6 Διαφορετικοί Τύποι Τουρβοσυμπιεστών και τα Πλεονεκτήματα του καθενός

Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα σε μονό, δίδυμο, δίδυμο scroll, μεταβλητή γεωμετρία, ή ακόμα και ηλεκτρικό τουρμποσυμπιεστή; Ποια είναι τα πλεονεκτήματα κάθε ρύθμισης;

Ο κόσμος των τουρμποφόρτων έχει περίπου τόση ποικιλία όσο και οι διαρρύθμσεις των κινητήρων.

1.Μονότουρμπο

Η διαφορά του μεγέθους του τροχού του συμπιεστή και της τουρμπίνας θα οδηγήσει σε εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά ροπής.Μεγάλοι τουρμπομηχανές θα φέρουν υψηλή δύναμη.Υπάρχουν επίσης σφαιρικό ρουλεμάν και περιοδικό ρουλεμάν με μονότουρμπο.Τα σφαιροφόρα ελαστικά παρέχουν λιγότερη τριβή για τον συμπιεστή και την ανεμογεννήτρια να περιστρέφονται, έτσι είναι ταχύτερα να σπείρει (καθώς προσθέτει το κόστος).

• Πλεονεκτήματα

• Οικονομικά αποδοτικός τρόπος αύξησης της ισχύος και της αποδοτικότητας του κινητήρα.

• Απλή, γενικά η ευκολότερη επιλογή τουρμποφόρτισης για εγκατάσταση.

• Επιτρέπει τη χρήση μικρότερων κινητήρων για την παραγωγή της ίδιας ισχύος με τους μεγαλύτερους φυσικά απορροφημένους κινητήρες, οι οποίοι συχνά μπορούν να αφαιρέσουν το βάρος.

• Μειονεκτήματα:

• Οι μονοτροφομηχανές τείνουν να έχουν ένα αρκετά στενό εύρος αποτελεσματικών στροφών.

• Η ανταπόκριση του τουρμπο μπορεί να μην είναι τόσο γρήγορη όσο οι εναλλακτικές ρυθμίσεις τουρμπο.

2- Δίδυμο-Τούρμπο.

Ακριβώς όπως και με τους μονοτροφοσυμπιεστές, υπάρχουν πολλές επιλογές όταν χρησιμοποιείτε δύο τουρμποσυμπιεστές.ένα μόνο τουρμποσυμπιεστή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για χαμηλές στροφές και να παρακάμψει σε ένα μεγαλύτερο τουρμποσυμπιεστή για υψηλές στροφές (I4Στην BMW X5 M και X6 M, χρησιμοποιούνται twin-scroll turbos, οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε δύο τύπους, ο ένας σε χαμηλές στροφές και ο άλλος σε υψηλότερες στροφές.ένα από κάθε πλευρά του V8.

• Πλεονεκτήματα

• Για τα παράλληλα twin turbos σε κινητήρες σε σχήμα V, τα πλεονεκτήματα (και τα μειονεκτήματα) είναι πολύ παρόμοια με τα single turbo setups.
• Για τα διαδοχικά τουρμπο ή χρησιμοποιώντας ένα τουρμπο σε χαμηλές στροφές και και τα δύο σε υψηλές στροφές, αυτό επιτρέπει μια πολύ ευρύτερη, πιο επίπεδη καμπύλη ροπής.Αλλά η ισχύς δεν θα μειωθεί σε υψηλές στροφές όπως με ένα μικρό μονότουρμπο..

• Μειονεκτήματα:

• Το κόστος και η πολυπλοκότητα, καθώς έχετε σχεδόν διπλασιάσει τα τμήματα τουρμπών.
• Υπάρχουν ελαφρύτεροι, πιο αποτελεσματικοί τρόποι για την επίτευξη παρόμοιων αποτελεσμάτων (όπως συζητείται παρακάτω).

