¿Cuáles son las estructuras y principios de la turboalimentación y la sobrealimentación?
Método de aumento de potencia NA Los métodos comunes para los motores NA (de aspiración natural) no pueden evitar aumentar el diámetro del acelerador o cambiar a inyección directa de múltiples gargantas para obtener más con la misma profundidad del acelerador a altas velocidades. . Pero después de un cierto número de revoluciones, este método tiene un efecto limitado. Al fin y al cabo, el aire del motor NA es aspirado mediante vacío. Cuando el volumen del cilindro es fijo, existe un límite relativo para la succión de aire al vacío.
Algunos motores NA utilizan árboles de levas de ángulo alto (Hi Cam, para aumentar el ángulo de superposición de las válvulas de admisión y escape), que pueden obtener alta potencia a altas velocidades, pero la desventaja es que el par a bajas Las velocidades son malas y el ángulo es demasiado grande. El motor funciona en ralentí de forma errática. Muchos automóviles nuevos ahora utilizan tecnología de sincronización variable de válvulas, combinada con árbol de levas variable y otras tecnologías (como VVTL-i, i-VTEC, MIVEC)... para lograr un buen equilibrio entre bajo par y alta potencia.
Pero incluso si se agotan los métodos anteriores, la eficiencia de la entrada de aire del motor solo aumentará en un 60% como máximo. El motor NA nunca pudo evitar su destino: el aire entraba pasivamente en el cilindro. En otras palabras, el aire requerido por el motor depende completamente de la presión negativa generada cuando el pistón se mueve hacia abajo. Incluso si el cilindro está lleno de aire, la presión del aire en el cilindro es menor o igual a una atmósfera. Por lo tanto, la potencia creciente del motor NA es siempre mucho menor que el cilindro que puede enviar aire y combustible con fuerza, y es fácil obtener un motor sobrealimentado con más de un caballo de fuerza.
Deconstrucción del principio del sistema de turboalimentación
El sistema de turbina es uno de los sistemas de sobrealimentación más comunes en los motores sobrealimentados.
Si en la misma unidad de tiempo, se puede forzar más mezcla de aire y combustible al cilindro (cámara de combustión) para su compresión y explosión (un motor de pequeña cilindrada puede "inhalar" aire de gran cilindrada y mejorar la eficiencia volumétrica), puede producir una mayor potencia que un motor de aspiración natural a la misma velocidad. El turbocompresor es impulsado por los gases de escape y básicamente no hay pérdida de energía adicional (no supone una carga adicional para el motor), por lo que puede generar fácilmente una gran potencia. Este es un diseño muy inteligente. Es como soplar un ventilador eléctrico dentro del cilindro, forzando al viento a llenar el cilindro, aumentando así la cantidad de aire en el interior y obteniendo más caballos de fuerza, pero el ventilador es impulsado por los gases de escape del motor, no por el motor eléctrico.
En términos generales, el motor puede aumentar al menos entre un 30% y un 40% de potencia adicional con una acción de "inducción de aire forzado". Estos impresionantes efectos son lo que hace que los turbocompresores sean tan atractivos. Además, conseguir una perfecta eficiencia de combustión y aumentar considerablemente la potencia son los mayores valores que el sistema de turbocompresión puede aportar a los vehículos.
El sistema incluye un turbocompresor, un intercooler, una válvula de derivación de admisión, una válvula de derivación de escape y conductos de admisión y escape de soporte.
¿Cómo funciona el sistema de turboalimentación?
Esperamos que pueda comprender la secuencia de funcionamiento del turbocompresor a través de los siguientes sencillos pasos, para que pueda comprender claramente el principio de funcionamiento del sistema de turbocompresor.
Primero, los gases de escape descargados por el motor impulsan el impulsor de la turbina)② en el extremo de escape de la turbina, lo que hace que gire. Por lo tanto, puede hacer que la rueda del compresor (③) del otro lado conectado a ella gire al mismo tiempo.
La segunda es que el impulsor del compresor inhala a la fuerza aire desde la entrada de aire. Después de ser comprimido por la rotación de las palas, ingresa al canal de compresión con un diámetro cada vez más pequeño para la compresión secundaria. inyectado en el cilindro para la combustión.
En tercer lugar, algunos motores están equipados con un intercooler para reducir la temperatura del aire comprimido, aumentar su densidad y evitar que el motor golpee.
En cuarto lugar, el aire comprimido (y enfriado) ingresa al cilindro a través del tubo de admisión y participa en la combustión y el trabajo.
5. Los gases de escape quemados se descargan del tubo de escape, ingresan a la turbina y luego repite la acción anterior (1).
Turbocompresor El cuerpo del turbocompresor es la parte más importante del sistema del turbocompresor, que es lo que generalmente llamamos "gusano" o "espiral". La turbina recibió su nombre porque su forma se asemeja a la concha del lomo de un caracol o a la caracola que se encuentra en un puesto de mariscos.
El cuerpo del turbocompresor es el componente central para mejorar la eficiencia de carga. Su estructura básica se divide en: extremo de admisión, extremo de escape y parte de conexión intermedia.
La entrada de aire incluye una carcasa de compresor, que incluye una entrada de compresor, una salida de compresor y un impulsor de compresor.
El extremo de escape incluye una carcasa de turbina que incluye una entrada de turbina, una salida de turbina y una rueda de turbina.
Entre las dos carcasas, se encuentra una carcasa central, que está equipada con un eje que conecta y soporta el impulsor del compresor y el impulsor de la turbina, y maneja decenas de miles de revoluciones, así como la correspondiente entrada de aceite. y salida de aceite (incluso entradas y salidas de agua).
La “alta temperatura” es la mayor prueba a la que se enfrenta el turbocompresor cuando está en funcionamiento. Cuando la turbina está en funcionamiento, lo primero con lo que entra en contacto es con los gases de escape de alta temperatura (la primera fuente de calor) del motor, que empuja el impulsor de la turbina y hace que el impulsor del compresor del otro lado funcione sincrónicamente. La velocidad de rotación de todo el eje de la cuchilla es de 120.000-160.000 rpm. Por lo tanto, el calor generado por la rotación a alta velocidad del eje de la turbina es asombroso (la segunda fuente de calor), y la temperatura del aire aumenta después de ser comprimido por el impulsor del compresor (la tercera fuente de calor), convirtiéndose en la temperatura más alta. -carga de temperatura en el turbocompresor. El turbocompresor se convierte en un sistema de trabajo independiente que integra componentes de alta temperatura. Por tanto, la "disipación de calor" es muy importante para los turbocompresores. Hay circuitos de aceite especiales (disipación de calor y lubricación) dentro del cuerpo de la turbina, y muchos están diseñados con circuitos de aceite y circuitos de agua al mismo tiempo, lo que puede reducir la temperatura del sobrealimentador mediante la doble disipación de calor del enfriamiento por aceite y el enfriamiento por agua.