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.