Турбонаддув самодельный: для чего нужен, как сделать и установить

Компоненты для турбонаддува, которые нужны для установки турбины.

В этой статье мы расскажем о том, что необходимо приобрести и какие доработки необходимы при сборке турбонаддувного двигателя.
Существует распространенное заблуждение, что для того, чтобы двигатель стал турбонаддувным – достаточно просто приобрести турбокомпрессор, прикрутить его к двигателю, и он тут же готов к полноценной эксплуатации. Само собой разумеется – это далеко не так. Нужно понимать, что турбокомпрессор – это всего лишь часть звена, хоть и достаточно важная. Для того, чтобы понять, что вообще нужно сделать, чтобы в двигатель начал поступать воздух под давлением, необходимо хотя бы поверхностно вникнуть в суть того, как это работает.

Выпускной коллектор

Турбокомпрессор состоит из холодной части, горячей части, картриджа, вала и крыльчаток. Воздух нагнетается непосредственно внутри холодной части крыльчаткой, которая приводится в движение за счет того, что в горячей части другую крыльчатку раскручивают под давлением выхлопные газы. Т.е., исходя из этого, нам нужно подводить выхлопные газы к турбокомпрессору, из чего следует – нам нужен как минимум специальный коллектор под турбокомпрессор. Т.к. турбокомпрессоров существует великое множество – существует очень много разных “посадочных мест” турбокомпрессора, так называемых “фланцев”, и необходимо понимать, что выпускной коллектор под одну турбину запросто может полностью быть несовместимым с какой-то другой. Поэтому при выборе выпускного коллектора обязательно убедитесь, что он совместим с выбранным турбокомпрессором. 

Даунпайп

Мы уже разобрались с тем, что для работы турбокомпрессору необходим коллектор, по которому в него под давлением поступают выхлопные газы. Но совершив полезную работу и раскрутив вал турбокомпрессора, эти выхлопные газы должны идти дальше в выхлопную магистраль, и для этого нам понадобится т.н. даунпайп (downpipe – англ.). По сути даунпайп – это фланец выхода с турбокомпрессора, к которому приварена часть магистрали различной формы (в зависимости от индивидуальной компоновки на конкретном автомобиле). Для дальнейшей калибровки двигателя в даунпайп необходимо вварить гайку под лямбда-зонд (подходит ступичная гайка от классики) на расстоянии 90 миллиметров от выпускных клапанов (порядка 30-40 сантиметров от турбокомпрессора), хотя этот момент и не так критичен – допустима практически любая удаленность лямбда-зонда от турбокомпрессора, главное условие – не менее полутора метров до окончания выхлопа. Также во избежание нагрузок на излом во время перемещения двигателя настоятельно рекомендуется вварить в даунпайп гофру.

Прокладки

Для более эффективного уплотнения мест соединений турбокомпрессора с выпускным коллектором и даунпайпом применяются специальные прокладки. Не стоит экономить на этом казалось бы пустяковом пункте при постройке двигателя, используйте только оригинальные прокладки для вашего турбокомпрессора – это избавит от постоянных прогораний и вечных поисков решения проблемы, которой изначально не было, если бы не было желания немного сэкономить.

Воздушная магистраль

Мы отлично знаем о том, что вся суть турбонаддува заключается в том, что сжатый турбокомпрессором воздух под давлением подается в двигатель, но для того, чтобы он туда попал – необходима воздушная магистраль, которая включает в себя алюминиевые (или стальные) трубы, соединенные силиконовыми патрубками. Схема движения сжатого воздуха обычно выглядит так: турбокомпрессор – интеркулер – впускной коллектор – двигатель. Т.е., для того, чтобы обеспечить правильную работу – необходимо проложить магистраль от турбокомпрессора до интеркулера и от интеркулера до впускного коллектора. Помимо того, что трубы должны быть соединены силиконовыми патрубками, их необходимо жестко зафиксировать, чтобы воздух под давлением не скидывал эти самые силиконовые патрубки с труб, для этого используются специальные силовые хомуты. Можно воспользоваться обычными хомутами “под отвертку”, которые продаются в магазинах, подобрав нужный диаметр, но их усилия зачастую не достаточно для надежной и безотказной работы.

Обвязка турбокомпрессора

Для того, чтобы турбокомпрессор мог работать продолжительное время, ему необходимы смазка и охлаждение. В качестве смазки используется моторное масло, которое подается под давлением из системы смазки самого двигателя. Но для того, чтобы обеспечить турбокомпрессор смазкой, необходима масляная магистраль, так называемая маслоподача. Помимо смазывающей функции, масло еще и охлаждает турбокомпрессор, но зачастую на бензиновых двигателях, где температура работы турбокомпрессора может быть очень высокой, этого охлаждения недостаточно. Чтобы еще больше увеличить охлаждение турбокомпрессора к нему подводится охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, и для обеспечения магистрали подачи также необходима так называемая тосольная подача.Масло и охлаждающую жидкость после турбокомпрессора необходимо отводить для возвращения в системы, из которых они были взяты, для чего на турбокомпрессор необходимо подвести также маслослив и магистраль отвода охлаждающей жидкости. Очень не рекомендуем экономить на этих пунктах, потому что самодельные маслоподача и тосольные магистрали очень часто выходят из строя, что приводит к действительно серьезным последствиям – выходу из строя турбокомпрессора, понижению давления масла в системе смазки двигателя и как следствие выходу его из строя, и даже пожару в подкапотном пространстве.

Клапан сброса

Есть еще один немаловажный компонент воздушной магистрали, который стоит вынести в отдельный пункт. Во время работы турбокомпрессора создается избыточное давление в воздушной магистрали, когда открыта дроссельная заслонка – все отлично, воздух под давлением поступает в двигатель, и он работает с повышенной мощностью. Но как только дроссельная заслонка закрывается – избыточное давление в воздушной магистрали не способно также резко исчезнуть, ведь турбинный вал все еще вращается на очень больших оборотах, и воздух все еще нагнетается. Для того, чтобы сбросить избыточное давление в магистрали, устанавливается клапан сброса, т.н. байпас. Он представляет собой клапан, который открывается создавшимся во впускном коллекторе разрежением вследствие закрытия дросселя и сбрасывает весь лишний воздух обратно на вход турбокомпрессора. Блоуофф – это одна из разновидностей байпасного клапана, отличающаяся тем, что лишний воздух сбрасывается не на вход турбокомпрессора, а наружу, создавая при этом различные шипящие/свистящие звуки, в зависимости от модели блоуоффа.

Форсунки

Увеличив количество поступающего в мотор воздуха путем поднятия давления, мы естественно подняли и его потребность в количестве топлива. Так как стандартные топливные форсунки не способны обеспечить топливоподачу даже при минимальном наддуве – их обязательно нужно заменить на более производительные. Стоить помнить о том, что производительность форсунок не стоит брать с потолка, равно как и не стоит выбирать форсунки по принципу “из того, что было”. Выбор форсунок всегда нужно обговаривать с человеком, который будет настраивать мотор после его окончательной сборки.

Топливный насос

Помимо увеличения производительности топливных форсунок, необходимо позаботиться и о производительности топливного насоса – стандартный топливный насос способен обеспечить лишь небольшой прирост мощности, порог которого перешагивается в большинстве случаев при установке и дальнейшей доработке турбонаддувного двигателя.

Поршневая

Это очень объемный пункт, который стоит осветить более подробно. Увеличивая количество топливно-воздушной смеси, мы увеличиваем также динамическую степень сжатия, что приводит к увеличивающейся вероятности возникновения детонации, которая губительна для мотора. Есть много способов борьбы с этим эффектом:

а) Увеличение октанового числа топлива, что снижает вероятность возникновения детонации, но является достаточно дорогостоящим и мало-приемлемым мероприятием в случае каждодневного использования автомобиля, ведь нам не нужны лишние траты на разницу в стоимостях бензинов;
б) Обогащение топливно-воздушной смеси – достаточно распространенный, но в действительности недостаточно эффективный и разумный способ снижения вероятности детонации, ведь увеличивая количество топлива на единицу воздуха, мы снижаем КПД двигателя, увеличиваем расход топлива и уменьшаем его ресурс. Кроме того, сильно обогащенные составы вредны для выпускного коллектора и турбонагнетателя – не сгоревшее топливо начинает догорать уже за пределами цилиндров, сильно нагревая выпускной коллектор, турбокомпрессор и весь выпускной тракт.
в) Уменьшение угла опережения зажигания – более эффективный метод борьбы с детонацией, но требующий более тщательной настройки и так или иначе снижающий эффективность работы двигателя.
г) Снижение степени сжатия – наиболее приемлемый способ, так как он в высшей степени эффективен, хоть и требует механического вмешательства в двигатель. Есть несколько способов снижения степени сжатия, но наиболее удачный и разумный из них – установка специальных поршней. В виду их малой цены и очень большой устойчивости к повышенным мощностям (до 400 л.с. — гарантировано) – этот способ является фактически единственным верным при постройке турбонаддувного двигателя для повседневного использования.

Система управления

Для того, чтобы двигатель с установленным турбонаддувом работал правильно – им необходимо правильно управлять. При установке турбонагнетателя индивидуальная калибровка (настройка) программного обеспечения должна проводиться в обязательном порядке. Более того, программа должна быть очень тщательно настроена под конкретный двигатель, ибо вероятность разрушения двигателя вследствие неправильной настройки – гораздо выше, чем на атмосферных двигателях. Существует великое множество систем управления и программ для управления турбонаддувными двигателями, и забота правильного выбора и соответственно правильной настройки – ложится на плечи человека, который будет настраивать двигатель.

Доработка системы охлаждения двигателя

При увеличении мощности двигателя возрастает его температурная нагруженность, что делает эксплуатацию достаточно мощного двигателя менее комфортным (а в некоторых случаях даже нереальным) при каждодневном использовании в условиях города. Существует несколько мер, которые очень желательно принять при увеличении мощности двигателя. Более подробно они описаны в нашей статье.

Бустконтроллер

Для того, чтобы эффективно управлять давлением наддува, необходим бустконтроллер. Бустконтроллеры могут быть механическими и электронными. Механические бустконтроллеры более просты в принципе своей работы и более дешевы, но приносят достаточно много дискомфорта, если давлением наддува нужно оперативно управлять.
Электрические бустконтроллеры более продвинуты – многие модели способны управлять наддувам как по выбранной передаче, так и по положению дросселя и оборотам двигателя. Настройка этой функции полезна и даже неизбежно необходима в большинстве случаев для достижения максимального результата на каких-либо спортивных мероприятиях.

ТУРБО-кит на дуратек 1.4, 1.6

Отчет об установке турбокмопрессора на 1.4
(обновление от 10 сентября 2010)
1388см/куб, степень сжатия — сток 11:1(37куб/см)
Степень сжатия необходимо уменьшать, в любом случаи.(примерно 7.2…7.5:1)
-Все работы, за исключением установки блока управления двигателем,
производились собственноручно.
-рабочее давление наддува 0.5-0.6 бар.(в пиках под нагрузкой до 0.8 бар)
-Потрачено денег примерно 45тр, на все в месте.
-На данном этапе замеров мощности пока не было, расчетная мощность -140-150лс

размерность использованных труб
от воздушного фильтра до впуска в турбокомпрессор — 63мм(нерж)
(переход от 100мм-фильтр в 63мм-трасса и в 45мм-вход в компрессор)
от компрессора к интеркуллеру и дроссельной заслонке — 51мм(сталь)
от выпускного коллектора — 38мм(нерж)
(вход в турбину 38мм соответственно)
от турбины и полностью дальше(только прямоточный глушитель, резонатора нет) — 63мм(нерж)

Приобретенные запчасти и их примерный прайс:

Турбокомпрессор passat’овский модернизированный — 6тр /бу(уже отремонтирован)
Интеркуллер от дизельного FF1 — 2.5тр /бу
Блоу офф китайский — 3.5тр
Патрубки+шланги+трубопроводы+возд.фильтр — 1.5тр (в отделе для ТАЗов )и тд.
ЭБУ Уфо(сам блок+установка+настройка) — 34тр
___

Ниже описана нынешняя система наддува, по сравнению с первой, все недочеты устранены, перечислять недочеты нет смысла, тк их очень много, и много чего было переделанно/сделанно заново
___
Изготовленные детали на 6 июня 2010:
выхлопной коллектор «бораньи рога» — самодельный
даунпайп(нижняя труба от турбины) — самодельный
глушитель прямоточный + насадка — самодельный
Oil catch tank(маслоуловитель) — самодельный
рестриктор на подачу масло — самодельный
переходник для забора масла из-под фильтра — самодельный
все воздушные патрубки(выс./низ. давления) — самодельный
растяжка передних стоек — самодельный
модернизация вентиляции картерных газов — самодельный
свечи BOSH от ВАЗ 21093(больший ключ) — 300-400р
Заменой свечей удалось снизить степень сжатия
тк ВАЗовские свечи короче стандартных примерно на 12мм.

Доработки на 10 сентября 2010
-контролирующий воздух взят непосредственно из дроссельной заслонки(просревлено отверстие в корпусе дросселя и нарезана резьба М8)
-проведены все шланги контролирующего воздуха(1-от дросселя к ЭБУ, 2-от дросселя к боу-офф, 3-от дросселя к указаделю давления наддува)
-изготовлен впускной ресивер меньшего объема.

Дополнительные фотографии и информацию можно посмотреть тут http://megasvarshik.narod.ru/
___
Видео пробных заездов на 6 июня 2010
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/1/
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/2/
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/4/
___
Фото произведенных работ

Нынешняя система наддува


___
Самый первый вариант
с турбиной, катализатором, длинный колектор 4-1…
много недочетов и упущений, который в последствии были устранены.
Очень интересно в сравнении с настоящей системой
Данная система была изготовлена, чтобы «узнать поедет» Фокус на наддуве или нет…оказалось поехал

___

megasvarshik

17 февраля 2010

ТУРБО-кит на дуратек 1.4, 1.6


ZAZ Project

ZAZ Project

Размышления о турбине на ЗАЗ

1. При применении турбонаддува необходимо обеспечить степень сжатия двигателя порядка 7-8 единиц (поэтому при установке турбонаддува на ВАЗах растачивают головку — по материалам Рижского авторемонтного завода по подготовке раллийных авто)). У ЗАЗика уже столько от рождения 🙂
2. При применении турбонаддува с давлением наддува более 2 атм, необходимо обеспечить бОльшую детонационную стойкость бензина. Так как самодельный компрессор не сможет создать давление выше 2 атм, то это условие можно игнорировать и не переходить на бензин А92.
3. Установка компрессора ведет к увеличению расхода топлива за счет: а — вылетания части топлива в выхлопную трубу при продувке цилиндра на такте выпуска/впуска, б — увеличении механических потерь на привод компрессора. А вот теперь НО для двигателя ЗАЗ и самодельного компрессора — так как у двигателя ЗАЗ действительно плохо с продувкой, то топливо-воздушная смесь «не успеет» вылететь в трубу, как на других двигателях (например ВАЗовсих), а просто выдавит из цилиндра отработанные газы; механические потери у самодельного компрессора весьма низки за счет того, что он не создает избыточное давление выше 2 атм, а посему ими можно пренебречь. Следовательно расход топлива у двигателя может возрасти но весьма незначительно, но в тоже время за счет улучшенного наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью возрастет и мощность и станут ниже обороты на которых двигатель выдает максимальный крутящий момент (можно ехать на более высокой передаче экономя тем самым топливо и немного экономить на бензине).
4. Максимальные обороты двигателя могут возрасти, но незначительно, так как они в основном определяются не давлением в цилиндре во время рабочего такта, а логикой работы ГРМ и качеством исполнения трактов впуска/выпуска.

Так, теперь про переделку под ВАЗовские поршни от ВАЗ 21011 диаметом 79мм.
У меня такие стоят уже около года. Сам процесс переделки и стоимость работ/»компонентов» был описан в конфе весьма детально.
Расчет проводил по справочнику Автотехника за 1978 год.
У двигателя возросла компрессия (до 9 — 9,5 кгс/см2 против 8 — 8, 5 кгс/см2 до переделки),но это скорее всего следствие притирки клапанов к седлам. Степень сжатия по расчетам возросла до 9 — 9,5 единиц против моих 8-8,5 (у меня двигатель от рождения 50 л.с.).Мощность рассчетная порядка 65 л.с. при обьеме 1300см3, на самом деле около 60-62 при разных замерах/подсчетах.
Из неприятностей произошедших с двигателем после этого — замена 6 шпилек (из 16) на ремонтные с диаметром резьбовой части 12 мм вместо 10 мм штатных (штатные скорее всего не выдержали увеличение степени сжатия). Замена выпускного клапана 3 цилиндра в связи с обломившейся частью тарелки клапана ( заводской брак в клапане — каверна в отливке). Состояние зеркал цилиндров после пробега 10 тысяч — отличное до сих пор видно хонингование по всей высоте цилиндра. Поршни и поршневые кольца в отличном состоянии (тьфу, тьфу, тьфу…). По субъективным ощущениям моим и моих знакомых — динамика не хуже чем у машин гольф класса с карб. двигателем около 2 литров. При активной езде по городу и трассе легко делаю любые ВАЗы, кроме впрысковых коротких Нив с двигом 1,8 литра ( КПП знаете ли у них грузовая, а скорости более 70 по городу не рекомендуются :)))) Максимальная скорость без насилия на 92 бензине 150 км/час, на 95 — 160 км/час. Экономичная 85-90 км/час (расход от 7 до 8,5 литров), «шустрая» — 105-120 (расход 9 — 10 литров). Самая экономичная «когда некуда больше спешить» (С)60-75 км/час (порядка 5.5-6 литров). Проверялось неоднократно.

Теперь про карб и расход топлива. С точки зрения наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью лучшее решение — карб ДААЗ 21073 с увиличенным диаметром диффузоров обоих камер (кстати наследник ДААЗ 2105). Но это вызовет повышенный расход топлива около 10 -13 литров при не очень активной езде.
С точки зрения экономии топлива лучше ДААЗ 21083 не найти, но весьма капризен к качеству топлива и требует доводки перед установкой на авто (качество исполнения хромает впрочем у всех карбов). У меня стоит именно он. Кстати про расход и тягу: один раз ошибся и поставил топливный жиклер с проходным сечением около 110 в первичную камеру вместо 95. Двигатель работал как дизель — тянул на четвертой с 25 без детонаций и стуков, причем мог активно разгоняться уже с 25! Правда расход топлива в 17 литров меня огорчил :)))
На мой взгляд наиболее приемлемые результаты по параметрам -экономичность/динамика/сложность установки и эксплуатации — это карб ДААЗ 2105 с МЕХАНИЧЕСКИМ приводом дросельной заслонки второй камеры.
Теперь про ресурс: я уже неоднократно говорил, что двигатель ЗАЗа штука весьма слабо форсированная и с невысоким качеством исполнения, так вот при надлежащем уходе и без всяких переделок ресурс у него лежит за границей 250 тысяч и примеров тому немало (только не надо лить нигрол или олифу с соляркой в двигатель). Если же почти сразу после покупки авто двигатель привести в порядок, как это делают западные фирмы (правда еще при сборке на заводе :)) то ресурс его может отодвинуться тысяч до 400.Только меняй шестерню привода ГРМ и регулируй клапана и заменяй масло.
Если вести форсировку двигателя путем повышения степени сжатия, без приведения в порядок самого двигла, то ресурс будет порядка 150 тысяч (что кстати тоже весьма неплохо). А при простой замене карба, зажигания, установке слабенького компрессора, так не стоит вообще задумываться о падении ресурса, это будет не заметно и свои 150-200 тысяч до капиталки вы откатаете спокойно ( но при условии проведения регламентных работ предписанных заводом).

Так, а теперь про температуру двигателя которая падает при применении карба от ВАЗа, установке поршней от ВАЗа и применении турбонаддува.
Это легко объясняется:
1. При замене карба — карб готовит более оптимальную смесь, не переобогащенную, как родной К-1ХХ. Вследствие этого снижение температуры рабочего процесса и меньшее влияние плохой продувки цилиндра (так как снизилась температура смеси после рабочего цикла).
2. Поршни ВАЗовские улучшают продувку цилиндра, следовательно снижают температуру в нем после рабочего цикла (частично за счет бОльшего количества новой порции топливо-воздушной смеси поступившей в цилиндр).
3. Турбонаддув так же улучшит продувку. Смотри пункт 2.

Да, у меня после установки карба 21083 на родных поршнях, температура упала до 80-85 С вместо 90-100С . После установки еще и ВАЗовских поршней — вообще до 65-80. Зимой ( менее -5С) стало проблемой прогреть двигатель хотя бы до 60С даже при длительном движении и теплоизоляции моторного отсека.

Тимофей Пыльник

Турбонаддув из пылесоса

В 80 годы распространялась схема наддува двигателя ЗАЗ 968 и ЛуАЗ из деталей пылесоса, которую я и взял за основу, обустроил на свой манер и смонтировал, но идея пришла самостоятельно, основываясь на потери мощности двигателя по раскрутке генератора,
около n%, можно предположить что и на преодоление сопротивление воздуха тратится оное количество, вот и решил попробовать устранить потерю, но палка о двух концах, возникали потери на раскрутку наддува, в каких пропорциях сказать не мог и решил провести эксперимент. 
Конструктивно это выглядело так: 
Трудные поиски подходящей турбины пылесоса наконец успешно закончились и я ее одел в корпус, к корпусу приварил загодя изготовленный кронштейн который крепился болтами к корпусу турбины вентилятора охлаждения (мотор ЗАЗ 968) и патрубки выхода и входа воздуха. На вал турбины насадил подшипники качения от генератора и шкив. Выточил приводной шкив и укрепил его на центрифуге мотора. Диаметры шкивов рассчитал таким образом, чтобы турбина пылесоса вращалась в два раза быстрее мотора. Впускной патрубок соединил резиновым шлангом со штатным фильтром очистки воздуха, а выпускной с карбюратором. Надел на шкивы ремень и завел мотор. Вот и вся не дога.
Каких то расчетов я не делал да и не умел. Просто сделал из любопытства. Что будет ?
Результат оказался любопытным. Мотор легко запускался и к общему шуму прибавился легкий свист. Разгон автомобиля проходил очень вяло, но на рубеже 2 500 об. у мотора резко прибавлялась приемистость, как будто авто получало сильный пинок под задницу и далее движение проходило с лучшими тяговыми качествами чем без наддува. Какого то увеличения расхода топлива я не заметил, а если откровенно, точных не проводил. Температурный режим оставался в норме. Серьезным недостатком являлось то, что манера вождения требовала сноровки.
В общем конструкция оказалась хлипкой и требовала совершенствования а значит и времени, что нам вечно не хватает, да и на заправках замучили -Что это у тебя за балда ? (У Запорожца заправочная горловина в моторном отсеке). Одним словом эксперименты я прекратил.
Тем не менее данное сооружение натолкнуло меня на мысль, по тому же принципу установить на Запорожец более мощный генератор, в коим имеется острая нужда в зимнее время, по причине электрической прожорливости отопителя салона.

 

Вернутся в Архив

 

Сайт создан в системе uCoz

Автомобильная электротурбина / Хабр

Наиболее действенным способом увеличения мощности двигателя автомобиля является турбина. Однако она имеет ряд существенных недостатков таких как: наличие турбоямы, оптимальная работа в небольшом диапазоне оборотов двигателя, невысокий ресурс, сложность установки в неподготовленный для этого двигатель.

Многие из этих проблем способна решить электротурбина. С электротурбиной необходимое давление наддува можно создать в любой момент и можно сбавлять обороты не боясь, что давление понизится. В электротурбине нет горячей части разогреваемой до тысячи градусов. Это положительно сказывается на её ресурсе, цене и простоте установки.

Данная статья будет посвящена нашей разработке в этом направлении.



Разработка и конструктивные особенности

На данный момент в Китае можно купить множество электротурбин, которые ставятся прямо на вход перед воздушным фильтром. Однако они оказываются на 100% бесполезны. Для обеспечения необходимого давления и большого объема подаваемого воздуха мощность электродвигателя должна составлять около 4КВт. У китайских турбин от силы несколько сот ватт.

Для данной задачи нами специально был разработан бесколлекторный электромотор способный выдать до 5КВт мощности и который может раскрутить турбину до 50000RPM. Мотор был специально спроектирован так, чтобы на полной мощности он давал своё максимальный КПД в 93%, тогда он будет выделять 350Вт тепла, которые вполне реально отводить и в теории наш мотор может выдавать полный наддув постоянно. Подробнее с характеристиками нашего мотора можно ознакомиться по ссылке.

Для питания данного мотора нами было решено использовать два автомобильных аккумулятора. Это сильно упростит процесс эксплуатации и цену установки. Один аккумулятор используется штатный, второй подключается к нему последовательно. Для подзарядки второго аккумулятора, он переподключается к первому через высокоточные реле контакторы. Литиевые аккумуляторы стоили бы на порядок дороже, при этом для них понадобилась бы специальная зарядка и очень бережная эксплуатация с соблюдением правильного температурного режима.

Однако у данного решения есть и минус. Для питания мотора на полной мощности нужен ток в районе 250А, свинцовые аккумуляторы способны выдать такой, но не продолжительно(секунд на 10-30). Затем аккумуляторам нужно будет немного “отдохнуть”. Однако нам кажется этого вполне достаточно, редко от двигателя требуется полная мощность на более длительный срок.

В качестве самой турбины нами использовалась данная турбина (её характеристики также доступны по ссылке).

Мы удалили из неё всё лишнее и расточили под крепление мотора. Все подшипники находятся непосредственно в моторе и крыльчатка одевается на его вал, что автоматически даёт соосность вала мотора и крыльчатки. Поскольку турбина будет вращаться на очень больших оборотах мы подобрали в мотор высокоскоростные подшипники SKF итальянского производства.

Для работы бесколлекторного мотора нужен контроллер и на такой большой ток он достаточно дорогой. Однако мы специально подбирали токи и напряжения так, чтобы для этой задачи подошёл наиболее мощный из дешевых контроллер стоимостью 1500р. Данного контроллера хватает на грани на полную мощность и ему при этом требуется обеспечить очень хорошее охлаждение. Более мощные контроллеры стоят уже дороже 10000р.

Результат

Замеры нашего мотора на мощности до 1000Вт показали, что характеристики нашего мотора (потребление, обороты, Kv) достаточно близки к рассчитанным при моделировании. Большой объем статора и медной проволоки смогли обеспечить высокий КПД и низкий нагрев. При должном питании турбина с ним разгоняется до нужных оборотов. Но к сожалению мы пока не смогли провести полноценные испытания на полной мощности. При питании от двух аккумуляторов, через 2 секунды после набора полных оборотов контроллер сгорел, из-за отсутствия должного охлаждения. Мы заказали новый контроллер и планируем поместить его в ёмкость с трансформаторным маслом, что должно обеспечить его наилучшим охлаждением.

Видео тестов работы турбины с питанием 600 и 1000 ватт




Вывод

В итоге нам удалось создать рабочую электротурбину, которая обладает не высокой стоимостью и достаточно проста в установке. Далее будут проходить испытания уже на реальном автомобиле.

Примерная стоимость необходимых компонентов:

  • Мотор -17000р
  • Турбина -20000р
  • Аккумулятор -3000р
  • 4 реле -3000р
  • Дополнительная электроника, пайпы, воздуховоды -5000р

Итого стоимость комплекта турбины выйдет в районе 50000р.

P.S.
Автором данной идеи является Frimen3 ([email protected]). Он уже давно занимается проработкой этого вопроса geektimes.ru/post/252076 и он как раз и заказал у нас разработку мотора под данную задачу.

Как сделать самодельный турбо

Мощность двигателя пропорциональна количеству топлива и воздуха, поступающего в цилиндры. Для повышения эффективности и мощности автомобиля может быть установлена ​​система турбокомпрессора. Эта система работает, подталкивая больше воздуха в цилиндры, чтобы увеличить эффективность и мощность транспортного средства. Дополнительный воздух в цилиндрах позволяет добавлять больше топлива для увеличения скорости автомобиля. Хотя турбокомпрессорная система может быть приобретена и установлена, она может быть более рентабельной для создания вашей собственной.

Шаг 1


Проведите некоторые исследования, чтобы определить тип турбокомпрессора, который лучше всего подходит для данного автомобиля. Исследуйте другие транспортные средства с подобными двигателями, чтобы определить, какая система турбокомпрессора подойдет для вашего автомобиля.

Шаг 2


Приобретите выбранный вами турбокомпрессор с соответствующим монтажным фланцем и кронштейном, который работает с турбокомпрессором.

Шаг 3


Измерьте размер выходного отверстия турбокомпрессора и выходного отверстия турбокомпрессора. Приобретите трубки, которые имеют такой же размер, как выходное отверстие турбокомпрессора, и дополнительные трубки такого же размера, что и выходное отверстие турбокомпрессора.

Шаг 4


Используйте крепежный фланец и кронштейн для крепления турбины к двигателю. Турбокомпрессор следует размещать так, чтобы выпускное отверстие компрессора было обращено к впускному коллектору, а также располагалось близко к выпускному коллектору.

Шаг 5


Поместите один из концов выпускной трубки в выпускной патрубок выпускного коллектора, а противоположный конец в монтажный фланец. Приварите оба конца трубки к выпускному отверстию и фланцу, чтобы закрепить соединения.

Шаг 6


Используйте выпускную трубу размером с выпускное отверстие компрессора, чтобы соединить выпускное отверстие компрессора с впускным коллектором.

Шаг 7


Закрепите выхлопную трубу с помощью силиконовых соединителей.

Шаг 8


Подсоедините один конец подачи турбонаддува к маслопроводной линии турбокомпрессора. Присоедините незанятый конец подачи масла к масляному фитингу высокого давления двигателя автомобиля.

Шаг 9


Подсоедините линию слива масла турбокомпрессора к масляному поддону двигателя автомобиля. Вы можете установить заглушку приемника сверху масляного поддона или присоединить линию непосредственно к масляному поддону.

Настройте кривую подачи топлива в двигатель в соответствии со спецификациями турбокомпрессора. В зависимости от ситуации вам, возможно, придется установить механическую систему обогащения топлива, чтобы помочь в управлении двигателем.

Чаевые


  • Получите точный контроль над турбонагнетателем, добавив внешний выпускной клапан между крепежным фланцем турбонагнетателя и турбонагнетателем.

Предупреждение


  • Всегда соблюдайте осторожность при работе со сварочными материалами и защитой от износа, чтобы предотвратить потенциальную опасность.

Предметы, которые вам понадобятся


  • турбокомпрессор
  • Турбо монтажный фланец и кронштейн
  • Выхлопная труба
  • Измерительная лента
  • Сварочный материал
  • Силиконовые соединители
  • Масляные фитинги, трубки и переходники
  • Отвертка
  • Розетки
  • Ratchets
  • Безопасные очки

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана…

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь… Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

  • Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
  • Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
  • А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

  • Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
  • В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).

Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
1 R2 R2* V2 B2 R3 R4 V4 B4 R5 VR5 R6 V6 VR6 B6 R8 V8 B8 V10 V12 B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

  • На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
  • Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять… Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

  • В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
  • Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

  • Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
  • Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12…

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2.8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора…

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Мини турбина (генератор) своими руками

Всем привет, вот хочу поделиться идеей, которая меня когда-то в тёмном доме посетила, почему в тёмном? Потому что приходилось сидеть без света около четырех суток из-за проблем на подстанции.

Суть идеи полагает в том, чтобы собрать рабочую турбину и при этом затратить минимум времени/ресурсов буквально из ничего.

Был у меня вентилятор 80-ка дохлый запускался но «глох» почему-то… Взял крыльчатку в руки и давай крутить её. Ну и собственно так и пришла идея создания первой турбины, монстра из бутылки.

На фото показано из чего состоит, щуп как-то попал в руки случайно, но форсунка вышла из него нормальная.

Из такой конструкции можно было извлечь 200-300 (410 при КЗ) миллиампер и 4.5-5 Вольт в нагрузке (около 1 ватта).

При холостом ходе турбина выдавала около 8 Вольт что не очень то и подходило мне для основной идеи заряжать телефон «из крана» . Зарядка разряженного телефона довольно интересный процесс, а именно при подаче тока на телефон через штекер, он заряжает импульсами по 3-5 секунд а потом отключается на 1-2 сек и опять… А при этом турбина начинала набирать обороты, ну и соответственно и напряжение возрастало до 7-8 вольт. Контроллер телефона отключался от питания и говорил «зарядка не поддерживается». Решил данную проблему кондёром большой емкости(10 000 мкФ) а потом и маленьким аккумулятором от китайского лед фонарика на 4 вольта + пальчиковый никель-кадмиевый аккумулятор.

Потом решил заменить корпус, а то бутылка была довольно шумной, шуму стало немного меньше но ватт не прибавилось, потом двигатель умер после купания. Да и к лучшему… потому, что я узнал, что от старых принтеров можно извлечь неплохой генератор только переменного тока — так называемый шаговый двигатель.

Крыльчатку собрал из CD диска и лопаток из пластиковой бутылки сложенных в двое и склеенных супер клеем.

Стоп кадр для понятия принципа действия турбины, Вода «бьёт» по лопасти, заставляя её вращаться…

Старая разбилась, собрал такую же крыльчатку:

Крыльчатку из CD-диска посадил на вал шаговика. Использование шаговика дало больше ватт нежели коллекторник, кроме того и долговечнее шаговики потому, что у них нет щёток… единственное — шаговик выдавал переменное напряжение и двумя катушками, что есть хорошо, можно суммировать напряжение или суммировать силу тока которую вырабатывала турбина, можно через трансформатор повышать или понижать, как душе угодно. Из одной катушки я мог взять столько же ватт, сколько и давал прошлый вариант.

Данные таковые: ток при КЗ был 0.4-0.45 А на катушке и по 9-10 вольт то есть я мог добыть 15-20 вольт и ток при этом 0.4 А тоесть 6 ватт(в теории)

Фильтр собирал по такой схеме:

Новая крыльчатка добавила несколько милиньютон/метров но обороты убавились немного.

Ах да у шаговиков есть большой недостаток – залипание, то есть на малых оборотах турбина просто вставала (то просто крутилась очень медленно) иногда, когда был слабый напор воды, вообще было невозможно взять ни вата «с крана».

Воды, данная форсунка из щупа, тянула 200 л/ч. Давление в тестируемом кране 1-1.5 кгс/см2(1-1.5 Атм).  Я лично на воду счетчик не имею просто поэкспериментировал и всё.

Потом была ещё одна идея турбины, но тоже не лишенной недостатков:

Гелевая ручка служит передаточным валом. С другой стороны должен быть закреплен вал вашего двигателя.

Сейчас собрал ещё несколько моделей крыльчаток но тестить нет желания/времени.

P.S.  Ах да, чуть не забыл. Ресурс пресной воды на планете ограничен, и составляет только 1% из всего мирового запаса воды. Экономьте воду)
Автор: HWman

Как спроектировать и установить систему турбонагнетателя: пошаговое руководство

До этого момента мы обсуждали турбонагнетатель отдельно от двигателя. Однако добавление турбокомпрессора к двигателю — это больше, чем просто выбор турбонагнетателя для вашей прогнозируемой выходной мощности. «Система» турбонаддува включает в себя все вспомогательные компоненты, которые адаптируют турбокомпрессор, чтобы он стал «единым целым с двигателем». Это философский подход, который вы должны использовать при планировании создания собственного проекта турбо-системы.Наше обсуждение будет сосредоточено на компонентах, которые управляют потоком воздуха к турбонагнетателю и от него (часто называемым «водопроводом»). Добавление топлива и управление системой впрыска топлива рассматриваются в главе 8.


Этот технический совет взят из полной книги TURBO: НАСТОЯЩИЕ МИРОВЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТУРБОКОМПЕНСАТОРА. Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/design-install-turbocharger-system-step-step-guide/


Сегодня доступны турбо-комплекты, разработанные для вашего конкретного применения. Для большинства уличных транспортных средств, где требуется увеличение мощности от 50 до 100 процентов и не планируется внутренняя модификация двигателя, эти комплекты, как правило, работают очень хорошо. В конце этой главы есть список некоторых из самых популярных производителей турбо-комплектов.Однако может не быть набора для вашего приложения, или вы можете искать настройки гонки, поэтому доступные наборы слишком мягкие или слишком простые для ваших нужд. В этой главе мы рассмотрим различные компоненты турбо-системы и необходимые соображения.


Показанная 7,3-литровая дизельная турбо-система Banks, вероятно, является одним из самых продаваемых комплектов для модернизации турбонагнетателей, которые когда-либо были. Этот макет иллюстрирует уровень детализации хорошей турбо-системы.(Предоставлено Gale Banks Engineering)

Термин «турбо-задержка» — это широкий термин, который требует некоторого обсуждения. В самом простом определении турбо-задержка — это время отклика между нажатием на педаль газа и моментом, когда турбо-режим действительно начинает увеличиваться. Есть много экспертов по турбо-режимам, которые предполагают, что турбо-лаг не должен существовать с хорошо подобранным турбонаддувом и хорошо спроектированной системой, и я в основном согласен.

Турбо лаг существует; он должен. Когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, вы просите двигатель ускориться, запустить турбину, которая, в свою очередь, приводит в действие компрессор для создания наддува.Даже двигатель имеет некоторую задержку в зависимости от того, насколько быстро он разгоняется до скорости. Таким образом, нет никакого способа полностью устранить задержку, но плавное, сильное ускорение будет вашим, если все будет хорошо с вашим турбо-матчем и конструкцией системы.

Качество проектирования и настройки системы позволяет минимизировать отставание до незаметного уровня. Соответственно, точно так же, как плохо подобранный турбонаддув вызывает «турбо-задержку», плохо спроектированная система может вызвать «системное отставание». Совокупный эффект множества мелких ошибок в конструкции системы вызывает запаздывание системы, что может быть неверно интерпретировано как турбо-запаздывание.Разницу между турбо-задержкой и системной задержкой бывает трудно разобрать.

Основная цель этого раздела книги — предположить, что турбонагнетатель, выбранный для вашего двигателя, хорошо подходит, и теперь вам нужно выбрать правильные компоненты системы, чтобы сумма их воздействия помогала сделать турбонагнетатель единым с двигатель.

Понимание конструктивных соображений, учтенных в других успешных турбо-системах, поможет в разработке вашего конкретного проекта.Если ваш проект сводится к фактической покупке послепродажной турбо-системы или компонентов, уже сделанных для вашего двигателя, этот раздел также потенциально поможет вам определить лучшую спроектированную систему и / или компоненты за ваши деньги. Высокоэффективная система турбонагнетателя — это система, в которой учтены все относительно небольшие соображения и переменные, касающиеся воздушного потока. Сумма соображений становится значительной, когда ожидается, что двигатель и турбо-система будут действовать как одно целое.

Размещение

Первой целью при проектировании системы турбонагнетателя является размещение. Куда подеваться турбо? Этот ответ содержит несколько соображений, которые действительно необходимо хорошо продумать в самом начале проекта. От этого решения будет зависеть много часов времени и труда, а также разработка других компонентов системы. В транспортных средствах для соревнований вполне возможно, что, если позволяет пространство, наилучшее размещение может быть продиктовано тем, как на управляемость транспортного средства влияет расположение дополнительного веса.Но это конкретное соображение, хотя и потенциально важно, выходит за рамки этой книги.


Специалисты динамометрического зала Banks готовятся к тестированию последних модификаций системы Twin-Turbo. Хотя Бэнкс продает этот комплект более 25 лет, они постоянно совершенствуют его и обновляют, чтобы включить в него все последние конструктивные особенности турбонаддува, элементы электронной настройки и модификации двигателей, разработанные в рамках их текущих гоночных программ. Бэнкс знает, что если вы не управляете технологиями, они заставят вас играть в догонялки.


В поперечном двигателе расположение 4-цилиндрового двигателя дает много места для размещения турбонагнетателя спереди и по центру.

объема данной книги. С турбо-комплектом на вторичном рынке производитель уже принял решение за вас. Для большинства уличных комплектов все зависит от того, где они все поместятся. Если вы создаете свою собственную систему, примите во внимание следующие моменты, которые помогут вам определить оптимальное место для вашей турбины:

1) Будет ли это система с двойным или одинарным турбонаддувом?



2) Какие термочувствительные компоненты или материалы двигателя могут находиться поблизости? (Учитывайте ремни, шланги, генератор, топливопроводы, окрашенные детали кузова и т. Д.)

3) Будете ли вы использовать дополнительный охладитель?

4) Можно ли легко направить слив масла из турбонагнетателя в место в масляном поддоне для правильного слива и сохранения достаточных углов сливного отверстия корпуса подшипника. (См. стр.96)

5) Есть ли свободный путь для труб наддува, ведущих от выпускного отверстия компрессора к впуску двигателя или к доохладителю, без резких изгибов, которые могли бы добавить ограничения?

6) Есть ли свободный путь для выхлопного коллектора в турбину и из нее, который после запуска не приведет к чрезмерному нагреву материалов или компонентов, вызывающих преждевременный выход из строя или создающих проблемы с безопасностью?

7) Если направление выхлопных газов становится потенциальной проблемой, потому что для наилучшего расположения турбонагнетателя требуется нежелательный тракт выхлопа, можно ли решить эту проблему с помощью тепловой защиты?

8) С какого места вы будете отбивать масляную систему двигателя, чтобы смазать турбокомпрессор?

После определения местоположения вы можете приступить к проектированию остальных компонентов турбо-системы.

Одиночный двигатель против двойного турбонаддува

Важным решением при проектировании вашей системы турбонаддува является использование схемы с одним или двумя турбинами. Помимо косметики, одна из первых проблем — это размер и конфигурация двигателя. В моторном отсеке с 4-цилиндровым или рядным 6-цилиндровым двигателем обычно достаточно места для размещения одной большой турбины. Если у вас есть одна из этих конфигураций двигателя, выбор относительно прост. Напротив, расположение двигателя V-типа может потребовать других соображений.

Запуск одного турбонагнетателя на Vengine потребует от вас направления выхлопа с одной стороны на другую, если ваш автомобиль, как автомобили Indy, не имеет достаточно места для размещения турбонаддува за двигателем. Длина трубы коллектора и общее увеличение тепловой нагрузки, вероятно, потребуют использования компенсаторов для устранения трещин от теплового расширения и сжатия. Также может возникнуть серьезная проблема с размещением одного достаточно большого турбонагнетателя в моторном отсеке. Применение двух небольших блоков решит большинство этих проблем с сантехникой и установкой.


Машинное отделение в Gale Banks, проектирование и сборка еще одной системы с двойным турбонаддувом и двигателя.

Исторически сложилось так, что основной интерес к использованию близнецов был связан с уменьшением турбо-лага во время разгона двигателя. Это особенно актуально для уличных двигателей с высокими эксплуатационными характеристиками. Две маленькие турбины имеют меньший общий полярный момент инерции, чем одна большая турбина. Момент инерции — это сопротивление тела изменению скорости вверх или вниз.Запомните свою основную физику: движущееся тело стремится оставаться в движении, а тело в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в покое (также определение «кушетки»).

I = K²M

Момент инерции представлен буквой «I», буква «K» представляет радиус вращения, а буква «M» — масса тела. Радиус вращения — это расстояние от оси вращения до точки тела, которая будет иметь то же I, что и само тело. Это не будет равно радиусу диаметра вращения турбинного колеса, поскольку турбины спроектированы таким образом, чтобы максимально приближать свою массу к оси вращения.Ступица турбинного колеса намного массивнее наружных поверхностей лопаток. Следовательно, K почти всегда будет меньше половины диаметра вращения.

Для хорошего ускорения ротора турбины важно разработать минимально возможный момент инерции турбинного колеса. Формула демонстрирует ценность сохранения материала турбинного колеса около внешнего диаметра до минимума для уменьшения K, поскольку момент инерции изменяется пропорционально квадрату K. Функционально это можно проиллюстрировать, применив формулу, чтобы увидеть, как две турбины будут сокращаться. момент инерции более чем на половину, что указывает на выигрыш в потенциальном ускорении ротора, поскольку каждая из двух турбонагнетателей будет иметь ровно половину энергии выхлопных газов по сравнению с тем, что один турбоагрегат будет видеть на том же двигателе.

Например, допустим, пара турбин, каждая из которых имеет 1-фунтовое турбинное колесо диаметром 3,125 дюйма, где K = 1,1 дюйма.

K²M = I K²

Вт / G = I

«G» — это ускорение свободного падения, а «W» — это вес.

1,1² x 1/386 = 0,00313 фунт-сек²

Если бы альтернативное наиболее подходящее колесо турбины одного блока имело диаметр 3,75 дюйма, вес около 1,6 фунта, где K = 1,3 дюйма, момент инерции был бы:

К² Вт / Г = I

1.3² x 1,6 / 386 = 0,00701 фунт-сек²

Это будет в 2,24 раза больше момента инерции (даже две турбины меньшего размера означают 0,00313 + 0,00313 = 0,00616), что предполагает, что сдвоенные турбины будут ускоряться быстрее и обеспечивать лучший отклик турбо-системы.

Есть много факторов, помимо момента инерции, которые влияют на время отклика турбо-системы. КПД турбины — еще одно важное соображение. Концепция, которую часто упускают из виду и редко признают, заключается в том, что рабочий зазор рабочего колеса турбины (пространство между колесом и корпусом) снижает эффективность турбины.В приведенных выше примерах оба турбинных колеса, вероятно, будут иметь одинаковый контурный зазор турбинного колеса между корпусом турбины и турбинным колесом. Таким образом, общий зазор турбинного колеса, содержащийся в двух турбинах, будет составлять более высокий процент от общего потока турбины, тем самым потенциально снижая общий КПД турбины в конфигурации с двумя блоками. Современные турбины имеют более высокий КПД, но уменьшение общего зазора между колесами в системе по-прежнему помогает.

Если оставить в стороне обсуждение упаковки и абстрактной эффективности, для предполагаемого использования транспортного средства может оказаться наиболее целесообразным сделать выбор между большим синглом и близнецами.Если это в первую очередь уличный проект, близнецы в конфигурации с V-образным двигателем, вероятно, будут лучше, учитывая все обстоятельства, просто потому, что они быстрее развивают ускорение, что дает вам лучший отклик. В транспортных средствах для дрэг-рейсинга сегодня хорошо используются функции настройки, такие как системы противодействия задержкам (ALS), которые более подробно обсуждаются в главе 8. Как только автомобиль с большим одиночным блоком запускается с использованием таких механизмов настройки, более высокая эффективность системы вступает во владение и одна единица будет выплачивать дивиденды в более низких ET.

Впускной воздух

Независимо от того, планируете ли вы создать соревновательную или высокопроизводительную уличную машину, воздухозаборник является чрезвычайно важным фактором. В любом случае вы должны быть уверены, что ввели воздух, который не прошел сначала через радиатор двигателя, дополнительный охладитель, или воздух, нагретый лучистым теплом, создаваемым подкапотными температурами. Помните, что более холодный воздух плотнее, и, поскольку плотность воздуха вас беспокоит уже из-за того, что вы используете турбокомпрессор, не работайте против себя, начав с более горячего воздуха, чем нужно.


Чемпион NHRA Modified National Джастина Хамфриса 2005 года использует две турбины Garrett GT40. Обратите внимание, что Lexus GS300 получает всасываемый воздух прямо через капот. В этой системе нет воздухозаборника через решетку. Тот факт, что он оснащен турбонаддувом, не означает, что холодный всасываемый воздух не нужен.


Профессиональный задний привод Мэтта Скрэнтона Toyota имеет то, что может показаться турбонаддувом, слишком большим для ее 6-цилиндрового двигателя. Тем не менее, этот автомобиль уезжает так же сложно, как любой NHRA Pro-Stock, разгоняя Garrett GT55 с очень агрессивной стратегией борьбы с задержками.


Рон Бергенхольц из Bergenholtz Racing вносит корректировки между раундами в Инглиштауне, штат Нью-Джерси, на своей Mazda 6. Обратите внимание на то, как перепускная заслонка приятно параллельна выходному тракту турбины.

Если вы собираете автомобиль для соревнований, это так же просто, как создать индивидуальный воздухозаборник, который будет пропускать холодный воздух через капот. Однако, если ваш автомобиль требует воздушного фильтра, например внедорожник или трамвай, у вас есть еще несколько соображений.Передняя кромка, откуда вы получаете воздух, такая же, как в спортивном автомобиле, но у вас есть два других основных аспекта: фильтрация мелких частиц грязи и дождя. В случае дождя, ударяющая поверхность в точке входа воздуха поможет отделить тяжелые капли влаги от попадания в вашу систему фильтрации и блокировки воздуха.

Не используйте бумажные элементы воздушного фильтра в автомобиле с турбонаддувом. Они просто не пропускают достаточно воздуха, если они не намного больше, чем у вас есть место, а если они намокнут, они, как правило, закрывают путь воздушного потока.Единственные фильтры, которые вам следует учитывать, — это те, которые сделаны из хирургической марли, например, те, которые продаются K&N и другими. Хотя многие компании продают системы впуска, уже разработанные для вашего автомобиля, будьте осторожны, потому что у них есть фильтрующий элемент, размер которого соответствует его стандартному безнаддувному состоянию. Скорее всего, он будет меньше размера для вашего двигателя с турбонаддувом и может вызвать проблемы. Дело не только в том, будет ли свободно проточный фильтр пропускать достаточно воздуха в чистом виде, но вы действительно хотите, чтобы воздух проходил через фильтр медленнее, чем при попадании в воздухозаборный трубопровод.Это сводит к минимуму падение давления и связанные с этим потери насоса во время всасывания. Он также создает избыточную пропускную способность, позволяющую более легко отделять грязь от воздушного потока и захватывать ее, сохраняя при этом способность пропускать достаточно воздуха для желаемой производительности.

Используйте эту формулу, чтобы вычислить, сколько квадратных дюймов фильтра K & Nstyle вам нужно. Формула любезно предоставлена ​​фильтрацией K&N.

Требуемый квадратный дюйм фильтра = (фунт наддува / 14,7) + 1 x CID x Макс.об / мин / 20 839

Например: при 10 фунтах наддува 3-литровому двигателю (183 кубических дюйма), который разработан для создания максимальной мощности при 6000 об / мин, потребуется 88.5 квадратных дюймов фильтра.

(10 / 14,7) + 1 x 183 x 6,000 / 20839 = 88,53 дюйма²

Фильтры имеют складки, чтобы обеспечить большую площадь поверхности в пределах заданного диаметра для упаковки.

Теперь, чтобы помочь вам выбрать фильтр, определите диаметр, который будет соответствовать вашей установке, а затем используйте следующую формулу для определения длины фильтра (или высоты, в зависимости от ориентации). (Обратите внимание, что это вычисление для круглых фильтров. Для конических фильтров просто оцените средний диаметр, который должен составлять примерно 1/2 большего диаметра плюс меньший диаметр.)

Следовательно, в приведенном выше примере, если у вас есть место для фильтра диаметром 12 дюймов, потребуется высота фильтра около 3 дюймов.

88,5 / 12 x 3,14 + 0,75 = 3,1 дюйма

Если это кажется вам большим, то теперь вы понимаете ценность узла воздушного фильтра правильного размера и ценность знания того, как спроектировать свою собственную турбо-систему.

После того, как вы захватили воздух, пора направить его ко входу компрессора. Если вам нужно пройти несколько футов, старайтесь, чтобы диаметр трубки был таким большим, насколько позволяет комната.Это снижает потери в трубопроводе. К сожалению, воздух любит замедляться, прежде чем он перенаправляется, а это значит, что вам понадобится плавный трек с как можно меньшим количеством изгибов.

Дополнительный охладитель

Существует некоторая путаница в терминологии между промежуточным охладителем, промежуточным охладителем и охладителем наддувочного воздуха. Раньше в авиационных двигателях турбокомпрессоры запускались поэтапно, когда компрессор первой ступени питал вход компрессора второй ступени, что дополнительно сжимало воздух перед его поступлением в двигатель.Из-за чрезвычайно высокого давления наддува между компрессорами первой и второй ступени был установлен воздухоохладитель. Этот кулер назывался интеркулер. Другой охладитель будет расположен после второй ступени, которая была последней ступенью компрессора, и назывался промежуточным охладителем. Дополнительный охладитель был охладителем, выход которого питал двигатель. Охладитель наддувочного воздуха — это просто охладитель наддувочного воздуха, который обычно представляет собой воздухоохладитель, что означает, что он использует внешний окружающий воздух для охлаждения нагнетаемого (нагнетаемого) воздуха турбонагнетателя перед его направлением в двигатель.


В 6,6-литровом дизельном гоночном грузовике Duramax с двойным турбонаддувом Banks используется фронтальный воздухозаборник для максимального поступления холодного плотного воздуха перед теплообменниками. Обратите внимание на то, что впускные трубы имеют чрезвычайно большой 6-дюймовый диаметр, они горлышком опускаются вниз только тогда, когда они находятся в пределах 12 дюймов от индуктора компрессора. (Предоставлено Gale Banks Engineering)

Хотя многоступенчатые системы турбонаддува все еще используются в некоторых тяговых классах тракторов, некоторых высокопроизводительных дизелях и коммерческих дизелях последних моделей, термины промежуточный охладитель и дополнительный охладитель сегодня используются как синонимы.Термин промежуточный охладитель используется сегодня для обозначения охладителя между турбонаддувом и двигателем. Так что не стесняйтесь использовать любой термин, который вам удобен.

Тема доохладителей может занять целую книгу. Первый вопрос, который обычно задают: «Нужен ли мне дополнительный охладитель для моего приложения?» Ответ в том, что это зависит от обстоятельств. Если вы набираете всего 5–7 фунтов наддува, вы, вероятно, сможете обойтись без затрат, но это спорный вопрос. И действительно ли кто-нибудь придерживается давления всего 7 фунтов на квадратный дюйм? Хотя увеличение плотности воздуха не так сильно на этом умеренном уровне наддува, более холодный заряд воздуха все равно повысит порог детонации топлива и сохранит вашу безопасность.


Доохладители «воздух-воздух» всегда располагаются перед радиатором охлаждающей жидкости двигателя, как показано на рисунке, как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Дополнительный охладитель в коммерческом применении, таком как это, может снизить температуру всасываемого воздуха на 300 градусов по Фаренгейту.

Однако, выше этого уровня наддува от 5 до 7 фунтов преимущества действительно того стоят. В дополнение к резкому увеличению плотности воздуха, дополнительный охладитель снимает значительную тепловую нагрузку, которая в противном случае была бы заметна двигателю.Но, пожалуй, самым большим преимуществом является то, что остаточный заряд с меньшей вероятностью взорвется, что резко снизит мощность и может быстро вывести из строя ваш двигатель. Детонация — это когда воздушно-топливная смесь настолько нестабильна, как правило, из-за тепла, что она воспламеняется до того, как наступит надлежащий момент для воспламенения, что может вызвать серьезный перегрев в цилиндре, и взрыв пытается направить поршень обратно в цилиндр в неправильном направлении. вызывая значительную потерю мощности. Охладитель поддерживает более низкую температуру нагнетаемого воздуха без потери теплового КПД двигателя.Как правило, уменьшение температуры всасываемого воздуха на каждый градус F также снижает температуру выхлопных газов на один градус F. Это не оказывает отрицательного воздействия на BMEP, то есть силу, которая заставляет поршень опускаться по цилиндру для выработки мощности.

Прежде чем мы зайдем слишком далеко, давайте поговорим о том, что такое дополнительный охладитель и для чего он нужен. Дополнительный охладитель — это не что иное, как теплообменник. Воздух, выходящий из турбокомпрессора, горячий. Чем выше давление наддува, тем сильнее сжимается воздух и тем больше тепла уплотняется во всасываемом воздухе.

Когда воздух поступает в промежуточный охладитель, он проходит через ряд труб, которые физически соединены с несколькими тонкими ребрами, которые увеличивают общую площадь поверхности для отвода тепла от нагнетаемого воздуха. Вы можете повысить эффективность интеркулера, разместив его в лобовом потоке воздуха в автомобиле, что позволит подавать более прохладный окружающий воздух через охлаждающие ребра. Это похоже на ваш радиатор, только вы пропускаете через эти трубки сжатый воздух, а не воду.

Давайте поговорим подробнее о том, что на самом деле делает дополнительный охладитель.Его основная функция — дальнейшее увеличение плотности воздуха сверх той, которую производит турбокомпрессор. Его второстепенные функции — снижение тепловой нагрузки и снижение порога детонации. Целью вашей системы турбонагнетателя не является создание чрезмерного давления наддува — вам нужна повышенная плотность воздуха для повышения производительности двигателя. Давление наддува важно для повышения VE, но чрезмерное давление может возникнуть из-за перегретого воздуха, если компрессор работает за пределами своего диапазона эффективности. Отсутствие промежуточного охладителя вызовет чрезмерное тепловое напряжение и детонацию.Во время охлаждения воздуха дополнительный охладитель должен фактически немного снизить давление наддува, примерно на 1-2 фунта, из-за требований закона об идеальном газе.

Большинство хорошо сделанных охладителей доохладителя имеют КПД от 60 до 75 процентов. Эффективность доохладителя в основном измеряется путем сравнения тепла, отводимого доохладителем, в зависимости от тепла, добавляемого при сжатии. Другими словами, если компрессор турбонагнетателя повысит температуру воздуха на 200 градусов по Фаренгейту по сравнению с окружающей средой, то охладитель вернет эти 200 градусов назад, и он будет эффективен на 100 процентов.Если вы установили дополнительный охладитель и правильно настроили двигатель, вы можете рассчитать эффективность дополнительного охладителя (Пример 1). Если вы в конечном итоге получите эффективность менее 60 процентов, возможно, пришло время для обновления. С другой стороны, если вы уверены в эффективности вашего нового кулера, вы можете предсказать свое потенциальное значение T3, если у вас есть зарегистрированные данные о температуре окружающей среды, T1, и температуре нагнетания компрессора, T2 (Пример 2).

T2 — T3 / T2 — T1 = КПД доохладителя

Где:

T1 = Температура окружающего воздуха

T2 = температура нагнетания компрессора

T3 = температура нагнетания доохладителя

Пример 1:

Предположим, что температура окружающей среды составляет 75 градусов F (T1), нагнетание компрессора — 275 градусов F (T2), а температура на выходе охладителя — 135 градусов F (T3).

275 — 135/275 — 75 = 0,7 или 70% КПД

В примере 1 you’re cooler хорошо выполняет свою работу.

Пример 2:

Теперь давайте спрогнозируем T3 для приложения без последующего охлаждения. Возможно, у вас не было денег или вы не чувствовали необходимости в дополнительном охладителе. Но теперь вы используете более высокий наддув, чем предполагалось изначально, и слышите детонацию. Это формула для прогнозирования T3 (температура нагнетания доохладителя) при добавлении доохладителя с известной эффективностью.

T3 = T2 — ([T2 — T1] x 0,7)

Предположим, что температура нагнетания компрессора составляет 275 градусов F (T2), эффективность доохладителя составляет 70 процентов, а температура окружающей среды составляет 75 градусов F (T1).

T3 = 275 — ([275 — 75] x 0,7)

T3 = 275 — (200 х 0,7)

T3 = 135 градусов F

В этом примере температура вашего впускного коллектора упала с 275 до 135 градусов, то есть на 140 градусов больше. Это снизит температуру выхлопа примерно на такую ​​же величину и, вероятно, устранит проблему детонации.Предполагая, что соотношение давлений примерно 2: 1, или наддув на 15 фунтов, вместе с КПД компрессора 70 процентов, можно ожидать, что вы сможете производить примерно на 15–18 процентов больше мощности при той же частоте вращения двигателя, делая при этом наддув примерно на один фунт на квадратный дюйм меньше.

Одним из важных соображений относительно модернизации охладителя является то, что значительно более низкий EGT в Примере 2 может снизить доступную энергию, приводящую в движение турбину. Это замедлит работу турбины, что еще больше снизит наддув (эффективность охладителя и снижение температуры также снизят наддув).Когда это происходит, может возникнуть необходимость в использовании корпуса турбины немного меньшего размера для поддержания желаемого уровня наддува. Однако, если корпус вашей турбины был немного маловат, а привод наддува был настроен на очень раннее срабатывание, ваш матч может не потребовать изменений. Не интерпретируйте большое падение давления в коллекторе как признак того, что ваш промежуточный охладитель слишком мал, особенно если он получен из авторитетного источника, который оценил его как хорошо в пределах вашего диапазона мощности. Это еще одна причина, по которой важно покупать запчасти у надежных поставщиков.


Диаграмма комбинированного отношения плотности показывает соотношение плотностей как без охлаждения, так и после охлаждения для одинаковой эффективности компрессора. Обратите внимание, как две группы линий расходятся при повышении давления наддува. Температура воздуха повышается в зависимости от давления наддува; чем выше давление наддува, тем больше добавочный охладитель повышает плотность воздуха. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Теперь, когда мы рассмотрели эти примеры, давайте вернемся к вопросу: «Вам нужен дополнительный охладитель?» Если вы планируете пробежать более 7 фунтов наддува, ответ всегда положительный! Ознакомьтесь с таблицей соотношения плотностей на странице 87.Во-первых, обратите внимание, что числа после охлаждения и без охлаждения расходятся в зависимости от наддува. Чем выше наддув, тем больше выделяется тепла и тем важнее становится дополнительный охладитель. По мере увеличения наддува становится очевидным, как охладитель начинает добавлять измеримое значение к плотности воздуха.

Однако обратите внимание, что две группы линий, каждая из которых представляет одинаковый КПД компрессора, имеют разные относительные разбросы. Линии в группе без дополнительного охлаждения расположены намного дальше друг от друга, чем линии в линиях с дополнительным охлаждением.Из этого можно понять, что эффективность компрессора не так важна в системах с дополнительным охлаждением, но это было бы ошибкой. Помните, что турбонагнетатель становится неотъемлемой частью двигателя, и менее эффективный компрессор потребует больше работы от турбины, что создаст большее противодавление на выхлопной стороне двигателя и снизит общую производительность. Турбина приводит в движение компрессор, который еще не видел промежуточного охладителя. Компрессор даже не подозревает, что в системе есть промежуточный охладитель.Таким образом, в любой ситуации, чем эффективнее компрессор, тем проще для ступени турбины.

Я слышал, как некоторые говорили, что интеркулеры не производят энергии, они только увеличивают плотность воздуха. Хотя отчасти это правда, это кажется излишне академическим аргументом. Ничто не создает только энергию, большее количество воздуха не дает энергии без топлива, а топливо не дает энергии без воздуха. Дело в том, что отдельные компоненты, такие как интеркулер, поддерживают более высокую мощность, и это действительно ключ.Естественно, вам понадобится больше топлива с установленным кулером, потому что у вас будет более плотный всасываемый заряд, поэтому, если вы его правильно сожжете, вы получите больше энергии.

Выбор промежуточного охладителя

Дополнительный охладитель

является чрезвычайно важным компонентом всей системы турбонагнетателя, но не все они одинаковы. В автомобильных охладителях используются два основных типа конструкции: трубка и ребро и стержень и пластина. В большинстве коммерческих дизельных двигателей используются доохладители с трубчатыми и ребристыми трубами.Такая конструкция обеспечивает более рентабельные методы производства, в то время как конструкция стержней и пластин, как правило, более трудоемка и содержит больший вес материала.

Дополнительный охладитель по самой своей природе имеет тенденцию быть чем-то вроде инженерной дихотомии. Это одновременно сосуд высокого давления и теплообменник. Ему нужна сила, чтобы противостоять как давлению наддува, так и нагрузкам от термоциклирования. Это означает, что он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать рабочее давление, а также должен быть изготовлен из материала, который очень хорошо проводит тепло и использует тонкие площади поперечного сечения для максимального отвода тепла.


Полный турбонагнетатель Turbonetics для Scion tC с 2004 по 2006 год поставляется с дополнительным охладителем от Spearco, подразделения Turbonetics. Турбо-система развивает 8 фунтов наддува и доводит заводскую мощность 160 л.с. до 300 л.с. при использовании 94-октанового топлива. Обратите внимание на расположение промежуточного охладителя и трубопровода наддува для устранения препятствий в моторном отсеке. (Предоставлено Turbonetics)


Поперечный разрез секции труб и ребер доохладителя. Обратите внимание на пластину коллектора с изгибами на 90 градусов, которые образуют точку соединения для сварки с коллекторами доохладителя.Трубы припаиваются в печи к плите коллектора с использованием покрытия, которое скрепляет узел. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)


В конструкции трубы и ребра используются отдельные трубы, которые вставляются в высеченную пластину коллектора и припаиваются в печи к пластине коллектора для обеспечения герметичности и прочности. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)


Вид с торца воздуховода из экструдированного алюминия. Обратите внимание на более толстые области стен на концах.(Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)


Конструкция стержневого и пластинчатого типа является наиболее прочной конструкцией, способной выдерживать более высокие давления, чем конструкции из труб и ребер. Обратите внимание на ряд стержней, уложенных друг на друга, чтобы сформировать раму охладителя, и пересечение этих стержней, которые образуют область, где должен быть прикреплен коллектор. Не так очевиден ряд плоских пластин, которые окружают каждую планку, образуя трубки для воздушного потока. (Предоставлено Vibrant Performance)


Это воздушная трубка доохладителя от трубчатого и ребристого охладителя с рядом показанных турбулизаторов.Секция турбулизатора просто скользит внутри воздушной трубки и прерывает ламинарный поток, увеличивая при этом емкость теплоотвода, обеспечивая большую массу для нагрева воздуха. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)

Есть даже разные конструкции труб и ребер, о которых следует знать. В недорогих конструкциях с низким давлением будут использоваться трубы, сформированные из плоских пластин, которые будут сварены швом, а в более качественных конструкциях с более высоким давлением будут использоваться экструдированные алюминиевые трубы. Конструкция трубы и ребра может быть очень прочной для высоких давлений, но толщина коллектора должна быть увеличена, а экструдированные трубы являются обязательными.При выборе дополнительного охладителя маловероятно, что поставщик поделится с вами эффективностью, но вы можете определить, совместим ли тип конструкции с вашим приложением. Если вы собираетесь нагнетать давление наддува более 20 фунтов с помощью кулера с трубчатой ​​и ребристой конструкцией, убедитесь, что воздушные трубки изготовлены из экструдированного алюминия.

Конструкция стержневого и пластинчатого типа буквально использует ряд стержней и пластин, уложенных друг на друга, чтобы сформировать воздушные трубки. Эта конструкция намного дороже из-за требуемых трудозатрат, но способна выдерживать более высокие давления, чем даже конструкции из труб и ребер из экструдированного алюминия.Для обеспечения надежной работы в приложениях с экстремальным наддувом следует использовать исключительно конструкцию стержня и пластины.


В турбонагнетателе Nissan 350Z / G35 от Turbonetics используется передний дополнительный охладитель с электрическим вентилятором для охлаждения. Этот комплект имеет 10 различных номеров деталей, которые подходят как для Nissan 350Z, так и для Infiniti G35 с 2003 по 2005 гг. Как для автоматической, так и для 6-ступенчатой ​​трансмиссии. (Предоставлено Turbonetics)


Ламинарный поток через открытую трубу, представленный векторами воздушного потока, показывает, как это не позволяет обеспечить хороший отвод тепла в доохладителе.


Использование турбулизаторов преобразует ламинарный поток в турбулентный поток, чтобы обеспечить тепловое перемешивание, плюс турбулизаторы обеспечивают увеличенную теплоотводящую способность для передачи большего количества энергии к поверхности для увеличения отвода тепла.

Еще одним преимуществом конструкции стержня и пластины является гибкость толщины охладителя. Конструкция трубы и ребра ограничена шириной коллектора и конструктивной шириной трубы. Производство более широкого промежуточного охладителя для повышения производительности, хотя и является дорогостоящим, более возможно в конструкции стержня и пластины; вы просто делаете тарелки шире.Это обеспечивает увеличенную площадь поверхности для большей способности отвода тепла. Если у вас есть комната, это преимущество.

Оба типа охладителей должны использовать турбулизаторы внутри воздушных трубок, чтобы помочь повысить эффективность отвода тепла охладителем. Воздух, протекающий через трубку, не движется с одинаковой скоростью по всей площади поперечного сечения трубки. Воздух по направлению к поверхности трубы имеет тенденцию двигаться медленнее из-за того, что называется ламинарным потоком в пограничном слое. Пограничный слой в физике и механике жидкости — это слой жидкости или воздуха в непосредственной близости от ограничивающей поверхности.В атмосфере пограничный слой — это воздух, ближайший к земле. Вот почему скорость ветра увеличивается с увеличением высоты. Если бы мы жили в трубе, воздух замедлялся бы, когда мы приближались к другой границе на максимальной высоте.


Vibrant Performance предлагает полированные промежуточные охладители для двигателей от 350 до 875 л.с. (Предоставлено Vibrant Performance)


Подразделение Turbonetics Spearco, как и многие другие, предлагает коллекторы доохладителя (иногда называемые резервуарами) для различных применений.Они сочетаются с центральными секциями теплообменника для индивидуальной подгонки в уникальных приложениях, где готовый охладитель может быть недоступен. (Предоставлено Turbonetics)


Центральный вход Spearco для центральных секций теплообменника толстого охладителя. (Предоставлено Turbonetics)


Большой впускной коллектор охладителя Spearco. (Предоставлено Turbonetics)


Набор для проверки герметичности Quick Check от Av-Tekk, коммерческого поставщика охладителей наддувочного воздуха для дизельных двигателей, представляет собой универсальный набор для проверки охладителя доохладителя, который подходит практически для всех диаметров впуска и выпуска охладителя.Обратите внимание на комбинацию клапана сброса давления / манометра и положительные ограничители, которые зажимают буртик шланга охладителя для безопасности оператора во время испытания. (Предоставлено Av-Tekk)

Людвиг Прандтль первым определил принцип аэродинамического пограничного слоя в статье, представленной в 1904 году в Гейдельберге, Германия. Понимание этого принципа стало чрезвычайно важным в областях турбин, конструкции крыла самолетов, метеорологии и теплопередачи. Пограничные слои бывают ламинарными (слоистыми) или турбулентными (неупорядоченными).При передаче тепла большая часть передачи тепла к телу и от тела происходит в пограничном слое. Следовательно, доохладитель с полностью открытыми воздушными трубками будет иметь гораздо меньшую способность отводить тепло из-за ламинарного потока, где пограничный слой позволит удерживать тепло в более высокоскоростном внешнем потоке. Внешний поток — это конкретная ссылка на ту часть воздушного потока, которая наиболее удалена от ограничивающего слоя, которая в нашем случае будет ближе к середине трубки. На рисунках ниже показано, как воздух проходит через открытую трубу и как использование турбулизаторов преобразует ламинарный поток в турбулентный поток для увеличения отвода тепла.

лошадиных сил для дополнительных охладителей. Поскольку вы уже знаете свою цель в лошадиных силах из упражнений на подбор компрессоров (видите, насколько ценны ваши реалистичные цели в лошадиных силах?), Тогда у вас будет хорошее представление о том, что вам понадобится. Однако необходимо учитывать доступное пространство. При расчете номинальной мощности дополнительного охладителя учитываются несколько факторов, включая площадь поверхности и толщину. Все дело в кубических дюймах емкости теплообменника, которую вы можете просто вычислить по основанию x ширина x высота.Однако вы можете себе представить, что кулер того же кубического дюйма с большей фронтальной площадью будет немного эффективнее. С учетом сказанного, просто выберите кулер с хорошей конструкцией, рассчитанный на ваш уровень мощности, который использует всю доступную фронтальную площадь. Будьте осторожны, чтобы не переборщить с толщиной.

Если вы проектируете уличный автомобиль с ограниченной площадью лобовой части, добавление большого промежуточного охладителя может создать проблемы с системой охлаждения из-за значительного уменьшения потока холодного воздуха к радиатору охлаждающей жидкости двигателя.Радиатор двигателя проектировался не с расчетом на дополнительный охладитель. Более высокая тепловая нагрузка также может повлиять на биметаллическую ленту или змеевик вязкостной муфты вентилятора, которая регулирует, когда она включается (если у вас нет электрического вентилятора). Обычно биметаллическая пружина на муфте вентилятора откалибрована на температуру воздуха, которая напрямую коррелирует с температурой охлаждающей жидкости в этом конкретном автомобиле. Дополнительный охладитель может вызвать более высокую тепловую нагрузку и заставить муфту вентилятора думать, что двигатель слишком теплый, и рано включить вентилятор.Поскольку вентилятор с приводом от двигателя обычно является самым потребляющим мощность устройством в передней части двигателя, это может иметь большое значение.

Если в вашем автомобиле есть вентилятор с электрическим приводом, он термостатически контролируется датчиком, расположенным в водяной рубашке. Следите за адекватным охлаждением с помощью датчика температуры; резерва охлаждения может не хватить для того, чтобы должным образом охладить автомобиль в теплую погоду с вашей новой мощностью. Если это окажется проблемой, вы можете решить эту проблему, добавив вентиляторы с электрическим приводом перед кулером, чтобы уменьшить падение давления на обоих кулерах, промежуточном охладителе и радиаторе.

Если вы вообще можете отказаться от вентилятора с приводом от двигателя, это даже лучше. Вентилятор потребляет огромное количество лошадиных сил, хотя в мире природы нет бесплатного обеда. Вентилятор с электрическим приводом по-прежнему менее эффективен, чем вентилятор, установленный на двигателе, из-за потерь, присущих генератору переменного тока для производства электроэнергии и электродвигателю, приводящему в действие вентилятор. Самым важным моментом здесь является контроль. Мощность, необходимая для приведения в действие вентилятора с приводом от двигателя, увеличивается пропорционально увеличению скорости.Например, для вентилятора мощностью 5 л.с. при 3000 об / мин потребуется 40 л.с. при 6000 об / мин!

Скорость увеличивается в 2 раза (она увеличилась вдвое, с 3000 до 6000), поэтому: (5 x 2³) = 40.

Это всего лишь одна причина для устранения вентилятора, а другая — безопасность. Как правило, болельщики не умеют вращаться на той скорости вращения, на которой работают гоночные автомобили. Разрыв лопастей вентилятора может привести к летальному исходу, поэтому примите меры предосторожности в этой области.

На рынке послепродажного обслуживания высокопроизводительных охладителей есть много источников для получения дополнительных охладителей с хорошей конструкцией.Они бывают всех размеров и форм и имеют номинальную мощность в лошадиных силах. Vibrant Performance даже предлагает кулеры с полированными баками, чтобы завершить изысканный вид, который дополняет их линейку полированных наддувных труб. Turbonetics также предлагает широкий спектр кулеров, продаваемых под их брендом Spearco. Spearco — давнее имя в области технологий охлаждения и, пожалуй, одна из самых полных линейок охлаждающих продуктов для бензиновых автомобильных двигателей с наддувом. В дополнение к готовым охладителям Spearco также предлагает широкий спектр охладителей воды и воздуха для гоночных применений.Вы также можете приобрести охладители нестандартного размера с конструкцией планки и пластины. Spearco также предлагает коллекторы охладителей для самостоятельных производителей.

Установка дополнительного охладителя является важным аспектом сохранения целостности охладителя. Кулер может протечь, и утечка действительно приведет к снижению производительности. Утечки буста никогда не бывает хорошими. Помните, что дополнительный охладитель устанавливается на шасси и сильно нагревается во время экстремальных термических циклов. Скручивания на кручении в раме автомобиля — это часть мощного ресурса, учитывайте это.Монтажная поверхность для кулера должна позволять кулеру располагаться перпендикулярно или заподлицо с точками крепления, а не заедать. Если ваши резьбовые крепежные детали неровно натянут охладитель на его крепление и скрепят его, вся конструкция будет скручиваться на скручивание, которое при нагревании может вызвать преждевременный выход из строя сердечника теплообменника и привести к пайке трубок к поверхности. пластина коллектора до разрыва. Также рекомендуется установить охладитель в резиновые втулки высокой плотности, чтобы обеспечить изоляцию охладителя от скручивания рамы.

Промежуточные охладители

по большей части не должны пропускать воздух, но во многих коммерческих охладителях есть утечка, называемая стравливанием. Может быть трудно определить, течет ли ваш охладитель, потому что ничего не выходит на землю (например, масло или трансмиссионная жидкость). Кроме того, на холостом ходу нет наддува, поэтому измерение утечки на холостом ходу также невозможно.

Метод проверки охладителя заключается в использовании подходящего комплекта для проверки герметичности. В коммерческих транспортных средствах приемлемый слив определяется как потеря давления не более 5 фунтов за 15 секунд от заряда статического давления с использованием рабочего воздуха с общим давлением 30 фунтов.Если у вас есть основания полагать, что в вашем кулере может быть течь, проверка целостности кулера — хорошая идея. Но будьте осторожны! Не делайте самодельный прибор! Существуют профессиональные наборы для тестирования, в которых используются специальные резиновые заглушки и ограничители положительных заглушек, которые механически удерживают заглушки на месте.

Большинство высокопроизводительных охладителей наддувочного воздуха изготавливаются с большей тщательностью, чем обычные коммерческие охладители дизельного топлива, и в них не будет утечек, что означает отсутствие стравливания воздуха. Если вы обнаружите, что утечка может измерять небольшое кровотечение, скажем, наполовину фунта давления в течение 15-секундного теста, не думайте, что вы обнаружили проблему.Устраните утечку, но если у вас возникла проблема с настройкой, вам, вероятно, придется поискать в другом месте.

ВНИМАНИЕ: Объем воздуха, содержащийся в промежуточном охладителе, и давление, используемое при испытаниях, могут запустить ракету весом 3 фунта (заглушка и зажимная пластина) со скоростью более 75 миль в час на расстояние более 50 футов! Эта сила смертельна! Используйте только оборудование, специально предназначенное для этой цели, чтобы избежать телесных повреждений.

Хомуты и шланги

Хомуты и шланги нельзя упускать из виду при сборке турбо-системы.Использование надлежащего оборудования может защитить вас от серьезной головной боли, связанной с утечкой в ​​будущем. Зажимы, используемые в системе турбонагнетателя, должны быть «постоянного крутящего момента». Большинство хомутов для шлангов в автомобильной промышленности являются стандартными червячными передачами. Их можно легко перетянуть и сломать и / или привести к разрыву шланга.

Шланговые соединения в турбо-системе подвергаются множеству циклов нагрева и охлаждения, включая постоянное расширение и сжатие соединения. Зажимы с постоянным крутящим моментом предназначены для автоматической регулировки их диаметра, чтобы компенсировать нормальное расширение и сжатие соединений.Не менее важно, чтобы внутренний диаметр шланга точно соответствовал внешнему диаметру трубки. Не используйте зажим для исправления несоответствия размеров между трубкой и внутренним диаметром шланга. В приложениях с очень высоким давлением наддува, например, более 20 фунтов, двойной зажим иногда используется в сочетании с ремнями наддува. Усиливающие ремни (или повышающие скобы) — это просто стальные ремни, которые механически ограничивают движение между концом трубки и, следовательно, снимают линейное напряжение на стыке шланга и оставляют их для герметизации.


Обычный зажим с червячной передачей слева никогда не должен использоваться в турбо-системе.Зажим справа — это зажим с постоянным крутящим моментом, который использует либо серию пружинных шайб Бельвилля, либо нагружен спиральной пружиной для поддержания надлежащего и постоянного крутящего момента.


Это зажим с Т-образным болтом. Это очень прочный зажим, намного более прочный, чем зажимы червячного типа. Эти хомуты с Т-образным болтом от Turbonetics используют внутреннюю ленту, которая защищает шланг от выдавливания при затягивании хомута. (Предоставлено Turbonetics)


Этот Buick Grand National имеет наддува около 28 фунтов.Обратите внимание на ремешок наддува, который усиливает соединение повышающего шланга между наддувной трубкой, ведущее от промежуточного охладителя к корпусу дроссельной заслонки Holley.


Эта регулирующая скоба от Vibrant Performance отполирована и имеет пару монтажных ножек для приваривания к трубке наддува и быстросъемное крепление. Он изготовлен как из алюминия (P / N 12640), так и из нержавеющей стали (P / N 12641). (Предоставлено Vibrant Performance)


Гофрированные шланги различных размеров для соединения компонентов, установленных на двигателе и на шасси.Избыток материала в выступе позволяет двигаться, не вызывая усталости шланга. (Предоставлено Vibrant Performance)


Vibrant Technologies предлагает широкий выбор типов и размеров шлангов. Прямые силиконовые шланги можно отрезать до нужной длины. Также доступны различные размеры изгибов под 45 и 90 градусов, а также переходные шланговые соединения для увеличения или уменьшения размера. (Предоставлено Vibrant Performance)

Существует ряд типов, размеров и марок силиконовых шлангов (нельзя использовать резиновые шланги).Вы даже можете получить их в цвете для хот-роддера с косметическим складом ума. С точки зрения стоимости шланги обычно имеют обозначения холодного и горячего концов. Убедитесь, что используемые вами шланги рассчитаны на ожидаемую температуру. Самыми горячими точками будут соединение нагнетания компрессора с трубкой наддува, ведущей к доохладителю, и впускное соединение доохладителя. На всякий случай может быть разумным использовать шланги, рассчитанные на горячую сторону, по всей системе. Хорошие шланги должны выдерживать 400 градусов по Фаренгейту или более.



При подключении компонента, установленного на двигателе, такого как наддувная труба турбонагнетателя, к компоненту, установленному на шасси, например, охладителю наддувочного воздуха, распознайте, что эти компоненты будут перемещаться относительно друг друга. В этих случаях обычно используются горбинные шланги, когда шланги отформованы с одним или несколькими выступами на длине шланга, что позволяет иметь избыток материала для данной длины, что позволяет перемещаться без нагрузки на шланг или соединение. связь.

Прокладка труб наддува от турбонагнетателя до охладителя и обратно к двигателю может стать кошмаром для сантехников. Не отчаивайтесь. Многие специальные шланги выпускаются такими компаниями, как Turbonetics и Vibrant Performance, именно для этих целей.

Трубки наддува

Сборка наддувных трубок может быть очень простой или сложной в зависимости от конкретного применения. Если вы прокладываете достаточно прямые трубки, они должны быть лишь немного больше диаметра на выходе компрессора, когда вы проводите их к доохладителю.Если ваше приложение не охлаждается до охлаждения и вы направляете выпуск компрессора на впуск, вы можете увеличить трубку наддува перед изгибом, который входит в камеру статического давления. Это помогает замедлить движение воздуха вниз и помогает в диффузии преобразовывать воздух из высокоскоростного потока в статическое давление, которое изначально является целью диффузора турбонагнетателя.


В этой системе с двойным турбонаддувом используются все полированные алюминиевые трубки наддува, идущие к промежуточному охладителю и от него, что придает очень красивый вид.Обратите внимание на расположение турбокомпрессоров сразу за передними колесами для обеспечения зазора в капоте и распределения веса, а также гораздо более крупный воздухозаборник черного цвета, проходящий параллельно трубкам наддува, ведущим от нагнетательного патрубка компрессора к доохладителю. (Предоставлено Vibrant Performance)


Vibrant Performance предлагает полный ассортимент бустерных трубок с прямыми секциями, а также с изгибами на 180, 90 и 45 градусов в полированных и натуральных алюминиевых профилях для самостоятельного изготовления.(Предоставлено Vibrant Performance)


Эти детали с коротким радиусом могут избавить от головной боли с трубками. Показаны U-образное колено с внешним диаметром 2,25 дюйма и колено с коротким радиусом 90 градусов с внешним диаметром 3 дюйма, оба от Turbonetics. (Предоставлено Turbonetics)


Эти отводы из литого алюминия доступны в 2, 2,25, 2,5 и 3 дюйма от Turbonetics и других компаний. (Предоставлено Turbonetics)

Несмотря на то, что существуют плюсы и минусы воздуховодов и прокачки нагнетаемого воздуха для минимизации потерь в трубопроводе, также будет реальность того, где именно вам нужно проложить трубки, чтобы соответствовать вашему применению.Существует множество успешных применений, в которых трубы наддува прокладывают не самым оптимальным образом, но они необходимы для данной комбинации автомобиля и двигателя. Есть много источников для предварительно изогнутых труб с оправкой, которые упрощают изготовление, и даже некоторые источники для прогонов труб, которые уже хромированы, или полированного алюминия, если для вас важна эстетика.

По возможности следует избегать чрезмерно крутых изгибов, но если они действительно необходимы, целесообразно использовать литой изгиб.Плотные изгибы можно отливать более успешно, чем в НКТ. Однако вы редко увидите, как это делается на маршруте приема, потому что обычно достаточно места для лучших вариантов.

Пленумы

Камера статического давления — это часть системы, которая соединяет трубку наддува, ведущую от выхода компрессора или выхода промежуточного охладителя к впускному коллектору. В зависимости от типа вашего двигателя и предполагаемого использования существуют некоторые особенности конструкции.В высокопроизводительных двигателях с гоночным двигателем камера статического давления обычно небольшая и выполняет основную функцию по адаптации корпуса дроссельной заслонки к трубке наддува. В таких случаях камера статического давления просто обеспечивает плавный переход воздуха в коллектор.


На рисунке изображена впускная камера с турбонаддувом Banks GM объемом 6,2 литра. Квадратная водоотводящая камера создает статический напор над коллектором, который помогает решить проблемы с управляемостью при модернизации, когда положение дроссельной заслонки несколько меняется во время движения.(Предоставлено Gale Banks Engineering)


Этот впускной патрубок от Precision Turbo and Engine на самом деле больше похож на переходник, чем на камеру статического давления. Он предназначен для соревнований, где есть только два положения дроссельной заслонки.

Для многих уличных транспортных средств впускной коллектор был разработан как компонент двигателя без наддува. На улице бывает много ситуаций, когда вы будете переходить с одной скорости на другую и вам потребуется плавный переходный отклик.В этих обстоятельствах Гейл Бэнкс любит наращивать то, что он называет «емкостью глотка». Это кратковременный резерв мощности слегка увеличенной подачи воздуха для уменьшения задержки системы. Во время умеренных ускорений, таких как ускорение с 30 миль в час до 55 миль в час, когда вы выезжаете на шоссе, увеличенный объем нагнетаемого воздуха в камере статического давления поможет двигателю переключиться, потому что есть объем воздуха, который нужно немедленно использовать. В отличие от автомобиля для дрэг-рейсинга, где единственной проблемой является полное ускорение, эта избыточная пропускная способность воздухозаборника может добавить к пропускной способности системы впуска сверх того, что уже добавляет дополнительный охладитель, и увеличить время отклика системы, потому что потребуется больше времени, чтобы заполнить его в гонке. машина идет с нуля на тотальный разгон.Следовательно, при проектировании пленума необходимо учитывать ваше приложение и использование, как и многие другие факторы. Если это гоночный автомобиль, подойдет пленум небольшого объема. Если вы строите уличный автомобиль, где вы ожидаете внезапных изменений положения дроссельной заслонки с частичной нагрузки на полную для обгона и ускорения на рампе, то следует учитывать дополнительную пропускную способность, как показано в дизельной системе Banks 6.2.

При прокладке трубы наддува в любой камере статического давления точка входа должна обеспечивать учет завихрения воздуха и распределения давления.Турбосистема Banks sidewinder на раннем дизельном двигателе 6.2 является хорошим примером как мощности залпа, так и диффузии воздуха, которая обеспечивает равномерную подачу давления в коллектор, позволяя равномерно распределять воздух по всем цилиндрам. Напротив, пленум от Precision Turbo и Engine — это соревновательный элемент, в котором емкость глотка не является основной задачей, а плавный переход является важным. Многие типы пленумов готовы для большинства применений.

Крепление турбины для правильного слива масла

Надеюсь, вы рассмотрели возможность слива масла до того, как выбрали место установки турбокомпрессора.Для обеспечения надлежащего слива масла корпус подшипника должен быть правильно ориентирован (см. Фото). Крышка компрессора и корпус турбины обычно вращаются независимо от корпуса подшипника в соответствии с требованиями к выпускному отверстию компрессора и впускному отверстию для выпуска отработавших газов.


