Autokombi.ru

Авто-портал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое турбокомпаунд и для чего он нужен

Турбокомпаунд

Турбокомпаунд

Турбонаддув

Двигатель, в котором источником движущей энергии является не только сам ДВС (двигатель внутреннего сгорания), а если точнее, то его цилиндропоршневая группа, но и особая силовая группа называется турбокомпаунд. Эта система получила достаточное распространение и встречается очень часто.

Наиболее широкое применение турбокомпаунд нашел в моторах большого объема. Применение этой системы позволяет:

  • Уменьшить нагрузку на КШМ (кривошипно-шатунный механизм).
  • Увеличить экономично почти любого автомобиля.

Целесообразность применения этой технологии в данный момент проявляется к любому мотору.

Турбокомпаунд

Турбокомпаунд

Для лучшего пониманию сути и назначения этой системы нужно понимать, что ДВС крайне далек от совершенства. Как известно, в цилиндре сгорает топливная смесь. От ее сгорания лишь до 45% превращаются во вращательное движение коленчатого вала. Еще 25% этой энергии уходят при тепловых потерях, то есть они нагревают блок двигателя, а еще около 30 — 40 % вовсе просто теряются с выхлопными газами. Установив турбокомпаунд часть потерь с выхлопными газами удается уменьшить и направить их на выработку энергии.

Принцип работы турбокомпаунда

Как известно всем автолюбителям — после сгорания топливной смеси отработавшие газы через выпускной клапан покидают цилиндр и попадают в выпускной коллектор, откуда уходят по выхлопной системе. Турбокомпаунд появляется на их пути и часть газов отлавливаются. Газы поступают в турбокомпрессор и вращают его крыльчатку.

Казалось бы, все просто, но здесь два турбокомпрессора, а не один и турбокомпаунд все же необычное твин турбо. Весь интерес заключается в том, что пойманные газы вращают первую турбину, и она работает на подачу воздуха в цилиндры. А далее газы идут во вторую турбину, которая не создает воздушное давление, а передает свое вращательное движение через привод коленчатому валу. Далее, мы разберемся поэтапно и более подробно на примере обычного дизельного двигателя.

На первом этапе выходящие из выпускного коллектора газы, разогретые до 700 градусов, попадают в турбокомпаунд. На втором этапе выхлопные газы заставляют работать обычный турбокомпрессор. Эта турбина работает на повышение качественности сгорания топливной смеси и создания давления для подачи воздуха в цилиндр.

Тем самым двигатель начинает работать ровнее и повышается его мощность. Далее, газы следуют в непосредственно то, что можно назвать турбокомпаунд.

Читайте так же:
Боремся с кризисом: лучшие автомобили из класса эконом

На входе газы имеют немного под остывший вид — около 600 градусов. Энергия газов немного уменьшилась за счет затрат на первую турбину, но все же крыльчатка второй раскручивается до 50 тысяч оборотов в минуту. Здесь газы еще немного остывают и выходят через стандартную систему выпуска. Четвертый этап турбокомпаунд знаменует себя подачей вращательного движения через передаточные устройства коленчатому валу. В качестве передаточных устройств могут применяться различные муфты и или обычный ремень, или цепь. Передавать напрямую нельзя. Это приведет к не стабильной работе мотора, так как обороты коленчатого вала и крыльчатки турбины сильно различаются. При получении маховиком коленчатого вала энергии вращения от турбины замечается более мягкая работа мотора.

Недостатки турбокомпаунда

Турбокомпаунд также имеет незначительные недостатки. Ими являются более сложная конструкция и усложнение технического обслуживания всего двигателя. Турбокомпаунд также влияет и на цену автомобиля, но чаще всего его можно встретить на большегрузных тягачах, которые и так стоят много. В общем, же это система отличный способ значительно поднят коэффициент полезного действия мотора.

Зачем на двигатель устанавливают турбокомпаунд

Турбокомпаундный двигатель (ТКД) — двигатель внутреннего сгорания, в котором работа газов происходит не только в цилиндропоршневой группе, но и в силовой турбине, связанной с коленчатым валом.

Стремление увеличения эксплуатационных качеств двигателей за счет его скрытых возможностей является перспективным направлением для многих автомобильных компаний и применение турбокомпаунда — характерный тому пример.

Целью создания данного технического новшества, которое впервые было применено шведской компанией Scania в 1990 году, было повышение мощностных и эксплуатационных характеристик дизельных двигателей.

турбокомпрессор, турбокомпаунд

Принцип работы турбокомпаунда основан на использовании энергии отработавших газов, что позволило увеличивать мощность двигателей.

турбокомпрессор, турбокомпаунд

Увы, но энергия, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах, для передвижения автомобиля используется не полностью.

