Besorolás elve és az eszköz a gépjármű motorok (6. rész)
1.3.8. Turbófeltöltő belső égésű motorok
1.3.9. Kipufogórendszert.
1.3.8. Turbófeltöltő belső égésű motorok
Egy hatékony eszközül szolgálhat a teljesítmény és a rugalmasság működését a motor kompresszoros. Ez lehetővé teszi, hogy további mennyiségű levegő palack és ennek megfelelően növeli az üzemanyag-ellátás a munka ciklus, ahol a motor teljesítménye megnő.
Egy használt belső égésű motor háromféle boost:
- rezonancia - amely felhasználja a kinetikus energia a levegő térfogata a szívócsőben (ventilátor nélkül);
- Mechanikai - ebben a kiviteli alakban, a kompresszort hajtja a motor
- turbina (vagy Turbo) - turbina hajtja kipufogógáz áramlását.
Mindegyik módszer előnyei és hátrányai, amelyek meghatározzák az alkalmazási területen.
A jobb feltöltését a henger szükséges, hogy növelje a nyomást upstream a szívószelepet. Ez a növekedés a nyomás szükséges a bemeneti lezárási folyamat, hogy belép a hengerbe további részét a friss töltés. A rövid távú nyomás növekedését használjuk hullámjelenségek előforduló szívórendszer és különösen egy nyomáshullámot mentén mozgó a szívócsatorna, amikor a belső égésű motor. Meg kell kiszámítani az a csővezeték, a hullám, tükröződik többször a két végein, azért jöttem, hogy a szelep a megfelelő időben. Egy szelep a motor különböző sebességgel egyenlőtlen nyitott idő, és ennek megfelelően a rezonáns kompresszoros kívánt hatástól bevitel vezetékek változó hosszúságú. Amikor a belső égésű motor szívócsonk rövid művek jobb nagy sebességgel alacsony fordulatszámon hatékonyabb hosszú bevezető utat. Változó hosszúságú szívócsövek hozható létre két módon: vagy csatlakoztatásával rezonancia kamrában, vagy váltson át a kívánt bemeneti csatorna vagy a kapcsolatot. Az utóbbi lehetőség is nevezik dinamikus kompresszoros. Ahogy rezonancia és dinamikus kompresszoros felgyorsíthatja a belépő levegő oszlop. A feltöltés hatások következtében termelődő rezgéseket a levegőáram nyomása a tartományban 5-20 mbar. Összehasonlításképpen: mechanikai vagy turbó kaphatnak értékeket közötti 750 1200 millibar. Emellett van egy tehetetlenségi kompresszoros, ahol a legfontosabb tényező létrehozásában a túlnyomásszelep a dinamikus nyomás a bemeneti áramlási csövet. Az ilyen nyomás biztosítja a kis növekedés a nagy teljesítményen (nagyobb, mint 140 km / óra) sebességgel. Amelyet főként a motorkerékpárok.
Ábra. 1.41. Állítható szívócsonk
Mechanikus kompresszorok (az angol nyelvet. Töltőkompresszor) lehetővé teszi, hogy viszonylag könnyen jelentősen növelni a belső égésű motor teljesítményét. A meghajtó közvetlenül a motor főtengely, a kompresszor képes ellátni levegőt a hengerekbe a minimális sebesség és késedelem nélkül, hogy növelje a töltőnyomás arányosan a motor fordulatszámát. A hátrányok mechanikai nyomás a következők: csökken a motor hatékonyságát, mert a meghajtó fogyaszt része által termelt villamos energia a tápegység, mechanikai nyomás rendszerek több helyet igényelnek speciális meghajtó (fogasszíj vagy hajtómű), és a forrás megnövekedett zaj.
Ábra. 1.42. mechanikus ventilátor
Kétféle mechanikai fúvók: hangerő és a centrifugális.
Tipikus képviselőik térfogati fúvó kompresszorok és Roots Lysholm kompresszort. Térfogatáram ventilátor emelni teljesítmény és nyomaték görbe, megtartva azok alakját. Ezek hatásosak már alacsony és közepes fordulatszámon, hogy a legjobb módja befolyásolja a dinamikája gyorsulás. A hátránya ezeknek ventilátor magas költsége, bonyolultsága gyártása és szerelése.
Roots kialakítás hasonlít az olaj fogaskerék szivattyú. A két rotor ellentétes irányban forognak belül egy ovális házban. forgórész tengelye összekapcsolt fogaskerekek. A különlegessége ennek a konstrukció, hogy nincs levegő összenyomódik a kompresszor, és a külső - a vezetéken belépő tér között, a burkolat és a rotorok. A fő hátránya - korlátozott értéke boost levegő után elér egy bizonyos nyomást, hogy szívja vissza, csökkentve a rendszer hatékonyságát. Ahhoz, hogy megszüntesse ezt a hátrányt a következő módszereket alkalmazzuk: növeli a rotor forgási sebessége, a használata két- és háromfokozatú ventilátor. Így lehetséges, hogy növelje a nyomás értékét a kívánt szintre, de többlépcsős szerkezete meglehetősen nehézkes. A modern konstrukciók használt tridentata rotorok spirál alakú, és a bemeneti és kimeneti portok háromszög alakú. A kis sebességű rotor, és ennek következtében, a tartósság és az alacsony zajszint hozzájárulnak széles körű alkalmazását Roots tervező cégek DaimlerChrysler, a Ford és a General Motors.
Mérnök Liskholm (Lysholm) javasolta, hogy adja a levegő a szívócsőbe nyomás csavar kompresszor vagy «dupla csavar» (dupla csavarral). A házon belül két, egymást kiegészítő csavar szivattyúk telepítése (csavarral). Ellenkező irányba forgó, akkor elfog a részét a levegő, és tömörítse. Csavaros ventilátor hatásos szinte minden fordulatszámon zajtalan, nagyon kompakt, de van egy magas költségek miatt a komplexitás a gyártásban. Ezek széles körben használják elsősorban tuner (AMG, Kleemann).
Centrifugális fúvók célja, hogy hasonlít a turbófeltöltő. Túlzott szívócső nyomását is létrehoz egy kompresszor járókerék (lapátkerék). A sugárirányú pengék és eldobjuk elfog levegőt a centrumból a perifériára a centrifugális erő. Ellentétben a turbó csak a meghajtóba. Centrifugális kompresszorok az a hátránya, társítva tehetetlenség. Tény, hogy az összeget a nyomás a kompresszor által termelt kerék négyzetével arányos a sebesség. Rokka kell gyorsan felfújni a henger szükséges égési levegő, néha a tízszer nagyobb, mint a motor fordulatszámát. Hatékony centrifugálventillátor nagy sebességgel. Mechanikus centrifugális ventilátor nem olyan nehéz fenntartani, és tartós gasdynamic mint működnek kevésbé szélsőséges hőmérsékletnek. Jellemzi az egyszerűség és az olcsóság az építés.
Ábra. 1.43. Reakcióvázlat mechanikai kompresszoros
Gyakrabban a modern gépkocsi motorok turbófeltöltő használni. Sőt, úgy vélik, a korábban centrifugális kompresszor, de a másik meghajtó áramkör, amely egy alapvető különbség a mechanikus superchargers „turbó”. Ez meghajtó áramkör nagymértékben meghatározza a jellemzőket és az alkalmazás különböző szerkezetek. A turbófeltöltő járókerék, egy ventilátor található ugyanazon tengely járókerék, turbina, amely beépül a kipufogócsonk a motor, és forgatja a kipufogógázok. Forgási sebesség meghaladhatja a 200.000 fordulat / perc. Közvetlen kommunikáció a motor főtengely sem, és levegő szabályozás miatt végzett kipufogógáz nyomása
Ábra. 1.44. turbófeltöltésű
Az előnyök a turbófeltöltő tartalmazza: hatékonyságának javítása és a gazdaság motor (mechanikus működtető kiválasztja a motorról, ez is használ a kipufogógáz energiát, és így növeli a hatékonyságot). Turbófeltöltés lehetővé teszi, hogy elérjék a kívánt jellemzőket a tápegység kisebb méretei és tömege, mint abban az esetben, „kívül” a motor. Ezen túlmenően, a turbo a legjobb környezeti teljesítményt. Turbófeltöltő az égéstér eredményez a hőmérsékletet csökkenteni, és így csökken a nitrogénoxidok képződését. A benzinmotorok kompresszoros elérése teljesebb tüzelőanyag elégetéséhez, különösen átmeneti üzemi állapotában. A dízel levegő lehetővé teszi a nagyobb csúszási küszöbérték az időpont, homály, azaz. E. csökkentése korom kibocsátását. A dízelmotorok sokkal alkalmasabb a feltöltés általában, és különösen a turbó-kompresszoros, ellentétben benzinmotorral, amelyben a kompresszoros nyomást korlátozza a veszélye a robbanás. Diesel is nadduvat amíg egy határt mechanikai terhelést mechanizmusait. diesel kipufogógáz nyomása 1,5-2-szor nagyobb, mint a benzinmotor, amely lehetővé teszi, hogy a turbófeltöltő, hogy hatékony lökést az igen kis sebességgel, elkerülve a benne rejlő benzines turbómotor hiba - „turboyamy”. Hiányában a fojtószelepet egy dízel motor lehetővé teszi a hatékony megtöltését a hengerek minden fordulatszám használata nélkül összetett turbófeltöltő ellenőrzési rendszereket. Turbófeltöltő könnyen gyártható, amely fizet számos olyan eredendő hátrányait.
A fő módszerei tehetetlenségének a csökkentését a turbófeltöltő a következők. Először is, a csökkenés tömege forgó részeinek turbina és a kompresszor. súlycsökkentés érhető el nemcsak a rotor kialakítás, hanem a választás számára vonatkozó anyagot. A fő nehézség ebben az esetben - a magas hőmérsékletű kipufogógáz. Cermet turbina rotor körülbelül 20% -kal könnyebb készült hőálló ötvözetek, valamint van egy alsó tehetetlenségi nyomatéka. Megszabadulni a hátrányai a turbófeltöltő segítségével nem csak csökkenti a forgórész tehetetlenségi nyomatéka, de a használata további, olykor igen bonyolult kompresszoros nyomás vezérlő áramköröket. A fő probléma ebben az esetben - a nyomáscsökkenés a magas fordulatszámmal, majd egyre alacsony. Teljesen megoldani minden problémát lehet egy turbina változó geometriájú (változó geometriájú turbina), például a mobil (forgó) lapátok, paraméterek a tág határok között változtatható. A működési elve VNT turbófeltöltő hogy optimalizálja a kipufogógáz-áram irányul, hogy a járókerék. Alacsony fordulatszámon és kis mennyiségű kipufogógáz turbófeltöltő VNT irányítja a teljes áramlási kipufogógázok a turbina kerék, ezáltal növelve a teljesítményt és a töltőnyomás. Nagy sebességgel, és a magas szintű gázáram VNT turbófeltöltő, mozgatható penge nyitott helyzetben növelésével keresztmetszeti terület és egy részét eltávolítjuk a kipufogó a lapáttal, hogy megvédjék magukat a sebességtúllépés és fenntartása a töltőnyomás szinten a szükséges motort, kivéve Túlnyomás.
Ábra. 1.45. VNT turbófeltöltő
Amellett, hogy az egységes boost rendszerek, közös kétfokozatú kompresszoros. Az első lépés - a kompresszorral - nyújt hatékony túltöltő belső égésű motor alacsony fordulatszámon, és a második - a turbófeltöltő - helyreállítja távozó energia. Miután elérte a kellő aggregát normális működését a turbina fordulatszáma, a kompresszor automatikusan kikapcsol, és amikor ismét csökkenni kezd működni.
Ábra. 1.46. A kétfokozatú kompresszoros
Egyes gyártók felhelyezett motorok csak két turbófeltöltő. Az ilyen rendszerek az úgynevezett „biturbó” vagy „tvinturbo”. „Biturbo” magában foglalja a különböző átmérőjű, és ennek következtében a teljesítmény turbinák. Algoritmus felvételét egyaránt lehetnek párhuzamos és soros (szekvenciális). Alacsony fordulatszámon gyorsan kinyílt és válik turbófeltöltő indult a kis átmérőjű turbina, átlagban csatlakozik a turbófeltöltő turbina nagy átmérőjű. Így a jármű van igazítva gyorsul jellemző. A fő cél a „tvinturbo” nem áll simítás „turboyamy”, és a maximális teljesítményt. Ez használ két azonos turbinák. Ebben az esetben a két kicsi és tehetetlenség a turbina lehet hatékonyan egy nagy.
Meg kell jegyezni, hogy a turbófeltöltő vannak hátrányai, főként a működési megbízhatóságát a turbófeltöltő. Így lényegesen kevesebb erőforrás turbófeltöltő a motor élettartamát. Turbófeltöltő szigorú követelményeket a minőség a motorolajat. Hibás egység véglegesen károsíthatja a motort is. Ezen túlmenően, a saját forrás turbodízel valamivel alacsonyabb az azonos légköri dízel, mert a magas fokú kényszeríti. Az ilyen motorok magasabb gáz hőmérséklete az égéstérben, és elérni egy megbízható működése a dugattyú, szükséges, hogy hűtse a olajat szolgáltatott alulról keresztül speciális fúvókákon.
1.3.9. kipufogó
A kipufogó rendszert úgy tervezték, kisütés kipufogógáz a motor hengerek, valamint csökkenti a zajt és a toxicitás.
A kipufogó rendszer a következő elemeket (ábra 1.47.). 1 - egy kimeneti szelepet; 2 - kimeneti útvonal (csatorna, tározó, csővezeték); 3 - vételi csövet a kipufogódob; 4 - hangtompító (rezonátor); 5 - a hangtompító; 6 - egy összekötő gallérral.
Szintén a modern motorok beszívó rendszerben telepített eszköz csökkentésére a káros anyagok a kipufogógáz katalizátor, a dízel részecskeszűrő (dízelmotorok).
Ábra. 1.47. Rendszer kipufogórendszer
Kipufogórendszer közvetlen eltávolítása kipufogógázok. Az alakja és méretei a kipufogócső (sokrétű és csővezeték) meghatározza azokat a vibrációs folyamat kipufogógázok a kipufogórendszer, és végső soron befolyásolja a teljesítményt és a motor nyomatékát. A rezgési folyamatot kipufogógázok a kipufogórendszer illeszkednie kell az oszcilláló folyamat a levegő-üzemanyag keverék a szívórendszer. A kipufogócsonk magas hőterhelés, így készül általában egy hőálló öntöttvas.
Silencer [3] (.. ábrát 1,48) a következő funkciókat: csökkentése zajszintjének kipufogógázok; konvertáló kipufogógáz energiát, csökkenti a sebességet, hőmérsékletet feszültségingadozás.
A kipufogógázok kilépő motor palackok nagynyomású. Mozgalom a kipufogógáz a kipufogó rendszer miatt a terjedési hullámok halad a hangsebességet. Jammer energiát alakítja rezgéseket hőenergiává, ezáltal zajcsökkentés egy bizonyos (meghatározott) értéket. Ugyanakkor a használata a hangtompító a kipufogórendszer ellennyomását jön létre, ami a motorteljesítmény.
A kipufogódob használják számos technikát, hogy csökkentse a zajszintet:
- tágulási (összehúzódás) az áramlás;
- megváltoztathatja az áramlás irányában;
- interferencia hanghullámok;
- felszívódását hanghullámokat.
Tágulási áramlás révén hajtják végre több kamrából különböző mennyiség, elválasztva,. Ez lehetővé teszi, hogy hatékonyan eloltani az alacsony frekvenciájú hanghullámokat. Együtt a tágulási kipufogódob végezzük az áramláskorlátozó át a membrán nyíláson (fojtószelep). Használt, hogy felszívja a magas frekvenciájú zaj.
Ábra. 1.48. Hangtompító: a) - hangtompító (rezonátor); b) - a fő glushitel1 - egy házat; 2 - szigetelés; 3 - blank terelőlemez; 4 - perforált cső; 5 - fojtószelep; 6 - első perforált cső; 7 - a bemeneti fúvóka; 8, 10, 12 válaszfalak; 9 - egy kimenettel; 11 - hátsó perforált cső; 13 - Ház
A hangtompító kivéve uniFLOW nyaksál, egy irányváltás a kipufogógáz áramlását. áramlási eltérítési szög tartományban 90-360 °, és ezáltal egy kioltó közepes és magas frekvenciájú rezgéseket.
A beavatkozás a hanghullámok, jellegétől függően az alkalmazásuk növekedését eredményezi (konstruktív interferencia) vagy csökkenhet (destruktív interferenciát) oszcillációs amplitúdóját. A hangtompító használt mindkét fajta beavatkozás. A technológia révén hajtják végre perforáció a kipufogó csöveket. Változtatásával a méret a lyukak és a térfogata kamra körülveszi a csövet lehet elérni csillapító rezgéseket széles frekvenciatartományban.
A folyosón hanghullámok egy különleges hangelnyelő anyag abszorpciós. Ez a módszer hatékony a fojtja a magas frekvenciájú hang rezgések.
Ahhoz, hogy a legnagyobb hatást, ezek a technológiák használják nyaksál, általában az összetett.
A modern járművek meghatározott egytől öt hangtompítók, elsősorban - kettő. Az egyes konkrét autómodell és a motor márka használja a saját készlet nyaksál.
A rezonátor szolgál, hogy csökkentse előre zaj- és kipufogógáz-áram ingadozás. Szerkezetileg, a rezonátor egy perforált cső, elhelyezett egy fémházban. Hatékonyságának növelése a rezgéscsillapítás a cső nyílása végezzük.
A fő hangtompító biztosítja a tökéletes zajcsökkentést. Ez egy sokkal összetettebb design. több perforált csövek található egy fémházban. A ház úgy van osztva válaszfalak kamrákba 2-4. Egyes kamerák lehet tölteni hangelnyelő anyagot. Alapvetően kipufogó kipufogógáz áramlási irányt változtat ismételten (labirintusban hangtompító).