1 (2008-11-10 11:53:22 отредактировано dr-tim)

Тема: Турба

http://euro113.narod.ru/turbo_2101.jpg

Турбонаддув: Как это работает?

Прибавка в мощности условного, базового двигателя берётся из…воздуха. То есть , чем больше воздуха зайдёт в цилиндры, тем больше получится мощность. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Теоретически мощность (в кВт) пропорциональна работе цикла двигателя Le (выражается в килоДжоулях) и количеству циклов в единицу времени n (об/мин) :

Ne=Le n/120.

Работу цикла легко выразить через КПД двигателя ne и количество поступившего в двигатель топлива Мт(кг):

Le= ne Hu Mт,

где Hu – теплотворная способность топлива (кДж/кг), показывающая, сколько энергии(в кДж) может выделиться при полном сгорании 1 кг топлива. Для бензина Hu=43960 кДж/кг, а среднее значение КПД для бензиновых двигателей nе=0,25.

Количество подаваемого в двигатель топлива не может быть любым, а связано с количеством воздуха Мв соотношением

Мт=Мв/k Lo,

где k - известный многим, но не всем понятный коэффициент избытка воздуха, показывающий отношение количества поступившего воздуха к теоретически необходимому для полного сгорания поданного в двигатель топлива. В бензиновых двигателях k лежит в узких пределах от 0,85-0,9 для режимов максимальной мощности до 1,0-1,1 для экономичных режимов. Регулируется k в указанном диапазоне топливодозирующей аппаратурой в зависимости от количества поступившего воздуха и режима работы двигателя, определяемого, в основном, положением дроссельной заслонки и оборотами. Коэффициент Lo определяет, сколько же воздуха (в кг) необходимо для полного сгорания 1 кг топлива, и для бензина равен 15(т.е. для этого необходимо 15 кг или 16,5 м3 воздуха при нормальном давлении и температуре).

Подставив последнее выражение в формулу для работы Le, получим

Le= ne Hu Mв/k Lo,

а после подстановки в формулу мощности

Ne=Hu ne Мв n/120 k Lo.

Произведение Mв n есть не что иное, как расход воздуха Gв (кг/мин), откуда мощность

Ne=Hu ne Gв/120 k Lo,

что и требовалось дoказать. Более того, легко заметить, что полученная формула показывает один момент – воздействовать на мощность в обычном бензиновом двигателе вообще почти нечем, кроме расхода воздуха.

А от чего зависит расход воздуха? Очевидно, от его плотности p (кг/м3) и объёма цилиндров Vh

Gв=nv p Vh n,

где n – обороты, а коэффициент nv – это так называемый коэффициент наполнения, показывающий отношение количества поступившего в цилиндр воздуха Мв к теоретическому его количеству, равному po Vh для двигателей без наддува или pк Vh для двигателей с наддувом (pк – плотность воздуха во впускном коллекторе, а pо – в окружающей двигатель среде).

Учитывая, что плотность равна (согласно школьному курсу физики)

p=P/RT,

где Р,Т – давление и температура воздуха, R – газовая постоянная(R=287,3Дж/кг К), получим мощность двигателя в окончательном виде

Ne= Vh nv n ne Hu P/120Lo R k T.

Теперь рассмотрим способы увеличения мощности базового двигателя:

Объём Vh – его увеличение является традиционным способом повышения мощности.

Коэффициент наполнения nv – весьма, если не наиболее, важный параметр. Увеличение диаметра каналов, совмещение коллекторов, изменение профиля сёдел, клапанов, формы камеры сгорания, установка карбюраторов (в т.ч. сдвоенных) с большими диффузорами и дроссельными заслонками, «нулевого» фильтра – всё это снижает сопротивление втеканию воздуха в цилиндры и вызывает повышение nv.

Повышение максимальной частоты вращения n – верный способ, осуществляемый обычным путём расширения фаз газораспределения установкой соответствующих распредвалов. При этом коэффициент наполнения, обычно падающий у стандартных двигателей уже начиная с 4000-4500 об/мин, наоборот, возрастает и позволяет двигателю раскручиваться значительно дальше в область высоких оборотов.

Повышение теплотворной способности топлива Hu – ещё один способ повышения мощности. Для этого используют специальные присадки в топливо, в т.ч. широко известную закись азота (Nitros).

И, наконец, повышение давления поступающего воздуха Р – осуществляется при помощи нагнетателя. Находят применение приводные (механические) и газотурбинные или турбонагнетатели. Независимо от агрегата повышение давления (сжатие) воздуха вызывает рост его температуры, стоящей в знаменателе формулы и оказывающей на мощность уменьшающее действие. Снизить температуру помогает промежуточный охладитель (интеркулер), применение которого при повышении давления наддува становятся обязательным.

В общем случае при установке наддува возрастает плотность и, соответственно, количество поступающего в двигатель воздуха (расход). Однако степень повышения давления (отношение давление наддува к атмосферному) ограничено детонацией: приходиться снижать степень сжатия тем сильнее, чем больше давление наддува. В среднем при повышении давления наддува до 0,5-0,8 атм. приходится снижать степень сжатия с 9,5-10,0 до 8,5.

Теперь непосредственно обратимся к устройству газотурбинного нагнетателя или турбокомпрессора.



Основу агрегата турбонаддува составляет вал, на который с одной стороны насажено колесо турбины, с другой – компрессора. Турбина, используя энергию отработавших газов, раскручивает общий вал, а вместе с ним и компрессор, который отправляет свежий заряд воздуха в цилиндры. Скорость вращения газовой турбины, благодаря энергии отработавших газов, очень высока (50 — 300 тысяч об/м). Очевидно, производительность компрессора зависит от того, в каких условиях трудится турбина. Если водитель давит на педаль газа, в цилиндры подается значительное количество топлива – энергия отработавших газов высока и турбокомпрессору хватает сил для работы. Но стоит педаль отпустить – снижается давление выхлопных газов, агрегат останется на «голодном пайке» и, когда от него вновь потребуют отдачи, проваливается в «турбояму» (turbolag).

Чтобы справиться с переходными режимами, колесо турбины увеличивают – тогда оно лучше будет раскручиваться выхлопными газами и никакой «ямы» не будет. Но возникает другая опасность: когда мотор выйдет на нормальный режим, турбина будет предлагать в распоряжение компрессора слишком большую мощность. Как быть? На раллийных машинах устанавливали еще с конца 70-х годов специальное устройство в виде форсунки, впрыскивавшей топливо при переходных режимах в выпускной коллектор, которое воспламенялось и докручивало турбину (при этом раздавались резкие хлопки из глушителя, сопровождавшиеся выбросом пламени), однако данное устройство значительно снижало ресурс турбокомпрессора, поэтому агрегаты наддува стали снабжать системой управления, способной согласовать возможности турбины и потребности компрессора. Поэтому, агрегаты наддува снабдили двумя перепускными клапанами: один - для отработавших газов, а другой - чтобы перепускать излишний воздух из коллектора двигателя в трубопровод до компрессора. Этот клапан также управляется давлением во впускном коллекторе. Таким образом, частота вращения ротора турбины при сбросе газа снижается незначительно, и при последующем нажатии на педаль задержка подачи воздуха составляет десятые доли секунды - время закрытия клапана. Перепуск отработавших газов здесь уже не регулятор, а лишь ограничитель числа оборотов турбины.

Повсеместное проникновение электроники в управление современным двигателем не могло оставить вне своей сферы систему турбонаддува. Оба упомянутых выше клапана сохранились, но вот управляет ими уже не давление в коллекторе, а электрические сервомоторы или включенные в пневматическую систему электрические клапаны. Это дает возможность учитывать не только нагрузку на двигатель, но и множество других факторов: детонацию в цилиндрах, тепловой режим мотора, токсичность выхлопных газов и т. д.

