Термините „с турбокомпресор“ и „с компресор“ вече са често срещани в световен мащаб. Докато повечето хора разбират и двата термина като означаващи, че на нещо е дадено повече сила и ускорение или е подобрено, повечето хора не са наясно с технологията, която предава значението на тези думи.Когато става въпрос за подобряване на производителността на двигателя, турбокомпресорът и компресорът са двата основни начина. И двата са методи с принудителна индукция, които споделят общата цел за повишаване на конските сили в двигателите с нормална аспирация. Въпреки че двете технологии понякога се бъркат една с друга или се използват взаимозаменяемо, те се различават.
Какво е принудителна индукция?
Повечето мощност изисква повече въздух
Количеството мощност, която един двигател с вътрешно горене може да произведе зависи преди всичко от това колко гориво може да изгори и колко бързо и ефективно преобразува тази топлина в механична сила. Но горивото изисква въздух (всъщност кислородът, съдържащ се във въздуха), за да се запали, така че максималната мощност на двигателя зависи до голяма степен от това колко въздух може да поеме, за да изгори това гориво. Оттук идва и концепцията за принудително захранване на двигателя с повече въздух, отколкото би погълнал нормално, така че да може да изгаря повече гориво и да произвежда повече мощност. Този допълнителен входящ въздух може да се доставя или от турбокомпресор, или от компресор. Въпреки че и двата са въздушни компресори, тяхната работа и производителност са значително различни.
Две технологии с една цел
Турбокомпресорът използва скоростта и топлинната енергия на горещите (и разширяващи се) отработени газове, изтичащи от цилиндрите на двигателя, за да завърти турбина, която задвижва малък компресор или работно колело, което от своя страна връща повече въздух обратно в двигателя. Компресорът също изпомпва допълнителен въздух в двигателя, но вместо това се задвижва механично от двигателя чрез ремък, който се задвижва от коляновия вал или от електрически двигател.
Турбокомпресор
Турбокомпресорът е компонент, който е инсталиран в двигателя на превозно средство, за да подобри цялостната икономичност и производителност. Ето защо все по-голям брой автомобилни производители избират да произвеждат своите автомобили с турбокомпресор. Турбото се състои от две основни турбини, свързани чрез задвижващ вал. От едната страна нагрятите отработени газове въртят турбина, която е свързана с другата турбина, която изтегля входящия въздух и го компресира. След това този сгъстен въздух се вкарва в двигателя.
Компресор
Компресорът се задвижва механично от двигателя и компресира въздуха над атмосферното налягане, без да създава вакуум, увеличавайки обема на въздуха, преминаващ през всмукателя. Това доставя повече въздух в двигателя, като му дава тласък, позволявайки да се инжектира повече гориво и следователно увеличава мощността на двигателя. Компресорите са разделени на две категории. Компресори с положителен обем и динамични компресори. Компресорите с положителен обем осигуряват постоянно количество налягане, което не се променя много при повишаване на оборотите на двигателя, докато динамичните компресори произвеждат по-високо налягане с повишаване на оборотите на двигателя, както подсказва името.
Турбокомпресор срещу компресор: плюсове и минуси
Всяка от тези технологии за повишаване на производителността има свой собствен набор от предимства и недостатъци.Всеки от тях може да се използва за увеличаване на мощността, икономията на гориво или и двете и всеки има плюсове и минуси. Турбокомпресорите се възползват от част от „безплатната“ енергия, която иначе би била напълно загубена в ауспуха. Задвижването на турбината увеличава противоналягането на отработените газове, което упражнява известно натоварване върху двигателя, но нетната загуба обикновено е по-малка в сравнение с директното механично натоварване, което включва задвижването на компресор. Нарича се „закъснение на усилване“ или „турбо забавяне“ по очевидни причини. Но компресорите могат да осигурят своя тласък почти мигновено, докато турбокомпресорите обикновено страдат от известно забавяне на реакцията, докато налягането на отработените газове, необходимо за завъртане на турбината, се увеличава. Докато основният недостатък на турбото е забавянето на усилването, то на компресора е ефективността. Тъй като компресорът използва собствената мощност на двигателя, за да се върти, той сифонира мощността – все повече и повече с нарастването на оборотите на двигателя. Поради тази причина двигателите с компресор са по-малко ефективни. Но с нарастването на леката хибридизация и 48-волтови електрически системи, можете да очаквате да видите по-голямо използване на компресори, задвижвани от свободно рекуперирана електрическа енергия, съхранявана по време на забавяне и спиране.
