Турбина с изменяемой геометрией: устройство и принцип работы. – Турбобаланс

Содержание

устройство и принцип работы. – Турбобаланс

Обычная турбина представляет собой 2 крыльчатки, соединенные осью. Располагаются крыльчатки в разных камерах. Одну крыльчатку вращают выхлопные газы, а вторая вращается за счет первой, тем самым подводя новый воздух в систему.

Общее устройство турбины с изменяемой геометрией ( турбокомпрессора )крыльчатки и принцип нагнетания дополнительного воздуха не отличается от обычных турбокомпрессоров. Основная особенность в поворотных лопатках, механизме управления и вакуумном приводе.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией крыльчатки основывается на регулировании потока отработавших газов, направляемых на колесо турбины. Регулировка позволяет подстраивать проходное сечение для потока отработавших газов под режим работы двигателя.

При движении на маленькой скорости, турбина крутится медленно. Однако блок управления выставляет лепестки так, чтобы расстояние между ними было минимальным. При малом объеме, газу тяжело поступить через маленькое отверстие, что вынуждает его передвигаться с большей скоростью.

В ходе перекрывания, обороты турбины увеличиваются, а значит повышается давление наддува.

 

С помощью таких лепестков, можно поднять скорость вращения турбины не изменяя объем поступающих газов. На высокой скорости компрессор наоборот раздвигает лепестки. Это предусмотрено для поддержания безопасного давления внутри системы и исключения перегрева.

Принцип работы изменяемой геометрии позволяет отказаться от перепускного клапана (wastegate). Через крыльчатку «горячей» части проходит весь поток выхлопных газов. Предотвращение избыточного наддува осуществляется изменением положения поворотных лопаток.

Изменение расстояния между направляющими элементами, в зависимости от типа и модели турбодвигателя управляться как давлением компрессора (или его отсутствием), так и вакуумным приводом, а в некоторых случаях — шаговым электромотором 

 

Преимущества данной турбины можно выделить следующие:

  • авто с изменяемой геометрией турбонаддува могут выдавать большую мощность уже с самих низких оборотов.
  • снижение расхода топлива и количества вредных выбросов в атмосферу
  • из-за отсутствующего клапана wastegate в «горячей» части уменьшается количество разнонаправленных потоков газов, что улучшает прохождение газов через турбину.
  • улучшение эластичности двигателя

Настройка и регулировка турбины с изменяемой геометрией.

Эфективная и правильная настройка и регулировка турбины важна и для эффективности ее работы, и для снижения темпа износа деталей всего механизма, и даже для экономии денег на топливе.

Связано это с тем, что неправильные параметры настройки работы или неправильное (несвоевременное) проведение регулировки турбины непосредственно влияют на весь автомобиль и удобство его управления.

В то время как о некоторых действиях, обычно упоминаемых в инструкции к обслуживанию авто и его механизмов, владелец способен позаботиться самостоятельно, даже без специальных инструментов, опыта и знаний — для большинства из них потребуется внимание профессионала  

Каждый разумный и заботливый автовладелец должен помнить о таких принципах как: своевременная профилактика и обслуживание, а также уклонение от вреда своими действиями. Это верно и для бензинового двигателя, и для дизельного.

Турбина с изменяемой геометрией: как обойти недостатки?

Турбокомпрессор в дизельном двигателе — центральный элемент комфортного и динамичного управления автомобилем. Благодаря турбине, машины даже с небольшим объёмом двигателя становятся настоящими суперкарами, существенно прибавив в мощности.

Но у турбо-технологии есть один недостаток, который водители называют “турбояма”. Он проявляется в снижении мощности двигателя на малых оборотах. Поскольку турбокомпрессор разгоняют выхлопные газы, на небольших оборотах их становится недостаточно для набора оптимальной скорости работы.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией и её преимущества

Убрать турбояму позволяет установка агрегата с меньшим сечением проточной части.

Но на высоких оборотах это станет преградой для входящего воздуха и только ограничит мощность двигателя.

По словам специалистов компании Турбомикрон, вариант с изменяемой геометрией объединяет преимущества узла с небольшим сечением на малых оборотах и большого турбокомпрессора на высоких. Работает система так:

  • вокруг крыльчатки, которую разгоняют отработанные газы, устанавливаются специальные регулируемые лопатки;
  • в момент недостаточного давления газов лопатки изменяют геометрию потока, ускоряя его и повышая производительность турбокомпрессора;
  • при наборе мощности вакуумный клапан плавно регулирует геометрию открытия канала, обеспечивая в любой момент времени оптимальные условия работы двигателя.

Такой принцип работы позволяет без существенного изменения конструкции двигателя обойти все недостатки стандартных турбин:

  • пропадает провал (турбояма) в тяге на низких оборотах;
  • уменьшается расход топлива за счёт более полного сгорания;
  • снижается рабочая температура отработанных газов и двигателя;
  • увеличивается ресурс двигателя за счёт повышения КПД его работы.

Поломки турбины и их диагностика

Но не лишена такая конструкция и недостатков. К популярным “болезням” турбокомпрессоров добавляется еще и образование нагара, который мешает нормальному функционированию лопаток. Затрудненное или неполное закрытие/открытие лопаток приводит к двум негативным последствиям:

  1. передув – когда на высоких оборотах лопатки не отбрасываются, создаётся избыточное давление в системе подачи воздуха. В результате такой неисправности обедняется топливная смесь и даже происходит подрыв выпускных клапанов. Двигатель троит и отказывается работать на высоких оборотах;
  2. недодув – обратная сторона предыдущей проблемы, при которой ярко проявляется турбояма.

Восстановление геометрии турбины

В компании Турбомикрон рассказали, что ремонт турбин с поломками геометрии выполняется только путем механической чистки и устранения причины перебоев в работе системы, поскольку кроме засора лопаток нагаром, причина плохой работы геометрии может быть в изношенном клапане актуатора.

Безусловно, работу по восстановлению агрегата лучше доверить профессионалам. Кроме быстрого определения проблемы и качественного решения, они правильно отрегулируют работу геометрии на специальном стенде. Сделать это в домашних условиях не только трудно, но и чревато дополнительными проблемами. Плюс, специалисты дадут гарантию на свою работу от 1 до 3 лет. Это удобно и надежно.

Супертурбо: все продвинутые системы наддува

 Битурбо, твинтурбо, твинскролл... Наверняка вы давно хотели разложить для себя по полочкам, что как работает и чем отличается. Мы подготовили для вас подробный рассказ о плюсах, минусах и надежности каждой из технологий. 

Я предельно упростил формулировки, чтобы текст был доступен для понимания широкому кругу читателей. Но для лучшего понимания вопроса рекомендую прочитать мои прошлые публикации о видах наддува и надежности турбомоторов

.

Прогресс не стоит на месте, и каждое новое поколение автомобилей должно быть быстрее, экономичнее и мощнее. Часто для повышения мощности используются комбинированные системы наддува, да и «обычные» турбины вовсе не так просты, как кажется на первый взгляд. Каким же образом инженеры научили турбомоторы быть одновременно мощными, эластичными и экономичными? Какие технологии позволяют создавать массовые двигатели с удельной мощностью в 150 л.с. на литр и отличной тягой на низах, и тысячесильных монстров?

«Обычная» турбина

Как я уже писал, турбокомпрессор прост на первый взгляд, но является высокотехнологичным устройством, которое работает в очень жестких условиях. И любое его усложнение сильно сказывается на надежности. Для примера я постараюсь подробнее описать устройство типичного турбокомпрессора без особых усложнений.

Основной частью турбокомпрессора является средний корпус, в нем расположены подшипники скольжения, упорный подшипник и седло уплотнения с кольцами. В самом корпусе есть каналы для прохождения через него масла и охлаждающей жидкости. На совсем старых конструкциях обходились только маслом и для смазки и для охлаждения, но такие турбины не применяются на серийных машинах уже давно. Для предохранения среднего корпуса от воздействия горячих выхлопных газов служит жароотражатель.

В средний корпус устанавливается турбинный вал. Эта деталь не просто вал, конструктивно он соединен с турбинным колесом неразъемным соединением, чаще всего сваркой трением или выполнен из цельного куска металла. Иногда для создания крыльчатки используется керамика-прочности и коррозийной устойчивости лучших конструкционных сталей может не хватать. Сам вал имеет сложную форму, на нем есть утолщение для уплотнения и упорный выступ, а форма цилиндрической части рассчитана с учетом теплового расширения во время работы.

На турбинный вал надевается компрессорное колесо. Оно изготовлено обычно их алюминия и фиксируется на валу гайкой.

Конструкция из среднего корпуса, установленного в него турбинного вала и компрессорного колеса называется картриджем. После сборки этот узел тщательно балансируется, ведь работает он при очень высоких оборотах и малейший дисбаланс быстро выведет его из строя.

Еще турбине нужны две «улитки» — турбинная и компрессорная. Часто они индивидуальны для каждого производителя машин, тогда как центральная часть — картридж и размеры турбинного и компрессорного колеса являются признаками конкретной модели турбины и ее модификации.


Для предохранения от слишком высокого давления наддува используется клапан сброса давления газов, он же вастегейт. Обычно он является частью турбинной улитки и управляется вакуумом. Он закрыт при обычном режиме работы турбины и открывается в случае слишком высокого давления наддува или других проблем в работе мотора, сбрасывая скорость вращения турбины.

А теперь о том, как используют турбины и какие технологии применяют, чтобы достичь самых высоких показателей моторов.

Twin-turbo и Bi-turbo

Чем больше и мощнее мотор, тем больше воздуха нужно подавать в цилиндры. Для этого нужно сделать турбину больше или быстрее. А чем больше размер турбины, тем тяжелее ее крыльчатки и тем инерционнее она получается. При нажатии на педаль газа открывается дроссельная заслонка и больше горючей смеси попадает в цилиндры. Образуется больше выхлопных газов и они раскручивают турбину до более высокой частоты вращения, что, в свою очередь, увеличивает количество подаваемой горючей смеси в цилиндры. Чтобы сократить время раскрутки турбин и сопутствующую им «турбояму», изначально испробовали способы, которые называются твин-турбо и би-турбо.

Это две разные технологии, но маркетологи компаний-производителей внесли немало путаницы. Например, на Maserati Biturbo и Mercedes AMG Biturbo на самом деле используют технологию твин-турбо. Так в чем же разница? Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз».


Фото:twin turbo Nissan


Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.

Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.

Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.

Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.

Тонкое управление вастегейтом

Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.


Получить качественный скачок характеристик позволяла плавная регулировка степени открытия перепускного клапана. В этом случае турбина может чаще работать с максимальной отдачей, даже при малых оборотах, а на средних нагрузках уже вступает в действие регулирование и в опасные режимы турбина не переходит.

К сожалению, такой способ сложнее. Для его реализации потребовалось разместить электропривод регулировки рядом с турбиной, что понизило ее надежность: электронике приходится работать в очень жестких условиях, при высокой температуре и высокой вибрации. Но улучшение характеристик стоит того и почти все современные турбины высокофорсированных небольших моторов имеют такую конструкцию.

Более эффективное турбинное колесо. Twinscroll

В поисках повышения эффективности одиночной турбины конструкторская мысль придумала способ, который позволял увеличить эффективность работы турбины и на малых и на больших нагрузках. Турбинное колесо, на которое воздействуют выхлопные газы, разделили на две части, отсюда и название технологии – twin scroll (“двойная улитка”), одна часть турбины более эффективна на большой нагрузке, а другая — на малой, но раскручивают они одно и то же компрессорное колесо на общем валу. Турбина получается не намного сложнее, но несколько эффективнее.


В сочетании с подводом выхлопных газов к разным частям «улитки» от разных групп цилиндров и точной настройки это позволяет получить неплохую прибавку производительности без ухудшения характеристик в зоне малых оборотов. Конечно, такая турбина не даст максимальной возможной мощности, но зато такой мотор будет тяговитее и на практике удобнее и быстрее.

Более эффективное турбинное колесо – турбины с изменяемой геометрией

В твин-скролл турбине выхлопные газы разделяются на два потока и один всегда работает с меньшей эффективностью, чем возможно. Но есть и другой способ! Можно регулировать направляющий аппарат турбинного колеса, и выхлопные газы будут работать всегда с максимальной эффективностью. Все это требует весьма сложной механической системы, расположенной в самой горячей части турбины-на выхлопной «улитке». И сложного механизма управления.

Геометрию впускного канала турбины изменяют с помощью направляющих лопаток. На малых оборотах, когда давление выхлопных газов малое, лопатки, поворачиваясь, сужают канал. Через узкое отверстие газы проходят с более высокой скоростью, обеспечивая быструю раскрутку турбины. Когда обороты мотора растут, лопатки пропорционально растущему давлению газов расширяют отверстие, и скорость вращения турбины остается стабильной.

Сначала такие устройства стали применять на турбинах для дизельных моторов — у них ниже температура выхлопных газов, а значит и условие работы тонкой механики лучше. Постепенно технология появилась на в турбинах для бензиновых моторов. Усложнилась и система управления. Вместо изначальной пневматики (как и в случае с вастгейтом), управлять направляющими лопатками стал шаговый электромоторчик.


Резкое усложнение турбины сказывается и на ее стоимости и на ее надежности. Но в высокофорсированных дизельных моторах отказаться от такого эффективного способа сложно, а простое умножение числа турбин не позволяет добиться такого же эффекта. А в мире бензиновых моторов эта технология все еще используется не так уж часто.

Улучшение механики турбин

Подшипники качения (с шариками) имеют намного лучшие характеристики, чем подшипники скольжения (с маслом) — это практически аксиома. Они позволяют уменьшить трение, а значит сделать вращение турбины легким, уменьшить массу вала, снизить зависимость от давления масла. Но высокоточные и очень «выносливые» подшипники качения для огромных скоростей вращения и температур массово стали применять сравнительно недавно.

Турбины на керамических (а не металлических) подшипниках качения надежнее и долговечнее, они не боятся потери давления масла и остановок, менее чувствительны к вибрациям и перегреву. Разумеется, они дороже турбин прошлого поколения, и серийные модели машин с ними появились только недавно, но в автоспорте их возможности оценили уже давно. Например турбины IHI VF серии или Garrett GTxxR/RS применяются на тюнинговых машинах уже много лет.

В заключение

Постепенно новые технологии дешевеют и внедряются на все более массовых машинах. Для последнего поколения моторов почти обязательным атрибутом стало электронное регулирование работы турбины. Все чаще применяются twinscroll-варианты. На больших V образных моторах почти всегда используют технологию twin-turbo, но и турбины при этом не простые, а использующие весь необходимый арсенал новых технологий изготовления.

В сочетании с прямым впрыском топлива это позволяет создавать моторы, характеристики которых еще лет десять назад сочли бы фантастическими — при мощности в 400-500 лошадиных сил они довольствуются 95-м бензином, да и его «едят» не сильно больше, чем малолитражки недавнего прошлого. Что же до надежности современных моторов, то об этом я уже рассказывал в другой статье, ведь в технике ничто не дается просто так.

<a href=»http://polldaddy.com/poll/8537901/»>Считаете ли Вы системы Twin и Bi турбонаддува достаточно отлаженной для установки в массовые машины?</a>


Читайте также


параллельный турбонаддув, турбины с изменяемой геометрией.

Volkswagen AG последовательно переводит все модели на турбонаддув. Например, у дебютирующего в 2007 году VW Tiguan вообще не будет атмосферных моторов: бензиновый двигатель 1.4 TSI Twincharger с комбинированным наддувом и турбодизель 2.0 TDI развивают 150 либо 170 л.с., турбомотор 2.0 TFSI — 200 л.с. Данная ситуация вполне логична — двигатель с системой турбонаддува более экологичен, экономичен и обладает большей мощностью при меньшей массе. Новейшие технологии в будущем позволят достичь новых высот при проектировании наддувных двигателей, а пока, рассмотрим существующие.

Кстати, в нашем сервисе вы можете приобрести оригинальные турбокомпрессоры Audi и Volkswagen для любой модели.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией VTG (Variable Geometry Turbine)

Первым VNT (Variable Nozzle Turbine) турбокомпрессором с изменяемой геометрией в 1995 году стал турбокомпрессор для Фольксвагена Multivane с 1,9 литровым двигателем TDI. Принцип действия VNT турбокомпрессора заключается в оптимизации потока выхлопных газов, направляемых на крыльчатку турбины. На низких оборотах двигателя и малом количестве выхлопных газов VNT турбокомпрессор направляет весь поток выхлопных газов на колесо турбины, тем самым увеличивая ее мощность и давление наддува (на рисунке слева). При высоких оборотах и высоком уровне газового потока турбокомпрессор VNT располагает подвижные лопатки в открытом положении, увеличивая площадь сечения и отводя часть выхлопных газов от крыльчатки, защищая себя от превышения оборотов и поддерживая давление наддува на необходимом двигателю уровне, исключая перенаддув (на рисунке справа).

Двигатель с системой VNT, имеет лучший отклик, производит большую мощность и крутящий момент, потребляет меньше топлива и обеспечивает снижение вредных выбросов по сравнению с двигателем, связанным с турбокомпрессором традиционным байпасом. Благодаря короткому времени отклика и плавному ускорению улучшается управляемость машиной и срок ее службы. По сравнению с турбокомпрессором, оборудованным байпасом, турбокомпрессор VNT, более эффективный в более широком диапазоне величин потока, имеет следующие 3 основных преимущества:

  1. Более высокая мощность: при определенной скорости двигателя и для заданного давления наддува модели VNT обеспечивают большую разность давлений и снижают температуру газов на выходе из двигателя
  2. Больший крутящий момент: при низких оборотах двигателя модели VNT обеспечивают повышенное давление наддува
  3. Экономия топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу: контролируемые непосредственно системой управления двигателем, турбокомпрессоры VNT оптимизируют сгорание

Основной проблемой VNT турбокомпрессора является недостаточная устойчивость конструкции к высоким температурам. По этой причине основным местом применения технологии VNT стали дизельные двигатели. Первой «ласточкой» в применении турбины с изменяемой геометрией на бензиновых двигателях стала компания Porsche с ее новой моделью 911 Turbo.

Параллельный турбонаддув Biturbo

При параллельном наддуве, вместо одной большой, используют две одинаковых маленьких турбины, которые работают независимо друг от друга. Чем меньше турбина, тем быстрее она раскручивается, тем более «отзывчивым» получается двигатель. Две турбины ставят на V-образные двигатели, по одной на каждую «половинку».

За примером параллельного наддува долго ходить не придется — это и знаменитый двигатель V6 Audi 2.7 Biturbo от S4/RS4 и Олроуда, и V8 4,2 Biturbo от RS6. Да и новые дизельные двигатели большого объема стали оснащать двумя турбокомпрессорами — 4.2 TDI, или новейший W12 6.0 TDI.

Фирменный двигатель Ауди Фольксваген 1,4 TSI Twincharger

Очень необычную вариацию на тему последовательного турбонаддува предложили инженеры фирмы «Фольксваген». В двигателях семейства TSI приводной нагнетатель и турбокомпрессор работают совместно. Пока обороты невелики, воздух подает нагнетатель, а турбина раскручивается вхолостую, без нагрузки. По мере роста оборотов агрегат потребляет все больше мощности на привод, а это расточительно. Поэтому после 2400 об/мин открывается перепускная заслонка, подающая воздух в обход нагнетателя. Электромагнитная муфта в его приводе отключает устройство. Одновременно закрывается перепускной клапан турбокомпрессора, и турбокомпрессор, успевший набрать скорость на холостом ходу, включается в работу. Результат: с 1,4-литрового мотора снимают 170 л.с., а момент больше 200 Н.м двигатель выдает уже при 1250 об/мин.

Конструкторы Audi и Volkswagen без устали продолжают поиск новых решений. Поскольку температура отработавших газов современных двигателей порой превышает 1300°С, появляются роторы из высокопрочной керамики, термостойкой и легкой.

В ближайшие годы системы турбонаддува наверняка усовершенствуют. Механические нагнетатели, родившиеся почти 100 лет назад, не сдают позиций. Ведь современные технологии позволяют делать «классические» компрессоры с точностью часовых механизмов. Резервы турбонаддува и подавно не исчерпаны. Так что «надувательство» будет продолжаться, пока жив сам двигатель внутреннего сгорания.

Смотрите также:

Ремонт бензиновых двигателей Ауди и Фольксваген

Ремонт дизельных двигателей TDI

Симптомы неисправности турбины:Заклинивание изменяемой геометрии

Многим владельцем поддержанных автомобилей достаётся при покупке турбина с заклиниванием. Речь идёт о компрессорах с возможностью изменения сечения в зависимости от оборотов транспортного средства.

При низких-компрессор сужает проход, при высоких-расширяет, благодаря кольцу из лопастей. Все это нужно для повышения эффекта от работы турбины. Такие компрессоры называются ТИГ. Изначально они применялись только на дизельных транспортных средствах, из-за работы при характерных пониженных температурах. Сейчас же все изменилось, на современные гоночные болиды ставят ТИГ.
Поскольку кольцо из лопастей постоянно в действии, в отличии от большинства деталей, оно не застраховано от заклинивания.


Признаки заклинивания геометрии


1. посредством нажатия на педаль газа, определяем дует ли из патрубков и как;
2. мощность пропала;
3. большой расход топлива;
4. при разгоне автотехника начинает дергаться;
5. на приборное панели загорелся значок «ремонт двигателя».
Обращая внимание на описанные проблемы, можно предотвратить тяжелые последствия выхода из строя турбины и двигателя.


Причины изменения геометрии турбины


1. Обычный износ подвижных деталей, в результате возникает большая подвижно деталей.
2. Нагар, сажа, скапливающая толстым чёрным слоем на кольце с лопастями, что приводит к заклиниванию системы, когда лопасти работают медленно или вообще не прекращают функционировать.
3. Не профессиональное техническое обслуживание, приводящие к попаданию через коллектор в лопасти мелких частиц деталей.
4. Не герметичность проводящих трубок, с попаданием пыли, песка, грязи в крыльчатку.
Износ-расшатывание деталей
Нагар, и другие скопления на лопастях во многом зависят от качества моторного масла, заливаемого в автотехнику, о смешении разных видом масла. Рекомендуется использовать только оригинальное масло, используемое заводом-изготовителем транспортного средства.
Сажа напрямую образуется на деталях турбины в результате залива автолюбителем в бензобак некачественного топлива. Эксплуатация транспортного средства так же влияет на образование сажи. Езда с холодным двигателем, при пониженных оборотах — причины образований.
Все описанные причины приводят к малой работоспособности, или её отсутствию вообще.
Убрать новообразования с лопастей и восстановить нормальную работу турбокомпрессора не всегда удастся обычной прочисткой. В запущенных случаях возможна замена уже поврежденных деталей. 


Профилактика «заклинивания» геометрия турбокомпрессора


1. Качественная заливка топлива.
2. Использование специального масла, без смешивания.
3. Езда на скорости прочищает нагар, сажу.
4. Техническое обслуживание и ремонтные работы должны проводится только профессиональными мастерами.


Турбина и двигатель в транспортном средстве связанные между собой вещи, плохая работа турбины обязательно приведёт к поломке двигателя, и наоборот. Производить ремонтные работы без профессиональных мастеров чревато отказом работы техники.
Обращаясь в специализированную компанию «РемТурбо», занимающуюся ремонтом турбин, можно быть спокойным за проведенные работы с вашим автомобилем.

  • Телефон: +7 (931) 961-51-61
  • Поддержка: [email protected]
  • Адрес: г. Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 46Б

Турбина с изменяемой геометрией. Регулировка турбины с изменяемой геометрией

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией

Турбокомпрессор VGT умеет изменять размер клапана на входе в турбинное колесо. Это позволяет адаптировать производительность компрессора соответственно к поступаемой нагрузке. Если двигатель работает на низких оборотах и газа поступает немного, то VGT компрессор суживает сопла. Как следствие, производительность турбины и давление наддува возрастает. Если двигатель работает на высоких оборотах и газа поступает много, то VGT компрессор расширяет сопло, тем самым защищая себя от перегрузки и сохраняя уровень давления наддува на нужном уровне. Трансформация сечения приводится в действие с помощью вакуумного привода, который, в свою очередь, регулируется давлением компрессора через привод или систему управления двигателем.

Зачем вам нужна регулировка турбины с изменяемой геометрией

Неправильная эксплуатация туркомпрессора может повлечь за собой заклинивание измененяемой геометрии. Самой популярной причиной заклинивания является нагар, образующийся после попадания в систему моторного масла. Сажа оседает на деталях и тормозит работу двигателя. Учитывая тот факт, что сажа хорошо горит, то последствия неисправности могут быть очень даже неприятными. Чистка геометрии турбины возможна только после полного демонтажа и разборки турбокомпрессора. Если этого не сделать, то не удастся провести качественную очистку клапана, а значит компрессор не будет функционировать нормально.

Как проходит регулировка геометрии турбины

Правильная регулировка геометрии турбины должна проходить на специальном стенде. С его помощью можно проверить ключевые параметры:

  1. Управляющий сигнал клапана;
  2. Угол раскрытия лопаток геометрии;
  3. Количество газов, которые проходят через турбину.

Отрегулировать винт угла атаки и установить оптимальные параметры можно только на стенде. Наличие таких стендов и умение с ними работать – это прерогатива авторизированных сервисных центров, качество выполняемых работ у которых подтверждено производителями самых турбин. «Turborotor» очистит и отрегулирует геометрию турбины в течение 1-го дня.

Где геометрию турбины купить

Компания «Turborotor» — авторизированный турбосервис, который вот уже 4 года занимается продажей и восстановлением турбокомпрессоров всех европейских марок. У нас можно геометрию турбины купить новую и, главное, стоимость вполне адекватная. Конкурентные цены мы обеспечиваем благодаря осуществлению поставок напрямую с заводов без посредников. В нашем ассортименте самые популярные турбрнагнетатели Garrett и многие другие.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) — x-engineer.org

Турбокомпрессор — это наиболее распространенная технология, которая используется в двигателях внутреннего сгорания для принудительной подачи всасываемого воздуха. Основными компонентами турбокомпрессора являются турбина и компрессор. Роль турбины заключается в использовании тепловой и кинетической (турбонагнетатели с двойной спиралью) энергии выхлопных газов и преобразовании ее в механическую энергию. Роль компрессора заключается в использовании механической энергии и сжатии всасываемого воздуха для увеличения его плотности.

Чтобы лучше понять, что такое турбонагнетатель (с фиксированной геометрией) и как работает турбонаддув, прочтите статьи:

Из-за геометрии и работы в различных диапазонах скоростей существует несоответствие между потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. и радиальный поток турбокомпрессора. Если геометрия (проходное сечение) турбины спроектирована таким образом, чтобы соответствовать полной скорости и нагрузке двигателя (большая площадь), на низких и средних оборотах реакция турбонагнетателя будет плохой.Если геометрия турбины подобрана для быстрого отклика (малая площадь), когда двигатель будет работать на высокой скорости, могут быть достигнуты пределы дросселирования, и турбокомпрессор может выйти за пределы скорости или давление всасываемого воздуха может превысить максимальный предел.

Идеальный турбокомпрессор должен обеспечивать необходимое давление всасываемого воздуха (наддув) независимо от рабочей точки двигателя (скорости и крутящего момента). Это невозможно из-за того, что частота вращения вала турбокомпрессора зависит от массового расхода выхлопных газов, который зависит от рабочей точки двигателя.

Для турбокомпрессора с фиксированной геометрией при низких оборотах двигателя массовый расход выхлопных газов невелик, поэтому скорость вала турбокомпрессора мала, что означает низкий наддув воздуха. С другой стороны, при высоких оборотах двигателя массовый расход выхлопных газов и частота вращения вала турбокомпрессора также высоки, что приводит к высокому наддува (давлению) всасываемого воздуха.

Поток жидкости по трубе

Чтобы понять принцип работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией (VGT) , нам необходимо вспомнить некоторые законы гидродинамики.

Представьте, что у вас есть труба с переменным диаметром по длине.

Изображение: Непрерывность потока жидкости

A [м 2 ] — площадь
v [м / с] — скорость
p [Па] — давление

В большей области A 1 жидкость собирается иметь определенный массовый расход [кг / с]. Поскольку масса жидкости сохраняется, для того, чтобы можно было пропустить ту же массу через меньшую площадь A 2 , скорость жидкости необходимо увеличить.

Следующие законы применяются к жидкости, протекающей через трубу с переменным диаметром:

\ [A_1 \ cdot v_1 = A_2 \ cdot v_2 = \ text {const.2} {2} + p_1 = \ text {const.} \ Tag {2} \]

ρ [кг / м 3 ] — плотность жидкости

Это означает, что на участке с более низкой скоростью жидкости в порядке для поддержания постоянной суммы между членами давление должно быть увеличено. Это называется закон Бернулли .

Подводя итог, для жидкости, протекающей через два поперечных сечения с разными площадями, верны следующие соотношения:

\ [\ begin {split}
A_1> A_2 \\
p_1> p_2 \\
v_1
\ end { split} \]

Передаточное отношение A / R турбокомпрессора

Важной геометрической характеристикой (параметром) турбокомпрессора является отношение A / R , где A — площадь поперечного сечения на входе турбины / компрессора, а R — радиус от оси турбонагнетателя до центра тяжести области A.

Отношение A / R (площадь, разделенная на радиус) применяется как для компрессора, так и для турбины, но основное влияние на производительность турбокомпрессора связано с соотношением A / R турбины .

Изображение: Передаточное отношение турбокомпрессора (1)

Изображение: Передаточное отношение турбокомпрессора (2)
Кредит: Honeywell Garrett

Пропускная способность турбины зависит от Соотношение A / R корпуса и оказывает значительное влияние на общую производительность турбокомпрессора.

Малое передаточное отношение A / R увеличит скорость выхлопного газа при его входе в колесо турбины, компрессор будет вращаться быстрее и обеспечит увеличение наддува всасываемого воздуха. Отрицательным эффектом небольшого отношения A / R является тангенциальный поток выхлопных газов в турбинное колесо, что снижает пропускную способность турбонагнетателя. Следствием этого является повышенное противодавление в выпускном коллекторе на высоких оборотах двигателя, что приводит к затрудненному газообмену (выхлопные газы против.всасываемый воздух) двигателя и снижение пиковой мощности.

A с большим соотношением A / R улучшит пропускную способность турбонагнетателя на высоких оборотах двигателя, уменьшая противодавление в выпускном коллекторе. Это улучшит способность двигателя «дышать» (обмен газа) на высокой скорости и подтолкнет пиковую мощность к более высоким значениям. Недостатком является то, что при низких и средних оборотах двигателя скорость выхлопных газов будет ниже (из-за большей площади проходного сечения) и увеличение наддува всасываемого воздуха будет медленнее (турбо-задержка).

Изображение: BV50 — турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) для бензиновых двигателей
Кредит: BorgWarner

Для лучшего понимания давайте возьмем в качестве примера два турбокомпрессора с разными передаточными числами и один и тот же базовый двигатель (6 цилиндров объемом 3 л. ).

Передаточное отношение A / R Характеристики турбокомпрессора Характеристики двигателя / автомобиля
0,83
  • низкая пропускная способность
  • высокая скорость потока
  • быстрый отклик наддува воздуха
  • высокое противодавление выхлопных газов
Двигатель:
  • высокий крутящий момент на низких оборотах
  • быстрый отклик крутящего момента
  • ограниченная пиковая мощность

Автомобиль:

  • быстрое ускорение с места
  • удовольствие от вождения
  • подходит для городского движения
1.22
  • высокая пропускная способность
  • низкая скорость потока
  • более медленная реакция наддува воздуха (турбо-задержка)
  • низкое противодавление выхлопных газов
Двигатель:
  • малый крутящий момент на низких оборотах
  • медленная реакция крутящего момента
  • выше пиковая мощность

Автомобиль:

  • плохое ускорение с места
  • более высокая максимальная скорость
  • подходит для вождения за городом

Короче говоря, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией (VGT) сочетают в себе преимущества маленькое соотношение A / R и большое соотношение A / R в одном устройстве , объединяющем преимущества обоих типов.

Типы турбокомпрессоров с изменяемой геометрией

Турбонагнетатели с изменяемой геометрией означают изменяемые передаточные числа A / R . Единственный реальный способ получить переменное соотношение A / R — это изменить площадь поперечного сечения A потока выхлопных газов. Радиус R всегда будет постоянным.

По сравнению с турбокомпрессорами с фиксированной геометрией, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией предназначены для:

  • увеличения давления наддува всасываемого воздуха при низких оборотах двигателя
  • улучшения времени отклика турбонагнетателя во время переходных фаз работы двигателя
  • увеличения максимальной готовности двигателя крутящий момент
  • предотвращает избыточное ускорение при высоких оборотах двигателя
  • снижает выбросы выхлопных газов и улучшает экономию топлива

В зависимости от производителя турбокомпрессора в автомобильной промышленности доступно несколько технических решений.Независимо от используемой механической системы результат один и тот же: используйте подвижные компоненты, чтобы обеспечить переменную площадь поперечного сечения A, чтобы получить общее переменное соотношение A / R.

Наиболее распространенными типами турбонагнетателей с изменяемой геометрией являются:

  • поворотные лопатки
  • подвижная стенка
  • скользящее кольцо
  • изменяемая площадь
поворотные лопатки турбокомпрессоры с изменяемой геометрией

поворотные (вращающиеся) лопатки широко используются в турбокомпрессорах для пассажиров. применения в транспортных средствах, и они являются наиболее распространенным типом турбокомпрессоров с изменяемой геометрией (VGT).

Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией — компоненты

  1. кожух турбины
  2. рабочее колесо турбины
  3. лопатки
  4. унисонное кольцо
  5. регулируемое кольцо
  6. рычажная система
  7. колесо компрессора
  8. корпус привода
  9. привод компрессора
  10. площади проходного сечения турбины достигается за счет вращающихся лопаток (3). Они механически связаны с регулируемым кольцом (5), которым управляет пневматический привод (9) через систему механических рычагов (6).

    В зависимости от рабочей точки двигателя модуль управления двигателем (ЕСМ) регулирует давление воздуха в пневматическом приводе, который закрывает или открывает поворотные лопатки.

    Изображение: Узкое отверстие лопасти
    Кредит: Volvo

    Изображение: VGT (узкое отверстие лопасти)
    Кредит: BorgWarner

    Изображение: Поток выхлопных газов (узкое отверстие лопасти)
    Кредит: BorgWarner

    При низких оборотах двигателя лопатки находятся в узком положении, площадь поперечного сечения для потока выхлопных газов мала, соотношение A / R находится на минимальном значении, а скорость выхлопной газ через турбину на максимуме.Это приводит к высокой скорости компрессора и сильному наддува всасываемого воздуха.

    Изображение: Широкое отверстие заслонки
    Кредит: Volvo

    Изображение: VGT (широкое отверстие заслонки)
    Кредит: BorgWarner

    Изображение: Поток выхлопных газов (широкое отверстие заслонки)
    Кредит: BorgWarner

    При высоких оборотах двигателя лопатки находятся в широком положении, площадь поперечного сечения для потока выхлопных газов большая, соотношение A / R находится на максимальном значении, а скорость выхлопной газ через турбину на минимуме.Скорость компрессора будет ниже, но достаточной для обеспечения необходимого наддува всасываемого воздуха.

    Также увеличивается пропускная способность турбины, что снижает противодавление выхлопных газов и позволяет двигателю нормально «дышать».

    Положение лопаток (соотношение A / R) можно регулировать от минимального (полностью закрытого) до максимального (полностью открытого) положения. Точное положение лопаток зависит от рабочей точки двигателя внутреннего сгорания (скорости и крутящего момента) и регулируется модулем управления двигателем (ECM) или модулем управления трансмиссией (PCM).

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией GT17VNT
    Кредит: Honeywell Turbo Technologies

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией GT17VNT
    Кредит: Honeywell Turbo Technologies

    Наиболее распространенная конструкция турбокомпрессоров с изменяемой геометрией использует вращающиеся лопатки (профили), расположенные как ламели в оконной шторы вокруг турбинного колеса. Эти лопатки перемещаются для регулирования площади поперечного сечения потока выхлопных газов через турбину.Лопатки установлены в корпусе турбины одним концом, прикрепленным к корпусу пальцами. Другой конец лопасти соединен штифтом с пластиной, называемой унисонным кольцом. Вращение этого унисонного кольца заставляет все лопатки вращаться вокруг фиксированной точки поворота.

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) — узел поворотных лопаток

    Узел поворотных лопаток также известен как сопловое кольцо .

    При высоких температурах выхлопных газов сухое трение металл о металл между лопатками, шарнирами и кольцом может быть проблематичным и вызвать заедание механизма поворота.Если они застрянут в открытом положении, работа двигателя ухудшится на низких оборотах. Если лопатки застревают в закрытом (узком) положении, на высоких оборотах двигателя будет значительное противодавление выхлопных газов, что приведет к превышению скорости и даже к отказу турбины.

    Поворотные лопатки чаще всего используются в дизельных и бензиновых двигателях легковых автомобилей.

    Турбокомпрессор с изменяемой геометрией с подвижной стенкой

    Другой способ получения переменного соотношения A / R — использование подвижной стенки внутри турбонагнетателя.Между подвижной стенкой и корпусом турбины будет создаваться переменная площадь поперечного сечения.

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией с подвижной стенкой (VGT) — работа
    Кредит: Cummins Turbo Technology

    1. колесо компрессора
    2. датчик скорости вала
    3. пневмопривод
    4. неподвижный кожух
    5. колесо турбины
    6. скользящее сопло и лопатки (подвижная стенка)
    7. толкатель и втулки
    8. рабочая вилка

    В этой конструкции подвижная стенка (6) содержит сопловое кольцо, а лопатки закреплены под постоянным углом.Положение кольца сопла относительно корпуса турбины регулируется пневматическим приводом (3). При уменьшении площади поперечного сечения лопатки соплового кольца входят в неподвижную стенку (4) через радиальные пазы.

    Изображение: Турбокомпрессор со скользящим соплом — узкий
    Кредит: Cummins Turbo Technology

    Изображение: Турбокомпрессор с скользящим соплом — широкий
    Кредит: Cummins Turbo Technology

    При низкой частоте вращения двигателя , Кольцо форсунки сдвинуто вправо, уменьшая площадь поперечного сечения и соотношение A / R.Это приведет к увеличению скорости выхлопных газов, турбонагнетатель будет вращаться быстрее и наддув всасываемого воздуха увеличится.

    Когда кольцо форсунки (подвижная стенка) находится в крайнем левом положении, площадь поперечного сечения потока выхлопных газов максимальна. Передаточное отношение A / R также находится на максимальном значении, когда двигатель работает на высокой скорости .

    По сравнению с конструкцией с поворотными лопатками, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией с подвижной стенкой имеют преимущество в том, что они имеют меньшее количество движущихся частей, что означает меньше точек износа и лучшую надежность (меньше шансов на отказ).Конструкция с подвижной стенкой может повысить эффективность при высоком потоке выхлопных газов. Отсутствие нескольких точек поворота снижает утечку выхлопных газов и повышает общую эффективность. Основным недостатком конструкции с подвижной стенкой является высокая стоимость изготовления, в основном из-за малого зазора и минимального контакта между лопатками соплового кольца и отверстиями в кожухе.

    Конструкция с подвижной стенкой чаще всего используется в дизельных двигателях грузовых автомобилей. Например, Scania использует в своих дизельных двигателях турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) со скользящим соплом.

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) — лопасть
    Кредит: Scania

    1. воздухозаборник
    2. компрессорное колесо
    3. выпускное отверстие наддувочного воздуха
    4. датчик скорости
    5. привод
    6. скользящее сопло-кольцо
    7. выпускное колесо турбины
    8. впуск газа
    9. выпуск выхлопного газа

    Геометрия и поток газа в турбонагнетателе с изменяемой геометрией регулируются скользящим сопловым кольцом, которым управляет электрический привод.Это позволяет точно контролировать как наддувочный воздух, поступающий в двигатель, так и поток EGR.

    Поток всасываемого воздуха можно оптимизировать во всем диапазоне рабочих скоростей двигателя. Это означает, что VGT можно использовать для улучшения реакции двигателя и крутящего момента на низких оборотах. Он также используется для ускорения переключения передач с помощью Scania Opticruise, поддерживая частоту вращения турбины во время переключения передач.

    Турбокомпрессор с изменяемой геометрией с подвижным кольцом

    Конструкция сайдингового кольца аналогична архитектуре подвижной стены.Основное отличие состоит в том, что лопатки закреплены в неподвижной пластине сопла. Изменение площади поперечного сечения потока выхлопных газов осуществляется подвижным (осевым) кольцом.

    Изображение: Турбокомпрессор со скользящим кольцом GT17
    Кредит: Honeywell Turbo Technologies

    Изображение: Турбокомпрессор со скользящим кольцом GT17
    Кредит: Honeywell Turbo Technologies

    В закрытом (узком) положении скользящий Кольцо расположено близко к пластине сопла, и весь поток выхлопных газов проходит через лопатки.Это положение с наименьшим соотношением A / R, высокой частотой вращения вала и большим наддувом всасываемого воздуха.

    Когда скользящее кольцо отходит на от сопловой пластины, выхлопной газ частично обходит лопаточный узел и попадает непосредственно в турбину. В этом положении турбина имеет более высокое соотношение A / R, более низкую скорость вала, а компрессор обеспечивает более низкий наддув.

    Турбокомпрессор с изменяемой площадью

    Турбонагнетатель с изменяемой геометрией с поворотными лопастями обеспечивает изменяемое соотношение A / R за счет вращения лопаток вокруг их точки поворота.Главный недостаток этой технологии — сложная и дорогостоящая механическая система.

    Айсин Сейки разработал турбокомпрессор с изменяемой геометрией, который имеет гораздо более простую механическую систему, что снижает стоимость производства и повышает надежность. Турбокомпрессор с регулируемым потоком (VFT), разработанный Айсином Сейки, основан на принципе переменного сечения. Корпус турбины имеет две спирали, внутреннюю и внешнюю. Центральный поворотный клапан направляет поток выхлопных газов через внутреннюю лопатку, внешнюю лопатку или обе, в зависимости от рабочей точки двигателя (скорости и крутящего момента).

    Вдоль стенки турбокомпрессора, между внутренней спиралью и внешней спиралью, также есть несколько неподвижных лопаток, которые помогают перенаправлять поток выхлопных газов в турбинное колесо.

    По сравнению с турбонагнетателем с регулируемой геометрией с поворотными лопастями, в турбонагнетателе с регулируемым расходом меньше компонентов. Кроме того, имеется только одна подвижная часть, центральный клапан, который позволяет модулю управления двигателем (ECM) использовать простой алгоритм управления, аналогичный тому, который используется для турбокомпрессоров с фиксированной геометрией и перепускным клапаном.

    Изображение: Турбонагнетатель с регулируемым расходом (VFT) — низкий расход
    Кредит: Aisin Seiki

    Изображение: Турбонагнетатель с регулируемым расходом (VFT) — высокий расход
    Кредит: Aisin Seiki

    1. внутренняя спираль
    2. внешняя спираль
    3. центральный регулирующий клапан
    4. неподвижные лопатки

    При низкой частоте вращения двигателя (низкий расход выхлопных газов) центральный клапан (3) полностью закрывается, и выхлопной газ проходит через внутренняя спираль (1), которая имеет меньшую площадь поперечного сечения и соотношение A / R.В этом состоянии поток выхлопных газов во внешнюю спираль отсутствует, хотя между внешней и внутренней спиралями есть проходы, поскольку внешняя спираль (2) рассматривается как камера со статическим давлением.

    При высоких оборотах двигателя (высокий расход выхлопных газов) центральный клапан регулирует количество выхлопных газов, поступающих во внешнюю спираль. Газ, поступающий во внешнюю спираль, через неподвижные лопатки подается во внутреннюю спираль и сливается с потоком во внутренней спирали.Направление потока к ротору турбины представляет собой комбинацию векторов двух потоков. Изменение угла потока к ротору турбины может управлять скоростью турбины и, следовательно, регулировать давление на входе турбины (противодавление выхлопных газов двигателя).

    Турбонагнетатель с регулируемым потоком (VFT) — это гораздо более простой и недорогой вариант по сравнению с турбонагнетателем с регулируемой геометрией с поворотной лопастью или турбиной с подвижной стенкой. Японские производители автомобилей (Honda) интегрировали VFT как в бензиновые, так и в дизельные двигатели.

    Что касается приводных систем , турбокомпрессоры с изменяемой геометрией имеют пневматический привод или электрический привод . Несмотря на более высокую стоимость, турбонагнетатели с электрическим приводом имеют более быстрое время отклика и более точное срабатывание движущихся элементов.

    Изображение: Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) — электрический привод
    Кредит: Audi

    Преимущества турбокомпрессоров с изменяемой геометрией

    По сравнению с турбокомпрессором с фиксированной геометрией, турбокомпрессор с изменяемой геометрией имеет следующие преимущества:

    • выше нижнего уровня максимальный крутящий момент : турбонагнетатель с изменяемой геометрией может улучшить максимальный крутящий момент двигателя в области нижних частот за счет способности турбонагнетателя обеспечивать большее количество массы воздуха; это приводит к впрыскиванию большего количества топлива, следовательно, к более высокому среднему эффективному давлению и крутящему моменту
    • более быстрый отклик крутящего момента двигателя : особенно в области низких скоростей отставание крутящего момента двигателя сводится к минимуму благодаря способности турбонагнетателя ускоряться быстрее и обеспечить необходимый наддув всасываемого воздуха
    • более высокое соотношение воздух-топливо при низких оборотах двигателя : дополнительный наддув всасываемого воздуха дает более высокое соотношение воздух-топливо (больше воздуха доступно для сгорания), что может помочь снизить выбросы выхлопных газов
    • уменьшено потери на дросселирование в выпускном коллекторе : турбокомпрессор с изменяемой геометрией не требует перепускной заслонки, поскольку поток выхлопных газов регулируется поворотными лопатками, скользящим кольцом или центральным клапаном; поэтому потери на дросселирование выпускного коллектора снижаются, что увеличивает способность двигателя «дышать» (выполнять газообмен) с меньшими потерями.
    • улучшает скорость рециркуляции выхлопных газов (EGR) : для систем EGR высокого давления, когда клапан системы рециркуляции ОГ открыт, важно, чтобы давление выхлопных газов было выше, чем давление всасываемого воздуха, для обеспечения потока газа; будучи способным увеличивать противодавление в выпускном коллекторе, турбонагнетатель с изменяемой геометрией улучшает эффективность системы рециркуляции отработавших газов
    • улучшает характеристики торможения двигателем : когда двигатель находится в режиме выбега (торможение двигателем), если соотношение A / R составляет турбина маленькая, противодавление в выпускном коллекторе будет выше; в этом случае тормозной момент двигателя будет выше, так как потребуется сжимать воздух в выхлопе на более высоком уровне.

    Изображение: Сравнение давления наддува
    Кредит: BorgWarner Turbo Systems

    Изображение: Сравнение крутящего момента двигателя
    Кредит: Garrett Engine Boosting Systems

    Изображение: Сравнение мощности двигателя
    Кредит: Garrett Engine Boosting Systems

    Изображение: Сравнение расхода топлива
    Кредит: Garrett Engine Boosting Systems

    AVNT TM — Турбокомпрессор с усовершенствованным регулируемым соплом (торговая марка: Garrett Engine Boosting Systems)

    Исследования, проведенные компанией Garrett Engine Boosting Systems, показывают значительное улучшение кривой крутящего момента двигателя благодаря улучшенному контролю над соотношением воздух-топливо.Для данной трансмиссии момент включения сцепления увеличился до 45%, а максимальный крутящий момент — более чем на 30%. Эти два улучшения напрямую связаны с увеличенным потоком всасываемого воздуха, создаваемым AVNT TM на низких оборотах двигателя.

    Кроме того, была оценена более высокая номинальная мощность до 6% благодаря способности AVNT TM снижать уровни наддува на высоких оборотах двигателя, тем самым снижая давление в цилиндре двигателя и тепловую нагрузку наддувочного воздуха. кулер.

    Также были продемонстрированы улучшения экономии топлива на динамометре. Способность оптимизировать соотношение воздух-топливо, минимизировать насосные потери и работать с более высоким КПД — все это положительно влияет на удельный расход топлива.

    В дизельных двигателях при низких оборотах можно значительно снизить выбросы дыма за счет способности турбонагнетателя регулировать соотношение воздух-топливо. Выбросы NO x также могут быть уменьшены за счет повышенного противодавления в выпускном коллекторе.Отрицательная разница давления в двигателе (давление в выпускном коллекторе выше давления во впускном коллекторе) увеличивает поток выхлопных газов во впускной коллектор.

    В зависимости от производителя турбокомпрессоры с изменяемой геометрией имеют разные аббревиатуры, но все они достигают одного и того же: изменяемое соотношение A / R турбины :

    • VGT — Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (Cummins, Holset)
    • VNT — Турбина с регулируемым соплом (Honeywell Garrett Turbo Systems)
    • VFT — Турбокомпрессор с регулируемым расходом (Aisin Seiki)
    • VTG — Турбина с изменяемой геометрией (BorgWarner ) и ABG
    • . — Турбокомпрессор системы изменяемой геометрии (IHI Turbo)
    • VTA — Изменяемая площадь турбины (MAN Diesel Turbo Systems)

    GT1541V турбина с изменяемой геометрией 045145701D 045145701E 700960 turbo VNT VGT для Volkswagen Lupo 1.2 TDI 3L ANY / AYZ 3 Zyl. 61HP | турбо ВНТ | Турбо ВНТ

    Модель:

    GT1541V GT15 700960 Turbo vnt

    Номер детали:

    700960-5011S, 700960 turbo Изменяемая геометрия , 700960-0008, г. 700960-0005, г. 700960-0004, г. 700960-0003, г. 700960-0002, г. 700960-0001 , 700960 кольцо сопла

    OEM номер:

    045145701D, 045145701E, 045145701A, 045145701EX, 045145701EV кольцо сопла

    Подходит для:

    1.кольцо форсунки для Audi A2 1.2 TDI ANY / AYZ 3 Zyl. 61HP 2000-2005 год

    2. кольцо форсунки для Seat Arosa 1.2 TDI ANY / AYZ 3 Zyl. 61HP 2000-2004 год

    3. кольцо форсунки для Volkswagen Lupo 1.2 TDI 3L ANY / AYZ 3 Zyl. 61HP 1999-2005год

    Где номер детали?

    Номер обычно находится на корпусе компрессора на небольшой прямоугольной части корпуса, которая обработана плоско, или на металлической бирке, прикрепленной к корпусу.Кроме того, свяжитесь с нами и сообщите свой регистрационный номер, и мы поможем вам определить правильные модели.

    Если у вас есть какие-либо вопросы по поводу оплаты, пожалуйста, свяжитесь с нами.

    1. На эту деталь дается гарантия ОДИН ГОД без ограничения пробега.

    2. Мы принимаем возврат или обмен в течение 2 недель с момента доставки пакета.

    3. Возврат должен быть на 100% новых условиях.

    1. мы будем благодарны, если вы оставите 5 звезд DSR отзывы.

    2. Пожалуйста, свяжитесь с нами по сообщению или электронной почте, вы также можете позвонить нам по Skype. Так мы сможем решить вашу проблему вовремя.

    1) Доставка 2) Подтвердите товар 3) Проверьте товары 4) Оцените 5) Пятизвездочная похвала

    Турбина для форсированных двигателей — Simulink

    Импортировать данные турбины

    Импортировать эти данные турбины из файла.Для получения дополнительной информации см. Использование данных (набор инструментов для калибровки на основе модели).

    Тип турбины

    Данные

    Фиксированная геометрия
    • Скорость, Spd, рад / с

      Массовый расход R

    • Скорректированный массовый расход , в кг / с

    • Степень сжатия, PrsRatio, безразмерный

    • КПД, Eff, безразмерный

    Скорость, скорректированный массовый расход скорость, степень давления и эффективность находятся в 2-5 столбцы файла данных соответственно.Первая и вторая строки файла данных содержат имена переменных и единицы измерения. Например, используйте этот формат.

    Название: Spd MassFlwRate PrsRatio Eff
    Единица: рад / с кг / с : 8373.3 0,02 1,21 0,44

    переменная геометрия
    • Скорость, Spd, рад / с

    • Скорректированный массовый расход, MassFlwRate, кг / с

    • Положение стойки, RackPos, безразмерное

    • Степень сжатия, PrsRatio, безразмерный

    • КПД, Eff безразмерный

    Включите данные для нескольких тестов точки на каждой позиции стойки точка.

    Скорость, скорректированный массовый расход скорость, положение рейки, степень давления и эффективность во 2-6 столбцах данных файл соответственно. Первый и второй ряды файл данных содержит имена переменных и единицы. Например, используйте этот формат.

    Название: Spd MassFlwRate RackPos PrsRatio Eff
    Единица: рад / с кг / с
    Данные: 8373,3 0,02 1 1,21 0,44

    Model-Based Calibration Toolbox ограничивает значения контрольных точек скорости и соотношения давлений до максимальные значения в файле.

    Чтобы отфильтровать или отредактировать данные, выберите Изменить в приложении . Откроется редактор данных панели инструментов калибровки на основе модели.

    PPT — АЭРОПЛАСТИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ 2D-АЭРОФОЙЛА С ПЕРЕМЕННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ Презентация в PowerPoint

  11. АЭРОПЛАСТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ 2D-АЭРОФИЛЬЯ С ПЕРЕМЕННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ •González1 *, X. Munduate1, R. Palacios2, J.M.R. Graham2 • Департамент ветроэнергетики, CENER, Ciudad de la Innovación, 7, Sarriguren, Spain, 31621 • Департамент аэронавтики, Имперский колледж, Лондон, SW72AZ, Великобритания • e-mail: [email protected]

  12. Введение Аэроупругие инструменты Результаты Заключение и будущая работа

  13. Введение Увеличение диаметра ротора • Новые технические задачи: • Повышенные нагрузки • Аэроупругие характеристики Пассивное снижение нагрузки Регулирование скорости вращения Контроль шага лопастей НЕДОСТАТОЧНО Ref.Решение проекта UpWind: интеллектуальное управление ротором Секции лопастей с изменяющейся геометрией (закрылки, переменный развал…) • Эффективное управление нагрузкой: • Аэродинамическая эффективность • Проблема стоимости лопастей Отсутствие аэроупругих инструментов!

  14. Введение CENER ICL Разработка нестационарных аэроупругих моделей аэрокрыльей, включая изменяемую геометрию + • Уровни моделирования аэродинамических крыльев с изменяемой геометрией: • Классическая теория тонких крыльев: • Инженерные инструменты с очень хорошей вычислительной эффективностью для предварительных целей • Собственный код AdaptFoil1D (валидирован) • Панельные методы: • Хороший баланс между вычислительной эффективностью и точностью • Собственный код AdaptFoil2D (в настоящее время в разработке) • CFD: • Подробное представление крыла и потока, но гораздо более высокие вычислительные затраты

  15. Аэроупругие инструменты • AdaptFoil1D: • Теория тонких аэродинамических профилей — Линейная кинематика • Основана на работе Петерса * • Прикрепленный поток • Предписанная деформация: • Допускается большое трехмерное движение твердого тела (малый эффективный угол атаки) • Модификации геометрия средней линии в предположении малых перемещений • Динамика корпуса: • Трехступенчатая система пружин и амортизаторов на одна точка для движения твердого тела • Дополнительная деформация закрылка LE или TE с использованием статического подхода Эйлера-Бернулли * Peters, D.А., Джонсон М.Дж. Конечные воздушные нагрузки для деформируемых крыльев на неподвижных и вращающихся крыльях // AD-Vol. 44. Аэроупругость и проблемы взаимодействия конструкций жидкости. * Питерс, Д.А., Сие, А., и Торреро, А., Теория воздушных нагрузок между состояниями и пространством для гибких крыльев, In Proceedings of the American Helicopter Society, 62nd Annual Forum, Phoenix, AZ, USA, 2006.

  16. Аэроупругие инструменты • AdaptFoil2D: • Методы панели * — Код поверхности панели для толстого сечения крыла • Кусочно-постоянные дублеты и источники на каждой панели • Условия Неймана и Дирихле объединены • Условие Кутта: разница тангенциальных скоростей между верхней и нижней панелями на TE = завихренность пролива • След представляет собой двойную панель, прикрепленную к TE, преобразованную в дискретные вихри ниже по потоку • Метод свободного следа и временного шага для расчета сворачивания следа • Вихри следа реализованы с помощью ядра вихря ягненка, чтобы избежать численного проблемы • Прикрепленный поток • Предписанная деформация и динамика тела: Idem AdaptFoil1D * Katz, J., Плоткин, А., Аэродинамика на малых скоростях, Cambridge Aerospace Series, 2001.

  17. Результаты 1. Устойчивая аэродинамика • NACA 0015, α = 6º Превосходное соответствие между AdaptFoil2D и XFoil * * Дрела, М., XFOIL: Система анализа и проектирования аэродинамических профилей с низким числом Рейнольдса, Конференция по аэродинамике профилей с низким числом Рейнольдса, Университет Нотр-Дам, 1989.

  18. Результаты 2. Нестабильная аэродинамика • Плоская пластина (NACA 0003), выполняющая внезапное ускорение, α = 5º.Сравнение методов AdaptFoil2D, AdaptFoil1D и сосредоточенного и дискретного вихрей * Отличное сравнение. Стремление к устойчивым значениям. Неточности метода сосредоточенного вихря. * Кац, Дж., Плоткин, А., Низкоскоростная аэродинамика, Cambridge Aerospace Series, 2001.

  19. Результаты 2. Нестабильная аэродинамика • Плоская пластина (NACA 0003) выполняет резкое ускорение, α = 5º

  20. Результаты 2. Нестационарная аэродинамика • NACA 0012, комбинированный закрылок TE с качанием и качанием • (конкретный случай: ωα = 0.021, ωβ = 0,042, δ = 59º)… по сравнению с экспериментальными данными * Хорошее общее согласие для комбинированного пробкового и качающегося закрылка TE * Krzysiak, A., Narkiewicz, J., Аэродинамические нагрузки на аэродинамическое крыло при качании задней кромки закрылка с различными частоты, Журнал самолетов, 43 (2): 407-418, 2006.

  21. Результаты 2. Нестационарная аэродинамика • NACA 0012, комбинированный качающийся и качающийся TE закрылок • (конкретный случай: ωα = 0,021, ωβ = 0,042 , δ = 59º)

  22. Результаты 3.Аэроупругое моделирование • Плоская пластина с погружным шагом (NACA 0003): радиус вращения аэродинамического профиля (rα) 2 = 0,25, аэродинамический центр a = -0,3, обратное отношение масс, κ = 0,05)… по сравнению с данными, предоставленными Цайлером Дивергенция не рассчитывалась Цайлером.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *