Twin Turbo систем
содржина
Ако дизел моторот е опремен со турбина стандардно, тогаш бензинскиот мотор може лесно без турбополнач. Како и да е, во модерната автомобилска индустрија, турбополначот за автомобил повеќе не се смета за егзотичен (детално за каков вид на механизам станува збор и како работи, опишано е во друг напис).
Во описот на некои нови модели на автомобили се споменува такво нешто како битурбо или близнак турбо. Да разгледаме за каков систем станува збор, како работи, како може да се поврзат компресорите во него. На крајот од прегледот, ќе разговараме за добрите и лошите страни на близнакот турбо.
Што е Twin Turbo?
Да почнеме со терминологијата. Фразата битурбо секогаш ќе значи дека, прво, ова е тип на мотор со турбополнач, и второ, шемата за присилно вбризгување воздух во цилиндрите ќе вклучува две турбини. Разликата помеѓу битурбо и твин-турбо е што во првиот случај се користат две различни турбини, а во вториот се исти. Зошто - ќе дознаеме малку подоцна.
Theелбата да се постигне супериорност во трките ги принуди производителите на автомобили да бараат начини за подобрување на перформансите на стандарден мотор со внатрешно согорување без драстични интервенции во неговиот дизајн. И најефикасното решение беше воведување на дополнителен вентилатор за воздух, поради што поголем волумен влегува во цилиндрите, а ефикасноста на единицата се зголемува.
Оние кои барем еднаш во животот возеле автомобил со мотор на турбина, забележале дека сè додека моторот не се врти до одредена брзина, благо речено, динамиката на таквиот автомобил е слаба. Но, штом турбо започне да работи, одзивноста на моторот се зголемува, како азотен оксид да влегол во цилиндрите.
Инерцијата на ваквите инсталации ги поттикна инженерите да размислат за создавање на друга модификација на турбините. Првично, целта на овие механизми беше токму да се елиминира овој негативен ефект, што влијаеше на ефикасноста на системот за внесување (прочитајте повеќе за тоа во друг преглед).
Со текот на времето, започна да се користи турбо полнење со цел да се намали потрошувачката на гориво, но во исто време да се зголемат перформансите на моторот со внатрешно согорување. Инсталацијата ви овозможува да го проширите опсегот на вртежен момент. Класичната турбина ја зголемува брзината на протокот на воздух. Поради ова, во цилиндерот влегува поголем волумен од оној на аспирираниот, а количината на гориво не се менува истовремено.
Поради овој процес, компресијата се зголемува, што е еден од клучните параметри што влијаат на моќноста на моторот (за тоа како да се измери, прочитај тука) Со текот на времето, ентузијастите за подесување автомобили веќе не беа задоволни од фабричката опрема, па компаниите за модернизација на спортски автомобили почнаа да користат различни механизми кои вбризгуваат воздух во цилиндрите. Благодарение на воведувањето на дополнителен систем за притисок, специјалистите успеаја да го прошират потенцијалот на моторите.
Како понатамошна еволуција на турбо-моторите, се појави системот Twin Turbo. Во споредба со класичната турбина, оваа инсталација ви овозможува да отстраните уште поголема моќност од моторот со внатрешно согорување, а за enthusубителите на автоматско прилагодување обезбедува дополнителен потенцијал за надградба на нивното возило.
Како работи Twin Turbo?
Конвенционален аспириран мотор работи на принципот на влечење на свеж воздух со помош на вакуум создаден од клипови во влезниот тракт. Како што протокот се движи по патеката, мала количина на бензин влегува во неа (во случај на бензински мотор), ако станува збор за карбуратор или се инјектира гориво поради работата на инјекторот (прочитајте повеќе за тоа што видови присилно снабдување со гориво).
Компресијата во таков мотор директно зависи од параметрите на приклучните шипки, волуменот на цилиндерот итн. Што се однесува до конвенционалната турбина, работејќи на проток на издувни гасови, неговото работно коло го зголемува воздухот што влегува во цилиндрите. Ова ја зголемува ефикасноста на моторот, бидејќи повеќе енергија се ослободува при согорување на смесата воздух-гориво и вртежниот момент се зголемува.