При прокладке линий впуска и слива масла обязательно следуйте правилу 20 градусов. Представьте себе центральную линию, которая проходит через впускное отверстие и слив масла. Эта линия по сравнению с вертикальной линией не должна образовывать угол более 20 градусов.(С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

При прокладке возвратной линии слива масла к масляному поддону убедитесь, что точка входа в нее находится значительно выше уровня масла в поддоне, и что сливная линия всегда проходит под уклон. Вы никогда не хотите, чтобы масло поднималось вверх, когда оно вытекает из турбонагнетателя. Если масло попытается стечь ниже уровня масла в поддоне, оно вернется назад и затопит сливную полость в турбонагнетателе. Это приведет к затоплению участков уплотнительного кольца и вызовет утечку масла из компрессора или турбины, либо из того и другого.

Выпускные коллекторы

Выпускные коллекторы для уличных турбо-систем обычно используются как в трубчатых, так и в литых коллекторах. Пусть вас не смущает мысль, что коллекторы, которые выглядят как коллекторы, лучше, так же как коллекторы труб лучше, чем старые литые выпускные коллекторы. В установке турбокомпрессора я бы предпочел отливку для долговечности и прочности крепления. Просто во многих случаях не хватает клиентов, чтобы купить определенный тип коллектора, чтобы любой производитель пошел на создание литейного инструмента для производства выпускного коллектора с турбонаддувом.Поэтому не следует путать трубки и литые коллекторы в отношении того, какой из них лучше. Если вы строите уличный проект и к вашему двигателю подходит литой коллектор, вам повезло!


Эта деталь 4-в-1 от Vibrant Performance избавит вас от головной боли при создании собственных выпускных коллекторов. (Предоставлено Vibrant Performance)


Vibrant Performance также создает коллектор 6-в-1, наряду с различными другими конфигурациями.Создавать собственный турбо-коллектор определенно не для слабонервных или начинающих сварщиков! (Предоставлено Vibrant Performance)


Многие компании также предлагают специально отлитые выпускные коллекторы для популярных применений. У этого от Turbonetics уже отлито и обработано крепление перепускного клапана, чтобы упростить ваш проект. (Предоставлено Turbonetics)


Готовый трубчатый выпускной коллектор может быть сконструирован с обрезными изгибами, секциями труб и использованием готовых фланцев таких компаний, как Vibrant Performance и Turbonetics.(Предоставлено Vibrant Performance)

Сейчас существует множество литых выпускных коллекторов для популярных турбо-приложений, но в гоночных автомобилях обычно используются трубчатые коллекторы. Если вы достаточно амбициозны, чтобы построить свои собственные трубчатые коллекторы, вам следует убедиться, что вы не используете трубы из мягкой стали. В качестве минимальной спецификации материала используйте нержавеющую сталь 304 с минимальной толщиной стенки 0,065 дюйма. Как правило, самой сложной частью при изготовлении собственных трубчатых коллекторов является изготовление шарнира четыре в один для 4-цилиндровых двигателей или двигателей V-8 или соединения шесть в один для рядных 6-цилиндровых двигателей.Популярность турбонаддува на современном рынке тоже пришла на помощь! Vibrant Performance предлагает специальные соединения, которые упрощают изготовление коллектора на заказ. Если вы будете использовать эти готовые соединения, ваша работа станет намного проще, и вы все равно сможете заявить, что сделали их сами!

В двигателе с турбонаддувом сохранение одинаковой длины первичных трубок не представляет такой большой проблемы, как в двигателе без наддува. Есть мнение, что необходимо обеспечить некоторую длину, чтобы обеспечить лучшую продувку цилиндра, дав газам куда-то уйти.Однако более важным является диаметр первичной трубки. В двигателе без наддува обычно существует оптимальный первичный размер, который обеспечивает достаточное расширение выхлопных газов, чтобы помочь снизить давление за выхлопным импульсом, чтобы помочь уловить следующий импульс, но не настолько большой, чтобы вызвать водопроводные кошмары или чрезмерно ослабить энергию импульса. где первичные частицы сходятся в коллектор для соседнего первичного ассистента очистки. В двигателе с турбонаддувом скорость выхлопных газов может превышать 2000 футов в секунду.Концевая скорость турбинного колеса диаметром 3 дюйма, которое вращается со скоростью 120000 об / мин, составляет около 1600 футов в секунду. Если размер первичных труб совпадает с диаметром выхлопного отверстия, то водопровод вашей системы не будет вызывать замедление выхлопных газов, а только для того, чтобы ускориться обратно по мере приближения к турбине. Лучше поддерживать диаметр первичной трубы постоянным, пока он не достигнет турбины, для улучшения смешивания. По этой причине не рекомендуются выпускные коллекторы очень большого размера.


Этот турбокомпрессор серии GT от Garrett имеет конический диффузор, отлитый прямо в выпускной патрубок корпуса турбины, и угол наклона около 30 градусов.

Поскольку выхлопные газы выходят из экспдюсера турбины, в идеале они должны течь в осевом направлении, но это не так. Газ будет закручиваться. Вихревой газ не так быстро выходит. По этой причине корпус турбины может иметь форму конического диффузора или раструба, когда он переходит в свое выхлопное соединение.Диффузор стремится преобразовать закрученный поток в более турбулентный осевой поток. Эта функция, встроенная в корпус турбины, может занимать место для установки плотно прилегающих моторных отсеков. Для достижения такой диффузии все, что нужно, — это трубка большего диаметра длиной примерно от 1 1/2 до 2 футов перед переходом в выхлопную систему (если вы ее используете!). В спортивном автомобиле длина сливной трубы 2 фута, скорее всего, будет всем, что нужно. Если диаметр нагнетания турбины составляет 3 дюйма, подойдет переходник конической формы от 3-дюймового соединения к выпускному патрубку 4 или 5 дюймов.Однако для большинства производительных уличных приложений эта особенность конструкции будет иметь очень ограниченное влияние.

Тепловые сильфоны и компенсаторы

Сильный нагрев турбонагнетателя может вызвать расширение и сжатие выпускных коллекторов трубчатого типа, что приведет к растрескиванию и разрыву. Это особенно верно в приложениях с высокой мощностью, наблюдаемых на двигателях V-6 и V-8, где используются коллекторы «шесть в один» или «восемь в один». Размещение компенсатора в конце коллектора, на входе в турбину и на воздуховоде перепускной заслонки может помочь вашему коллектору прожить долгую и счастливую жизнь.


Turbonetics предлагает хороший выбор гибких трубок и компенсаторов для домашних мастеров. Правильно расположенные компенсаторы могут заставить ваш выпускной коллектор выдержать быстрое повышение температуры в двигателе. (Предоставлено Turbonetics)

Теплозащитное покрытие

Предметом теплозащиты является несколько спорным. Поскольку турбины извлекают свою энергию из тепла, многие считают, что обертывание трубки в коллекторе трубчатого типа или переходной трубе создаст (или сохранит) больше тепловой энергии, доступной для турбины.Было проведено несколько тестов, чтобы попытаться количественно оценить этот эффект. Хотя теоретически это кажется разумным, при этом практически нет ощутимого прироста производительности. Практическая проблема здесь заключается в том, что поток выхлопных газов при полностью открытой дроссельной заслонке, где вас больше всего беспокоит эффективность, движется так быстро, и тот факт, что поток, вероятно, будет ламинарным по своей природе, что практически не теряется значительная тепловая энергия.


Основной целью тепловой защиты является защита других компонентов подкапотного пространства от тепла турбины и дополнительных коллекторов, задействованных в турбо-системе.(Предоставлено Turbonetics)

Основная цель тепловой защиты — защитить другие компоненты подкапотного пространства от тепла турбины и дополнительных коллекторов, задействованных в турбо-системе. (Предоставлено Turbonetics)

Основная причина добавления теплозащиты либо к корпусу турбины, либо к трубопроводу выпускного коллектора заключается в защите других компонентов от излучаемого лучистого тепла. Большинство OEM-автомобилей с турбонаддувом имеют обширную тепловую защиту, так как производители должны защитить остальные компоненты, чтобы они пережили гарантийный период.Чтобы помочь вам, Turbonetics предлагает предварительно отформованные тепловые экраны корпуса турбины, а также плоские части керамической изоляции, завернутые в гофрированный алюминий, для изоляции компонентов и тепловой защиты. Другие компании на вторичном рынке также предлагают термостойкие одеяла и рукава для защиты таких вещей, как стартеры, резиновые шланги и провода свечей зажигания.

Если близость к чувствительным к температуре компонентам не является проблемой, вам, скорее всего, лучше не обматывать трубку.При правильных условиях это может вызвать деформацию изгибов и ускоренную коррозию.

Написано Джеем К. Миллером и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Руководство по двигателю с турбонаддувом

— Как установить любой двигатель с турбонаддувом

Иногда мы должны задаться вопросом, почему кто-то пытается сделать больше не мощность.Мы признаем, что существует множество правил гонок, которые не позволяют сумматорам мощности доминировать, а турбины выглядят довольно сложно. Но тебе нужно это пережить. Мы поняли это после того, как увлеклись , наблюдая, как эти парни с турбо-смолл-блоком на YouTube чертовски избивают Гадюк и любого спортбайкера, готового рискнуть на дороге. Забудьте о большом кулачке и незакрепленном преобразователе; они тебе не понадобятся. Вам даже не нужно задумываться, как спрятать большой блок под капотом или где вырезать отверстие для воздуходувки.Все, что вам нужно, это турбо или два, чтобы получить непристойную мощь, и мы собираемся показать вам, как ее получить.

Что нужно для установки Turbo

Первое: компрессор Большой или маленький? На нагнетательной или холодной стороне турбонагнетателя находится компрессор . Когда отработанный воздух и топливо покидают выхлопное отверстие, оно вращает колесо выхлопной турбины, которое вращает вал турбины, соединенный с крыльчаткой компрессора. Размер и шаг колеса, а также форма корпуса определяют, где сочетание воздушного потока и давления наддува является наиболее эффективным.Хитрость заключается в том, чтобы выбрать размер компрессора, который обеспечивает такую ​​эффективность в используемом диапазоне оборотов. Колесо компрессора меньшего размера будет более эффективным при низких оборотах, но будет выделять больше тепла при более высоких оборотах двигателя. Это также ограничит поток при более высоких оборотах. Слишком большой компрессор вызовет задержку наддува и возможный помпаж компрессора в нижнем диапазоне оборотов и будет наиболее эффективным при более высоких оборотах двигателя. Поскольку рабочее колесо компрессора определяет мощность, необходимую для турбины, очень важно выбрать правильные размеры.Слишком маленькая турбина вращается быстро, но ограничивает верхнюю часть. Слишком большая турбина не может передать достаточно мощности компрессору на нижнем уровне.

Просмотреть все 18 фотографий

Степень давления и скорректированный массовый расход воздуха — это два числа, которые вам нужны для оценки компрессора на карте. Выберите турбонаддув с картой компрессора, которая помещает две нанесенные точки между 65 и 70 процентами эффективности для уличного применения. Чтобы получить коэффициент давления, просто добавьте величину наддува в фунтах на квадратный дюйм к стандартному атмосферному давлению (14.7) и разделите на 14,7. Мы будем использовать 10 фунтов на квадратный дюйм, потому что это приближается к порогу безопасности для газового двигателя с насосом без переохлаждения. Степень давления для 302-дюймового двигателя при 6000 об / мин составляет 1,68.

Глядя на карту компрессора, можно сделать ошибку, просто умножив общий куб.футов двигателя в минуту на коэффициент давления, чтобы получить скорректированный массовый расход воздуха, и соединив точки. Правда в том, что скорректированное число массового расхода воздуха является результатом нескольких сложных вычислений, включающих плотность воздуха, степень сжатия, CFM двигателя и даже плотность воздуха при наддуве.Если вам удастся разобраться в математике, вы заметите, что последний кусок головоломки — это эффективность самого компрессора, определяемая по таблице.

Кратчайший путь ко всему этому — то, что инженер Turbonetics Дэйв Остин называет племенными знаниями. Посмотрите, что делают другие ребята, и посмотрите, работает ли это, или просто позвоните в авторитетную турбо-компанию, чтобы получить некоторые предложения. Turbonetics, например, имеет матрицу своего популярного турбонагнетателя, классифицированного по размеру двигателя и мощности на основе многолетних проб и ошибок.Вся сетка слишком велика для печати здесь, но вы можете получить доступ к знаниям, отправив простое электронное письмо или позвонив в службу технической поддержки. Просто обязательно знайте все подробности о своей машине и своих планах по ее использованию.

Посмотреть все 18 фотографий

Вторая: Турбина Выбор турбины включает в себя выбор колеса, достаточно маленького, чтобы реагировать быстро, и достаточно большого, чтобы колесо компрессора вращалось достаточно быстро, чтобы обеспечить желаемое давление наддува и минимизировать противодавление. Эмпирическое правило: выбирайте колеса наименьшего диаметра, который все еще позволяет вам достичь поставленных целей в отношении мощности без ущерба для мощности.Современные турбины в конечном итоге можно настраивать с помощью сменных корпусов турбины с синхронизацией, поэтому вы можете точно настроить систему, если промахнетесь.

Чтобы помочь вам выбрать корпус турбины в соответствии с вашими потребностями, производители турбонагнетателей полагаются на упрощенный инструмент, называемый соотношением A / R. A означает площадь, а R — радиус. Отношение A / R — это соотношение между центральной точкой площади поперечного сечения в канале и радиусом от центра турбинного колеса на входе до улитки.Это простое деление A на R. По мере того, как A становится меньше, скорость газа увеличивается, как и его влияние на скорость турбинного колеса. Если A станет слишком маленьким, он задохнется и не сможет передать достаточно энергии компрессору, и пиковая мощность пострадает. Противодавление в двигателе также станет слишком высоким, что вызовет обратный поток в цилиндр при открытии выпускного клапана. По мере того, как A становится больше, он сможет передавать больше энергии турбинному колесу за счет скорости. Эффективность турбонаддува и конструкция турбинного колеса также имеют значение, но обычно это A / R и размер турбинного колеса, которые определяют намотку, общий воздушный поток и давление.Как правило, A / R 1,5 обеспечивает большую мощность, а A / R 0,5 дает лучший отклик на низких скоростях. Согласно матрице, двигателям от 5,0 до 6,0 литров понравится от 0,68 до 0,81 A / R.

Третий: Отходы и перепускные клапаны Как вы, наверное, догадались, поскольку давление наддува создается давлением выхлопных газов и вращающимся колесом компрессора, можно подавать в двигатель больший наддув, чем октановое число топлива или даже сам двигатель. ручка. Это состояние называется избыточным усилением, и им можно управлять с помощью клапана, называемого перепускным клапаном, который отводит выхлопные газы вокруг турбины в поток выхлопных газов.Для регулирования максимального количества энергии, подаваемой на турбину, и, следовательно, количества наддува, создаваемого компрессором, используются заслонки с наддувом. Тип, расположение и размер вестгейта являются ключами к эффективной системе.

Большинство заводских турбин имеют встроенный перепускной клапан, механизм которого встроен в корпус турбонагнетателя и приводится в действие рычагом, соединяющим компрессор с турбиной. Хотя он компактен и функционален для установки с одним или двумя турбинами с низким наддувом, он не может быть синхронизирован для установки и ставит ворота в наименее желательную часть системы.Внешние перепускные клапаны имеют размер в соответствии с мощностью, которую вы хотите производить, и должны располагаться там, где они могут собирать все импульсы выхлопа, например, на конце коллектора коллектора или коллектора. Следует избегать того, чтобы газы снова включались сами по себе или резко поворачивались для выхода из турбины. Поскольку газ пойдет по пути наименьшего сопротивления, возможно, что при высоких оборотах турбина продолжит увеличивать скорость, если путь к выхлопу ограничен или перепускная заслонка слишком мала.

Посмотреть все 18 фото

Перепускной клапан подсоединяется к холодной стороне системы и предназначен для предотвращения помпажа и повреждения компрессора. В ситуации высоких оборотов / высокого наддува, если вы быстро откроете дроссельную заслонку, давление не сможет попасть во впускной коллектор. Поскольку турбина и компрессор все еще вращаются, давление на лопатки дроссельной заслонки возрастает. Это давление может остановить колесо компрессора или вызвать помпаж при изменении направления вращения, создавая зону низкого давления и повышая или понижая скорость компрессора.Перепускной клапан просто сбрасывает давление в атмосферу, когда дроссельная заслонка закрыта. Это также источник чирикающего шума, который вы иногда слышите, когда автомобили с турбонаддувом поднимаются для переключения передач.

Четвертое: тепло, детонация и промежуточное охлаждение Ранние заводские автомобили с турбонаддувом не имели промежуточного охладителя и, следовательно, не имели защиты от дополнительного тепла, создаваемого способностью турбонагнетателя быстро сжимать и нагревать поступающий воздух . Это, в сочетании с подкачивающим бензином, привело к детонации, которая по-прежнему остается способом номер один разрушить ваш двигатель.Решение варьировалось от ужасных статических степеней сжатия всего 6,0: 1 до турбо-реактивной жидкости Corvairs Turbo Rocket Fluid, которая на самом деле представляла собой просто кувшин воды / метанола, который вводили в поток всасываемого воздуха для охлаждения заряда. Он отлично работал, пока вы не забыли его заполнить. Двигатели с низкой степенью сжатия и большими турбинами созданы для вялых уличных автомобилей с низкими оборотами, которые внезапно просыпались из-за резкой избыточной поворачиваемости и диких дымных «рыбьих хвостов». Спросите любого, кто владел Porsche 930 начала 70-х годов.

Идея эффективного двигателя с разумной степенью сжатия, который имеет хороший отклик на низких оборотах и ​​использует достаточно наддува для создания реальной мощности, возможна с промежуточным охладителем.Промежуточный охладитель — это просто теплообменник, который находится между компрессором и воздухозаборником, чтобы уменьшить количество тепла, которое было добавлено в процессе сжатия воздуха. На первый взгляд, промежуточное охлаждение воздушного заряда позволяет использовать более мощный наддув или меньший турбонаддув на двигателе с масляным охлаждением. На самом деле он стабилизирует заряд всасываемого воздуха, чтобы предотвратить детонацию, и расширяет всю схему компрессора, что позволяет вам получить больше мощности с меньшим двигателем и меньшим насилием. Мы также рекомендуем МСД с регулируемой кривой синхронизации или систему управления синхронизацией опорных значений наддува, чтобы избежать дребезжания двигателя.

Посмотреть все 18 фото Для предотвращения утечки выхлопных газов в комплект повсюду входят шаровые фланцевые соединители. Вы можете купить их отдельно у Hellion, если хотите обновить свой текущий выхлоп.

Пятое: Топливные системы Чтобы получить больше мощности, вам понадобится больше топлива. Существует трех типов установок : продувочная и проточная карбюраторные и продувочные системы впрыска топлива. Система проточного карбюратора имеет ряд неисправностей, худшими из которых являются наличие воздушно-топливной смеси, проходящей через компрессор, и отсутствие опции промежуточного охладителя.Система продувки немного менее загадочна и работает по тем же принципам, что и любая система продувки центробежного нагнетателя. Поэтому уже доступны продувочные углеводы, которые созданы специально для этой цели. Мы добились хорошей мощности, используя продувочные карбюраторы Quick Fuel и Carb Shop и 10 фунтов наддува, включая пробег 600 л.с. с ATI ProCharger на Ford 302. до 6 фунтов наддува вы можете использовать FMU (блок управления топливом), который повышает давление топлива или добавляет топливо для обогащения каким-либо другим способом, или переходить к контроллеру послепродажного обслуживания, чтобы изменить кривую подачи топлива и запустить более крупные форсунки.На 5,0-литровом Mustang насос в баке на 255 галлонов в час и форсунки на 42 фунта / час могут быть настроены на 550 оборотов в час.

Карбюраторным автомобилям необходим регулятор подачи топлива с опорой на наддув, который увеличивает давление топлива вместе с кривой наддува.

Просмотреть все 18 фотографий

Шестое: получение Turbo Используя математику, вы можете построить полную систему на бумаге. Используя науку о схемах компрессоров и некоторое представление о размере и диапазоне оборотов вашего двигателя, вы можете добавить практически любую турбину к любому двигателю . Уловка заключается в наличии карт и соотношений A / R корпуса турбины и размеров турбинных колес.Небольшие заводские двигатели производят небольшие турбины с внутренними перепускными клапанами, которые нужно будет запускать парами на V-8. Они также обычно имеют водяное охлаждение на автомобилях оригинального производителя для увеличения срока службы. Они годны к употреблению, но далеки от оптимального. В качестве примера возьмем Garrett T03 из турбокупе T-Bird с 1985 по 1986 год. Купе с автоматической трансмиссией оснащено одним турбонаддувом с соотношением A / R 0,48, а стандартное купе имеет A / R 0,63 и карту эффективности компрессора, разработанную для четырехцилиндрового двигателя объемом 2,3 л. Используя карту на боковой панели Junkyard Turbo, вы можете увидеть это с коэффициентом давления наддува, равным 1.68 (14,7 + 10 / 14,7 = 1,68), легко снизить эффективность турбонагнетателя примерно до 65-68 процентов. Чтобы повысить эффективность, вам нужно увеличить наддув до предела безопасности наддува. С более мощным двигателем станет еще хуже. Это работоспособно; вам просто нужно быть осторожным в том, что вы делаете.

Приманка турбо на свалке за 80 долларов заманчива, но прежде чем покупать, взгляните на ребят, которые действительно развлекаются, и посмотрите, что они используют. Существует разрыв между оборудованием 80-х и новыми модернизированными заводскими турбинами, которые в основном появлялись на импортных автомобилях в 90-х.Простые нововведения, такие как количество компонентов, конструкция подшипников, накладки колес и материалы, были изменены к лучшему. Возьмем, к примеру, турбины Garrett GT. Количество движущихся частей было уменьшено по сравнению с ранней моделью T с 54 компонентов в среднем до 29. Это 45-процентное сокращение количества деталей снижает риск отказа компонентов. В GT также есть картридж с шарикоподшипником, который исключает опорные подшипники (которые на самом деле больше похожи на втулки) и знаменитый упорный подшипник слабой связи.Лучшие подшипники означают меньшее количество масла, проходящего через турбонагнетатель, и меньшую вероятность утечек или того, что вышедший из строя подшипник разрушит турбонагнетатель и загрязнит ваше моторное масло.

Вы также получаете преимущество более легких и хорошо продуманных колес компрессора и турбины, которые создают большую мощность с меньшими задержками и тепловыделением. Новые турбины имеют современные схемы компрессоров с более широким спектром соотношений A / R и кожухи турбины с синхронизацией, различные варианты размеров колес и техническую поддержку для решения проблем. Алюминиевые колеса компрессора могут быть сняты со стального вала, поэтому компании, занимающиеся вторичным рынком, могут предложить различные варианты отделки для точных технических характеристик и подобрать компрессоры и комбинации турбин.В результате получается отзывчивая система, которая отлично работает и вырабатывает мощность вместо того, что вам не понравится.

Посмотреть все 18 фотографий Обратите внимание на порт датчика кислорода для заводского EFI (стрелка). Выход турбины всегда должен быть больше входа. Чтобы охватить двигатель мощностью от 500 до 800 л.с., входное отверстие должно быть не менее 2,75 дюйма, а выходное отверстие — не менее 3,5 дюймов в диаметре.

Турбо на свалке Герои на свалке утверждают, что вы можете надеть турбо Thunderbird и отправиться в город.Это может быть правдой, но при этом вы от многого откажетесь. Помимо усовершенствований в технологии подшипников, которые увеличивают долговечность и производительность турбонагнетателя, карты эффективности компрессора на новых компрессорах намного шире, что позволяет вам работать с большим наддувом в более широком диапазоне оборотов, чем у оригинального оборудования. Вы также можете обойтись одним турбонаддувом для достижения тех же уровней мощности.

Посмотреть все 18 фотоЭто карта от «хорошего» Ford Thunderbird ’85 до ’86. Обратите внимание, что линия помпажа сужает полезную область карты, и турбонагнетатель должен вращаться примерно на 40 000 об / мин быстрее, чем 60-1, чтобы выполнить свою работу.

Условия турбонаддува Boost: Любое давление выше атмосферного, измеренное во впускном коллекторе.

Порог наддува: Самая низкая частота вращения двигателя, при которой турбонаддув может обеспечить полезный наддув.

Карта компрессора: Сетка чисел, используемая в качестве инструмента для оценки эффективности турбонаддува по отношению к двигателю.

Помпаж компрессора: Воздух, создающий резервную копию, в результате чего скорость турбонагнетателя становится нестабильной, когда дроссельная заслонка внезапно закрывается.

Lag: Задержка между изменением положения дроссельной заслонки и производством полезного наддува.

Линия помпажа: Линия, которая следует за крайним левым уголком КПД на карте компрессора, где турбо становится нестабильным.

Классные книги о турбокомпрессорах
Название Источник
Максимальное усиление по Corky Bell Издательство Bentley
Руководство по производительности турбонаддува Джеффа Хартмана Моторбуки
Турбокомпрессоры Хью Макиннес Моторбуки
Turbo: Реальные высокопроизводительные системы турбонаддува от Джея К.Миллер SA Модель
Показать все
Детали
Описание PN Цена
Hellion Heat System НЕТ 3 999 долл. США

Pontiac Firebird с самодельными «турбинами» выглядит безумно круто

Ребята, иначе не скажешь. Зима должна заканчиваться, как сейчас .Даже в тех местах, где небо теплое, а снег — всего лишь эвфемизм для запрещенного наркотика, кажется, ужасная зимняя депрессия заразила бездействующие руки механиков. Как еще мы можем объяснить небольшое количество сумасшедших видеороликов, связанных с автомобилями, которые в последнее время появились в нашей ленте YouTube?

Ясно, что TheHoonigans не мог стоять в стороне, пока все остальные сходили с ума, поэтому автомобильные спецназовцы скинули 700 долларов на Pontiac Firebird 1984 года и сразу же установили пару реактивных двигателей на карбюратор.Под реактивными двигателями мы на самом деле подразумеваем вентиляторы, по-видимому, приобретенные в местном хозяйственном магазине и соединенные с двигателем километрами алюминиевых каналов и клейкой лентой. Инвертор мощности посылает электричество на лопасти, и водитель может включить специальные турбины (которые команда Hoonigan ласково называет turdos) внутри автомобиля благодаря крутому тумблеру, установленному на картоне. На этот проект не пожалели средств.

5 Фото

Вместо того, чтобы просто крутить пончики с чудовищем, требуя при этом неисчислимого прироста мощности, Hoonigans фактически провели небольшое тестирование, чтобы доказать, что турбо-установка в магазине оборудования действительно может работать.Используя портативный динамометрический стенд, команда измерила колоссальные 72 л.с. от уставшего V8 Firebird без включенных вентиляторов. Затем он проехал восьмимильную полосу за 17,37 секунды, двигатель лопнул и плюнул на всю дорогу. Ясно, что с V8 что-то не так — это звучало почти так, как будто к карбюратору прикрутили всякую ерунду, чтобы в него не попадал воздух. В чем может быть проблема?

Однако, как только фанаты были заняты, Жар-птица превратилась в монстра. Под этим мы подразумеваем, что он по-прежнему издавал всевозможные ужасные звуки и был смехотворно медленным, но в какой-то момент между сегментами машина потеряла тормоза.Это не помешало бесстрашной команде доказать, что их самодельный турбо-комплект оказался успешным, или, по крайней мере, показать, что пара вентиляторов, блокирующих поток воздуха к двигателю, при включении блокирует воздух на минус .

Это обычно тот момент, когда мы говорим что-то остроумное о том, чего ожидать дальше. Сейчас мы просто сидим с попкорном, потому что до первого дня весны осталось почти два месяца.

Источник: TheHoonigans через YouTube

редукторов вернулись с самодельным четырехцилиндровым двигателем

И снова Hoonigans вернулись с еще одним Pontiac Firebird, но на этот раз с четырехцилиндровыми двигателями вместо двух.

Hoonigans вернулись с еще одним комплектом самодельных турбокомпрессоров.

В последний раз мы видели этих мальчиков в действии, когда они использовали пару промышленных вентиляторов для «наддува» старого Pontiac Firebird.Мы используем расценки, поскольку технически в нем нет турбонаддува, поскольку выхлопные газы не используются для привода вентилятора, а вместо этого используется аккумулятор автомобиля. Это скорее электрический нагнетатель, чем турбокомпрессор, но мы простим это имя за его творческий подход.

Удивительно, но самодельные турбокомпрессоры действительно работали, давая Firebird довольно значительный прирост мощности и производительности, несмотря на то, что двигатель звучал так, как будто он был на последнем издыхании.

Теперь Firebird вернулся, но на этот раз с четырьмя турбокомпрессорами.Кроме того, двигатель был полностью перестроен, так что он работает так же хорошо, как и двигатель 80-х годов.

Вместо оголенных воздуховодов и небрежных прилипаний, трубы турбонагнетателя были обернуты изолентой для обеспечения герметичности.В новых турбинах, которые, по всей видимости, являются вентиляторами для сушки ковров, система труб из ПВХ направляет воздух непосредственно в карбюратор.

Если две самодельные турбины дадут Pontiac импульс, то четыре, несомненно, дадут ему еще больше.Правильно?

СВЯЗАННЫЙ: ХОНИГАНЫ ДЕЛАЮТ КОЛЕСА ИЗ ДЕРЕВА, С ПРОГНОЗИРУЕМЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ

Как и раньше, наши герои проводили тесты как с активными турбинами, так и без них.Невероятно, но автомобиль имел мощность 183 л.с. и 168 Нм крутящего момента на динамометрическом стенде без активных турбонагнетателей. С турбонаддувом Firebird снизил мощность 219 л.с. и 206 фунт-футов — увеличение мощности на 17%.

К сожалению, увеличение мощности не привело к значительному увеличению производительности.Без турбонаддува Firebird пробежал 1/8 мили за 9,78 секунды, а с турбонаддувом ему удалось сбить 0,15 секунды до 9,63 секунды. Это статистически значимое падение, но мальчики надеялись на что-то более драматичное.

Однако при втором запуске двигатель взорвался.Очевидно, что четыре турбокомпрессора — это слишком много для старого Firebird.

Увидим ли мы в следующий раз комплект из шести турбонагнетателей? Может, упаковка из 12 штук? С этими парнями нет предела.

ДАЛЕЕ: СМЕШНАЯ ПЕРЕДАЧА СВАРИВАЕТ СПИНКИ ДВУХ АВТОМОБИЛЕЙ ВМЕСТЕ, СОЗДАВАЯ БОЖЬЕ УЖАСНОЕ ЧУВСТВО

Это самая больная машина из Pimp My Ride

Об авторе Шон Мюррей (Опубликовано 2674 статей)

Шон вырос с плакатом Lamborghini Diablo на стене.Он не понимал, что это за машина на самом деле, пока не окончил университет, что было значительно позже. В наши дни он предпочел бы McLaren 570S, но по-прежнему уважает Lamborghini за его безумие. Теперь он роется в Интернете в поисках самых нелепых историй об автомобилях и пикапах, у которых больше лошадиных сил, чем здравого смысла. Иногда он обсуждает такие важные вещи, как планы Ford, GM и FCA на будущее, но это не так интересно.А потом было время, когда он писал о садовом сарае на 500 л.с. Ах, хорошие времена. Вы можете найти Шона в Twitter @ seanmurray683 или по электронной почте [email protected]

Ещё от Sean Murray

Метод турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей

Аннотация

В данной статье представлено технико-экономическое обоснование метода турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.Турбонаддув обычно не используется с одноцилиндровыми двигателями из-за несоответствия по времени между тем, когда турбонагнетатель приводится в действие во время такта выпуска, и тем, когда он может подавать воздух в цилиндр во время такта впуска. Предлагаемое решение включает воздушный конденсатор на стороне впуска двигателя между турбонагнетателем и впускными клапанами. Конденсатор действует как буфер и будет реализован в виде впускного коллектора нового типа с большим объемом, чем в традиционных системах. Чтобы воздушный конденсатор был практичным, его размер должен быть достаточно большим, чтобы поддерживать давление турбонагнетателя во время такта впуска, вызывать минимальную турбо-задержку и значительно увеличивать плотность всасываемого воздуха.Создав модели нескольких потоков воздуха через систему двигателя с турбонаддувом, мы обнаружили, что воздушный конденсатор оптимального размера в четыре-пять раз превышает мощность двигателя. Для конденсатора, рассчитанного на двигатель объемом один литр, время задержки составило приблизительно две секунды, что было бы приемлемым для приложений с медленным ускорением, таких как тракторы, или для устройств с устойчивым режимом, таких как генераторы. Увеличение плотности, которое может быть достигнуто в конденсаторе, по сравнению с воздухом при стандартной температуре и давлении окружающей среды, варьируется от пятидесяти процентов для адиабатического сжатия и отсутствия теплопередачи от конденсатора до восьмидесяти процентов для идеальной теплопередачи.Это увеличение плотности пропорционально, в первом порядке, ожидаемому увеличению мощности, которое может быть реализовано с помощью системы турбонагнетателя и воздушного конденсатора, применяемой к одноцилиндровому четырехтактному двигателю.

Отделение
Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

Журнал

Том 3: 16-я Международная конференция по передовым автомобильным технологиям; 11-я Международная конференция по дизайнерскому образованию; 7-й рубеж в области биомедицинских устройств

Цитата

Бухман, Майкл Р., и Амос Г. Винтер. «Способ турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей». Том 3: 16-я Международная конференция по передовым автомобильным технологиям; 11-я Международная конференция по дизайнерскому образованию; 7-е рубежи в области биомедицинских устройств (17 августа 2014 г.).

Версия: Последняя рукопись автора

Введение в турбонаддув и турбокомпрессоры • LS Engine DIY

Швейцарскому инженеру доктору Альфреду Бучи приписывают разработку первого турбонагнетателя с приводом от выхлопных газов примерно в 1912 году.К 1915 году он опубликовал предложение об использовании турбонагнетателя на дизельном двигателе, но в течение следующих нескольких лет эта идея по большей части игнорировалась. Первые практические применения были в авиации, где турбокомпрессоры помогали авиационным двигателям наращивать мощность в разреженном воздухе на больших высотах.


Этот технический совет взят из полной книги «КАК ЗАРЯДИТЬ И ДВИГАТЕЛИ GM LS-СЕРИИ С ТУРБОНАДДУВОМ». Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://lsenginediy.com/ls-engine-intro-turbocharging-turbochargers/


Авиационные двигатели с турбонаддувом стали более распространенными во время Второй мировой войны, но далеко не так. General Electric была крупным поставщиком турбонагнетателей для американских самолетов во время войны, и именно тогда на сцену вышел Дж. К. «Клифф» Гарретт. Его компания поставляла системы доохлаждения, которые использовались с турбокомпрессорами General Electric на бомбардировщиках B-17.

После войны Гаррет продолжил производство газотурбинных двигателей и экспериментировал с турбонаддувом. Это привело к образованию дочернего подразделения его компании под названием AiResearch Industrial Division. Позже он был переименован в Garrett Automotive. Доказательство того, что доктор Бучи что-то понимал, но просто на несколько десятилетий раньше своего времени, первые применения в автомобильной промышленности были нацелены на дизельные грузовые автомобили, а также промышленные двигатели с аналогичной мощностью.

с турбонаддувом и промежуточным охлаждением 1986-1987 гг. Buick Grand Nationals также имел систему впрыска топлива с электронным управлением, открывая современную эру производительности с турбонаддувом для нового поколения энтузиастов.

Пара турбонагнетателей с промежуточным охлаждением была адаптирована к классическому малоблочному двигателю V-8 Chevy для установки в двигатель Callaway Twin Turbo Corvette. Система была хорошо интегрирована, а базовый 5,7-литровый двигатель был модернизирован с помощью поршней с меньшей степенью сжатия и усиленных вращающихся компонентов, чтобы выдерживать нагрузку турбонагнетателей. Это была комбинация, которая увеличила мощность примерно на 50 процентов по сравнению с номиналом стандартного Corvette.

На этой фотографии показаны сложности проектирования и / или установки турбо-системы на уличном транспортном средстве, в котором сохранены все другие заводские органы управления, шасси и элементы подвески.Обратите внимание на различные жесткие линии и шланги, которые входят и выходят из турбокомпрессора (и отражаются на противоположной стороне моторного отсека). Разработка такой системы требует времени, равно как и установка. Кроме того, незначительные изменения автомобиля в разные годы могут потребовать значительного реинжиниринга. Вот почему на рынке не так много комплектов для турбонаддува с болтовым креплением, по сравнению с наборами для нагнетания воздуха.

Вот еще один F-кузов с адаптированной к нему системой турбонаддува. Но вместо того, чтобы сжимать комплект вокруг необходимых заводских компонентов шасси уличного автомобиля, этот автомобиль для дрэг-рейсинга по сути построен на турбо-системе.Такая конструкция упрощает многие процедуры установки турбонаддува, но (как видно из фотографии) автомобиль не будет подходить для уличных прогулок, когда будет завершен.


Интересно, что наддув с приводом от двигателя успешно использовался в автомобилях с 1920-х годов, даже если он не был широко распространенной технологией. Тем не менее, турбонаддув не появился на автомобильном рынке Северной Америки до начала 1960-х годов, когда GM выпустила несколько автомобилей с задними двигателями, которые боролись с импортом.В их число входили Chevrolet Corvair и Oldsmobile Jetfire, но, хотя характеристики были адекватными, долговечность и надежность — нет.

Турбонаддув в основном исчез в течение следующих 15 лет или около того, когда его использование стало более распространенным в больших грузовиках и гонках. Эта технология также была пересмотрена основными производителями автомобилей после топливного кризиса 1970-х годов как способ сбалансировать производительность и экономию топлива. Buick, Ford и Chrysler разработали силовые агрегаты с турбонаддувом в конце 1970-х годов, но только с появлением современных электронных систем управления двигателем, электронного впрыска топлива и систем промежуточного охлаждения турбонаддув стал жизнеспособным, надежным и последовательным методом строительная мощность.В то время Volkswagen и Mercedes-Benz также предлагали модели с турбонаддувом. Турбодвигатель с промежуточным охлаждением на Buick Grand National 1986-1987 годов был знаковым проектом не только для заводских автомобилей GM с принудительной подачей, но и для развития массового турбонаддува. В то время как многие автомобили с двигателем V-8 изо всех сил пытались предложить 200 л.с., 3,8-литровый V-6 Grand National с промежуточным охлаждением предлагался мощностью 235 л.с. (рост до 245 л.с. в 1987 году). И хотя 2,3-литровый двигатель Ford с турбонаддувом предлагался в качестве высокопроизводительного двигателя в 1980-х годах, Grand National был первой серийной моделью с турбонаддувом, которая давала явное преимущество перед конкурентами с двигателем V-8.

Grand National не имеет ничего общего с современным двигателем LS, но основы его турбонаддува с промежуточным охлаждением по существу такие же, как и у систем вторичного рынка, используемых сегодня.

Серийные автомобили с двигателем LS

Существует ряд турбо-комплектов, доступных для серийных автомобилей с двигателем LS, и опытные тюнинговые мастерские могут изготовить их на заказ с необходимыми компонентами и хорошими навыками гибки труб.

Обладая практически неограниченным потенциалом производительности, хорошими характеристиками движения на низких и умеренных скоростях и неоспоримой аурой экзотики, перспектива использования турбонаддува для Corvette, Pontiac G8 или TrailBlazer SS может понравиться многим.Однако это не означает, что это наиболее практичное решение для создания мощного трамвая.

Как упоминалось в главе 1, инвестиции в стоимость комплекта и трудозатраты на установку обычно делают турбо-систему более дорогой по сравнению с типичной системой нагнетателя с болтовым креплением. Обычно для установки турбонагнетателя требуется больше технических средств. Я проследил за установкой нескольких систем нагнетателя и турбонагнетателя и обнаружил большой разрыв во времени и специальном изготовлении, необходимом между ними, от примерно 8 часов для установки комплекта нагнетателя с промежуточным охлаждением на Pontiac G8 GT (см. Главу 5) до других более 40 часов для турбо-комплекта, установленного на Trans Am четвертого поколения.

При расценках на рабочую силу в магазине от 60 до 75 долларов и более в час время установки становится важным и дорогостоящим соображением. В нижней части шкалы оплаты труда дополнительное время использования комплекта Trans Am по сравнению с G8 составило бы около 2000 долларов.

Поскольку возможности настройки и прочность компонентов трансмиссии (трансмиссии, оси и т. Д.) Сравнительно одинаковы для серийных автомобилей с наддувом и с турбонаддувом, нет явного преимущества одного перед другим. Потенциал производительности турбо-системы, несомненно, больше, и для энтузиаста, который мечтает вывести характеристики своего автомобиля на более высокий уровень в будущем, базовая турбо-система является отличной основой.Однако сложность системы и связанные с этим затраты на установку должны серьезно повлиять на решение инвестировать в нее.

Компонент турбокомпрессора

Термины Как отмечалось ранее, турбонагнетатель использует выхлоп двигателя для вращения турбины, которая через центральный вал ступицы соединена со стороной компрессора корпуса для создания наддува. Основные компоненты определены ниже.

На этом рисунке показаны внутренние элементы турбонагнетателя.Когда выхлопные газы раскручивают турбину, они одновременно вращают компрессор, который всасывает свежий воздух, который нагнетается в двигатель. Выхлопные газы не попадают в двигатель.


Турбина: Колесо с ведомым выхлопом. Компрессор / Рабочее колесо: колесо вращается под действием турбины, которая сжимает воздух и создает наддув.

Вращающийся узел центральной ступицы: «Плавающий» вал, соединяющий турбину и колеса компрессора / крыльчатки.

Колесо индуктора: Часть рабочего колеса турбины или компрессора, куда входит воздушный поток; на рабочем колесе турбины это участок «большого» диаметра, а на рабочем колесе компрессора — участок «малого» диаметра.

Колесо вытяжного устройства: Часть рабочего колеса турбины или компрессора, из которой выходит воздушный поток; на рабочем колесе турбины это участок «малого» диаметра, а на рабочем колесе компрессора — это участок «большого» диаметра.

Для большинства производителей общий размер турбокомпрессора измеряется в миллиметрах либо через индуктор турбины, либо через расширитель компрессора. Гонщики, которые должны соблюдать правила санкционирования в отношении размера турбонагнетателя, должны тщательно проверить правила, чтобы определить, измеряется ли размер турбонагнетателя на индукторе рабочего колеса или на выходе компрессора.

Основы работы

Подобно нагнетателю, турбонагнетатель помогает увеличить мощность двигателя за счет увеличения объемного КПД.Это достигается за счет сжатия всасываемого воздуха в двигатель, что делает его более плотным и нагнетает его в двигатель под давлением, превышающим нормальное. В сочетании с правильным количеством дополнительного топлива, которое соответствует более высокому содержанию кислорода в более плотном воздушном заряде, это безопасный и надежный метод увеличения количества воздуха, который двигатель может перекачивать при заданном уровне оборотов.

Дополнительный воздух, подаваемый турбонагнетателем, поступает из выхлопных газов, которые выходят из двигателя и вдуваются в турбину.В качестве турбинного редуктора, индуктора, компрессора свежего воздуха, рабочего колеса, выпускного газового колеса, индуктора, турбины. На этом рисунке показаны внутренние элементы турбокомпрессора. Когда выхлопные газы раскручивают турбину, они одновременно вращают компрессор, который всасывает свежий воздух, который нагнетается в двигатель. Выхлопные газы не попадают в двигатель. ТИПЫ ТУРБОКОМПЕНСАТОРА И ВЫБОР КАК ЗАРЯДИТЬ И ДВИГАТЕЛИ GM LS-СЕРИИ 37 вращений, он вращает воздушный компрессор, который нагнетает свежий воздух во впускной тракт двигателя.Части турбины и воздушного компрессора турбонагнетателей представляют собой отдельные корпуса, скрепленные вместе болтами и соединенные соединительным валом турбины.

Вообще говоря, размер турбонагнетателя определяет объем воздуха, который он может генерировать, или количество наддува, которое он способен надуть в двигатель; то есть, чем больше турбо, тем больше наддува. Это упрощение теории увеличения мощности с помощью турбокомпрессора, но оно подходит для этой части обсуждения.

Уровень наддува тщательно адаптирован для серийных автомобилей, чтобы обеспечить баланс производительности по требованию и топливной экономичности, а также плавность и бесшумность, которые приемлемы для 99,9% покупателей автомобилей, которые не заинтересованы в использовании 9- вторые 1/4 мили ET. В этих заводских установках размер турбокомпрессора тщательно выбирается, а также подбираются размеры турбины и воздушного компрессора.

Будь то специализированная заводская система или высокопроизводительная система вторичного рынка для двигателя LS, на все системы турбонагнетателя влияют факторы, которые влияют на общую производительность и эффективность, в том числе:

Тепло: Турбокомпрессоры выделяют огромное количество тепла, которое излучается через моторный отсек.Это может повысить температуру поступающего воздуха, снизить наддув и, возможно, способствовать детонации или преждевременному воспламенению.

По сути, турбо-система направляет выхлопные газы через выпускной коллектор на сторону турбины турбонагнетателя. Когда турбокомпрессор установлен непосредственно на выпускном коллекторе или в непосредственной близости от него, коллектор должен быть достаточно толстым и прочным, чтобы выдерживать не только нагрев турбонагнетателя, но и снижение температуры, когда система не находится под нагрузкой или двигатель работает. выключен.Толстые чугунные коллекторы традиционно справляются с этой задачей лучше всего, поскольку они сопротивляются короблению.

Сторона компрессора турбонагнетателя — это то, что направляет свежий воздух под давлением в двигатель. Распространенное заблуждение о турбинах состоит в том, что выхлопные газы каким-то образом являются частью наддувочного воздуха. Это не так. Выхлопной газ используется только для вращения турбонагнетателя, чтобы компрессор генерировал заряд свежего воздуха под давлением.

Как и выпускные коллекторы в турбонагнетателе, сторона турбины турбонагнетателя обычно изготавливается из толстого чугуна.На изображенном здесь монтажном фланце видна толстая прокладка, препятствующая деформации.

С этого вида базового турбокомпрессора легко визуализировать его работу. Выхлопные газы поступают через прямоугольный порт слева, который устанавливается на выпускной коллектор или рядом с ним, и раскручивает турбину. Когда турбина вращается, она воздействует на вал, который одновременно вращает компрессор на противоположной стороне агрегата. Вращающийся компрессор втягивает свежий воздух, сжимает его и направляет в двигатель в виде наддувочного воздуха.

Логично, что чем больше размер турбокомпрессора, тем больше воздуха он может протолкнуть. Однако чем больше турбо, тем больше вероятность задержки (задержка между открытием дроссельной заслонки и турбонаддувом, достаточная для создания наддува). Независимо от размера турбонагнетателя, тепло является побочным продуктом, с которым необходимо бороться, чтобы оптимизировать производительность и предотвратить повреждение двигателя.


Turbo Lag: Разница во времени между нажатием дроссельной заслонки и соответствующей реакцией при повышении мощности.Обычно это происходит из-за времени, которое требуется турбине, чтобы набрать скорость, достаточную для создания наддува с помощью воздушного компрессора. Задержка турбонаддува долгое время мешала турбонаддуву, и ее тенденция обычно увеличивалась вместе с размером турбонаддува.


Размер турбонагнетателя: Турбонагнетатель большего размера обычно дает больше мощности, но он также может вызвать большую турбо-задержку, поскольку более крупной турбине требуется больше времени для раскрутки. И наоборот, турбокомпрессор меньшего размера может раскручиваться быстрее, но не обеспечивает желаемого прироста мощности или желаемого уровня оборотов.

Турбонаддув — это нечто большее, чем можно описать и объяснить в этой единственной главе. Я рекомендую недавнюю книгу Джея К. Миллера Turbo: Real World High-Performance Turbocharger Systems. Он предлагает множество более подробной информации по теории, конструкции и применению турбо-систем (дополнительную информацию см. На сайте www.cartechbooks.com).

Работа с теплом

Тепло, выделяемое турбо-системой, является частью цены, которую нужно платить за производительность.Он использует уже горячие выхлопные газы и, вместо того, чтобы сразу выпускать их все через выхлопную систему, сохраняет часть для раскрутки турбины. Тепло, излучаемое турбонагнетателем, может быстро накапливаться в закрытых или плотно упакованных моторных отсеках, таких как Camaro и Firebird четвертого поколения или корветы C5 / C6. Это тепло обычно поглощается системой забора воздуха, нагревая заряд воздуха и уменьшая его плотность.

Системы

Turbo выделяют много тепла под капотом, которое может повредить детали и вызвать детонацию.Эта установка с двойным турбонаддувом использует ряд термобарьеров и оберток на выхлопной системе, топливных магистралях и многом другом. Такие меры являются относительно дешевой страховкой и помогают продлить срок службы двигателя.

Тепло турбо-системы легко поглощается системой впуска, которая снижает мощность и способствует детонации. Это делает интеркулер еще более важным. Его теплообменник следует устанавливать в зоне, куда поступает прямой свежий воздух, обычно перед радиатором.


Борьба с перегревом моторного отсека может быть достигнута с помощью различных термооберток и тепловых барьеров, размещенных на или вокруг пораженных компонентов; также помогает более низкое положение установки турбонагнетателя.Инновационная конструкция системы от Squires Turbo Systems (STS) из Юты решает эту проблему, размещая турбокомпрессор рядом с задней осью и удаляя его (и выделяемое им тепло) из моторного отсека. (Подробнее об установке см. В главе 6.)

Борьба с турбонаддувом

Что касается турбонаддува, то это всегда была проблема с системами турбонагнетателя и, как правило, более распространена на более крупных турбонагнетателях, поскольку для раскрутки более крупной и тяжелой турбины требуется больше инерции по сравнению с турбонагнетателем меньшего размера.Керамические упорные роликовые подшипники используются в некоторых легких турбонагнетателях для уменьшения инерции, в то время как соотношение сторон выхлопного корпуса турбонагнетателя влияет на запаздывание через влияние его соотношения сторон на время разгона (см. Ниже).

Высокопроизводительная выхлопная система без ограничений может уменьшить турбо-лаг, хотя уличные энтузиасты должны найти баланс между низким ограничением и соблюдением требований законодательства. К счастью, турбо-системы могут частично приглушить громкость двигателя, поэтому появляется больше возможностей поиграть, когда дело доходит до реализации свободно протекающей выхлопной системы, которая не вызовет гнев соседей или билетных книжек полицейских.


Одним из наиболее эффективных способов борьбы с турбонаддувом является выхлопная система с высоким расходом. Некоторое противодавление требуется, чтобы помочь золотнику турбины, но более свободная выхлопная система сводит к минимуму время, необходимое для создания наддува. В двигателях, где требуется быстрое наматывание и более высокая мощность на низких оборотах, может помочь использование пары меньших турбонагнетателей, а не более крупного отдельного агрегата.

Турбины на шарикоподшипниках

Стандартный, обычный «плавающий» подшипник в турбонагнетателе — это то, на чем вращается турбинное колесо во время раскрутки.Сведение к минимуму трения при вращении турбины на подшипнике снижает инерцию для более быстрого наматывания катушки и позволяет увеличить максимальную скорость турбины.

Высокопроизводительные турбо-системы также испытывают огромную тяговую нагрузку; чем выше давление наддува, тем больше нагрузка на внутренние компоненты турбонагнетателя. Стремясь повысить эффективность и долговечность турбокомпрессора, компания Garrett (в настоящее время является подразделением Honeywell) разработала турбонагнетатель на шарикоподшипниках. Как следует из названия, центральная часть турбонагнетателя на шарикоподшипниках (также известная как картридж), на которой вращается механизм переключения турбины, оснащена шарикоподшипниками с низким коэффициентом трения.Более низкое трение значительно снижает инерцию, обеспечивая более быстрый запуск турбины. Подшипники окружены масляной пленкой, которая не только смазывает, но и действует как гаситель колебаний.

Вслед за шарикоподшипником Turbo появились керамические роликовые упорные подшипники, впервые разработанные компанией Turbonetics. Он широко известен как керамический шарикоподшипник с турбонаддувом, так как подшипник изготовлен из керамического материала на основе нитрада силикона. В этой конструкции легкий термостойкий керамический шарикоподшипник используется на стороне воздушного компрессора турбонагнетателя, а на стороне турбины используется обычный плавающий подшипник.

В турбодвигателе Garrett используется пара шарикоподшипников, в то время как в конструкции Turbonetics используется один подшипник. Оба обеспечивают более быстрое наматывание катушки за счет снижения трения — Turbonetics утверждает, что для привода турбины требуется только половина энергии выхлопа, но, что не менее важно, способность выдерживать значительно большую осевую нагрузку. Фактически, Turbonetics заявляет, что осевая нагрузка на 600 процентов выше, чем у обычного турбо-подшипника. Turbonetics также утверждает, что производитель может перейти на более крупный турбонагнетатель без ущерба для управляемости на улице — благодаря уменьшенному турбо-лагу и более быстрой передаче мощности.

На гоночном двигателе турбонагнетатель почти никогда не может быть слишком большим (если это разрешено правилами), но для уличных транспортных средств существует золотая середина между малым и большим, который обеспечивает эффективную мощность без задержек. Минимальные требования к двигателю связаны с его расходом воздуха при максимальной частоте вращения двигателя.


В то время как более быстрое наматывание этих турбонагнетателей с низким коэффициентом трения сразу заметно по сравнению с турбонаддувом, использующим обычный плавающий подшипник, преимущество более полезно для транспортных средств, для которых требуется наддув в условиях движения, таких как в основном уличное движение или шоссейные гонки. .На транспортном средстве, предназначенном в первую очередь для дрэг-рейсинга, разница в раскручивании на стартовой линии не влияет на характеристики при старте с наддувом, но большая допустимая тяговая нагрузка в конечном итоге означает более длительный срок службы турбонагнетателя. Это связано с большой нагрузкой на турбонагнетатель, которая возникает во время включения, поскольку турбонагнетатель разгоняется до высокой скорости для запуска с наддувом. Стабильно высокие обороты турбонагнетателя на старте генерируют огромное количество тепла и нагрузки, поэтому турбонаддув на шарикоподшипниках окупается долговечностью.

Но, наряду с более высокими характеристиками, турбины с шарикоподшипниками (будь то дизайн Garrett или Turbonetics) приносят значительную надбавку к цене — возможно, до удвоения стоимости турбокомпрессора с обычными подшипниками. Рабочие характеристики и прочность турбокомпрессоров с шарикоподшипниками хорошо известны, но имеют свою цену. Если ваш бюджет позволяет, вам подойдет турбонаддув на шарикоподшипниках.

Выбор турбокомпрессора подходящего размера

В то время как более крупные турбины генерируют больше наддува и, как правило, больше лошадиных сил, их эффективность имеет предел.На другом конце спектра — минимальный размер турбокомпрессора, который необходим для эффективного наддува двигателя. Этот минимальный размер определяется расходом воздуха в двигателе при максимальном уровне оборотов, измеряемым в кубических футах в минуту (куб.фут / мин).

Требование к воздушному потоку двигателя достигается умножением рабочего объема на максимальное число оборотов в минуту и ​​объемный КПД и деление произведения на 3 456. В целом, атмосферные двигатели имеют объемный КПД около 85 процентов, поэтому уравнение будет выглядеть так:

Рабочий объем x об / мин x.85/3456 = минимум

кубических футов в минуту

В качестве примера возьмем 6,0-литровый двигатель LS2; он имеет рабочий объем 364 куб. см и скорость вращения 6000 об / мин:

.

364 x 6000 x 0,85 / 3,456 = 531,157 кубических футов в минуту

Это означает, что турбонагнетатель для LS2 должен иметь минимальный номинальный воздушный поток не менее 531 кубических футов в минуту. В разумных пределах подойдет турбина с большей пропускной способностью, но это не единственное соображение при выборе турбокомпрессора. Также необходимо учитывать соотношение сторон.

Соотношение сторон турбокомпрессора

Еще одним важным элементом конструкции, размера и выбора турбокомпрессора является аспектное отношение, которое представляет собой отношение площади конуса корпуса к радиусу от центра турбины или воздушного компрессора.Соотношения сторон измеряются как на стороне выпуска, так и на стороне воздушного компрессора. С обеих сторон передаточное отношение определяется путем деления поперечного сечения турбонагнетателя на расстояние от центра этого участка до центра турбинного колеса.

Соотношение сторон должно быть постоянным по всему корпусу, поскольку спиралевидный корпус тем меньше, чем ближе он к центру. Форма спирали известна как улитка; он направляет воздушный поток к турбине. Сравнивая турбокомпрессоры аналогичного размера с различными соотношениями сторон, большее соотношение (обозначаемое большим числом) улучшает характеристики на высоких оборотах за счет большего воздушного потока, но требует более длительного времени разгона турбины.Турбонагнетатель с меньшим соотношением сторон имеет более быструю катушку, но меньший поток воздуха на высоких оборотах.

Для двигателей с турбонаддувом, используемых в основном на улице и для шоссейных гонок, меньшее соотношение сторон на выхлопной стороне турбонагнетателя обеспечивает лучшую производительность, поскольку способствует более быстрому раскручиванию и, как следствие, более быстрой передаче мощности. Для дрэг-рейсинга большее соотношение сторон помогает наращивать мощность на более высоких оборотах, где это более эффективно.

Размер турбонагнетателя и другие факторы в конечном итоге определяют максимальную пропускную способность, но знание того, как соотношение сторон влияет на производительность, должно повлиять на решение при выборе турбокомпрессоров аналогичного размера.

Подводные камни смесительных турбин и компрессоров

Турбинная и компрессорная части турбокомпрессора должны дополнять друг друга, чтобы обеспечивать высокую и эффективную производительность. Как правило, производители турбонагнетателей и розничные продавцы сопоставляют половину корпуса турбокомпрессора с приводом от выхлопных газов и соответствующую половину воздушного компрессора для достижения оптимального объемного КПД.

Но в стремлении выжать из системы больше наддува и выработать больше мощности, некоторые строители экспериментируют с компонентами разного размера, например, устанавливают большую турбину в выхлопном корпусе или прикрепляют больший воздушный компрессор к меньшей турбине.Изменения резко влияют на производительность турбокомпрессора, и их следует предпринимать только в том случае, если у вас есть обширные знания и опыт работы с системами турбонаддува. Очень легко убить преимущество в производительности турбо-системы с помощью несовпадающих компонентов, которые генерируют тепло и шум, но мало способствуют эффективному наддува.

Если вы впервые экспериментируете с индивидуальной системой турбонаддува, проконсультируйтесь с производителями турбонагнетателей и опытными строителями перед покупкой или установкой нового турбонагнетателя.Определенная цель в лошадиных силах или применение, такое как уличные гонки и / или дрэг-рейсинг, помогает экспертам выбрать турбокомпрессор, наиболее подходящий для проекта.

Дополняющая комбинация двигателей также должна рассматриваться с точки зрения объемного КПД, поскольку характеристики воздушного потока в головке блока цилиндров, характеристики распределительного вала и даже впускной коллектор могут влиять на производительность при наддуве. Другими словами, нет необходимости экспериментировать с внутренними модификациями турбонаддува, если замена распредвала была более логичной и эффективной альтернативой.

Только после того, как поставленная турбина будет испытана, а ее рабочие параметры полностью изучены и изучены, вы можете рассмотреть возможность экспериментов с ее компонентами турбины и воздушного компрессора. Оптимальная объемная эффективность — это цель, и возня со сбалансированным турбонагнетателем, изготовленным производителем, — хороший способ отрицательно на нее повлиять.

Элементы турбо-системы

Конечно, система турбонаддува состоит не только из самого турбонагнетателя.В него входит ряд вспомогательных компонентов, каждый из которых существенно влияет на производительность и долговечность. Они включают следующее.

Турбо-выхлопные коллекторы: Они заменяют обычные выпускные коллекторы и устанавливают турбокомпрессоры, располагая сторону турбины внутри потока выхлопных газов.

Турбокомпрессор (ы): Воздушный компрессор с регулировкой выхлопа, который создает наддув для увеличения мощности.

Down Pipe: Выхлопная труба, расположенная сразу после турбокомпрессора, которая принимает выхлоп после того, как он раскручивает турбину, а также выхлоп из перепускной заслонки.

Фланцы выпускного коллектора должны быть толстыми, чтобы выдерживать коробление, вызванное сильным нагревом. Это фланец коллектора; его толщина составляет 1/2 дюйма. Черный внешний вид является результатом термостойкого термопокрытия, которое помогает поддерживать низкие температуры под капотом.

На другом конце выпускного коллектора находится монтажный фланец толщиной около 3/4 дюйма. Турбонагнетатель прикручивается к нему, принимая на себя всю тяжесть горячих выхлопных газов при полностью открытой дроссельной заслонке.


Wastegate: По сути, это перепускной клапан для турбины, посредством которого часть выхлопных газов направляется вокруг турбины, а не вдувается внутрь нее.Он используется для настройки или ограничения давления наддува путем ограничения максимального потока выхлопных газов в турбину. Когда достигается максимальный уровень наддува, перепускная заслонка открывается, чтобы стравить давление выхлопных газов и предотвратить повышение уровня наддува.

Продувочный клапан (BOV): Устройство, установленное на воздухозаборном трубопроводе между турбонагнетателем и корпусом дроссельной заслонки, которое сбрасывает избыточный наддув, который образуется после быстрого закрытия дроссельной заслонки — состояние, известное как помпаж компрессора.

Перепускной клапан: Как и перепускной клапан, перепускной клапан стравливает избыточное давление наддува; но вместо того, чтобы выпускать его в атмосферу, как это делает BOV, перепускной клапан направляет его обратно на вход компрессора.

Интеркулер: Устройство охлаждения наддувом воздуха, которое снижает температуру на входе наддувочного воздуха, что служит для увеличения мощности и снижения вероятности детонации.

В дополнение к основным элементам турбонагнетателя, конечно же, есть соответствующие усовершенствования топливной системы и системы зажигания, такие как топливные форсунки, топливный насос, свечи зажигания и т. Д.

Контроллер наддува и турбо-таймер

В дополнение к основным элементам системы, описанным выше, пара дополнительных принадлежностей, которые оптимизируют срок службы и производительность, — это контроллер наддува и турботаймер. Ни то, ни другое не требуется для обеспечения работы турбо-системы, но они работают, чтобы предотвратить повреждение и расширить рабочий диапазон системы.

Контроллер наддува, как следует из его названия, представляет собой устройство, которое контролирует уровень наддува турбо-системы, либо ограничивая его максимальный уровень наддува, либо помогая обеспечить желаемый уровень наддува при разных уровнях оборотов или положениях дроссельной заслонки, поскольку максимальный наддув все еще может быть достигается с некоторыми системами без WOT.Контроллер наддува работает, сбрасывая давление воздуха на перепускной заслонке обратно во впускную систему или сбрасывая его в атмосферу.

Этот безошибочный «свист», который слышен в турбо-системах, раздается, когда выпускной клапан открывается для сброса избыточного давления воздуха. Он установлен между интеркулером и корпусом дроссельной заслонки.

Вот контроллер наддува, интегрированный с турбо-системой STS. Это цифровой контроллер, но другие электронные контроллеры позволяют водителю набирать желаемое ускорение с пульта дистанционного управления.Контроллеры ручного наддува регулируются, как и настройки клапана на регулируемых амортизаторах.

На этом виде изнутри продувочного клапана TiAL показан сам клапан с вакуумным приводом. Как и в случае с перепускными клапанами, продувочные клапаны можно настраивать, но их основная цель — предотвратить попадание наддува в двигатель при закрытии дросселя.


Доступны контроллеры ручного наддува

, которые относительно просты в установке и эксплуатации, но электронные контроллеры наддува лучше подходят для двигателя LS с электронным управлением.Их можно «настроить» для обеспечения заданного давления наддува на разных уровнях частоты вращения для точной настройки производительности. Вам следует проконсультироваться с производителем турбокомпрессора по поводу рекомендаций относительно наиболее подходящего контроллера наддува или возможных изменений оборудования, предлагаемых для самого турбокомпрессора. Пружина в перепускном клапане, а также другие компоненты турбо-системы могут быть очень чувствительны, и агрессивный контроллер может их отрицательно повлиять.

Турботаймер — это устройство с электронным управлением, которое поддерживает работу двигателя в течение некоторого времени, чтобы обеспечить надлежащее охлаждение турбокомпрессора после продолжительной езды с высокой нагрузкой.С его помощью двигатель работает на холостом ходу в течение заданного периода времени, что позволяет турбине охладиться от чрезвычайно высокой температуры выхлопных газов, при этом масло продолжает циркулировать через систему. Это более важная особенность для транспортных средств, которые регулярно участвуют в гонках, таких как дрэг-кары, которые получают выгоду от периода восстановления в зоне ямы. Для уличного транспортного средства период охлаждения можно выполнить, просто поддерживая низкие обороты двигателя и не давая наддува в течение нескольких минут, прежде чем выключить двигатель.



Система с одинарным турбонаддувом и системы с двумя турбинами

Одним из методов получения большей мощности с турбонаддувом является использование пары меньших параллельных турбонагнетателей (по одному турбонагнетателю на каждый ряд цилиндров), а не одного большего турбонагнетателя. Такой подход обычно приносит пользу шасси и моторным отсекам, которые в основном являются стандартными и имеют ограниченное пространство для большого одинарного турбонагнетателя, но многие строители также используют двойные турбины из эстетических соображений.

Убеждение, что пара турбин меньшего размера вращается быстрее и обеспечивает большую мощность при более низких оборотах, не совсем верно.Хотя маленькие турбины обычно вращаются быстрее, чем большие турбины, когда они используются в системе с двойным турбонаддувом, каждая из них получает только половину давления выхлопа, как система с одним турбонаддувом. Таким образом, с практической точки зрения преимущество системы двойного турбонаддува на трамвае заключается в возможности разместить ее в тесном моторном отсеке.

Упаковка твин-турбонаддува может оказаться сложной задачей даже при относительно открытом пространстве моторного отсека полноразмерного грузовика (см. Здесь). Кроме того, размер турбокомпрессора определяет наиболее эффективное монтажное положение.Пару небольших турбин сравнительно легко установить непосредственно на выпускных коллекторах или немного ниже их. Большим турбинам (как здесь) нужно больше места. Система, показанная здесь, была разработана для установки пары больших турбин.

В уличном транспортном средстве ряд неизбежных деталей влияет на конструкцию и реализацию специальной турбо-системы. Здесь прокладка нижней трубы большого диаметра от удаленного турбонагнетателя выявляет некоторые очевидные проблемы с помехами в главном тормозном цилиндре автомобиля.Трубка меньшего диаметра или трубка с другим изгибом, вероятно, освободит достаточно места для главного цилиндра, но может вызвать ограничение, увеличивающее турбо-задержку.

Когда турбокомпрессоры слишком велики для установки непосредственно на коллекторы двигателя, они обычно в конечном итоге устанавливаются в моторном отсеке. Для этого требуется полностью настроенная выхлопная система для подпитки турбины и отвода выхлопных газов через нисходящие трубы. Поскольку турбины расположены далеко от выпускных коллекторов, сами коллекторы не обязательно должны быть чугунными.Здесь кастомная выхлопная система с турбонаддувом соединяется с обычными выхлопными трубами. Такая работа добавляет сложности и стоимости турбо-системе.

На этой фотографии хорошо видны элементы турбонаддува и их взаимосвязь между собой. Внизу системы можно увидеть выхлопные трубы из выпускного коллектора, сливающиеся с коллектором, который устанавливается на турбонагнетателе со стороны турбины. Слева от системы труба большого диаметра — это нижняя труба, которая уносит выхлоп после вращения турбины.Также виден сбросной вентиль TiAL. Обратите внимание на то, как он интегрирован с нижней трубкой, так как именно здесь сбрасывается избыточное давление. Наконец, на правой стороне фотографии видна сторона компрессора турбонагнетателя с открытым концом нагнетания. Трубки будут проходить от него через интеркулер к корпусу дроссельной заслонки двигателя.

Техасская Fastlane, Inc. предлагает комплект для крепления на болтах с одинарным турбонаддувом для Camaro SS 2010+. Он включает турбонагнетатель Borg Warner с удлиненным наконечником (с большим, 71.5-мм компрессорное колесо). Компания утверждает, что система настроена примерно на 7 фунтов наддува, что обеспечивает увеличение более чем на 100 л.с. на стандартном двигателе.


Одним из наиболее ярких и эффективных примеров двойных турбонагнетателей является Callaway Twin Turbo Corvette, который предлагался в период с 1987 по 1990 год. В нем использовалась пара компактных турбин, обеспечивающих чуть более 12 фунтов наддува и очень небольшую задержку в пределах допустимого диапазона. стандартный моторный отсек C4 Corvette.

Когда дело доходит до гоночных двигателей, обычно пара турбонагнетателей дает больше мощности, чем система с одним турбонаддувом.Однако конструкция и настройка гоночного двигателя с двойным турбонаддувом отличается от системы с одним турбонаддувом, поэтому прямые сравнения не совсем точны. Достаточно сказать, что в гоночном двигателе можно получить большую мощность, если используется более одного турбонагнетателя.

Турбо-комплекты и тюнер с болтовым креплением

Время доказало, что турбо-комплекты с болтовым креплением сложно проектировать, производить и успешно продавать. Инвестиции во время разработки, многочисленные специальные детали, необходимые для каждой модели автомобиля, и линейка разортинов, которые эти производители должны сбалансировать между возмещением своих затрат и продажей комплектов по разумной цене, часто сокращают их уже через несколько лет.Следовательно, количество комплектов для крепления на болтах значительно меньше, чем систем с нагнетателем.

Когда дело доходит до автомобилей LS с турбонаддувом, австралийская компания APS Performance стала ведущим производителем. Если предлагает комплекты для корветов C5 и C6; Pontiac GTO и G8, Holden Monaro и Commodore; и Camaro / Firebird 1998-2002 годов. В Северной Америке комплекты доступны у ряда аффилированных дилеров, таких как Stenod Performance. Комплекты APS Performance зарекомендовали себя как очень хорошо спроектированные, включая комплекты, содержащие все оборудование, необходимое для их установки, а также подробные инструкции по эксплуатации.

Другим основным производителем турбо-комплектов для автомобилей LS является компания Turbo Technology из Такомы, штат Вашингтон. Он предлагает множество комплектов с промежуточным охлаждением для корветов C5 / C6 и кузовов F четвертого поколения, в том числе:

  • C6 (включая Z06) уличная / гоночная двухтурбинная система
  • C5 (включая Z06) уличная / гоночная двухтурбинная система
  • Уличная одинарная турбина с кузовом F
  • F-body race с турбонаддувом

Хотя указанные выше системы как от APS Performance, так и от Turbo Technology разработаны специально для различных транспортных средств и включают в себя монтажное оборудование правильного размера и проложенного маршрута, термин «крепление на болтах» в некоторой степени неверен.В отличие, скажем, от комплекта нагнетателя на базе Eaton для Pontiac G8, который можно установить за один рабочий день в тюнинг-мастерской (см. Главу 5), некоторые из описанных здесь турбонагнетателей требуют в четыре раза больше рабочего времени.

Инструменты (включая автомобильный подъемник) и опыт, необходимые для облегчения типичной установки турбонагнетателя на болтах, делают профессиональную помощь очень полезной. Если предположить, что установкой занимается профессиональный магазин, стоимость системы увеличивается на количество часов, затрачиваемых магазином на это.А при 20-40 часах рабочего времени по обычным тарифам, это может добавить от 1000 до 2000 долларов к окончательной стоимости системы.

В настоящее время дополнительные комплекты для крепления на болтах и ​​/ или тюнера были либо только представлены, либо запланированы к выпуску рядом других компаний для пятого поколения Camaro SS. В их числе:

  • 2010+ Турбо-система Camaro SS от производителя турбокомпонентов Turbonetics.
  • 2010+ Система турбонаддува Camaro SS от Fastlane, Inc.
  • 2010+ Система турбонаддува Camaro SS от Ultimate Performance and Racing.

Многие турбо-системы проектируются и устанавливаются в индивидуальном порядке в мастерских по настройке производительности (см. Главу 6). Обычно это делается на автомобилях, которые не могут использовать предварительно спроектированный комплект для крепления на болтах от поставщика послепродажного обслуживания. Опытный цех может спроектировать одно- или двухтурбинную систему с низким или средним наддувом, которая по существу устанавливается на стандартный двигатель.

Fastlane, Inc., специализирующаяся на тюнинге, особенно хорошо разбирается в проектировании и производстве турбо-систем.в Хьюстоне, штат Техас. Владелец Ник Филд говорит, что сложность системы — это то, что обычно затрудняет упаковку набора для крепления на болтах. «Часто системы смазки и необходимое изготовление делают комплект очень сложным, особенно для тех, кто пытается установить комплект в своем домашнем гараже — вот почему вы не видите так много турбо-комплектов с болтовым креплением. Наш комплект для Camaro 2010 года намного проще и не требует изготовления, поэтому мы уверены, что из него получится хороший комплект для крепления на болтах ».

Возможно, самые уникальные и во многих отношениях самые инновационные турбо-системы с болтовым креплением — это системы Squires Turbo Systems (STS) из Юты.Компания упростила процесс установки и удалила тепло, генерируемое турбонаддувом под капотом, переместив турбокомпрессоры в заднюю часть шасси автомобиля, рядом с задней осью.

Под бампером последней модели Pontiac GTO / Holden Monaro находится турбо-комплект Squires Turbo Systems. Удаленный турбонаддув значительно снижает температуру под капотом и устраняет необходимость в дорогостоящем наборе новых выпускных коллекторов.


В двух словах, система STS забирает выхлоп из стандартных коллекторов и запускает их под автомобилем (очень похоже на обычную выхлопную систему), где они встречаются с турбонаддувом (очень близко к выпускному отверстию).Традиционная турбо-система нагнетает турбину прямо из выпускного коллектора. STS утверждает, что это снижает общую температуру турбонаддува, снижает нагрев под капотом, а также снижает температуру наддува всасываемого воздуха.

Использование оригинальных выпускных коллекторов помогает снизить стоимость комплектов STS по сравнению с другими турбо-системами. Они по-прежнему дороже, чем большинство систем нагнетателя с болтовым креплением, но сравнительно быстрая установка и меньшее количество компонентов делают их намного более конкурентоспособными по сравнению с воздуходувками, если в уравнение учесть трудоемкость монтажа.

Сравнительная простота комплектации систем STS позволила компании предложить комплекты для большего количества автомобилей с двигателями LS, в том числе:

  • C5 Корвет
  • C6 Корвет
  • 2010+ Camaro SS
  • 1998–2002 Camaro и Firebird
  • Cadillac CTS-V (2004-2007)
  • Pontiac GTO / Holden Monaro (5,7 л и 6,0 л)
  • Понтиак G8 GT / Holden Commodore
  • Chevy TrailBlazer SS
  • Шеви Сильверадо / GMC Sierra
  • Chevy Tahoe / Suburban и GMC Yukon / Yukon XL
  • Хаммер Н3

Глава 6 иллюстрирует основные процедуры установки комплекта STS, а также более обычного турбо-комплекта.

Компания Lingenfelter Performance Engineering из Индианы, давно известная за образцовые инженерные решения и высокие эксплуатационные характеристики, выводит турбо-системы на уникальный уровень для автомобилей с двигателями LS. Компания предлагает ряд систем турбонаддува, но вместо комплектов для крепления на болтах они включают полностью реконструированные двигатели, спроектированные для поддержки принудительной индукции. Его система двойного турбонаддува LS7 мощностью 800 л.с. для Corvette Z06 является ярким примером. В нем используются совершенно новые вращающиеся детали, модифицированные головки цилиндров и обновленная топливная система в сочетании с тщательно настроенными компонентами турбонагнетателя, в том числе:

  • Два турбонагнетателя Garrett с масляной смазкой и жидкостным охлаждением на шарикоподшипниках
  • Корпуса турбокомпрессоров и выхлопные трубы конструкции Лингенфельтера со встроенными перепускными клапанами
  • Система воздушного охлаждения наддувочного воздуха
  • Выпускные коллекторы / выпускные патрубки из нержавеющей стали, разработанные Лингенфельтером
  • Промывочный насос турбонагнетателя с ременным приводом и маслосливной резервуар турбонагнетателя

Это Corvette GTR Spectre Werkes Sports, оснащенный двигателем LS7 с двойным турбонаддувом Lingenfelter Performance Engineering.Это полностью уличный двигатель, работающий на бензиновом насосе, но выдающий ошеломляющие 800 л.с. Однако такая производительность стоит недешево. Стоимость пакета двигателя превышает 45 000 долларов. (Для установки см. Главу 6.)

Очевидно, что система Lingenfelter — это больше, чем набор для крепления на болтах, и ее стоимость отражает это. Базовая цена на систему составляет более 45 000 долларов, но она включает в себя, по сути, совершенно новый двигатель, спроектированный для высоких температур и нагрузок турбонаддува.Возможно, это не самый дешевый вариант, но с трехлетней гарантией на 36000 миль, он должен оказаться одним из самых надежных. Lingenfelter предлагает аналогичные турбо-пакеты для других автомобилей с двигателями LS.

Написано Барри Ключиком и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Сделай сам микротурбина (газовая турбина) Реактивный двигатель

Камера сгорания
Построена из стальной трубы, вырезанной из наземной спутниковой антенны. на стойке трубка зажимается между двумя пластинами, образуя концы. Нижняя пластина крепится болтами к входной спирали турбины, а верхняя пластина изначально установлена компрессор воздух через трубку, но теперь воздух проходит в камеру сгорания на сторона рядом с верхом.

Воздух подается в камеру сгорания через пластиковую дренажную трубу, которая имеет тенденцию сдувать, если агрегат может двигаться слишком быстро.Жаровая труба или камера сгорания лайнер был изготовлен из канистры для кемпинга и удлинен стальным листом. Газ олово придает подкладке правильный куполообразный верх. В хвостовике просверливаются отверстия чтобы воздух попадал в зону горения. Размер и расположение отверстий угадывались. глядя на различные схемы коммерческих двигателей, никаких расчетов не производилось. Двигатель работает на пропане, газ поступает в камеру сгорания через кольцо горелки из медной трубы с просверленными отверстиями 1 мм.

Зажигание
Свеча зажигания мотоцикла вставлена ​​в камеру сгорания, чтобы «зажечь» вверх «двигатель. Я пробовал несколько разных источников воспламенения, лучший из которых блок HT Igniter от раннего реактивного самолета. Я также использовал зажигание мотоцикла катушка, управляемая от отечественного транзисторного инвертора. После возгорания камера сгорания вроде хорошо держит пламя, дроссель можно задним ходом вправо выключен, и пламя не гаснет.

Смазка
Масло циркулирует в турбонагнетателе подшипник скольжения масляного насоса двигателя автомобиля, приводимого в действие асинхронным двигателем, первоначально от фотокопировальный аппарат. Насос подходит для двигателей Ford Cross- flow и легко устанавливается. доработанный, поскольку это внешний тип со встроенным масляным фильтром. Металлический резервуар внизу турбонагнетатель собирает из него масло, готовое к повторной циркуляции насосом. Когда масло холодно это довольно тяжелая работа для мотора, при запуске масляный насос останавливается для снижения сопротивления ротора турбонагнетателя , а затем включается, когда двигатель самоподдерживается.Используемое масло представляет собой обычную формулу Mobil 1, которая является турбонаддувом. не следует использовать турбинное масло, так как оно предназначено для гонок с мячом не подшипники скольжения. Во время работы масло нагревается, будущая модификация может быть добавить маслоохладитель.

Пуск
Полный компрессор в сборе от другого аналогичного турбокомпрессора приводится в движение двигателем сушилки spin- , работающим от сети. Компрессор образует нагнетатель, который соединяется с передней частью двигателя и действует как «стартер ветряной мельницы».Диммер переключатель, подключенный к двигателю, регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель, для зажигания требуется только легкий ветерок, иначе загорится двигатель. с громким треском. Для запуска двигателя нагнетатель работает на полную мощность и снимается. когда двигатель самостоятельно поддерживает около 35 000 об / мин. Интересно воздуходувка с холодный двигатель почти не вращает ротор, но потока воздуха при сгорании достаточно, чтобы заводите его, пока масло нагревается.

Приборы
Я использовал оптический метод для измерения скорости газовой турбины.Световод освещает небольшую часть задней поверхности крыльчатки компрессора, поверхность колеса попеременно блестящая алюминиевая и матово-черная, вторая оптическое волокно принимает отраженный свет от колеса и передает его электронному датчик. Когда колесо вращается, отраженный свет включается и выключается. Датчик преобразует свет на электрический сигнал, который управляет самодельным счетчиком оборотов откалиброван 0- 100000 об. / Мин. Я обнаружил, что эта система работает, но отраженный свет довольно тусклый, требующий чувствительного усилителя, я использовал лазер He- Ne, чтобы обеспечить свет поскольку он эффективно соединяется с оптическим волокном.Еще одна проблема в том, что оптический волокна на самом деле являются полимерными, которые могут плавиться из-за попадания тепла в компрессор секция турбо при остановке агрегата. После выключения турбо я взорваюсь воздух через него для охлаждения, при этом турбина блокируется гаечным ключом чтобы он не проворачивался при выключенной системе смазки. Температура выхлопа измеряется с помощью стандартного зонда из инконеля типа K, подключенного к термопаре AD595. интегральная схема усилителя, а затем на аналоговый измеритель, откалиброванный 0- 1000 градусов С.Я предпочитаю аналоговые измерители, их легче смотреть, так как параметры двигателя изменение во время ускорения и замедления. ИС AD595 выполняет измерение температуры. просто, поскольку он преобразует выходное напряжение термопары в мВ в выходное значение 0– 10 В. В 0- Выходное напряжение 10 В соответствует диапазону температур 0- 1000 градусов C.

Я установил манометр для измерения давления нагнетания компрессора.Указанное давление кажется колеблется, поэтому я вставил ограничение в подводящую трубу датчика, чтобы демпфировать колебание.

Топливная система
Двигатель работает на пропане, подаваемом из переносного Цилиндр караванного типа. Регулятор снимается, а клапан устанавливается на цилиндр. используется как регулятор дроссельной заслонки. У двигателя очень здоровый аппетит к топливу и длится всего 10 — 15 минут на баллоне 3,9 кг. За счет быстрой доставки топлива баллон находится в миске с теплой водой, чтобы способствовать испарению жидкого пропана в газ.Я пробовал жидкое топливо, используя форсунку автомобильной топливной форсунки Bosch типа «K», это почти сработало, но одно сопло не могло справиться с требуемым потоком топлива. Сопло, использующее керосин при низких расходах, давало почти идеальную форму распыления, но это ухудшалось по мере увеличения потока. Зажигание было труднее добиться с жидким топливом, если загорание не произошло быстро после включения топлива, двигатель будет быстро заливаться топливом, угрожая очень «мокрым запуском» при зажигании. наконец произошло.В качестве топливного насоса использовался топливоподкачивающий насос для авиационного топлива. подавать топливо при давлении до 60 фунтов на квадратный дюйм, игольчатый клапан использовался для разлива топлива из насоса выход обратно к входу и таким образом действует как дроссель. Инжектор открывается примерно на 15 PSI, но при увеличении давления (игольчатый клапан закрыт) устройство давило и не распылять топливо должным образом.

Operation
Вот где начинается самое интересное, чтобы начать В этой самодельной газовой турбине стартер подсоединен непосредственно к впускному патрубку турбонагнетателя и воздух мягко включился.Зажигание включается и топливный клапан снова открывается. аккуратно, пока двигатель не загорится «фут». После того, как двигатель загорелся, воздух полностью включен и дроссельная заслонка открывается, сначала ротор вращается медленно, но по мере того, как масло разжижается и нагревается, двигатель начинает разгоняться и примерно на 35000 об / мин подача воздуха к двигателю быстро прекращается, чтобы он мог всасывать больше воздуха и разогнаться до комфортной скорости 50 000 об / мин. Во время запуска масло подача отключена и только кратковременно пульсирует для обеспечения некоторой смазки без вызывая слишком большое сопротивление, при достижении самоподдерживающейся скорости масло включается постоянно.После того, как двигатель отработал и нагрелся, его намного легче перезапустите, ротор раскрутится намного быстрее.

В работе двигатель довольно шумный, хотя с наушниками аппарат издает звуки. довольно хорошо, издавая восхитительный «свист» из компрессора и гул из процесс горения. Прослушивание наушников помогает услышать скорость компрессора более ясно, что помогает дросселировать двигатель, что может быть сложно. Если вы закроете свой глаза вы можете представить, что находитесь за штурвалом настоящего реактивного самолета, я стоял и слушал на Vulcan XH558 на днях, и сходство звука моего двигателя было жутко.На данный момент газовая турбина развила около 70 000 об / мин, а при 50 000 об / мин Температура выхлопных газов составляет всего 500 градусов Цельсия, что неплохо для отечественного двигателя. В предел оборотов на данный момент стоит напорная труба компрессора, вроде сдувает если двигатель работает слишком быстро, из него вырывается пламя, и компрессор визжит, как будто он быстро стекает вниз. Некоторые из моих ранних попыток страдали от компрессорной трубы первоначальный двигатель вряд ли выдержит самосовершенствование до того, как давление нарастет. вверх было слишком много для этого.

Будущее
По мере того, как позволяет время, я надеюсь развить эту демонстрацию газовая турбина, она никогда не может быть использована в качестве силовой установки, так как это далеко тяжелый, но с более надежным компрессорным патрубком, думаю, он будет быстрее вращаться. Он выставляет все характеристики любой другой газовой турбины и была построена на очень низком уровне стоимость коммерческой единицы или даже турбовинтовой авиамодели — реактивных. Стоимость Стоимость проекта составляет всего 100 фунтов стерлингов или около того, так как турбо-долота были излишками лома.я пытался верх из плексигласа к камере сгорания, чтобы можно было заглядывать в нее во время работы, вроде работает и не нагревается. В воздухе видно синее свечение отверстия в верхней части жаровой трубы, но отверстия недостаточно велики, чтобы дать идея распространения пламени. Я хотел бы вернуться к жидкому топливу, так как я может попробовать установить горелку / распылитель от стартера газовой турбины «Солент», но это обман, поскольку это означает, что я устанавливаю компоненты, которые происходят из очень специализированные авиационные системы, а не автомобильные запчасти «Склад».Дом построен движок работает хорошо, но не очень элегантен и требует всевозможных услуг, чтобы получить он работает, что мне действительно нужно, так это коммерческий небольшой газотурбинный двигатель , который электростартер и работает на керосине. Я считаю, что газовые турбины для небольших самолетов наиболее интересны и приятно работать.

Разработки
30.12.1997 Двигатель теперь работает очень хорошо. Я заменил компрессор напорная труба с новым элементом из нержавеющей стали, а соединения теперь изготавливаются с использованием специальный шланг зарядного устройства turbo- , приобретенный в магазине автоспорта.Мой коллега любезно построил мне новый соединительный блок масляного насоса. Масляный насос теперь болты в этот алюминиевый блок, который направляет масло внутрь и наружу и обеспечивает крепления для фитинги маслопровода. На насос установлено новое уплотнение вала, и агрегат очень маслостойкий. Турбонагнетатель теперь разогнался до чуть более 80000 об / мин, на этой скорости он производит около 0,9 бар давления наддува. На этой скорости рост давления увеличивается с увеличением скорость компрессора очень быстрая. Я верю, что двигатель пойдет еще быстрее, температура выхлопных газов при 70- 80000 об / мин довольно низкая примерно на 450 ° C ниже, чем на более медленных скоростях.Стабильная температура выхлопных газов говорит о том, что агрегат работает эффективно на высокой скорости. Я выясню, каковы ограничения для этого типа турбо, это довольно старомодный агрегат , так что я думаю, что я недалеко от турбо пределов. Турбо становится довольно громким на высоких скоростях и быстро приближается к моему возлюбленному. Garrett GTP30 по уровню шума. Предел времени работы кажется быть температурой масла. Емкость масла довольно низкая (около 1 литра) и поэтому быстро нагревается, поскольку циркулирует через горячий подшипниковый узел.Будущее улучшение Будет установлен масляный радиатор с электровентиляторами. Мне также нужно будет подогнать температуру масла Индикатор питается от термопары, установленной внутри масляного бака.

Последние разработки
В 1999 году мой брат построил мне высокоэнергетическую систему зажигания, чтобы дизайн моего хорошего друга Роджера Мармиона. В установке используется заглушка для поверхностного отвода от двигателя гоночного автомобиля, световые испытания показали, что это расположение лучше к ранее принятым системам высокого напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта