Регулировка и ремонт актуатора турбины своими руками
Турбонаддув сегодня является одним из самых распространенных способов, который позволяет существенно увеличить мощность бензинового или дизельного двигателя без увеличения рабочего объема силового агрегата. Установка турбокомпрессора также является более эффективным решением по сравнению с механическими нагнетателями.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, турбина или компрессор. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках указанных способов увеличения мощности силовой установки.Основой турбонаддува является подача воздуха в цилиндры ДВС под давлением. Чем больше воздуха удается подать в мотор, тем большее количество топлива получается сжечь. Гражданские версии турбомоторов имеют не слишком большой наддув, которого достаточно для достижения необходимых показателей. Вполне очевидно, что для достижения максимальной производительности на двигатели устанавливаются турбины, которые способны обеспечить высокое давление.
Содержание статьи
Актуатор турбины: особенности работы
Актуатор, он же вестгейт или вакуумный регулятор — клапан для сброса избыточного давления воздуха на высоких оборотах двигателя. Задачей данного решения является своеобразная защита турбокомпрессора и двигателя. Указанный регулятор для защиты от избыточных нагрузок находится в выпускном коллекторе (фактически, на самой турбине), местом установки является область перед турбиной.
Работает вестгейт по следующему принципу: если обороты двигателя высокие, в результате чего растет давление отработавших газов и давление надувочного воздуха, тогда открывается клапан. Его открытие перенаправляет часть выхлопных газов в обход турбинного колеса.
Другими словами, отработавшие газы, вращающие крыльчатку турбинного колеса и вал, на котором параллельно установлена крыльчатка компрессорного колеса, перепускаются. В результате интенсивность работы турбины снижается, уменьшается подача воздуха в цилиндры ДВС.
Так происходит в том случае, когда турбинное колесо раскручивается выхлопными газами до слишком высоких оборотов, в результате чего актуатор инициирует срабатывание обходного клапана, то есть отработавшие газы проходят мимо турбинного колеса. Получается, вестгейт попросту не позволяет турбонагнетателю раскручиваться до максимума под действием слишком сильного потока выхлопа на высоких оборотах мотора.
Добавим, что турбомоторы с завода изначально точно настроены. Во время тюнинга ДВС или установки турбонаддува на атмосферный мотор актуатор необходимо настраивать отдельно. Настройка и регулировка актуатора турбины является важным моментом, так как от нормальной работы системы зависит исправность двигателя и турбокомпрессора. Вестгейт желательно настраивать при помощи спецоборудования, но также это можно сделать самостоятельно, о чем мы расскажем ниже.
Распространенные неисправности вестгейта
Теперь давайте поговорим о частых неисправностях, при которых неизбежна замена актуатора турбины или требуется ремонт данного элемента. Начнем с того, что причин для выхода из строя указанной детали несколько. Прежде всего, ломаются электронные компоненты, возможны неисправности электромотора, а также происходит поломка зубьев шестерней привода клапана.
В ряде случаев проблема устраняется после диагностики в специализированных сервисах по ремонту турбин. Специалисты проводят проверку работоспособности контроллера, выполняют целый ряд тестов. Частой неисправностью, которую помогает устранить ремонт актуатора турбины без замены, является вышедшая из строя манжета (мембрана актуатора турбины).
В полседнем случае к поломке приводит значительный пробег и естественный износ деталей, в результате часто указанная манжета повреждается. Для устранения необходимо снять актуатор турбины, после чего из корпуса вынимается старая мембрана. Далее поверхности следует обезжирить, после чего новая манжета приклеивается клеем к корпусу с двумя колпачками и дополнительно проходит процесс круговой завальцовки. Затем производится настройка актуатора турбины.
Как отрегулировать актуатор турбины
О необходимости регулировки вестгейта говорит появление узнаваемого дребезга в месте установки турбокомпрессора в тот момент, когда двигатель глушат. Также вибрации и дребезжание появляется при пергазовках, в момент сброса газа. Такой дребезг появляется в результате того, что шток актуатора начинает болтаться, сам дребезжащий звук создает «калитка» регулятора. Еще на проблемы с актуатором укажет недостаточный наддув воздуха в том случае, если с герметичностью на впуске и другими элементами системы турбонаддува никаких неполадок не было обнаружено.
Итак, перейдем к регулировкам. В самом начале отметим, что ответственность за возможные последствия, к которым может привести регулировка актуатора турбины своими руками, целиком и полностью ложится на плечи владельца автомобиля. Другими словами, если вы не уверены в своих силах, тогда лучше доверить указанную процедуру опытным специалистам.
Еще хотелось бы добавить, что многие водители прибегают к манипуляциям с вестгейтом не только по причине неполадок, но и в целях увеличения производительности и повышения давления наддува, то есть реализуют своеобразный тюнинг системы.
- Для того чтобы увеличить давление, существует несколько доступных вариантов. Самым простым считается замена пружины регулятора. Чем большую упругость имеет пружина, тем большее давление будет выдавать турбина до момента срабатывания клапана.
- Еще одним вариантом выступает затяжка или послабление конца регулятора, что непосредственно влияет на открытие и закрытие заслонки. Если конец расслаблен, тогда тяга клапана удлиняется, затягивание приведет к укорачиванию. Чем короче тяга, тем плотнее будет закрываться заслонка. Соответственно, для открытия потребуется большее давление и временной промежуток. Это позволяет турбине выходить на высокие обороты, причем происходит это достаточно быстро.
- Третьим вариантом для увеличения наддува является буст-контроллер. Данный механизм представляет собой соленоид, который способен подменить реальные данные по давлению. Такое устройство ставится перед актуатором, главной задачей является снижение показателя давления, от которого зависит работа вестгейта. Буст-контроллер фактически частично перепускает воздух, что не позволяет актуатору оценивать реальное давление.
- в самом начале со штока снимается скоба, далее ключом ослабляется гайка;
- затем плоскогубцами подтягивается регулировочный винт вестгейта. Делать это нужно против часовой стрелки;
- подтяжка происходит до того момента, пока калитка не окажется полностью закрытой;
Чтобы ответить на вопрос, как проверить актуатор турбины самому, достаточно просто постучать по калитке. Дребезга и вибраций быть не должно. По окончании винт проворачивается еще на 2-3 или даже 4 витка по резьбе. Следует учитывать, что один такой оборот практически равен показателю чуть более 0.3 Бар на мембране.
Завершением процесса регулировки можно считать затяжку гайки ключом на 10, а также установку скобы на место. В результате после такой настройки актуатор должен иметь максимальную степень закрытия. После можно запустить двигатель и проверить работу устройства на разных режимах работы ДВС. Посторонних звуков от вестгейта на перегазовках и при глушении мотора быть не должно, давление наддува также прогнозируемо достигает желаемых показателей.
Читайте также
Актуатор турбины: ремонт и регулировка
Ремонт и настройки актуатора турбины
В конструкцию турбины входит специальный клапан, предназначенный для регулировки давления воздуха в системе турбонаддува. Данное устройство имеет несколько определений: актуатор, вестгейт, регулятор вакуумный. Все эти названия относятся к одному механизму.
Принцип работы вакуумного регулятора
Основная задача данного устройства – сброс избыточного давления воздуха. При работе турбированного двигателя внутреннего сгорания в турбине возрастает давление наддувочного воздуха и отработавших выхлопных газов. Клапан актуатора срабатывает при достижении давления предельно допустимого значения. При этом часть выхлопных газов перенаправляется за пределы турбинного колеса, одновременно с этим подача сжатого воздуха в цилиндры агрегата снижается.
Вывод: вестгейт не допускает максимального раскручивания турбонагнетателя под воздействием интенсивных потоков выхлопных газов при работе двигателя внутреннего сгорания на повышенных оборотах.
Основные причины отказов актуаторов турбин
При изготовлении турбомоторов в заводских условиях производится точная настройка вакуумного регулятора. Если водитель осуществляет дополнительные усовершенствования ДВС, самостоятельно устанавливает турбину на атмосферник и пр., возникает необходимость в индивидуальных регулировках и настройках актуатора турбонаддува.
Наиболее частые поломки вестгейта:
- Отказ деталей и узлов электроники.
- Поломка электромотора.
- Деформации, износ зубьев шестеренок привода перепускного клапана.
Для выявления и устранения причин поломки вестгейта проводится тщательная диагностика в сервисных мастерских, занимающихся ремонтом турбин. Автомеханики тестируют электронный блок управления (ЭБУ). Чаще всего из строя выходит мембрана актуатора из-за естественного износа, полученного в результате длительного пробега авто. В этом случае мастер меняет поломанную деталь на новый экземпляр. После установки новой манжеты производится настройка вестгейта турбонаддува.
Регулировка актуатора турбины
О том, что перепускной клапан нуждается в регулировке, говорит появление характерного дребезжащего звучания в районе турбокомпрессора в момент выключения мотора. Опытный водитель замечает также вибрации и звуки при сбросе газа. Это объясняется свободным перемещением в пространстве штока актуатора (просто болтается).
Регулировка клапана необходима также при недостаточном наддуве воздуха, вызванном нарушением герметичности в системе впуска.
Важно: процедура регулировки может быть проведена самостоятельно при условии наличия достаточной квалификации. Если таковой не имеется, советуем обратиться в сервис по ремонту турбин.
Алгоритм регулировки актуатора своими руками:
- снять турбину с авто;
- демонтировать катализатор;
- убрать скобу со штока актуатора;
- ослабить гайку при помощи ключа на 10;
- подтянуть регулировочный винт против часовой стрелки;
- продолжать подтяжку до полного закрытия «калитки» вестгейта;
- постучать по крышке калитки, чтобы убедиться в отсутствии вибраций и дребезжаний;
- провернуть винт еще на несколько витков;
- затянуть гайку;
- поставить скобу и катализатор на прежнее место;
- установить турбину в обратном порядке.
Завершающим этапом можно считать запуск двигателя и тестовую проверку работы турбонаддува на всех режимах.
Если вам не удалось восстановить работоспособность актуатора, вышедшего из строя, рекомендуется приобрести новый агрегат. Чтобы купить актуатор турбины соответствующего качества, воспользуйтесь услугами специализированных интернет-магазинов, сотрудничающих с известными производителями и проверенными поставщиками. Компания TurboRotor, является именно таким поставщиком, мы даем гарантию 1 год на все запасные части к турбинам. А если у вас возникнут проблемы с установкой, обращайтесь к нам, мы с радостью вам поможем.
Вам такжке может быть интересно прочитать про ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ АКТУАТОРОВ ТУРБИН
Простые способы увеличения давления наддува
Способ редукции давления поступающего на вестгейт, на мой взгляд более правильный способ контроля и регулировки давления нагнетаемого турбиной.