Читайте так же:
Чип-тюниг двигателя – все за и против

В двигателях внутреннего сгорания ориентировочно в механическую (полезную) энергию преобразовывается около 40 – 45%, примерно 20 – 25% (а иногда и больше) — теряется на нагрев деталей, 30 – 40% — уходит с отработавшими газами.

Использовать энергию, которая теряется с выхлопными газами, вполне возможно, и это уже неоднократно доказано.

Первый этап использования энергии отработавших газов производится в турбокомпрессоре. Он предназначен для нагнетания под давлением воздуха в цилиндры двигателя.

Выхлопные газы с температурой 600 – 700 °C поступают в газовую турбину турбокомпрессора, раскручивая её до 55 000 – 100 000 об/мин. Она вращает центробежный компрессор, который нагнетает воздух через впускной трубопровод в цилиндры. Соответственно, большая масса воздуха обеспечивает более полное сгорание даже увеличенной порции топлива, вследствие чего повышается мощность и экономичность двигателя.

Но при этом энергия отработавших газов используется не полностью. Пройдя через турбину выхлопные газы теряют около 100 °C, а значит с 40% энергии используется примерно 15%, а остальные 25% идут в выхлопную трубу.

Для дальнейшего использования оставшейся энергии был разработан специальный турбокомпаундный блок, благодаря которому энергия отработавших газов преобразуется в механическую энергию и через специальный привод передается на коленчатый вал, повышая мощность двигателя.

Из турбины турбокомпаундного блока отработанные газы уже выходят с температурой 480 – 500 градусов.

Что такое турбокомпаунд? Механизм его работы

Турбокомпрессоры, хитроумные механические нагнетатели, улитки — об этом слышали многие автомобилисты хотя бы краями своих ушей. А вот что такое турбокомпаунд, знают все еще немногие владельцы транспорта. Давайте раскроем суть данного понятия и работу механизма в целом.

Что такое турбокомпаунд? Механизм его работы

Начнем с того, что турбокомпаунд ставится лишь на дизельные силовые агрегаты. Он повышает мощность такого движка и иные его технические характеристики. Прибавочную мощность такая система получает, преобразуя утрачиваемую энергию. То есть, аппаратура преобразует и сразу использует в необходимом направлении ту энергию, что него израсходуется бесцельно.

Турбокомпаундный двигатель является классическим примером рециркуляции. Отработанная энергия тут не улетает через трубу, а рационально используется. За традиционным турбокомпрессором поставлена добавочная турбина, приводящая в действие выхлопной поток. Она забирает имеющееся у выхлопа тепло.

Что такое турбокомпаунд? Механизм его работы

Вращается компаунд-турбина быстро — порядка 55000 об/мин. Через ее шестерни, гидромуфту, шестерни ГРМ данное движение передается коленвалу. Путем передачи вращения на них формируется прибавка крутящего момента, от чего изменяется крутящий момент и на маховике. Добавочное количество тяги не порождает повышение топливного расхода. Турбокомпаунд функционирует по следующей схеме:

  1. Из выпускного коллектора ДВС газовые массы идут колоссально горячими — +700с достигает их температура.
  2. Выхлоп используется для привода классического турбокомпрессора, где использование энергии нацелено на повышение эффективности сгорания солярки, в результате чего прибавляются крутящий момент и мощность мотора.
  3. Теперь выхлопы не улетают в атмосферу, а следуют в блок турбокомпаунда.
Читайте так же:
Габаритные огни — что это такое

Что такое турбокомпаунд? Механизм его работы

  1. На входе они все еще горячие — +600С. Энергии еще много, и она должна разгонять вторую турбину до вышеупомянутых 55000 об/мин. Покидая компаунд, газы охлаждаются до +500 С. Далее они уходят по выхлопной системе.
  2. Теперь вращение компаундной турбины должно передаться на коленвал через ряд понижающих передаточных узлов в виде механических передач и гидромуфты. Задача последней правильно согласовать различные частоты вращения маховика и вспомогательной турбины.
  3. Когда вращательное движение должно будет передаться на маховик, наблюдается уменьшение частоты вращения до 1900 об/мин.
  4. Теперь на маховике подрастает момент вращения, отчего вращаться он станет более плавно и устойчиво. Турбокомпаунд может поспособствовать не только приросту мощности, но и общему улучшению работы мотора.

Надеемся, что нам удалось понятно растолковать про турбокомпаунд. Если было полезно, отпишитесь в комментариях, будем признательны.

Турбокомпаунд: история создания и принцип действия

Турбокомпаунд: история создания и принцип действия Новое изобретение, созданное для того, чтобы сохранять энергию, назвали турбокомпаундом. Для чего и что такое турбокомпаунд будет написано ниже.

Те изобретения, вещи и товары, которые изготавливают в Швеции, в основном называют: «сделанными с умом и качественно». Это относится и к шведским дизельным моторам, которые изготавливают специально для машин, основным предназначением которых являются грузоперевозки. Такие двигатели невероятно совершенны, очень надежны и долговечны. Шведские инженеры стали одними из первых конструкторов, которые решили попробовать поставить на дизельный двигатель грузового автомобиля турбонаддув. Это было новейшее решение в конструкции двигателей, в 1961 году на двигателе DS 10 турбонаддув останавливался фирмой Scania.

Почти через сорок лет, в 1990 году фирма Scania выпустила еще один революционный вид двигателя – дизельный двигатель DTS-11 01, оснащенный турбокомпаундом. Рабочий объем этого мощного двигателя составлял 11 литров, и он почти достигал 400 лошадиных сил. Но в двигателе было не все так положительно, в начале выпуска из-за непроработанной и не отрегулированной системы впрыска топлива, работа двигателя проходила не очень хорошо. За пять лет выпуска, было изготовлено около 1500 таких образцов дизельного двигателя.

Читайте так же:
Полная или частичная замена масла в вариаторе: как лучше?

Второе действо модернизации дизельный двигатель с турбокомпаундом претерпел в 2001 году. В выпуск пошел новый дизельный, двенадцатицилиндровый двигатель DT -12 02. Его сделали на основе обыкновенного турбо-дизельного двигателя, прибавив 50 лошадиных сил мощности и получив 470 лошадиных сил.

Новый образец двигателя порадовал автопроизводителей. В 2002 году двигатель, оснащенный турбокомпаундом, был установлен на грузовики фирмы Volvo. Такой двигатель получил название D12D и его мощность достигала 500 лошадиных сил – это на 40 лошадиных сил больше, чем имелось у обычного турбо-дизельного двигателя D12C.

У фирмы Scania в наличии имеется большой выбор двигателей разных мощностей, в диапазоне от 220 до 580 сил, объемами 9, 11, 12 и 16 литров. Некоторые 12 литровые двигатели с мощностью 440 и 470 лошадиных сил изготавливаются турбокомпаундными и устанавливаются на грузовики по пожеланиям клиента.

Турбокомпаундные двигатели будут существовать еще много времени, но вместе с ними прогресс не стоит на месте и проектируются еще многие другие типы двигателей.

Принцип работы турбокомпаунда

В дизельном движке, оборудованном турбокомпаундом, топливо во время сгорания выделяет энергию. Энергия выделяется в тепловом виде. Но далеко не всё количество энергии задействовано для совершения вращения коленчатого вала, а всего 44 процента. Около 21 процента энергии «съедает» система охлаждения. А остальные 35 процентов энергии, вместе с отработанными газами вылетают в виде выхлопа. Когда отработавшие свое газы выходят из камеры сгорания двигателя, то их температура приближена к отметке около 700 градусов по Цельсию. Дальше газы проходят через турбину компрессора и их температура равна приблизительно 600 градусов. Т.е, какое-то количество энергии ушло на приведение в рабочее состояние турбины. Но все-таки в газах энергия еще есть. Чтобы использовать этот остаток, нужно на пути газа сделать еще одну турбину, а от турбины создать привод, который приводит в действие коленвал. На выходе из дополнительной турбины температура понижается до 490 градусов по Цельсию. В это время у двигателя повышается мощность и крутящий момент.

Читайте так же:
Выбор типа зимней резины: шипованная и фрикционная

Схема принципа действия турбокомпаунда

Турбокомпаунд: история создания и принцип действия Первый этап: выхлопные газы, идущие их выпускного коллектора, приходят в систему. В это время температура газов приблизительно равна 700 градусам.

Второй этап: выхлопные газы задействуются для привода обычного турбокомпрессора. В обычном компрессоре энергия – повышает эффективность горения топлива, тем самым увеличивая мощность и крутящий момент в двигателе. Далее выхлопные газы отправляются в блок турбокомпаунда. А в обычном двигателе они бы потратились впустую.

Третий этап: во время входа в турбокомпаундный блок, газы имеют температуру около 600 градусов. Энергия газов разгоняет вторую турбину до оборотов, примерно равных 55000 в минуту. Во время выхода газов из турбины, температура составляет около 500 градусов. После этих действий газы уходят через стандартную систему выпуска.

Четвертый этап: вращательное движение турбины передается с помощью пары понижающих, передаточных устройств. Эти устройства – это гидравлическая муфта и механические передачи. Муфта является согласующим элементом между частотами вращения турбину компаунда и маховика.

Пятый этап: во время передачи движения турбины маховику, частота вращения турбины снижается приблизительно до 1900 оборотов в минуту.

Шестой этап: на маховике повышается вращательный момент, и его работа становится плавной и устойчивой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию