Собираем оптимальный городской турбомотор

В данной статье мы рассмотрим на конкретном примере, как собрать бюджетный городской турбомотор. За основу возьмем мотор 21126 (Lada Priora), т.к. в данный момент это мотор, набирающий все большую популярность. Данная рекомендация может быть использована и для постройки турбомоторов на базе других моделей, ведь различия совсем невелики, важно понимание общей концепции подхода и объема переделок.

      Важно помнить о том, что построить турбомотор всегда проще, выгоднее и дешевле из стандартного, нежели из мотора, который уже был подвергнут серьезному атмосферному тюнингу.

     Первое, что необходимо сделать – понизить степень сжатия двигателя. Для этого нужно поменять поршни на специальные турбовые производства ClubTurbo (камера 20 куб. см). Помимо малопригодных для турбонаддува поршней в двигателе 21126 установлены отличные для атмосферного, но недостаточно надежные для турбомотора шатуны.

Их нужно заменить на шатуны 2110 под плавающий палец. Таким образом, мы получаем турбомотор со степенью сжатия 7.8:1, который пригоден фактически для всех возможных вариантов постройки. Он может быть использован как для повседневного мотора средней мощности (порядка 200л.с.), так и для очень серьезного турбомотора для соревнований в дисциплинах Drag Racing с мощностями более 500 л.с. 

     Следующим этапом доработок является установка турбокита. Для городского использования можно установить турбокит, который способен выдать до 200 лошадиных сил с очень ранним подхватом и широким рабочим диапазоном, что идеально подходит для городской езды. Если же этой мощности окажется мало – турбокомпрессор за основу можно взять TD04 или даже TD05, получив желаемую мощность порядка 300 лошадиных сил. 

     Важно помнить о том, что увеличившееся количество воздуха необходимо обеспечивать в должном объеме топливо-подачей, поэтому при выборе форсунок всегда опирайтесь на заявленную мощность.

Для моторов порядка 200л.с. вполне достаточно форсунок Bosch 0-280-150-431 производительностью 360cc, для моторов порядка 250л.с. необходимы уже более производительные форсунки 0-280-150-558 производительностью 440cc, а для моторов свыше 300 лошадиных сил уже потребуются форсунки Siemens Deka 630cc.

      Кроме замены форсунок возникает необходимость установки более производительного топливного насоса. Хорошим выбором может стать бензонасос Walbro. Его производительности достаточно даже для самых мощных моторов, которые могут использоваться в городе, и практически для всех гоночных моторов.

     Помимо топливо-подачи необходимо совершить некоторые доработки системы управления. Для расчета топливо-подачи рекомендуется отказаться от стандартного датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) и перейти на датчик абсолютного давления (ДАД) и датчик температуры воздуха (ДТВ) – они более надежны, и по ним работает все современное программное обеспечение для контроля работы двигателя.

     Настоятельно рекомендуется выбирать датчики абсолютного давления с максимально приближенным верхним диапазоном к рабочему. То есть если Вы планируете эксплуатировать свой турбомотор на давлении 1 бар, то устанавливать датчик абсолютного давления с верхней границей в 3 бара избытка совершенно неразумно – это снизит точность настройки. В вопросе выбора датчика абсолютного давления и форсунок разумнее всего посоветоваться со специалистом, который будет настраивать собранный турбомотор.

     При установке турбокита с верхним расположением турбокомпрессора необходимо избавиться от стандартного ресивера в виду невозможности их совместной компоновки. Для автомобиля Lada Priora отлично подходит ресивер ClubTurbo “трапеция”, он не требует вырезки рамки при установке и обеспечивает отличную работу турбодвигателя.

     Выбор распределительных валов – это достаточно сложный вопрос, который очень индивидуален при постройке каждого турбомотора, но при выборе стоит руководствоваться целью изначальной постройки. Для базового проекта достаточно стандартных распределительных валов. Для поднятия же мощности в верхнем диапазоне распределительные валы придется заменить. 

     Также при сборке турбомотора следует обратить внимание на такие казалось бы мелочи, как армированная масло-подача и тосольные магистрали. Чтобы избежать постоянных проблем с выходом из строя этих узлов (а выход из строя самодельных магистралей – обычное дело) настоятельно рекомендуется установить армированные, это позволит забыть о существовании данного узла раз и навсегда.

     При выборе интеркулера следует помнить о том, что обдув со стандартным бампером очень плохой, и если установить большой интеркулер – обдув радиатора охлаждения двигателя сойдет на “нет”, что приведет к постоянным перегревам двигателя. Для городского использования вполне достаточно интеркулера 700*180, он отлично вписывается в стандартный бампер и полностью удовлетворяет требованиям по охлаждению нагнетаемого воздуха. Также нет смысла делать воздушную магистраль большого диаметра для городского автомобиля, это приведет к большему турболагу и значительно усложнит процесс установки. Турболаг – это задержка реакции турбонаддувного двигателя на нажатие педали газа вследствие необходимости увеличивать рабочее давление воздуха в воздушной магистрали, поэтому чем объем воздушной магистрали меньше – тем меньше турболаг. 

     Очень распространен вопрос относительно доработок ГБЦ при постройке турбодвигателя. При постройке турбодвигателя для городской эксплуатации установка больших клапанов и портинг ГБЦ – не очень оправданы, так как данные операции необходимы только при получении мощностей более 400 лошадиных сил, для городского же двигателя мощностью до 300 лошадиных сил вполне достаточно только замены распределительных валов. Безусловно, ничто не мешает произвести эти операции и на городском турбодвигателе, можно и доработать каналы и поставить большие клапана, но это заставит сместиться полку момента на более высокие обороты, что отлично подходит для соревнований по дрэгрейсингу, но мало совместимо с городской эксплуатацией, где более важны эластичность и широкая полка момента.

     Для лучшей отдачи турбодвигателя необходимо также увеличить диаметр выхлопной магистрали, начиная от диаметра даунпайпа (приемной трубой) и заканчивая оконечной банкой. Помните о том, что максимальный диаметр всей выхлопной системы определяется самым узким местом, таким образом – вам достаточно всего в одном месте заузить магистраль, и можно всю ее считать такой же зауженной. Для городского турбодвигателя мощностью до 200л.с. достаточно диаметра 51мм, для турбодвигателей же более 250л.с. необходимо увеличение диаметра выхлопа до 63мм.

     Не менее будоражит умы вопрос относительно сцепления для городского турбодвигателя. Для турбодвигателя мощностью до 200л.с. вполне достаточно заводского сцепления LUK для автомобиля Lada Priora. Для двигателей большей мощности уже придется задуматься о металлокерамическом диске Clutchnet вкупе с усиленной корзиной Clubturbo. Настоятельно рекомендуем использовать так называемые “демпферные” металлокерамические диски для городской эксплуатации, так как их использование смягчает удары трансмиссии, и вероятность повреждения коробки передач снижается.

     Вопрос относительно установки масляных форсунок в блок цилиндров для городского турбодвигателя достаточно щепетилен, существует множество мнений относительно данного вопроса, но мы пришли к выводу, что особой необходимости в двигателях до 250 лошадиных сил в них нет, но при достижении мощностей более 300 лошадиных сил их установка желательна, если подразумеваются длительные нагрузки.

ВАЗ 2113 TURBO «с нуля»

Очередной клиент случайно наткнулся на наш сайт в интернете. Являясь владельцем нескольких дорогих и мощных иномарок, он захотел собрать индивидуальный, спортивный и в то же время относительно комфортный автомобиль LADA, который подходил бы как для ежедневной эксплуатации, так и для любительских заездов на 402 метра, и смог бы составить конкуренцию вышеупомянутым мощным иномаркам.

При всрече в мастерской «Тюнинг Спорт» мы продемонстрировали клиенту один из наших турбо-ВАЗов «в деле», а также обсудили все сопутствущие доработки, которые мы можем произвести с автомобилем по его желанию. В завершении нашего разговора было принято решение начать проект «турбо-тринашки» с планируемой мощностью 350 л.с.

Через несколько дней клиентом был приобретён в автосалоне абсолютно новый автомобиль ВАЗ 2113 1.6 8V и пригнан в нашу мастерскую. Далее «тринашка» была полностью разобрана и начался процесс перевоплощения. Для постройки турбо-двигателя с необходимой мощностью нам понадобились: турбокомпрессор GARRETT GT2860RS (оригинал), штатные шатуны ВАЗ 2110 (121 мм), турбо-поршни КС=20 см3 (в блок цилиндров установили форсунки охлаждения поршней), масляный картер противоотливный с трубкой для слива масла с турбины, ГБЦ 2112 16V доработанная с увеличенными клапанами и каналами, а также всё для перехода с 8V на 16V, турбоколлектор STINGER, интеркуллер PROSPORT 715х235х65 мм, турбо-ресивер STINGER с дроссельной заслонкой 54 мм, облегчённый маховик под 10-е сцепление, опоры двигателя CREATECH, силиконовые шланги радиатора и печки SAMCO Sport, медный радиатор ВАЗ 2112 и вентиляторы охлаждения GATE от ВАЗ 21214.

Распредвалы мы выбрали от Нуждина с подъёмом 9,06 мм и фазой 270 градусов. На выпуске установили резонатор 60 мм MG-Race и глушитель 60 мм MG-Race с эллипсной насадкой. Пайпинг был сварен из полированной нержавейки D-57 мм, блоу-офф и вестгейт — качественные реплики TIAL, бензонасос WALBRO (оригинал) с производительностью 255 л/ч, форсунки Siemens DECA 630 cc, ДАД (до 2х бар), ДТВ Delphi, механический буст-контроллер.