Этот способ применяется во многих механических буст- контроллерах, а так же в его разновидности, называемым в народе «свисток», который применяет фирма Rallitronic Обзор блока Rallitronic
«Свисток» – способ настройки вестгейта. Это просто редуктор давления: он стравливает часть воздуха с вестгейта и получаем, что при давлении в 1.3 атм. на вестгейт давит 1.0 и он открывается чуть позже. Давление к нему подходит от впускного коллектора, по тонкому чёрному шлангу. «Свисток» ничего не обманывает, датчик измеряет давление как положено. Диапазон поднятия давления от 1атм до 1,35атм находится в допустимом диапазоне давлений . ЭБУ не ругается и работает в привычном режиме. Теоретически- это снижается ресурс двигателя, но все параметры просто приближаются к расчетным, не превышая их. Порог срабатывания перепускного клапана не регулируется ЭБУ. Там стоит обычная пневматическая «лягушка» с пружиной, расчитанной на открытие при достижении определённого давления. Но, поскольку точность такого регулятора далека от идеальной, производитель занижает порог срабатывания на пару десятых. Получается примерно 1.0 — 1.15. «Свисток» позволяет более тонко настроить эту систему. ЭБУ только контролирует, чтобы давление на выходе турбины (на входе в дроссельный патрубок) не превысило максимально допустимое значение. И никак не влияет ни на жёсткость пружины, ни на давление. Если это событие происходит, то прописывается ошибка и обороты сбрасываются.
Данное оборудование порой входит в состав зарубежных блоков чип-тюнинга.
Полезно для подбора параметров «свистка» использовать указатель величины буста или компьютер, типа мультитроникс. Показания по мультику 230-232кПа соответствуют давлению буста в 1,3-1,32 бара.
Можно изготовить у токаря или собрать из доступных автодеталей.
В первом варианте с «токарным свистком», имеем фиксированное боковое отверстие, которое надо угадать (контролируя давление) и установить в середине свистка наружу.
Во втором- принцип тот же, только вместо бокового отверстия-отвод, на который ставится через удлинительный шланг ещё один жиклёр. Меняя этот жиклёр, регулируем давление. Боковой отвод тройника — это и есть редукционное отверстие. Только очень большое! Надеваем на него шланг и в шланг ещё один удлинитель с жиклёром. Теперь отверстие стало маленьким, более того, регулируемым. З/Ч для второго варианта это два жиклёра и один тройник. Плюс шланги (6мм) и хомуты. Можно использовать ниппельные удлинители от Газели в качестве держателей жиклёров. Можно использовать обычные камерные/бескамерные «соски». Внешний диаметр у них подходящий, а внутренняя резьба (для золотника) совпадает с резьбой жиклёров для карбюратора. Таким образом поступил наш соклубник sanches86, с ФОРУМ ПЕРВОГО РОССИЙСКОГО КЛУБА ЛЮБИТЕЛЕЙ ПИКАПОВ
Мы изготавливали на базе тройника для воздуха.
С стороны турбины нарезаем внутренею резьбу на 6мм/0,75. Вкручиваем жиклёр на 1,2мм, можно его посадить на газовый фум. На противоположный отвод тройника устанавливаем шланг, длину и место вывода делаем кому как удобно. В месте вывода шланга ставим ещё один жиклёр, который и подбираем индивидуально, до нужного давления.
Второй жиклёр я изготовил из куска медной трубки 6мм, диаметр жиклёра у меня получился 1,05мм. Если этот жиклёр заменить заглушкой, то давление буста станет по стоку, порядка 1атм. Можно так же применить игольчатый краник Итальянской фирмы CAMOZZI, тогда давление можно будет плавно регулировать.
На базе фитингов 1/8 для воздуха CAMOZZI, можно собрать приличный DIY manual boost controller.
По этой схеме бустконтроллер позволяет не только регулировать давление наддува, но и бороться с турболагом. Дело в том, что штатный вестгейт открывается плавно и тем самым не даёт максимально быстро выйти турбине на рабочие обороты. Что делает данный бустконтроллер — до определённого давления он полностью закрыт, предупреждая начало открытия вестгейта. Вестгейт закрыт и выхлопные газы максимально быстро раскручивают турбину. Когда давление в турбине достигает определённого момента, бустконтроллер открывается, давление воздействует на вестгейт, он открывается и ограничивает поток выхлопных газов на турбину, ограничивая давление наддува, до заданного регулировкой жёсткости пружины контроллера. Как правило это давление, с небольшим запасом, мы делаем 1, 32атм.
Собрать подобное устройство можно на руках, проходя через хозяйственый рынок. Но надо обязательно сделать остановку возле павильона где торгуют газовым оборудованием и попросить просверлить отверстие 0,8мм в тройнике который идёт на вестгейт. Как правило они приторговывают жиклёрами для газовых котлов и на месте их калибруют с помощью шуруповёрта, со сверлом нужного диаметра. Отверстие нужно чтобы когда клапан контроллера закрывается, воздух с вестгейта выходил и не припятствовал ему возвращаться в первоначальное состояние.
Прекрасно сделанные, хромированные фитинги CAMOZZI, а также широкий спектр переходников,вдохновили меня собрать это устройство прямо на прилавке.
Подобные устройства собирает наш одноклубник, Константин из Нижнего Новгорода. Очередная партия Boostcontroller для пикаповодов, DIY manual boost controller
Ремонт турбин в Минске, цена диагностики турбин дизельного двигателя
Ремонт турбин
Виды турбин условно можно разделить на два типа:
- Турбина с «геометрией» (механизм изменения геометрии потока отработавших газов (англ. VNT)
- Турбина без «геометрии»
Турбина с изменяемой геометрией потока выхлопных газов – усовершенствованный вид турбокомпрессора, параметры которого управляются электроникой.
Система наддува с применением турбины с изменяемой геометрией потока выхлопных газов придумана как вариант борьбы с турбоямой: ощутимым провалом при работе турбины на низких оборотах.
Сколько стоит ремонт турбин?
- Визуальная диагностика турбокомпрессора с проверкой вакуумного клапана Бесплатно
- Настройка актуатора 90 BYN
- Чистка механизма изменяемой геометрии (включает настройку на стенде) 220 BYN
- Стандартный ремонт (замена рем. комплекта) 410 BYN
- Капитальный ремонт / замена картриджа (в стоимость не включена замена механизма изменяемой геометрии и актуатора) 520 BYN
- Проверка электронного клапана 65 BYN
- Ремонт сервопривода турбокомпрессора 190 BYN
Какие этапы восстановления турбины?
Предварительная диагностика турбины
- внешний осмотр турбины на наличие внешних механических повреждений деталей
- наличие следов утечек масла из турбины
- проверка люфтов («шатка» вала турбины) турбины
- проверка актуатора
Имея информацию со слов клиента о признаках неисправности турбины, можно сделать вывод о том, имеет ли турбина отношение к указанным неисправностям.
Когда предварительная бесплатная диагностика турбокопрессора проведена, принимается решение о необходимости полной разборки турбины для последующего ремонта. Нередко на этом этапе турбина признается исправной.
Разборка турбины, окончательная диагностика и дефектовка деталей
На данном этапе производится:
- частичная разборка турбины (производится например, для чистки «геометрии» турбины или ее замены, замены корпуса турбины и т.д.)
- полная разборка
- устанавливаются причины выхода из стоя турбокомпрессора
- формируется цена ремонта
Очистка деталей
На данном этапе производится:
- предварительная мойка деталей. Моечная машина MW-CAST компании CASTOR Unia Gospodarcza Sp.zo.o.
- абразивная очистка деталей. Абразивоструйные кабины MG и MI компании Matt Blasting Experts. Обработка производится стальной и стеклянной дробью.
- окончательная очистка обработанных деталей в мойке высокого давления SPRAY-CAST MP компании CASTOR Unia Gospodarcza Sp. z o.o.
Слесарные работы
На данном этапе производится:
- Высверливание заломанных шпилек
- калибровка резьб
- ремонт корпуса турбины и т.п.
Сборка турбокомпрессора
На данном этапе производится:
- замена отбракованных деталей
- сборка картриджа
- балансировка и испытания картриджа. Высокоскоростные балансировочные стенды TCA PRO V2 компании TurboClinic и CMT-48 VSR BIG TWIN компании CIMAT Balancing Machines. Балансировка и испытания производятся с частотой вращения вала турбокомпрессора до 250000 об/мин.
- окончательная сборка турбокомпрессора
Регулировка исполнительного механизма (настройка турбины):
На данном этапе производится:
- для турбин без «геометрии» настройка клапана «вест-гейт» (регулировка актуатора)
- для турбин с VNT настройка турбины на стенде (регулировка «геометрии»). Стенд для настройки турбокомпрессоров с «изменяемой геометрией» VNT ANALYZER компании TurboClinic.
Данный стенд имитирует прохождение отработавших газов через турбину на автомобиле и позволяет настроить ее по заводским параметрам. Европейские компании-гиганты (такие как Mellett и т.п.) используют VNT ANALYZER на завершающем этапе при изготовлении и восстановлении турбокомпрессоров.
Выходной контроль и упаковка
На данном этапе производится:
- дополнительная проверка люфтов
- отсутствие посторонних звуков при вращении ротора турбины и т.д.
- контроль зажатия крепежных элементов
- нанесение гарантийных меток
- установка заглушек
- упаковка турбины (протоколы испытаний и гарантийный талон с рекомендациями прилагается).
Ремонт турбин и восстановление в Минске по доступным ценам
Причина 1: Грязное масло
Любое масло, применяемое в двигателе внутреннего сгорания, имеет определённый срок службы. В процессе работы, масло загрязняется сажей образованной при сгорании топлива и самого масла, а также продуктами износа двигателя. Масляный фильтр не всегда фильтрует масло. При засорении масляного фильтра или при запуске двигателя в холодный период года, срабатывает редукционный клапан, и масло идёт мимо фильтра, прямо из поддона в систему смазки двигателя и турбокомпрессора. Если двигатель может кратковременно «пережить» грязное масло, у него обороты в среднем до 5 000 об.мин, и зазоры в деталях больше, то для турбины это «смерть».
Рабочие обороты вала турбокомпрессора 80 000 – 150 000 об/мин. (на некоторых моделях и 250 000 – 300 000 об/мин.) а зазоры измеряются в микронах. При таких условиях работы, вал и подшипники турбины испытывают очень большие нагрузки, и любая твердая частица в масле образует царапины на них. Вращаться с высокими скоростям, валу турбины позволяет «масленый клин» образованный между валом и подшипником. Вал «плавает» в масле. Если масло будет чистым и качественным, то пара вал-подшипник будут работать очень долго. Образование царапин приведет к увеличению зазора между валом турбины и подшипниками, ослаблению «масленого клина» и как следствие появления «сухого трения» и интенсивного износа. Очень важную роль играет качество моторного масла. Для турбированных двигателей применяются специальные сорта масел, которые способны выдерживать более высокие температурные и механические нагрузки. При высоких температурах, а температура в коллекторе турбины достигает 900°C, некачественное масло начинает сворачиваться и коксоваться образуя нагар и густую смолянистую массу, обычно черного цвета. Это сокращает срок службы турбокомпрессора.
Менять масло в двигателе мы рекомендуем не реже 10 000 км пробега. Не надо ездить на масле 30 000 км. Мы живем не в Германии. Наше топливо хуже и масло загрязняется быстрее.
Причина 2: Недостаточное количество проходимого через турбину масла
В турбокомпрессоре с неохлаждаемым корпусом масло выполняет еще одну очень важную функцию – оно отводит тепло от подшипников и вала турбины, прежде всего, со стороны выхлопного коллектора. При уменьшении проходимости масла через турбокомпрессор температура внутри корпуса резко увеличивается, масло начинает сворачиваться и коксоваться как в корпусе турбины, так и в трубках подачи и слива масла. Причиной этому может быть низкий уровень масла в двигателе, неисправность масляного насоса или редукционного клапана, закоксованность или деформация трубок подачи и слива масла. Важную роль играет и качество самого масла. Необходимо применять масла специально предназначенные для использования в турбированных двигателях.
Причина 3: Попадание посторонних предметов в область всасывания
Очень часто выход турбины из строя связан с попаданием твёрдых предметов в компрессорное колесо. Пыль, мелкий песок, насекомые и т.д. изнашивают лопатки компрессорного колеса постепенно, порой незаметно для хозяина автомобиля. Лопатки шлифуются этой пылью и стачиваются. Турбина теряет производительность. При попадании более крупных предметов как камни с дороги, окалина из системы рециркуляции выхлопных газов и клапана EGR, сгустки масла из системы вентиляции картерных газов, не удалённые гайки и фрагменты старой турбины из невычищенных патрубков, тряпки забытые при установке, вызывают более значительные повреждения компрессорного колеса. Возникает дисбаланс. Турбина начинает «выть» или разрушается. Надо не забывать, что турбина работает как хороший пылесос и поэтому необходимо обеспечить всасывание только воздуха через воздушный фильтр, а не посторонних предметов. При установке новой турбины необходимо устранить все негерметичные соединения в системе всасывания, заменить порванные патрубки, вычистить систему вентиляции картерных газов и систему рециркуляции отработанных газов.
Причина 4: Попадание посторонних предметов в область турбинного колеса
Лопатки турбинного колеса повреждаются окалиной из выпускного коллектора, отколовшимися фрагментами свеч накала, клапанов и сёдел, прогоревшими поршнями и прокладкой головки блока. Очень часто при установке турбины используют герметики вместо прокладок. После затвердения, вылезшие за края, кусочки герметика откалываются. Вылетая вместе с выхлопными газами эти предметы бомбардируют турбинное колесо и разрушают его. Также, противодавлением, как это ни странно, в турбину засасываются частицы разрушившегося катализатора. При неправильном смесеобразовании и засорении катализатора увеличивается температура в выпускном коллекторе, лопатки вала турбины оплавляются, а на коллекторе появляются трещины. Любое изменение положения и формы лопаток приводит к дисбалансу ротора и разрушению турбокомпрессора.
Причина 5: Засорение выхлопной системы
Очень важную роль, в безотказной работе турбины, играет проходимость выхлопной системы. Борясь за экологию, на современных автомобилях устанавливаются различные системы (катализаторы и DPF/FAP фильтра) уменьшающие вредность выхлопных газов. При засорении катализатора площадь выхлопной системы уменьшается, газам трудно выходить наружу и они создают осевые нагрузки на вал турбокомпрессора. Опорный подшипник интенсивно изнашивается, появляется осевой люфт вала турбины. Смещаясь по оси, вал и колесо начинают цеплять стенки горячей и холодной улиток, возникает дисбаланс и турбина разрушается. Возможно и «скручивание» вала турбины обратными вихревыми потоками выхлопных газов. Катализаторы и DPF/FAP фильтра подлежат замене каждые 180—200 тыс.км.
Причина 6: Превышение допустимой частоты вращения вала турбокомпрессора
Превышение допустимой частоты вращения ротора турбокомпрессора или «перекручивание» турбины возникает при перенаддуве (передуве). Передув происходит из-за неисправности клапана регулировки(сброса) давления, заклинивании лопаток геометрии, ЧИП тюнинге, неправильном смесеобразовании и т. д. При «перекручивании» турбины возникают повышенные нагрузки на вал и опорные подшипники. Это приводит к вытеснению масла из зоны трения, перегреву и повышенному износу последних. Вал при передуве обычно ломает по опасному сечению.
Турбина дизельного двигателя 2.2 TD4 Range Rover Evoque и Discovery Sport
Дизельный двигатель 2.2 TD4 Range Rover Evoque и Discovery Sport оснащен турбокомпрессором с изменяемой геометрией (VGT). Турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины позволяет варьировать поток отработавших газов турбины в зависимости от режима работы дизельного двигателя 2.2 TD4. Это приводит к увеличению мощности, реализуемой на турбине и компрессоре, особенно в области низких частот вращения коленчатого вала, и к росту давления наддува.
Турбокомпрессор – это устройство для увеличения мощности мотора за счет большего количества подаваемого в цилиндры воздуха.
Турбина (автомобильная) – это устройство использующее отработанные газы (выхлопные газы) для увеличения давления внутри впускной камеры.
Компрессор – это устройство, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением.
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) крепится к выпускному коллектору. На выходе турбокомпрессора со стороны компрессора имеется два патрубка. Центральный патрубок шланга служит для подачи чистого воздуха от воздухоочистителя в компрессор. Второй патрубок на внешней стороне корпуса служит для подсоединения воздуховодов наддувочного воздуха.
Привод лопаток турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины (VGT) установлен на встроенном кронштейне. Привод соединен с кулачковым рычагом, который приводит в действие корпус турбины для регулировки положения лопаток. Во время работы привода лопаток VGT вращается выступ, который толкает рычаг и преобразует вращательное движение в поступательное. Рычаг соединен со штоком, прикрепленным к внешней части корпуса турбины, и поступательное движение преобразуется обратно во вращательное движение корпуса.
Управление работой привода лопаток турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины (VGT) осуществляет блок управления дизельным двигателем 2.2 TD4 (ECM). Привод лопаток VGT также подает в ECM сигнал обратной связи для определения угла поворота лопаток.
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией, прикрепленный к выпускному коллектору, позволяет регулировать поток отработавших газов турбины в зависимости от режима работы дизельного двигателя 2.2 TD4. Это улучшает передачу мощности на колесо турбины компрессора, особенно на малых оборотах двигателя, повышая, таким образом, давление наддува. Направляющие лопатки открываются постепенно по мере возрастания оборотов дизельного двигателя 2.2 TD4, чтобы передача мощности всегда соответствовала необходимой частоте оборотов компрессора и необходимому уровню давления наддува. Регулируемые лопатки способствуют повышению эффективности использования энергии отработавших газов, что, в свою очередь, повышает эффективность турбокомпрессора и, следовательно, дизельного двигателя 2. 2 TD4 по сравнению с традиционным клапаном управления перепускной заслонкой.
Трубопровод охлаждающей жидкости с креплением типа «банджо» подсоединен между правой стороной блока цилиндров, впускным шлангом рециркуляции отработавших газов (EGR) и задней частью турбокомпрессора. По трубе охлаждающая жидкость движется вокруг корпуса подшипников турбокомпрессора, способствуя охлаждению подшипников. Над турбокомпрессором и выпускным коллектором установлен теплозащитный экран, защищающий другие компоненты и предотвращающий случайный контакт с горячими компонентами системы отработавших газов.
Преимущества турбокомпрессора с изменяемой геометрией:
- Большой крутящий момент как на высоких, так и на низких оборотах двигателя.
- Постоянное и оптимальное регулирование при любых оборотах двигателя.
- Отсутствие необходимости использовать клапан управления перепускной заслонкой, более эффективное использование энергии отработавших газов, меньше противодавление при той же частоте оборотов компрессора.
- Низкая термическая и механическая нагрузка повышает полезную мощность двигателя.
- Снижение токсичности выхлопа.
- Оптимизированное потребление топлива в пределах всего диапазона оборотов двигателя.
Электродвигатель поворотного привода постоянного тока (DC) приводит в действие приводной вал. Приводной вал соединен с лопатками рычагом привода (актуатором). Регулировка лопаток осуществляется посредством перемещения рычага привода. При повороте приводного вала на его конце генерируется сигнал. Этот сигнал обратной связи используется для определения углового положения лопаток. Эти данные передаются в модуль управления дизельным двигателем 2.2 TD4 (ЕСМ).
В случае электрической неисправности максимальное положение лопаток турбокомпрессора (полностью открыты) является аварийным положением по умолчанию. Это уменьшает вероятность повреждения дизельного двигателя 2.2 TD4 вследствие повышенного давления наддувочного воздуха.
Вест Трейд Авто — ремонт топливной аппаратуры любых моделей в Москве
Компания Вест Трейд Авто — это команда высококлассных специалистов, которые прошли обучение по ремонту турбокомпрессоров и топливной аппаратуры и имеют международные сертификаты. Опыт по ремонту топливной аппаратуры и турбин наших мастеров уже больше 8 лет.
Компания основана в 2008 году и имеет СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ ПО ГОСТ. Специализируется на профессиональном ремонте ТНВД, форсунок, форсунок COMMON RAIL, насос-форсунок, индивидуальных насосов(PLD) таких производителей топливной аппаратуры как:
BOSCH, ZEXEL, DENSO, DIESEL KIKI, NISSAN DIESEL, DOOWON и топливной аппаратуры отечественного производства ЯМЗ, ММЗАЗПИ и других,
а также ремонте турбин (турбокомпрессоров) следующих производителей:
KKK, GARRETT, BORGWARNER, KOMATSU, CZ, IHI, MITSUBISCHI,HOLSET, SCHWITZER,HITACHI, IHI, CATERPILLAR и других известных марок.
Выполняем работы по ремонту топливной аппаратуры и турбин любой сложности.
Ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей:
ВНИМАНИЕ: Эксплуатация двигателя с неисправной турбиной категорически запрещена!
Это может привести к серьезной дорогостоящей поломке двигателя, а иногда даже к возгоранию! Не экономьте на качестве ремонта турбины, это может привести к серьезным последствиям!
Большинство авто производителей перешли на производство двигателей с применением турбин, что позволило снизить объем двигателя без потери мощности. Двигатели с турбокомпрессором обладают повышенной мощностью, но при этом экономичные и соответствуют современным экологическим требованиям. Однако при всех преимуществах, такой двигатель требует более внимательного ухода. Заявленный гарантийный срок работоспособности турбокомпрессора 150000 км для легковых автомобилей. Турбина — технически сложный механизм.
При поломке турбины не спешите в магазин за новой! В большенстве случаев восстановленная турбина не чуть не хуже новой, а стоимость ремонта минимум в 2 раза ниже, чем у новой.
СВОЕ СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ТУРБИН!
Вест Трейд Авто занимается профессиональным ремонтом турбокомпрессоров таких производителей как: KKK, GARRETT, BORGWARNER, KOMATSU, CZ, IHI, MITSUBISCHI, HOLSET, SCHWITZER, HITACHI, IHI, CATERPILLAR и других производителей.
Все работы по ремонту турбин производятся только по техничесскому регламенту ремонта завода производителя турбокомпрессора. Для ремонта используются только запасные части высокого качества от проверенных поставщиков.
В 2016-2017 году в ремонтном цеху нашей компании обновили все оборудование, что позволило улучшить качество ремонта в сжатые сроки. Теперь цех по ремонту турбин оснащен самым современным оборудованием, позволяющим производить ремонт турбин в кратчайшие сроки и снизить цену ремонта без потери качества.
7 причин отремонтировать турбину у нас:
- Свое современное оборудование.
- Опытные мастера с многолетним опытом работы.
- Абсолютно прозрачное ценообразование. Мы не берем деньги за несуществующую услугу.
- Запчасти и комплектующие на прямую от производителя или официального представительства.
- Честная гарантия.
- Разумные сроки ремонта.
- Скидки уже с первого обращения.
Ремонт ТНВД и форсунок дизельных двигателей:
ТНВД — один из самых важных агрегатов в устройстве дизельного двигателя. От качества его работы зависят очень многие характеристики работы двигателя. С момента создания дизельного двигателя прошло много времени и поменялось много технологий впрыска дизельного топлива. С каждым годом конструкции и модели ТНВД изменяют и улучшают. На смену механичесским системам пришли электронные, которые позволяют экономить топлио, сохранять окружающую среду путем минимизирования количества вредного выхлопа. Но тем не менее и старые и современные новые ТНВД при использование не качественного топлива, загрязнение, завоздушивание или просто имеющие эксплуатационный износ могут ломаться. Стоимость нового ТНВД очень высокая! Это вызвано высокой точностью изготовления агрегата. Но при поломке не спешите расстраиваться и готовиться расставаться с огромной суммой денег. Мы сможем помочь Вам сэкономить и восстановить ваш ТНВД. После ремонта ТНВД прослужит еще очень долгое время и не будет доставлять дополнительных хлопот.
Для ремонта ТНВД в нашей компании есть все высокопрофессиональное оборудование и инструмент, которые позволяют выполнять работы любой сложности. Запчасти для ремонта на прямую от производителя или от дистрибьютора, что позволяет выполнять ремонт максимально выгодно для потребителя. Наши мастера имеют многолетний опыт работы по ремонту топливной аппаратуры и имеют сертификаты. Стоимость ремонта ТНВД зависит от объема работы и стоимости использованных запасных частей.
Наша компания производит профессиональный ремонт ТНВД и форсунок следующих производителей: BOSCH, ZEXEL, DENSO, DIESEL KIKI, NISSAN DIESEL, DOOWON, ЯМЗ,ММЗ, АЗПИ и других. Производим ремонт ТНВД распределительного типа, рядных ТНВД с механическим регулятором и системой EDC, ТНВД COMMON RAIL, ТНВД серии VP/VR, ТНВД VE с механическим регулятором и системой EDC, ТНВД VRZ, V образных ТНВД отечественного производства,индивидуальных топливных насосов (PLD). Производим ремонт механических форсунок, насос-форсунок.
В 2015-2016 году в ремонтном цеху нашей компании обновили все оборудование, что позволило улучшить качество ремонта в сжатые сроки.
Для ремонта используются только сертифицированные запчасти от проверенных поставщиков.
Ремонт форсунок COMMON RAIL:
Современные производители дизельных двигателей перешли на систему COMMON RAIL, что позволило улучшить увеличить мощность при уменьшение расхода дизельного топлива. Система состоит из топливной рампа (топливного аккумулятора), ТНВД и форсунок. Принцип работы давольно прост: ТНВД накачивает высокое давление в рампу (около 1600 бар), которое попадает в форсунки и максимально мелко распыляет топливо. Система очень надежна, но из-за использования не качественного топлива, завоздушивания или загрязнения может выйти из строя.
При поломке не спешите за новыми форсунками, после ремонта форсунки не отличаются от новых, а сэкономить на этом можно до 70% стоимости новой.
С 2009 года наша компания занимается ремонтом форсунок COMMON RAIL (КОММОН РЭЙЛ). Производим ремонт форсунок COMMON RAIL на современном высокотехнологичном оборудование производства BOSCH и STARDEX. Оборудование позволяет проводить диагностику и ремонт форсунок BOSCH (БОШ), DELPHI (ДЕЛФИ), DENSO (ДЕНСО), SIEMENS (СИМЕНС), CONTINENTAL (КОНТИНЕНТАЛЬ), в том числе PIEZO (ПЬЕЗО).
Для ремонта используются только сертифицированные запчасти от проверенных поставщиков.
Госзакупки
С 2016 года принимаем участие в аукционах, тендерах, работаем по договору оферты. Компания имеет аккредитацию на большинстве популярных рабочих торговых площадок.
Скидки
Гибкая система скидок для постоянных и корпоративных клиентов. Индивидуальный подход к каждому клиенту.
Мы работаем на своем оборудовании, на своих деньгах и на своих комплектующих.
Ремонтируя детали и агрегаты у нас, вы исключаете всех возможных посредников! Работа с нами напрямую- это оплата только стоимости запчастей и нашей работы.
Преимущества ремонта в компании Вест Трейд Авто:
Наш cервис по ремонту турбин и ТНВД — это доступно, качественно, быстро! Имеется обменный фонд.
Турбонаддув двигателей с малым числом цилиндров: термодинамическое рассмотрение
Модель изменения объема выхлопа схематично показана на рис. 1. Для каждого числа цилиндров использовались одинаковые геометрия цилиндра и рабочий объем (одинаковые цилиндры). При таком подходе можно исключить влияние геометрии цилиндра и порта. Кроме того, тепловые потери стенок идентичны при одинаковом наполнении баллона.
Впускной коллектор объемом 30 л обеспечивает равные условия для всех вариантов.Падение давления в системе дополнительной обработки было адаптировано для получения идентичных границ давления после турбины.
Рис. 1Схематическая модель для изменения объема выхлопных газов
Рис. 2Насосные потери в зависимости от объема выхлопных газов
Используемая модель турбокомпрессора представляет собой упрощенную модель. Это означает, что КПД турбонагнетателя постоянный и не зависит от степени сжатия. Эффективность была выбрана равной 49% (\ (\ eta _ {\ mathrm {C}} = 70 \% \) и \ (\ eta _ {\ mathrm {T}} = 70 \% \)), что довольно хорошая эффективность в легковых автомобилях. Размер турбины был отрегулирован для достижения желаемого давления наддува. Нет массового расхода перепускного клапана, весь массовый поток проходит через турбину. Потери тепла в канале выхлопных газов отключены, поэтому повышенное тепловыделение при большом объеме коллектора не принимается во внимание. Следует отметить, что объем выхлопных газов всегда представляет собой весь объем каналов, коллектора и улитки турбины. Существенное влияние спирали показано в [1] и должно быть учтено.
На рисунке 2 показаны контуры газообмена четырех- и двухцилиндровых двигателей с двумя разными объемами выхлопа.На рисунке слева показан очень низкий объем выхлопа 0,02 л, который практически невозможно реализовать, но выполнимо при моделировании. Рабочая точка соответствует давлению наддува 2,5 бара, количеству впрыска 50 мг / л при частоте вращения двигателя 2000 мин -1 . Обе конфигурации цилиндров имеют положительный газообменный контур. Взаимное влияние отдельных цилиндров на основе импульса продувки с короткими интервалами зажигания (четыре цилиндра) сильно влияет на содержание остаточного газа, но относительно мало влияет на работу насоса. Даже в четырехцилиндровом двигателе импульс продувки приходит слишком поздно или интервал зажигания достаточно велик, чтобы существенно не влиять на работу насоса. Следовательно, среднее эффективное давление нагнетания (PMEP) двухцилиндрового двигателя и четырехцилиндрового двигателя почти одинаково. Необходимый эффективный размер турбины почти равен, хотя общий рабочий объем двигателя и, следовательно, расход выхлопных газов различаются в два раза. Этот факт также отмечен в [3, 5].
На картинке справа объем выхлопа увеличен до более реалистичного значения 0,6 л. Кроме того, никакие параметры не изменились, поэтому давление наддува, количество впрыска и эффективность турбокомпрессора идентичны, но результат полностью отличается. PMEP двухцилиндрового двигателя примерно на 0,6 бар ниже / хуже, чем PMEP четырехцилиндрового двигателя. Необходимое эффективное поперечное сечение турбины больше соответствует общим ожиданиям, что оно должно быть значительно меньше или почти вдвое из-за меньшего общего рабочего объема двухцилиндрового двигателя. Таким образом, сравнение различного количества цилиндров во многом зависит от выбранного объема выхлопных газов.
Объем выхлопа варьировался в широком диапазоне с помощью имитационной модели для двух-, трех- и четырехцилиндровой конфигурации (рис. 3). Глядя на ход PMEP четырехцилиндрового двигателя, можно заметить тенденцию, которую можно было бы ожидать с учетом литературных данных о постоянном давлении и импульсном турбонаддуве. При наименьшем объеме выхлопа достигается самый высокий PMEP.Затем PMEP уменьшается с увеличением объема выхлопных газов и приближается к значению турбонаддува с постоянным давлением.
Рис. 3Изменение объема выхлопа перед турбиной
Из литературы не известно сравнение с двигателем с меньшим количеством цилиндров. В этих случаях PMEP примерно такой же, как и при чисто импульсном турбонаддуве, но он уменьшается значительно быстрее с увеличением объема выхлопных газов, а также достигает более низких значений, чем может когда-либо достичь четырехцилиндровый двигатель. Локальный минимум PMEP особенно хорошо виден на двухцилиндровом двигателе. При дальнейшем увеличении объема PMEP снова повышается и приближается к значениям для четырехцилиндрового двигателя.
В этом моделировании размер турбины всегда настраивался таким образом, чтобы во впускной камере было давление наддува 2,5 бар. Размер турбины очень похож для всех конфигураций цилиндров с чисто импульсным турбонаддувом. Незначительные различия связаны с газодинамическими эффектами во время очистки.
Как только объем выхлопных газов увеличивается, размер турбины должен быть уменьшен для поддержания желаемого давления наддува.Чем меньше количество цилиндров, тем больше должно быть уменьшение размера турбины. Турбонаддув с постоянным давлением приводит к результату, который, вероятно, оправдывает большинство ожиданий. Для двухцилиндрового двигателя с общим рабочим объемом 0,8 л требуется ровно половина эффективного поперечного сечения турбины, как для четырехцилиндрового двигателя с общим рабочим объемом 1,6 л.
Таким образом, следует отметить, что для чисто импульсного турбонаддува требуется размер турбины, который должен быть рассчитан только на рабочий объем одного цилиндра, в то время как для чистого турбонаддува с постоянным давлением требуется размер турбины, зависящий только от общего рабочего объема двигателя.
В зависимости от размера турбины также можно определить, в какой области увеличенный объем выхлопных газов может влиять на давление наддува. Например, при увеличении объема выхлопа на 1 л, начиная с 1 л и четырехцилиндрового двигателя, почти не видно изменения требуемого размера турбины. В результате, даже без замены турбонагнетателя, все равно можно будет достичь того же давления наддува. Совершенно иначе выглядит ситуация с меньшим объемом выхлопных газов или меньшим количеством цилиндров.Например, если вам нужно увеличить на 1 л для двухцилиндрового двигателя, исходя из объема выхлопных газов 0,5 л, потребуется турбина гораздо меньшего размера. Или, другими словами, с тем же турбонагнетателем будет создаваться гораздо более низкое давление наддува с большим объемом выхлопных газов.
Учитывая объем выхлопа при минимальном PMEP, можно показать еще один важный аспект двухцилиндрового двигателя. При таком объеме выхлопных газов размер турбины должен быть больше, чем при большем объеме выхлопных газов.Это обстоятельство, в свою очередь, означает, что при работе турбонагнетателя с очень большим объемом выхлопных газов и один раз с объемом выхлопных газов около 0,6 л с меньшим объемом выхлопных газов может быть создано более высокое давление наддува, хотя эффективность (PMEP) ниже. Следовательно, нельзя сделать вывод о более высоком КПД при достижении более высокого давления наддува, поскольку это более высокое давление наддува должно компенсироваться увеличением работы газообмена.
На рисунке 4 показаны пульсации давления при разном количестве цилиндров и одинаковом объеме выхлопа (0.6 л). Чем меньше количество цилиндров или больше интервал зажигания, тем выше пульсации давления в выпускном коллекторе. Эти пульсации могут значительно повлиять на КПД турбины, но в предыдущих симуляциях КПД турбокомпрессора оставался постоянным. Причина такого поведения (рис. 3, PMEP по объему выхлопа) не может быть объяснена эффективностью турбонагнетателя.
Рис. 4Пульсации давления с разными номерами цилиндров
Процесс разгрузки цилиндра
Понимание различных насосных потерь в зависимости от объема выхлопа, а также количества цилиндров требует точного теоретического рассмотрения процесса разгрузки.
Рис. 5Фазы нагнетания цилиндра
В принципе, процесс выпуска можно разделить на две фазы: фазу продувки и фазу выталкивания. На рисунке 5 показаны различия, основанные на реальном процессе двигателя. В идеализированном процессе двигателя рабочий ход происходит от ВМТ зажигания до следующей НМТ с закрытыми клапанами. При НМТ (время t 1 ) в цилиндре все еще есть давление выше атмосферного. Выпускные клапаны открываются, и происходит выравнивание давления между давлением в цилиндре и противодавлением выхлопных газов, в то время как поршень останавливается в НМТ — фазе продувки. Пока давление в цилиндре выше, чем давление в выпускном коллекторе, газ течет через турбину, создавая тем самым работу. На этом этапе для процесса разряда не требуется никаких механических работ. Работа по перемещению рабочего газа в цилиндре, так сказать, бесплатна — основная идея турбонаддува.
После выравнивания давления (с момента t 2 ) начинается фаза выталкивания. Поршень движется с постоянным давлением в сторону ВМТ, работа перемещения против давления p 3 должна выполняться кривошипно-шатунным приводом.
Диаграмма на рис. 5 показывает высоту подъема клапана, давление в цилиндре и объем цилиндра в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Эти данные получены в результате моделирования BOOST с очень большим объемом выхлопных газов. В отличие от идеализированного процесса с двигателем, в реальном процессе различать две фазы выхлопа труднее. Выпускной клапан открывается еще до достижения НМТ и до завершения выравнивания давления поршень уже находится в движении вверх. При меньшем объеме выхлопных газов и возникающих в результате пульсации давления в выпускном коллекторе различие становится еще более трудным или размытым.
Часто проблема постоянного давления и импульсного турбонаддува объясняется сохранением кинетической энергии выходящего газа. Такое термодинамическое объяснение можно найти, например, в [8]. На рисунке 6 показаны результаты моделирования двухцилиндрового двигателя объемом 0,8 л с небольшим объемом выхлопа. Это моделирование, адаптированное к измерениям, как показано на рис. 18, которое предполагается для этого объяснения.
Общее давление и скорость газа относятся к входному диаметру спиральной камеры около 23 мм, что можно считать довольно низким из-за двухступенчатого наддува и небольшого турбонагнетателя высокого давления.Таким образом, особенно в этой конфигурации, эффекты динамического давления должны быть четко видны. Тем не менее, влияние кажется довольно низким, и общее давление в среднем на 1,85% выше статического давления (по отношению к относительному давлению).
Рис. 6Сравнение полного и статического давления в улитке
На Рисунке 7 показаны кривые скорости газа в зазоре клапана и на входе улитки турбины. На этой иллюстрации показано, что, несмотря на малый объем и малый диаметр спиральной камеры, может быть сохранена только часть кинетической энергии, возникающей в зазоре клапана.
Рис.7Сравнение скоростей газа, улитки и клапана
Рис.8Процесс выпуска с турбонаддувом с постоянным давлением
Но это соображение имеет слабое место, которое даже при идеальном турбонаддуве с постоянным давлением, динамическая составляющая давления имеет место. Даже если вся кинетическая энергия рассеивается в большой камере статического давления, определенная скорость потока должна иметь место в улитке турбины, в зависимости от массового расхода, давления и температуры. Следовательно, это не подходящая мера для сохранения кинетической энергии. В конечном итоге эффект от сохранения скорости можно считать низким, в отличие от общепринятого мнения.
В любом случае следует отметить, что во время процесса разряда общая энтальпия должна оставаться постоянной (адиабатический дроссель). В следующих пояснениях термин «скорость» больше не рассматривается, поэтому давления соответствуют общему давлению.
Влияние объема выхлопа на энтропию
Сохранение кинетической энергии также не могло объяснить большие различия в PMEP по выхлопному объему, показанному на рис.3, ни зависимости от количества цилиндров. Чтобы понять эти отношения, необходимо более внимательно изучить нагнетание цилиндра, сначала с турбонаддувом постоянного давления.
Отток во время фазы продувки подробно описан на рис. 8. Выпускной клапан открывается при НМТ (EO, время a , состояние заполнения цилиндра: 100%). В результате газ выходит из цилиндра и расширяется до давления \ (p_ {3} \), оставляя полную энтальпию неизменной, но с сильным увеличением энтропии. Из-за выходящей массы газа масса газа в баллоне уменьшается. Таким образом, оставшийся в цилиндре газ расширяется изоэнтропически. В момент времени b температура и энтальпия в цилиндре упали, поэтому общая энтальпия истечения теперь ниже, чем в момент времени a . Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто выравнивание давления и давление в цилиндре не станет равным давлению \ (p_ {3} \) в выпускном коллекторе (такт выпуска не показан на диаграмме).Среднее состояние выпускного коллектора отмечено точкой 3 (которая также должна учитывать ход выпуска). Это представление также включено в [9]. Кроме того, также объясняется, как аналитически вычислить точку 3.
Тот же способ представления теперь используется для объяснения импульсного турбонаддува. На рисунке 9 показан принцип импульсного турбонаддува с неблагоприятно большим объемом выхлопных газов на диаграмме \ (h-s \).
Прежде всего, важно вспомнить следы давления в выпускном коллекторе с рис. 4. В качестве примера используется двухцилиндровый двигатель. Между двумя событиями выхлопа противодавление выхлопных газов падает до давления окружающей среды (или до давления за турбиной), по крайней мере, с хорошей эффективностью турбокомпрессора. Это означает, что выпускной коллектор опорожняется до тех пор, пока следующий цилиндр не запустит процесс выпуска.
Таким образом, на рис. 9 можно увидеть, что самый первый процесс выхлопа в момент времени a соответствует расширению до давления ниже по потоку турбины. Происходит максимально возможное увеличение энтропии.Масса, протекающая в коллектор, больше, чем массовый расход через турбину — начинается рост давления в коллекторе. В момент времени b давление в выхлопном объеме уже несколько увеличилось, но увеличение энтропии все еще выше, чем было бы в случае наддува с постоянным давлением. Это зависит от объема выхлопных газов, насколько быстро может быть достигнуто более высокое давление, чем давление с постоянным давлением турбонаддува (и, следовательно, более высокий КПД). В данном примере более высокий КПД, чем у турбонаддува с постоянным давлением, достигается только при времени e .
Рис. 9Процесс выпуска при среднем объеме выпуска
Рис. 10Процесс выпуска при небольшом объеме выпуска
Более благоприятный случай показан на Рис. 10. Это изображение соответствует небольшому объему выпуска. В момент времени и газ снова расширяется до давления окружающей среды, как на предыдущем рисунке. Однако повышение давления происходит намного быстрее из-за небольшого объема, расширение в момент времени b уже достигло более низкого увеличения энтропии, чем при турбонаддуве с постоянным давлением.Этот результат объясняет падение PMEP по объему выхлопа.
Локальный минимум PMEP на двухцилиндровом двигателе можно объяснить следующим образом: PMEP падает все дальше и дальше, потому что повышение давления в объеме выхлопных газов происходит все дольше и дольше. Однако в какой-то момент объем настолько велик, что давление между двумя выхлопными газами больше не падает до давления окружающей среды. Следовательно, PMEP затем снова увеличивается и приближается к значению, связанному с турбонаддувом с постоянным давлением.
Теперь связь между PMEP и количеством цилиндров остается открытой. В принципе, это снова тот же эффект. Следы давления в выпускном коллекторе с рис. 4 с разными номерами цилиндров необходимо снова вызвать. Падение давления в выхлопном объеме до давления окружающей среды происходит только с двухцилиндровым двигателем. На трехцилиндровом двигателе интервал зажигания уже слишком мал. У четырехцилиндрового двигателя самый короткий интервал между запусками в этом сравнении, поэтому давление в выхлопном объеме падает меньше всего.
На рис. 11 схематично показана самая первая операция выпуска. Трехцилиндровый двигатель расширяет газ в цилиндре до более высокого давления, чем двухцилиндровый двигатель, а четырехцилиндровый двигатель — до еще более высокого давления. То же самое и с точки зрения увеличения энтропии.
Рис. 11Самый первый процесс выпуска и количество цилиндров
Рис. 12PMEP в зависимости от номера цилиндра, объема выпуска и лямбды, давления наддува = 2,5 бар
Рис.13PMEP в зависимости от номера цилиндра, объема выхлопа и лямбды, давление наддува = 1,5 бар
На рисунке 12 показано влияние количества впрыска на кривые PMEP в зависимости от объема выхлопа. Количество впрыска показано на рисунке. Поскольку EGR не использовалась, лямбда-значения описывают отношение массы заряда цилиндра к массе топлива.
Чем ниже выбрано соотношение воздух / топливо, тем меньше насосные потери. Кроме того, кривые смещаются в сторону увеличения объема выхлопных газов.С учетом, например, минимума кривой двухцилиндрового двигателя, это примерно при объеме 0,4 л для количества впрыска 35 мг и при объеме 1,4 л для вдвое большего количества впрыска. Это также означает, что при значении лямбда, равном 1, и очень низком, но вполне достижимом объеме выхлопа, между четырехцилиндровым и трехцилиндровым двигателями почти нет, а по сравнению с двухцилиндровым двигателем разница лишь небольшая. С другой стороны, невозможно избежать различных насосных потерь при более высоких значениях лямбда с любым возможным объемом выхлопных газов.
Что касается дизельного двигателя, случай с количеством впрыска 50 мг будет реальной рабочей точкой при таком давлении наддува.
Еще один аспект — давление наддува. На рисунке 13 показаны результаты при более низком давлении наддува 1,5 бар. Значения лямбда аналогичны значениям на рис. 12. Что касается формы кривых, то снова можно увидеть те же тенденции, что и при давлении наддува 2,5 бар, но само снижение давления наддува также смещает формы кривой в сторону более высоких объемов. .
Рассматривая стехиометрический случай, различия четырех- и трехцилиндрового двигателя можно увидеть только с объемом выхлопа более 1 л, а также двухцилиндровый двигатель может иметь аналогичный PMEP. В диапазоне от 0 до 0,5 л выхлопного объема ПМЭП находится на аналогичном уровне. Левый график соответствует типичной рабочей точке дизельного топлива. Следовательно, в случае реально достижимых объемов выхлопных газов неизбежны различные насосные потери в зависимости от количества цилиндров.
Теперь также можно заметить, что турбонаддув дизельных и бензиновых двигателей принципиально отличается в этом отношении. Из-за потребности в избыточном воздухе и рециркуляции выхлопных газов дизельный двигатель всегда требует значительно более высокого давления наддува, чем бензиновый двигатель со стехиометрическим управлением. Различия становятся очевидными, когда правое изображение с рис. 13 сравнивается с изображением в центре рис. 12. Хотя масса топлива не идентична, это сравнение символизирует различия между дизельными и бензиновыми двигателями с точки зрения количества цилиндров. .
Рис. 14PMEP в зависимости от номера цилиндра, объема выхлопа и \ (\ eta _ {\ mathrm {TC}} \), давления наддува = 2,5 бар, лямбда = 1
Все эти результаты были получены с постоянный КПД турбокомпрессора 49%. Что касается насосных потерь, более низкий КПД турбокомпрессора можно сравнить с более высокими значениями лямбда. Турбина должна быть меньшего размера и обеспечивать более высокую степень сжатия на такте выпуска. На рисунке 14 показаны эффекты более низкого КПД турбонагнетателя на примере рабочей точки с 2.Давление наддува 5 бар и лямбда = 1. Общий КПД турбокомпрессора составляет 49%, 38,5% и 31,5%. Имеются существенные различия между номерами цилиндров при низком КПД турбонагнетателя даже при малых объемах выхлопных газов.
Следовательно, аспект, описанный для дизельного двигателя, также имеет решающее значение для бензинового двигателя со стехиометрическим управлением с низким КПД турбонагнетателя. В частности, в бензиновых двигателях, которые все еще в основном оснащены турбокомпрессорами с перепускным клапаном, во многих рабочих точках следует ожидать низкой эффективности турбокомпрессора.Ухудшение эффективности турбокомпрессора имеет двойное влияние, особенно на двухцилиндровый двигатель, поскольку максимум насосных потерь, вероятно, смещается в направлении существующего объема (в зависимости от конструкции).
На примере объема выхлопных газов 0,5 л снижение КПД турбины с 70 до 45% на четырехцилиндровом двигателе приводит к снижению давления PMEP на 1,22 бар. В отличие от этого разница в двухцилиндровом двигателе составляет 1,96 бар. Для сравнения, разница при использовании турбонаддува постоянного давления (50 л, не показан) составляет 0.98 бар (больше не зависит от количества цилиндров).
FAQS — JetCat
Дизельный режим:
ДвигателиJetCat одобрены для использования на дизельном топливе премиум-класса Aral Ultimate и Shell V-Power.
Если используется дизельное топливо, необходимо также использовать 5% турбинное масло (Aeroshell 500 или турбинное масло JetCat). Для дизельного топлива рекомендуется использование антистатиков (уже содержащихся в турбинном масле JetCat).
Никаких модификаций ЭБУ или турбины не требуется.
Следует отметить, что при работе с дизельным двигателем может образовываться дым, особенно при запуске и остановке. Если используется дизельное топливо, возможны небольшие колебания скорости, особенно на холостом ходу.
В частности, в старых двигателях возможно, что они не запускаются на дизельном топливе или имеют некорректное ускорение. Здесь нельзя использовать дизельное топливо.
Из-за присадок, которые полезны для поршневого двигателя, образуются отложения, которые сокращают интервалы технического обслуживания и могут привести к более высоким затратам на техническое обслуживание.
Дизельное топливо нельзя использовать для вертолетных турбин (одновальных и двухвальных турбин)!
ЭБУ V10:
Измените пусковое напряжение насоса.
Пусковое напряжение насоса можно изменить в меню настройки.
Вы попадаете в меню настройки с помощью GSU, нажимая кнопки «LIMITS», а затем дополнительно «+» на GSU, U-Accelr1 — это пусковое напряжение насоса. Теперь значение можно изменить, нажав кнопку «Изменить значение» и кнопки «+» или «-».
Стартер не включается должным образом или проскальзывает (непрерывный «свист»):
Из-за отложений пыли / масла на гайке компрессора может случиться так, что
Муфта стартера проскальзывает или не зажимается должным образом. В этом случае
гайку компрессора необходимо обезжирить / очистить (например, щеткой
уайт-спирит, спирт или аналогичный). Правильность работы стартера можно проверить, когда турбина остановлена.
, нажав кнопку IGNITION (кнопка SPOOL на GSU V2).
Двигатель отключается из-за «WatchDog»:
Статические заряды привели к сбросу ЭБУ.
Программная / аппаратная ошибка ЭБУ.
Не прикрепляйте блок управления двигателем непосредственно к фюзеляжу модели из стеклопластика, а на фанерной опоре со слоем пенопласта и липучкой.
Если ошибка возникает сразу после того, как колеса были оторваны от земли или когда колеса еще катятся
Если шина не касается поверхности дороги, опрыскайте шины антистатическим спреем.Также проверьте, могут ли шины быть
Шлифовка по опорам шасси (резина алюминиевая). В случае мягких покрышек может случиться так, что эти
касается опор шасси только на высоких скоростях из-за центробежной силы.
Понимание и обслуживание устройств перепускного клапана на двигателях
В отрасли нам нравится говорить: «Турбины заставляют маленькие двигатели думать, что они большие!» Независимо от размера двигателя и бензиновый он или дизельный, на каждые 14.Давление наддува 68 фунтов на квадратный дюйм, двигатель считает, что его размер увеличился вдвое.
Это связано с тем, что атмосферное давление номинально считается равным 14,68 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, если двигатель видит такое же значение давления наддува, то он может производить мощность, равную удвоенному рабочему объему.
Хотя большинство производителей контролируют или измеряют наддув турбокомпрессора в фунтах на квадратный дюйм, некоторые будут использовать аббревиатуру атм, что означает атмосферу. Метрический эквивалент этого измерения — бар.Чтобы преобразовать атм в фунты на квадратный дюйм, умножьте его на 14,68.
Например, если в спецификации двигателя указано, что максимальное давление наддува составляет 2,1 атм, оно будет 14,68 умножить на 2,1, что равно 30,83 фунтов на квадратный дюйм. Один бар равен 0,9869 атм или 14,5 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, давление в 3 бара будет равно 43,5 фунтам на квадратный дюйм.
Для быстрого расчета большинство людей используют 15 фунтов на квадратный дюйм в качестве номинального значения атмосферного давления.
Если это установлено, наддув турбокомпрессора, считываемый во впускном коллекторе, представляет собой давление выше атмосферного.На атмосферном двигателе с полностью открытой дроссельной заслонкой давление в системе впуска считается атмосферным. Это немного меньше, чем из-за потерь потока. Напротив, вакуум — это любое давление ниже атмосферного.
Турбокомпрессор состоит из двух основных компонентов: турбины и компрессора. В просторечии это горячая и холодная стороны соответственно. Турбина связана с выхлопом двигателя и связана с компрессором через вал.
Ребра на этом валу расположены под противоположным углом.Когда горячий выхлопной газ выходит из головки блока цилиндров, он расширяется и вращает турбинное колесо так же, как река приводит в движение водяное колесо. Поскольку компрессор находится на том же валу, что и турбина, вращается и колесо компрессора. Турбина — это приводной элемент, а компрессор — ведомый.
Воздействие компрессора направляет воздух во впускной тракт двигателя, что имеет два важных эффекта. Он повышает давление в цилиндре до уровня, превышающего атмосферное, и увеличивает объем воздушного потока, поступающего в двигатель, который измеряется в кубических футах в минуту.
Совокупный эффект увеличения давления и массы поступающего воздуха приводит к повышению давления наддува. Скорость турбины и, в свою очередь, давление наддува регулируется потоком выхлопных газов и температурой. Требуется регулировать давление, и в большинстве случаев это достигается с помощью перепускного клапана.
Вестгейт
Если бы не было средств для контроля давления наддува, возможно, в результате ряда событий давление в цилиндре могло бы превысить безопасные пределы для конструкции двигателя.
Перепускная заслонка используется для управления давлением наддува путем обхода контролируемого количества выхлопных газов от взаимодействия с турбинным колесом. Он представляет собой не что иное, как диск, закрывающийся от прохода, перенаправляющего часть выхлопного потока.
Когда канал открыт, давление наддува ограничено. Когда он закрыт, можно полностью реализовать потенциал турбокомпрессора.
Следует признать, что каждый турбокомпрессор представляет собой сложное инженерное дело, поскольку существует специальная наука о форме и размере как турбинных, так и компрессорных колес.Потенциал воздушного потока и давления создаются конструкцией двух колес, и, как и в любом другом инженерном аспекте, здесь есть компромиссы.
Предотвращение перегрузки
Перепускная заслонка позволяет инженеру создать турбокомпрессор, который может обеспечить желаемую производительность на низких и средних оборотах двигателя, не перегружая двигатель при полной нагрузке. Это также может позволить турбинному колесу быстрее ускоряться при низких расходах и температурах выхлопных газов, быстрее повышая давление наддува и делая двигатель более управляемым при буксировке.
Дополнительным преимуществом турбонаддува помимо мощности двигателя является общее снижение выбросов двигателя и повышение эффективности.
Повышенное давление и поток воздуха в цилиндр создают большую турбулентность в канале ствола и, в свою очередь, увеличивают скорость пламени и более тщательно перемешивают топливо и воздух. Перепускная заслонка позволяет инженеру использовать движение смеси для уменьшения выбросов, одновременно контролируя давление сгорания. Тем не менее, вестгейт не может добиться всего этого сам по себе.
Турбонагнетатель, оборудованный перепускным клапаном, также использует исполнительный механизм. Привод напоминает канистру со штоком и крепится к турбокомпрессору.
Этот блок соединяется с перепускным клапаном с помощью стержня и отвечает за перемещение диска от канала для регулирования потока выхлопных газов. Внутри канистры есть сильфон и пружина, а также порт, который соединяет резиновый шланг для ощущения наддува. Внутренняя пружина позиционирует шток так, чтобы порт перепускной заслонки оставался закрытым.Теперь весь выхлоп пойдет на турбинное колесо.
На другой стороне сильфонного коллектора (наддува) давление действует против пружины, стремясь сдвинуть шток и открыть перепускную заслонку. В зависимости от натяжения пружины при желаемом давлении наддува сильфон берет на себя и открывает перепускной канал, тем самым ограничивая скорость турбины и давление в цилиндре.
В большинстве двигателей с электронным управлением также используется соленоид для подачи сигнала на сильфон в приводе.Это позволяет быстрее раскручивать турбонагнетатель на низких скоростях, добавляя при этом более ограниченный контроль над максимальным наддувом. В некоторых старых дизельных двигателях перепускной клапан не используется. В этих приложениях турбонаддув предназначен для получения желаемого максимального наддува, поэтому безопасность не применяется. Турбина без перепускного клапана не так эффективна, поскольку не компенсирует погодные условия и условия горения. Также лениво раскручивать, что делает двигатель менее отзывчивым.
Потенциальные проблемы
Хотя система перепускных клапанов очень надежна, нижеперечисленные распространенные и легко исправляемые состояния.
- Низкое усиление. Причина проблемы в этом случае заключается в том, что диск в корпусе перепускной заслонки не уплотняется из-за нагара и отвода выхлопных газов. Пружина привода либо ослабла, либо вышла из строя.
- Overboost. Причина в треснувшей резине, отказе линии датчика наддува, отказе сильфона или внутренней утечке сильфона. Если это предусмотрено, другой причиной является неисправность соленоида наддува или потеря электрического сигнала.
- Усиление трепетания. Пружина в приводе слабая.
При любой из этих проблем турбокомпрессор не нуждается в замене или ремонте. Все это внешние детали, и их часто можно отремонтировать вместе с агрегатом на двигателе. Если шток перепускного клапана закреплен стопорной гайкой, при укорочении штанги давление наддува увеличится до того, как выхлоп будет обойден. Если удлинить штангу, наддув будет меньше.
Преобразование частоты генератора: использованная мощность генератора 60 Гц и 50 Гц
Скорость и частота генератора пропорциональны Выходная частота генератора — один из важных параметров, определяющих мощность генератора.Электрическая мощность генератора должна поддерживаться на фиксированной частоте, 50 Гц или 60 Гц, чтобы соответствовать выходной мощности стандартной электрической сети или номинальной частоте ваших приборов. Частота обычно составляет 60 Гц в США и 50 Гц в Европе. Вы также можете встретить разные изолированные участки одной и той же сети, работающие на разных частотах. Затем становится важным изменить выходную частоту генератора, чтобы она соответствовала частоте электропитания приборов или сети, к которой подключен ваш генератор.
Эти два фактора связаны согласно следующей формуле — Частота генератора (f) = Число оборотов двигателя в минуту (N) * Число магнитных полюсов (P) / 120 И наоборот, P = 120 * f / N
Согласно приведенной выше формуле, двухполюсный генератор с выходной частотой 60 Гц имеет частоту вращения двигателя 3600 об / мин.Чтобы изменить выходную частоту на 50 Гц для той же конфигурации генератора, необходимо снизить частоту вращения двигателя до 3000 об / мин. Точно так же для 4-полюсного генератора частота вращения двигателя 1800 об / мин дает выходную мощность 60 Гц. Снижение частоты вращения двигателя до 1500 об / мин дает выходную частоту 50 Гц.
В случае небольших или домашних генераторов вы можете изменить настройки оборотов двигателя, сделав несколько изменений на панели управления вашего устройства. Следуйте инструкциям ниже, чтобы изменить частоту генератора с 60 Гц на 50 Гц:
- Запустите двигатель генератора и настройте частотомер на панели управления на 50 Гц
- Проверьте вольтметр переменного тока или потенциометр, в зависимости от обстоятельств, и считайте выходное напряжение генератора.Выходное напряжение уменьшается при уменьшении частоты и может быть ниже желаемого значения
- Отрегулируйте вольтметр переменного тока или потенциометр на панели управления, пока не получите желаемое выходное напряжение при 50 Гц
- Сделав аналогичные изменения на панели управления, вы можете увеличить частоту с 50 Гц до 60 Гц
- Если панель управления не отображает частоту, вам необходимо сначала подключить устройство, которое будет измерять частоту во время работы генератора, а затем изменять частоту вращения двигателя.
Блоки управления генератором осуществляют мониторинг и управление вашим блоком в реальном времени. Встроенные защитные функции автоматически отключают ваш генератор в случае превышения оборотов двигателя или очень низкой выходной частоты. Для получения дополнительной информации о функциях генератора, пожалуйста, прочтите следующую статью Как работают генераторы ..
Если вы используете генератор с фиксированной частотой вращения, вы можете подключить к своему устройству преобразователь частоты.Преобразователь частоты представляет собой комбинацию выпрямителя и инвертора. Выпрямитель использует выходной переменный ток генератора (AC) для производства постоянного тока (DC). Затем инвертор преобразует это, чтобы произвести выход переменного тока желаемой частоты. Любое сопутствующее изменение напряжения связано с назначением устройства, а также зависит от приложения, для которого используется преобразователь частоты.
Традиционно преобразователи частоты, такие как роторные преобразователи и мотор-генераторные установки, изготавливались из электромеханических компонентов.С появлением твердотельной электроники они теперь построены как полностью электронные блоки.
Помимо изменения выходной частоты, эти блоки также используются для управления крутящим моментом и скоростью двигателей переменного тока. Преобразователи частоты также находят применение в аэрокосмической промышленности для преобразования частоты 50 Гц или 60 Гц в выходную мощность 400 Гц, которая используется в наземных силовых установках самолетов. Эти системы также используются для управления скоростью вентиляторов и насосов и других нагрузок с переменным крутящим моментом, работающих на переменной скорости.
Электронные генераторные установки с регулируемой скоростью Существует особый класс генераторов, известный как генераторы с электронной регулируемой скоростью, в которых изменение скорости двигателя изменяет скорость генератора переменного тока для автоматического получения выходного сигнала переменной частоты. Затем преобразователь частоты используется для исправления переменного выходного сигнала генератора, чтобы он соответствовал требуемой выходной частоте 50 Гц или 60 Гц.Использование этого устройства устраняет необходимость в приводе с регулируемой скоростью и трансформаторе.Недостатком этой технологии является то, что электронный компонент, помимо своей дороговизны, не подходит для использования в суровых условиях, в которых обычно работает генератор.
Важно отметить, что они отличаются от генераторов с регулируемой скоростью, которые имеют бесступенчатую трансмиссию (CVT), которая позволяет изменять частоту вращения двигателя, но поддерживает постоянную скорость генератора переменного тока. Это не изменяет выходную частоту, но позволяет генератору изменять выходную мощность генератора для удовлетворения требований переменной нагрузки.
— Дизельные двигатели
Фото 2/10 | Основы турбокомпрессора Dodge Turbo DieselОдним из наиболее сложных технических аспектов эффективности дизельного двигателя является выбор турбокомпрессора. Если вы пропустите достаточно топлива через дизельный двигатель, он столкнется с точкой, в которой стандартный турбонагнетатель станет очень неэффективным. Стандартный турбонаддув может даже разогнаться, а колесо компрессора может взорваться, и металл попадет в интеркулер и двигатель.Кроме того, наличие турбонагнетателя, не соответствующего вашему двигателю, может стоить вам лошадиных сил, а всем нам нравится эта мощность.
Так какой турбо выбрать? Ну, это зависит от множества разных факторов. Для гоночных двигателей ответ прост: турбонагнетатель настолько большой, насколько вы можете катить, или это разрешено правилами. Для уличного грузовика все немного сложнее. Управляемость автомобиля должна вызывать беспокойство. Нехорошо сидеть и ждать, пока ваш турбокомпрессор раскрутится, пока ваш приятель проезжает мимо вас, поэтому на уличном грузовике лучше быть немного меньше, чем слишком большим.
Подводя итоги
Прежде всего, вы должны решить, нужен ли вам новый турбокомпрессор. Двигатели Cummins и Power Stroke могут поддерживать от 350 до 400 л.с. на колеса со штатным турбонагнетателем. Двигатели Duramax могут выдавать горячие и дымные 500 л.с. на большой скорости со штатным турбонаддувом. Так что, если вы любитель впускных и выпускных систем, вам, вероятно, не нужен новый турбокомпрессор. Если вы стреляете на 500-800 л.с. (или буксируете), то пора начинать делать покупки. В случае заправленного стандартным двигателем (много черного дыма) покупка нового турбокомпрессора увеличит мощность, снизит температуру выхлопных газов и сможет обеспечить более высокое давление наддува без риска поломки.
Вес и меры
Когда мы говорим о размерах турбонагнетателя, чаще всего упоминаются диаметр индуктора колеса компрессора, диаметр колеса турбины и передаточное отношение корпуса со стороны турбины. Все эти числа влияют на поведение турбонагнетателя. Стандартные турбокомпрессоры обычно имеют большие выхлопные корпуса, турбинные колеса большого диаметра и меньшие индукторы со стороны компрессора. Например, турбина HX35 от 5,9-литрового двигателя Cummins имеет размеры около 54/69/14, что означает, что у него есть колесо компрессора с индуктором 54 мм, колесо турбины с индуктором 69 мм и выхлопной корпус 14 см2.Размер выхлопного корпуса определяет, насколько быстро турбонагнетатель будет раскручиваться, но слишком маленький корпус может создать высокое давление привода (думайте об этом как наддув на выхлопной стороне), что плохо сказывается на двигателях, турбонагнетателях и выхлопном оборудовании. Турбонагнетатели без перепускных клапанов часто имеют более крупные выхлопные корпуса, чтобы давление привода турбонагнетателя оставалось в приемлемом диапазоне даже при максимальных оборотах двигателя и заправке топливом. Популярный турбонагнетатель послепродажного обслуживания может быть в диапазоне 64/71/14, если он не является перепускным, в то время как более быстрый турбонагнетатель 64/65/14 (обратите внимание на малый диаметр турбины) потребует перепускного клапана или высокого давления привода, высоких EGT, и результатом будет возможное превышение скорости турбонаддува.
Это двигатель, а не турбо
Когда дело доходит до размеров турбонагнетателя, тип двигателя определяется конструкцией двигателя. Например, более крупные турбокомпрессоры в диапазоне индукторов крыльчатки компрессора от 66 мм до 71 мм могут даже не начать вращаться, пока двигатель не достигнет скорости от 2200 до 2500 об / мин. Если вы поставите эту турбину на стандартный двигатель, который развивает мощность при 2800 об / мин, у вас могут быть проблемы. В конце концов, несколько сотен оборотов в минуту не обеспечивают очень полезного диапазона мощности. Если у вас есть модернизированный распределительный вал, головка с отверстиями и достаточно топлива, чтобы вращать двигатель на 4500 об / мин, то наличие турбонаддува выше 2500 об / мин может не иметь большого значения.Двигатель, который вращается быстрее, также потребует больше воздуха, поэтому двигателю с высокими оборотами также потребуется более мощный турбонагнетатель по этой причине.
Турбины и буксировка
Если вы буксируете тяжелые грузы (10 000 фунтов и более), более мощная турбина может быть хорошей идеей. Почему? Буксировка подвергает двигатель огромной нагрузке, а это значит, что температура выхлопных газов должна быть в приоритете. Турбонагнетатель вторичного рынка (или еще лучше, два составных турбокомпрессора) будет пропускать больше воздуха даже при частичном открытии дроссельной заслонки, что приведет к снижению EGT по всем направлениям. Для дизельного двигателя более богатая работа дает больше мощности, а более бедная — лучше с точки зрения температуры выхлопных газов.Если вы добавляете больше топлива в свой грузовик, чтобы буксировать холмы, убедитесь, что вы уравновешиваете его большим потоком воздуха.
Размер имеет значение
Турбокомпрессор данного размера будет вести себя иначе на 7,3-литровом Ford Power Stroke по сравнению с 5,9-литровым Cummins. Почему? Power Stroke — это более крупный двигатель, поэтому вырабатывается больше выхлопных газов, а это означает, что для привода турбокомпрессора доступно больше энергии. По этой причине 7,3-литровый двигатель Power Strokes и 6,6-литровый двигатель Duramax поставляются с заводскими турбокомпрессорами большего размера.Если вы ищете двигатель с широким диапазоном мощности, используйте турбонаддув среднего размера на большом двигателе с высокими оборотами.
Два турбокомпрессора лучше, чем один
Как только турбонагнетатель начинает производить наддув, он заставляет двигатель производить гораздо большую мощность, что, в свою очередь, создает большее давление привода выхлопных газов для вращения турбо. По этой причине очень выгодно иметь составную турбо-установку с одним меньшим турбонаддувом и одним большим. Наличие одного турбонаддува в другом — также очень хороший способ сократить рабочий цикл турбокомпрессора.Две турбины, производящие наддува 30 фунтов на квадратный дюйм каждая, в сочетании создадут давление 60 фунтов на квадратный дюйм, что намного проще, чем заставить одну турбину производить 60 фунтов на квадратный дюйм. Однако переход на двойную турбину приводит к очень высоким температурам всасываемого воздуха из-за повышенного давления наддува, поэтому настоятельно рекомендуется впрыск воды, закись азота или хороший промежуточный охладитель. Установка второго турбокомпрессора в моторном отсеке может быть настоящим кошмаром и требует сложной сантехники, поэтому комплекты турбонагнетателей обычно так дороги.
Почему именно Wastegate?
Перепускная заслонка — это устройство, которое позволяет отводить выходящее из двигателя давление выхлопных газов вокруг турбинного колеса в турбонагнетателе. Сброс давления выхлопного привода позволяет вам контролировать скорость турбонагнетателя и запускать меньший корпус турбонагнетателя, не заглушая двигатель или не превышая скорость турбонаддува. Использование турбонагнетателя с перепускным клапаном позволяет настраивать турбонаддув, обеспечивает лучший отклик двигателя и в некоторых случаях позволяет использовать более мощный турбонагнетатель.
Большинство турбокомпрессоров имеют внутренние перепускные клапаны, которые подходят для уличных применений, но они ограничены тем, какое давление выхлопной системы они могут отклонить вокруг турбинного колеса. Если вы хотите использовать много закиси азота, тянуть салазки или соревноваться в гонках, внешний перепускной клапан хорош, потому что он крепится между выпускным коллектором и турбонагнетателем и может отводить большее давление привода.
ВладельцамPower Stroke и Duramax сложнее из-за размещения турбонагнетателей, которые затрудняют сброс газа.Для тех, кто занимается Duramax и Power Stroke, лучший выбор — переход на более крупные, но быстроходные турбины (которые обычно довольно дороги).
О вторичном рынке
Стандартные турбины способны на многое. Если вы пытаетесь получить 50 фунтов наддува от турбонагнетателя, рассчитанного на работу при 20 фунтах на квадратный дюйм, ожидайте, что части начнут летать. Промышленность дизельных двигателей решила эти проблемы, продав модернизированные турбины с перепускными клапанами, модифицированные корпуса компрессоров и выхлопных газов, а также различные колеса и валы компрессора.Если вы относитесь к тому типу людей, которые любят шик, обычно доступны полированные корпуса компрессоров. Если вы заинтересованы в надежности, то также можно использовать улучшенное смазывание, валы с шарикоподшипниками и турбокомпрессоры с водяным охлаждением.
Время выбирать
Чтобы упростить задачу, мы включили таблицу для выбора турбонаддува для уличных грузовиков и пояснения к схемам компрессоров (см.46). Даже имея эту информацию, вы все равно должны честно сказать, как вы собираетесь использовать свое дизельное топливо. Если вы ищете немного более высокую производительность, но все же хотите буксировать или водить свой грузовик ежедневно, мы бы выбрали меньшую сторону турбо-спектра. Если у вашего двигателя была голова или кулачок, и вы планируете тянуть сани или гонять на своем автомобиле, мы бы пошли еще больше. Помните, что на более высоких уровнях мощности (600 л.с. и выше) постарайтесь увеличить обороты, чтобы помочь этим большим зарядным устройствам катиться. Кроме того, не бойтесь позвонить и поговорить со всеми производителями турбонагнетателей, прежде чем принять решение.
Карты компрессоров
Вероятно, самая важная информация, которую вы можете получить о турбонагнетателе, содержится на небольшом листе бумаги. Карта компрессора — это диаграмма, которая показывает диапазоны эффективности турбокомпрессора, линии помпажа и максимальную скорость. Это также один из лучших способов показать, зачем вам нужен турбонагнетатель для вашего перезаряженного дизельного топлива.
Сначала идет первым, мы научим вас читать карту компрессора. В левой части диаграммы, идущей вверх, показана степень давления турбонагнетателя, также известная как наддув.Соотношение давлений 2: 1 означает двойное атмосферное давление. Атмосферное давление на уровне моря составляет примерно 14,7 фунта на квадратный дюйм, поэтому соотношение давлений 2: 1 будет следующим: (атмосферное давление x степень давления = давление воздуха в турбокомпрессоре — атмосферное давление = давление наддува) или (14,7 фунта на квадратный дюйм x 2 = 29,4 фунта на квадратный дюйм, 29,4 фунта на квадратный дюйм — 14,7 фунтов на квадратный дюйм = 14,7 фунтов на квадратный дюйм).
Второй аспект диаграммы — воздушный поток, который включает объем двигателя и частоту вращения двигателя. Нормальные двигатели имеют КПД около 85%, поэтому теоретический расход воздуха в двигателе можно рассчитать как: (рабочий объем x об / мин двигателя / 3456 x КПД) или, в случае стандартного двигателя, 5.9L (359ci) Cummins со скоростью вращения 2800 об / мин, двигателю потребуется теоретический расход воздуха: (359 кубических сантиметров x 2800 об / мин / 3456 x 0,85 = 247 кубических футов в минуту)
Фото 7/10 | Карта компрессораТеперь наступает шаг, объединяющий все воедино. Поскольку максимальный наддув, который производит большинство 12-клапанных Cummins, составляет около 20 фунтов на квадратный дюйм (что соответствует соотношению давлений 2,36: 1), мы должны умножить 247 кубических футов в минуту на коэффициент давления 2,36: 1, что дает нам 583 кубических футов в минуту. Большинство карт компрессоров имеют формат фунтов в минуту, поэтому мы должны умножить 583 кубических футов в минуту на 0.07, чтобы получить фунт / минуту, что означает, что при 2800 об / мин при соотношении давлений 2,36: 1 турбонагнетатель будет пропускать 40,8 фунта / минуту. Если мы нанесем на нашу диаграмму соотношение давлений 2,36: 1 и 40,8 фунта в минуту, то увидим, что он находится в пределах диапазона эффективности стандартного турбокомпрессора Cummins HX35.
Когда дизельное топливо находится под высокой нагрузкой (например, при буксировке), турбокомпрессор часто вращается быстрее и создает больший наддув, поскольку двигатель выделяет больше тепла выхлопных газов. График B представляет собой пример HX35, который должен произвести 29 штук.4 фунта на квадратный дюйм (соотношение давлений 3: 1) при 1800 об / мин (что близко к пиковому крутящему моменту двигателя). Если мы возьмем ту же самую настройку и попросим его создать 29,4 фунта на квадратный дюйм при 2800 об / мин на драгстрипе (график C), теперь вы можете увидеть, что мы достигли пределов стандартного турбонагнетателя. Запуск HX35 с турбонаддувом на этом уровне будет очень неэффективным (примерно от 50 до 55 процентов вместо 70 процентов), и турбо будет угрожать превышение скорости. Более низкая эффективность турбокомпрессора также будет больше нагревать воздух, что приведет к потере мощности по сравнению с турбокомпрессором надлежащего размера.
Говоря о турбинах надлежащего размера, график C вполне соответствует диапазону эффективности PowerMax Stage 3 Garrett turbo. Фактически, Garrett безопасен вплоть до 40 фунтов на квадратный дюйм при 2800 об / мин (график D). Поскольку турбокомпрессор все еще находится в пределах своего диапазона эффективности, воздух будет более плотным и холодным, и, следовательно, будет производить больше мощности. Обратите внимание, что если бы двигатель был больше (скажем, 7,3-литровый Power Stroke вместо 5,9-литрового Cummins) или вращался бы выше (Duramax), то для удовлетворения дополнительных требований к воздушному потоку потребовался бы больший турбокомпрессор.
ДИАМЕТР ИНДУКТОРА КОМПРЕССОРА | |||
ЖЕЛАЕМЫЙ HORSEPOWER | CUMMINS | DURAMAX | POWER STROKE |
60-62 мм | стандартный | 64-66 мм | |
500 л.с. | {{{62}}} — 64 мм | стандартный | 66-71 мм |
{{{600}} } л.с. | 64-66 мм | 66-68 мм | 66/90 мм * |
700 л.с. | 66-71 мм | 71-75 мм | 71/100 мм * |
800 л.с. 80 мм * | 66/90 мм * | НЕТ |
Примечание: Все числа только дизельное топливо * = обозначает составную установку
Поскольку многие владельцы дизельных двигателей стремятся к определенному уровню мощности со своими установками, мы включили эту удобную диаграмму в качестве руководства для выбора правильного турбонагнетателя.На реакцию турбонагнетателя влияет множество факторов, в том числе передача, вес, частота вращения гидротрансформатора и частота вращения двигателя, а также стиль вождения. Если вы ожидаете быстрого раскрутки и хороших уличных манер, выбирайте меньше, чем больше, на графике. Если вы хотите крутить двигатель быстрее и хотите получить мощность в ущерб управляемости, выбирайте больше, чем меньше. И, наконец, если вы все время буксируете или ищете большую мощность, ничто не сравнится с парой турбин.
Управление соотношением воздуха и топлива дизельного двигателя с турбонаддувом, оснащенного системой рециркуляции отработавших газов, с помощью контроллера нечеткой логики
Одним из наиболее важных факторов в управлении сгоранием является контроль и оценка соотношения воздух-топливо (AFR). Различные параметры, такие как массовый расход всасываемого воздуха, количество впрыскиваемого топлива и расход рециркуляции выхлопных газов, влияют на величину AFR. В этом исследовании представлена подробная математическая, нелинейная и ориентированная на управление модель динамических процессов дизельных двигателей с турбонаддувом с целью управления AFR.Это попытка описать две основные подсистемы двигателей с воспламенением от сжатия, которые называются впускным коллектором и системами впрыска топлива.
Сама модель впуска состоит из компрессора, промежуточного охладителя, впускного коллектора, контура рециркуляции ОГ, секции клапана и подсистем цилиндров. Эта модель была разработана для исследования системы впуска воздуха в дизельном двигателе с турбонаддувом с использованием физических уравнений. Для корректировки модели также использовались экспериментальные данные. Выходная переменная этой подмодели (массовый расход воздуха) является важным параметром при расчетах мощности двигателя, выбросов и контроля AFR.Из методов вспомогательной аспирации наиболее широко используется турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов. Изменение скорости потока газа через турбину с помощью турбины с изменяемой геометрией (VGT) — это метод, с помощью которого можно ограничить поток выхлопных газов через турбину на высоких оборотах двигателя. Поэтому турбокомпаунд в этой модели считается имеющим ВГТ.
Система впрыска Common Rail (CRI), которая представляет собой полностью гибкую систему впрыска топлива, в которой количество, время и давление впрыска регулируются отдельно (на основе электронного управления), выбран в данном исследовании.Система впрыска топлива состоит из подсистем соленоида, рабочей камеры и иглы. Получена одномерная модель нестационарного и сжимаемого потока CRI, основанная на законе Кирхгофа, уравнениях сохранения массы и импульса и равновесии сил.
AFR-управление дизельным двигателем осуществляется по методике нечеткой логики. Нечеткая логика — это управляющая структура, которая имитирует то, как люди принимают решения при определенных обстоятельствах. Этот метод улучшает контроль и упрощает процесс разработки.Контроллер с нечеткой логикой достигает этого за счет значительного уменьшения сложности и отсутствия утомительных математических выводов, связанных с современными методами теории управления.
Все вышеперечисленные модели программируются в программной среде Matlab / Simulink. Затем результаты моделирования сравниваются с доступными данными, чтобы проверить точность модели.
% PDF-1.6 % 1 0 obj > эндобдж 262 0 объект > поток 2006-02-08T17: 22: 15POP
6-09-13T09: 36: 52-04: 002016-09-13T09: 36: 52-04: 00Corel PDF Engine Version 9.654application / pdf