Достижения в Турбокомпрессии

Сегодня

Автомобили с высокими показателями не имеют никакого права злоупотребить нашей окружающей средой. Никакой человек не имеет право сорить атмосфера с выделенией, больше чем он сорил бы сторона дороги с канистрами пива. Каждый живущий в этой атмосфере должен осуществить определенный уровень ответственности к хранению, это убирает. Через турбокомпрессию, совместимый с выделенией автомобиль с высокими показателями сегодня увеличил рабочие характеристики больше чем любой другой класс транспортного средства с любой эры. Эта ситуация не является совпадающой.

Реакция автомобильного технического сообщества{общины} к федеральным и государственным законам выделении создала ряд средств управления с такой исключительной технологией, что сегодняшний мощный уличный автомобиль может достигнуть большего количества миль на галлон чем вчерашний econobox, и сегодняшний econobox мог часто опережать вчерашний суперавтомобиль. Хорошая технология обращалась к срочной проблеме, с энтузиастом автомобиля рабочих характеристик, постоянно выдвигающим{подталкивающим} оболочку, привел к флоту транспортных средств, которые выполняют лучше, являются более экономичны, последние дольше, требуют меньшего количества обслуживания, не загрязняйте окружающую среду, и - только прямая забава, чтобы двигаться. Что технология делала, чтобы повернуть эту уловку? Они изобрели новое оборудование. Они оптимизировали это хорошо и калибровали это в пределах напряженных пределов. Они изготовили это под таким контролем{управлением}, что это является чрезвычайно длительным. Без сомнения независимо от того, что существует относительно экстремальной длительности{долговечности} электронных систем управления двигателем относительно дистрибьютеров контакта прерывателя и карбюраторов. Технология, развитая, чтобы бороться с сегодняшними потребностями состоит прежде всего из электронной системы впрыскивания топлива, запрограммированного контроля{управления} установки угла опережение зажигания, датчик кислорода обратная связь с обратной связью, и каталитические конвертеры.

Рис. 161. Самые известные 0-60 раз для VW с турбинным двигателем - название{имя} где менее чем 3.0 секунды.

Комбинация этих четырех пунктов{изделий} - сердце получения превосходной общей характеристики управляемости и экономики{экономии}, в которой мы нуждаемся, держа выделению в пределах необходимых пределов. Эти пункты{изделия} все доступны в aftermarket. Технически выполнимо использовать эти части оборудования, настраивать их тщательно, и создавать полностью могущее быть удостоверенным транспортное средство в пределах требования к функционированию. Первое место, которое начнет изучает правила. Самые строгие правила - таковые из Калифорнийской Воздушной Панели Ресурсов{Средств} (9528 Авеню{Средств} Telstar, эль Монте-Карло, Калифорния 91731; [phone]). Это имеет смысл играть самым строгим набором правил. Эти правила доступны после запроса. Обеспечьте{защитите} их, изучите их, и позвольте им быть руководящими принципами, согласно которым созданы проекты.

Будущее

Они - возбуждающие времена для автомобильных рабочих характеристик. Разработка, качество, рабочие характеристики, экономика{экономия}, выделения, и длительность{долговечность} все испытывают большие усовершенствования. Кажется, как если бы мы знакомимся с большой новой моделью только, чтобы иметь, другой приходит в быстрой последовательности, отдавая первое Устаревшее предсказание путь развития, которое турбо - и связанные с двигателем системы возьмет тогда, становится и своевременной и сомнительной.

Если все это случается способ, которым я думаю, что это должно, много работы, которая будет сделана в трех отличных категориях: турбонагнетатель, турбонагнетатель связанные с системой аппаратные средства, и надлежащий двигатель.

Усовершенствования Турбонагнетателя

Фактически все усовершенствования на турбо будут нацелены на то, чтобы вынуждать это подскочить к производящим стимулирование скоростям скорее, Если турбо могло бы быть сделано мгновенно чувствительным, форма кривой крутящего момента обычно произнесшего с придыханием двигателя и двигателя с турбонаддувом будет по существу тем же самым. Это - цель. В то время как еще не весьма возможно достигнуть этого, продвижение{прогресс} войдет в две первичных области: потери подшипника и переменные кожухи турбины отношения A/R.

Потери подшипника. Мощность{степень}, потраченная впустую в подшипниках турбо - просто потеря сопротивления в стрижке масляной пленки в подшипнике, поскольку вал вращается. Эта потеря является пропорционально большой в низких скоростях, когда немного энергии выхлопного газа доступно, чтобы вести{везти} турбину, но убывание к незначительной{младшей} важности в высоких скоростях. В высоких скоростях, достаточно энергии выхлопного газа существует, чтобы толкать турбо столь быстро, чтобы испугать большинство журналистов. Фактическая мощность, потерянная в несущей поверхности, однако, достаточно косить вашу лужайку. Если бы к этим потерям мощности можно было бы обратиться revving турбо быстро от низких скоростей, степень ускорения турбины была бы значительно больше.

Подшипники низкого трения могут появиться тремя способами: валы меньшего диаметра, шарикоподшипники или воздушные подшипники. Каждый подход имеет проблемы. Валы меньшего диаметра создают более высокие грузы подшипника и ухудшают критические частоты вибрации. Хорошая разработка будет обязана заставлять их работать.

Шарикоподшипники держат{проводят} большое обещание для низкого трения. Экстремальная проверка качества, требуемая подшипника, чтобы работать на скоростях вала турбонагнетателя не забава для инженера - технолога, чтобы рассмотреть. Это может быть и делается, и один день будет здесь для нас, чтобы использовать, готовность некоторых автомобилестроителей, чтобы провести{потратить} дополнительные двадцать пять долларов в автомобиль для усовершенствования величины шарикоподшипников низкого трения в турбо - ситуация, которая более вероятна каждый день. Рабочие характеристики теперь столь же конкурентоспособны как любой другой аспект автомобиля.

Рис. 16-2. Этот поперечный разрез показывает детали двух смазанных нефтью-фитилем шарикоподшипников Aeroecharger.

Воздушные подшипники могут видеть, что использование в отобранных заявлениях{применениях} где стоится становится меньше коэффициентом{множителем} определения. Технология воздушных подшипников хорошо установлена, но проверка качества снова становится огромным барьером{преградой} к продукции{производству} объема. Они - подшипники самого низкого трения всех и привели бы к существенной прибыли{достижениям} рабочих характеристик.

Ввиду технологии производства в мире сегодня, я буду голосовать за шарикоподшипники как следующая система подшипника для турбонагнетателя.

Переменная a/r кожухи турбины отношения. Все другие вещи, остающиеся тем же самым, чем меньший отношение A/R турбинного кожуха, тем ниже оборот в минуту, в котором турбо произведет стимулирование{буст}. Это то же самое низко кожух турбины A/R вызовет все более и более большой выхлопной газ, назад оказывают давление как полные повышения потока выхлопных газов с увеличивающимся оборотом в минуту. Большие A/Rs делают большие количества мощности{степени} из-за приведенных обратных давлений, но не точно роскошны для медленной реакции.

В то время как еще банальность, турбонагнетатель не работает с особенностью проекта, которая разрешает турбинному кожуху действовать как маленький A/R в низких скоростях и большом A/R на более высоких скоростях.

Рис. 16-3. Закрытие одного из этих двух портов{каналов} создает маленькое отношение A/R, улучшая медленную реакцию. Постепенное открытие второго порта{канала} на более высоких скоростях создает большее отношение A/R.

Эта особенность вообще упоминается как переменный кожух турбины A/R. Это действительно предлагает достоинства и большого и маленького A/Rs, все в том же самом пакете{агрегате}. С этой особенностью, турбо прибывает намного ближе в Мгновенную реакцию, которую мы хотим. Это также приобретает способность произвести кривую крутящего момента, подобную большему, обычно произносил с придыханием двигатель в низких частотах вращения двигателя. Два типа переменных модулей{блоков} A/R, вероятно, будут видеть некоторую форму популярности, относительно простая парная идея косой линейчатой поверхности - недорогой механизм, который может оказаться адекватным когда оценено на его собственной заслуге. Другой механизм - VATN (переменный наконечник турбины области). VATN пока затмевает все другие возможности, что, оказался, есть билет{квитанция} победы{завоевания},

Парный кожух турбины косой линейчатой поверхности. Кожух ТЕСТА получает его название{имя} из геометрии входа выхлопного газа в турбину. Две косых линейчатых поверхности различно-размера вообще используются, предварительные выборы и вторичное. Как правило, предварительные выборы открыты для медленной операции{действия}, и обоих для быстродействующего использования. Это создает способность ТЕСТА быть маленьким кожухом A/R в низких скоростях и большом A/R на более высоких скоростях.

Проекты ТЕСТА имеют заслугу в этом, они предлагают лучшую комбинацию медленной реакции и быстродействующей мощности{степени}. Было бы трудно формировать модуль{блок}, чтобы управлять стимулированием{бустом}, эффективно{фактически} изменяя A/R. wastegate поэтому все еще необходим управлять давлением наддува. Простота парного кожуха турбины косой линейчатой поверхности - его большой пункт{точка} продажи.

Переменный наконечник турбины области. VATN - целое новое дело. Рули VATN поворачивают, чтобы представить переменные области потоку разрядки, изменение{замена}; скорость выхлопного газа, поскольку это входит в турбину, разрешая скорость турбины измениться. Заслуга VATN находится в нескольких областях: это действует как маленький A/R когда спрошено сделать так, большой A/R когда требуется, и это производит гладкое{плавное} перемещение через все пункты{точки} между этими двумя экстремумами. VATN может создать такой огромный A/R, что турбинной скоростью по всему диапазону операции{действия} можно управлять, изменяя один A/R. Таким образом VATN становится его собственным регулированием давления, и никакой wastegate не требуется. Когда никакой wastegate не присутствует, вся энергия выхлопного газа доступна, чтобы привести в действие компрессор, и "трата{отходы}" становится вещью прошлого.

Рис. 16-4. Турбо самой быстрой реакции в мире - VATN Aerocharger.

Рис. 16-5. Детали VATN, Когда наконечники почти закрыты, скорость выхлопного газа, высоки. То, когда они являются открытыми, скоростными, и поэтому обратное давление, является самым низким.

Рис. 16-6. Время срабатывания VATN против стандартной турбинной реакции. Время, требуемое VATN - приблизительно половина того из стандартного турбо.

Турбинные рабочие характеристики могут взять целые новые измерения. Так как турбинной скоростью всегда управляет VATNs, отношение A/R является всегда наибольшим для давления наддува в тот момент. Если бы A/R были меньше, турбинная скорость повысилась бы, создавая больше стимулирования{буста}, которое подняло бы турбинную скорость, которая поднимет стимулирование{буст} снова. Эта ситуация будет всегда держать, выхлопной газ назад оказывают давление в его самом низком для любого данного давления наддува. Это создает замечательное условие{состояние} противодавления на выходе газов, являющегося меньше чем давление наддува. Когда это "пересечение{прохождение}" происходит{встречается}, автоматическая продукция{производство} берет новые измерения. Это условие{состояние} не вообще выполнимо с обычными турбинами

без того, что турбина была настолько большим, что это становится нечувствительным в низких скоростях.

Успех VATN является непосредственно относящимся к наличию рулей в правильном положении{позиции} в нужное время, которое зависит от "сведений{интеллекта}" регулятора руля, Изменяющего условия{состояния} груза, будет требовать, чтобы регулятор создал правильный A/R для точно той ситуации. Условие{состояние} груза установившегося круиза будет хотеть рули, полностью открытые для наименее возможного обратного давления. На заявлении{применении} дросселя{дроссельной заслонки}, регулятор должен ожидать отложенное требование{спрос} на стимулирование{буст} и закрывать рули, чтобы принести турбине до производящих стимулирование скоростей как можно быстрее. Как только желательный уровень наддува достигнут, рули постепенно откроются как повышения частоты вращения двигателя, чтобы управлять турбинной скоростью и таким образом давление наддува. Достаточный диапазон движения для рулей должен существовать, что двигатель проводит практику "красной черты", может быть достигнут прежде, чем рули полностью открыты. Это ясно, тогда, что регулятор VATN является тайной к экстремальной выгоде концепции VATN.

Рис. 16-7. Этот поперечный разрез показывает сложность удивительно обработанного и проектируемого Аэро зарядного устройства. Сложность - обмен для экстраординарной реакции Аерочарджера.

Выбор размера турбонагнетателя. Немногие из сегодняшних автомобилей с турбинным двигателем оборудованы турбо надлежащим-размера. Я остаюсь убежденным, что причина{разум} для этого является неправильным восприятием маркетинговыми типами относительно желаний конечного пользователя. Я утверждаю, что конечный пользователь хочет мощный автомобиль, не обязательно тот, который делает стимулирование{буст} в самом низком обороте в минуту. Когда, и если, главные изготовители измеряют турбо для энтузиаста, мы будем видеть увеличение мощности{степени}, уменьшение, ответственное температуры, более гладкая общая характеристика управляемости, и полное увеличение полей{краев} безопасности - который весь возможен с простыми изменениями{заменами} в размере.

Керамические турбины. Драматическое приведение во вращательной инерции турбо может быть пущено в ход при помощи керамического вместо металла для рабочего колеса турбины. В то время как замечательная идея, приводя к материальному усовершенствованию реакции турбо, керамическая турбина остается дорогой и хрупкой. Этот автор полагает, что кроме для кратких эксплуатационных испытаний, керамическая турбина - особенность в течение двадцать первого столетия.

Рис. 16-8. Керамика более легкого веса предлагает разность, иллюстрированную кривыми T25, Керамический против Металла T25

Рис. 16-9. Керамическая турбина будет должна доказать ее длительную длительность{долговечность} для ее лучшей реакции, чтобы быть полной выгодой.

Сложные материалы. Углеродистые соединения имеют огромную силу и отношения жесткости-к-весу. Возможность приведений инерции колеса компрессора, вызванных сложными материалами кажется вероятной. Далее сокращение инерции компонента самой низкой инерции турбо является возможно стоящим. Но установка слабых связей сначала имеет элемент логики, и колесо компрессора не слабая связь.

Общие обработки. Без предоставленных революционных компонентов фанфары, большинство пунктов{изделий} в турбо продолжит быть улучшенным и в эффективности{КПД} и в длительности{долговечности}. Потери подшипника будут ползать, нисходящий, вращательный inertias уменьшится, теплоотвод улучшится, и турбина и эффективность{КПД} компрессора будут медленно но конечно улучшаться. Устойчивые усовершенствования, но никакие большие изменения{замены}.

Рис. 16-10. Возможно турбонагнетатель будущего примет форму этого инновационного проекта, с переменным контролем{управлением} турбины области и компрессором осевого потока перед радиальным компрессором.

Турбонагнетатель Связанные с системой Аппаратные средства

Межохлаждающий{Межохлаждение}. Хотя наука межохлаждения известна автомобильным проектировщикам мира, следующие несколько лет должны показать большие усовершенствования этой области. Сила позади усовершенствований будет изменением{заменой} в ориентации. Когда одна из всемирных больших автомобильных компаний строит{монтирует} транспортное средство, они называют{вызывают} Двухместный закрытый кузов Высшего качества, и помещает охладитель в положение{позицию} такой, что единственный воздух охлаждения, который это может возможно получить, должен сначала пройти радиатор системы охлаждения и конденсатор переменного тока, это - свидетельство{очевидность} проблемы ориентации. Возможно, что охладитель газа цикла охлаждения может однажды быть практичным. Новые процессы и методы требуются, поскольку компрессоры переменного тока потребляют больше мощности{степени}, чем лучшие охладители могут смещение. Частично занятый охладитель, куда воздушную зарядку посылают непосредственно двигателю во всех давлениях наддува ниже порога{порога чувствительности} потребности в межохлаждении, может однажды привести к материальному усовершенствованию реакции для всей системы,

Регулирования давления. Более шикарные{более умные} средства управления wastegate могут произвести более чувствительные турбины так же как льстить кривым крутящего момента. В то время как на окончательную мощность{степень} можно немного влиять, кривая крутящего момента с одним или обоими концами подняла, немного произведет более быстрый автомобиль. Электронное управление wastegate сигнала привода будет концепцией, которая разрешает эти усовершенствования. Обычные wastegates взламывают в пункте{точке} значительно ниже желательного стимулирования{буста} и затем ползают к положению{позиции}, требуемому управлять давлением наддува. Эта ранняя ползучесть отнимает у турбины полезной энергии, с которой это могло извлечь пользу, скорость закрепляют. Наличие wastegate открывается и обходя существенную энергию вокруг турбины, когда турбина пробует извлечь пользу, скорость - в основном безумие. Электроника установит ту ситуацию. Подъем низкого конца кривой крутящего момента или сглаживания плоского пятна в этом может быть достигнут, программируя сигналы стимулирования{буста}. Давление наддува, эквивалентное из дополнительной передачи{шестерни} обгона могло, он запрограммировал также.

Система выпуска. Фактически все текущие systerns выхлопа продукции{производства} чрезмерно ограничительны. Вызванное выхлопной трубой обратное давление действительно бесполезно. Я действительно верю этому возможный произвести тихие, низко-обратно-прижимные выхлопные трубы так экономно{в экономическом отношении}, как ток плохо проектирует. Это разрешило бы тем же самым турбо системам работать в той же самой мощности{степени} с меньшим количеством высокой температуры, меньшим количеством стимулирования{буста}, и намного большим запасом прочности.

Глушитель перевернутой звуковой волны - идея, время которой должно все же прибыть. Принцип должен сделать запись звука от двигателя, с помощью электроники инвертировать это, и воспроизвести это, нанесенный на оригинале. Надежда - то, что эти две звуковых волны отменят{аннулируют} друг друга, устраняя потребность в глушителе. Обратное давление могло быть путем вниз, таким образом мы остаемся заинтересованными.

Организованные и Ступенчатые Турбины. Много интересных схем были созданы, чтобы соединить две или больше турбины вместе. Цель состоит в том, чтобы вообще достигать большей эффективности{КПД} в экстремальных давлениях наддува или получать реакцию низкого конца и широкие, плоские кривые крутящего момента. Такие схемы могут быть полезными в транспортных средствах как невероятный Porsche 959, но вероятность достижения такой сложности, рынок в существенных номерах{числах} кажется маленьким, значение попытки человека, увлечённого своим хобби вновь создавать такое запутанное оборудование кажется поражением действительно. Сложность и стоивший этой величины, сопровождаемой всем обслуживанием{службой} и проблемами ремонта, врожденными той сложности, является ошеломляющей. Придерживайтесь основных принципов, сделайте их очень хорошо, и позвольте рабочим характеристикам быть колеблющимся коэффициентом{множителем}.

Двигатель

Двигатель "убирает, полость бумаги{газеты}" разработанный{предназначенный} определенно для турбокомпрессии не была бы драматично отлична. Однако, много деталей изменились бы:

• В моем взгляде, положения{позиции} турбо и каталитического конвертера был бы реверсирован, улучшать выделению запуска холодного двигателя. Турбинная реакция обычно страдала бы в этом положении{позиции}, но турбо VATN более чем восстановит любую потерянную реакцию.

Рис. 16-11. Двигатель Инди Chevy/Ilmor был разработан{предназначен} на пустом месте как двигатель с турбинным двигателем. Распредвалы, размеры порта{канала}, степень сжатия, отношение отверстия/хода, и рабочие диапазоны оборота в минуту все формировались, чтобы служить дополнением турбонагнетателю.

• Частоты вращения двигателя вероятно привелся бы, С широкополосными увеличениями крутящего момента, предлагаемыми турбо, высокая частота вращения больше не необходима сделать адекватную мощность{степень}. Более низкие частоты вращения двигателя привели бы составляющие веса и трение также.

• С более низкими частотами вращения двигателя прибывает способность использовать в своих интересах более длинный ход, двигатели меньшего отверстия. По причинам, похороненным в туманных глубинах термодинамики, двигатели более длинного хода могут обладать большей топливной экономичностью,

• Меньший впуск и впускные каналы улучшил бы крутящий момент низкого оборота в минуту, создавая более высокие воздушные впуском скорости, разрешая лучший цилиндр, заполняющийся в результате увеличенного импульса быстрее перемещающей колонки воздуха. Турбо будет заботиться о крутящем моменте для остаточного члена от диапазона оборота в минуту.

• номер{число} cоединителей "головка цилиндра, чтобы блокировать" должна увеличиться. Больший номер{число} меньших стоек, возможно шесть в цилиндр, позволился бы приведенными областями порта{канала}.

- С высокой температурой будут иметь дело по крайней мере двумя изменениями{заменами}. Сначала, нефтяной аэрозоль на основание поршней или каналов для смазки через поршни может очень улучшить поршневую силу, приводя рабочие температуры. Во вторых, впускной канал будет изолирован, чтобы привести теплообмен к голове и хладагенту. Это улучшит свет катализатора - прочь (время срабатывания для конвертера, чтобы достигнуть минимальной рабочей температуры от запуска из холодного состояния), приведет размеры радиатора, и будет нести больше высокой температуры к турбине для выгод реакции.

• Электронные управления будет играть еще большую роль в управлении{беге} двигателем с турбонаддувом. Сегодняшние системы управления двигателем будут расширены, чтобы управлять VATNs, давлениями наддува, и, конечно, отношение выбора времени искры зажигания и воздушнотопливной смеси, поскольку они влияют на машинную детонацию.

Дата добавления: 2014-12-26