режим работы двигателя и даже снизить расход топлива.
Параллельная система
Состоит из двух турбин с одинаковыми характеристиками, подключенных параллельно друг другу. Может устанавливаться на мощные V-образные двигатели, по одной турбине на каждый ряд цилиндров. Каждая из турбин подключается к отдельному ответвлению выпускного коллектора. Преимущество этой системы в том, что можно установить маленькие турбины, которые намного легче набирают скорость вращения, и таким образом уменьшить эффект турболага.
Последовательная система
Вверху: работа одной турбины на малых оборотах двигателя.
Внизу: Работа двух турбин для максимальной мощности.
Состоит из двух турбин, одна из которых работает постоянно, а вторая включается по необходимости (поток отработанных газов направляется на вторую турбину при открытии клапана на выпускном коллекторе). Воздух от обеих турбин поступает в общий впускной коллектор двигателя.
Двухступенчатая система
1. Две турбины работают последовательно (низкие обороты).
2. Турбины работают параллельно (средние обороты).
3. Работает только большая турбина (высокие обороты).
Достаточно сложная, но эффективная система, состоящая из двух последовательно подключенных турбин разного размера, соединенных перепускными патрубками и клапанами. На малых оборотах двигателя работает только меньшая турбина, поскольку она легче и имеет меньшую инерцию. При включении средних оборотов подключается большая, и обе турбины работают последовательно: большая подает поток воздуха на малую, от которой он поступает во впускной коллектор. При этом скорость большой турбины постепенно увеличивается, и на максимальных оборотах малая турбина отключается, чтобы не задерживать поток воздуха к мотору. Вся система регулируется датчиками и электромагнитными клапанами, открывающими или закрывающими отдельные участки системы выхлопа. С точки зрения производительности двигателя, двухступенчатая система дает максимальный эффект.
Комбинированный наддув, TSI
Попытки преодолеть эффект турбоямы привели к созданию концерном Volkswagen системы комбинированного наддува TSI (Turbo Stratified Injection), в которой сочетается приводной нагнетатель и турбина. Система подключена ступенчато: на низких оборотах двигателя работает только компрессор, дающий в таком режиме максимальный эффект. На средних оборотах компрессор и турбина работают вместе, а на максимальных оборотах компрессор отключается, и работает одна турбина. Такой способ наддува полностью устраняет эффект турбоямы, но оказался слишком дорогостоящим как в производстве, так и в обслуживании, и с 2011 года двигатели с комбинированным наддувом уже не производят.
Технические характеристики: что важно знать о турбине?
Один из важнейших технических показателей турбины это степень компрессии: способность повышать давление во впускном коллекторе и соответственно в цилиндрах двигателя. Знать этот параметр необходимо тем, кто хочет тюнинговать свой автомобиль и проводит расчеты для турбины.
Степень компрессии имеет две крайности: чем она выше, тем больше мощности можно получить от мотора (больше сжимается топливно-воздушная смесь в цилиндре и сильней отдача от ее сгорания). Но при превышении максимально допустимой силы сжатия появляется эффект детонации: смесь сгорает не тогда, когда нужно, а тогда, когда ее сжатие приводит к самовозгаранию. По этой причине на турбированных двигателях используют высокооктановый бензин.
То есть, максимальная компрессия показывает максимально возможное количество топлива (и соответственно воздуха), которое можно подать в цилиндр без вреда для двигателя.
Второй показатель турбины – рабочий диапазон вращения ротора. Это показатель скорости вращения от минимально полезной до максимально безопасной для устройства, превышение которой ведет к перегреву и преждевременному износу.
Также нелишним будет учесть показатели термоустойчивости турбины. Обычно производители указывают максимальную температуру отработанных газов на входе в турбину и максимальную температуру масла на входе. Чем мощней двигатель, тем выше будут эти температуры и тем тщательней нужно выбирать компрессор.
Поскольку турбина подключается к масляной магистрали, производители указывают оптимальные и минимальные показатели давления масла на входе.
Производительность компрессора определяется объемом воздуха, пропускаемым за один оборот ротора. Чем больше турбина, тем выше этот показатель, но и выше инерционность, так что в большинстве случаев специалисты рекомендуют выбирать компрессоры средней производительности.
Сколько служит турбина и отчего выходит из строя
Многие автомобилисты называют турбину расходным материалом: срок службы ее не слишком радует любителей уличных гонок. При идеальных условиях (передвижение по городу, регулярное ТО) турбина прослужит примерно 150 тыс. км. Но ведь турбины ставят не затем, чтобы чинно ездить 50 км/ч, так что при экстремальном использовании ресурс можно смело делить на 2, и то при грамотном обслуживании своей машины.
Безжалостная статистика утверждает: только 5% турбин выходят из строя, «померев своей смертью», то есть выработав заложенный в них ресурс полностью. В абсолютном большинстве случаев поломки случаются по причине недосмотра или небрежности хозяина автомобиля.
Два самых страшных врага турбины – посторонние предметы и масляное голодание (и вообще проблемы с маслом).
Учитывая огромную скорость вращения, даже безобидная на первый взгляд пыль может за короткое время сточить лопасти, забиться в подшипники и вывести турбину из строя. Поэтому турбированные двигатели намного чувствительней к качеству воздушного фильтра, чем обычные атмосферные. Добавить сюда дополнительную нагрузку на фильтр (воздух проходит через него с достаточно сильным напором) и становится понятно, почему многие, тюнингуя свой автомобиль, ставят фильтры нулевого сопротивления.
Но, каким бы качественным ни был фильтр, он может пострадать от попавшей в воздухозаборник влаги и испортиться (бумага после высыхания уже не выполняет свои функции). После поездки под хорошим сильным дождем лучше осмотреть фильтр сразу, и в случае необходимости заменить. Дешевле выйдет.
Повреждение турбины посторонними предметами
Посторонние предметы могут попасть не только на крыльчатку турбины, но и на ротор. Чаще всего это частицы кокса из выпускного коллектора, а иногда и детали двигателя (обломки клапанов, свечей зажигания и т.д.) Если мотор посыпался, турбина умирает практически сразу.
Проблемы со смазкой турбины встречаются даже чаще, чем поломки из-за посторонних предметов. Одна из самых распространенных причин проблемы – использование нерегламентированного масла (большей вязкости, другого качества и т.д.) В турбированных двигателях требования к маслу на порядок жестче, чем в атмосферных! От «неправильного» масла турбина выходит из строя раньше, чем двигатель.
Тут же нужно напомнить об интервале замены масла и масляного фильтра. Со временем в масле, и особенно в фильтре, накапливаются продукты сгорания, твердые частицы разного размера. Фильтр забивается и не пропускает достаточное количество масла, после чего в нем срабатывает перепускной клапан и масло проходит напрямую, без очистки. Если двигатель еще немного поработает в таком режиме, то турбина выйдет из строя сразу: твердые частицы сработают как абразив, а более мелкие забьют каналы для подачи масла к подшипникам турбины. При разборке компрессоров, пострадавших от масляного голодания, на металле часто можно видеть не только истертости, но и цвета побежалости – свидетельство критического перегрева.
Вал турбины со следами перегрева
Одним словом, система с наддувом намного чувствительней к работе всех смежных узлов, чем простая атмосферная. Это относится не только к зажиганию, подаче топлива и т.д., но и к состоянию катализатора и сажевого фильтра. Неисправный катализатор приводит к образованию сажи и кокса в выпускной системе, повышению нагрузки на турбину, а от нештатных нагрузок она выходит из строя.
Трещина в корпусе
Покупать ли автомобиль с турбодвигателем?
Несмотря на преимущества турбированных моторов, производители продолжают выпускать атмосферные двигатели, а покупатели зачастую выбирают именно их. Мотор без наддува привлекает большей надежностью, меньшими требованиями, меньшими затратами на обслуживание и ремонт. Так что для спокойной «семейной» езды подойдет и хороший «атмосферник», который, кстати, может быть намного эффективней, чем двигатель с неправильно подобранной или криво установленной турбиной.
Но ведь машина может больше! Установка компрессора позволяет раскрыться потенциалу двигателя, к тому же, как уже говорилось выше, турбонаддув помогает экономить топливо за счет оптимизации процесса работы. Так что любители быстрой езды выбирают турбо.
Нет однозначного ответа, что выбрать: атмосферный двигатель, приводной компрессор или турбину. Все они имеют свои плюсы и минусы, и нужно определиться, что подойдет именно под ваши нужды и желания.
краткая характеристика, функционал, специфические особенности работы, установка и подключение компрессора
Всем известно, что мощность атмосферных двигателей внутреннего сгорания сильно зависит от рабочего объема. Также мощность ограничена физическим размером двигателя. Если говорить простыми словами, то атмосферные моторы затягивают воздух с улицы посредством разрежения, возникающего в результате движения поршней в цилиндрах. При этом от количества воздуха зависит и количество топлива, которое в дальнейшем сгорит. Чтобы повысить мощность атмосферных двигателей, необходимо увеличивать рабочий объем, но можно также поступить проще – установить компрессор для двигателя.
Так, мощность вырастет за счет подачи в камеры сгорания воздуха под определенным давлением. Объем цилиндра и число камер сгорания можно не увеличивать. Воздух будет нагнетаться внутрь двигателя в принудительном порядке, что автоматически увеличит количество горючего в топливной смеси. Такой заряд сгорит с максимальной отдачей. Это не что иное, как наддув.
Для технической реализации наддува используют системы турбонаддува и механические компрессоры для двигателя. Каждое решение имеет свои недостатки и преимущества. При этом нагнетатель механического типа можно установить даже своими руками на любой атмосферный двигатель автомобиля.
История наддува
Впервые идея принудительной подачи в двигатель большего количества воздуха посредством энергии вращения появилась в светлой голове Готтлиба Даймлера в 1885 году. Затем в 1905 году Альфред Бюхи, австриец, запатентовал аналогичное решение, работающее на мощности выхлопных газов. Однако, прежде чем это смогли реализовать, прошло немного времени. Первая машина, оснащенная механическим компрессором для двигателя, появилась лишь в 1921 году.
Тогда необходимо было решить проблему потери мощности при наборе высоты. Этой первой машиной оказался «Мерседес-Бенц». Конкретную модель история умалчивает. Затем технология наддува нашла применение в грузовых автомобилях и в грузоперевозках в целом. Дополнительная мощность была очень кстати на дизельных силовых агрегатах судов и поездов. Легковой автомобиль, на который впервые был установлен принудительный нагнетатель, – Oldsmobile Jetfire с V8 на 215 лошадиных сил.
Виды наддува
К наддувам, а под этим стоит понимать только механические схемы, относят компрессор с механическим приводом и турбокомпрессор. Приводные нагнетатели чаще всего устанавливаются вдоль блока цилиндров на рядных двигателях. На V-образных блоках компресс можно обнаружить в развале между половинками мотора. Такой компрессор для двигателя приводится в действие посредством приводного ремня, а крутящий момент отбирается от коленчатого вала. Воздух прессует двумя винтовыми роторами или же крыльчаткой. Устройство популярных моделей компрессоров мы рассмотрим позже.
Что касается турбины, то она приводится в действие за счет выхлопных газов, которые вылетают из камер сгорания под высоким давлением. Эти газы и заставляют вращаться крыльчатку турбины. Чаще всего турбокомпрессор установлен за выпускным коллектором. В некоторых моделях группы VAG («Фольксваген», «Ауди» и «Шкода») турбина является часть компрессора.
Отдельно стоят и электрические компрессоры на атмосферный двигатель. Их преимущество в том, что нет отбора мощности от двигателя и при работе отсутствует турбояма, характерная для турбокомпрессоров, так как он приводится в действие от электрического двигателя. Но эта схема пока провоцирует массу вопросов.
Также имеются и безагрегатные системы наддува. Это повышение давления на впускном тракте за счет скорости движения воздуха и особой формы и размеров воздушных патрубков. Избыточное давление – это дополнительная мера повышения мощности для атмосферных моторов. Такая схема реализована в автомобиле «Панамера GTX» от «Порше».
В этой группе можно выделить такие решения, как компрессор Рутса, Линсхольма, а также центробежный компрессор. Рассмотрим их устройство и особенности.
Все виды приводных нагнетателей объединяют общие преимущества. Это простота: установить компрессор на двигатель смогут даже люди, далекие от тюнинга. Также приводные конструкции эффективны на различных оборотах коленчатого вала. В них нет турбоямы, которая является особенностью турбин.
Недостатком считается то, что крутящий момент отбирается от двигателя. Мотор теряет мощность, на него повышается нагрузка. Однако после монтажа можно ощутить прирост мощности до 46 процентов.
Роторный компрессор Roots
Сейчас на авто можно встретить это решение. Например, такой компрессор двигателя на «Мерседес» в 230-м кузове. Он практически не менялся со времен изобретения. Два ротора, вращающихся навстречу друг другу с двумя, тремя или четырьмя лопастями подают воздух непосредственно во впускной коллектор двигателя, создавая в нем давление. Из коллектора воздух подается уже в камеры сгорания.
Винтовые компрессоры
Эти устройства работают немного на другом принципе. Так, в одном корпусе располагаются два винта, имеющих сложную форму.
Они также вращаются навстречу друг другу. Винты за счет особенностей захватывают воздух и доставляют его к выпуску, одновременно сжимая. Мощность и производительность этих моделей значительно выше, чем характеристики роторных решений. Компрессор не создает турбулентности воздушных потоков на высоких оборотах двигателя.
Особенности
И первый, и второй варианты функционируют без дополнительных смазочных материалов. Смазаны только подшипники на валах. Корпус, вращающиеся элементы разделяются между собой небольшими зазорами. Поэтому нет нужды и в охлаждении компрессора после того, как двигатель остановится.
Вращение валов синхронизируется при помощи шестеренчатой передачи от ведущего вала. Он соединен ремнем с коленчатым валом. Далее крутящий момент передается на ведомый. Так добиваются высокой точности работы без сильного трения и перегревов.
Устройство центробежного компрессора
В конструкции имеются лишь один-единственный вал. На нем надежно установлена крыльчатка. Когда она вращается, то захватывается поток воздуха из центра и отбрасывается по периметру. Далее воздушный поток поступает в специальный напорный патрубок. Это позволяет сделать компрессор с минимальными размерами, небольшим весом и высокой производительностью.
Турбокомпрессор
Конструкция такого нагнетателя также предельно простая. На одном валу установлены крыльчатки. Каждая из этих двух крыльчаток вращается в своем отдельном корпусе. Одна из них вращается за счет потока выхлопных газов. Вторая, связанная с первой, вращается и сдавливает воздух во впускной тракт. Чем выше обороты коленчатого вала, тем выше мощность компрессора.
Особенность в том, что здесь имеется зависимость оборотов турбины не от частоты вращения коленчатого вала, а от силы потока выхлопных газов. Здесь есть связь с так называемой турбоямой – это задержка реакции срабатывания турбины при нажатии на педаль газа. Внешне – это секундная задумчивость двигателя, которая затем сразу же сменяется резким подхватом. Инженеры всеми силами борются с этой проблемой самым разными методами – так, например, устанавливают электрический двигатель для воздушного компрессора, баллон со сжатым воздухом.
Процесс установки связан с определенными трудностями. Так как нагрузка достаточно высокая, а количество оборотов турбины может достигать 300 тысяч оборотов, то турбине нужна постоянная смазка. Ее подсоединяют к масляной магистрали и подводят под давлением смазку. Поэтому поставить компрессор на двигатель такого плана можно только при помощи специалистов. Проведенный самостоятельный монтаж ни к чему хорошему не приведет.
Двойной наддув
Это не что иное, как две турбины, соединенные параллельно, последовательно или ступенчато.
Вначале решение предназначалось для того, чтобы устранить турбояму, но также мощность двигателя компрессора здесь выше, а значит, выше и мощность двигателя. Кроме того, удалось оптимизировать режимы работы мотора и снизить расход горючего.
Наддув с параллельными турбинами
Система состоит из двух турбин, имеющих одинаковые характеристики. Они подключены друг к другу параллельно. Таким наддувом можно комплектовать мощные V-образные силовые агрегаты. Каждый турбокомпрессор соединяется с отдельным ответвлением выпускного коллектора. Плюсы здесь в том, что можно ставить небольшие турбины. Они легче раскручиваются, за счет чего и уменьшается турбояма.
Последовательное соединение
Здесь также работает две турбины. Одна из них задействована постоянно. Вторая запускается по мере необходимости. Воздух из двух турбин подается к одному впускному коллектору.
Двухступенчатый наддув
Это сложное, однако интересное и эффективное решение. Здесь работают две турбины, соединенных последовательно. Они имеют разные размеры, соединены между собой патрубками, а также перепускными клапанами. На небольших оборотах задействована меньшая турбина. Она легче, и инерция ее меньше. На средних оборотах двигателя срабатывает большая турбина. Обе всегда работают последовательно. Но это еще не все нюансы. На максимальных оборотах коленчатого вала ДВС большая турбина отключается.
Регулировка системы осуществляется посредством датчиков и электромагнитных клапанов, которые открывают или закрывают определенные участки выпускного тракта.
Установка
Зачастую приобретают уже готовые установочные комплекты, которые включают в себя все необходимое, но их стоимость достаточно высокая. Также можно купить комплект от иномарок, адаптированный под разные модели двигателей. Еще один вариант – китайские комплекты. Здесь при монтаже нужны лишь минимальные доработки. Работа потребует знаний и навыков. Нужно, как минимум, уметь отличать турбину от двигателя компрессора кондиционера.
Установка турбины на атмосферный двигатель, можно ли поставить компрессор на атмосферный двигатель
Установка турбины на атмосферный двигатель
Мотор – это главный механизм в любом транспортном средстве. Все двигатели условно разделяются на 2 группы: турбированные и атмосферные. Атмосферные ДВС бывают газовыми, дизельными и бензиновыми, в зависимости от конструкционных особенностей и типа топлива, которое необходимо для их функционирования. У каждого начинающего автовладельца рано или поздно возникает вопрос: «Можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель?». Ответ на этот вопрос можно дать только один – положительный. В этой статье мы расскажем вам, как обычный атмосферный мотор можно сделать турбированным.
Зачем устанавливать турбину
Чтобы разобраться в этом, сначала необходимо обратить внимание на принцип работы атмосферного мотора. Он функционирует таким образом: воздух попадает в него естественным путем, затем смешивается с топливом, переходит в цилиндр и воспламеняется от искры, в результате выделяется энергия, которая приводит в движение автомобиль. Установка турбины делает двигатель более мощным и износостойким, увеличивает крутящий момент и снижает уровень вредности выхлопных газов.
Благодаря турбине топливная смесь становится более насыщенной воздухом, интенсивнее горит. Мощность двигателя увеличивается на 10%, а то и более. Кроме того, он экономичнее расходует топливо.
Работает эта деталь так: в ее корпус попадают выхлопные газы, которые вращают крыльчатку. На одном валу располагается рабочее колесо компрессора. На вход устройства поступает отработавший в двигателе атмосферный воздух, а на выходе получается «надувочный». Поэтому эта процедура известна под названием «турбонаддув». Таким образом, КПД двигателя объемом 1.4 литра, оснащенного системой турбонаддува, вполне сравним с мощностью агрегатов с полезным объемом 1.8 литра. При этом, разумеется, что менее объемный двигатель расходует значительно меньше топлива. Особой популярностью данная технология пользуется у производителей японских и немецких автомобилей. Тем не менее, нередко турбину устанавливают и в постсоветских странах, даже на старые машины.
Элементы, необходимые для установки
Чтобы установить турбину на атмосферный двигатель, вам понадобится подготовить следующие детали:
- Саму турбину.
- Электронику, которая будет обеспечивать контроль подачи топлива.
- Выпускной коллектор.
- Высокопроизводительные форсунки.
- Интеркуллер для охлаждения воздуха.
- Трубу, соединяющую турбину с глушителем (даун-пайп).
- Магистраль подачи воздуха, выполненная из нержавейки и алюминиевых трубок.
- Трубки, обеспечивающие подачу масла и охлаждающей жидкости.
- Силиконовые патрубки, предназначенные для соединения трубок.
Учтите, что вместо обыкновенного коллектора вам понадобится турбоколлектор. Через него выхлопные газы будут выходить, а затем перенаправляться в турбину. Коллектор должен обладать толстыми стенками и большим запасом прочности. Поэтому лучше заказывать его изготовление в автомастерской, а не покупать дешевые готовые детали в Интернет-магазине. Профессиональный сварщик выполнит деталь так, что на ней не будет трещин, а окалина не попадет внутрь турбины.
Чтобы не допускать перегрева турбины, дополнительно устанавливают охлаждающую систему. В даун-пайп встраивается кислородный датчик. Крыльчатка турбины выполняет очень высокие обороты. Чтобы исключить риск ее преждевременного выхода из строя, к ней подводят масло, которое будет подаваться из двигателя. Лишнее давление будет сбрасываться при помощи клапана, который называется блоу-офф.
Как устанавливается турбина
Вы и сами можете переделать мотор, если умеете выполнять следующие операции:
- увеличение объемов цилиндров;
- замена клапана и кулачкового вала;
- снижение сопротивления ГРС;
- установка улучшенных воздухофильтров;
- использование патрубков и увеличение насосной мощности.
В результате мощность силового агрегата увеличится минимум на 30%. Однако вряд ли вы сумеете провести чип-тюнинг, то есть прошивку мотора при помощи специальных компьютерных программ. Это позволяет повысить мощность устройства приблизительно на 15%. Стоит отметить, что стоит это довольно дорого. У экспертов нет однозначного мнения по поводу степени полезности этой процедуры. Одни из них утверждают, что после нее двигатель изнашивается быстрее, а другие убеждены, что перепрошивка наоборот расширяет эксплуатационный ресурс деталей.
После операций по повышению мощности ДВС можно столкнуться с тем, что агрегат начал перегреваться, особенно при жаркой погоде. Чтобы избежать этого, нужно будет установить интеркулер. Это устройство охлаждает надувочный воздух. Стоит отметить, что его можно установить и обычный атмосферный двигатель. Интеркулер сделает так, что в поступающем холодном воздухе будет содержаться больше кислорода. Это обеспечит лучшее сгорание топлива, за счет чего возрастет и КПД двигателя. Поскольку данное устройство является достаточно компактным, его можно устанавливать практически куда угодно.
Большинство автовладельцев отмечает приятные изменения в первые же минуты вождения машины, в которую был вмонтирован интеркулер. Температура воздуха снижается на 15%, что увеличивает мощность ДВС в среднем на 4%. При этом сокращается расход топлива. В отдельных случаях при помощи данного механизма мощность мотора можно повысить даже на 25%.
Может ли быть установлена турбина на атмосферный двигатель вашей машины? Это определяется моделью авто. Иногда проще купить новый автомобиль, чем подбирать необходимые запасные части для старого. Если вы все-таки хотите турбировать мотор, то лучше не пытайтесь делать это самостоятельно, а обратитесь за помощью к профессионалу.
Переоборудование начинается с демонтажа всех деталей, связанных с впуском и выпуском воздуха. Затем коллектор соединяют с турбиной, развернутой таким образом, чтобы работа с присоединением патрубков выполнялась максимально легко.
Турбина вращается очень быстро, поэтому ее подшипники должны постоянно смазываться. Трубку для подачи смазки необходимо подсоединить к тому месту в моторе, в котором масло идет под давлением. Для подключения также может использоваться тройник датчика давления. Второй конец трубки подключают к верхнему сегменту картриджа турбины. Сливаться масло будет под низким давлением, через предназначенный для этого сосок. Система охлаждения подключается с обратной стороны от водяной помпы.
Двигатель будет получать больше воздуха, а значит, ему понадобится большее количество топлива. Для увеличения его подачи устанавливаются форсунки, обладающие высокой производительностью. Также в некоторых случаях имеет смысл установить новый топливный насос. Электроника будет контролировать уровень давления воздуха, не допуская избыточных показателей. К ней подсоединяют датчики температуры. Контроллер нужно откалибровать так, чтобы топливная смесь впрыскивалась точно в нужный момент.
Не забывайте, что прошивкой двигателя обязательно должен заниматься очень опытный специалист. Здесь есть риск сбить заводские настройки, что выведет мотор из строя. Тогда придется тратить дополнительные средства на его ремонт. Установка турбокомпрессора на атмосферный двигатель в значительной степени упрощает его настройку. Тогда двигатель сможет эффективно работать и на высоких, и на низких оборотах.
Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:
Добавить комментарий
В начало страницы
Чип-тюнинг для атмосферных двигателей
Главная >
1Новости>Чип-тюнинг для атмосферных двигателей
Seletron Performance
8 марта 2022
Чип-тюнинг дополнительных узлов для атмосферных бензиновых двигателей и почему мы не поставляем их.
Для тех, кто не знаком с этим термином, бензиновые двигатели с наддувом — это двигатели, в которых воздух всасывается независимо из-за разрежения, создаваемого в цилиндрах во время фазы впуска. В этом контексте мы обсудим 4-тактные бензиновые двигатели. Эти двигатели названы так потому, что двигатель совершает четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. В первой фазе, фазе впуска, поршень движется от ВМТ (верхняя мертвая точка) до ВМТ (нижняя мертвая точка). На этом этапе выпускной клапан закрыт, а впускной клапан, соединенный с впускными коллекторами с наветренной стороны от воздушного фильтра, полностью открыт. За счет разрежения, создаваемого при опускании поршня, воздух засасывается извне (атмосферное давление) до тех пор, пока цилиндр (почти) не будет заполнен. Отсюда и происходит название безнаддувный двигатель, которое применяется к двигателям с циклом Отто (бензиновые двигатели), дизельным двигателям и двигателям, работающим на сжиженном или природном газе.
Противоположностью безнаддувным двигателям являются двигатели с наддувом , т. е. двигатели с турбонаддувом, двигатели с объемным компрессором и менее известные двигатели с наддувом от Comprex (практически неиспользуемая технология). Если быть точным, то надо говорить и о последних турбодизелях с двухступенчатым наддувом. В редких случаях электрокомпрессор создает некоторый наддув с помощью турбонагнетателя и центробежного компрессора, приводимого в движение электродвигателем. Вернемся к затронутой теме или к нашим безнаддувным бензиновым двигателям и почему мы не предоставляем дополнительные блоки управления для этой категории двигателей.
Бензиновые безнаддувные двигатели до появления электроники.
Несколько десятилетий назад бензиновые двигатели приводились в действие карбюратором, устройством, обычно централизованным (один карбюратор на цилиндр), которое готовит смесь воздуха и бензина полностью механическим и неточным способом. Сегодня бензиновые двигатели с карбюраторами больше не производятся из-за ряда проблем, связанных с выбросами и эффективностью. В прошлом бензиновые двигатели питались почти исключительно от одинарных карбюраторов, сдвоенных карбюраторов или нескольких карбюраторов (один карбюратор на цилиндр, эффективное решение, но сложное в настройке), если исключить несколько двигателей с механическим впрыском бензина. например, на некоторых автомобилях Audi и Bentley.
Бензиновые двигатели с наддувом после появления электроники.
На рубеже 80-х и 90-х бензиновые двигатели стали использовать две электронные системы впрыска, SPI и MPI , или Single Point Injection и Multi-Point Injection Systems . В первом вместо карбюратора использовался одиночный инжектор, конфигурация, в которой карбюратор управляется электронным способом, даже если производительность не оптимальна. Это решение используется только на неспортивных двигателях. Второе решение, широко используемое и сегодня, предусматривает по одной форсунке на цилиндр. Это система непрямого впрыска (как и система SPI), но она позволяет гораздо точнее приготовить смесь, обеспечивая лучшую эффективность.
Системы непрямого впрыска бензина требуют поддержания стехиометрического соотношения , т. е. точного массового соотношения между количеством всасываемого воздуха и количеством впрыскиваемого бензина. Это соотношение составляет 14,7:1 , где 1 — масса бензина, а 14,7 — масса воздуха, подаваемого в цилиндры. Для стабилизации соотношения используются две системы: первая — считывание массы всасываемого воздуха через ДМРВ (массовый расходомер воздуха ), а вторая — система обратной связи, состоящая из датчика, установленного после выхлопа двигателя ().0011 лямбда-зонд ), определяющий количество остаточного кислорода после сгорания.
ЭБУ электронного управления двигателем управляют электрофорсунками, рассчитывая количество бензина, впрыскиваемого в цилиндры, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости вращения, значения массы всасываемого воздуха, значения лямбда, температуры двигателя и температура воздуха на входе. Система многоточечного впрыска схематически аналогична дизельной системе Common-Rail: бензин под давлением (от 3 до 5 бар в зависимости от типа системы) хранится в «рейке», к которой подключены и управляются все электрофорсунки. блоком впрыска. Подготовка смеси происходит на участке, который идет от впускного коллектора возле форсунки до входа в цилиндр.
Атмосферные двигатели с непосредственным впрыском бензина
В последние десятилетия все больше и больше производителей начали выпускать бензиновые двигатели с непосредственным впрыском, например, Mitsubishi с ее GDI. Система аналогична непрямому впрыску, но давление бензина значительно выше (100-200 бар), а форсунки, как и у дизелей, размещены на головке двигателя. Бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, расположенную между головкой двигателя и днищем поршня. Эта система впрыска имеет много преимуществ: гидродинамическая отдача впускных коллекторов выше, и можно создавать расслоенный впрыск заряда в обход стехиометрического соотношения. На практике инжектор распыляет небольшое количество бензина неравномерно и концентрированно в области, «освещенной» свечой зажигания; остальное сгорание может происходить там, где процентное содержание бензина ниже (разрежение топливно-воздушной смеси).
Таким образом, двигатели с непосредственным впрыском бензина могут работать на более бедных смесях при определенных условиях эксплуатации (как правило, при низкой нагрузке на двигатель), что снижает расход бензина. По мере увеличения нагрузки соотношение воздух-топливо возвращается к значениям, аналогичным показателям двигателей с непрямым впрыском. Еще одним преимуществом является точность впрыска и производительность двигателя. Кроме того, двигатель с непосредственным впрыском бензина легче запустить в горячем состоянии, потому что он менее подвержен изменениям в приготовлении смеси, которые возникают в двигателях с непрямым впрыском и в большей степени в карбюраторных двигателях.
Электронная настройка атмосферного бензинового двигателя.
Учитывая то, что только что было сказано, и тем более для бензиновых двигателей с непрямым впрыском, становится ясно, что количество бензина, которое может быть впрыснуто, тесно связано с количеством всасываемого воздуха. Отсутствие возможности изменить количество воздуха, подаваемого в цилиндры (из-за отсутствия компрессора, создающего наддув), увеличение мощности и крутящего момента, достигаемое на атмосферном бензиновом двигателе только путем изменения (смазывания) подготовки смеси, чрезвычайно низки. Короче говоря, увеличение мощности и крутящего момента, в зависимости от двигателя, может составлять около 2-4%, что является почти незаметным значением с точки зрения реальной производительности.
Наша компания всегда искала высокотехнологичные решения с максимальной надежностью, а также стремилась к максимальному эффекту с точки зрения производительности и повышения удовольствия от вождения . Хотя мы вполне можем управлять электроникой, которая управляет работой атмосферных бензиновых двигателей, мы решили не предоставлять дополнительные блоки настройки чипа для этого типа двигателя, чтобы поддерживать наши высокие стандарты в отношении увеличения мощности, увеличения крутящего момента. , общее повышение производительности и вовлеченности в вождение. Это ответ на первоначальный вопрос: « почему бы нам не предоставить вам дополнительные блоки чип-тюнинга для безнаддувных бензиновых двигателей .»
Дискурс относительно бензиновых двигателей с наддувом отличается, независимо от того, имеют ли они систему непрямого впрыска или более совершенный бензиновый двигатель с непосредственным впрыском, но мы поговорим об этом и о том, как мы можем их обработать, в следующей статье. Мы советуем вам следить и читать эту статью именно потому, что мы будем говорить о значительном увеличении производительности, превосходной надежности и простоте установки. получить с этими тюнерами двигателя!
До следующей статьи!
Поиск вашего автомобиля
Вас также может заинтересовать
Как работают наши блоки чип-тюнинга для дизельных двигателей с электронными роторными насосами VP37 >>> ПРОЧИТАТЬ СЕЙЧАС
Как наши блоки чип-тюнинга для двигателей с радиально-поршневыми двигателями VP44 ТНВД работают >>> ПРОЧИТАЙТЕ СЕЙЧАС
Как работают наши дополнительные блоки чип-тюнинга для двигателей с системой Common-Rail >>> ПРОЧИТАЙТЕ СЕЙЧАС
Как работают наши дополнительные блоки чип-тюнинга для двигателей с ТНВД >>> ПРОЧИТАЙТЕ
Руководство по двигателю с турбонаддувом — Как установить турбокомпрессор на любой двигатель
| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия
Не отставайте от технологии.
Получите подсказку и узнайте, как установить свой первый турбокомпрессор
Иногда нам приходится задаваться вопросом, почему кто-то еще пытается получить мощность N/A. Мы признаем, что существует множество правил гонок, чтобы предотвратить доминирование силовых агрегатов, а турбины выглядят довольно сложными. Но вам нужно будет преодолеть это. Мы поняли это после получения подсел на то, чтобы посмотреть, как ребята с турбокомпрессорами на YouTube чертовски обыграли Viper и любого жокея спортбайка, готового рискнуть и поехать по дороге. Забудьте о большом кулачке и свободном конвертере; они вам не понадобятся. Вам даже не нужно думать, как спрятать большой блок под капотом или где вырезать отверстие для вентилятора. Все, что вам нужно, это один или два турбонагнетателя, чтобы получить непристойную мощность, и мы собираемся показать вам, как его получить.
Первое: Компрессор Большой или маленький? На стороне давления или холода турбо система это компрессор . Когда отработанный воздух и топливо выходят из выпускного отверстия, они вращают колесо выхлопной турбины, которое вращает вал турбонагнетателя, соединенный с колесом компрессора. Размер и шаг колеса, а также форма корпуса определяют, где комбинация воздушного потока и давления наддува наиболее эффективна. Хитрость заключается в том, чтобы выбрать размер компрессора, обеспечивающий такую эффективность в используемом диапазоне оборотов. Крыльчатка компрессора меньшего размера будет более эффективной при низких оборотах, но будет выделять больше тепла при более высоких оборотах двигателя. Это также будет ограничивать поток на более высоких оборотах. Слишком большой компрессор вызовет задержку наддува и возможный помпаж компрессора в диапазоне более низких оборотов и будет наиболее эффективным при более высоких оборотах двигателя. Поскольку колесо компрессора определяет мощность, необходимую от турбины, очень важно правильно подобрать размеры. Слишком маленькая турбина быстро раскручивается, но ограничивает на верхнем конце. Слишком большая турбина не может обеспечить достаточную мощность компрессора на низких оборотах.
Коэффициент давления и скорректированный массовый расход воздуха — это два числа, которые необходимы для оценки компрессора на карте. Выберите турбо с картой компрессора, которая ставит две точки на графике между 65 и 70 процентами эффективности для уличного применения. Чтобы получить коэффициент давления, просто добавьте величину наддува в фунтах на квадратный дюйм к стандартному атмосферному давлению (14,7) и разделите его на 14,7. Мы будем использовать давление 10 фунтов на квадратный дюйм, потому что оно приближается к порогу безопасности для газового двигателя с насосом без промежуточного охлаждения. Степень сжатия для 302-дюймового двигателя при 6000 об/мин составляет 1,68.
Глядя на карту компрессора, можно сделать ошибку, просто умножив общий CFM двигателя на коэффициент давления, чтобы получить скорректированный массовый расход воздуха и соединив точки. Правда в том, что скорректированное число массового расхода воздуха является результатом нескольких сложных расчетов, включающих плотность воздуха, степень давления, CFM двигателя и даже плотность воздуха при наддуве. Если вам удастся справиться с математикой, вы заметите, что последний фрагмент головоломки — это эффективность самого компрессора, определяемая таблицей.
Кратчайший путь ко всему этому — то, что инженер Turbonetics Дэйв Остин называет племенным знанием. Посмотрите, что делают другие ребята, и посмотрите, работает ли это, или просто позвоните в авторитетную турбокомпанию, чтобы получить несколько предложений. У Turbonetics, например, есть матрица популярных турбокомпрессоров, классифицированных по объему двигателя и мощности на основе многолетних проб и ошибок. Вся сетка слишком велика для печати здесь, но вы можете получить доступ к знаниям с помощью простого электронного письма или звонка в службу технической поддержки. Только обязательно узнайте все подробности о своем автомобиле и своих планах по его использованию.
