Turbolader

Das letzte Mal als Pump-Gerat, das von der Kurbelwelle des Motors angetrieben. Aber es gibt eine andere Art von Gerat, die so genannte Turbo-oder Turbo, die Fahrt von der Energie der Abgase vorgesehen ist. Es sind diese Gerate in der Masse Automobil waren am haufigsten. Geschichte In den fruhen zwanzigsten Jahrhunderts Schweizer Ingenieur Alfred Buchi, Vorsitzender der Entwicklung von Dieselmotoren in der Gesellschaft von Sulzer Brothers, entwarf die erste Injektion Gerat, das Energie verbraucht als ein Motor-Abgas. Als Chefingenieur in der Forschungsabteilung des Unternehmens, Herr Buchi im Jahre 1915 vorgeschlagen, den ersten Prototyp Turbodiesel. Leider war es nicht effektiv genug. Bereits im Jahr 1917 eine begrenzte Anzahl von Turboladern hat Flugzeugmotoren wurden in den Ersten Weltkrieg getestet. Dies erlaubt das Flugzeug hoher zu klettern, unter Beibehaltung notwendigen Motorleistung. Ein wenig spater kamen die Turbinen-und Schiffsdieselmotoren. Im Jahr 1920 begann die Firma Mercedes und Fiat ihre Forschung auf dem Gebiet der Turbolader. Automotive Turbolader zum ersten Mal auf die Lastwagen. Die erste derartige Maschine wurde von Schweizer Maschinenfabrik Saurer gebaut. Wahrend des Zweiten Weltkriegs haben Turbolader weithin in der Luftfahrt verwendet und militarische Transportflugzeug. In 1952 ubernahm ein Auto mit einem Turbo-Diesel zum ersten Mal an den Rennen Indianapolis-500. Und der erste serielle turbolegkovushkami wurde Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket und Chevrolet Corvair Monza (1962-1963 gg.).. Ohne schmalern die Verdienste von Herrn Buchi, ist zu sagen, dass die Masse Einfuhrung von Turboladern wegen wurde die Arbeit von William Vullenvebera den spaten 50er und fruhen 60er Jahre. Es war sein Design ist der Vorfahre des modernen Turboladern. Solche namhafte Unternehmen wie Garrett (USA), Holset (England), KKK (Deutschland), IHI und Mitsubishi (Japan), zu einer Zeit erwarb eine Lizenz, um das Design zu verwenden. Anzumerken ist, dass der mechanische Lader bereits mit Erfolg eingesetzt werden. Deshalb ist der Turbolader, eine Nische in diesem Markt zu gewinnen. Nach der ersten Olkrise im Jahr 1973, sind Turbodiesel zunehmend in Nutzfahrzeugen eingesetzt. Kraftstoffverbrauch deckt die hohen Kosten fur die Gerate selbst turbonagnetaniya. Ihre Verbreitung wurde durch hohe Toxizitat in den 80er Jahren ubernommen beeinflusst. Im Jahr 1975 kam der legendare Porsche 911 Turbo. Ein Jahr spater, zeigt 2-Liter-Turbo-Version des Saab die gleichen Features wie die 3-Liter, aber die Atmosphare-Bereich. Im Jahr 1978 begann Renault turboeru in der Formel 1. Zur gleichen Zeit beginnen Buick, Saab und Mercedes Massenproduktion von Autos mit Turbolader. Derzeit Turbolader fest nahm ihren Platz unter der Motorhaube. Und Sie konnen es oft Turbodiesel. Gelegenheit, die sie zunehmend ihre Benzin-Pendants in der Nahe unter Beibehaltung der wesentlichen Vorteile - geringer Verbrauch und Umwelt gut. Benzin-Motoren werden zunehmend auch mit einer Turbine nicht in Bezug auf Geschwindigkeit und Kraft ausgestattet, sondern als ein Mittel zur Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Wie bekannt ist, haben Verbrennungsmotoren (ICE) einen geringen Wirkungsgrad. Diesel-Motoren sind effizienter, aber sie sind nicht ohne Nachteile. So stellt sich heraus, dass etwa 40% der Energie bei der Verbrennung frei mit den Abgasen abgefuhrt wird. Warum nicht diese Verschwendung? Construction Also, was ist der Turbolader oder Turbo? In der Tat ist es das gleiche Kompressor fur Luft-Pumpe, aber seine Fahrt wird nicht von der Kurbelwelle uber einen Riementrieb durchgefuhrt und mit der Energie der Stromung der Abgase. Arbeit Turbolader ist extrem einfach. Die Abgase, die durch die Turbine, bewirken die Drehung des Rotors. Radialverdichter Rad starr an der Rotorachse befestigt und dreht mit der gleichen Rate. Muss auf einmal sagen, dass sie Verdichtergehause unterschiedlich sein konnen im Design, aber es ist eine Kreiselpumpe wurde verbreitet. Je mehr Energie der Abgase haben, desto schneller drehen Sie das Turbinenrad und dementsprechend Kompressoren. Je mehr Luft in die Zylinder zugefuhrt wird, desto mehr Kraftstoff verbrannt werden, die hohere Leistung. Die Haufigkeit der Rotation des Turboladers kann sehr, sehr hoch - uber 150 Tausend / min oder mehr. Das Turbinenrad ist mit der Welle mit Reibschwei?en verbunden. Mit anderen Methoden nicht zu geben die notwendige Genauigkeit der Verbindung. Die Tatsache, dass das Design der Turbinenwelle perfekt ausgeglichen werden muss. Andernfalls wird eingedenk der High-Speed-Fan, sogar einen kleinen Auslauf gewahrleistet Versagen fuhren. Shaft an der Kreuzung des Rades erfolgt in der Regel hohl. Diese Methode ermoglicht es uns, die Warme aus dem Turbinenrad zu reduzieren auf die Welle und verhindert unerwunschte Uberhitzung der Lager. By the way, an den Lagern. So stellt sich heraus, dass das Turbinenrad, unterzogen, um die direkten Auswirkungen der hei?en Abgase, nicht so viel Warme und vor allem, mechanische Beanspruchung, die zu erleben ist die Welle. Turbolader arbeitet mit mehreren Design-Patterns. Und in die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen Ansatzen laufen auf Platz Lagerung der Welle gelagert. Der Turbolader Welle und Lager sie sind extrem anfallig Link. Mit hohen Temperaturen von Abgasen und starker mechanischer Beanspruchung durch hohe Drehzahl der Rotoren verursacht wird, ist dieser Saulen ein ernstes Problem fur die Entwickler. Jetzt konnen Sie Schaltungen mit Kugellagern, aber die am haufigsten verwendeten Lager (zB Bronzebuchsen, etc.). In der Regel fuhren die schwimmende Buchse (dh mit einer Lucke in Bezug auf den Korper und in Bezug auf sich selbst und die Welle). Dies ermoglicht Ihnen, die notwendigen Ol Keil zu halten und reduzieren die interne Leitung Geschwindigkeit, wodurch Druck auf die gesamte Baugruppe. Fett Lagerschmierung System wird durch ICE durchgefuhrt. Au?erdem ist, wie der Motor selbst wird Ol noch mehr Warme aus dem Lager und Gehause zu entfernen, anstatt direkt an den Gleitflachen zu schmieren. Retention von Ol im Inneren der Drehverbindung und verhindern, dass es in der Zone der Kompressor und Turbine sind ebenfalls wichtig und komplex. Vor allem, weil jetzt konnen Sie eine feste tragende Konstruktion, bei der der Rotor gedreht wird in einem Olbad. Verschiedene Arten von Gas-und Ol-Dichtungen sollten nicht nur effektiv eingeengt Ol, sondern auch die hohen Temperaturen standhalten. Bei niedriger Geschwindigkeit Problem der Ol-Leckage steigt starker, da diese Modi sind bereits im Inneren des Lagers Druck hoher. Heute haben die meisten Turbolader Mechanismus, um die Geometrie der Turbine zu andern. Weitere Ring mit verstellbaren