Турбокомпрессор и турбина в чем разница: Страница не найдена

Содержание

В чем разница между турбонагнетателем и нагнетателем?

Турбонагнеталель и нагнетатель выполняют примерно одинаковую роль при работе двигателя. Оба устройства путем сжатия и подачи под давлением воздуха в двигатель позволяют двигателю сжигать большее количество топлива, что придает силовому агрегату большу мощность. Разница работы этих нагнетателей в их принципе.

Насос нагнетателя непосредственно подключается к самому двигателю (как правило с помощью ременной передачи). Это означает, что чем больше обороты у двигателя, тем больше уровень самого сжатия и подачи воздуха в камеру сгорания. Однако, чтобы добиться максимальной мощности двигателя необходимо дождаться момента, когда обороты мотора раскрутятся максимально. Недостаток в этой системе компрессора в том, что при малых оборотах двигателя сжатие воздуха будет небольшим, и максимальная мощность мотора будет не доступна до тех самых пор, пока он не раскрутится до достаточно больших оборотов.

Турбонагнетатель (турбина, турбокомпрессор) работает от самой системы выхлопных газов, за счет чего и происходит сжатие воздуха насосом, который после сжатия подается в камеру двигателя. Так например, давление воздуха, выходящего из выхлопной системы толкает мини-турбины, которые в свою очередь вращают за собой турбокомпрессор. Эта система имеет определенное преимущество перед обычным нагнетателем, так как степень сжатия и уровень подачи воздуха не зависит напрямую от оборотов того же двигателя. Но на очень низких оборотах двигателя максимальная мощность в нем также недоступна, в связи с тем, что на малых оборотах силового агрегата выхлопные газы не имеют достаточного давления и силы, чтобы включить турбину.

В том случае, когда при повышении оборотов двигателя давление в выхлопной системе вырастет до необходимого уровня, турбокомпрессор запуститься спустя 1 — 2 секунды и полностью раскрутиться до своих максимальных оборотов. Поэтому существует понятие «турбо яма или лаг», которое происходит при резком наборе скорости. Обычно такой турбо провал длится около 1-ой или 2-х секунд.

Несмотря на такой недостаток турбонагнетателя эта система позволяет включать турбину на более ранней точке раскрутки оборотов двигателя, если сравнивать его с обычным нагнетателем (компрессором).

Именно по этой самой причине наибольшую популярность в мире получили именно турбокомпрессоры (турбины), так как благодаря их работе максимальная мощность в автомобиле бывает доступна гораздо раньше, чем на тех автомашинах, где нет турбины или которые оснащены обычными нагнетателями.

Чем отличается турбокомпрессор от турбины?

Главное отличие турбины от компрессора в том, что в этих устройствах используются разные источники привода. Компрессор работает от вала двигателя и представляет собой отдельную, самостоятельную механическую единицу, а турбина приводится в работу энергией выхлопных газов и жестко привязана к двигателю.

Какая разница между турбиной и компрессором?

И так, подведем итог — отличие компрессора от турбины заключается в следующем: … = Турбина устанавливается напрямую в двигатель, а компрессор является самостоятельным устройством. = Компрессор имеет фиксированную мощность, а работа турбины зависит от оборотов автомобиля.

В чем разница между нагнетателем и турбиной?

Турбина использует поток выхлопных газов для создания вращения, в то время как нагнетатель имеет механический привод. … И наоборот, турбокомпрессоры требуют некоторое количество времени, так как их вал несколько отстает от скорости потока выхлопных газов. Это явление известно как турбо лаг.

Как работает компрессор в турбине?

Принцип работы турбокомпрессора

Турбина через вал передаёт энергию вращения на лопаточную машину лопастного компрессора, который осуществляет сжатие воздуха. Сжатый воздух поступает в камеру сгорания двигателя, где смешивается с жидким топливом.

Как работает двигатель с турбиной?

Принцип работы основан на использовании энергии отработавших газов. Поток выхлопных газов попадает на крыльчатку турбины (закреплённой на валу), тем самым раскручивая её и находящиеся на одном валу с нею лопасти компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя.

Когда начинает работать турбина на дизеле?

Обычно на дизелях «турбоподхват» начинается с 1800…. 2000 обмин. На наших двигателях турбина с изменяемым углом наклона лопастей.

Какие бывают нагнетатели?

Всего различают три вида механических нагнетателей:

  • Центробежный нагнетатель. Самый распространенный вид механических нагнетателей. …
  • Винтовой нагнетатель. Представляет собой систему из двух вращающихся шнеков (винтов) конической формы. …
  • Кулачковый нагнетатель (roots). Один из первых видов механических нагнетателей.

Как работает турбина на дизельном двигателе?

Турбину дизельного двигателя вращает энергия выхлопных газов. … Главной задачей устройства является нагнетание воздуха в цилиндры дизельного ДВС под давлением. Чем больше воздуха поступит в камеру сгорания, тем большее количество солярки дизель сможет сжечь.

Паровая турбина

Паровая турбина — вид двигателя, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу.
Паровая турбина состоит из двух основных частей — ротор с лопатками (подвижная часть турбины) и статор с соплами (неподвижная часть).

В паровой турбине потенциальная энергия сжатого или нагретого пара (обычно водяного) преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую через вращение вала турбины — пар, вырабатываемей паровым котельным аппаратом, поступает (через специальные направляющие) на лопатки турбины, закрепленные по окружности ротора, и приводит к его вращению.

Турбины бывают:

  • Конденсационные – предназначены для преобразования максимально возможной части тепла пара в механическую энергию. Бывают стационарными и транспортными.
  • Теплофикационные — предназначены для получения электрической и тепловой энергии.
  • Специального назначения — работают на уходящем тепле от предприятий различного вида (пар, выхлопы и т.д.).

Паровые турбины, как и поршневые двигатели, используются в качестве приводов для различных устройств:

  • Стационарные паровые турбины обычно используют как привода турбогенераторов – устанавливаются на одном валу с генераторами. В качестве конечного продукта системы рассматривается, главным образом, электроэнергия. Тепловая энергия используется лишь в небольшой части. Паровые турбины для электростанций имеют назначенный ресурс в 270 тыс. ч. с капитальным ремонтом в период около 4 лет.
  • Теплофикационные паровые турбины предназначены для одновременного получения как электрической, так и тепловой энергии (по аналогии с когенерационными электростанциями, базирующимися на газопоршневых двигателях). Такие системы называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от фактической нагрузки производства или его потребности в паре. Поэтому ТЭЦ обычно работает параллельно с электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.
  • Транспортные паровые турбины применяются как главные и дополнительные двигатели на кораблях и судах. В отличие от большинства стационарных турбин, транспортные паровые турбины работают с переменной частотой вращения, зависящей от требуемой скорости судна.
Основные отличия турбины от поршневого двигателя.

Паровые турбины и поршневые двигатели имеют ряд существенных отличий, связанных с конструкционными особенностями. Эти отличия существенно влияют на выбор того или иного принципа работы приводного двигателя в разных системах:

  • Электрический КПД в электростанциях. Наивысший электрический КПД – до 34% у турбины и 42% и более у газопоршневого двигателя – достигается при работе со 100%-ной нагрузкой. При снижении нагрузки до 50 % электрический КПД газовой турбины снижается почти в 2 раза (50%). Для газопоршневого двигателя такое же изменение режима нагрузки приведет к снижению КПД всего на 4-5%.
  • Номинальный выход мощности, и поршневого двигателя, и турбины зависит от высоты площадки над уровнем моря и температуры окружающего воздуха. При повышении температуры от –30 °С до +30 °С электрический КПД у турбины снижается на 15–20 %. В отличие от турбины, поршневой двигатель практически не меняет электрический КПД в данном интервале температур.
  • Количество пусков: турбину, из-за резких изменений термических напряжений, возникающих в наиболее ответственных узлах и деталях горячего тракта при пусках агрегата из холодного состояния, предпочтительнее использовать для покрытия базовой нагрузки, не предусматривающей остановы и пуски, так как каждый пуск ведет к снижению назначенного ресурса.
  • Поршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не отражается на его моторесурсе. Поэтому поршневой двигатель лучше приспособлен для покрытия пиковых нагрузок.
  • Ресурс до капитального ремонта у турбины  — порядка 30 000 рабочих часов (около 4 лет), у поршневого двигателя этот показатель равен 60 000 рабочих часов (около 8 лет).
  • Стоимость капитального ремонта турбины с учётом затрат на запчасти и материалы несколько выше, чем ремонт поршневой установки — он требует значительно меньше финансовых и людских ресурсов.
  • Капитальный ремонт может проводиться только на специально подготовленном стенде (обычно – на заводе производителе), в отличие от газопоршневого двигателя, который может ремонтироваться на месте.
  • Эксплуатационные затраты на ТЭЦ с поршневыми машинами ниже, чем на ТЭЦ с турбинами. Резкие скачки на графике ГТД — капитальные ремонты двигателя. У эксплуатационных затрат ГПД таких скачков нет.
  • Строительство ТЭЦ на базе поршневых двигателей электрической мощностью до 15 МВт, как правило, ниже чем на базе турбин. Это связано с более сложной монтажной и технологической частью, требующей применение пара.