3.Δίδυμη τροχιά

Οι διπλής ρολογής τουρμποσυμπιεστές είναι καλύτεροι σχεδόν από κάθε άποψη σε σχέση με τους μονορολογικούς.Οι κύλινδροι 1 και 4 μπορεί να τροφοδοτούν ένα ρολό του τουρμπόΑς υποθέσουμε ότι ο κύλινδρος 1 τερματίζει την ενέργεια του καθώς το έμβολο πλησιάζει το κάτω νεκρό κέντρο,και η βαλβίδα εξάτμισης αρχίζει να ανοίγειΕνώ αυτό συμβαίνει, ο κύλινδρος 2 τερματίζει το χτύπημα εξάτμισης, κλείνοντας την βαλβίδα εξάτμισης και ανοίγοντας την βαλβίδα εισόδου, αλλά υπάρχει κάποια επικαλύπτωση.η πίεση των καυσαερίων από τη φιάλη 1 θα επηρεάσει την πρόσληψη καθαρού αέρα από τη φιάλη 2, δεδομένου ότι και οι δύο βαλβίδες εξάτμισης είναι προσωρινά ανοιχτέςΗ διαίρεση των κυλίνδρων εξαλείφει αυτό το πρόβλημα.

• Πλεονεκτήματα

• Περισσότερη ενέργεια αποστέλλεται στην ανεμογεννήτρια εξάτμισης, που σημαίνει περισσότερη ισχύ.
• Ένα ευρύτερο εύρος RPM αποτελεσματικής ώθησης είναι δυνατό με βάση τα διαφορετικά σχέδια κυλίνδρων.
• Περισσότερη επικάλυψη βαλβίδων είναι δυνατή χωρίς να παρεμποδίζεται η απομάκρυνση των καυσαερίων, πράγμα που σημαίνει μεγαλύτερη ευελιξία προσαρμογής.

• Μειονεκτήματα:

• Απαιτεί ειδική διάταξη του κινητήρα και σχεδίαση των καυσαερίων (π.χ. I4 και V8 όπου μπορούν να τροφοδοτούνται 2 κύλινδροι σε κάθε ρολό του τουρμποκιού, σε ομοιόμορφα διαστήματα).
• Το κόστος και η πολυπλοκότητα σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μονότουρμπο.

1.Μεταβλητή Γεωμετρική Τουρμποφόρτιση (VGT)

Ίσως μια από τις πιο εξαιρετικές μορφές τουρμποφόρτισης, οι VGT είναι περιορισμένες στην παραγωγή (αν και αρκετά κοινές στους κινητήρες ντίζελ) λόγω του κόστους και των απαιτήσεων εξωτικών υλικών.Οι εσωτερικές φτερούγες στο εσωτερικό του τουρμποσυμπιεστή τροποποιούν την αναλογία περιοχής προς ακτίνα (A/R) ώστε να ταιριάζει με τις στροφές ανά λεπτόΣε χαμηλές στροφές, χρησιμοποιείται χαμηλή αναλογία A/R για να αυξηθεί η ταχύτητα των καυσαερίων και να ανεβαίνει γρήγορα ο ανεμοσυμπιεστής.Το αποτέλεσμα είναι χαμηλή καθυστέρηση τουρμποκίνησης., ένα χαμηλό κατώτατο όριο ώθησης και μια ευρεία και ομαλή ζώνη ροπής.

• Πλεονεκτήματα

• Ευρεία, επίπεδη καμπύλη ροπής, αποτελεσματική τουρμποφόρτιση σε πολύ μεγάλο εύρος στροφών.
• Απαιτεί μόνο ένα μόνο τουρμπό, απλοποιώντας μια διαδοχική εγκατάσταση τουρμπό σε κάτι πιο συμπαγές.

• Μειονεκτήματα:
• Συνήθως χρησιμοποιείται μόνο σε εφαρμογές ντίζελ όπου τα καυσαέρια είναι χαμηλότερα, έτσι ώστε οι φτερούγες να μην καταστραφούν από τη θερμότητα.
• Για τις εφαρμογές βενζίνης, το κόστος συνήθως τους κρατά έξω, καθώς πρέπει να χρησιμοποιηθούν εξωτικά μέταλλα για να διατηρηθεί η αξιοπιστία.Παρόλο που υπάρχουν πολύ λίγοι βενζινοκινητήρες VGT λόγω του κόστους που σχετίζεται με τους.