Leitschaufeln ermoglicht es Ihnen, den Fluss der Abgase aufrechterhalten werden nicht nur permanent, sondern um sie zu verwalten. So bei niedrigen Drehzahlen, wenn der Strom klein ist, ist der Querschnitt der Turbine reduziert, wodurch sich die Geschwindigkeit der Gase in das Rad, erhoht die Kapazitat. Bei hohen Geschwindigkeiten das gleiche Blatt ist voll offener Eingang Gase, die Erhohung der Kapazitat der Anlage. Diese flexible Regelung ermoglicht es Ihnen, nicht nur erweitern das Spektrum der effizienten Betrieb des Turboladers, sondern auch signifikant den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen. Eine weitere interessante Design-Entscheidung betrifft die Turbinengehause. Grundsatzlich sind diese Anlagen auf gro?e Motoren von Lastwagen benutzt, aber jetzt sind sie zunehmend auf Pkw gefunden. Wir freuen uns uber das Turbinengehause mit zwei parallelen Kanalen sprechen. Die Tatsache, dass der Abgasstrom uneben ist. Vier Zyklen ICE wiederum bedeuten, die Arbeit der Zylinder, die den Abgasstrom Puls macht. Diese Druckschwankungen konnen sich uberschneiden, was die Effizienz der Turbine zu reduzieren. Zwei parallele Kanale konnen Sie verschiedene Streams der Zylinder (z. B. auf einem Kanal des 1. und 4. Zylinder zu betreiben, und die zweite - der 2. und 3.) zu trennen. Jeder Stream wird uber die gesamte Oberflache des Turbinenrad verteilt, unter voller Nutzung der Druckimpulse. Diese Art von Kompressor wird als ipulsnym. Hier ist es angebracht, das Design der vergangenen Jahre erinnern, durch das, was gewundenen Pfad war die Idee zu sehen? Designer-Pionier. Zum Beispiel versuchen, die Energie der Abgase zu maximieren unterliegen zusatzlichen Turbine. Wahrend ein Teil des Abgases in die Turbine Kompressor geleitet, der zweite Teil der rotierenden Turbine, geben ihre Kraft direkt auf die Kurbelwelle. Eine solche kombinierte Einheit machte es moglich, eine ganze Reihe von Machtfrage, aber es ist wahrscheinlich die Komplexitat des Designs war nicht forderlich fur eine weite Verbreitung. Eine weitere Idee ist noch extravagant, aber doch sehr bezeichnend fur die Zeit. Die vorgeschlagenen Projekte von Kraftwerken fur Rennwagen, in denen ein Zweitakt-Motor produziert Gasturbinen fur den Antriebsstrang. By the way, Gasturbinen fur einige Zeit im Rennen verwendet werden, bis sie aufgrund der Tatsache, dass die weiterhin weit verbreiteten Einsatz von Hubschrauber-Kraftwerke konnten zu einem Hubraum von Kolbenmotoren, die letztlich aus dem Motorsport Auto separaten fuhren wurde verboten Industrie. Ein Turbolader mit variabler Turbinengeometrie sorgt fur eine effektive Arbeit, die er nicht nur hoch, sondern bei niedrigen Drehzahlen Vor-und Nachteile Der gro?te Vorteil dieses Antriebs fur die Zirkulation der Luft in die, im Gegensatz zu den mechanischen Lader, von der Kurbelwelle angetrieben, und deshalb verzehrende Kraft direkt vom Motor angetrieben werden Turbolader effektiv unentgeltliche Energie, die in der ordentlichen Motor einfach aus dem Auspuff ausgesto?en werden. Dies macht Turbolader effizienter als mechanische. So zeigen die durchschnittliche grobe Schatzungen, dass der Motor Turbolader bei 1,5% der Kapazitat gewahlt werden, wahrend Zentrifugalgeblase mechanisch - etwa 5% (Roots-Typ, und noch mehr). Zur gleichen Zeit turbo gibt eine sehr hohe Liter - mehr als 300 Liter. mit. mit einem Liter Volumen. Motor