Также на авто была установлена новая подвеска и элементы силовой структуры кузова: треугольные рычаги (ПУ), поперечина передней подвески AUTOPRODUCT Drive (ПУ), распорка нижняя AUTOPRODUCT, алюминиевая защита AUTOPRODUCT, задняя балка AUTOPRODUCT (ПУ), пластины развала задних колёс на 3.5 градуса, стойки и амортизаторы PLAZA Sport (-50 мм) от ВАЗ 2110, опоры стоек SS20 Sport, пружины EIBACH Sportline (-50 мм), усилитель кузова ТехноМастер, усилитель щитка передка ТехноМастер и стабилизатор на ШС ТехноМастер (20 мм).

Установлены кованые диски SLIK диаметом 15 дюймов и доработана тормозная система: спереди PROMA R15, сзади Дизайн-Сервис R13 вентилируемые, вакуумник TRW, под сиденьем — флажковый кран-регулятор WILWOOD.

КПП автомобиля подверглась следующей доработке: установка самоблокирующегося винтового дифференциала VAL RACING, 7-го ряда с парой 3.94, металлокерамического сцепления PILENGA Sport, короткоходной кулисы с безлюфтовым шарниром.

Что касается внешнего облика «тринашки»: установлен комплект обвеса AVR CUP, альтернативная оптика в стиле AUDI спереди и сзади, светодиодная подсветка днища, сделан «шейвинг» крышки багажника. Штатный капот подвергся доработке: сделали «бед бой» и добавили оригинальный воздухозаборник. В штатных крыльях вырезали «жабры».

По желанию клиента салон оставили практически без изменений. Была установлена аудио аппаратура, электростеклоподъемники и цифровая комбинация приборов FLASH Red, заменён руль. Слева на панели приборов разместился указатель давления наддува, на педалях появились спортивные накладки из полированной нержавейки, на рычаге КПП — стильная алюминиевая ручка.

Мощность ВАЗ 2113 была замерена на стенде и составила 354 л. с.

Переключателем стеклоочистителя (включением и отключением заднего дворника) выбирается максимальное давление наддува: 1.0 и 1.5 бар.

Фотографии

• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 1
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 2
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 3
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 4
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 5
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 6
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 7
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 8
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 9
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 10
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 11
• 
  ВАЗ 2113 TURBO «с нуля» — Фото 12

Конструкция и работа турбокомпрессоров

Введение

В предыдущей статье было описано, что такое турбонаддув и почему он важен для судовых двигателей. В этой статье подробно описываются конструктивные характеристики и рабочие характеристики турбокомпрессора, подробно объясняется, как выхлоп двигателя приводит в движение турбину и как компрессор совершает возвратно-поступательное движение.

Турбокомпрессор представляет собой комбинацию компрессора и турбины, установленных на общем валу. Турбокомпрессор использует выхлопные газы самого двигателя для вращения турбины, которая, в свою очередь, приводит в движение компрессор.

В основном в турбонагнетателе используются два типа компрессоров.

• Центробежные компрессоры
• Осевые компрессоры

Центробежные компрессоры обычно используются в тех случаях, когда размер турбокомпрессора должен быть небольшим, например, турбокомпрессор в автомобильной системе.

Осевые компрессоры используются в более крупных радиальных агрегатах, где могут потребоваться внутренние модификации. Они наиболее эффективны с двигателями, использующими тяжелые масла.

Основные части

Турбокомпрессор состоит из трех основных частей:

• Турбина
• Рабочее колесо/компрессор
• Центральная ступица исковое жилье. Количество воздуха, которое необходимо подать, зависит от размеров этих колес. Вал содержится в центральной ступице с помощью подшипников и соединяет турбину и рабочее колесо с противоположных сторон. Из-за высокой скорости вращения в ступице выделяется сильное тепло. Для предотвращения повышения температуры предусмотрено водяное охлаждение или любая другая форма системы охлаждения.

  Между компрессором и турбиной установлены достаточные уплотнения для предотвращения смешивания газов. На стороне турбины предусмотрен фильтр, чтобы гарантировать, что воздух, поступающий на сторону компрессора, свободен от каких-либо примесей.

  Сторона турбины

  Сторона турбины обычно изготавливается из чугуна. На входной стороне турбины имеется сопловое кольцо, которое используется для двух целей:

  • Для направления поступающего газа на колесо турбины
  • Для размещения подшипников турбины

  Выходная сторона корпуса турбины состоит из нагнетателя и воздуховодов для подачи воздуха к лабиринтным уплотнениям.

