Con el avance continuo de la productividad social y la tecnología, ¿cómo puede seguir aumentando la demanda de vehículos de transporte de las personas y cómo puede un motor de pequeña cilindrada estallar en un motor de gran cilindrada? La tecnología de presurización es uno de los métodos más efectivos. La tecnología de presurización de la entrada de aire que utilizamos actualmente en los motores de automóviles se originó por la necesidad de volar a gran altura. Todos sabemos que el motor general usa el pistón para moverse hacia abajo para formar un vacío y aspira aire para lograr el proceso de entrada de aire. Esto se llama motor de aspiración natural. Debido a que el método de succión natural logra la acción de admisión «pasiva», la eficiencia de la admisión de aire no es alta debido al aire enrarecido en la gran altitud, lo que afecta en gran medida la función del motor. Para mejorar la eficiencia de admisión del motor, inventó la tecnología de admisión presurizada.
El turbocambiador y el supercargador son dos formas diferentes de presurización de admisión. La principal diferencia radica en la forma en que se impulsa el sobrealimentador. Los primeros turbocompresores fueron todos sobrealimentadores mecánicos. Fueron llamados Superchargers cuando se inventaron, y luego se desarrollaron para distinguir los dos. Al principio, el turbocompresor se llamaba Turbo Supercharger y el supercargador se llamaba Mechanical Supercharger. Con el tiempo, los dos se redujeron a turbocompresor y supercargador, respectivamente. Los alemanes llamaron al sobrealimentador Kompressor debido al idioma alemán. Es por eso que el motor sobrealimentado Mercedes-Benz 1.8L se llama 200K. El vocabulario alemán Kompressor también está impreso en otros automóviles alemanes equipados con un sobrealimentador. en.
El mecanismo y principio de funcionamiento del turbocambiador:
«Los turboventiladores a menudo alcanzan decenas de miles de revoluciones durante el funcionamiento normal».
La turboalimentación es impulsada por los gases de escape del motor. La turbina consta de dos partes. Uno es el extremo de presurización de aire fresco (rueda de la bomba de compresión) y el otro es el extremo de transmisión de los gases de escape (turbina de escape). Hay un impulsor en ambos extremos y hay una fuga entre las dos turbinas del mismo eje. Wastegate está ubicado en el costado de la turbina de escape. Cuando la presión de la turbina de compresión es demasiado alta, la presión empujará el gatillo para abrir la válvula de la turbina de escape y bajará la presión para evitar una presurización excesiva.
Turbocompresor utilizado en el motor clásico 1.8T de VW Group
El cojinete del eje de la turbina es el diseño del cojinete dentro del casquillo del casquillo. El diseño del rodamiento se puede dividir en rodamiento de bolas y rodamiento flotante. La potencia de rotación del impulsor del turbocompresor proviene de los gases de escape. El gas de escape impulsa la turbina, en el otro lado de la turbina, las palas comprimen el aire. La carcasa del turbocompresor está hecha de aleaciones de níquel, cromo y silicio, y los ejes son materiales de aleación de cromo y molibdeno. Más importante aún, el turbocompresor funciona en condiciones de alta temperatura y alta velocidad. Para asegurar su funcionamiento normal, el turbocompresor se llena de aceite y refrigerante para asegurar una lubricación y enfriamiento efectivos, y mejorar las condiciones de trabajo. .
«Diagrama de funcionamiento del turbocompresor»
El gas de escape emitido por el motor con alta temperatura y cierta presión ingresa al sobrealimentador, y el impulsor que impulsa el eje gira a una alta velocidad de hasta decenas de miles o incluso cientos de miles de revoluciones por minuto. En ralentí, la velocidad del impulsor es de 12.000 rpm, cuando el conjunto Cuando se aplica la carga, la velocidad de rotación del impulsor puede superar las 135.000 rpm, y los cojinetes ordinarios no pueden soportar las altas temperaturas y el desgaste causado por velocidades tan altas. Por lo tanto, la lubricación y el enfriamiento del aceite en el sistema del turbocompresor son críticos. Los motores diesel también tienen muchos sistemas de turbocompresores y el valor máximo de impulso de los motores diesel es generalmente más alto que el valor máximo de los motores de gasolina. También es para los requisitos de buena disipación de calor del turbocompresor que un vehículo equipado con un turbocompresor generalmente requiere una operación en ralentí antes de apagarse.
Modelos representativos de motores de turbina:
«FAW-Volkswagen Magotan está equipado con un motor 2.0TSI».
«El Subalu Impreza está equipado con un motor 2.5T horizontalmente opuesto».
«El BMW 750Li está equipado con un motor V8 Twin Turbo».
«Turbocompresor paralelo utilizado en BMW Serie 7»
Tecnología de hoja de geometría de turbina variable VTG de Porsche
Turbocompresor A / R:
El valor A / R se indica a menudo en el libro de ventas de turbocompresores del mercado de reacondicionamiento para expresar las características de la turbina. A es el área, que se refiere a la sección transversal de la turbina de álabes que recibe la entrada lateral más estrecha del gas de escape. El área de la sección transversal, R es Radio (radio), se refiere a la distancia entre el punto central de A (área de la sección transversal) y el punto central del cuerpo de la turbina, y la relación entre el área y la distancia entre dos puntos centrales. es el valor A / R.
Un valor A / R más pequeño indica que la entrada es relativamente pequeña y la inercia inicial de la pala de la turbina es baja, la velocidad del flujo es relativamente alta, la reacción de baja rotación es relativamente buena y el efecto de histéresis de la turbina no es obvio. . Por el contrario, cuanto mayor es el valor A / R, mayor es la entrada, mayor es la inercia de la hoja, más lenta es la reacción y la histéresis del turbo es más obvia, pero el rendimiento es mucho más intenso a alta girar. En términos simples, el valor A / R puede alcanzar aproximadamente 0,7 para turbinas con alta potencia de salida, mientras que el valor A / R es aproximadamente 0,2 para turbinas con baja potencia de par. La tecnología de palas de geometría de turbina variable VTG de Porsche logra diferentes características de la turbina al cambiar el valor A / R de la turbina.
Estructura del sobrealimentador y principio de funcionamiento:
La fuerza motriz del compresor del sobrealimentador proviene del cigüeñal del motor. Generalmente, la correa se usa para conectar la polea del cigüeñal, que indirectamente impulsa la torsión del cigüeñal para impulsar el sobrealimentador para lograr el propósito de sobrealimentación. De acuerdo con las diferentes estructuras, existen muchos tipos de sobrealimentación mecánica, incluyendo Vane, Roots, Wankle, etc. El movimiento del pistón también se considera un tipo de sobrealimentación mecánica. Hoy en día, el turbocompresor de Lodz es el más utilizado y es el punto caliente para la conversión. El turbocompresor de Lodz tiene dos tipos de rotores de dos y tres palas. En la actualidad, el rotor de doble pala es más común. Su estructura es para instalar dos rotores en forma de serpentina en la carcasa de forma ovalada, y hay un espacio muy pequeño entre los rotores. En lugar de estar conectado directamente, el eje giratorio de uno de los rotores está conectado con la polea conducida mediante el enclavamiento de los engranajes helicoidales. El embrague electromagnético está montado en la polea del eje del rotor. Cuando no se requiere el impulso, se suelta el embrague para detener el impulso, y el control de la computadora controla el embrague para ahorrar combustible.
«Diagrama de estructura del supercargador»
Las ventajas de la sobrealimentación: además del impulso a bajas velocidades, la potencia de salida del impulso también es proporcional a la velocidad del cigüeñal. Es decir, la respuesta del acelerador del motor sobrealimentado aumenta con la velocidad y la salida de potencia aumenta. Por lo tanto, el funcionamiento del motor sobrealimentado se siente muy similar al de aspiración natural, pero puede tener una mayor potencia y par motor. La desventaja es que la potencia del motor en sí siempre se pierde y la eficiencia no es alta a altas revoluciones.
Modelo representativo de motor sobrealimentado:
«Corvette ZR1 equipado con un sobrealimentador Rhodes»
«Motor sobrealimentado de 1.8L utilizado por Mercedes-Benz E200K y C200K»
Por lo tanto, el GOLF 1.4TSI de Volkswagen adopta la tecnología TSI de doble impulso, y un motor está equipado con dos tipos de impulsores al mismo tiempo, lo que aprovecha las ventajas de dos tipos de modos de impulso, lo que hace que el motor 1.4 sea capaz de 2.0 potencia del motor. En términos simples, cuando la velocidad del motor es baja, el sobrealimentador se usa para aumentar la presión y se mejora la respuesta del acelerador. Cuando se usa el motor de alta velocidad, el turbocompresor se usa para aumentar la eficiencia de sobrealimentación. Sin embargo, la fabricación es complicada y el coste elevado.
«Intercooler original para Subaru Impreza WRX STI»
Lo último que hay que decir es que no importa qué tipo de método de presurización, el aire presurizado debe enviarse al intercooler para que se enfríe (la presurización es igual a hacer trabajo en el aire, y cuando la presión aumenta a 1 bar, la temperatura aumentará a 80 grados. Izquierda y derecha, después de que la temperatura suba, el volumen de aire aumentará. Cuando el mismo volumen, la calidad del aire que ingresa a la cámara de combustión se reducirá, lo que será perjudicial para la presión de sobrealimentación, así que use un intercooler para enfriarlo.) Habrá presión excesiva en la válvula de alivio de presión (Blow-off Wastegate)) Suéltelo, para que a veces podamos escuchar el zumbido del automóvil turbo. El aire presurizado finalmente se envía a la cámara de combustión.