mit einem Turbolader kann als 40% hoher als ohne sie geliefert werden. Seltsamerweise aber aufgeladenen Motoren sind sparsamer. Geringe Effizienz des Verbrennungsmotors durch Reibungsverluste und eine geringe thermische Wirkungsgrad (verlor viel Warme). Da die Gro?e des Motors, diese Verluste stark ansteigen. Kleine aufgeladene Motoren sind in dieser Hinsicht bevorzugt. Nun, Sie konnen immer noch Extrakt eine positive Eigenschaft, einen stabileren Betrieb von aufgeladenen Motoren in den hohen Bergen, wo die ublichen atmosfernikam manchmal nicht genug Luft. Die Kombination all den genannten Vorteilen, eine logische Schlussfolgerung, dass die Verwendung von Turboladern auf Sportwagen konnen sehr gute Ergebnisse zu erzielen, wahrend die klassischen Methoden zur Steigerung der ist nicht genug. Es ist auch angebracht, um das Gewicht Komponente zu erwahnen. Per Definition, wiegt ein kleiner Motor weniger als gro?e, die wesentlich fur den Rennsport ist (aber das ist, wenn ihre Verwendung ist verboten). Aber in jedem Fass Honig hat seine eigene Haar in der Suppe. Turbolader sind unvollkommen und haben eine Reihe von Problembereichen. Die wichtigste, wie ich oben sagte - ". Turbolochs" den Effekt von "turboyamy" oder das Fehlen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Kompressor und den Motor fuhrt zu einem Missverhaltnis zwischen Energiebedarf durch den Fahrer des Beschleunigers gegeben und Leistung des Kompressors. Dies geschieht aus einem einfachen Grund. Beim Entfernen des Gaspedals beschleunigen Turbolader wird reduziert. Wenn Sie die Taste erneut das Pedal, wird der Motor nicht in der Lage sofort die notwendigen Kapazitaten zu entwickeln, wahrend der Turbo wieder kommen wird, um ihre Geschwindigkeit. Kampf mit diesen in unterschiedlicher Weise. Sie konnen oft Sicherheitsventile an den Ladedruck Kontrolle und Verringerung der negativen Auswirkungen einiger turbozaderzhki. Es gibt Optionen, wenn Sie die Drosselklappen, spezielle Ventile schlie?en Eingang und Ausgang des Kompressors, Ventilator isoliert losen. Mit keinen nennenswerten Widerstand, sie sind eine Zeit, um sich frei drehen mit wenig Tragheit mit der gleichen Rate. Dies ermoglicht das nachste Mal, wenn Sie das Gaspedal, um die Verzogerung der Turbine zu reduzieren. Der gro?te Nachteil von Turboladern ist immer noch eine geringe Effizienz bei niedrigen Drehzahlen berucksichtigt. Aber vor kurzem, findet dieses Problem seine Losung. Turbine mit variabler Geometrie (siehe oben), die Installation von zwei oder mehr Turbinen im Parallelbetrieb (Biturbo-System, etc.), erhohen den Nutzen des Systems. In diesem Jahr wurden durch die neue Twin-Turbo-Lader von den Firmen BMW und Opel angekundigt. Es verwendet ein Paar von Turbinen in verschiedenen Gro?en und Leistung. Einer hat eine kleine Turbine eine schnelle Reaktion und kann bei niedrigen Geschwindigkeiten (bis zu 1800 U / min.) Hinzuzufugen. Auf mittlerer Geschwindigkeit (bis zu 3000 U / min.) Verbindet das zweite, gro?e Turbine. Und die hohe ist nur eine gro?e, leistungsfahige Turbolader. Mit einem solchen System entladen, wie ein Auto Opel Vectra, mit 1,9-Liter-Dieselmotor mit Turboaufladung Twin-Turbo ausgestattet erzeugt 212 PS. mit. Leistung und 400 Nm Drehmoment (zwischen 1400-3600 U / min.), so dass die Maschine auf 250 Stundenkilometer zu entwickeln und erreichen den Ort mit der Geschwindigkeit von 100 