2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление на выхлопе двигателя

Давление в выхлопной системе. Часть 1.

Вступление: надо на драйве добавить категорию «Эксперимент», а то не знаю в какую категорию добавлять запись. Я просто у себя настроил фильтр отображения новостей, чтобы мне не отображало например про Автозвук и тд.
Вторая часть
Третья часть

Кому насрать на громкость своего выхлопа, и у кого турбина не склонна к передуву просто ставьте 76 прямую трассу и не парьтесь, и можете не читать дальше.

Я наигрался и с громким выхлопом и с неравнодлинным коллектором. Сейчас у меня стоит очень тихий выхлоп, это подвердят все кто ездил со мной. На нагрузке звук очень похож на эволюшн, хлестающий звук. Записать пробывал толком не получилось, единственное где он похож на себя это на отрывке из этого видео. Я на импрезе справа:

Увидел вот эту запись и тоже захотел проверить так как выхлоп тихий и скорее всего затычный, но на глаз то у нас не определяется затычность выхлопа. Манометр мне не понравилась идея, я захотел привязать все к оборотам наддуву расходу воздуха и тд и тп, хотя это и не обязательно.
Изготовил вот такую штуку:

Вкрутил и подключил датчик давления (стоковый от впускного коллектора)

Сигнальный провод подключил на вход в мозг задней лямбды.
Соответственно в логе теперь вижу вольты по параметру задней лямбды от 0 до 5.
Ну для начала чтобы узнать тарировку датчика (а именно сколько вольт какое давление) подключил его к впускному коллектору и писал логи.
Вот скайлинг, от сток субару датчика давления 20Х
Тут скайлинг только от 0 и выше.

Ну а дальше самое интересное замеры!

Моя текущая трасса: даунпайп 63 без катов, атмо резонатор средняя часть от какой то атмо субы, задняя часть банка 76 legalis super R, с 60 трубой согнутой смятой в два раза об камень, то-есть там где то 30мм проходное сечение =)

На 3 передаче после 6350 оборотов с педалью в пол давление в выхлопной система 0.38 бар! Нихрена не мало, как писали в той статье должно быть не больше 0.2 бар.
Ну и в целом можете посмотреть как давление растет на графике. Синий график. Красный график давление наддува. Слева по Y три оси.

У Кости koossty оказалась какая то баночка, диаметр у нее меньше, но хотя бы труба не погнута, вообщем поставили её:

Давление упало но все ровно высокое и ровной полочкой 0.285 бар.
Вообщем первым делом уберу погнутую трубу, посмотрю какое давление будет, потом если будет высокое буду думать какой поставить резонатор.
п.с. забавно скачет давление в выхлопе на отсечке от 1 бара до минус сколькито =)

Давление на выхлопе двигателя

  • UA
  • RU
  • EN
(044) 499-78-78
(044) 237-11-54
Региональные
  • UA
  • RU
  • EN
  • Главная
  • Дизельные генераторы
  • Руководство по установке
  • Выхлоп двигателя

Электростанции FG WILSON

Выхлоп двигателя должен быть направлен наружу через правильно спроектированную систему выпуска, которая не создает чрезмерное обратное давление для двигателя. В линию выпуска должен быть включен соответствующий глушитель. Элементы системы выпуска, расположенные внутри генераторной, должны быть изолированы для уменьшения излучения тепла. Открытый конец трубы должен быть оснащен козырьком для защиты от попадания дождя или снега в систему выпуска (или иметь срез под углом 60а к горизонтали). Если в здании имеется система обнаружения дыма, выхлопная труба должна располагаться так, чтобы не вызывать срабатывания этой системы.

Выхлопная труба
Для обеспечения экономичности установки и эффективности работы расположение двигателя должно быть таким, чтобы выхлопная труба имела как можно меньше изгибов и сужений. Обычно выхлопная труба выводится наружу стены здания и поднимается к крыше. В отверстии в стене должен быть предусмотрен рукав для поглощения вибраций, а также компенсатор теплового расширения. См. рисунок 6.1.

Не рекомендуется объединять выпуск двигателя с дымоходом печей или другого оборудования, поскольку создается опасность появления обратного давления, при котором нарушается функционирование остальных устройств. Подобное использование дымохода для нескольких устройств допустимо только, если нет ухудшения характеристик двигателя или другое оборудование допускает использование общего дымохода.

Выхлоп может быть направлен в специальную шахту, которая также служит в качестве выпуска воздуха, проходящего через радиатор и может иметь звукоизоляцию. Воздух, прошедший радиатор, подается ниже выхлопа так, чтобы восходящий воздух смешивался с отработанными газами. См. рисунки 6.2 и 6.3. Глушитель может располагаться внутри шахты или в помещении с выведенным наружу через шахту удлинителем выхлопной трубы. В шахте должны быть установлены лопатки для направления воздушного потока вверх и снижения ограничения потока вентилятора радиатора. Также может использоваться изогнутый контур со звукопоглощающим покрытием для направления потока вверх. Для генераторного агрегата, установленного в пристройке на крыше, в отдельном кожухе или на трейлере, выхлоп и выпуск радиатора могут быть объединены над кожухом без шахты. Иногда для этой цели радиатор устанавливают горизонтально, а вентилятор приводится в действие электродвигателем для получения вертикального потока воздуха.

Рисунок 6.1 Типовая установка системы выпуска

Гибкая секция выхлопной трубы
Гибкая секция между патрубком и трубопроводом системы выпуска должна использоваться для предотвращения передачи вибрации от двигателя к трубопроводу и зданию, а также для изоляции двигателя и трубопровода от действия сил, возникающих в результате теплового расширения, перемещения или действия веса самого трубопровода. Конструкция гибкой секции должна допускать постоянное смещение ± 13 мм (0.5 дюйма) любого конца в любом направлении без повреждений. Секция должна обладать не только гибкостью для компенсации номинальной величины постоянного смещения между трубопроводом и патрубком, но и легко пружинить при ритмичных колебаниях генераторного агрегата на амортизаторах в результате изменения нагрузки. Гибкий соединитель должен быть заказан вместе с генераторным агрегатом.

Изоляция выхлопной трубы
Открытые части системы выпуска не должны находиться вблизи дерева или других горючих материалов. Трубопровод выпуска внутри помещения и глушитель, если он также установлен внутри помещения, должен иметь кожух из подходящего изоляционного материала для защиты персонала и уменьшения температуры помещения. Достаточный слой подходящего изоляционного материала, обернутый вокруг глушителя и трубопровода, и закрепленный кожухом из нержавеющей стали или алюминия, может значительно уменьшить излучение тепла в помещение от системы выпуска.

Минимизация ограничения потока выхлопных газов
Свободное прохождение выхлопных газов через трубу является основой для минимизации обратного давления выпуска. Чрезмерное обратное давление выхлопа существенно влияет на мощность двигателя, его долговечность и потребление топлива. Сопротивление выпуску отработанных газов из цилиндра вызывает неполное сгорание топлива и повышение рабочей температуры. Основными конструктивными факторами, которые могут вызывать обратное давление, являются:

  • Слишком малый диаметр выхлопной трубы
  • Длина выхлопной трубы слишком велика
  • Слишком большое количество изгибов под острым углом в системе выпуска
  • Сопротивление глушителя слишком велико
  • При некоторых критических значениях длины стоячие волны могут вызвать высокое обратное давление
Читать еще:  Что снижает мощность двигателя

Чрезмерного сопротивления системы выпуска можно избежать путем выбора правильной конструкции. Для уверенности в отсутствии проблем, связанных с чрезмерным сопротивлением, договоритесь с дистрибьютором фирмы F.G Wilson о проверке Вашей конструкции.

Влияние диаметра трубы, длины и сопротивления изгибов можно вычислить для гарантии того, что в Вашей системе отсутствует чрезмерное обратное давление. Чем длиннее труба и чем больше изгибов она имеет, тем больший диаметр трубы требуется. Величина обратного давления должна вычисляться на стадии установки для гарантии того, что она будет находиться в рекомендованных для двигателя пределах.

Измерьте длину выхлопной трубы, исходя из Вашей схемы установки. См. рисунок 6.4. Значения расхода выхлопных газов и значения пределов обратного давления возьмите из таблиц технических характеристик генераторного агрегата. Подставляя значения сопротивления глушителя и количество изгибов, вычислите минимальный диаметр трубы. Это значение не должно превышать рекомендованных пределов обратного давления на выхлопе. Необходимо учитывать также ухудшение характеристик и нарастание нагара, которое может увеличить сопротивление.

Сопротивление изгибов является наиболее удобной величиной при вычислении длины эквивалентного прямого участка трубы для каждого колена и суммирования ее с общей длиной трубы. Для изгибов и гибких секций эквивалентная длина прямого участка трубы вычисляется так:

  • Изгиб 45°: Длина (футы) = 0.75 × Диаметр (дюймы)
  • Изгиб 90°: Длина (футы) = 1.33 × Диаметр (дюймы)
  • Гибкие секции: Длина (футы) = 0.167 × Диаметр (дюймы)

Для вычисления величины обратного давления системы выпуска используется следующая формула:

Р = величина обратного в дюймах ртутного столба

С =0.00059 при расходе воздуха от 100 до 400 куб. футов/мин для сгорания топлива
0.00056 при расходе воздуха от 400 до 700 куб. футов/мин для сгорания топлива
0.00049 при расходе воздуха от 700 до 2000 куб. футов/мин для сгорания топлива
0.00044 при расходе воздуха от 2000 до 5400 куб. футов/мин для сгорания топлива

L = длина выхлопной трубы в футах

R = плотность выхлопа в фунтах/куб.фут, R = 41,1 ÷ (Темп.выхлопаáF + 460áF)

Q = расход выхлопных газов в футах/мин*

D = внутренний диаметр выхлопной трубы в дюймах

* Берется из таблицы технических характеристик двигателя

Данная формула справедлива в предположении, что выхлопная труба изготовлена из сортовой стали или ковкого чугуна. Величина обратного давления зависит от чистоты поверхности трубы и растет при увеличении ее шероховатости. Значение константы 41.1 основано на массе воздуха, необходимого для сгорания топлива при номинальной нагрузке в условиях, оговоренных стандартом SAE. О значениях температуры отработанных газов и расхода воздуха смотрите таблицу технических характеристик двигателя. Таблицы перевода в другие единицы измерения приводятся в Глоссарии.

Рисунок 6.4 Измерение длины выхлопной трубы для нахождения величины обратного давления

Противодавление выхлопных газов

Как обратное давление выхлопных газов влияет на мощность автомобиля?

Умудренные опытом автомеханики говорят, что высокое обратное давление выхлопных газов – это плохо. Если вы хотите сохранить максимальную мощность, то должны минимизировать обратное давление выхлопных газов*.

* Немного теории. Противодавление (обратное давление) на выхлопе является давлением, противоположенным току газов из камеры сгорания вдоль по ограниченному пространству трубы (в данном случае автомобильной). Часто причиной появления противодавления являются неровные поверхности стенок выхлопной трубы, препятствия или закругления в ней.

Обратное давление, вызванное установленной выхлопной системой (состоящей из выпускного коллектора, каталитического нейтрализатора, глушителя и соединительных труб) автомобильного четырехтактного двигателя, негативно влияет на эффективность работы двигателя, что приводит к снижению выходной мощности и должно быть компенсировано увеличением расхода топлива.

Немного практики. Возьмем автомобиль с очень «свободно дышащей» выхлопной системой: специальный гоночный автомобиль – драгстэр.

В выхлопной системе этого гоночного аппарата на каждом цилиндре применяется отдельная выхлопная труба. Длина каждой выхлопной трубы не превышает 1 метра, и служат они исключительно для управления потоком выхлопных газов, направляя их вверх и в сторону от двигателя и кузова автомобиля в процессе заезда, используя силу выхлопа для создания небольшого количества дополнительной прижимной силы для повышения тяги.

Смотрите также: Увеличит ли новая выхлопная труба мощность автомобиля

И вроде бы все в этом гоночном болиде ладно сделано и хорошо скроено, но есть одна противоречивая теория, которую время от времени озвучивают как на форумах Рунета, так и на зарубежных ресурсах, посвященных автомобилям. Главный посыл теоретической мысли – нехватка обратного давления в системе отрицательно влияет на мощность. Иными словами, если у вашего автомобиля в выхлопной системе слишком свободный ток выхлопных газов, это может фактически уменьшить выходную мощность.