Турбокомпрессоры особенно эффективны на дизелях, поскольку у них выше степень сжатия и давление отработавших газов.

Каждый из подвидов наддувных агрегатов постепенно обрастает новыми высокотехнологичными устройствами. Пример – интеркулер, он же промежуточный охладитель.

Поскольку при сжатии воздух нагревается, его плотность снижается. Это мешает компрессору «накачать» в цилиндры столько свежего заряда, сколько он теоретически способен. Соответственно качество газообмена и КПД двигателя оказываются не столь высоки, как могли бы быть. Чтобы избежать этого недоразумения, после компрессора воздух пропускают через специальный радиатор (как правило, алюминиевый), по конструкции аналогичный тому, что стоит в системе охлаждения. Иногда для снижения температуры наддувочного воздуха используют охлаждающую жидкость, а порой – другой поток воздуха, набегающий при движении машины. Промежуточный охладитель, или интеркулер не только увеличивает мощность двигателя, но и снижает тепловые нагрузки, способствует снижению расхода топлива и выброса окислов азота.

Системы реализации турбонаддува можно подразделить на параллельные и последовательные. Конструкции с двумя параллельными турбоагрегатами из экспериментальных машин уже давно переселились в серийные. На мощных современных V-образных моторах, например, «Мерседес-Бенц», «Майбах» «запараллелены» два компактных турбонагнетателя. Каждая из турбин приводится выхлопными газами от «своей» группы цилиндров и быстрее реагирует на нажатие педали газа.

Последовательные схемы включения используют, когда на выходе турбины необходимо получить давление свыше 3,5 бар, что крайне сложно достичь одним агрегатом наддува. Воздух прогоняют сначала через нагнетатель низкого давления, затем он «дожимается» компактным турбокомпрессором высокого давления и только потом попадает в двигатель. В эту цепочку обычно включают два промежуточных охладителя.

До 3000 об/мин оба агрегата работают параллельно, а контролируемый электроникой клапан плавно меняет соотношение объемов отработавших газов, подаваемых к той или иной турбине. Большой компрессор при этом сжимает воздух, повышая давление на входе в малый. Наконец, когда двигатель выходит на обороты свыше 3000, работает лишь большой агрегат, а маленький «отдыхает».

Конструкцию отработали на дизельном двигателе объемом 1,9 л для концепт-кара «Опель-Вектра ОРС». Такой турбонаддув позволил поднять мощность до 156 кВт/212 л. с., а крутящий момент достиг 400 Н.м (для примера: такой же момент выдает 4.3 литровый V8 от «Мерседеса»)! Внушительные 85 кВт/112 л. с. с литра – пока рекорд для дизелей. Максимальную скорость машины пришлось принудительно ограничить 250 км/ч, разгон до 100 км/ч занимает 6,5 с, а средний расход топлива составил всего 6 л/100 км! Такой мотор вдребезги разносит представление о дизелях, как о тихоходных «тракторных» моторах.

Кроме того, можно условно выделить турбины низкого и высокого давления, если первые больше способствуют улучшению топливной экономичности и экологичности двигателей, путем улучшения продувки цилиндров, то вторые преследуют увеличение моментно-мощностных характеристик.

Как уже упоминалось, частота вращения ротора турбины должна быть очень велика. Насколько? До 200 тысяч об/мин. До последнего времени срок службы всего агрегата ограничивала именно долговечность подшипников. По сути, это были вкладыши, подобные вкладышам коленчатого вала, которые смазывались маслом под давлением. Износ таких подшипников скольжения был, конечно, велик, однако шариковые не выдерживали огромной частоты вращения и высоких температур.

Выход нашли совсем недавно, когда удалось разработать подшипники с керамическими шариками. Однако достойно удивления не применение керамики - подшипники заполнены постоянным запасом пластичной смазки, то есть канал от штатной масляной системы двигателя уже не нужен. На очереди - металлокерамический ротор турбины, который примерно на 20%-30% легче изготовленного из жаростойких металлических сплавов, и соответственно обладает меньшим моментом инерции.

