¿Cuál es el principio de turbocompresión en el motor de un automóvil?
●Función de la válvula de mariposa
El sistema de admisión de aire del motor tiene dos componentes principales. Uno es el filtro de aire, que se encarga principalmente de filtrar las impurezas del aire; el segundo es el tubo de admisión, que se encarga principalmente de introducir aire en el cilindro. Hay un componente muy importante en el tubo de admisión, que es la válvula de mariposa.
La función principal del acelerador es controlar la cantidad de mezcla que entra al cilindro. Entonces, ¿cómo controla la entrada de aire? Cuando conducimos, la profundidad del pedal del acelerador controla realmente la apertura del acelerador. Cuanto más pise el pedal del acelerador, más amplia será la apertura del acelerador, mayor será el volumen de entrada de mezcla y mayor será la velocidad del motor.
El acelerador de cable tradicional pasa a través de un cable de acero, un extremo está conectado al pedal del acelerador y el otro extremo está conectado al acelerador. La relación de transmisión es 1: 1, lo que resulta en una precisión de control insatisfactoria. En la actualidad, el acelerador electrónico transmite datos como la fuerza y amplitud del pedal del acelerador a la unidad de control para su análisis a través de un sensor de posición, y luego resume la intención del conductor de pisar el acelerador, y luego la ECU calcula la apertura real del acelerador. y da instrucciones para controlar el acelerador. El motor funciona para lograr un control preciso del acelerador.
●¿Longitud variable del colector de admisión?
Normalmente vemos que la longitud del colector de admisión del motor parece fija. ¿Se puede cambiar su longitud? De hecho, la válvula de control está instalada en el colector de admisión. Al abrirlo y cerrarlo, el tubo de admisión se puede dividir en dos partes, cambiando así su longitud efectiva. ¿Cuál es el efecto de cambiar la longitud del colector de admisión? El objetivo principal es mejorar la eficiencia de la entrada de aire del motor a diferentes velocidades, mejorando así el rendimiento energético del motor a varias velocidades.
Cuando el motor está funcionando a baja velocidad, la válvula de control negra se cierra y el flujo de aire se fuerza desde el colector largo hacia el cilindro, lo que puede aumentar la velocidad del flujo de aire y la presión del aire de admisión, lo que permite mejor mezcla de gasolina y aire y combustión más completa (esto es un poco como el principio de que cuando se aplana una tubería de agua de flujo lento, la velocidad del flujo de agua se vuelve más rápida). Cuando aumenta la velocidad del motor, la válvula de control se abre y el flujo de aire pasa por alto el tubo inferior y entra directamente al cilindro. Esto permite que se aspire más aire más rápido y aumenta el volumen de entrada de aire a altas velocidades del motor.
●¿Por qué el colector de escape tiene una forma extraña?
El sistema de escape de un automóvil incluye principalmente el colector de escape, el convertidor catalítico de tres vías, el silenciador y el tubo de escape. La función principal es descargar a la atmósfera los gases de escape producidos por la combustión en el cilindro.
¿Por qué la mayoría de los tubos de escape que vemos tienen formas extrañas? Este diseño tiene como objetivo principal evitar que los gases de escape de cada cilindro interfieran entre sí o maximizar el reflujo de los gases de escape, lo que afectará el rendimiento de potencia del motor.
Aunque el diseño del tubo de escape es extraño, para evitar turbulencias se siguen algunos principios, por ejemplo, el colector de escape de cada cilindro debe ser lo más independiente posible y la longitud debe ser lo más igual posible. posible; el colector de escape debe ser lo más largo posible.
●¿Cómo funciona la turboalimentación?
Todo el mundo está familiarizado con la turboalimentación. Generalmente puedes ver algo como 1 en la parte trasera del auto. 4T, 2.0T, lo que indica que el motor de este coche está turboalimentado. El turbocompresor se conoce como turbo o T. El turbocompresor utiliza los gases de escape del motor para impulsar la turbina y comprimir el aire de admisión, aumentando así la potencia y el par del motor y haciendo que el automóvil sea más potente.
Un turbocompresor está compuesto principalmente por una turbina y un compresor, que están conectados a través de un eje de transmisión. La entrada de aire de la turbina está conectada al colector de escape del motor, y el puerto de escape está conectado al tubo de escape; la entrada de aire del compresor está conectada al tubo de admisión y la salida de aire está conectada al colector de admisión; . ¿Cómo lograr la sobrealimentación? Principalmente, los gases de escape descargados por el motor impactan el funcionamiento a alta velocidad de la turbina, haciendo que el compresor coaxial gire a alta velocidad y forzando el ingreso de aire presurizado al cilindro.
La turbocarga utiliza principalmente la energía de los gases de escape del motor para impulsar el compresor y sobrealimentar el aire de admisión. Todo el proceso prácticamente no consume energía del motor y la aceleración es continua. Pero a bajas velocidades la turbina no puede intervenir a tiempo y se produce un cierto retraso.
●¿Qué pasa con la sobrealimentación?
En comparación con el turbocompresor, el principio del sobrealimentador es diferente.
La sobrealimentación mecánica utiliza principalmente la potencia del cigüeñal para hacer girar un compresor de aire mecánico para comprimir el aire. A diferencia de la turboalimentación, la sobrealimentación provocará un cierto grado de pérdida en la potencia de salida del motor.
Debido a que el sobrealimentador es impulsado directamente por el cigüeñal, el sobrealimentador comienza a funcionar cuando el motor está en marcha. Por lo tanto, la producción de par del motor también es excelente a bajas velocidades y la compresión del aire aumenta linealmente según la velocidad del motor. No hay intervención repentina del motor turboalimentado y no hay retraso a baja velocidad del motor turboalimentado. Sin embargo, cuando el motor funciona a alta velocidad, la pérdida de potencia del sobrealimentador también es muy grande y el aumento de potencia no es obvio.
●¿Cómo funciona un motor con doble sobrealimentador?
Un motor de doble sobrealimentador, como su nombre indica, es un motor equipado con dos sobrealimentadores. Si se utilizan dos turbocompresores en un motor, se denomina motor biturbo. Por ejemplo, el motor BMW de seis cilindros en línea 3.0L utiliza dos turbocompresores.
Para hacer frente al fenómeno del turbo lag causado por la turbocompresor de los gases de escape, se conectan dos turbinas idénticas en paralelo en el tubo de escape (un turbocompresor por cada tres cilindros). Cuando la velocidad del motor es baja, menos gases de escape pueden hacer que la turbina gire a alta velocidad, generando suficiente presión de admisión y reduciendo el efecto de retraso del turbo.
Hemos aprendido antes que el turbocompresor tiene retraso a bajas velocidades, pero a altas velocidades, el valor de impulso es grande, la potencia del motor aumenta significativamente y básicamente no consume potencia del motor y cuando el motor está en marcha; En funcionamiento, impulsa directamente la turbina. El sobrealimentador no tiene el retraso del turbocompresor, solo pierde parte de la potencia y el valor del turbocompresor es menor. ¿Combinarlos no se complementaría entre sí?
Diagrama esquemático de un motor con doble sobrealimentador (turbocompresor, sobrealimentador)
Por ejemplo, 1 equipado en el Volkswagen Golf GT. Para el motor TSI de 4 litros, los diseñadores combinaron un turbocompresor con un sobrealimentador. El sobrealimentador está instalado en el sistema de admisión del motor y el turbocompresor está instalado en el sistema de escape para garantizar que el motor tenga un buen efecto de sobrealimentación a velocidades bajas, medias y altas.