Stundenkilometer in nur 6,5 Sekunden. Diese Eigenschaften machen es zu einem ernsthaften Konkurrenten Dieselmotor seiner Benzin-Geschwister. Turbolader haben die gleichen Nachteile wie Radialgeblase. Um effektiv arbeiten, mussen sie bei sehr hohen Geschwindigkeiten drehen, sogar hoher als die Zentrifuge. Plus-hoher Hitze (ca. 1000 ° C), der Schmierung, Warmeabfuhr, etc. Dies stellt besondere Anforderungen an die verwendeten Materialien. Hohere Temperaturen wirken sich nicht nur die Schmierung der Bauteile des Turboladers, sondern auch fur Umluft: es ist eine scharfe Abkuhlung der Sache. Fur eine effiziente Kuhlung der Ladeluftkuhler wird berechnet und erhoben mit gro?er Sorgfalt. Wie bei jeder Entladung Gerat erfordert einen Turbolader Ventil, uberma?igen Druck nach unten. Da die Turbine ist komplizierter. Hier ist es notwendig, nicht nur Ladedruck zu uberwachen, sondern umgehen die Abgase der Uberdruck in den Abgaskrummer zu reduzieren, und schlie?en zu hohe Drehzahl bei hohen Drehzahlen. Erschien vor kurzem mit Turboladern Elektrosteuerungen Bypass-Ventile (Ersatz bestehender Luft), um mehr Feinabstimmung des Motors zu ermoglichen. Die Autohersteller suchen ein hohes Ma? an Umweltschutz und Kraftstoffverbrauch, und Spezialisten in die Feinabstimmung von Motoren haben die Moglichkeit, entweder den Chip-Tuning oder Austausch des Turboladers fur einen produktiveren mit Feinabstimmung, um gute Ergebnisse in Leistung und Drehmoment zu erreichen. Ich muss sagen, und doch ein anderes Gerat, dass fur die gesamte Lebensdauer eines Lagers Turbolader verlangern wird - die am meisten gefahrdeten Element. Tatsache ist, dass nach der Arbeit bei hoher Geschwindigkeit Turbine zu "entspannen" im Leerlauf. Nach einer Tatigkeit fur mehrere Minuten, die Turbine gekuhlt wird, und es kann ohne Angst vor Uberhitzung Lager gestoppt werden. Das Gerat, genannt Turbo Timer erlaubt die Zundung auszuschalten Ihren Motor nach einer Weile, die entweder Programm oder Gerat, es ist bestimmt automatisch die Temperatur des Motors erfolgen. In Ermangelung eines solchen Gerates Fahrer muss eine "cooling-Modus" auf eigene Faust. COMPREX Speaking von Turboladern, kann man nicht erwahnen, eine sehr interessante Entwicklung, sowie die Integration der Energie der Abgase und mechanischen Antrieb von der Kurbelwelle. Die Idee? Mit dem Prinzip der Wellenfeldsynthese Rotor zum ersten Mal im Jahre 1942, schlug Claude Seyppel von Brown Boveri Company (BBC), Schweiz. Car Mazda 626 Capella war die erste Maschine, auf der Sie installieren COMPREX (Compression-Erweiterung - Kompressions-Erweiterung) als Kompressor fur einen Dieselmotor. Ford Motor Company und Caterpillar haben Projekte mit dieser Art von Kompressor untersucht. Es ist bei Dieselmotoren ist das Gerat funktionierte besonders gut. Die Grundidee des? Die Welle Warmetauscher (das ist manchmal genannt wird) ist wie folgt. Die Herz-Design ist eine zylindrische Wabenstruktur Rotor mit einer Vielzahl von Querschnittsthemen, Langskanale. Von einem Ende zu passen es der Luft, und mit einem anderen - die Abgase. Der Rotor wird von der Kurbelwelle rotiert. An den Enden der Abdeckklappe seiner mit einer besonderen Weise Bypass-Loch angeordnet. Die Kompression ist wie folgt. Die Luft fullt sich mit einem Ende der Kanale des Rotors, der Rotor gedreht wird, sind das andere Ende in die gleichen Kanale Abgase zugefuhrt.