Twin turbo работи на сличен начин. Само во овој систем се елиминира ефектот на „размислувањето“ на моторот додека се врти работното коло на турбината. Ова се постигнува со инсталирање на дополнителен механизам. Мал компресор го забрзува забрзувањето на турбината. Кога возачот ќе ја притисне педалата за бензин, таквиот автомобил забрзува побрзо, бидејќи моторот речиси веднаш реагира на дејството на возачот.
Вреди да се спомене дека вториот механизам во овој систем може да има различен дизајн и принцип на работа. Во понапредна верзија, се врти помала турбина со помалку силен проток на издувни гасови, што го зголемува влезниот проток при помали брзини, а моторот со внатрешно согорување не треба да се врти до границата.
Таквиот систем ќе работи според следнава шема. Кога моторот е вклучен, додека автомобилот е во мирување, единицата работи со брзина на мирување. Во влезниот тракт се формира природно движење на свеж воздух поради вакуумот во цилиндрите. Овој процес е олеснет од мала турбина која започнува да ротира при ниски вртежи во минута. Овој елемент обезбедува мало зголемување на влечењето.
Како што вртежите на коленестото вратило се зголемуваат, издувот станува поинтензивен. Во тоа време, помалиот полнач се врти повеќе и вишокот на проток на издувни гасови почнува да влијае на главната единица. Со зголемување на брзината на работното коло, зголемениот волумен на воздух влегува во влезниот тракт поради поголемиот удар.
Двојното засилување ја елиминира грубата смена на моќноста што е присутна кај класичните дизели. Со средна брзина на моторот со внатрешно согорување, кога големата турбина штотуку почнува да се врти, малиот суперполнач ја достигнува својата максимална брзина. Кога повеќе влегува воздух во цилиндерот, се создава притисок на издувните гасови, управувајќи го главниот суперполнач. Овој режим ја елиминира забележливата разлика помеѓу вртежниот момент на максималната брзина на моторот и вклучувањето на турбината.
Кога моторот со внатрешно согорување ја достигнува својата максимална брзина, компресорот исто така го достигнува граничното ниво. Дизајнот на двојно засилување е дизајниран така што вклучувањето на голем суперполнач спречува преоптоварување на помалиот колега од преоптоварување.
Двојниот автомобилски компресор обезбедува притисок во системот за вшмукување што не може да се постигне со конвенционалното полнење. Во моторите со класични турбини, секогаш постои турбо заостанување (забележлива разлика во моќноста на енергетската единица помеѓу достигнување на нејзината максимална брзина и вклучување на турбината). Поврзувањето на помал компресор го елиминира овој ефект, обезбедувајќи мазна динамика на моторот.
Во двојно турбо полнење, вртежен момент и моќност (прочитајте за разликата помеѓу овие концепти) во друг напис) на енергетската единица се развива во поширок опсег на вртежи во минута од оној на сличен мотор со еден полнач.
Видови шеми за напојување со два турбо полначи
Значи, теоријата за работа на турбополначите ја докажа нивната практичност за безбедно зголемување на моќноста на енергетската единица без промена на дизајнот на самиот мотор. Поради оваа причина, инженери од различни компании развија три ефективни типа на двојно турбо. Секој тип на систем ќе биде уреден на свој начин, и ќе има малку поинаков принцип на работа.
Денес, во автомобилите се инсталираат следниве типови на системи со двојно турбо полнење:
- Паралелно;
- Доследно;
- Зачекори.
Секој тип се разликува во дијаграмот за поврзување на вентилаторите, нивните големини, моментот кога секој од нив ќе биде ставен во функција, како и карактеристиките на процесот на притисок. Ајде да го разгледаме секој тип на систем одделно.
Дијаграм за паралелно поврзување на турбината
Во повеќето случаи, паралелен вид турбо полнење се користи во мотори со дизајн на цилиндричен блок во форма на V. Уредот на таков систем е како што следува. Потребна е по една турбина за секој дел од цилиндарот. Тие имаат исти димензии, а исто така одат паралелно едни со други.