Для мощностей свыше 15 МВт электрической мощности, строительство ТЭЦ, как правило более целесообразно на базе турбин, так как габаритные размеры и стоимость поршневых электростанций  высокой единичной мощности превышают экономический эффект от их использования в сравнении с турбинами

Melett Turbo Glossary

A/R A/R (Поверхность / радиус) — это термин, используемый для определения геометрической характеристики для всех корпусов турбины и компрессора.
Центральные корпуса Корпус из литейного чугуна — центр турбокомпрессора, который является основой для крепления следующих компонентов: кольцевое уплотнение поршня турбины, опорный подшипник (или несколько подшипников) и упорный подшипник, на которые подается масло под давлением из двигателя.
Дроссельная линия Определяет предельный центробежную силу; расположена с правой стороны на кривой графика компрессора.
Картриджи (Узел вращения центрального корпуса) CHRA по своей сущности является турбокомпрессором без корпусов компрессора и турбины, включая в себя полный узел вращения, вал и крыльчатку, центральный корпус и крыльчатку компрессора.
Колеса компрессора (крыльчатки) Радиальный многолопастный компрессор в турбокомпрессоре, который забирает отфильтрованный внешний воздух, сжимает его в своем корпусе и выдает на вход двигателя.
Корректировка расхода воздуха Чтобы нанести данные по расходу воздуха на кривую компрессора, необходимо убедиться, что расход выбран правильно, с учетом всех факторов, влияющих на плотность воздуха, таких как атмосферные условия
Свободно плавающий Это турбокомпрессор без перепускной заслонки для отработавших газов. Соответственно, такой турбокомпрессор не способен регулировать собственный уровень наддува.
Теплоотражательные щиты Тонкия пластина, которая защищает и разделяет верхнюю часть центрального корпуса от высоких температур выхлопных газов. Располагается между центральным корпусом и вращающимся колесом турбины.
Подшипники (втулки) Входит в отверстие центрального корпуса и препятствует радиальному смещению вала с крыльчаткой.
Корпуса турбины по линии центра Расположение корпусов турбины по линии центра — это старая конструкция корпуса турбины со входом на центральной линии.
Кольцевые прокладки Неподвижное уплотнение для предотвращения попадания масла или воздуха между разными компонентами.
Превышение оборотов Этот термин используют, когда турбокомпрессор работает с превышением предела для штатного режима.
Кольца Тип уплотнения, широко используемый в турбокомпрессорах для предотвращения попадания воздуха, газа или масла в защищенные объемы. Уплотнение дифференциального давления.
Отношение давлений Абсолютное давление на выходе, деленное на абсолютное давление на входе Например: (Наддув + дифф. давл. интеркулера + атмосф.) / (атмосф.-дифф. давл. фильтра) = Отношение давлений
Ремонтные наборы Малый ремонтный набор — содержит основные компоненты; Большой ремонтный набор — содержит все компоненты, необходимые для ремонта турбокомпрессора; Универсальный набор — включает все варианты для случаев, когда в модель вносилось несколько изменений. Пример: крыльчатки компрессора с плоской или приподнятой задней поверхностью, обычные или утонченные валы и т. д.
Передние крышки Компонент, изготавливаемый обычно из алюминия, с отверстием для уплотнения окончания поршневого кольца компрессора, который вращается в канавке маслоотбойного кольца или упорного кольца. На некоторых моделях этот компонент удвоен, так как служит опорным фланцем для крепления корпуса компрессора.
Валы и колеса Собранный узел, объединяющий в один компонент вал и крыльчатку турбины (также называемый «колесо турбины»), который использует отработавший газ из двигателя для вращения турбины, которая в свою очередь вращается как воздушный насос.
Гайки вала Удерживают крыльчатку компрессора и прочие детали группы ротора на валу; как правило, имеют левую резьбу на современных турбокомпрессорах; эти прецизионные гайки должны быть затянуты с определенным моментом.
Упорные подшипники Одинарный плоский подшипник, который воспринимает положительные и отрицательные осевые нагрузки, генерируемые при ускорении и замедлении ротора турбокомпрессора. Это фиксированный подшипник, внутри него вращается упорное кольцо. Пленка масла под давлением разделяет поверхности подшипника с уклоном и опорные поверхности кольца.
Упорное кольцо Установлено между опорным подшипником и упорным подшипником, работает как демпфер, не позволяющий деталям соприкасаться.
Маслосъемные кольца упорного подшипника Расположены на валу турбины в отверстии уплотнительной шайбы, служат сепаратором или уплотнением между упорным подшипником, уплотнительной шайбой и крыльчаткой компрессора;
Шайба упорного подшипника Половина комплектного упорного кольца, которая вращается под упорным подшипником. Упорное кольцо состоит из двух частей и служит для поворота на 360 градусов вокруг упорного подшипника.
Запорная часть Пространство для разделения крыльчаток турбины и компрессора. Для расчета запорной части нужно воспользоваться диаметрами впускного и выпускного каналов. Например: впускной2/выпускной 2 = запорная часть.

Различия между типами турбонаддува

Турбокомпрессоры, как и другие механические устройства вроде двигателей, имеют историю развития, в которой одни инновации сменялись другими, построенными на предыдущем поколении. Почти все турбины попадают в одно из “семейств турбин”, например: без механизма изменяемой геометрии, с вестгейтом, турбины с изменяемой конфигурацией сопла (VNT, иногда называемые турбинами с изменяемой геометрией) и совсем недавно получившие развитие электрические турбины (E-Turbo).

 

 

В этой статье мы рассмотрим эти различные типы турбокомпрессоров, начиная с самых простых/самых ранних типов и заканчивая самыми последними.

 

Без механизма изменяемой геометрии: Турбокомпрессор с одним фиксированным отношением индюсера к эксдюсеру (также называемым A over R или A/R) также называется свободно плавающим или турбонаддувом с фиксирванной геометрией, поскольку он не предполагает интегрального контроля над скоростью или давлением наддува. Управление Турбонаддувом полностью зависит от двигателя и его систем, обеспечивающих корректное количество энергии в выхлопных газах для питания турбины. Турбокомпрессор точно подобран к двигателю на этапе разработки двигателя, где выбирается оптимальный корпус турбины исходя из соотношения A/R.

 Этот тип турбонаддува был разработан самым ранним, но в последние годы стал использоваться на производстве двигателей максимальных уровней мощности и крутящего момента с использованием самых прочных материалов и методов турбостроения для самых больших наземных двигателей в мире, особенно для внедорожной землеройной и строительной техники объемом от 64 до 110 литров. То, что эти типы турбин являются самыми простыми конструкциями, не означает, что они не используют новейшие технологии; фактически, новые турбокомпрессора механизма изменяемой геометрии часто используют титановые колеса и высоконикелевые кобальт-вольфрамовые сплавы для обеспечения эксплуатации до 20 000 часов.

  

Турбокомпрессоры с вестгейтом: вестгейт, или перепускной клапан турбокомпрессора, был применен при создании турбокомпрессора много лет назад, чтобы улучшить производительность турбонаддува и двигателя. Эти типы устройств использовались еще в 1940-х годах в циклонном двигателе Wright R-1820, использовавшейся на знаменитой Летающей крепости B-17 (пилоты могли вручную управлять работой нагнетателей с перепускным клапаном своих B-17s).

 

  

Турбонаддув с вестгейтом предполагает несколько дополнительных компонентов, обеспечивающих контроль над перепуском потока выхлопных газов. Внутренний клапан сброса установлен на рычаге, который проходит через втулку в корпусе турбины. К нему приварен внешний кривошипный узел. Этот кривошип управляется либо пневматическим, либо электрическим приводом.

 

Пневматический привод может приводиться в действие давлением воздуха или вакуумом и управляться шлангом от выхода компрессора или регулирующим клапаном в вакуумном контуре транспортного средства. Электропривод реагирует на команды от собственного электронного блока управления автомобиля.

 

Перепускной клапан позволяет контролировать поток выхлопных газов в обход турбинного колеса. Это позволяет использовать меньший корпус турбины для максимального ускорения турбины при низких оборотах двигателя, когда клапан wastegate закрыт.

При более высоких оборотах двигателя, когда напряжение на корпус турбины приближается к максимальному, клапан сброса открывается, позволяя некоторому количеству выхлопного газа обойти колесо турбины и слиться непосредственно с потоком выхлопных газов. 

Это увеличивает пропускную способность корпуса, уменьшая обратное давление и позволяя двигателю свободно дышать для максимальной мощности. Таким образом можно достичь более высокой мощности двигателя с улучшенной реакцией на низких оборотах.

В простейшей схеме управления вестгейтом привод давления соединен шлангом непосредственно с выходом компрессора. Когда турбина работает на низкой скорости и низком уровне наддува, давление в шланге и приводе также низкое, поэтому перепускной клапан турбины закрыт.

Когда водитель автомобиля разгоняется, турбонаддув реагирует на увеличение скорости выброса выхлопных газов, ускоряясь и обеспечивая большее давление наддува и приток воздуха к двигателю. Когда это давление наддува достигает заранее заданного уровня, это заставляет шток привода двигаться и открывать перепускной клапан турбины, позволяя избыточному выхлопному газу поступать непосредственно в выхлопную систему автомобиля.