1.Μεταβλητός τουρμποφόρος διπλού κυλίνδρου

Θα μπορούσε να είναι αυτή η λύση που περιμέναμε; ενώ παρακολουθούσα το SEMA 2015 σταμάτησα στο περίπτερο BorgWarner για να δω τα τελευταία στην τουρμποφόρτιση,ανάμεσα στις έννοιες είναι το μεταβλητό twin-scroll turbo όπως περιγράφεται στο παραπάνω βίντεο.

• Πλεονεκτήματα

• Σημαντικά φθηνότερα (σε θεωρία) από τα VGT, καθιστώντας έτσι μια αποδεκτή περίπτωση για το βενζινοκίνητο υπερσυμπιεστή.
• Επιτρέπει ευρεία, επίπεδη καμπύλη ροπής.
• Πιο ανθεκτικό σε σχεδιασμό σε σύγκριση με ένα VGT, ανάλογα με την επιλογή υλικού.
   
• - Δεν ξέρω.Μειονεκτήματα:
• Το κόστος και η πολυπλοκότητα σε σύγκριση με τη χρήση ενός μόνο τουρμπου ή των παραδοσιακών διπλών περιγραμμάτων.
• Η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί και στο παρελθόν (π.χ. βαλβίδα γρήγορου τροχού) αλλά δεν φαίνεται να έχει επιτύχει στον κόσμο της παραγωγής.

1.Ηλεκτρικοί τουρμποφόρδρες

Aeristech’s patented Full Electric Turbocharger Technology is a new enabling technology that will help vehicle manufacturers meet stringent future emissions legislation whilst providing excellent response throughout the engine operating rangeΤο FETT είναι η απόλυτη λύση για την ακραία μείωση του μεγέθους του κινητήρα και τη βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα με τη χρήση ενός ενιαίου σταδίου τουρμποφόρτερ.

Η προσθήκη ενός ισχυρού ηλεκτροκινητήρα στο μείγμα εξαλείφει σχεδόν όλα τα μειονεκτήματα ενός τουρμποσυμπιεστή.Τώρα μπορεί.Ίσως η επόμενη φάση της σύγχρονης τουρβοφόρτισης, υπάρχουν αναμφισβήτητα μειονεκτήματα της ηλεκτρικής διαδρομής, καθώς και.

• Πλεονεκτήματα

• Με την άμεση σύνδεση ενός ηλεκτροκινητήρα με τον τροχό του συμπιεστή, το turbo lag και τα ανεπαρκή καυσαέρια μπορούν να εξαλειφθούν ουσιαστικά περιστρέφοντας τον συμπιεστή με ηλεκτρική ενέργεια όταν απαιτείται.
• Με τη σύνδεση ενός ηλεκτροκινητήρα με την ανεμογεννήτρια εξάτμισης, μπορεί να ανακτηθεί σπαταλημένη ενέργεια (όπως γίνεται στη φόρμουλα 1).
• Ένα πολύ ευρύ εύρος αποτελεσματικών στροφών με ομοιόμορφη ροπή σε όλο το σημείο.
   

• Μειονεκτήματα:

• Το κόστος και η πολυπλοκότητα, καθώς τώρα πρέπει να υπολογίσετε τον ηλεκτρικό κινητήρα και να βεβαιωθείτε ότι παραμένει δροσερός για να αποφευχθούν προβλήματα αξιοπιστίας.
• Η συσκευασία και το βάρος γίνονται ένα ζήτημα, ειδικά με την προσθήκη μιας μπαταρίας στο πλοίο, η οποία θα είναι απαραίτητη για την παροχή επαρκούς ισχύος στο τουρμίνιο όταν χρειαστεί.
• Τα VGT ή τα twin-scrolls μπορούν να προσφέρουν πολύ παρόμοια οφέλη (αν και όχι στο ίδιο επίπεδο) με σημαντικά χαμηλότερο κόστος.