Издувните гасови се рамномерно распоредени во издувниот тракт и одат во секој турбополнач во исти количини. Овие механизми работат на ист начин како и во случај на мотор во линија со една турбина. Единствената разлика е во тоа што овој вид битурбо има два идентични вентилатори, но воздухот од секој од нив не се дистрибуира преку деловите, туку постојано се инјектира во заедничкиот тракт на системот за внесување.
Ако ја споредиме таквата шема со единствен турбински систем во линија за напојување, тогаш во овој случај дизајнот на двојно турбо се состои од две помали турбини. Ова бара помалку енергија за да ги вртат нивните работни работници. Поради оваа причина, суперполначите се поврзани со помала брзина од една голема турбина (помалку инерција).
Овој аранжман го елиминира формирањето на такво нагло турбо заостанување, што се случува кај конвенционалните мотори со внатрешно согорување со еден суперполнач.
Секвенцијално вклучување
Серијалот Битурбо тип предвидува и инсталирање на два идентични вентилатори. Само нивната работа е различна. Првиот механизам во таков систем ќе работи на трајна основа. Вториот уред е поврзан само во одреден режим на работа на моторот (кога се зголемува неговото оптоварување или се зголемува брзината на коленестото вратило).
Контролата во таков систем ја обезбедува електроника или вентили кои реагираат на притисокот на протокот што поминува. ECU, во согласност со програмираните алгоритми, одредува во кој момент да го поврзе вториот компресор. Неговиот погон е обезбеден без вклучување на индивидуалниот мотор (механизмот сè уште работи исклучиво на притисок на струјата на издувните гасови). Контролната единица ги активира активаторите на системот што го контролира движењето на издувните гасови. За ова, се користат електрични вентили (во поедноставни системи, ова се обични вентили кои реагираат на физичката сила на протокот што тече), кои го отвораат / затвораат пристапот до вториот вентилатор.
Кога контролната единица целосно го отвори пристапот до работното коло на втората брзина, двата уреди работат паралелно. Поради оваа причина, оваа модификација се нарекува и сериско-паралелна. Работата на двата вентилатори овозможува да се организира поголем притисок на влезниот воздух, бидејќи нивните работни напојувања се поврзани со еден влезен тракт.
Во овој случај, инсталирани се и помали компресори отколку во конвенционален систем. Ова исто така го намалува ефектот на турбо заостанување и го прави достапен максималниот вртежен момент при помали брзини на моторот.
Овој вид битурбо е инсталиран и на дизел и на бензински погони. Дизајнот на системот ви овозможува да инсталирате не дури два, туку три компресори поврзани во серија едни со други. Пример за таква модификација е развојот на BMW (Triple Turbo), кој беше претставен во 2011 година.
Чекор шема
Сценираниот систем со двојно скролување се смета за најнапреден тип на двојно турбо полнење. И покрај фактот дека постои од 2004 година, двостепениот тип на преполнување ја докажа својата ефикасност најтехнички. Овој Twin Turbo е инсталиран на некои типови дизел мотори развиени од Opel. Засилениот пандан на Борг Вагнер Турбо Систем е опремен со некои мотори со внатрешно согорување БМВ и Каминс.
Шемата за турбополнач се состои од два различни полначи со големина. Тие се инсталираат последователно. Протокот на издувни гасови се контролира со електро-вентили, чија работа е електронски контролирана (има и механички вентили кои се водат од притисок). Дополнително, системот е опремен со вентили кои ја менуваат насоката на протокот на празнење. Ова ќе овозможи да се активира втората турбина и да се исклучи првата, за да не пропадне.
Системот го има следниот принцип на работа. Во колекторот за издувни гасови е инсталиран бајпас вентил, кој го прекинува протокот од цревото што оди кон главната турбина. Кога моторот работи при ниски вртежи во минута, оваа гранка е затворена. Како резултат, издувните гасови минуваат низ мала турбина. Поради минималната инерција, овој механизам обезбедува дополнителен волумен на воздух дури и при ниски оптоварувања на ICE.
Тогаш протокот се движи низ работното коло на главната турбина. Бидејќи неговите сечила почнуваат да ротираат со поголем притисок додека моторот не достигне средна брзина, вториот механизам останува неподвижен.
Во влезниот тракт постои и бајпас вентил. При мала брзина, тој е затворен, а протокот на воздух оди практично без вбризгување. Кога возачот ја зголемува брзината на моторот, малата турбина се врти повеќе, зголемувајќи го притисокот во влезниот тракт. Ова пак го зголемува притисокот на издувните гасови. Бидејќи притисокот во издувната линија станува се посилен, отпадната порта е малку отворена, така што малата турбина продолжува да ротира, а дел од протокот е насочен кон големиот вентилатор.
Постепено, големиот вентилатор почнува да ротира. Како што се зголемува брзината на коленестото вратило, овој процес се интензивира, што го прави вентилот повеќе отворен, а компресорот се врти во поголема мера.
Кога моторот со внатрешно согорување достигнува средна брзина, малата турбина веќе работи максимално, а главниот суперполнач штотуку започна да се врти, но не го достигна својот максимум. За време на работата на првата фаза, издувните гасови минуваат низ работното коло на малиот механизам (додека неговите сечила ротираат во системот за внесување) и се отстрануваат на катализаторот преку сечилата на главниот компресор. Во оваа фаза, воздухот се вшмукува преку работното коло на големиот компресор и поминува низ ротирачката помала опрема.
На крајот од првата фаза, отпадната порта е целосно отворена и протокот на издувни гасови е веќе целосно насочен кон главната работна моќност. Овој механизам се врти посилно. Системот за бајпас е поставен така што малиот вентилатор е целосно деактивиран во оваа фаза. Причината е што кога се постигне средна и максимална брзина на голема турбина, се создава толку силна глава што првата фаза едноставно спречува правилно да влезе во цилиндрите.
Во втората фаза на притисок, издувните гасови поминуваат покрај малото коло, а влезниот проток е насочен околу малиот механизам - директно во цилиндрите. Благодарение на овој систем, производителите на автомобили успеаја да ја елиминираат големата разлика помеѓу големиот вртежен момент при минимални вртежи во минута и максималната моќност при постигнување на максимална брзина на коленестото вратило. Овој ефект бил постојан придружник на кој било конвенционален дизел мотор со погон на полнење.
Добрите и лошите страни на двојното турбо полнење
Biturbo ретко се инсталира на мотори со мала моќност. Во суштина, ова е опремата на која се потпираме за моќни машини. Само во овој случај е можно да се земе оптималниот индикатор на вртежниот момент веќе при пониски вртежи. Исто така, малите димензии на моторот со внатрешно согорување не се пречка за зголемување на моќноста на енергетската единица. Благодарение на двојното турбо полнење, се постигнува пристојна економија на гориво во споредба со неговиот природно аспириран колега, која развива идентична моќност.
Од една страна, има придобивка од опремата што ги стабилизира главните процеси или ја зголемува нивната ефикасност. Но, од друга страна, таквите механизми не се без дополнителни недостатоци. И турбо полнењето со близнаци не е исклучок. Таквиот систем не само што има позитивни аспекти, туку има и некои сериозни недостатоци, поради што некои возачи одбиваат да купат вакви автомобили.
Прво, разгледајте ги предностите на системот:
- Главната предност на системот е елиминирање на турбо заостанувањето, што е типично за сите мотори со внатрешно согорување опремени со конвенционална турбина;
- Моторот полесно се вклучува во режим на напојување;
- Разликата помеѓу максималниот вртежен момент и моќноста е значително намалена, бидејќи со зголемување на притисокот на воздухот во системот за вшмукување, повеќето њутнови остануваат достапни за поширок опсег на брзина на моторот;
- Ја намалува потрошувачката на гориво потребна за да се постигне максимална моќност;
- Бидејќи дополнителната динамика на автомобилот е достапна при пониски вртежи на моторот, возачот не мора да ја врти толку многу;
- Со намалување на оптоварувањето на моторот со внатрешно согорување, абењето на мазива се намалува, а системот за ладење не работи во зголемен режим;
- Издувните гасови едноставно не се испуштаат во атмосферата, но енергијата од овој процес се користи со корист.
Сега да обрнеме внимание на клучните недостатоци на близнакот турбо:
- Главниот недостаток е комплексноста на дизајнот на системите за вшмукување и издувни гасови. Ова е особено точно за новите системски модификации;
- Истиот фактор влијае на трошоците и одржувањето на системот - колку е покомплексен механизмот, толку е поскапо неговото поправање и прилагодување;
- Друг недостаток е поврзан и со комплексноста на дизајнот на системот. Бидејќи се состојат од голем број дополнителни делови, има и повеќе јазли во кои може да се појави кршење.
Одделно, треба да се спомене климата во областа во која работи турбо-полначот. Бидејќи работното коло на суперполначот понекогаш се врти над 10 илјади вртежи во минута, потребно е висококвалитетно подмачкување. Кога автомобилот ќе остане преку ноќ, маснотиите влегуваат во резервоарот, така што повеќето делови на агрегатот, вклучително и турбината, стануваат суви.
Ако го стартувате моторот наутро и управувате со пристоен товар, без претходно загревање, можете да го убиете суперполначот. Причината е што сувото триење го забрзува абењето на деловите што се тријат. За да го отстраните овој проблем, пред да го доведете моторот до големи вртежи, треба да почекате малку додека маслото се пумпа низ целиот систем и стигнува до најоддалечените јазли.
Во летниот период не мора да трошите многу време на ова. Во овој случај, маслото во резервоарот има доволно флуидност, така што пумпата може брзо да ја испумпа. Но, во зима, особено во силни мразови, овој фактор не може да се игнорира. Подобро е да поминете неколку минути на загревање на системот отколку, по краток временски период, да исфрлите пристојна сума за да купите нова турбина. Дополнително, треба да се спомене дека поради постојан контакт со издувни гасови, работното коло на вентилаторите може да се загрее до илјада степени.
Ако механизмот не добие соодветно подмачкување, кое паралелно ја извршува функцијата на ладење на уредот, неговите делови ќе се тријат едни со други суви. Отсуството на филм за масло ќе предизвика нагло зголемување на температурата на деловите, обезбедувајќи им термичка експанзија, и како резултат, нивно забрзано абење.
За да обезбедите сигурна работа на двојниот турбо-полнач, следете ги истите постапки како и за конвенционалните турбо-полначи. Прво, потребно е навремено да се смени маслото, кое се користи не само за подмачкување, туку и за ладење на турбините (за постапката за замена на лубрикантот, на нашата веб-страница има посебен напис).
Второ, бидејќи работните работници на вентилаторите се во директен контакт со издувните гасови, квалитетот на горивото мора да биде висок. Благодарение на ова, јаглеродните наслаги нема да се акумулираат на сечилата, што се меша со слободното вртење на работното коло.
Како заклучок, ние нудиме кратко видео за различните модификации на турбината и нивните разлики:
Прашања и одговори:
Што е подобро би-турбо или твин-турбо? Станува збор за системи за турбо полнење на моторот. Кај моторите со битурбо, заостанувањето на турбото се измазнува и динамиката на забрзување е израмнета. Во твин-турбо систем, овие фактори не се менуваат, но перформансите на моторот со внатрешно согорување се зголемуваат.
Која е разликата помеѓу би-турбо и твин-турбо? Biturbo е сериски поврзан турбински систем. Благодарение на нивното секвенцијално вклучување, турбо дупката се елиминира при забрзување. Твин турбо е само две турбини за зголемување на моќноста.
Зошто ви треба твин турбо? Две турбини обезбедуваат поголем волумен на воздух во цилиндерот. Поради ова, одвратноста е зголемена за време на согорувањето на БТК - повеќе воздух се компресира во истиот цилиндар.