Когда водитель замедляется, давление наддува от турбонаддува уменьшается, и перепускной клапан снова закрывается.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией турбины (VNT): турбины с изменяемой геометрией гораздо более сложны, чем турбины с технологией перепускного клапана. Такой турбокомпрессор предназначен для максимального увеличения наддува во всем рабочем диапазоне двигателя, устраняя запаздывание турбонаддува.

Он использует сложную точную переменную лопастную или сопловую технологию. Эти движущиеся части управляются давлением, вакуумом или электронными приводами, связанными с системой управления двигателем.

Гарретт запатентовал эту идею в 1953 году; но только в конце 1980-х годов турбины VNT были коммерчески развернуты в 1988 году при производстве Honda Legend и 1989 году при производстве Shelby Daytona CSX-VNT. По-настоящему первый успешный запуск состоялся на дизельном двигателе несколько лет спустя, в 1991 году, на турбодизеле прямого впрыска Fiat Croma.

В частности, VNT на турбодизелях был настолько успешным, что почти все современные турбодизели для легковых автомобилей используют VNT наряду с непосредственным впрыском топлива.

Корпус турбины выбирается в соответствии с максимальной номинальной мощностью двигателя, а затем, изменяя положение лопастей и размер газового канала в колесе, можно достичь постоянной адаптации соотношения А/Р, предлагая значительно улучшенную производительность в более широком рабочем диапазоне двигателя.

Движение лопастей управляется приводом, соединенным с внешним кривошипно-шатунным узлом. Этот кривошип соединяется через короткий вал с внутренним рычагом управления и передает движение на кольцо, которое управляет движением всех лопастей с помощью их лопастных рычагов.

В положении минимального расхода выхлопные газы разгоняются через лопасти до более высокой скорости, чтобы придать максимальное ускорение турбине и компрессору с быстрым повышением давления наддува. По мере увеличения оборотов двигателя и нагрузки лопасти перемещаются в полностью открытое положение, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность и уменьшить обратное давление для лучшего дыхания двигателя.

На современной турбине с изменяемой геометрией положение лопастей постоянно и быстро меняется как реакция на сигналы от ЭБУ автомобиля, чтобы соответствовать не только действиям водителя, но и множеству настроек, контролирующих эффективность сгорания и выбросы выхлопных газов. 

Наш ВНТ представлял собой ступенчатое изменение производительности турбокомпрессора по сравнению с вышеупомянутыми свободно плавающими и отработанными турбинами.

Электронные турбины, или e-turbos, представляют собой грандиозный скачок в турботехнологии 21-го века. Вплоть до e-turbo вся энергия, используемая для питания колес турбины и компрессора, поступала из отработанных выхлопных газов; в то время как e-turbo все еще использует выхлопные газы при увеличении оборотов двигателя, он —как и следовало ожидать — приводится в движение небольшим электрическим двигателем.

Одним из ключевых факторов, влияющих на развитие e-turbo, является небольшой, но очевидный переход от традиционных 12-вольтовых электрических систем к 48-вольтовым системам, типичным для мягких гибридных силовых агрегатов. До сих пор просто не хватало мощности, чтобы запустить маленький электромотор, необходимый для быстрого запуска турбонаддува, но 48 — вольтовые системы преодолели это препятствие.

Мало того, что турбины могут быть компактнее по размеру, что обеспечивает лучшую производительность во всем диапазоне оборотов двигателя, e-turbo может также служить электрическим генератором для улавливания и хранения тепловой энергии выхлопных газов в качестве электрической энергии путем зарядки аккумулятора при определенных условиях.

По мере того, как мир движется к более  основательно электрифицированным силовым агрегатам, включая мягкие гибриды, мы должны ожидать быстрого роста числа электронных турбин на рынке в течение следующих нескольких лет.

У вас нет прав, чтобы отправлять комментарии

В чем отличия приводного центробежного нагнетателя и турбины?

Вот как работают центробежные приводные нагнетатели

Внешне центробежные нагнетатели выглядят очень схоже со своими ближайшими родственниками – обычными турбинами. Действительно, между двумя системами подачи воздуха в цилиндры много общего, но тем не менее отличий у них не меньше.

 

Использование принудительной индукции для получения большей мощности с единицы объема двигателя может быть достигнуто несколькими различными способами. Одним из таких способов является применение нагнетателя центробежного типа, использующего механическую мощность двигателя, а не энергию выхлопных газов, для того чтобы загнать больше воздуха в цилиндры, сжечь больше топлива и получить больше мощности. Но как именно работает центробежный нагнетатель? Небольшой ликбез ниже.

 

Технические отличия центробежного нагнетателя от турбины

Центробежный нагнетатель очень похож на турбокомпрессор, если посмотреть на него со стороны такого технического элемента, как диффузор компрессора. В простонародье его называют «улиткой» за схожий внешний вид, и это не случайно.

 

Как в турбине, он использует крыльчатку для сжатия воздуха, поступающего извне, и принудительно направляет его в цилиндры двигателя. Главное конструктивное отличие, как вы уже догадались, заключается в отказе от использования выхлопных газов для раскручивания крыльчатки – центробежный нагнетатель вместо этого использует шкив, приводимый в движение двигателем механически. Поэтому он относится к типу приводных нагнетателей.

 

Смотрите также: Неисправности турбин: Эксплуатация, неисправности, восстановление и ремонт

Зачем нужно было городить такой огород, если уже существует очень схожая конструкция, появившаяся еще на заре автомобилестроения? Конечно же, в этом есть свой важный смысл и определенные преимущества.

Плюс. Поскольку вращение компрессора центробежного типа зависит от оборотов двигателя, центробежная турбина не будет нагнетать такое же количество воздуха на низких оборотах, как и на высоких. Это хорошо при обыденной эксплуатации автомобиля, например, в городе, в пробках или при вялотекущем движении. Пиковая мощность не будет достигаться до тех пор, пока вы не раскрутите мотор до более высоких оборотов. Значит, будет экономиться топливо.

 

Минус. В то же время моторы с установленными на них центробежными нагнетателями будут выдавать максимальную мощность на самых высоких оборотах, что создаст определенный дефицит энергии при начале разгона.

 

Таким образом, у двигателя с центробежным наддувом будет больше энергии на высоких оборотах. Это является одним из главных недостатков центробежных нагнетателей – у них достаточно узкий диапазон работы, стремящийся к максимальным оборотам двигателя.

 

Минус. Также центробежные турбины отличаются более сложной конструкцией и повышенными оборотами вращения крыльчатки. В конструкции появляется такой элемент, как повышающий редуктор (это лишний вес), а скорость вращения выходного шпинделя будет катастрофически огромной, вплоть до 250.000 оборотов в минуту! От таких нагрузок страдают конструктивные элементы, надежность падает.

 

Минус. Еще одним минусом можно назвать забор мощности турбины от двигателя. Она ведь приводится механически, а значит, мотору приходится трудиться за двоих.

 

Плюс При этом жесткая сцепка «двигатель – компрессор» дают положительный результат. Отзывчивость становится практически моментальной, «турбоямы» для этой конструкции не известны.

 

По этой причине такая система принудительного увеличения мощности подойдет не каждому автомобилю. Впрочем, автопроизводители повсеместно все чаще начинают использовать именно нагнетатели, предпочитая устанавливать их на свои новые модели автомобилей вместо классических турбин. Это обусловлено, в первую очередь, возможностью его тонкой настройки, скажем, при помощи бортового компьютера, который сможет включать и отключать турбину при изменениях исходных данных. Хотя практической необходимости с ПЦН в этом нет.

 

Небольшое видео на тему (для комфортного просмотра включите перевод субтитров)

Турбина — Что такое Турбина?

Турбина — ротационный двигатель с непрерывным рабочим процессом и вращательным движением рабочего органа

Турбина — ротационный двигатель с непрерывным рабочим процессом и вращательным движением рабочего органа (ротора), преобразующий кинетическую энергию и/или внутреннюю энергию рабочего тела (пара, газа, воды) в механическую работу.
Струя рабочего тела воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение.
Применяется в качестве привода электрического генератора на тепловых, атомных и гидро электростанциях, как составная часть приводов на морском, наземном и воздушном транспорте, а также гидродинамической передачи, гидронасосах.

Состав турбины

Турбина состоит из 2-х основных частей.
Ротор с лопатками — подвижная часть турбины.
Статор с выравнивающим аппаратом — неподвижная часть.

Виды турбин

По направлению движения потока рабочего тела различают аксиальные паровые турбины, у которых поток рабочего тела движется вдоль оси турбины, и радиальные, направление потока рабочего тела в которых перпендикулярно оси вала турбины.

Центробежные турбины (турбокомпрессоры) также выделяют как отдельный тип турбин.


По числу контуров турбины подразделяют на 1-контурные, 2-контурные и 3-контурные.
Очень редко турбины могут иметь 4 или 5 контуров.

Многоконтурная турбина позволяет использовать большие тепловые перепады энтальпии, разместив большое число ступеней разного давления.