Второе: Турбина Выбор турбины включает в себя выбор колеса, которое достаточно маленькое, чтобы реагировать быстро, и достаточно большое, чтобы вращать колесо компрессора достаточно быстро, чтобы создать желаемое давление наддува и минимизировать противодавление. Эмпирическое правило состоит в том, чтобы выбрать наименьший диаметр колеса, который по-прежнему позволяет вам достичь цели лошадиных сил, не вызывая перегиба в мощности. Современные турбины в конечном итоге настраиваются с помощью сменных и синхронизируемых корпусов турбины, поэтому вы можете точно настроить систему, если промахнулись.
Чтобы помочь вам выбрать корпус турбины в соответствии с вашими потребностями, производители турбокомпрессоров полагаются на упрощенный инструмент, называемый соотношением A/R. A для площади и R для радиуса. Соотношение A/R представляет собой отношение между центральной точкой площади поперечного сечения канала и радиусом от центра турбинного колеса на входе до улитки. Это простое деление A на R. По мере того, как A становится меньше, скорость газа в воздухе увеличивается, как и его влияние на скорость турбинного колеса. Если A станет слишком маленьким, он захлебнется и не сможет подавать достаточно энергии на компрессор, и пострадает пиковая мощность. Противодавление в двигателе также станет слишком высоким, вызывая обратный поток в цилиндр, когда открывается выпускной клапан. По мере того, как A становится больше, он сможет передавать больше энергии турбинному колесу за счет скорости. Эффективность турбонаддува и конструкция турбинного колеса также имеют значение, но обычно именно соотношение A/R и размер турбинного колеса определяют намотку, общий воздушный поток и подаваемое давление. Как правило, соотношение A/R, равное 1,5, обеспечивает большую мощность, а соотношение A/R, равное 0,5, обеспечивает лучшую реакцию на низких скоростях. Согласно матрице, двигатели объемом от 5,0 до 6,0 литров будут иметь отношение от 0,68 до 0,81 A/R.
Третье: выпускные газы и перепускные клапаны Как вы, вероятно, можете себе представить, поскольку давление наддува создается давлением выхлопных газов и вращающимся колесом компрессора, можно обеспечить двигатель большим наддувом, чем октановое число топлива, или даже сам двигатель может справиться. Это состояние называется избыточным наддувом, и им можно управлять с помощью клапана, называемого перепускным клапаном, который перепускает выхлопные газы вокруг турбокомпрессора в поток выхлопных газов. Вестгейты связаны с наддувом, чтобы регулировать максимальное количество энергии, подаваемой на турбину, и, следовательно, количество наддува, создаваемого компрессором. Тип, расположение и размер вестгейта являются ключом к эффективной системе.
Большинство заводских турбин имеют встроенный перепускной клапан, механизм которого встроен в корпус турбины и приводится в действие рычагом, соединяющим компрессор с турбиной. Несмотря на то, что он компактен и функционален для установки с одинарным или двойным турбонаддувом с низким наддувом, его нельзя синхронизировать для установки, и он помещает гейт в наименее желательную часть системы. Внешние вестгейты имеют размер в зависимости от количества энергии, которую вы хотите получить, и должны быть расположены там, где они могут собирать все импульсы выхлопа, например, в конце коллектора коллектора или коллектора. Следует избегать того, чтобы газы возвращались назад или резко поворачивались при выходе из турбины. Поскольку газ пойдет по пути наименьшего сопротивления, возможно, что при высоких оборотах турбина будет продолжать увеличивать скорость, если путь к выхлопу ограничен или перепускной клапан слишком мал.
Байпасный клапан устанавливается на холодную сторону системы и предназначен для предотвращения помпажа и повреждения компрессора. В ситуации с высокими оборотами / высоким наддувом, если вы быстро отпустите дроссельную заслонку, давление не сможет попасть во впускной коллектор. Поскольку турбина и компрессор все еще вращаются, давление на дроссельные заслонки увеличивается. Это давление может остановить колесо компрессора или вызвать помпаж, поскольку оно меняет направление, создавая область низкого давления и повышая и понижая скорость компрессора. Байпасный клапан просто сбрасывает давление в атмосферу, когда дроссельная заслонка закрыта. Это также является источником чириканья, которое вы иногда слышите, когда автомобили с турбонаддувом поднимаются для переключения передач.
Четвертое: тепло, детонация и промежуточное охлаждение Ранние заводские автомобили с турбонаддувом не имели промежуточного охладителя и, следовательно, не имели защиты от дополнительного тепла, создаваемого способностью турбокомпрессора быстро сжимать и нагревать поступающий воздух . Это, в сочетании с подачей бензина, вызвало детонацию, которая до сих пор является основным способом разрушения вашего двигателя. Решение варьировалось от ужасных статических степеней сжатия до 6,0: 1 до Turbo Rocket Fluid с турбонаддувом Corvairs, который на самом деле был просто кувшином воды / метанола, который вводился во всасываемый поток воздуха для охлаждения заряда. Он отлично работал, пока вы не забыли его заполнить. Двигатели с низкой степенью сжатия и большими турбинами, созданные для вялых уличных автомобилей с низкими оборотами, которые внезапно просыпались из-за резкой избыточной поворачиваемости и диких, дымных рыбьих хвостов. Просто спросите любого, у кого был Porsche 9 начала 70-х.30.
Идея эффективного двигателя с разумной степенью сжатия, который имеет хорошую реакцию на низких скоростях и использует достаточно наддува для создания реальной мощности, возможна с промежуточным охладителем. Интеркулер — это просто теплообменник, который находится между компрессором и воздухозаборником для уменьшения тепла, выделяемого в процессе сжатия воздуха. На первый взгляд, промежуточное охлаждение воздушного заряда позволяет вам увеличить наддув или использовать меньший турбонаддув на двигателе с масляным охлаждением. Что он на самом деле делает, так это стабилизирует заряд всасываемого воздуха для предотвращения детонации и расширяет всю карту компрессора, что позволяет вам вырабатывать больше мощности с меньшим двигателем и меньшим насилием. Мы также рекомендуем MSD с регулируемой кривой синхронизации или системой управления синхронизацией наддува, чтобы избежать дребезжания двигателя.
Для предотвращения утечек выхлопных газов в комплект везде входят соединители с шаровым фланцем. Вы можете купить их отдельно у Hellion, если хотите обновить свой текущий выхлоп.
Пятое: Топливные системы Чтобы увеличить мощность, вам потребуется больше топлива. Различают трех типов установок : продувочно-проточно-карбюраторные и продувочно-инжекторные системы. Проточно-карбюраторная система имеет ряд недостатков, наиболее серьезными из которых являются наличие воздушно-топливной смеси, проходящей через компрессор, и отсутствие опции промежуточного охладителя. Система продувки немного менее загадочна и работает по тем же принципам, что и любая система продувки центробежного нагнетателя. Поэтому уже доступны продувочные углеводы, созданные специально для этой цели. Мы добились хорошей мощности, используя предварительно подготовленные углеводы Quick Fuel и Carb Shop и 10 фунтов наддува, включая 600-сильный пробег с ATI ProCharger на Ford 302.
Если у вас двигатель с впрыском топлива и вы используете наддув от 5 до 6 фунтов, вы можете использовать FMU (блок управления подачей топлива), который повышает давление топлива или добавляет обогащенное топливо каким-либо другим способом, или перейти к контроллеру послепродажного обслуживания. переназначить топливную кривую и использовать более крупные форсунки. На 5,0-литровом Mustang насос в баке на 255 галлонов в час и форсунки на 42 фунта в час можно настроить на 550 л.с.
Автомобили с карбюратором нуждаются в топливном регуляторе, ориентированном на наддув, который увеличивает давление топлива вместе с кривой наддува.
Шестое: поиск Turbo Используя математику, вы можете построить полную систему на бумаге. Используя науку о картах компрессора и некоторое представление о размере и диапазоне оборотов вашего двигателя, вы можете добавить практически любую турбину к любому двигателю . Хитрость заключается в наличии карт и соотношений A/R корпуса турбины и размеров колес турбины. Небольшие заводские двигатели дают небольшие турбины с внутренними перепускными клапанами, которые нужно будет запускать парами на V-8. Они также обычно имеют водяное охлаждение на оригинальных автомобилях для увеличения срока службы. Они пригодны для использования, но далеки от оптимума. В качестве примера возьмем Garrett T03 с турбонаддувом T-bird с 85 по 86 год. Купе с автоматической коробкой передач имеет одиночный турбонаддув с соотношением A/R 0,48, а стандартное купе имеет соотношение A/R 0,63 и карту эффективности компрессора, рассчитанную на четырехцилиндровый двигатель объемом 2,3 л. Используя карту на боковой панели Junkyard Turbo, вы можете видеть, что при коэффициенте давления наддува 1,68 (14,7 + 10 / 14,7 = 1,68) легко снизить эффективность турбин примерно до 65–68 процентов. Чтобы повысить эффективность, вам нужно увеличить наддув до рваного края безопасности наддува. С большим двигателем будет хуже. Это работоспособно; вам просто нужно быть осторожным в том, что вы делаете.
Соблазнение турбины со свалки за 80 долларов заманчиво, но прежде чем покупать, взгляните на парней, которые действительно развлекаются, и посмотрите, что они используют. Существует разрыв между оборудованием 80-х годов и новыми, переработанными заводскими турбинами, которые появились в основном на импортных автомобилях в 90-х. Простые усовершенствования, такие как количество компонентов, конструкция подшипников, обшивки колес и материалы, изменились к лучшему. Возьмем в качестве примера турбины Garrett GT. Количество движущихся частей было уменьшено по сравнению с его ранней моделью T в среднем с 54 компонентов до примерно 29.. Это 45-процентное сокращение количества деталей снижает риск отказа компонентов. GT также имеет картридж шарикоподшипника, который устраняет подшипники скольжения (которые на самом деле больше похожи на втулки) и знаменитый упорный подшипник со слабым звеном. Улучшенные подшипники означают, что меньше масла проходит через турбокомпрессор и снижается вероятность утечек или того, что неисправный подшипник разрушит турбокомпрессор и загрязнит моторное масло.
Вы также получаете преимущество более легкого, хорошо спроектированного компрессора и турбинных колес, которые создают большую мощность при меньшем запаздывании и нагреве. Новые турбины имеют современные карты компрессоров с более широким диапазоном соотношений A / R и тактовыми корпусами турбин, различными вариантами размеров колес и технической поддержкой, которая может помочь в решении проблем. Алюминиевые колеса компрессора можно снять со стального вала, поэтому компании послепродажного обслуживания могут предлагать различные варианты отделки для точных характеристик производительности, а также комбинировать компрессоры и турбины. Результатом является отзывчивая система, которая работает круто и вырабатывает мощность, а не то, чем вы не будете довольны.
Обратите внимание на порт датчика кислорода для заводского EFI (стрелка). Выход турбины всегда должен быть больше, чем вход. Чтобы покрыть двигатель мощностью от 500 до 800 л.с., впускное отверстие должно быть не менее 2,75 дюйма, а выпускное отверстие должно быть не менее 3,5 дюйма в диаметре.
Турбосвалка Герои свалки утверждают, что вы можете надеть комплект турбин Thunderbird и отправиться в город. Это может быть правдой, но при этом вы от многого отказываетесь. Помимо улучшений в технологии подшипников, которые увеличивают срок службы и производительность турбокомпрессора, карты эффективности компрессора на новых компрессорах намного шире, что позволяет вам работать с большим наддувом в более широком диапазоне оборотов, чем у оригинального оборудования. Вы также можете обойтись без одного турбо, чтобы достичь тех же уровней мощности.
Это карта от «хорошего» Ford Thunderbird с 85 по 86 год. Обратите внимание, что линия всплеска сужает полезную область карты, и турбодвигатель должен вращаться примерно на 40 000 об / мин быстрее, чем 60-1, чтобы выполнить свою работу.
Термины Turbo Наддув: Любое давление выше атмосферного, измеренное во впускном коллекторе.
Порог наддува: Минимальные обороты двигателя, при которых турбонаддув может создать полезный наддув.
Карта компрессора: Сетка чисел, используемая в качестве инструмента для оценки эффективности турбонаддува по отношению к двигателю.
Помпаж компрессора: Воздушный поток, вызывающий нестабильность скорости турбонаддува при резком закрытии дроссельной заслонки.
Задержка: Задержка между изменением положения дроссельной заслонки и созданием полезного наддува.
Линия помпажа: Линия, которая следует за крайне левым островом эффективности на карте компрессора, где турбонаддув становится нестабильным.
Классные книги о турбинах | |
Название | Источник |
Максимальное ускорение от Corky Bell | Издательство Bentley |
Справочник по характеристикам турбонаддува Джеффа Хартмана | Моторбуки |
Турбокомпрессоры Хью Макиннеса | Моторбуки |
Turbo: Реальные высокопроизводительные турбокомпрессорные системы Джей К. Миллер | Дизайн SA |
Запчасти | ||
Описание | Номер детали | Цена |
Тепловая система Hellion | Н/Д | 3999 долларов США |
Популярные страницы
Лучшие электромобили — модели электромобилей с самым высоким рейтингом
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
Каждый электрический внедорожник, который вы можете купить в США в 2022 году
Это самые топливные пикапы, которые вы можете купить
.
Это Suvs.
Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом
Все электрические внедорожники, которые можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
Эти внедорожники с турбонаддувом предлагают лучший расход бензина
9
7
Внешний компрессор
Турбокомпрессор с внешним компрессором
Ханну Яаскеляйнен
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.Abstract : Вспомогательный турбонагнетатель может обеспечиваться дополнительным компрессором — либо нагнетателем, либо меньшим турбонагнетателем, — которые используются для обеспечения наддува, когда первичный турбонагнетатель не может этого сделать. Можно использовать два основных типа нагнетателей: нагнетатели с приводом от двигателя и электрические нагнетатели.
- Введение
- Нагнетатели с приводом от двигателя
- Электрические нагнетатели
Включение вспомогательного турбонагнетателя непосредственно в турбокомпрессор обеспечило бы изящное компоновочное решение, однако необходимо решить множество проблем, прежде чем эту технологию можно будет использовать в коммерческих целях на рынках двигателей малой, средней и большой мощности. В качестве альтернативы доступны другие подходы, основанные либо на коммерчески проверенных технологиях, либо на технологиях с меньшими проблемами коммерциализации. Большинство из этих подходов основаны на использовании другого компрессора в дополнение к турбонагнетателю. Этот дополнительный компрессор может обеспечить более высокое давление наддува при более низких расходах воздуха и более быструю переходную характеристику давления наддува, чем основной турбокомпрессор. Дополнительный компрессор может представлять собой нагнетатель с механическим или электрическим приводом. Дополнительный турбокомпрессор, хотя и с меньшей пропускной способностью и меньшим моментом инерции, чем основной турбокомпрессор, также может быть использован.
Хотя преимущества интеграции двигателя (например, электродвигателя) с валом турбокомпрессора очевидны, аналогичные преимущества можно получить при использовании отдельного компрессора, рис. 1. На этом рисунке показан эффект от использования турбонагнетателя с перепускным клапаном и отдельного центробежного компрессора с электрическим приводом. фиксированного размера на входе (а) или выходе (б) турбокомпрессора. Размер турбонагнетателя позволяет повысить мощность бензинового двигателя объемом 2,0 л SI на высоких оборотах. Красная пунктирная кривая представляет базовую мощность аналогичного двигателя, но вместо него используется турбокомпрессор плюс механический приводной нагнетатель 9.0372 [3299] . Цель состоит в том, чтобы согласовать выходную мощность базового двигателя при полной нагрузке с комбинацией турбокомпрессора и электрического нагнетателя. 30 бар (3000 кПа) BMEP (240 Нм / л) прототипа базового двигателя указывает на то, что он был значительно уменьшен.
Рисунок 1 . Моделирование эффекта добавления отдельного центробежного компрессора с электроприводом фиксированного размера перед входом (а) и после выхода (б) компрессора турбонагнетателя.
Турбокомпрессор, рассчитанный на повышение мощности на высоких оборотах сильно уменьшенного бензинового двигателя SI. Красная пунктирная кривая представляет базовую мощность с использованием турбонагнетателя и нагнетателя с механическим приводом.
Потребляемая мощность при размещении компрессора фиксированного размера после нагнетания компрессора турбонагнетателя значительно ниже, чем в случае его размещения перед впуском. Основная причина заключается в том, что приведенный или скорректированный массовый расход (т. е. массовый расход, скорректированный с учетом температуры и давления) значительно выше на входе в компрессор турбонагнетателя, чем на выходе; плотность на входе ниже. Для данного фактического массового расхода компрессор, установленный на входе в турбокомпрессор, должен перемещать значительно больший объемный расход и должен работать на гораздо более высокой скорости.
На рис. 2 показана переходная характеристика нагрузки механического нагнетателя и нагнетателя с электрическим приводом, а также их сравнение с более традиционными безнаддувными, турбонагнетателями и вариантами нагнетателя [2813] . Показан 2,0-литровый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) с турбонаддувом, такой же 2,0-литровый двигатель GDI с турбонаддувом, также оснащенный нагнетателем с электроприводом (VTES), двигатель с турбонаддувом, оснащенный механическим нагнетателем с муфтой, 2,0-литровый двигатель GDI с 2-мя ступенчатый турбонаддув, 3,0-литровый двигатель без сцепления с механическим наддувом и безнаддувный двигатель с регулируемой фазой газораспределения. Серая полоса показывает типичный ряд серийных бензиновых двигателей с турбонаддувом. На рисунке показано влияние различных систем наддува не только на переходную характеристику на низкой скорости, но также и на максимальное значение BMEP на низкой скорости. Как будет показано ниже, на реакцию двигателя с турбонаддувом, оснащенного механическим нагнетателем с муфтой, влияет необходимость управления включением сцепления.
Рисунок 2 . Переходная характеристика бензинового двигателя для нескольких вариантов наддува
Шаг нагрузки от 1 бар BMEP до полной нагрузки при 1500 об/мин
Рисунок 3, основанный на данных Burke [3299] , более подробно показывает влияние нагнетателя с электрическим приводом. Результаты смоделированы для двигателя уменьшенного размера объемом 2,0 л, который обсуждался в связи с рис. 1. Базовым является нагнетатель с приводом от двигателя и турбонагнетатель. В других случаях нагнетатель с приводом от двигателя заменяется центробежным компрессором с электрическим приводом. Мощность нагнетателя с электрическим приводом ограничена 12 кВт. Для стандартного переходного процесса входы исполнительного механизма для перепускной заслонки турбокомпрессора и электропитание нагнетателя с электрическим приводом почти мгновенно переключались с настройки низкой нагрузки на настройку высокой нагрузки. Для принудительного переходного процесса вестгейт и электрическая мощность сначала устанавливаются на максимальную реакцию (т. е. вестгейт полностью закрыт и 12 кВт поступает на компрессор с электрическим приводом), чтобы стимулировать переходную характеристику, а затем ослабляются, чтобы избежать перерегулирования. Очевидно, что нагнетатель с электрическим приводом обеспечивает улучшенные характеристики по сравнению с базовой конфигурацией. При частоте вращения двигателя 1250 и выше установка компрессора с электрическим приводом после турбонагнетателя обеспечивает превосходное улучшение производительности, в то время как производительность с компрессором с электрическим приводом в положении до турбонагнетателя значительно ухудшается. Использование гибкости компрессора с электрическим приводом за счет кратковременного запуска его на полную мощность в сочетании с гибкой работой вестгейта еще больше повышает производительность и приводит переходные характеристики установок до и после турбонаддува примерно на один уровень.
Рисунок 3 . Время от запуска до целевого значения BMEP для бензинового двигателя объемом 2,0 л.
Baseline — это нагнетатель с приводом от двигателя и турбонагнетатель. В остальных случаях нагнетатель с приводом от двигателя заменяется центробежным компрессором с электрическим приводом мощностью 12 кВт. Все результаты смоделированы, кроме базовых условий при 1000 об/мин.
Хотя на рис. 2 показано, что двигатель с турбонаддувом и нагнетателем с электрическим приводом обеспечивает превосходную переходную характеристику по сравнению с нагнетателем с механическим приводом, работать с нагнетателем с электрическим приводом более нескольких секунд сложно. Однако нагнетатели с механическим приводом не сталкиваются с такой проблемой. Таким образом, двигатель с турбонаддувом и нагнетателем с механическим приводом может быть откалиброван для более высоких уровней крутящего момента двигателя в установившемся режиме на низких скоростях. Нагнетатели с электрическим приводом могут быть объединены с турбиной выхлопных газов, приводящей в действие электрический генератор, чтобы сформировать «электрический турбонагнетатель».
###
Расширение знаний о турбонаддуве (часть 1 из двух частей)
Расширение знаний о турбонаддуве
(Часть 1 из серии из 2 частей)
Рэнди Кнутесон
июль 1999 г.
Короткие 15 лет
после того как Орвилл и Уилбур совершили свой исторический полет на Китти-Хок, General Electric вошла в анналы истории авиации. В 1918 году GE привязала турбокомпрессор с приводом от выхлопных газов к двигателю Liberty и перевезла его на вершину Пайкс-Пик, штат Колорадо, на высоту 14 000 футов. Там, в кристально чистом воздухе величественных Скалистых гор, они успешно разогнали этот двигатель Liberty мощностью 350 л.с. до замечательных 356 л.с.Три года спустя был установлен поразительный рекорд высоты в 39 700 футов.
Эта новая технология сразу же начала быстро развиваться, когда во время Второй мировой войны были испытаны на полную мощность воздуходувки. Бомбардировщики B-17 и B-29, а также истребители P-38 и P-51 были оснащены турбокомпрессорами и органами управления. Турбонаддув привнес вихрь перемен в постоянно расширяющиеся горизонты полета.
Большая часть ранних разработок реципиентного турбонаддува возникла в результате требований рынка коммерческих промышленных дизельных двигателей. Только в середине 1950-х годов эта технология была серьезно применена к двигателям авиации общего назначения. Все началось с испытаний прототипа турбокомпрессора AiResearch для вертолета Model 47 Bell, оснащенного двигателем Franklin 6VS-335. Их целью было не увеличение мощности, а поддержание мощности на уровне моря на высоте. Им это удалось. При этом был установлен новый рекорд высоты для вертолетов — 29 000 футов.
Вскоре после этого Franklin Engine Company вступила в конкурсное производство и в 1919 г.61, Белл получил серийный вертолет с двигателем Lycoming TVO-435. С этими разработками совпали усилия Continental по разработке моделей TSIO-470-B (Cessna 320) и GTSIO-520 (Cessna 411).
Одновременно TRW, а затем и Rajay также прилагали усилия по предоставлению 65 STC для модернизации двигателей и планеров примерно для двух десятков самолетов. Ранние OEM-установки этих систем включали заводскую установку Rajay в Piper’s Commanche и Twin Commanche. Другие установки оригинального оборудования включали Piper Seneca, Turbo Arrow, Enstrom Helicopter, Mooney 231 и Aerostars.
Турбонормированный или наземный?
В самых основных определениях турбокомпрессор — это просто воздушный насос, приводимый в действие неиспользованной тепловой энергией, обычно выбрасываемой в выхлоп. Этот «воздушный насос» (или, точнее, компрессор) способен подавать во впускной коллектор двигателя давление воздуха выше атмосферного. Дополнительным преимуществом является то, что турбонаддув также подает воздух для наддува кабины некоторых самолетов.Сохраняется некоторая путаница в отношении разницы между самолетом с «наземным усилением» и самолетом с «нормализованным». Проще говоря, турбонаддув служит одной из двух целей: либо он напрямую увеличивает (увеличивает) выходную мощность двигателя, либо обеспечивает сохранение характеристик мощности на уровне моря (турбо-нормализация) на больших высотах, тем самым увеличивая потенциальный потолок эксплуатации самолета. .
«Нормализованная» турбоустановка, такая как система Rajay, никоим образом не увеличивает нормальные обороты двигателя, нагрузки или пределы BMEP, уже установленные как безопасные для двигателя. Вместо этого он просто гарантирует, что производительность на уровне моря поддерживается на высоте без обычного снижения мощности. Двигатель, который выдерживает, но не превышает 29,5 дюймов давления в коллекторе на высоте, считается нормализованным. «Критическая высота» — это точка, выше которой турбонагнетатель больше не может поддерживать максимальное номинальное давление в коллекторе. Однако только потому, что двигатель поддерживает 290,5 дюйма MAP и оборотов в минуту не обязательно означают, что он развивает мощность на уровне моря. В зависимости от применения воздух нагнетания компрессора на критической высоте может иметь температуру от 250 до 300 градусов по Фаренгейту. Увеличение температуры воздуха на впуске от 6 до 10 градусов по Фаренгейту снижает мощность примерно на 1 процент. Таким образом, самолет с критической высотой 25 000 футов может производить только 80 процентов мощности, даже если давление в коллекторе на уровне моря указано на этой высоте. интеркулер
служит теплообменником, чтобы снизить эти температуры и компенсировать часть этой потери мощности.Двигатель, использующий давление в коллекторе выше, чем окружающее в стандартный день, считается «форсированной» системой. Для этих двигателей требуется давление в коллекторе в диапазоне от 31,0 до 45,0 дюймов ртутного столба. Установки, включающие промежуточные охладители, требуют дополнительных 2–3 дюймов ртутного столба, чтобы компенсировать потерю давления в воздушном потоке через промежуточный охладитель. Общие установки включают TSIO-520 TCM в Cessna 210 и TIO 540 и 541 Lycoming, установленные в Navajos, Turbo Aztecs и Dukes, и это лишь некоторые из них. Этим двигателям требуется пониженная степень сжатия (для обеспечения более широких запасов детонации), поскольку они создают давление в коллекторе, превышающее нормальное давление на уровне моря, в конфигурации взлета и набора высоты.
По сути, конечной целью турбонаддува является увеличение мощности или повышение эффективности двигателя без увеличения силовой установки.
Различия в конструкции
Турбокомпрессоры производства Rajay и Garrett очень похожи. Возможно, наиболее разительным отличием является их сравнительный размер. Единицы Раджая
весят 12 фунтов, а турбины Garrett весят от 15 до 43 фунтов. Эти радикальные различия в размерах связаны с размером двигателя и областями применения. Например, TAO4 Garrett и Rajay Turbos обычно устанавливаются на двигатели мощностью 180-230 л.с. Диаметр компрессора в этих моделях варьируется от 2,755 дюйма до 3,0 дюйма. В Aerostar используются двойные турбины такого размера. И более ранняя модель TCM 310P в Malibu, и Mirage с двигателем Lycoming также используют эту схему с двойным турбонаддувом. Турбокомпрессор TEO6 используется для повышения производительности моделей 520 и 540 в категории от 275 до 350 лошадиных сил. В то время как 340-е, 414-е и навахо полагаются на большее колесо компрессора турбонагнетателя TH08, чтобы обеспечить дополнительный отбираемый воздух для наддува кабины.Внутри конструкция подшипника Rajay представляет собой «полуплавающий» подшипник скольжения. В то время как конструкция Garrett включает в себя двойные подшипники, которые вращаются со скоростью, равной половине скорости турбинного колеса. Вместо корпуса подшипника из ковкого чугуна корпус Rajay изготовлен из алюминия. Обе линии турбонаддува зависят от клапанов и контроллеров Rajay (ранее Garrett AiResearch) для контроля турбонаддува и определения давления в коллекторе. Есть исключения; однако наиболее заметны «фиксированный» вестгейт TCM в их моделях Seneca и Turbo Arrow, а также ручные вестгейты и контроллеры Rajay.
Повышенная эффективность в разреженной атмосфере
На уровне моря атмосфера, в которой мы живем и дышим, постоянно находится под давлением около 29,92 дюйма ртутного столба (рт. ст.). На высоте 1000 футов давление этого «свободного воздуха» падает примерно до 28,86 дюйма ртутного столба. Воздух становится все менее плотным на всех высотах над уровнем моря. Из-за этого все безнаддувные двигатели испытывают снижение выходной мощности на полном газу на уровне моря по мере увеличения высоты. В «стандартный день» атмосферное давление на высоте 10 000 футов составляет всего 20,5 дюймов ртутного столба. В этих условиях безнаддувный двигатель не может поддерживать полную мощность из-за недостаточной плотности воздуха на таких больших высотах. Без помощи турбонагнетателя потеря от 3 до 4 процентов мощности или примерно 1 дюйм среднего давления на каждые 1000 футов увеличения высоты, по-видимому, является правилом.При постоянном соотношении топлива и воздуха мощность, развиваемая двигателем, прямо пропорциональна массе воздуха, нагнетаемого в двигатель. На двигателе без турбонаддува увеличение воздушного потока достигается за счет изменения угла дроссельной заслонки для увеличения MAP или шага винта для увеличения оборотов. Атмосферные ограничения высоты плотности в сочетании с механическими ограничениями двигателя и гребного винта налагают ограничения на скорость двигателя. Для преодоления этих ограничений требуются некоторые средства принудительной подачи в двигатель дополнительного воздуха.
Этот график иллюстрирует резкое различие между авиационными двигателями с турбонаддувом и без него.
Утилизация отработанной энергии
До половины всей тепловой энергии двигателя теряется через
выхлоп как естественный побочный продукт процесса сгорания. Часть этой тепловой энергии рекуперируется за счет использования горячих расширяющихся выхлопных газов и перенаправления их через турбонагнетатель. Эти газы входят в корпус турбины с радиальным входом, ударяются о лопатки рабочего колеса турбины из инконеля и выходят из выходного отверстия корпуса турбины. Этот поток газа обеспечивает необходимую тягу, позволяющую турбинному колесу вращаться с высокой скоростью. Поскольку эти выхлопные газы обычно расходуются впустую, у двигателя отнимается небольшая мощность для привода турбины. Центробежный компрессор соединен с турбинным колесом общим валом, что позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и турбина. Рабочее колесо всасывает отфильтрованный воздух, сжимает и подает его в цилиндры, где каждый фунт топлива смешивается примерно с 14,8 фунтами воздуха (стехиометрический или пиковый EGT). В действительности, однако, правильное управление двигателем требует, чтобы большинство двигателей работали при температуре от 100 до 125 градусов, богатой пиковой выработкой выхлопных газов, тем самым изменяя это соотношение. Конфигурация и размер колеса, размер корпуса и скорость вращения вала определяют давление и объем воздуха, подаваемого в
двигатель.Множество данных, собранных производителями двигателей, определяют желаемые параметры турбонагнетателей и систем управления, которые будут использоваться на их поршневых двигателях. Затем инженеры-конструкторы анализируют эту информацию, основываясь на ожидаемых изменениях температуры и давления в коллекторе, впускном и выпускном каналах, а также на падении давления на дроссельной заслонке и промежуточном охладителе. Размещение и ориентация воздухозаборника, выпускного перепускного клапана и воздухозаборника кабины должны быть учтены. элементы нанесены на график в зависимости от высоты для выбранных давлений в коллекторе.
Наконец, летные испытания подтверждают или опровергают предположения об ожидаемых характеристиках двигателя. Проводится непрерывный анализ, исправляются ошибки, перепроверяются предположения и уточняется точность данных с высокой вероятностью получения желаемых характеристик самолета.
Карта производительности компрессора турбокомпрессора двигателя Orenda OE600A — 600 л.с. при взлете с уровня моря. Этот компрессор может обеспечить поток воздуха под давлением для двигателя мощностью 500 лошадиных сил на высоте более 25 000 футов. Левая часть карты называется «областью всплеска», где давление и поток нестабильны. Центр «Остров» представляет собой зону максимальной эффективности. Как правило, чем шире диапазон компрессора, тем ниже пиковая эффективность.
Цель состоит в том, чтобы использовать мало или совсем не использовать мощность двигателя для привода турбонагнетателя. Следовательно, при правильной установке и согласовании двигателя механические нагрузки, воздействующие на двигатель для питания турбокомпрессора, незначительны. Большая часть работы, необходимой для привода турбины, восстанавливается за счет выхлопных газов. В противном случае, если бы в системе не было турбокомпрессора, эта часть энергии газа терялась бы с отводимыми выхлопными газами.
Техническое обслуживание турбокомпрессора
Сам турбокомпрессор подвергается воздействию чрезвычайно агрессивной среды. Температура на входе в турбину достигает палящих 1650 градусов. Некоторые
горячее еще. Voyager с жидкостным охлаждением от TCM рассчитан на 1750 градусов в непрерывном режиме с возможностью 1800 градусов в течение 30 секунд при установлении пиковых температур EGT. Частота вращения турбины варьируется от 0 до 120 000 об/мин. T36 в Malibus и Lancair 4P способен развивать скорость до 125 000 при 1650 F. Это невероятные 2083 оборота в секунду! Пульсирующие выхлопные газы, вибрация двигателя и перепады температуры — все это дополняет эту адскую смесь.Сборка турбокомпрессора изготовлена из самого прочного из доступных сплавов, чтобы выдерживать такие суровые условия. Однако эти извилистые рабочие циклы могут сократить срок службы турбокомпрессора, если не проводится надлежащее техническое обслуживание. Чрезвычайно важно следовать критериям технического обслуживания и проверки, изложенным в применимых сервисных бюллетенях и директивах по летной годности.
Загрязнение масла, проблемы с подачей масла, повреждения от посторонних предметов и резкие перепады температуры являются основными причинами преждевременного выхода из строя турбокомпрессора. Невозможно уделить должное внимание важности поддержания чистоты масла. Помните, что масло, используемое для смазки и охлаждения турбокомпрессора, является моторным маслом. При высоких оборотах грязное масло, образующееся в результате побочных продуктов сгорания, и нагар от коксования могут значительно сократить срок службы турбокомпрессора. Хотя производители двигателей рекомендуют замену масла с интервалом в 50 часов, многие мастерские по капитальному ремонту двигателей предлагают более консервативный интервал от 25 до 35 часов для двигателей с турбонаддувом.
Ограничения в подаче масла на турбокомпрессор приводят к уменьшению потока масла и последующему перегреву подшипника (подшипников) или центрального корпуса. Масляное голодание может быть вызвано плохими прокладками, ограниченным потоком масла или неправильным расположением Т-образных фитингов с отверстиями. Классическим примером является зауженный Т-образный фитинг на впускном маслопроводе на автомобилях Cessna 210, 206, 207 и 337. Ограниченная сторона этого фитинга предназначена для подачи на датчик давления масла, а не на турбину. Турбо сторона этого фитинга ничем не ограничена. К сожалению, иногда он неправильно подключается.
При всех 100-часовых проверках демонтируйте канал подачи всасываемого воздуха к компрессору и отделите выпускной канал отработавших газов со стороны турбины. Проверьте лопатки компрессора и турбины на наличие возможных повреждений посторонними предметами. Кроме того, осмотрите внешние концы лопастей и прилегающие поверхности корпуса на наличие каких-либо следов сопротивления или трения.
Поверните колеса вручную, прилагая торцевую и боковую нагрузку. Колеса не должны тереться или заедать о корпус, и они должны свободно вращаться. Обязательно проверьте корпус турбины на наличие трещин и надежность болтов корпуса выхлопной трубы, стопорные язычки и состояние V-образных хомутов. Особое внимание следует уделить рекомендациям производителя по правильной установке V-образного хомута и соответствующим значениям крутящего момента.
Процедура профилактического обслуживания, которую следует применять повсеместно, заключается в том, чтобы позволить двигателю достаточно прогреться перед подачей полной мощности и избегать резкого увеличения мощности. Также рекомендуется дать двигателю поработать на холостом ходу еще три-пять минут перед тем, как его заглушить. Это позволяет турбине остыть и выровнять температуру, прежде чем она перейдет в режим отключения на холостом ходу. Эти простые меры снизят вероятность закоксовывания остатков масла в горячем корпусе турбины и продлят срок службы турбины.
Только после того, как вы учтете эксплуатационные требования и точные детали, которые учитываются при прогнозировании аналитических характеристик при разработке этих систем, вы по-настоящему оцените турбонаддув самолета.
Следите за обновлениями. Часть 2 этой серии, состоящей из двух частей, посвящена системам управления турбокомпрессором (клапаны и контроллеры) — как ручным, так и автоматическим.
Инструкции — Power By The Hour
Перейти к содержимому
ИнструкцииFrank@PBh3022-08-29Т10:49:32-04:00
Product Instructions
Naturally Aspirated Speed Drive for 5.0L Coyote Engine
Speed Drive installation instructions for Naturally Aspirated applications before 2/20/20
Инструкции по установке Speed Drive для безнаддувных двигателей после 20 февраля 2020 г.0012
PBH-1211 – Комплект Speed Drive Roush/VMP SC для 5,0 л Coyote со стандартным профилем PS и модульным компрессором Ford AC
PBH-1212- Комплект Speed Drive Roush/VMP SC для 5,0 л Coyote со стандартным профилем ps и Sanden Компрессор кондиционера
PBH-1221- Комплект Speed Drive Roush/VMP SC для Coyote 5,0 л с низкопрофильным PS и Mod Компрессор кондиционера Ford
PBH-1222 — Комплект Speed Drive Roush/VMP SC для Coyote 5,0 л с низкопрофильным PS и Компрессор Sanden SD7
Скоростные приводы Whipple 2,9 л Gen 3 с передним нагнетателем
PBH-1311 — Speed Drive для Whipple 2,9 л Комплект SC с передней подачей для 5,0 л Coyote со стандартным профилем PS и модульным компрессором переменного тока Ford
PBH-1322 — Speed Drive Whipple 2,9 Комплект SC с передней подачей L для Coyote объемом 5,0 л с низкопрофильным компрессором PS и Sanden SD7
Нагнетатели скорости Edelbrock 2650 Speed Drive
Инструкции по установке привода Speed Drive для нагнетателя Edelbrock 2650
Нагнетатель с передней подачей Whipple 3,0 л Gen 5 Speed Drive
Инструкции по установке привода Speed Drive для нагнетателя Coyote с фронтальной подачей Whipple Gen 5 5,0 л (все варианты) 2650 Нагнетатель
Инструкции по отдельным компонентам
PBH-100 – Инструкции по кронштейну генератора для безнаддувных двигателей
PBH-101 — инструкции по кронштейну генератора Speed Drive для нагнетателя Roush/VMP 2,3 л и 2,6 л с задней подачей
PBH-102 — инструкции по кронштейну генератора Speed Drive для нагнетателя GEN3 Whipple 2,9 л с передней подачей Инструкции по установке на нагнетатель с задней подачей Roush/VMP
PBH-105 — Генератор Speed Drive Инструкции для нагнетателя Whipple Gen 5
PBH-106 — Генератор Speed Drive Инструкции для нагнетателя VMP Odin
PBH-107 — Инструкция по генератору Speed Drive для нагнетателя Roush 2650 с передней подачей
PBH-200 — Инструкция по компрессору кондиционера Speed Drive для модульного компрессора Ford
PBH-300 — инструкции по кронштейну для модульного насоса гидроусилителя руля Ford стандартного профиля Speed Drive
PBH-301 — инструкции по кронштейну низкопрофильного модульного насоса гидроусилителя рулевого управления Speed Drive
PBH-304 – Инструкции по кронштейну насоса гидроусилителя рулевого управления Speed Drive Revolver GM Type II
Шкивы PBH Speed Series
Инструкции по шкивам Speed Series для всех вариантов
Инструкции по Control Pack
1 Оригинальные инструкции по обвязке (приобретены до 01. 11.21)
PCP-1116B V2 — инструкции по обвязке PBH GEN 1 (приобретены после 01.11.21)
PCP-1108 — инструкции по обвязке PBH GEN 2
PBH-5000 / PBH-5001 / PBH-5002 — PBH 1-го поколения 6R80 и комплект ручного управления Контрольный пакет
PCP-1117-PBH Gen 1 6R80 Harness Harness
Ford Performance Gen 1 Manual Control Pack M-6017-A504VB
Ford Performance Gen 2 Control Pack M-6017-504V
FORD PREPRACE GEN 2 6017-504V
FORD PREPRACE GEN 2 6 6017-504V
FORD PREFFERM GEN 2 6R80. ПАКЕТ M-6017-M50A
FORD PERFORMANCE GEN 3 ПАКЕТ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ M-6017-M50B
Ford Performance Gen 3 10R80 Control Pack M-6017-M50BA
PBH Компоненты трансмиссии
PBH-700V2-6R80 Инструкции по установке
PBH-700V3 –6R80. – Инструкции по установке концентратора 4R200 для 6R80
TR-2013 – Заготовка Forward Planet для трансмиссии 6R80
Прочие инструкции по продукту
GPS-50-2 – Инструкции по использованию цифрового GPS-модуля Dakota для использования с модулем BIM
Lokar Select Shift Pinout Finout для Gen 1
Lokar Select Shift Pinout для Gen 2
PBH Select Shift Shift Pinat Pint для Gen 2
6R80 Dimensional Photos
0 DiMensional Photos
15.
Gen 1 — Copperhead (2048K)
Gen 2 — TC1791
Gen 3 — TC298 (не TC298B)
Еще из нашего блога5
Frank@PBh3021-06-16T13:40:18-04:00Категории: Без категорий|
Если вы ищете способ не только сохранить штатный адаптер давления масла, но и добавить один или два дополнительных датчика, у нас есть то, что вам нужно. Теперь это решение было доступно некоторое время, но с двигателями Coyote есть несколько отправителей разных стилей, мы запустили […]
2605, 2021
Frank@PBh3021-06-04T18:05:44-04:00Категории: Без категорий|
Наши голоса были услышаны! После получения более миллиона писем от таких энтузиастов, как вы, Закон о признании защиты автоспорта (Закон о RPM) был повторно представлен в Палате представителей США на сессии Конгресса 2021-2022 годов! Закон RPM должен быть принят в качестве закона, чтобы гарантировать [. ..]
505, 2021
Frank@PBh3021-05-05T10:20:27-04:00Категории: Без категорий|
Мы разработали еще один набор для замены Coyote Special для установщиков. Он сосредоточен вокруг композитного масляного поддона, который есть на всех двигателях F150 и Mustang Gen 3 2018-up. Проблема в том, что составная кастрюля занимает больше места и не может быть легко модифицирована. Решение вверх […]
2604, 2021
Frank@PBh3021-04-26T14:54:27-04:00Категории: Без категорий|
Недавно Иван связался с нами по поводу предстоящего проекта, который он планировал. Он хотел внедрить PBH Speed Drive и другие различные продукты, чтобы помочь своему F-100, получившему название F-слово, двигаться. Мы снабдили его деталями, необходимыми для его двигателя ящика с алюминием 3-го поколения. У него […]
604, 2021
Frank@PBh3021-04-06T11:54:57-04:00Категории: Без категорий|
Компания PBH работает над изменениями, необходимыми для использования пакета Ford Performance Control Pack для запуска и управления силовыми агрегатами F150 3-го поколения. Раньше эти блоки управления контролировали только версию двигателя Mustang, но благодаря некоторым разработкам, проведенным здесь, в PBH, мы разработали […]
604, 2021
Frank@PBh3021-04-06T11:33:01-04:00Категории: Без категорий|
В этом выпуске Builder мы посетили Гамби Сандерса, владельца Texas Speedlab Performance в Соур-Лейк, штат Техас. У Гамби есть тонна сборок с двигателем Coyote под ножом, и он часто выбирает PBH для деталей, необходимых для этих сборок. Мы благодарим его за поддержку и с нетерпением ждем […]
2503, 2021
Frank@PBh3021-03-25T15:12:49-04:00Категории: Автомобили клиентов, Статьи об установке|
Мы сотрудничаем со многими строителями и магазинами, предлагающими множество решений, помогающих приводить их сборки в действие с помощью силовых установок Coyote. Всякий раз, когда мы отправляемся в путь, мы любим заходить в любой из этих магазинов в соседнем районе. Недавно член команды PBH ездил в Хьюстон, штат Техас, [. ..]
102, 2021
Frank@PBh3021-02-01T13:03:39-04:00Категории: Без категорий|
Мы отслеживаем запросы, связанные с нашими комплектами охладителей трансмиссии, и прислушиваемся к нашим клиентам. Мы предлагали наши комплекты охладителей коробки передач 6×80 10×80 с вентиляторами, которые при подключении всегда были одним. Что-то, что можно было бы улучшить. Для этого нужен встроенный термостат. […]
102, 2021
Frank@PBh3021-02-01T12:29:01-04:00Категории: Без категорий|
Присоединяйтесь к нам Ср. Ночь в 19:00 по восточному стандартному времени для эпизода № 38 PBH Live. Мы расскажем, что мы знаем о Coyote, заменяющем ваш 3v S197 Mustang на двигатель Coyote. Мы также сделаем анонсы новых продуктов. Чат будет работать, а Superchat будет […]
1801, 2021
Frank@PBh3021-01-18T14:08:58-04:00Категории: ПРОДУКТЫ PBH|
Power By The Hour Компания Performance выпустила свой последний продукт Coyote Swap. Эта новая линейка корпусов массового расхода воздуха, не требующих настройки, и полных комплектов впуска холодного воздуха, призванная упростить выполнение всех замен, поможет любому строителю завершить работу. То, что сделал PBH, дублирует […]
3112, 2020
Frank@PBh3020-12-31T15:34:53-04:00Категории: Без категорий|
Недавно мы заметили, что ребята из Hot Rod Garage Тони Анджело и Лаки Коста участвовали в обмене койотами на New Edge Mustang (99-04). Они начали обмен и разместили его в своих социальных сетях, и член команды PBH Криситан Папа связался с ними […]
3012, 2020
Frank@PBh3020-12-30T15:55:30-04:00Категории: Без категорий|
С Новым годом от PBH! Эпизод № 35 — последний в этом году, и мы хотим завершить его на ура. Присоединяйтесь к ведущему Фрэнку Пердомо в течение целого часа, когда он расскажет о новом прототипе продукта для установок Coyote Swap и покажет вам, как […]
1011, 2020
Frank@PBh3020-11-10T16:00:41-04:00Категории: ПРОДУКТЫ PBH|
Power By The Hour Performance теперь предлагает линейку комплектов Hydroboost. Что мы сделали, так это тесно сотрудничали с поставщиками, чтобы найти точные фитинги и компоненты, необходимые для подключения гидроусилителя Mustang 99-04 ко всем линиям AN. Мы также учли специальный резервуар Hydroboost и высокопроизводительный охладитель. […]
2810, 2020
Frank@PBh3020-10-28T15:55:13-04:00Категории: Без категорий|
PBH Live Episode #29 сегодня вечером в 19:00 по восточному времени. Сегодня вечером мы рассказываем о катастрофическом автокроссе для Coyote Swap Fox и Фрэнка Пердомо, мошенничестве с двигателем обмена койотами, сообщаем вам о некоторых продуктах и отвечаем на вопросы в чате. Все это на YouTube-канале PBH, начало в 19:00 […]
2110, 2020
Frank@PBh3020-10-21T14:37:03-04:00Категории: ПРОДУКТЫ PBH|
Нам есть, что вам показать! Новинками от PBH являются следующие продукты: Мы добавили универсальные топливные системы замены койота, в которых используются одиночные и двойные насосы Aerormotive мощностью 340 л/ч. Топливные шляпы можно использовать практически в любом топливном баке и они имеют порты -6 сфер. PBH также […]
Подпишитесь на обновления новостей PBH
Категории продуктов
- Замена компонентов двигателя GT500
- 6R80 и 10R80 Трансмиссия
- Компоненты замены койота
- Замена компонентов двигателя Годзиллы
- Одежда PBH
Область ползунка переключения
Сентябрь 2022 г. М Т Вт Т Ф С С 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ссылка для загрузки страницы
Детали и функции турбокомпрессора.
Этапы установки турбокомпрессора
Турбокомпрессор — это устройство, которое центробежно нагнетает воздух в цилиндр двигателя под более высоким давлением и более высокой плотностью, чем атмосферное давление. Более высокая плотность воздуха приводит к сжиганию большей массы топлива и производству более высокая мощность двигателя. Таким образом, двигатель с турбонаддувом может обеспечить более высокую выходную мощность, чем безнаддувный двигатель того же размера.
Наддув — это процесс улучшения характеристик двигателей внутреннего сгорания за счет повышения давления воздуха внутри двигателя для сжигания большего количества топлива и увеличения мощности двигателя. Существует несколько распространенных типов наддува, таких как компрессоры принудительного типа, центробежные или волновые компрессоры. Наиболее распространенным является центробежный компрессор, также известный как турбокомпрессор.
Что такое наддув?
Двигатель вырабатывает механическую энергию путем преобразования тепловой энергии, содержащейся в топливе, однако это преобразование обычно неполное, поскольку неизбежны определенные потери. В среднем двигатель (дизельный или бензиновый) теряет от 30% до 35% энергии в виде потерь тепла с выхлопными газами. Большие потери вызываются выхлопными газами, которые выходят при температуре и давлении, значительно превышающих атмосферные температуру и давление.
Возмещение больших потерь энергии представляет собой потенциально экономичный источник энергии, и наддув стал решением для компенсации части потерь.
Метод наддува позволяет искусственно увеличить количество воздуха, подаваемого в цилиндр, до значений, превышающих объем цилиндра, и, таким образом, увеличить давление на впуске двигателя. Это увеличение заставляет двигатель сжигать большее количество топлива и увеличивает выходную мощность и эффективность двигателя.
Увеличение плотности и давления воздуха увеличивает продолжительность горения, что приводит к увеличению работы за цикл. Среднее эффективное давление двигателя (MEP) увеличивается и вызывает увеличение выходной мощности без изменения размеров цилиндров двигателя или числа оборотов в минуту.
Какие типы наддува ?
Три распространенных типа устройств наддува, которые имеют одну и ту же цель, но отличаются по конструкции; три типа:
- Компрессор принудительного типа с механическим приводом.
- Компрессор волны давления, также известный как компрессор теплообменника давления или система Comprex.
- Центробежный компрессор с турбиной, приводимой в движение выхлопными газами (турбокомпрессор).
Компрессор принудительного типа с механическим приводом
Компрессоры принудительного типа приводятся в действие двигателем, что обеспечивает повышение давления после начала разгона двигателя. Этот метод наддува обеспечивает высокий крутящий момент на низкой скорости; однако недостатком является высокое энергопотребление при большом ускорении двигателя с ограниченным потоком воздуха.
Комбинация компрессора положительного типа с турбонагнетателем является обычным явлением; эта комбинация обеспечивает высокий крутящий момент во всем диапазоне скоростей.
Система Comprex «Волны давления»
В системе Comprex используется волна давления, создаваемая кратковременным контактом между отработавшими газами и всасываемым воздухом в ячейках ротора. Преимущество этой системы заключается в том, что она обеспечивает гораздо меньшее время отклика на низкой скорости по сравнению с обычным турбокомпрессором, сохраняя при этом сопоставимую производительность на высокой скорости.
Центробежные компрессоры «Турбокомпрессоры»
Центробежные компрессоры являются наиболее распространенным методом наддува; они также известны как турбокомпрессоры. Турбокомпрессоры уже давно используются на высокооборотных двигателях и двигателях меньшего объема. Преимущество этой системы в том, что она приводится в действие кинетической энергией выхлопных газов, а турбокомпрессоры имеют небольшие размеры и, следовательно, их вес невелик.
Турбокомпрессоры в настоящее время являются наиболее передовым видом наддува, и у него все еще есть хорошие перспективы в отношении его будущего.
Интересная статья: Типы карбюраторов | Что такое карбюратор?
Сравнение турбонагнетателя и нагнетателя
Как упоминалось ранее, наддув — это процесс повышения давления и плотности воздуха внутри двигателя для сжигания большего количества топлива и повышения производительности двигателя; турбокомпрессоры являются одним из типов устройств наддува.
Разница между турбокомпрессором и обычным нагнетателем заключается в том, как устройство приводится в действие. Турбокомпрессор состоит из турбины, которая вращается под давлением выхлопных газов; следовательно, турбонагнетатели приводятся в действие выхлопными газами двигателя. Нагнетатель представляет собой наддувное устройство с механическим приводом. Нагнетатели механически соединены ремнем, шестерней, валом или цепью с коленчатым валом двигателя.
Турбокомпрессоры менее отзывчивы, особенно при низких оборотах двигателя; хотя турбокомпрессоры не создают механической нагрузки на двигатели, они создают противодавление на двигатель. Нагнетатели создают механическую нагрузку на двигатель; механическая нагрузка снижает выходную мощность двигателя.
Комбинация турбонагнетателя и нагнетателя в одном двигателе является обычным явлением; объединение двух систем обеспечивает высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов двигателя. Комбинация турбокомпрессора и нагнетателя в одной системе называется системой Twincharger.
Детали и компоненты турбокомпрессора
Турбокомпрессор состоит из компрессора и турбины, установленных на валу; компрессор всасывает окружающий воздух и выпускает его перед впускными клапанами двигателя. Турбина приводится в действие выхлопными газами, которые все еще находятся под давлением на выходе из двигателя; он приводит компрессор во вращение. Рекуперация части энергии выхлопных газов.
Инерция турбокомпрессора мала, поэтому турбокомпрессор должен работать на очень высокой скорости; сжатие газа повышает температуру газа, что значительно снижает наполнение. Для преодоления высокой температуры газа в систему впуска может быть добавлен охладитель воздуха.
Система регулирования включала ограничение давления наддува для снижения скорости вращения турбины и компрессора.
Турбокомпрессор состоит из следующих элементов:
A. Впускной воздух.
B. Дымовой газ.
E. Выхлоп.- Корпус компрессора – это холодная секция, в которой сжимается воздух температуры окружающей среды.
- Колесо компрессора — всасывает окружающий воздух, сжимает его и выпускает перед впускными клапанами двигателя.
- Стоп.
- Втулка подшипника.
- Центральный корпус – носитель, который включает в себя различные элементы, необходимые для правильной работы двух секций.
- Втулка подшипника.
- Термозащитный кожух.
- Турбина – приводится в действие выхлопными газами, которые все еще находятся под давлением на выходе из двигателя, и приводит во вращение компрессор, рекуперируя часть энергии выхлопных газов.
- Корпус турбины — представляет собой теплую секцию, в которую поступают выхлопные газы для привода турбины.
Колеса компрессора и турбины установлены на одном валу с подшипниками; сборка известна как Вращающийся узел (ротор) .
Схема турбонагнетателя двухтактного судового дизельного двигателя
Изображение предоставлено: ABB Group
1. Фильтр-глушитель.
2. Радиальный подшипник скольжения.
3. Упорный подшипник.
4. Радиальный подшипник скольжения.
5. Корпус выхода газа.
6. Корпус входа газа.
7. Кольцо сопла.
8. Турбинное колесо.
9. Корпус подшипника.
10. Диффузор.
11. Колесо компрессора.
12. Кожух воздуховыпускного отверстия.Применение наддува
Разнообразные применения наддува могут охватывать уровни мощности от нескольких десятков до нескольких тысяч киловатт. Основные области применения:
- Автомобили, тяжелые грузовики, оборудование для общественных работ, сельскохозяйственное оборудование.
- Железнодорожная тяга.
- Нефтяные вышки.
- Стандартные аварийные электрические генераторы и дизельные генераторы переменного тока.
- Морские силовые установки: рыболовные суда, буксиры, яхты и т. д.
- Военные: танки, вездеходы, подводные лодки, надводные корабли и т.д.
- Легкий самолет.
Преимущества и недостатки двигателя с наддувом
Преимущества
КПД цикла, следовательно, более высокая полезная мощность.
- Двигатель с наддувом на 30–40 % мощнее атмосферного двигателя.
- Более эффективное сгорание, чем в атмосферных двигателях, за счет большего количества воздуха, поступающего в цилиндр, так как этот воздух сжимается.
- Меньше несгоревших остатков и загрязняющих веществ, а значит меньше дыма, так как сгорание более эффективное.
- Экономия топлива (от 5 до 10%) за счет повторного использования энергии горячих выхлопных газов.
- Снижение уровня шума за счет выравнивания звуковых волн выхлопа. Турбокомпрессор действует как очень эффективный глушитель выхлопных газов и, в меньшей степени, как глушитель впуска.
- Увеличение «время отклика» наддувного двигателя; высокий крутящий момент на низкой скорости.
- Уменьшение размера двигателя (с 15 до 20%) при равной мощности означает лучшее соотношение веса и мощности.
Недостатки
Недостатками двигателя с наддувом по сравнению с двигателем с естественным всасыванием являются: распредвал и плавность работы двигателя на малых оборотах при движении в городе. Как следствие, износ двигателя выше.
Установка турбонагнетателя на любой двигатель
Как превратить любой двигатель в двигатель с наддувом?
Наддув напрямую влияет на нагрузку на единицу площади конструкции как с термической, так и с механической точек зрения. Поэтому рекомендуется учитывать характеристики и основные моменты, как описано ниже:
- Первичные жидкостные системы двигателя должны обеспечивать циркуляцию при максимальном расходе.
- Необходимо усилить фильтрацию воздуха, масла и, в меньшей степени, топлива.
- Размер выхлопной линии должен обеспечивать максимальный расход на единицу газа.
- Головка блока цилиндров, подвижные узлы (поршни, пальцы, шатуны и поршневые кольца), коленчатый вал и картер должны быть тщательно изучены на предмет их способности выдерживать более высокие нагрузки.
- Вероятно, будет переработана геометрия распределительного вала, обеспечивающая так называемую диаграмму времени такта впуск-сжатие-сгорание-расширение и выпуск; клапана поднимаются в соответствии со степенью сжатия, а также будет переработана форма головок поршней.
- Особое внимание следует уделить прокладке головки блока цилиндров.
- Настройка устройств впрыска будет иметь первостепенное значение, поскольку она определяет мощность и крутящий момент, создаваемые количеством топлива, подаваемого в цилиндры.
- Параметрами настройки будут расход и настройка насоса (статическое и динамическое опережение впрыска), а также калибровка форсунки.
- Более важные модификации могут потребовать выбора поршней насоса большего диаметра и более быстрых контуров кулачка (в случае рядных насосов), чтобы закон расхода в зависимости от скорости вращения и, следовательно, от скорости наполнения топливом был наиболее адаптирован к спецификациям.
- Турбокомпрессор выберет специалист, который постарается найти наилучший компромисс между воздухом и топливом во всем диапазоне скоростей, доступных двигателю.
- Охлаждение двигателя: радиатор и его аэротермические характеристики, производительность насоса и состав системы будут проверены и при необходимости перенастроены.
- Смазка двигателя: производительность насоса и состав контура будут переоценены.
- Поскольку только моторизация не может обеспечить работоспособность транспортного средства, следует проверить сцепление, коробку передач, ведущий мост, трансмиссионные валы, подвеску и тормозную систему, не забывая при этом, что удовлетворительные испытания на выносливость являются наилучшей гарантией безопасности при таком переоборудовании.
Как повысить производительность двигателя с наддувом?
Обычно состоит из увеличения наддува за счет увеличения низкого давления воздуха на впускном клапане до высокого давления.
Таким образом, необходимо будет оптимизировать системы подачи и отвода жидкости за счет уменьшения изгибов и потерь напора и улучшения состояния поверхности.
- Работа теплообменника на наддувочном воздухе будет высокорентабельной; это, вероятно, приоритет приоритетов в этой области.
- Увеличение подачи ТНВД и изменение различных параметров системы впрыска топлива входит в число первоочередных действий специалистов.
- Модификация аэродинамических характеристик компрессора и турбины турбокомпрессора, а также коррекция настроек турбомашины должны выполняться персоналом, хорошо знакомым с соответствующим оборудованием. Несмотря на то, что это дорого, улучшение проходимости двигателя на уровне головки блока цилиндров и распределительного вала положительно повлияет на повышение производительности в соответствии с требованиями.
- Увеличение емкости масляной системы за счет добавления радиатора (или воздухо-масляного теплообменника) будет рассмотрено, если для этого не было предусмотрено никаких условий. Будут рекомендованы испытания на выносливость для проверки поведения в эксплуатации переделанного таким образом механического узла, особенно в отношении прочности узла блока цилиндров/головки цилиндров под воздействием более высоких максимальных давлений сгорания в результате наддува.