Таким образом, турбонаддув, появившись на заре автомобилестроения, и развиваясь в течение века, еще не выработал предел модернизации и продолжает совершенствоваться…





http://www.ftdmk.ru/pic/tuning_rasmer.jpg



Диаметр камеры сгорания на 21124т__________71 мм

"Бочка" Dт-Dг_____________________________0.65+-0.012 мм

Овальность по юбке_______________________ 0.55+-0.03 мм

Овальность по голове______________________0.05+-0.015 мм

Диаметр отверстия под поршневой палец_____21.978...21.982 мм

(соответствие 1 классу)





взято /euro113.narod.ru.www.ladaclubs.orgbelaru. www.ftdmk.ru

2

Re: Турба

Жёстко!... можно и сток двигатель чуть надуть до 0.5 атм без последствий.... прирост не супер но 25-40 л.с. можно добавить.

3

Re: Турба

е77кх_#1 пишет:

Vyacheslav пишет:

Жёстко!... можно и сток двигатель чуть надуть до 0.5 атм без последствий.... прирост не супер но 25-40 л.с. можно добавить.



и зачем это нужно?вкладывать столько денег и получить такой мизерный прирост...проще валы поменять...конечно турба она и есть турба,но если делать,то уже делать и дуть нормально...ИМХО

+ 1, нет смысла...

4

Re: Турба

Stalker пишет:

е77кх_#1 пишет:

Vyacheslav пишет:

Жёстко!... можно и сток двигатель чуть надуть до 0.5 атм без последствий.... прирост не супер но 25-40 л.с. можно добавить.



и зачем это нужно?вкладывать столько денег и получить такой мизерный прирост...проще валы поменять...конечно турба она и есть турба,но если делать,то уже делать и дуть нормально...ИМХО

+ 1, нет смысла...



ТОгда поясните по какой причине на многие иновёдра ставят турбину и добовляет это мизер л.с., возмём для примера автомобиль митсу паджерика 2 ... стоит 2.8 турбо дайзель, там за счёт турбо добавляется всего на сколько помню 35л.с. , да и во многих бензинкая та же ситуация спортивные авто я в счёт не беру это отдельная тема.

ИМХО... Если вам нужен авто для гонок то тут конечно крутите как Motorcraft, а если это просто гражданская машинка для повседневной езды вам такой табун ни к чему.Установка турбины на сток двигатель позволяет взбодрить его и снизить расход топлива.

5

Re: Турба

но так же и повысить затраты на его сборку. просто экономически не выгодно. проще валы..

6

Re: Турба

Обьясняю, для того чтоб добавить 35 л.с. надо просто воткнуть валики + рессивер ( хотя мона и без него ) и увеличить обьем ( к примеру до 1,7  - читай 78 колено ) И все. Ну плюс перепрошиться - хотя это надо в любом случае. Никаких геморов - получаем нормальный мотор для города мощностью 120 коней. Если цепляем выхлоп и снижаем вес ШПГ путем установки ковки под калено и облегчением шатунов   то приход .... сам понимаешь, растет. Ноберем первый вариант валы и колено ( Цена на запчасти не превышает 20 000 рупий )  противопоставляем ТУрбо - турбина, колектор, выпуск на 63 трубе, куллер, переделка проводки, разводка труб, и т.д. Думаю ценник считать не надо... Ну а теперь сам подумай надо ли ловить весь этот гемор, ради 35 лошадей.

7

Re: Турба

Ну 120-130 лс давно уже с 1.5 16в легко снимают, турба там и нах не нужна, турбу строить когда нужна тяжелая артиллерия

8

Re: Турба

е77кх_#1 пишет:

Мы тут обсуждали...

вот реально собрать турбу за 60 тысяч рублей?..при этом не потерять в ресурсе движка(сильно) и иметь под капотом честные 200-230 сил?

купить БУ:

турбинку за 8000(можно ведь?)

Форсы 4000

поршня DTT 4000

Сцепа 6000(новая пиленга,про выжимной знаю)

Коллектор либо самому варить,либо купить готовый(цену не помню,абстрактно 7000)

интеркуллер 5000

ну 35000 получается...

ещё 25000 на блоуоффы,обводки,выпуск,настройку должно хватить думаю...

Я так понял что получиться самый простой турбомотор...



+1

9

Re: Турба

возмём для примера автомобиль митсу паджерика 2 ... стоит 2.8 турбо дайзель,

на дизеле момент,не путать...

10

Re: Турба

е77кх_#1 пишет:

Мы тут обсуждали...

вот реально собрать турбу за 60 тысяч рублей?..при этом не потерять в ресурсе движка(сильно) и иметь под капотом честные 200-230 сил?

купить БУ:

турбинку за 8000(можно ведь?)

Форсы 4000

поршня DTT 4000

Сцепа 6000(новая пиленга,про выжимной знаю)

Коллектор либо самому варить,либо купить готовый(цену не помню,абстрактно 7000)

интеркуллер 5000

ну 35000 получается...

ещё 25000 на блоуоффы,обводки,выпуск,настройку должно хватить думаю...

Я так понял что получиться самый простой турбомотор...



плюс:

насос                3000

регулятор давления 1500

рег давления топлива 1500

настройка прим 10000

б/офф 1000

расточка и плоскость 2-3тк

выпуск 7-10тк



минус.

турбу можно купить за 7тк

куллер за 800р(если постараться)

форсы за 2тк.

11

Re: Турба

Vyacheslav пишет:

ТОгда поясните по какой причине на многие иновёдра ставят турбину и добовляет это мизер л.с., возмём для примера автомобиль митсу паджерика 2 ... стоит 2.8 турбо дайзель, там за счёт турбо добавляется всего на сколько помню 35л.с.

Дизель это не в тему. А вот приведи пример где на бензинке мало дуют

да и во многих бензинкая та же ситуация спортивные авто я в счёт не беру это отдельная тема.

12

Re: Турба

например мотор 1.8т от фолца(шкода,ауди) сток субару и тд...

13

Re: Турба

блин.. точно....  blush

14

Re: Турба

laugh

15

Re: Турба

е77кх_#1 пишет:

Мы тут обсуждали...

вот реально собрать турбу за 60 тысяч рублей?..при этом не потерять в ресурсе движка(сильно) и иметь под капотом честные 200-230 сил?

купить БУ:

турбинку за 8000(можно ведь?)

Форсы 4000

поршня DTT 4000

Сцепа 6000(новая пиленга,про выжимной знаю)

Коллектор либо самому варить,либо купить готовый(цену не помню,абстрактно 7000)

интеркуллер 5000

ну 35000 получается...

ещё 25000 на блоуоффы,обводки,выпуск,настройку должно хватить думаю...

Я так понял что получиться самый простой турбомотор...



Для удешевления можно использовать сток поршни от 16в с проточкой, сильно их не буровить особо. Форсы реально дешевле за 2т мона купить, сцепа сток от 2112 или вис, интеркулер любой с разборки, хоть от бычка, настройка 5-6 т в среднем стоит, турбинку еще дешевле мона достать, насос бу от ауди или от субы

16 (2008-11-18 16:17:49 отредактировано dr-tim)

Re: Турба

у насоса от субы ненамного больше производительность чем у ваза.

куллер от бычка наверное увеличит лаг.

можно и дешевле, только в каком состоянии. тоже и с форсами. (я имею в виду обычного обывателя у которого нет знакомств и связей с разборками и тп.. )

а на счет поршней, можно импользовать и 8ые, только сделать цековочки(можно и самому)не вынимая из блока.. ;). там как раз лужа..

17

Re: Турба

http://turbo-vaz.ru/forum/viewtopic.php?t=538

http://turbo-vaz.ru/forum/viewtopic.php?t=512

ваше мнение помоему интересная мысль