  Сторона компрессора

  Сторона компрессора обычно изготавливается из алюминиевых сплавов и также состоит из двух частей. Впускная часть или кожух имеет дело с забором воздуха из окружающих помещений, например, машинного отделения или палубных пространств. Если воздух поступает из палубных пространств, для него делают специальные воздуховоды. Преимуществом забора воздуха из палубных пространств является низкая температура и влажность воздуха. В то время как преимущество забора воздуха из машинного отделения заключается в том, что воздух находится под давлением и нет необходимости в длинных и сложных воздуховодах.

  Основными деталями со стороны компрессора являются нагнетатель, рабочее колесо, диффузор и впускной и выпускной кожух.

  Рабочий

  Конструкция турбокомпрессора: Конструкция и…

  Пожалуйста, включите JavaScript

  Конструкция турбокомпрессора: Конструкция и работа турбокомпрессоров

  Турбина использует энергию выхлопных газов для преобразования тепловой энергии во вращательное движение. Это вращательное движение турбины приводит в действие компрессор, который всасывает окружающий воздух из окружающей среды и нагнетает сжатый воздух с высокой плотностью и давлением во впускной коллектор.

  Выхлопной газ поступает на входную часть турбины турбокомпрессора через камеру под давлением и ряд фильтров. Кольца лопаток сопла концентрируют выхлопные газы на турбинном колесе. Движение турбинного колеса приводит во вращение вал, который, в свою очередь, вращает рабочее колесо компрессора. Часть этого воздуха поступает на лабиринтное уплотнение с выходной стороны турбины.

  При вращении крыльчатки воздух всасывается через центр крыльчатки и из-за сильного вращательного движения испытывает окружную скорость, которая выталкивает его наружу. Получается радиальная скорость, которая толкает воздух дальше наружу к индуктору. Дополнительная результирующая скорость достигается благодаря точно рассчитанному углу входа индуктора, который обеспечивает максимальную эффективность компрессора.

  Чрезмерное давление приводит к порче или загрязнению поверхностей рабочего колеса и индуктора. Это приводит к изменению угла падения и, следовательно, снижению эффективности.

  Все двигатели, работающие на тяжелом топливе, подвергаются большим колебаниям нагрузки, что приводит к колебаниям давления выхлопных газов. Длительное колебание давления приводит к вредному воздействию на внутренние части компрессора. По этой причине в большинстве двигателей предусмотрены камеры постоянного давления. Выхлопной газ, вместо того, чтобы напрямую поступать из двигателя, сначала поступает в напорную камеру, а оттуда циркулирует в турбину под постоянным давлением. Это снижает чрезмерную нагрузку на подшипник вала и уплотнение. О помпаже турбокомпрессора мы узнаем в нашей следующей статье.

  Ссылки

  Введение в морскую технику — 2-е издание Д.А. Тейлор Research_T3_Turbocharger.jpg

  https://www.paxmanhistory. org.uk/images/turbochr.gif

  https://upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Turbocharger.jpg

  Этот пост является частью серии: Турбокомпрессор: конструкция и работа

  Это поясняет важность турбонагнетателя в судовом дизельном двигателе. Изучите конструкцию и работу турбокомпрессора, а также связанные с ним эксплуатационные трудности.

  1. Турбокомпрессоры: питание двигателей
  2. Компоненты турбокомпрессора
  3. Турбокомпрессоры: что такое помпаж?

  Основные компоненты и теория турбонаддува

  Введение в основные компоненты и теорию турбонаддува

  Связанное видео

  Послушайте, помимо всей технической чепухи, турбонаддув на самом деле довольно простая концепция. Цель здесь состоит в том, чтобы преобразовать энергию, содержащуюся в вашем потоке выхлопных газов, которая обычно уходит впустую, в положительное давление во впускном коллекторе, нагнетая воздух в двигатель и, таким образом, производя больше мощности. Теперь мы понимаем, что этого достаточно, чтобы написать книгу, но цель этой конкретной статьи состоит в том, чтобы познакомить всех, включая читателей, которые никогда раньше не видели турбо, с концепциями. вовлеченный. Грубо говоря, это Турбокомпрессоры 101-А, и он покрывает самую верхушку айсберга на расстоянии 1000 футов. В этой первой статье мы надеемся создать базовый словарный запас и практические знания, которые можно использовать в будущем, поэтому, если вы продвинутый турбогуру, который ищет советы по чтению карт компрессора или настройке корпусов турбин для вашего конкретного применения. , не бойтесь, эти истории еще впереди. А пока мы рассмотрим основы турбонаддува, рассмотрев каждый компонент, определив его назначение и объяснив теорию, лежащую в основе его работы.

  Турбокомпрессор

  На самом базовом уровне турбокомпрессор состоит всего из трех основных компонентов: турбины, компрессора и системы подшипников, которая поддерживает вал турбины и соединяет колеса турбины и компрессора вместе. Понимание того, как все три части работают вместе, имеет решающее значение, и даже базовое понимание взаимоотношений компонентов друг с другом значительно облегчит выбор турбокомпрессора для вашего проекта.

  Турбина

  Турбинное колесо отвечает за преобразование тепла и давления во вращательную силу. Чтобы понять, как происходит этот процесс, нам нужно углубиться в некоторые из основных законов термодинамики, но в рамках этой статьи понять, что высокое давление (из выпускного коллектора) всегда будет стремиться к низкому давлению, и в рамках этого процесса турбинное колесо преобразует кинетическую энергию во вращение. Когда колесо турбины вращается, оно вращает вал турбины, который, в свою очередь, вращает колесо компрессора. Выбор турбинного колеса, который часто упускают из виду, имеет решающее значение для правильно построенной системы турбокомпрессора, поскольку слишком маленькое турбинное колесо вызовет чрезмерное противодавление и может задушить двигатель, что приведет к потере мощности. С другой стороны, выбор слишком большой турбины приведет к увеличению запаздывания и может затруднить достижение конкретных целевых показателей наддува.

  Конечно, турбинное колесо не действует само по себе. Это часть корпуса турбины, которая представляет собой тот гигантский, иногда ржавый кусок железа или стали, который вы всегда видите прикрученным к выпускному коллектору или сливному коллектору на автомобилях с турбонаддувом. Из-за огромного количества тепла, связанного со сбором и перемещением выхлопных газов под давлением, корпус турбины изготавливается из толстого железа или стали и всегда состоит из опоры турбины (фланец, который соединяется с трубопроводом выпускного коллектора), выходного патрубка (большое отверстие которая соединяется с водосточной трубой), и улитка, которая представляет собой путь, по которому горячий выхлоп проходит через колесо турбины от основания турбины к выпускному отверстию. Когда кто-то называет турбину «Т4 турбо», они имеют в виду именно этот фланец. Выхлоп входит через фланец, вращается вокруг колеса внутри улитки и выходит через выходное соединение в часть выхлопа, которую энтузиасты называют водосточной трубой.

  Компрессор

  Как и турбина, секция компрессора состоит из двух основных компонентов: колеса компрессора и крышки компрессора. Задача компрессора буквально сжимать свежий воздух и направлять его к корпусу дроссельной заслонки. Поскольку оно соединено непосредственно с турбинным колесом через вал турбины, колесо компрессора вращается с тем же числом оборотов в минуту, что и колесо турбины, и по мере того, как двигатель и колесо турбины ускоряются, вращается и колесо компрессора. Этот процесс создает давление во впускном тракте, которое мы называем «наддувом», и в первую очередь это причина, по которой любой человек устанавливает турбокомпрессор. Опять же, чтобы полностью понять этот процесс, нам потребуется объяснить несколько законов термодинамики, в том числе закон идеального газа, но для нашей цели нужно понять, что работа компрессорного колеса состоит в том, чтобы собирать свежий воздух и сжимать его — вот и все. Когда колесо вращается, оно забирает окружающий воздух, вращает его на 90 градусов вдоль лопасти колеса и нагнетает его в крышку компрессора, где он собирается, а затем нагнетается во впускную трубу.

  Колеса компрессора — одна из наиболее часто упоминаемых деталей турбокомпрессора. Даже если вы никогда раньше не видели турбо, вы, вероятно, слышали, как кто-то сказал: «Это 88-мм турбо» или «Не могу поверить, что они объявили 116-й вне закона». Речь идет о диаметре колеса компрессора, измеренном на конце или, точнее, измеренном на конце индуктора. Колесо компрессора и крышка также являются наиболее фотогеничными частями турбокомпрессора, поскольку они сделаны из блестящего алюминия, и, следовательно, людям нравится фотографировать их с долларовыми банкнотами, банками из-под кока-колы или другими предметами, чтобы показать, насколько велик компрессор. колесо на самом деле есть. Теперь, помимо веселья, важно понимать, что компрессор является источником дохода в этой системе, и это единственная часть турбонагнетателя, которая выполняет всю перекачку, поэтому важно правильно подобрать его размер для вашего приложения.

  Центральный корпус/вращающийся узел (CHRA)

  Возможно, CHRA не требует много чернил, но это одна из наиболее важных частей любого узла турбонагнетателя. На практике CHRA служит точкой крепления обоих корпусов и должен быть изготовлен из прочного материала, чтобы выдерживать тепло и напряжение турбины. Конечно, скрепление корпусов вместе — детская игра по сравнению с реальной работой CHRA, которая заключается в поддержке и смазке подшипников турбокомпрессора. При частоте вращения вала турбины свыше 100 000 об/мин работа подшипника намного сложнее, чем у традиционного подшипника распределительного вала, и поэтому производители турбокомпрессоров потратили много времени и денег на создание серьезных подшипников для выполнения этих задач. Если вы когда-нибудь слышали о ком-то, кто «восстанавливает турбокомпрессор», скорее всего, речь идет о замене подшипников, которые могут начать изнашиваться в зависимости от множества факторов, включая состояние масла, осевые нагрузки или движение вала. Традиционно в CHRA размещаются два бронзовых подшипника с плавающей запятой и отдельный бронзовый упорный подшипник. Сегодня многие качественные производители предлагают модернизированные подшипниковые системы, в том числе узел керамического шарикоподшипника Turbonetics, в котором отсутствует традиционный упорный подшипник, что позволяет турбонаддуву выдерживать «в 50 раз большую осевую нагрузку по сравнению с обычным блоком». Многие другие производители, в том числе Garrett, также перешли на системы шарикоподшипников, чтобы уменьшить сопротивление и увеличить срок службы турбонагнетателя.

  Интеркулер

  Зная, что турбокомпрессор работает за счет сжатия воздуха, легко понять, почему интеркулер важен. Не вдаваясь в чрезмерную математику (мы снова говорим о законе идеального газа…), давайте просто скажем, что по мере увеличения давления в фиксированном объеме выделяется тепло. Это закон термодинамики, и, что бы кто ни спорил, он присутствует в любом двигателе с турбонаддувом, даже при настройках «низкого наддува». В любом случае, зная, что тепло присутствует, нам нужен способ охладить входящий воздушный заряд, прежде чем он попадет во впускной коллектор, и для этого мы обычно используем промежуточный охладитель. На самом деле интеркулер — это не что иное, как теплообменник, и его задача — отводить тепло от всасываемого заряда, который мы создали, сжимая его. Если вы понимаете, как работает радиатор, вы понимаете, как работает интеркулер — это действительно так просто!

  Как это работает?

  На современном рынке производительности преобладают два типа промежуточных охладителей: воздух-воздух и воздух-вода. Промежуточный охладитель воздух-воздух, вероятно, наиболее распространен на уличных автомобилях, и вы, вероятно, видели, как они свисают за бампером некоторых из ваших любимых автомобилей GMHTP . Как и радиатор, промежуточный охладитель воздух-воздух работает, пропуская горячий воздух от компрессора через серию трубок, которые физически соединены с рядом тонких алюминиевых ребер. Когда окружающий воздух проходит над поверхностью промежуточного охладителя и тонкими ребрами, он отводит тепло от сжатого воздуха, что обеспечивает охлаждающий эффект. В типичных уличных автомобилях, которые ездят в течение длительного периода времени, промежуточный охладитель типа «воздух-воздух» является одним из наиболее эффективных способов поддержания температуры наддува под контролем. С другой стороны, интеркулер воздух-вода использует те же принципы, что и блок воздух-воздух, хотя вместо окружающего воздуха, проходящего по поверхности, он использует охлажденную воду, что обеспечивает невероятную охлаждающую способность. Однако то, что система «воздух-вода» выигрывает в перепаде температуры и эффективности, со временем теряется, поскольку вода в конечном итоге нагревается и обеспечивает гораздо меньше охлаждения.

  Вестгейт

  Вестгейт — это просто устройство, которое выпускает выхлопные газы до того, как они достигнут входа в корпус турбины. Чтобы полностью понять концепцию, давайте посмотрим на турбосистему без вестгейта. Когда выхлопные газы заполняют коллекторы, они направляются к турбонагнетателю и входят в корпус турбины, а затем расширяются через колесо турбины и выходят через приемную трубу. В закрытой системе турбина воспринимала бы весь выхлоп во всем рабочем диапазоне двигателя, а наддув продолжал бы бесконтрольно увеличиваться, пока либо дроссельная заслонка не была бы закрыта, либо колесо турбины не достигло точки дросселирования. Для большинства двигателей это создаст чрезмерное количество наддува/потока воздуха и разрушит детали, оставив вам в лучшем случае пару расплавленных поршней или гигантскую дыру в блоке (гораздо более вероятно). Для управления наддувом и общей мощностью двигателя в системах турбонагнетателей используются перепускные клапаны, которые устанавливаются перед корпусом турбины (или внутри него в случае турбокомпрессора с внутренним затвором) и действуют как управляемый перепускной клапан для процентного содержания выхлопных газов в регулировать скорость вращения турбины и, таким образом, общий наддув.

  Как это работает?

  Конструкция вестгейта различается, но, если говорить максимально упрощенно, каждый вестгейт имеет впускной и выпускной порты, через которые могут поступать выхлопные газы, клапан, регулирующий поток выхлопных газов через впускной порт, и пружинно-мембранный привод, который контролирует, когда клапан открывается и закрывается. В нормальных условиях движения перепускной клапан остается закрытым, и весь выхлоп направляется прямо в корпус турбины. Когда давление наддува повышается, давление воздействует на узел пружины и начинает поднимать клапан, отводя поток выхлопных газов от турбины и контролируя скорость турбины для регулирования давления наддува. Чтобы отрегулировать целевые уровни наддува, вестгейты используют разные пружины, которые можно менять местами, чтобы увеличивать или уменьшать целевое давление наддува.

  Продувочные клапаны

  Продувочный клапан представляет собой предохранительный клапан, который устанавливается на стороне компрессора турбосистемы. Его работа, в буквальном смысле, состоит в том, чтобы сбросить избыточное давление наддува, попавшее в систему, когда дроссельная заслонка закрывается. Представьте турбодвигатель с давлением 10 фунтов на квадратный дюйм, с трубопроводом, соединяющим выпускное отверстие крышки компрессора непосредственно с корпусом дроссельной заслонки. При широко открытой заслонке дроссельной заслонки и полной нагрузке двигателя сжатый воздух проходит прямо во впускной коллектор и может легко наполнять цилиндры. Когда водитель отпускает (поднимает) педаль газа и закрывает дроссельную заслонку, турбина все еще вращается и создает наддув (помните, колесо компрессора может вращаться со скоростью выше 150 000 об/мин!), что создает нежелательные условия в системе. Турбина перемещает много воздуха, но поскольку дроссельная заслонка закрыта, воздуху некуда идти, кроме как обратно к колесу компрессора, что может привести к помпажу компрессора. Помпаж компрессора может привести к повреждению турбонагнетателя из-за чрезмерной нагрузки на опорные поверхности и, в крайних случаях, даже к остановке крыльчатки компрессора.

  Как это работает?

  Продувочный клапан по конструкции аналогичен вестгейту, хотя обычно меньше по размеру и сконструирован с гораздо меньшей устойчивостью к высоким температурам, поскольку он установлен на стороне компрессора трубопровода турбокомпрессора. В нормальных рабочих условиях фактический клапан закрыт относительно седла, и воздух задерживается в трубопроводе нагнетания компрессора. Когда дроссельная заслонка закрыта, пружина/мембрана продувочного клапана изменяет давление (от атмосферного до вакуума), и клапан открывается, выпуская сжатый воздух из нагнетательной трубы в атмосферу. В отличие от вестгейта, большинство выпускных клапанов поставляются с одной предустановленной пружиной, а настройка скорости открытия клапана осуществляется с помощью небольших регулировок предварительной нагрузки пружины. Обратите внимание, что эталонный источник наддува продувочного клапана должен располагаться после корпуса дроссельной заслонки во впускном коллекторе, чтобы он мог точно считывать вакуум при закрытой дроссельной заслонке.

  Трубопроводы и коллекторы

  Трубопроводы могут быть последней вещью, на которую обращают внимание большинство энтузиастов при сборке турбосистемы, но правильное применение и размеры необходимы для обеспечения оптимальной производительности. В типичной системе турбокомпрессора трубопровод можно разделить на три отдельные секции: коллекторы, горячую сторону и холодную сторону.

  Коллекторы

  Турбо-коллекторы живут невероятно трудной жизнью. Экстремальные перепады температур, невероятное обратное давление и высокая нагрузка делают эти области одной из наиболее вероятных проблем в турбосистеме. Понимая крайности, которые коллектор должен выдерживать изо дня в день, лучше всего разработать коллектор, основанный на долговечности и прочности, даже если это означает отказ от крошечной части производительности. Кроме того, зная, что турбинное колесо работает за счет тепла и скорости, необходимо построить коллектор для эффективного и быстрого отвода тепла, сохраняя как можно больше тепла внутри без образования трещин или замедления импульса выхлопных газов. Таким образом, следует рассмотреть чугунные коллекторы, если они доступны, и, как видели гонщики LSX, даже стандартные агрегаты, такие как пара коллекторов грузовиков GM, могут производить более 2000 л.с. в стандартной форме. Если такой коллектор не существует для вашего приложения или вы работаете в определенном месте, которое не может его разместить, изготовление пары коллекторов будет вашим лучшим вариантом, и вы можете обратиться ко многим превосходным производителям для выполнения этой работы.

  Трубопровод горячей стороны

  Любой трубопровод, связанный с перемещением реальных выхлопных газов, будь то к турбонагнетателю или от него, обычно называется трубопроводом горячей стороны. Из-за чрезвычайно высокой температуры, связанной с передачей выхлопных газов в корпус турбины, очень важно использовать здесь прочный материал, и для многих производителей нержавеющая сталь является предпочтительным материалом. Что касается диаметра, он действительно зависит от множества факторов, включая кубические дюймы, конструкцию колеса турбины, диапазон оборотов, противодавление и т. д., но, как правило, внутренний диаметр 2,5 дюйма (внутренний диаметр) труб от выпускных коллекторов к корпусу турбины работает очень хорошо. Следует отметить, что некоторые строители теперь используют трубы меньшего размера, если это возможно, чтобы увеличить скорость вращения турбины, что должно работать хорошо, хотя результаты будут различаться в зависимости от конкретного применения. Когда воздух выходит из турбинного колеса, он попадает в секцию выхлопа, известную как водосточная труба, и здесь чем больше, тем лучше. Вы не можете увеличить размер водосточной трубы, а это значит, что если у вас есть место для 4- или 5-дюймовой водосточной трубы, сделайте это!

  Трубопровод холодной стороны

  «Холодная сторона» турбокомплекта относится к любому трубопроводу, связанному с перемещением сжатого воздуха от турбонагнетателя к корпусу дроссельной заслонки. Если вы устанавливаете промежуточный охладитель, он также является частью холодной стороны, и его необходимо правильно подключить, чтобы все работало. Поскольку тепло не так важно, алюминиевые трубки обычно считаются оптимальным выбором, поскольку с ними легко работать, они легкие и достаточно прочные, чтобы выдерживать относительно умеренные температуры, связанные с холодной стороной. Диаметр трубопровода зависит от размера турбонагнетателя, промежуточного охладителя и корпуса дроссельной заслонки, хотя большинство энтузиастов GM найдут 3-дюймовые алюминиевые трубки с внутренним диаметром идеально подходящими. Любая область, где должно быть выполнено полупостоянное соединение, например, соединение секции 3-дюймовой трубы с концевым бачком промежуточного охладителя, может быть выполнено с использованием высококачественных силиконовых соединителей и традиционных хомутов, которые хорошо подходят для большинства применений. Для тех из вас, кто хочет получить большой наддув, такие компании, как Vibrant Performance, предлагают быстроразъемные зажимы с двойным уплотнительным кольцом, которые могут выдерживать более 100 фунтов наддува без сдувания или утечки.

  Что еще мне нужно знать?

  Много. Серьезно, понимание турбосистемы — это не то, что можно сделать за одну ночь, и, как и при сборке двигателя или настройке подвески, могут потребоваться годы, чтобы правильно понять все нюансы конструкции турбо. Но это не значит, что вы не должны начать изучать и исследовать эту увлекательную форму принудительной индукции прямо сейчас! Если вы хотите узнать больше сегодня, мы рекомендуем вам прочитать две отличные книги, которые мы всегда держим под рукой. Первая — это классика Корки Белла под названием «Максимальное ускорение», которая охватывает проектирование системы от теории до применения в реальных условиях, не становясь при этом чрезмерно технической или научной. Вторая книга, которую мы рекомендуем, — «Турбо: высокопроизводительные системы турбокомпрессора в реальном мире» Джея К. Миллера. В Turbo есть отличный раздел, посвященный анатомии турбокомпрессора, и в нем рассматриваются такие темы, как карты компрессора и восстановление турбокомпрессора, для тех из вас, кто хочет действительно расширить свои рабочие знания. И последнее, но не менее важное: мы приглашаем вас присоединиться к нам в ближайшие месяцы, поскольку мы объединяемся с одними из лучших в отрасли для изготовления и установки единой турбосистемы на наш новейший автомобиль проекта 9.0005

  Письменные источники:

  Белл, Корки. Максимальный буст.
  Кембридж, Массачусетс: Bentley Publishers, 1997

  Миллер, Джей. Турбо.
  North Branch, MN: Cartech Books, 2008

  Trending Pages

  • Шины будущего: на чем будут ездить электромобили и вездеходы?

  • 2023 Toyota Crown Первое испытание: тихое место

  • Роберт Дауни-младший — новый злодей из «Форсажа»?

  Рекомендуемые истории MotorTrend

  У полноприводного Chevy Corvette E-Ray есть чит-код для выгорания

  Eric Tingwall| 17 января 2023 г.

  Chevrolet Corvette E-Ray 2024 г. Первый взгляд: полноприводной гибрид быстрее, чем Z06!

  Алиса Приддл| 17 января 2023 г.

  Столкновение NASCAR 2023 года в Лос-Анджелесском Колизее стало еще одним хитом

  Justin Banner| 7 февраля 2023 г.

  Победа и разочарование Corvette Racing на Sebring

  Ричард Принс| 5 апреля 2023 г.

  Анатомия стритрейсера: 1967 Chevy Camaro SS 396 Clone

  Джонни Ханкинс| 5 апреля 2023

  Вы поверите, что эта женщина вынесла, чтобы вернуть свой украденный классический автомобиль

  Моника Гондерман | 12 мая 2023 г.

  Trending Pages

  • Шины будущего: на чем будут ездить электромобили и вездеходы?

  • Toyota Crown 2023 г.