Introduktion til turboladere
En turbolader er faktisk en luftkompressor, der komprimerer luft for at øge luftindtaget. Den bruger inertien af udstødningsgassen, der udledes fra motoren, til at drive turbinen i turbinekammeret. Turbinen driver på sin side koaksialhjulet. Løbehjulet sætter luften, der sendes fra luftfilterrøret, under tryk for at sætte den under tryk i cylinderen. Når motorhastigheden stiger, øges udstødningsgasudledningshastigheden og turbinehastigheden også samtidigt. Løbehjulet komprimerer mere luft ind i cylinderen. Luftens øgede tryk og tæthed kan forbrænde mere brændstof, hvilket øger mængden af brændstof og justerer motorhastigheden derefter. Du kan øge motorens udgangseffekt.
Strukturelle principper
Lad os først tale om det generelle strukturelle princip for turboladeren. Udstødningsturboladeren er hovedsageligt sammensat af et pumpehjul og en turbine, og der er selvfølgelig andre styrekomponenter. Pumpehjulet og turbinen er forbundet med en aksel, som er rotoren. Udstødningsgassen, der udledes fra motoren, driver pumpehjulet, som driver turbinen til at rotere. Efter turbinen roterer, sætter den indsugningssystemet under tryk. Kompressoren er installeret på udstødningssiden af motoren, så arbejdstemperaturen på kompressoren er meget høj, og kompressorens rotorhastighed er meget høj, når den arbejder, hvilket kan nå hundredtusindvis af omdrejninger i minuttet. Sådan høj hastighed og temperatur Almindelige mekaniske nåleruller eller kuglelejer kan ikke fungere for rotoren, så turboladere bruger generelt fuldt flydende lejer, som smøres af motorolie, og kølevæske bruges til at køle superladeren. Før i tiden blev turboladere mest brugt på dieselmotorer. Fordi forbrændingsmetoderne for benzin og diesel er forskellige, er den form for turbolader, der bruges i motoren, også anderledes.
En benzinmotor adskiller sig fra en dieselmotor ved, at det ikke er luft, der kommer ind i cylinderen, men en blanding af benzin og luft. Hvis trykket er for højt, vil det let eksplodere. Derfor skal installationen af en turbolader undgå at banke. Der er to relaterede problemer involveret her, den ene er højtemperaturkontrol og den anden er tændingstidskontrol.
Efter tvungen overladning vil temperaturen og trykket under kompression og forbrænding af benzinmotoren stige, og tendensen til at banke vil stige. Derudover er udstødningstemperaturen på benzinmotorer højere end for dieselmotorer, og det er ikke egnet til at øge ventilens overlapningsvinkel (det tidspunkt, hvor indsugnings- og udstødningsventilerne åbnes på samme tid) for at forbedre afkølingen af udstødningen. Sænkning af kompressionsforholdet vil forårsage utilstrækkelig forbrænding. Desuden er benzinmotorens omdrejningshastighed højere end dieselmotorens, og luftstrømmen ændrer sig meget, hvilket nemt kan få turboladeren til at reagere efter forsinkelse. Som svar på en række problemer, der opstår, når benzinmotorer bruger turboladere, har ingeniører foretaget målrettede forbedringer én efter én, så benzinmotorer også kan bruge udstødningsgasturboladere.
Intercooler
Temperaturen stiger, hvilket ikke kun påvirker inflationseffektiviteten, men også let forårsager deflagrering. Derfor er det nødvendigt at installere en enhed, der reducerer indsugningsluftens temperatur, som er en intercooler. Den er installeret mellem turboladerens udløb og indsugningsrøret for at afkøle luften, der kommer ind i cylinderen. Intercooleren er som en radiator, der køles af vind eller vand. Luftens varme slipper ud til atmosfæren gennem afkøling. Ifølge test kan en intercooler med god ydeevne ikke kun opretholde motorens kompressionsforhold på en vis værdi uden at forårsage banker, men også reducere temperaturen og øge indsugningstrykket, hvilket yderligere øger motorens effektive effekt.
pumpehjul
Da benzinmotorens omdrejningstal er bredt, og luftstrømmen ændrer sig meget, er turboladerens kompressionsløbehjulsform et komplekst tre-dimensionelt buet ultra-tyndvægget pumpehjul. Der er generelt 12 til 30 blade arrangeret i en radial kurve. Bladtykkelsen er mellem Under 0,5 mm, den er lavet af aluminium ved hjælp af en speciel støbemetode. Kvaliteten af klingeformen påvirker direkte ydeevnen af den turboladede motor. Jo mere fornuftigt løbehjulets form og vinkel er, jo lettere er massen, jo mere følsom er løbehjulets opstart, og jo mindre "reaktionsforsinkelse" er turboladerens iboende defekt.
Deflagrationssensor
Udover at sænke temperaturen for at reducere muligheden for deflagrering, skal der anvendes en deflagrationssensor. Dens funktion er, at når der opstår deflagrering, vil sensoren straks tilbagekoble informationen til motorens ECU (elektronisk kontrolenhed) kontrolsystem, når den registrerer unormale vibrationer, og vil antænde motoren. Forsink timingen lidt, og genoptag derefter normal tændingstidspunkt, når deflagrering ikke forekommer.
andre
Da hastigheden på en bilbenzinmotor er højere end for en dieselmotor, er luftstrømmens hastighed hurtig, og udvalget af ændringer er stort, så dens turbolader har højere krav. Moderne bilmotorer har generelt vedtaget elektroniske indsprøjtningssystemer. Med samarbejdet mellem elektronisk styreteknologi og nye materialer vil anvendelsen af turboladere på benzinmotorer blive mere og mere almindelig.
Udstødningsturboladere, der bruges i biler, bruger alle et enkelt-indløbsturbinehus, hvilket betyder, at kun trykenergien fra udstødningsgassen bruges uden brug af anden hjælpeenergi. Da bilmotorens hastighedsområde er stort, skal udstødningsturboladeren have en justeringsanordning, så motoren kan opnå et relativt konstant ladetryk inden for et bestemt hastighedsområde. Derudover bruger benzinmotoren gnist-tænding, og dens kompressionsforhold er begrænset til et bestemt område. Hvis det er for højt, vil det forårsage deflagration. Derfor kræves der en deflagrationsdetekterings- og kontrolmekanisme for at justere tændingsfremføringsvinklen til enhver tid.
En bils udstødningsturbolader er generelt installeret nær udstødningsrøret. Turbinen og pumpehjulet er installeret i henholdsvis turbinekammeret og kompressoren. De to er koaksialt stift forbundet og roterer synkront.
Når overladning ikke er påkrævet, såsom ved tomgang, eller når der er tegn på bankning, vil en del af udstødningsgassen slippe ud gennem bypass-ventilen og ikke komme ind i turboladeren. Når motorhastigheden når 2.000 rpm, lukker magnetventilen bypass-ventilen for at lede udstødningsstrømmen til siden af turbinen, hvilket får turbinen til at rotere. Der er også et design, der justerer vinklen på turbinebladene for at justere turbinehastigheden gennem ændringer i modstanden og derved ændre mængden af boost.
Afkøling af luften kan krympe luften og øge dens massefylde, hvilket tillader mere luft at blive proppet i samme volumen og forhindrer deflagrering. Derfor er bilernes turboladere udstyret med en intercooler. Denne intercooler er generelt luft-kølet og installeret foran, ved siden af eller i en separat position af motorkøleren, ved at bruge bilens modkørende luftstrøm eller dens egen ventilator til afkøling.
Den vigtigste del af turboladeren er lejet. Denne type leje, som er navngivet efter sin smøreform, kaldes et "fuldt flydende leje". Den har ekstrem høj driftshastighed og barskt arbejdsmiljø. Derfor er det meget vigtigt at sikre smøring. Hvis olietilførslen er langsom på grund af lavt olietryk, kan det beskadige lejerne og få turboladeren til at svigte. Denne type fejl vil ikke forekomme under normal motorstart, men hvis motoren startes for første gang efter udskiftning af olie og oliefilter, vil der forekomme langsom olietilførsel, hvilket medfører, at lejerne mangler oliesmøring. I dette tilfælde er det nødvendigt at køre i tomgang i cirka 3 minutter efter start, og hastigheden kan ikke øges direkte til turboladerens starthastighed. På samme måde må du ikke standse motoren umiddelbart efter at have kørt med høj hastighed eller kørt op ad bakke. Hold motoren kørende i tomgang i ca. 1 minut, så turboladerens lejer, der fortsætter med at køre, ikke mangler olie. Derfor skal bilister, der bruger turbolader, følge producentens anvisninger og være meget opmærksomme på kvaliteten af motorolien. Det er ikke tilrådeligt at køre turboladere som almindelige biler.
Supercharger klassificering
For at en bil kan køre hurtigt, har den brug for stærk kraft. På nuværende tidspunkt kan elsystemet i biler groft opdeles i to kategorier: naturligt luftindtagssystem og superladet luftindtagssystem. Blandt europæiske sportsvogne, bortset fra BMW, som stadig insisterer på at bruge naturligt aspirerede motorer, har andre bilfirmaer indført superladningssystemer for at forbedre deres køretøjers ydeevne. For eksempel bruger Mercedes-Benz sportsvogne superladningssystemer, og Shenbao Automobile bruger superladningssystemer. Ophavsmanden til turboladning. I de senere år er japanske biler også begyndt at bruge turboteknologi i vid udstrækning. Det naturligt aspirerede system installerer ikke nogen form for supercharger, men bruger kun det negative tryk, der genereres af stemplets nedadgående bevægelse, til at suge blandingen ind. Selvom det naturligt aspirerede system kan opnå større hestekræfter gennem det variable ventiltimingssystem, er effektforbedringen meget begrænset. For effektivt at øge motorens udgangseffekt kan det siges at være en effektiv måde at bruge et overladningssystem.
Almindelige motoroverladningssystemer omfatter mekanisk overladning og udstødningsturboladning.
Superladet
Motoren driver mekanisk en supercharger til supercharge, hvilket kaldes supercharger. Når en motor er superladet, driver motorens krumtapaksel normalt superladeren gennem et gear. Superchargers bruger generelt centrifugal- eller Roots-kompressorer, og nogle bruger skruekompressorer. I de senere år er nye mekaniske scroll-superladere også begyndt at blive brugt i udlandet. Fordi kørsel af kompressoren bruger en vis mængde motorydelse, er den termiske virkningsgrad af en kompressormotor ikke nødvendigvis forbedret, og nogle gange er den endda lavere end for en ikke-kompressorforbrændingsmotor. Ved valg af ladetryk er det først og fremmest nødvendigt at sikre, at det nødvendige gennemsnitlige effektive tryk kan opnås, og for det andet at opnå det lavest mulige brændstofforbrug. Disse to krav er ofte modstridende for overladning. Hvis det gennemsnitlige effektive tryk forfølges, vil det uundgåeligt føre til en reduktion i mekanisk effektivitet og en stigning i brændstofforbruget. Derfor bør valget af ladetryksværdien søge et godt kompromis mellem effekt og brændstofforbrug. Supercharger-systemer er i øjeblikket almindeligt anvendt i europæiske biler. Fordi kompressorens kompressor kører kontinuerligt drevet af krumtapakslen, forårsager den ikke turboforsinkelse som en turbolader. Selvom superladning kun kan øge udgangseffekten med omkring 10 % til 20 %, er glatheden og kontinuiteten uden for rækkevidde af turboladede motorer.
turboladning af udstødningsgas
Brugen af motorens udstødningsenergi til at drive en turbolader kaldes udstødningsturboopladning (benævnt turboopladning). Som vist på figuren er udstødningsgasturboladesystemet vist. Det karakteristiske ved udstødningsturbolader er, at der ikke er nogen mekanisk forbindelse mellem turboladeren og motoren. De er forbundet med luftveje. Fordi det arbejde, der forbruges af kompressoren, er en del af den energi, som turbinen genvinder fra udstødningsgassen, kan den turboladede motor ikke kun øge motorens kraft, men også forbedre dens termiske effektivitet og reducere brændstofforbruget. Hvis du ser Turbo- eller T-logoet bag på en bil, betyder det, at den motor, der bruges i bilen, er turboladet. En turbolader er faktisk en luftkompressor. Den bruger inertien af den udstødningsgas, der udledes fra motoren, til at drive en turbine. Turbinen driver igen et koaksialhjul for at komprimere luften, der sendes fra luftfilterrøret, så luften sættes under tryk og kommer ind i cylinderen. Når motorhastigheden stiger, øges udstødningsgasudledningshastigheden og turbinehastigheden også samtidigt. Løbehjulet komprimerer mere luft ind i cylinderen. Det øgede tryk og densitet af luften kan forbrænde mere brændstof. Øg derfor oliemængden og juster motorhastigheden. Det kan øge motorens udgangseffekt.