К счастью, Джейсон Фенске с YouTube объяснил, что в данном случае хорошо, а что не очень.

Главная задача состоит в подборе труб системы правильной длины, от стенок которых волны выхлопных газов будут вовремя отражаться для возврата части энергии обратно, например к тому же цилиндру, во время открытия выпускного клапана, что позволит лучше очистить камеру сгорания от продуктов распада топлива. Буквально провентилировать ее изнутри.

Помимо этого, расчеты инженеров устремляются в сторону создания зон пониженного давления в трубах коллектора – другими словами, вакуума при помощи противодавления. Этот частичный вакуум может фактически высасывать выхлопные газы из цилиндра. Правильно спроектированная система выхлопа увеличивает этот эффект в широком диапазоне оборотов, эффективно очищая цилиндры от отработанных выхлопных газов при помощи точно настроенной формы выхлопной системы.

Двигатель, в котором лучше очищаются цилиндры, будет выдавать большую мощность, будет работать эффективнее, экологичнее и экономичнее. Без верно настроенных труб выхлопа, которые будут правильным образом распределять волны обратного давления, этого добиться будет крайне сложно, и отсюда неминуема потеря мощности.

Смотрите также: Смотрите, как нагревается выхлопная система автомобиля

Тем, кому интересно узнать больше нюансов, можно посмотреть видео, предварительно включив субтитры и выбрав перевод на русский в меню «Настройки» (шестеренка в правом нижнем углу видео).

Величина противодавления, как проверить манометром

Как проверить величину давления в авто? Это должен уметь каждый автомеханик. С помощью вакуумметра измеряется разрежение во впускном коллекторе на повышенных оборотах холостого хода (в пределах от 2000 до 2500 оборотов в минуту). В случае снижения пропускной способности системы выпуска давление в ней возрастает. Это давление называется противодавлением. Если держать двигатель, в котором пропускная способность системы выпуска снижена, на постоянной частоте оборотов, то разрежение во впускном коллекторе постепенно будет снижаться.

Причиной снижения разрежения является то, что отработавшие газы, выбрасываемые в систему выпуска, не успевают полностью пройти через нее из-за ограничения ее пропускной способности. Очень скоро (в пределах минуты) перед препятствием, снижающим пропускную способность системы выпуска, возникает затор отработавших газов и они, в конце концов, остаются в цилиндре в конце такта выпуска. Следовательно, в начале такта впуска, когда при движении поршня вниз давление во впускном коллекторе должно снижаться (разрежение — возрастать), оставшиеся в цилиндре лишние выхлопные газы снижают величину нормального разрежения. При достаточно серьезном ограничении пропускной способности системы выпуска автомобиль вообще может отказаться двигаться, потому что заполнение цилиндров рабочей смесью будет возможным только на оборотах холостого хода.

Читать еще:  Введение курсовой работы ремонт двигателей

Проверка величины противодавления манометром

Величину противодавления в системе выпуска можно прямо измерить с помощью манометра, подсоединив его к системе выпуска отработавших газов. Это можно сделать одним из следующих способов:

  • Воспользоваться старым кислородным датчиком. Из корпуса негодного кислородного датчика выбрасывается начинка и вкручивается переходник для подсоединения вакуумметра или манометра.
  • Использовать клапан рециркуляции отработавших газов (EGR). Для этого необходимо снять клапан рециркуляции с посадочного места и сделать переходник для подсоединения манометра.
  • Переходник можно легко изготовить, вставив в корпус металлический патрубок. Прекрасно подойдет короткий кусок трубки от тормозной магистрали. Эту трубку можно припаять к корпусу кислородного датчика твердым припоем или приклеить эпоксидным клеем. Можно также приспособить к посадочному отверстию кислородного датчика переходник компрессометра, имеющий 18-миллиметровую резьбу.
  • Использовать обратный клапан системы нагнетания воздуха (AIR), обеспечивающей интенсификацию нейтрализации отработавших газов. Для этого необходимо демонтировать такой запорный клапан из выпускной трубы, идущей к одному из выпускных коллекторов. Герметично присоедините трубку одним концом, с надетым на него конусным наконечником, к выпускной трубе, а вторым концом — к манометру.
  • На оборотах холостого хода максимальное противодавление должно быть меньше 1,5 фунта/кв. дюйм (меньше 10 кПа) и меньше 2,5 фунта/кв. дюйм (меньше 15 кПа) — на скорости 2500 оборотов в минуту.

Теория построения выхлопа — DRIVE2

Выхлопная система с низким сопротивлением, начиная от турбины на турбо машинах, или начиная от выпускного коллектора на остальных, — это обязательная основа для получения хорошей мощности. В большинстве случаев, построение высокопоточного выхлопа, должно происходить на начальных стадиях модификаций, так как это относительно недорогая процедура.

Как это работает: Обратное давление выхлопных газов, возникающее за выпускным коллектором — мешает увеличению мощности и поэтому должно быть минимизировано, насколько это возможно.

Уменьшение обратного давление для улучшения выброса газов из камеры сгорания, позволяет загнать в эту камеру больше свежего воздуха и топлива. А как известно, чем больше топлива и свежего воздуха поступит в цилиндры, — тем больше мощности вы получите.

Другое достоинство выхлопных систем с низким сопротивлением — это сокращение потерь на выдохе, другими словами нужно меньше усилий от поршней по выталкиванию сгоревших газов.

Дорожный потенциал высокопоточных систем выхлопа не может быть недооценен, — он дает заметно лучший отклик на нажатие педали акселератора, увеличивает момент и мощность на больших оборотах. Расход топлива тоже как правило ‘улучшается’ — но это больше зависит от ‘Вашего’ стиля езды.

Однако размеры приведенных достоинств значительно разнятся от машины к машине. Турбовые машины обычно достигают больших увеличений мощности от модификации выхлопа, чем атмосферные. Это происходит из-за того, что крыльчатка турбина начинанает вращаться быстрее, что приводит к увеличению давления во впускном коллекторе и рост этот давления происходит более быстро. Будьте осторожны — некоторые компании уверяют в значительном увеличении мощности только от установки правильного выхлопа — очень важно спросить насколько при этом возрастает давление во впускном коллекторе.

Атмосферные двигатели очень чувствительны к дизайну выпускного коллектора, но для начала мы сконцентрируемся чисто на трубной работе, — позади выпускного коллектора. А дизайн самого коллектора обсудим как-нибудь в другой раз.

Давайте поговорим о том — как правильно подобрать компоненты для выхлопа.

Типы глушителей В настоящее время существует два основных типа глушителей: это прямопоточные и обратнопоточные. Когда-то распространенные варианты с перегородкой начинают исчезать, по мере того как до людей доходит тот факт, что выхлопной поток у них мизерный.

Как и следует из названия ПрямоПоточный глушитель (прямоточный) — имеет прямую перфорированную (т.е. всю в дырках) трубу между входом и выходом. Эта перфорированная труба позволяет выхлопным газам расширяться вплоть до внешней стенки. Заметьте что термин прямоточный подходит и для систем которые имеет глушитель с левой и глушитель с правой стороны машины. Такие системы также называются системами со смещенным прямоточным глушителем.

С точки зрения низкого сопротивления потоку, прямоточные глушители это просто находка. Тесты доказывают это, — качественные прямоточные глушители имеют более 90% прямых труб от общей длины. Другими словами, вы теряете всего 10% потока в сравнению с тем, как если бы Вы ездили совсем без глушителя 😉

Обратнопоточные глушители — показывали во все времена что-то в районе 60-70 процентов от потока с прямоточным глушителем. Что не удивительно, если вы взглянете на внутренний дизайн такой системы — выхлопные газы вынуждены двигаться в обратном направлении от их первоначального направления (отсюда и название обратнопоточных), и разворачиваются еще раз перед тем как выйти с обратной стороны глушителя… Так что получается что они делают два 180-градусных разворота, что и приводит к снижению потока в целом. Можно добавить, что некоторые производители обратнопоточных систем вносят изменения в дизайн, но суть от этого не меняется. Дизайн глушителя может создать или испортить работу всей системы в целом. Без сомнения прямоточные глушители являются лидерами. (по этому поводу проводились специальные тесты).

На случай если вы не в курсе, ‘сердечная’ труба — это просто труба, которая была согнута до нужного положения с сердечником внутри, что позволило ей сохранить ‘практически’ полный диаметр. Наибольший плюс от этого — поток газа будет поддерживаться на максимально высоком уровне. Заметьте, что не все ‘сердечные’ трубы одинаково хороши, наилучший вариант когда выход вашего выпускного коллектора совпадает со входом ‘сердечной’ трубы и при этом вся система состоит из 1 (одной) трубы. Однако, на практике, гораздо более распространено изготовление различного рода коротких переходных секций с уже сформированными изгибами. Должен сказать Вам, что это не круто, потому что сварные швы — неизбежно проникающие внутрь такой трубы в таком случае способствуют дополнительному сопротивлению и возникновению завихрений. Талантливый сварщик может помочь проблеме, воспользовавшись точильным камнем (шлифовальным станком), чтобы минимизировать грубости внутри трубы.

‘Больше — лучше’ — это неоспоримо для турбовых машин. После турбины, эти двигатели должны хорошо ‘дышать’, насколько это возможно, и следовательно — больший диаметр трубы позволит пройти большему потоку газов с меньшим сопротивлением. Однако общепринятый стандартный диаметр — 3 дюйма, правда сейчас уже практикуется и 4′. Для атмосферных двигателей есть небольшой аргумент, что для атмосферных двигателей требуется небольшой диаметр трубы для создания обратного давления для оптимальной производительности. Однако, это только теория, на практике не доказана и правильно настроенные зажигание и подача топлива обеспечивают хорошую работу с большими трубами.

Читать еще:  Двигатель brc форд характеристики

Высокопоточная нисходящая труба

Нисходящая труба, которая идет от задней части турбины — это отличное место, чтобы подобрать несколько лошадей. Газы выходящие из турбины — должны иметь возможность делать это очень быстро (стремительно), иначе турбулентность отберет ценных лошадок. Один из методов для поддержания скорости потока газов — это иметь отдельную трубу для выходы из турбины и отдельную для перепускного клапана (wastegate). Этот метод очень часто называют ‘Крикун’ — поскольку выход из перепускного клапана обычно направляется в атмосферу, что производит чертовски много шума. Другая более распространенная альтернатива, это использование большой плавно изогнутой трубы соответствующей креплению на выходе турбины. Это тоже работает хорошо. На заводе обычно устанавливают железную нисходящую трубу (с довольно приличным сопротивлением) и соответственно она может быть успешно заменена.

Высокопоточные современные катализаторы практически не замедляют поток газов (очень незначительно), но почему то очень часто недооцениваются, особенно с точки зрения плюсов которые они дают. Плюсов, вы спросите? Да, — я не ошибся, — именно плюсов. Катализаторы значительно сокращают уровень шума, помогают сохранять атмосферу чистой и держат Вас подальше от лишнего общения с орлами (служителями закона). В наши дни катализаторы относительно дешевы. Если вы все еще скептически относитесь к пропускной способности современных катализаторов, примите во внимание такой факт, что современный 3-х дюймовый катализатор имеет лучшее пропускную способность чем многие 2-х дюймовый тюнинговые глушители.

Изменяемые выхлопные клапана

Изменяемые выхлопные клапана получают все большее распространение на стоковых машинах. Многие выхлопные системы используют изменяемую ‘бабочку’- клапан для уменьшения уровня шума от глушителя на малых оборотах, с сохранением возможности высокопоточного выхлопа на больших оборотах. Угол положения бабочки определяется компьютером (мозгами) в зависимости от положения педали акселератора и нагрузки на двигатель. Похожая система устанавливается к примеру на поставляемые в Австралию Subaru Liberty B4, однако там она работает в зависимости от скорости.

Расположение клапана может отличаться — он может быть как на выходе задней части глушителя, так и на втором входе в задний глушитель.

В качестве тюнинга предлагаются системы изменения потока, которые состоят из большого клапана, вставляемого внутрь выхлопной системы, и блока управления. На маленьких оборотах двигателя — клапан находится в практически закрытой позиции, сокращая уровень шума. При больших нагрузках на двигатель, клапан открывается открывая простор для выхода большого потока газов.

Как работают турбины

Турбина может существенно увеличить мощность двигателя без значительного роста его веса

Когда говорят о гоночных или спортивных машинах, часто всплывает тема турбонаддува. Турбины неизменно сопровождают современные дизеля. Турбина может существенно увеличить мощность двигателя без значительного роста его веса. Это большое преимущество привело к популярности турбин!

Давайте разберемся, как турбина увеличивает мощность, выживая при этом в экстремальных условиях работы. Мы познакомимся с вестгейтами, керамическими лопастями турбин и подшипниками, которые помогают турбинам делать работу еще лучше. Турбины – системы принудительного нагнетания воздуха. Они сжимают воздух. Сжатый воздух дает преимущество по мощности: в двигатель поступает больше воздуха, а это значит, что больше топлива может быть добавлено. Следовательно, каждое сгорание смеси в цилиндре дает больше мощности. Турбированный двигатель в общем случае всегда мощнее аналогичного по объему атмосферного. Двигатель меньшей массы может выдавать больше мощности при наличии наддува.

Чтобы создать давление воздуха, турбина использует поток выхлопных газов из двигателя для раскручивания своей крыльчатки, которая в свою очередь раскручивает воздушный насос. Турбина вращается с частотой до 150,000 об/мин – это в 30 раз быстрее среднего двигателя. Так как турбина работает с выхлопными газами, ей приходится выдерживать большие термические нагрузки.
Чтобы снять больше мощности с двигателя, необходимо увеличить количество топливно-воздушной смеси, которая сгорает в цилиндрах. Один из способов – добавить количество цилиндров или увеличить их объем. Часто эти изменения очень дороги. Турбина дешевле добавляет мощность, и именно поэтому она так популярна на вторичном рынке.


Расположение турбины в машине

Турбина позволяет сгорать большему количеству топлива, увеличивая количество топлива и воздуха в цилиндрах. Типичная прибавка к давлению от турбины – 0.3 – 0.5 бар. Поскольку атмосферное давление на уровне моря 1 бар, легко подсчитать, что в камеры сгорания попадает на 50 % больше воздуха, следовательно увеличение мощности должно доходить до 50%. В действительности, эффект получается 30- 40 %.

Одна из причин этой неэффективности – сила, раскручивающая турбину, не приходит извне. Наличие турбины увеличивает сопротивление выхлопа. Это означает, что на отводе отработавших газов двигатель вынужден преодолевать возросшее обратное сопротивление, что уменьшает отдачу с цилиндров, в которых в этот момент происходит сгорание.


Турбина и ее внешние компоненты

Турбина крепится на выхлопном коллекторе двигателя. Выхлопные газы двигателя раскручивают турбину. Турбина покоится на одном валу с компрессором, который располагается между воздушным фильтром и впускным коллектором. Компрессор накачивает воздух в цилиндры.


Внутри турбины

Выхлопной газ из цилиндров проходит через лопатки крыльчатки турбины, вызывая ее вращение. Чем больше выхлопных газов проходит, тем быстрее крутится турбина.

С другой стороны вала турбины устанавливают компрессор центробежного типа – он засасывает воздух в центре крыльчатки и разбрасывает его от центра из-за вращающегося вала.

Слишком много давления?
Воздух закачивается в цилиндры под давление и дальше сжимается поршнями. В этом кроится опасность – детонация. Детонация происходит из-за резкого увеличения температуры воздуха, при котором топливная смесь сгорает до воспламенения свечи. Поэтому турбированные машины обычно ездят на высокооктановом топливе, чтобы не доводить дело до детонации. Если давление наддува очень высоко, компрессию двигателя можно снизать, чтобы не переходить в детонацию.

Чтобы работать на скоростях до 150,000 об/мин, вал турбины требует серьезной защиты. Большинство подшипников взрываются при таких скоростях, поэтому турбины часто используют жидкие подшипники. Этот тип подшипников создает вокруг вала постоянный тонкий слой масла, которое постоянно накачивается насосом. Это служит двум целям: охлаждение и снижение трения.
В следующей главе рассмотрим компромиссы, на которые вынуждены идти инженеры при проектировании турбонаддува..

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector