47 поделились 2,4 тыс.просмотров FacebookTwitterTelegram
Для многих слово турбокомпозит не только трудно произносится, но и ассоциируется с чем-то загадочным и непонятным.
Даже люди, считающие себя технически грамотными и разбирающимися в последних технических новинках, не могут сразу дать определение слову турбокомпаунд, хотя впервые оно появилось в терминологии в 1990 году.
Впервые турбомашина была применена на дизельном двигателе DTS 11 01, разработанном шведской компанией Scania в 1990 году, но с какой целью была применена эта техническая новинка, поговорим дальше.
Содержание
Назначение
Целью этого технического новшества было и остается повышение мощности и рабочих характеристик дизельных двигателей.
Принцип работы
Принцип работы турбокомпаунта основан на использовании энергии выхлопных газов, что позволило буквально с нуля увеличить мощность двигателей.
давно известно, что энергия, выделяющаяся при сгорании топлива в двигателе, используется не полностью.
У каждого двигателя разные проценты потребления энергии, но в среднем они:
- Энергия, преобразуемая из тепловой в механическую (полезную) — 40-45%;
- Тепловая энергия, которая расходуется на нагрев деталей двигателя — 20-25%;
- Тепловая энергия, уходящая с выхлопными газами — 30-40%.
Мы ничего не можем поделать с тепловой энергией, которая идет на нагрев двигателя, с ней «борется» специально созданная система охлаждения.
Но вполне возможно использовать 30-40% энергии, которая уходит с выхлопными газами, и ученые это уже доказали.
Первый этап использования энергии
Энергия выхлопных газов для увеличения мощности дизельных двигателей впервые была использована в 1961 году на двигателе DS10 уже известной компании Scania, где впервые был установлен турбонагнетатель.
Многие знают, что турбокомпрессор предназначен для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя, что обеспечивает качественное сгорание топлива и, как следствие, увеличивает мощность двигателя. Впрыск воздуха происходит за счет использования энергии выхлопных газов.
Но эта энергия используется не полностью.
Если брать средние значения, выхлопные газы выходят из цилиндров двигателя при температуре 650-750 градусов.
Проходя через турбину компрессора, их температура падает примерно до 550-650 градусов, а это значит, что теряется около 100 градусов, т.е около 40% энергии используется около 15%, а оставшиеся 25% уходят в водосточную трубу.
Второй этап использования энергии
Для использования остаточной энергии был разработан специальный турбо-составной агрегат, благодаря которому энергия выхлопных газов преобразуется в механическую и через специальный привод передается на коленчатый вал двигателя, увеличивая его мощность.
Выхлопные газы уже выходят из турбины турбоагрегата с температурой 480-500 градусов.
Полезно знать — Что такое интеркулер: назначение, устройство, принципы работы.
Как все работает
- После сгорания топлива выхлопные газы покидают цилиндры двигателя через выпускной коллектор с температурой от 650 до 750 градусов.
- На первом этапе выхлопные газы вращают лопатки турбокомпрессора, мы писали о том, что происходит при этом.
- После выхода из турбонагнетателя выхлопные газы через моторный тормоз (так называемый горный тормоз) попадают в специальную силовую турбину, которая работает со скоростью 55 тысяч об / мин за одну минуту.
- Результирующий крутящий момент через гидравлическую муфту и систему коробки передач поступает на коленчатый вал, оттуда на маховик и коробку передач с частотой до 1900-2000 об / мин.
- И только после этого выхлопные газы попадают в атмосферу.
Роль гидравлической муфты очень важна, поскольку она сглаживает изменение частот турбины турбонагнетателя и маховика.
Практическое применение
Scania нашла широкое применение в качестве турбонагнетателя в дизельных двигателях коммерческих грузовиков.
Возьмем, к примеру, 12-цилиндровый дизельный двигатель DT 12 02, разработанный компанией в 2001 году.
Если раньше, работая как обычный турбодизель ДТ 12 02, он развивал мощность 420 л.с., то после внедрения турбоагрегата его мощность увеличилась до 470 л.с.
По желанию заказчика турбокомпрессорный агрегат может быть установлен практически на любой дизельный двигатель грузовых автомобилей Scania.
Чтобы быть ясным, благодаря введению турбо-смеси было достигнуто следующее:
- Увеличение мощности двигателя при низких оборотах двигателя;
- Экономия топлива;
- Устойчивость двигателя при резкой смене режимов работы автомобиля;
- Плавная работа двигателя без рывков достигается за счет постоянной передачи дополнительной мощности от турбонагнетателя на коленчатый вал, что позволяет сглаживать пульсации нагрузок.
- Более комфортная езда, чем на машине, на которой установлен турбомотор.
Технологии не стоят на месте. Попытка максимизировать производительность двигателя за счет его скрытых возможностей является многообещающим направлением для многих автомобильных компаний, и пример Scania с турбонаддувом является хорошим примером для подражания.