По числу валов различают 1-вальные, 2-вальные, реже 3-вальные, связанных общностью теплового процесса или общей зубчатой передачей (редуктором).


Расположение валов может быть как коаксиальным так и параллельным с независимым расположением осей валов.
В местах прохода вала сквозь стенки корпуса установлены концевые уплотнения для предупреждения утечек рабочего тела наружу и засасывания воздуха в корпус.
На переднем конце вала устанавливается предельный регулятор (регулятор безопасности), автоматически останавливающий (замедляющий) турбину при увеличении частоты вращения на 10-12 % сверх номинальной.

По типу рабочего тела турбины делятся на Газовые турбины, Паровые турбины и Гидротурбины.

Устройство турбины

Для того чтобы увидеть внутреннее устройство турбины, при ее изображении «вырезана» передняя верхняя четверть. Точно также показана лишь задняя часть кожуха 2. Турбина состоит из трех цилиндров (ЦВД, ЦСД и ЦНД), нижние половины корпусов которых обозначены соответственно 39, 24 и18. Каждый из цилиндров состоит из статора, главным элементом которого являются неподвижный корпус, и вращающегося ротора. Отдельные роторы цилиндров (ротор ЦВД 47, ротор ЦСД 5 и ротор ЦНД 11) жестко соединяются муфтами 31 и 21. К полумуфте 12 присоединяется полумуфта ротора электрогенератора (не показан), а к нему — ротор возбудителя. Цепочка из собранных отдельных роторов цилиндров, генератора и возбудителя называется валопроводом. Его длина при большом числе цилиндров (а самое большое их число в современных турбинах — 5) может достигать 80 м.

Валопровод вращается во вкладышах 42, 29, 23, 20 и т.д. опорных подшипников скольжения на тонкой масляной пленке и не касается металлической части вкладышей подшипников. Как правило, каждый из роторов размещают на двух опорных подшипниках. Иногда между роторами ЦВД и ЦСД устанавливают только один общий для них опорный подшипник (см. позицию 29 на рис. 6.1). Расширяющийся в турбине пар заставляет вращаться каждый из роторов, возникающие на них мощности складываются и достигают на полумуфте 12 максимального значения.

К каждому из роторов приложено осевое усилие. Они суммируются, и их результирующая осевая сила передается с гребня 30 на упорные сегменты, установленные в корпусе упорного подшипника.

Каждый из роторов помещают в корпус цилиндра (см., например, поз. 24). При больших давлениях (а в современных турбинах оно может дос­тигать 30 МПа  300 ат) корпус цилиндра (обычно ЦВД) выполняют двухстенным (из внутреннего 35 и внешнего 46 корпусов). Это уменьшает разность давлений на каждый из корпусов, позволяет сделать его стенки более тонкими, облегчает затяжку фланцевых соединений и позволяет турбине при необходимости быстро изменять свою мощность.

Все корпуса в обязательном порядке имеют горизонтальные разъемы 13, необходимые для установки роторов внутри цилиндров при монтаже, а также для легкого доступа внутрь цилиндров при ревизиях и ремонтах. При монтаже турбины все плоскости разъемов нижних половин корпусов устанавливают специальным образом (для простоты можно считать, что все плоскости разъема совмещают в одной горизонтальной плоскости). При последующем монтаже ось валопровода помещают в эту плоскость разъема, что обеспечивает центровку — ось валопровода будет точно совпадать с осью кольцевых расточек корпусов. Этим будут исключены задевания ротора о статор, которые могут привести к тяжелой аварии.

Пар внутри турбины имеет высокую температуру, а ротор вращается во вкладышах на масляной пленке, температура масла которой как по соображениям пожаробезопасности, так и необходимости иметь определенные смазочные свойства, не должна превышать 100 °С (а температура подаваемого и отводимого масла должна быть еще ниже). Поэтому вкладыши подшипников выносят из корпусов цилиндров и размещают их в специальных строениях — опорах (см. поз. 45, 28, 7 на рис. 6.1). Таким образом, вращающиеся концы каждого из роторов соответствующего цилиндра необходимо вывести из невращающегося статора, причем так, чтобы с одной стороны исключить какие-либо (даже малейшие) задевания ротора о статор, а с другой — не допустить значительную утечку пара из цилиндра в зазор между ротором и статором, так как это снижает мощность и экономичность турбины. Поэтому каждый из цилиндров снабжают концевыми уплотнениями (см. поз. 40, 32, 19) специальной конструкции.

Турбина устанавливается в главном корпусе ТЭС на верхней фундаментной плите 36 (см. рис. 2.6). В плите выполняются прямоугольные окна по числу цилиндров, в которых размещаются нижние части корпусов цилиндров, а также осуществляется вывод трубопроводов, питающих регенеративные подогреватели, паропроводы свежего и вторично перегретого пара, переходный патрубок к конденсатору.

После изготовления турбина проходит контрольную сборку и опробование на заводе-изготовителе. После этого ее разбирают на более-менее крупные блоки, доводят до хорошего товарного вида, консервируют, упаковывают в деревянные ящики и отправляют для монтажа на ТЭС.

Монтаж турбины

Монтаж турбины осуществляют в следующем порядке. Сначала устанавливают нижнюю половину ЦНД 18 опорным поясом 15, расположенным по периметру обоих выходных патрубков ЦНД. ЦНД имеет собственные вваренные в них опоры ротора. Затем на перемычке между окнами под ЦВД и ЦСД и слева от окна под ЦВД размещают нижние половины корпусов опор соответственно 28 и 41. После этого на опоры подвешивают нижние половины корпусов наружных цилиндров 39 и 24, в них помещают статорные элементы и осуществляют центровку всех цилиндров турбины.

В опоры ротора вставляются нижние половины опорных вкладышей 42, 29, 23, 20 и 16, и на них опускают отдельные роторы. Их строго прицентровывают друг к другу и соединяют с помощью муфт 31 и 21.

Затем в верхние половины корпусов помещают необходимые внутренние статорные элементы и турбину закрывают. Для этого в отверстия на горизонтальные разъемы корпусов ввинчивают шпильки и опускают верхние половины (крышки — см., например, поз. 46 на рис. 6.1), после чего с помощью шпилек и специальных приспособлений верхние и нижние половины корпусов плотно стягиваются по фланцевым разъемам.

Аналогичным образом закрываются опоры роторов. После изоляции турбины, ограждения кожухом и многочисленных проверок ее доводят для состояния, пригодного к несению нагрузки.

При работе турбины пар из котла (см. рис. 2.2) по одному или нескольким паропроводам (это зависит от мощности турбины) поступает сначала к главной паровой задвижке, затем к стопорному (одному или нескольким) и, наконец, к регулирующим клапанам (чаще всего — 4). От регулирующих клапанов (на рис. 6.1 не показаны) пар по перепускным трубам 1 (на рис. 6.1 их четыре: две из них присоединены к крышке 46 внешнего корпуса ЦВД, а две других подводят пар в нижние половины корпуса) подается в паровпускную камеру 33 внутреннего корпуса ЦВД. Из этой полости пар попадает в проточную часть турбины и, расширяясь, движется к выходной камере ЦВД 38. В этой камере в нижней половине корпуса ЦВД имеются два выходных патрубка 37. К ним приварены паропроводы, направляющие пар в котел для промежуточного перегрева.

Вторично перегретый пар по трубопроводам поступает через стопорный клапан (не показан на рис. 6.1) к регулирующим клапанам 4, а из них — в паровпускную полость ЦСД 26. Далее пар расширяется в проточной части ЦСД и поступает в его выходной патрубок 22, а из него — в две перепускные трубы 6 (иногда их называют ресиверными), которые подают пар в паровпускную камеру ЦНД 9. В отличие от однопоточных ЦВД и ЦСД, ЦНД почти всегда выполняют двухпоточными: попав в камеру 9, пар расходится на два одинаковых потока и, пройдя их, поступает в выходные патрубки ЦНД 14. Из них пар направляется вниз в конденсатор. Перед передней опорой 41 располагается блок регулирования и управления турбиной 44. Его механизм управления 43 позволяет пускать, нагружать, разгружать и останавливать турбину.

Определение различий между турбокомпрессорами и нагнетателями

Часто о турбокомпрессорах и нагнетателях говорят одно и то же, и, несмотря на сходство между этими двумя устройствами, они также имеют некоторые ключевые различия в отношении их использования в легковых автомобилях.

Обе технологии относятся к категории систем принудительной индукции, которые позволяют двигателю транспортного средства производить больше мощности, чем эквивалентный двигатель без наддува.Это достигается за счет сжатия плотности воздуха в топливно-воздушной смеси перед его воспламенением в цилиндрах двигателя. Это создает значительный наддув, который может увеличить мощность двигателя до 50%.

Несмотря на то, что они используют одну и ту же концепцию принудительной индукции, основное различие между ними заключается в том, как питаются компоненты сжатия воздуха. Нагнетатель приводится в движение от коленчатого вала двигателя ремнем, валом или цепью, тогда как турбокомпрессоры получают свою мощность от турбины, которая собирает энергию от выхлопных газов двигателя.

Турбокомпрессоры

Проще говоря, турбокомпрессор — это воздушный насос, который позволяет накачивать в двигатель больше воздуха под более высоким давлением. Это повторяет эффект наличия большего цилиндра, но с большей эффективностью. Турбо состоит из двух отдельных секций; со стороны компрессора и со стороны турбины. Конец компрессора (или холодный конец) часто изготавливается из алюминия и выдерживает температуры до 70°C. Окружающий воздух всасывается в корпус компрессора, а колесо компрессора сжимает воздух и разгоняет его до очень высоких скоростей.

Турбинная часть (или горячая часть) изготовлена ​​из чугуна или нержавеющей стали и может нагреваться до 960°C, поскольку выхлопные газы вращают турбинное колесо со скоростью до 280 000 об/мин. Корпус турбины направляет выхлопные газы двигателя на лопатки турбинного колеса, и после прохождения через турбинное колесо газ выходит через выхлопную систему, как и в автомобилях без наддува.

Как только начинается процесс сгорания, создается непрерывный цикл, и турбонаддув использует отработанную энергию выхлопных газов.Большее количество воздуха в цилиндре также обеспечивает больший поток топлива в цилиндр и, следовательно, обеспечивает большую мощность.

Нагнетатели

Как упоминалось выше, нагнетатель механически приводится в действие двигателем и увеличивает количество воздуха, проходящего через впуск, сжимая воздух выше атмосферного давления без создания вакуума. Это нагнетает больше воздуха в двигатель, обеспечивая наддув, что, в свою очередь, позволяет добавить больше топлива в заряд и, следовательно, увеличивает мощность двигателя.Существует два основных типа нагнетателей. Нагнетатели с положительным рабочим объемом создают фиксированное давление, которое не сильно увеличивается по мере того, как двигатель увеличивает обороты. Динамические компрессоры, как следует из названия, создают большее давление по мере увеличения оборотов двигателя.

Сравнение турбокомпрессоров и нагнетателей

Помимо того, как работают эти два устройства (пояснено выше), еще одно ключевое различие заключается в том, что в то время как нагнетателю для работы требуется мощность двигателя, турбонагнетатель использует ненужную (выхлопную) энергию, создаваемую двигателем.Это означает, что в целом турбонагнетатели работают с более высокой эффективностью, используя энергию выхлопных газов, которая обычно теряется в двигателях без наддува и с наддувом.

Турбокомпрессоры

обеспечивают значительное увеличение мощности двигателей, особенно позволяя двигателям меньшего размера производить гораздо большую мощность по сравнению с их размером, одновременно обеспечивая лучшую экономию топлива. С другой стороны, турбонагнетатели, как правило, обеспечивают меньший наддув при более низких оборотах двигателя, в то время как турбонагнетатель раскручивается; так называемый турбо лаг.

Нагнетатели

также увеличивают мощность двигателя и, поскольку они приводятся в действие коленчатым валом двигателя, обеспечивают хорошую мощность при низких оборотах двигателя без каких-либо задержек. Компромисс заключается в снижении эффективности, поскольку нагнетатели используют мощность двигателя для производства мощности двигателя.

Причина, по которой турбонагнетатели чаще всего используются в Европе, заключается в том, что двигатели имеют небольшие размеры и стандартные четыре цилиндра. Нагнетатели могут обеспечивать наддув при более низких оборотах, чем турбокомпрессор, тогда как турбокомпрессор лучше всего работает при высоких оборотах двигателя.Турбокомпрессоры тише, а нагнетатели надежнее. Нагнетатели легче обслуживать, чем сложный турбонагнетатель.

В заключение, при сравнении нагнетателей с турбокомпрессорами нет явного победителя. Какой вариант лучше, зависит от самого автомобиля и от того, как он обычно используется. По мере развития автомобильных технологий всегда будет спрос как на производители, так и на клиентов, стремящихся к повышению мощности и экономии топлива.

 

с турбонаддувом против.Двигатели с двойным турбонаддувом — Carvilles Auto Mart

В чем разница между турбонаддувом и двойным турбонаддувом?

Эксперт по продуктам | Опубликовано в разделе «Часто задаваемые вопросы, советы и рекомендации» в понедельник, 10 августа 2020 г., в 7:12.

Двигатели с турбонаддувом и двигатели с двойным турбонаддувом

Если вы слышали о двигателях с турбонаддувом, вы, вероятно, слышали о двигателях с двойным турбонаддувом. Мы уже рассмотрели, что такое двигатели с турбонаддувом, поэтому давайте обсудим разницу между двигателями с турбонаддувом и двигателями с двойным турбонаддувом! Узнайте больше ниже!

Что означает наличие у двигателя двойного турбонаддува?

Турбокомпрессоры — это устройства с турбинным приводом, которые забирают воздух из выхлопных газов и перекачивают его обратно в камеру сгорания, обеспечивая двигателю больше воздуха, чем он мог бы получить естественным образом, что приводит к увеличению крутящего момента и эффективности.Двигатели с двойным турбонаддувом оснащены двумя турбонагнетателями, которые еще больше увеличивают подачу воздуха в двигатель.


Связанное содержимое: Способность буксировки Полутонные, трехчетвертные и полнотонные грузовики


Последовательные и параллельные турбодвигатели

Двигатели с двойным турбонаддувом содержат два турбонагнетателя, но тип двигателя с двойным турбонаддувом зависит от конфигурации. Существует два типа двигателей с двойным турбонаддувом — последовательные и параллельные.

  • Параллельные двигатели с двойным турбонаддувом оснащены двумя турбонагнетателями, которые работают одновременно и в равной степени распределяют обязанности по турбонаддуву за счет разделения цилиндров. Так, в двигателе V8 на каждый турбокомпрессор приходится четыре цилиндра. Эта конфигурация выгодна, потому что она уменьшает турбо-задержку.
  • Последовательные двигатели с двойным турбонаддувом используют два турбонагнетателя разных размеров. Меньший из двух отвечает за более низкие обороты двигателя, а больший — за высокие.С последовательными двойными турбонагнетателями водители испытывают больше острых ощущений и ускорения на более низких скоростях.

Вам также может понравиться: Как найти подходящий турбо-кит?


Существуют ли двигатели с более чем двумя турбонагнетателями?

Двигатели не ограничены максимум двумя турбонагнетателями. На самом деле, некоторые двигатели оснащены четырьмя турбонагнетателями, что означает, что они имеют три или четыре турбокомпрессора, работающих на повышение производительности. Эти системы особенно полезны для двигателей V12 или V16.

Магазин подержанных турбодвигателей в Гранд-Джанкшн, Колорадо

Если вы ищете недорогой, качественный подержанный автомобиль, ознакомьтесь с нашим ассортиментом в Carville’s Auto Mart в Гранд-Джанкшен, Колорадо! Мы предлагаем широкий выбор подержанных автомобилей, начиная от седанов и пикапов и заканчивая автодомами, а также практически любой тип кузова между ними. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, дайте нам знать! Надеемся вскоре вас увидеть!

  • Фейсбук
  • Твиттер
  • Пинтерест

Еще от Carville Auto Mart

Эта запись была размещена в понедельник, 10 августа 2020 г., в 7:12 и находится в разделе «Часто задаваемые вопросы, советы и рекомендации».Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через ленту RSS 2.0. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

В чем разница между нагнетателем и турбонагнетателем? | Новости

Нагнетатели и турбокомпрессоры служат для увеличения мощности двигателя за счет подачи в двигатель большего количества воздушно-топливной смеси, чем обычно, но они делают это по-разному.

Что такое нагнетатель?

Нагнетатель — это вращающийся воздушный насос, который приводится в движение самим двигателем через ременную или цепную передачу от коленчатого вала двигателя.

Связанный: Что происходит, когда вы заливаете свой автомобиль маслом?

Хотя нагнетатель потребляет некоторую мощность, чтобы заставить его вращаться, скорость вращения нагнетателя обычно прямо пропорциональна частоте вращения двигателя, поэтому добавочное давление, которое он обеспечивает, имеет тенденцию быть довольно постоянным, что приводит к быстрой и относительно линейной подаче мощности. Этот тип подачи мощности является основным преимуществом нагнетателя.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор, напротив, состоит из двух турбинных колес, чем-то напоминающих лопасти вентилятора, и приводится в движение давлением и теплом выхлопных газов двигателя.

Два турбинных колеса прикреплены к противоположным концам одного и того же вала, и каждое турбинное колесо находится в своей собственной камере. Одно колесо турбины вращается за счет давления и тепла выхлопных газов (иногда его называют горячей стороной), и оно вращает другое колесо турбины, которое создает давление в воздушно-топливной смеси (холодная сторона), нагнетая ее в цилиндры двигателя.

Однако, поскольку требуется время, чтобы вращать колеса турбины достаточно быстро, чтобы создать это дополнительное давление, увеличение мощности, которое оно обеспечивает, иногда требуется некоторое время, чтобы достичь после нажатия дроссельной заслонки.Это называется турбо лаг. Наоборот, иногда он может загореться при внезапном порыве движения, что может затруднить управление автомобилем.

Поскольку турбокомпрессор приводится в движение выхлопными газами, которые в любом случае выходят из двигателя, турбокомпрессор отбирает меньше энергии, чем нагнетатель, что является преимуществом, но также часто обеспечивает отсроченную нелинейную мощность, что в некоторых случаях является недостатком.

Усовершенствования турбокомпрессора

Тем не менее, некоторые присущие турбокомпрессору недостатки были, по крайней мере, частично устранены.Турбо-задержка и случайный скачок мощности были уменьшены за счет новой конструкции или использования двух турбин — одна или обе меньшего размера — вместо одной большой, поскольку меньшие раскручиваются быстрее. Эти двойные турбины особенно популярны в двигателях V-6 и V-8, поскольку на каждый из двух рядов цилиндров можно установить по одному турбонагнетателю. Эти достижения сделали турбокомпрессоры гораздо более популярными в последние годы.

Почему нагнетатели и турбокомпрессоры более мощные, чем традиционный двигатель

Двигатели без нагнетателя или турбокомпрессора называются без наддува.Когда один из поршней цилиндра опускается вниз на такте впуска, над ним образуется вакуум. Этот вакуум заполняется воздушно-топливной смесью, поступающей при нормальном атмосферном давлении около 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря.

Когда включается нагнетатель или турбокомпрессор, он нагнетает больше воздушно-топливной смеси, чем в противном случае всасывается, создавая более сильную реакцию, которая обеспечивает большую мощность. В обоих случаях величина дополнительного давления называется наддувом.

Если вы слышите выражение, что нагнетатель или турбокомпрессор производит 10 фунтов наддува, это означает, что он нагнетает топливно-воздушную смесь в цилиндр под давлением на 10 фунтов больше, чем при одном только атмосферном давлении в 14,7 фунтов.

Еще от Cars.com:

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней этической политикой Cars.com, редакторы и обозреватели не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей.Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Разница между турбокомпрессором и нагнетателем

Автолюбители часто говорят о турбонагнетателях и нагнетателях на одном дыхании. Оба соответствуют критериям систем принудительной индукции, которые сжимают воздух в топливно-воздушной смеси перед воспламенением. Это может дать до 50% прибавки к двигателю.

Однако

Турбокомпрессоры и нагнетатели работают по-разному.В этом посте мы расскажем о разнице между турбокомпрессорами и нагнетателями.

Турбокомпрессоры

Основное различие между турбонагнетателями и нагнетателями заключается в способе питания компонентов сжатия воздуха. Турбокомпрессор получает мощность от турбины, собирая энергию от выхлопной системы двигателя.

Турбокомпрессор имеет сторону турбины, а также сторону компрессора. Конец компрессора часто называют «холодным концом», и он предназначен для всасывания окружающего воздуха в корпус компрессора.Конец турбины (или «горячий конец») может достигать более 900 градусов по Цельсию. Турбинное колесо приводится в действие газами, которые обычно вентилируются через выхлопную систему, обеспечивая питание системы нагнетателя.

Этот процесс приводит к значительному увеличению мощности. Он может быть идеальным для питания небольших двигателей и может даже повысить общую эффективность двигателя и экономию топлива. Недостатком является то, что турбонагнетатели, как правило, обеспечивают меньшую мощность при более низких оборотах двигателя, а системе турбин требуется короткий период для разгона.Это широко известно как «турбо-лаг», хотя это компенсируется тем фактом, что турбокомпрессоры могут обеспечивать большую мощность на высоких скоростях.

Нагнетатели

В то время как турбонагнетатель получает мощность от турбины в выхлопной системе, нагнетатель получает мощность от коленчатого вала двигателя через ремень или цепь.

Нагнетатель сжимает воздух выше атмосферного давления, в результате чего в двигатель подается больше воздуха. Этот наддув позволяет добавлять в заряд больше топлива, увеличивая общую мощность двигателя.

Сегодня на рынке представлены два основных типа нагнетателей:

  • Нагнетатели объемного типа создают постоянное давление
  • Динамические компрессоры создают большее давление при увеличении оборотов

В отличие от турбонагнетателей, нагнетатели не имеют времени задержки, вырабатывая энергию непосредственно от самого двигателя.

Что лучше?

Нагнетатели и турбокомпрессоры имеют свои сильные и слабые стороны, и их ценность зависит от вашего автомобиля и того, что вы надеетесь получить.

Турбокомпрессоры лучше справляются с получением большей мощности от двигателей меньшего размера, и, поскольку они полагаются на выхлопную систему, они, как правило, работают намного эффективнее, чем нагнетатели. Недостатком является то, что им требуется больше времени для раскрутки перед подачей мощности, и они, как правило, менее эффективны при более низких оборотах двигателя.

Нагнетатели

обеспечивают постоянную мощность с момента запуска двигателя. Хотя они менее эффективны, чем турбокомпрессор, нагнетатель может обеспечивать постоянную мощность даже при работе на более низких оборотах двигателя.

Следовательно, ни то, ни другое на самом деле не «лучше». Ваш опыт работы с каждой из них будет зависеть от того, как вы решите сбалансировать преимущества и недостатки каждой системы.

В заключение

Нагнетатели и турбокомпрессоры увеличивают мощность двигателя с помощью различных механизмов. Нагнетатели приводятся в действие двигателем, а турбокомпрессоры — выхлопной системой. В то время как турбокомпрессоры, как правило, более эффективны, нагнетатели обеспечивают постоянную мощность в любое время, когда двигатель работает.

Турбины и нагнетатели: в чем разница?

Недовольны мощностью вашего двигателя внутреннего сгорания? Вы думали об установке турбонаддува или нагнетателя?

Поверьте нам, вы не будете разочарованы результатами. Читайте дальше, чтобы узнать, почему.

Что такое нагнетатель?

Нагнетатели — это специальные устройства, используемые в двигателях внутреннего сгорания для увеличения выходной мощности двигателя. По сути, они работают как своего рода компрессор или воздуходувка и используются для увеличения давления во впускном коллекторе и, следовательно, мощности двигателя.

Впускной коллектор, если вы не в курсе, это еще одна специальная часть двигателя, обеспечивающая равномерное распределение поступающего воздуха в цилиндры сгорания. Впускные коллекторы также имеют второстепенную цель охлаждения цилиндров, чтобы предотвратить повреждение двигателя от перегрева.

Нагнетатели могут поставляться в различных конфигурациях, включая корневую, двухвинтовую, TVS и центробежную. Нагнетатель

типа «Roots» установлен на двигатель AMV V8. Источник:  CZmarlin/Wikimedia Commons

В среднем нагнетатель может увеличить мощность примерно на 45 % по сравнению с исходными характеристиками двигателя и увеличить крутящий момент примерно на 30 %.Они также имеют тенденцию повышать эффективность использования топлива двигателем, поскольку процесс сгорания более эффективен.

Нагнетатели, как правило, используются в гоночных автомобилях или транспортных средствах, которые должны тянуть тяжелые грузы.

Как работает нагнетатель?

Как упоминалось ранее, нагнетатель используется для искусственного увеличения давления (плотности) воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания.

Большинство нагнетателей приводятся в действие ремнем, соединенным с коленчатым валом. Это, в свою очередь, приводит во вращение компрессор, который всасывает воздух, сжимает его, а затем выпускает во впускной коллектор.

СВЯЗАННЫЕ: MERCEDES-AMG ВЫВОДИТ ТЕХНОЛОГИИ F1 НА ДОРОГ С НОВЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ процентов больше воздуха в двигатель.

Когда воздух сжимается, он также нагревается. Это делает его менее плотным, поэтому он не расширяется так сильно во время взрыва в двигателе и не может создавать столько энергии при воспламенении от свечи зажигания.Таким образом, сжатый воздух также должен охлаждаться перед поступлением во впускной коллектор. Интеркулер используется для охлаждения воздуха, пропуская его через систему труб или трубок с воздушным или водяным охлаждением, например радиатор. Снижение температуры воздуха увеличивает плотность воздуха на входе в камеру сгорания.

Наличие большего количества кислорода позволяет сжигать больше топлива за цикл двигателя, что, в свою очередь, значительно улучшает работу, которую двигатель может выполнять, и общую выходную мощность двигателя.

В авиационных двигателях нагнетатели в основном используются для компенсации относительно более тонкой атмосферы на высоте и, следовательно, для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания во время полета.

Обзор универсального нагнетателя. Источник: PatriciaWrites/Wikimedia Commons

Нагнетатели могут приводиться в действие различными способами, но наиболее распространенным является механический привод с помощью ремней, шестерен, валов или цепей, приводимых в действие коленчатым валом главного двигателя.

Надежный ли нагнетатель?

Вы, вероятно, не удивитесь, узнав, что при увеличении количества сжигаемого топлива за определенный период времени внутренняя температура двигателя может значительно возрасти.Со временем это может привести к преждевременному износу чувствительных частей двигателя.

По этой причине нагнетатели, как и все системы принудительной индукции, могут сократить срок службы двигателя внутреннего сгорания.

Но это не единственный их недостаток. Они также склонны паразитически отбирать мощность у двигателя, одновременно увеличивая полезную мощность двигателя.

При этом у нагнетателей есть и некоторые неотъемлемые плюсы. Получая питание непосредственно от трансмиссии, они не обеспечивают запаздывания и обеспечивают постоянное увеличение мощности.

Они также являются быстрым и относительно простым способом увеличения мощности двигателя и, как правило, являются относительно дешевым решением проблемы.

Что такое турбокомпрессор?

Типовой турбокомпрессор в разрезе. Источник: Quentin Schwinn/Wikimedia Commons

Турбокомпрессоры, или турбонагнетатели, являются относительно новым и более эффективным устройством принудительной подачи воздуха для транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания. Технически это форма нагнетателя, турбины фактически представляют собой газовые компрессоры.

Они предназначены для повышения общей эффективности двигателя и заметного повышения его производительности.

Именно по этой причине все больше и больше автопроизводителей устанавливают их в качестве стандартных на многие свои автомобили, особенно на дизельные двигатели. Точная мощность двигателя и отношение мощности к весу могут быть заметно увеличены за счет турбонаддува.

Впервые они стали использоваться примерно в середине 1910-х годов и назывались турбокомпрессорами. Эти ранние «турбины» использовались в радиальных авиационных двигателях для увеличения их мощности в разреженном воздухе на больших высотах.Позже это название было сокращено сначала до турбокомпрессора, а затем до «турбо», как их чаще называют сегодня.

Турбины могут обеспечить впечатляющее увеличение мощности и крутящего момента двигателя примерно на 20–30 % . При определенных условиях это может быть увеличено до 50% при максимальной мощности двигателя.

Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессоры, как и их предшественники, нагнетатели, искусственно увеличивают плотность/давление всасываемого воздуха, чтобы обеспечить более высокое соотношение воздуха и топлива в цилиндрах двигателя.В отличие от нагнетателей, турбокомпрессоры питаются от выхлопных газов двигателя.

Турбокомпрессор Garrett в разрезе. Источник: Ton1-/Wikimedia Commons

Это достигается за счет особой конструкции турбонагнетателя. Каждая из них состоит из двух основных половин, соединенных между собой валом. Одна сторона турбокомпрессора принимает горячие выхлопные газы, которые затем используются для вращения турбины и соединительного вала. Это часто называют «турбинной секцией».

Затем этот вал вращает другую турбину в другой половине турбонагнетателя, называемой «секцией компрессора», для всасывания и повышения давления всасываемого воздуха перед подачей в цилиндры сгорания двигателя.Именно это сжатие всасываемого воздуха обеспечивает двигателю увеличение мощности и эффективности использования топлива, поскольку в процессе сгорания доступно больше воздуха.

Это, в свою очередь, означает, что за цикл можно добавлять больше топлива и, следовательно, вырабатывается больше энергии.

Из-за того, как они приводятся в действие, турбокомпрессоры часто называют источником «бесплатной мощности» для двигателя. Как и нагнетатели, они также часто устанавливаются на авиационные двигатели, где они могут повысить эффективность двигателей в относительно более тонкой атмосфере на высоте.

Важно отметить, что, хотя они и улучшают топливную экономичность двигателя, это только в том случае, если двигатель был разработан для одного из них. Автопроизводители обычно оснащают двигатели меньшего размера турбокомпрессором, чтобы обеспечить такую ​​же выходную мощность, но меньший расход топлива, чем двигатели большего размера.

В качестве примера возьмем 2,5-литровый (84 унции) рядный 4-цилиндровый безнаддувный двигатель. Если вы уменьшите его рабочий объем до 1,4 литра (47 унций) , а затем установите на него турбонаддув, получившийся двигатель будет иметь такую ​​же, а не лучшую производительность и использовать часть топлива.

Судовой шестицилиндровый дизель среднего размера с турбокомпрессором и выхлопом на переднем плане. Источник: Бернд Зикер/Wikimedia Commons

Каковы недостатки турбокомпрессоров?

Турбокомпрессоры — отличный комплект, но не без проблем. Основная проблема заключается в том, что они выделяют тепло.

Поскольку они питаются от горячих выхлопных газов двигателя, они очень быстро нагреваются, особенно когда двигатель работает на пределе своих возможностей. Однако есть способы компенсировать это, например, установить дополнительные вентиляционные отверстия вокруг турбонагнетателя.

Другая проблема с турбонагнетателями заключается в том, что они могут страдать от запаздывания. Это задержка между увеличением дроссельной заслонки (требующей большей мощности) и фактическим получением желаемого наддува.

Это особенно важно при низких оборотах двигателя, так как на ведущую половину турбонагнетателя поступает не так много выхлопных газов. По этой причине требуется некоторое время, чтобы разогнать турбокомпрессор.

В чем разница между турбокомпрессором и нагнетателем?

Вы, вероятно, уже поняли различия между ними, но для простоты поиска основные различия между ними включают: —

  • У нагнетателей нет запаздывания, а у турбонагнетателей есть.Это связано с характерным способом питания любого устройства. Первый приводится в движение непосредственно карданным валом двигателя, а второй использует для питания выхлопные газы двигателя. Производители турбин неустанно работали в течение года, чтобы уменьшить «турбо-лаг», но он все еще заметен.
Нагнетатель самолета. Источник: Robbie Sqroule/Flickr
  • Нагнетатели в целом менее эффективны. Поскольку они отбирают мощность у двигателя, они не обеспечивают такой же «окупаемости», как турбокомпрессор.
  • Нагнетатели обычно работают при более низких температурах по сравнению с турбонагнетателями. В первую очередь это связано с тем, что в турбинах используются горячие выхлопные газы двигателя.
  • И турбонагнетателям, и нагнетателям для оптимальной работы обычно требуются промежуточные охладители. Эти компоненты используются для охлаждения входящего воздуха перед его подачей в двигатель. Вообще говоря, более холодный всасываемый воздух означает лучшую производительность.
  • Нагнетатели относительно проще в установке, чем турбины, они также лучше подходят для двигателей с меньшим рабочим объемом.
  • Турбины относительно сложнее в установке и лучше всего подходят для двигателей с большим рабочим объемом.

Что эффективнее: нагнетатель или турбокомпрессор?

Ответ на этот вопрос зависит, в конечном счете, от рассматриваемого двигателя. Как упоминалось ранее, для небольших двигателей нагнетатель обычно является лучшим выбором, и наоборот для более крупных двигателей.

При этом автопроизводители склонны падать на сторону турбокомпрессора. Они определили, что турбодвигатели являются лучшим выбором, особенно с точки зрения топливной экономичности.Турбины позволили автопроизводителям заменить многие из своих двигателей V-6 более эффективными рядными четырехцилиндровыми двигателями, чтобы обеспечить эквивалентную мощность.

Электрический турбонагнетатель. Источник: Mercedes-Benz

. Но это может быть лишь временным доминированием турбонаддува. Недавно был представлен новый тип нагнетателя — электрический нагнетатель.

Эти нагнетатели состоят из электродвигателей, используемых для вращения компрессора, чтобы обеспечить импульс крутящего момента на низких оборотах для двигателя.Их можно найти на некоторых современных моделях автомобилей, таких как Mercedes-AMG CLS53 и E53 2019 года.

Хотя это захватывающая разработка, на рынке, вероятно, какое-то время будут доминировать турбодвигатели.

Различия между турбокомпрессором и нагнетателем (с таблицей) – спросите о различиях

Автомобиль, спортивный автомобиль, грузовик, поезд, самолет или даже двигатель строительной техники имеют одну общую черту – они работают на двигателях. Чтобы повысить мощность своих двигателей, производители автомобилей приготовились вступить в войну за лошадиные силы.Чтобы увеличить экономию топлива и повысить мощность двигателя, были изобретены беспрецедентные турбокомпрессор и нагнетатель.

Сравнение турбонагнетателя и нагнетателя

Основное различие между турбокомпрессором и нагнетателем заключается в том, что турбонагнетатель представляет собой систему принудительной индукции, которая использует мощность выхлопных газов для сжатия атмосферного воздуха и подачи его в камеру сгорания, а нагнетатель также система принудительной индукции, которая приводится в действие двигателем, что означает, что она работает механически с использованием ремня, цепи или вала, который напрямую связан с коленчатым валом двигателя.

Турбокомпрессор похож на турбину, которая использует выхлопные газы для сжатия атмосферного воздуха и направляет воздух в камеру сгорания, тем самым повышая производительность двигателя. Вместо того, чтобы выбрасывать выхлопные газы из камеры сгорания впустую, турбокомпрессор использует их с помощью трех вентиляторов, два из которых расположены на одном валу, а другой — во впускном отверстии автомобиля, который всасывает воздух в двигатель.

Нагнетатель обычно используется в спортивных автомобилях.Он работает механически и повышает плотность и давление воздуха, поступающего в двигатель. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем больше вырабатывается мощность. Нагнетатель имеет ремень, цепь или вал, соединенный с коленчатым валом двигателя, и его основная функция заключается в повышении выходной мощности.

Сравнение между турбокомпрессором и наглушками
Параметры сравнения TurboCargarger Supercharger
Источник энергии Турбонагнетатель использует выпущенные выхлопные газы для энергии нагнетатель соединен с коленчатым валом двигателя для получения энергии
Скорость вращения Раскручивается до скорости 150000 об/мин Раскручивается до скорости 50000 об/мин
Звук Излучение 6 Уровень шума ниже, чем у нагнетателя Уровень шума больше, чем у турбокомпрессора
Температура сжатого воздуха Температура сжатого воздуха в турбонагнетателе достаточно высокая Температура сжатого воздуха ниже
Вращение компрессора Турбина вращает компрессор В нагнетателе ремень соединен с коленчатым валом двигателя, и этот коленчатый вал двигателя вращает компрессор.

Что такое турбонагнетатель?

Турбокомпрессор представляет собой систему принудительной индукции, которая использует мощность выхлопных газов, выбрасываемых камерой сгорания, и повышает мощность двигателя.

История турбокомпрессоров восходит к 1800-м годам, когда Готлиб Даймлер экспериментировал с принудительной индукцией. Это было в 1905 году, когда швейцарский инженер Альфред Буши запатентовал свой автомобильный усилитель мощности. Впоследствии аналогичные прототипы использовались в самолетах, дизельных кораблях и транспортных средствах.Испытания показали, что эти надстройки двигателя могут повысить выходную мощность, снизить выбросы и улучшить экономию топлива.

Турбокомпрессор состоит из двух вентиляторов, расположенных на одном валу. Один вентилятор расположен на пути выбрасываемых выхлопных газов из камеры сгорания. Выходящие выхлопные газы запускают крыльчатку, которая, в свою очередь, заставляет вращаться другой вентилятор, расположенный на валу. Есть также третий вентилятор, который расположен в воздухозаборнике автомобиля, и именно тяга этого вентилятора втягивает воздух в двигатель.

Воздух, всасываемый в двигатель, сжат и подогрет. Поэтому он менее плотный. Теплообменник охлаждает воздух перед подачей в цилиндры.

Функциональность турбокомпрессора можно охарактеризовать как циклическую. Это связано с тем, что выхлопные газы вращают турбины, которые всасывают больше воздуха. Этот воздух, в свою очередь, всасывает больше топлива, а когда топливо сгорает, образуются выхлопные газы — это непрерывный процесс.

В турбонаддуве есть оборудование для изменения смога, которое помогает снизить выбросы углерода.

Турбокомпрессор требует тщательного обслуживания и временами зависает из-за прерывистой подачи энергии.

Что такое нагнетатель?

Нагнетатель — это система принудительного впуска, которая часто используется в спортивных автомобилях. Он работает механически с помощью ремня, цепи или вала, соединенного с коленчатым валом двигателя. В качестве воздушного компрессора его основная роль заключается в повышении плотности и давления воздуха, поступающего в двигатель.

Первый прототип нагнетателя был создан Г.Джонс из Бирмингема около 1849 года. Он был запатентован братьями Рут в 1860 году. В 1885 году Готлиб Даймлер запатентовал нагнетатель, который он использовал в двигателе внутреннего сгорания. В 1902 году Луи Рено получил патент на центробежный нагнетатель. Проведенные испытания доказали, что нагнетатель, установленный в гоночном автомобиле, может значительно повысить его мощность. Mercedes в 1920-х годах стал первой автомобильной компанией, выпустившей серию автомобилей с нагнетателем.

Нагнетатель работает как обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором воздух и топливо смешиваются в камере сгорания и заставляют поршень двигаться — чем больше топлива и воздуха сгорает, тем больше мощность.Но нагнетатель обеспечивает больше сжатого воздуха.

Нагнетатели бывают трех типов: корневого типа, двухвинтового нагнетателя и центробежного нагнетателя.

Mercedes успешно разработал электрический нагнетатель, который больше не зависит от двигателя.

Нагнетатель не имеет вестгейта. Поэтому выбросы смога высоки. Он также громче, чем турбо.

Температура сжатого воздуха в нагнетателе меньше, и в большинстве случаев промежуточный охладитель не требуется.Однако для некоторых типов нагнетателей требуются промежуточные охладители.

Нагнетатель прост в обслуживании. Он страдает от незначительного запаздывания, поскольку коленчатый вал непрерывно подает энергию.

Основные различия между турбонагнетателем и нагнетателем
  1. Турбокомпрессор получает энергию от выбрасываемых выхлопных газов. Напротив, нагнетатель получает энергию от коленчатого вала двигателя, к которому он напрямую подключен.
  2. Турбокомпрессор не соединен напрямую с двигателем, тогда как нагнетатель напрямую соединен с двигателем ремнем, цепью или валом.
  3. В то время как турбокомпрессор обеспечивает лучший наддув при высоких оборотах, нагнетатель обеспечивает лучший наддув при более низких оборотах.
  4. Если турбокомпрессору требуется промежуточный охладитель для снижения температуры сжатого воздуха, то для нагнетателя промежуточный охладитель не всегда требуется, и это зависит от типа нагнетателя.
  5. Турбокомпрессор имеет оборудование для изменения смога, которое снижает выбросы углерода; однако у нагнетателя нет вестгейта. Поэтому выбросы смога высоки.

Заключение

Турбокомпрессоры и нагнетатели представляют собой системы принудительной индукции, которые могут увеличить мощность двигателя и улучшить его характеристики. Тем не менее, они отличаются друг от друга своей конструкцией, функциональностью, мощностью, эффективностью использования топлива, уровнем шума, выбросами смога и т. д. Благодаря турбонагнетателям и нагнетателям обычные двигатели теперь превратились в машины, обладающие огромной мощностью и эффективностью.

Большинство гоночных автомобилей Формулы-1 используют нагнетатели для увеличения общей скорости автомобиля.Турбокомпрессоры могут использоваться в различных целях. Помимо использования в качестве надстройки к двигателю автомобиля, они также могут использоваться в строительном инструменте с приводом от двигателя. Именно благодаря этим двум событиям мир стал свидетелем истинной сущности «скорости».

Ссылки
  1. https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
  2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/ pii/S01968

    311463

В чем разница между турбонагнетателем и нагнетателем?

Улучшение характеристик автомобиля должно быть приоритетом для большинства автолюбителей.Когда люди думают, как улучшить характеристики своего автомобиля, установка турбокомпрессора или нагнетателя является одним из вариантов, от которого люди не могут отказаться.

Однако многие люди не видят разницы, когда дело доходит до выбора наилучшего метода повышения мощности. На самом деле, эти две технологии имеют явные различия в различных аспектах.

Что такое турбокомпрессор?

Одним из важных элементов турбокомпрессоров являются турбины. Когда выхлопные газы проходят через турбину и вращают ее, турбина сжимает воздух и нагнетает его во впускной коллектор двигателя.То есть двигатель и турбина вращаются быстрее, чем раньше, благодаря чему в двигатель можно направить больше воздуха и увеличить мощность на 25–40 %.

Система не сразу увеличила мощность. Основная причина заключается в том, что турбине с выхлопным приводом требуется время, чтобы раскрутиться, и турбина должна вращаться с определенной скоростью, поэтому система часто испытывает задержку во время процесса.

Турбокомпрессор использует выхлопные газы, создаваемые системой двигателя

Что такое нагнетатель?

Нагнетатель также является компонентом, соединяющим двигатель.Он очень похож на турбокомпрессор, нагнетатель крутится вместе с вращением коленчатого вала двигателя, который будет сжимать воздух и нагнетать его в двигатель. Однако нагнетатели могут генерировать больше мощности, чем турбонагнетатели, поскольку они напрямую связаны с двигателем, но это также делает нагнетатели менее эффективными. Кроме того, нагнетатель выделяет больше дыма, чем турбонагнетатель, поскольку он не использует перепускной клапан.

Сравнение турбокомпрессора и нагнетателя

Ключевое различие между турбокомпрессором и нагнетателем заключается в том, что нагнетателю требуется мощность двигателя, а турбонагнетатель использует выхлопные газы, создаваемые двигателем.В целом, турбокомпрессор более эффективен. Кроме того, турбокомпрессоры также производят больше мощности для двигателей меньшего размера и одновременно обеспечивают лучшую экономию топлива.

С другой стороны, как мы упоминали выше, нагнетатели увеличивают мощность двигателя без задержки, поскольку они приводятся в действие коленчатым валом двигателя. Кроме того, нагнетатель также является быстрым решением для увеличения мощности в больших двигателях с большим количеством цилиндров. Кроме того, многие люди утверждают, что нагнетатель может иметь более длительный срок службы и меньший тепловой износ, чем турбокомпрессор.

Турбокомпрессор может сбалансировать топливную экономичность и эффективность

Подводя итог, можно сказать, что в сравнении нагнетателей и турбонагнетателей нет явного победителя. Для тех, кто хочет сбалансировать производительность с экономией топлива и эффективностью, лучшим выбором будет турбокомпрессор. Для людей, которые больше заинтересованы в простом решении сырой лошадиной силы, нагнетатель больше подходит.

Это также зависит от самого автомобиля и от того, как он обычно используется. По мере развития автомобильных технологий как у производителей, так и у клиентов всегда будет потребность в поиске мощности и эффективности использования топлива.

Турбокомпрессор MaXpeedingRods

Компания MaXpeedingRods всегда стремилась производить высококачественные турбокомпрессоры для клиентов в течение последних 15 лет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.