Плюсовете и минусите на всеки
Докато турбокомпресорът и компресорът носят значително увеличение на конските сили на двигателите с нормално пълнене, всеки от тях има плюсове и минуси.
Плюсове на турбокомпресора:
- Идеален за двигатели с по-малък обем; често се комбинира с четирицилиндрови двигатели
- По-леко тегло и по-малко влияние върху икономията на гориво
- Като цяло по-ефективна работа на задвижващия агрегат поради възстановяване на загубите на енергия (отработени газове)
- Използва изпускателен вентил, който намалява въглеродните емисии
Плюсове на компресора:
- Произвежда значително повече конски сили от турбокомпресора
- Бързо решение за повишаване на мощността в двигатели с по-голям работен обем с повече цилиндри
- Няма изоставане на мощността, както се вижда при турбокомпресор; доставката на мощност е мигновена
- Осигурява повишаване на мощността, дори и при ниските обороти на двигателя в сравнение с турбокомпресорите
- По-дълъг живот и по-малко топлинно износване от турбокомпресора
Недостатъци на свръхзареждането:
- Повече въглеродни емисии
- По-ниска икономия на гориво поради директното потребление на мощност от двигателя
- По-силен и по-абразивен звук от турбокомпресора
Колко конски сили добавя компресорът?
С използването на компресори, конските сили и въртящият момент на двигателя се увеличават значително в диапазона от 70% до 80%. Тъй като нагнетателят работи с оборотите на двигателя, горивната ефективност също се увеличава. Това е бърз и ефективен начин за повишаване на производителността на превозното средство.
Колко конски сили добавя турбокомпресорът?
Инсталирането на турбокомпресор може да доведе до увеличаване на мощността и въртящия момент с 20% до 30%. В някои ситуации може дори да увеличи мощността до 50% от пиковия капацитет на двигателя.
Какво е турбо лаг?
Turbo lag се дефинира като времето, което отнема между натискането на газта и усещането за прилив на въртящия момент от турбо двигателя. По принцип турбо лаг е времето, необходимо на турбокомпресора, за да поеме въздуха, да се “навие“ и да осигури прилив на мощност към двигателя.
Вреден ли е компресорът за вашия двигател?
Компресорът повишава производителността на автомобила, като генерира въздушно налягане в двигателя, като следователно изгаря повече гориво и от своя страна генерира повече енергия. В допълнение, турбината към компресора може да бъде трансформирана в турбокомпресор, което осигурява по-добри резултати в сравнение с компресор.
Може ли компресорът да увеличи разхода на гориво?
Компресорите могат да увеличат пиковата мощност на двигателя с до 80%, което ги прави добри за състезания, теглене на тежки товари или просто добавяне на вълнение към обичайното шофиране. Компресорът може да изяде до 20% от мощността на двигателя (поради механично съпротивление). Но само защото компресорът може да осигури до 80% увеличение на мощността, смятаме, че това е справедлив компромис.
Как Турбокомпресорите Спестяват гориво?
Когато работят, турбокомпресорите и компресорите най-вече помагат да се изгаря повече гориво, но когато са закрепени към двигател, който иначе би бил твърде малък, за да отговори адекватно на нуждите на автомобила по отношение на ускорение или при теглене и т.н., те помагат да се пести гориво по време на шофиране с ниска мощност. Един от начините да се случи това е чрез намаляване на загубите при изпомпване, които възникват, когато двигател с голям работен обем работи при пет процента отваряне на дросела или по-малко – той трябва да работи усилено, за да изсмуче въздух през предимно затворената дроселова клапа. Същото количество мощност може да изисква 20% отвор на дросела на по-малкия двигател, което води до по-малко работа на изпомпване.
Какво Ще Кажете За Twin Turbo, Biturbo, Quad Turbo И Hot Vee?
Twin-turbo просто означава, че има два турбокомпресора. Те могат да работят независимо (както често се случва при двигатели с конфигурация на vee, където има отделни турбини, работещи от всяка страна на двигателя), или последователно. Когато се използват последователно, малкото и голямото турбо са сдвоени, като в този случай малкото се навива бързо, за да намали забавянето на турбото, след което с увеличаване на потока на отработените газове по-голямото турбо започва да осигурява усилване. Естествено, четворно турбо означава, че има четири от тях, както при Bugatti Chiron. Големият му W-16 двигател използва два чифта последователни турбокомпресори.
Какви Са Различните Видове Компресор?
Поради необходимостта да се монтира турбокомпресор близо до ауспуха, неговият форм-фактор се наклони към центробежен (турбинен) компресор от самото начало. Предлагат се и центробежни нагнетатели с ремъчно задвижване и също така са сравнително лесни за монтиране в инсталации за следпродажбено модернизиране. Компресорът от спирален тип G-Lader беше предпочитан от Volkswagen за известно време. Този странен дизайн включва чифт заплетени спирали, които включват много триене и се оказаха проблематични. Компресорът с плъзгащи се лопатки е друг дизайн, който не е използван много в автомобилните приложения. Последният тип, който си струва да се спомене, е компресорът с вълни под налягане, известен като система Comprex. Той разполага с въртящ се цилиндър, разделен на множество камери, отворени в двата края. Единият край е изложен на изпускателния поток, а другият към всмукателния. Изпускателните импулси изтласкват входящия въздух към страната на всмукване, преди тръбата да бъде затворена отново, отразявайки импулсната вълна на изпускателната система обратно към изпускателната страна. На връщане камерата отново е изложена на всмукателния отвор, където въздухът навлиза зад отдръпващата се вълна. Има известно смесване на газовете и работи само при ниски обороти на двигателя, така че е най-подходящ за дизели.
И победителят е
Turbocharger vs Supercharger е широко обсъждана тема от дълго време.
Автомобилните производители са решили: турбокомпресорът печели с голяма разлика. Не става дума толкова за мощност, а по-скоро за разход на гориво. Изискванията за непрекъснато подобряване на икономията на гориво, строгите стандарти за емисии на парникови газове и желанието на клиентите за добър пробег на гориво накараха производителите на автомобили да използват турбокомпресори, а не компресори. Турбокомпресорът даде възможност на автомобилните производители да заменят много V-6 с по-ефективни турбокомпресирани редови четворки, които осигуряват поне еквивалентна мощност и често по-голям въртящ момент на гумите, докато турбо-шестици заменят много V-8 в спорта с по-високата производителност.
Накъде ще се насочат нещата в бъдеще?
Въпреки че поговорката гласи, че „няма заместител на работен обем“, турбокомпресорите и компресорите са много ефективни начини за получаване на повече мощност и производителност от всеки двигател. Но всяка система идва с уникален набор от компромиси. За тези, които искат да балансират производителността с икономия на гориво и ефективност, турбокомпресорът е по-добрият избор. За тези, които се интересуват повече от простото решение за необработените конски сили, по-вероятно е компресорът. Електрическите турбини вероятно ще бъдат по-често срещани в бъдещите превозни средства, където електрически двигател навива турбото при ниски обороти, произвеждайки полезен тласък, докато изгорелите газове са достатъчни за захранване на турбото. Точно това се случва във Формула 1 със системата ERS и това е решението на най-големия недостатък на турбото – забавянето на турбото.
ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
