TURBOforum.pl to specjlistyczne forum dyskusyjne poświęcone tematyce turbosprężarek samochodowych. Znajdziesz tutaj informacje dotyczące wszystkich producentów turbosprężarek: Garrett, Honeywell, BorgWarner, Vaico, Elring, Pierburg, Motair Turbolader, Schlutter Turbolader, Holset, IHI, Mitsubishi, Schwitzer itp. Na forum znajdziesz również ciekawe artykuły oraz porady dotyczące turbosprężarek samochodowych: zasady działania turbosprężarek, przyczyny awarii turbosprężarek, diagnostyka turbosprężarki, instrukacje montażu turbosprężarki, regenaracja turbosprężarki. Twoje auto gwiżdże, traci moc? To miejsce dla Ciebie!


Dzisiaj jest 28 paź 2021, 13:24


Strefa czasowa UTC+2godz.





Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 
Autor Wiadomość
|X|
Post: 18 lis 2012, 22:50 
Rozwiązanie wprowadzone przez Volkswagena polega na równoczesnym zastosowaniu kompresora i turbosprężarki dla zwiększenia sprawności samochodowego silnika z bezpośrednim wtryskiem benzyny.

W układzie dolotowym silnika VW TSI 1,4 L sprężarka z napędem mechanicznym, zwana tu kompresorem, została połączona szeregowo z turbosprężarką napędzaną spalinami. Pierwsze z tych urządzeń zwiększa ciśnienie powietrza dostarczanego do cylindrów przy niskich, a drugie – przy wysokich obrotach wału korbowego. W fazie przejściowej (do około 3500 obr./min) pracują oba. Pozwala to na uzyskanie stabilnego momentu obrotowego o wartości 240 Nm w zakresie od 1750 do 4500 obr./min, a dodatkowo również na obniżenie zużycia paliwa o około 6%.

Do tak korzystnej charakterystyki silnika przyczyniają się poza tym kolektory dolotowe o zmiennej długości, zmienne fazy, a także podział ogólnej pojemności skokowej na kilka stosunkowo małych cylindrów, co zmniejsza tarcie wewnętrzne silnika.

Kompresor i turbosprężarka

Dotychczas w konstrukcjach silników doładowywanych urządzenia te konkurowały ze sobą, ponieważ każde z nich wykazywało odmienne zalety i wady.

Kompresor z napędem mechanicznym zapewnia już przy niskich obrotach wału korbowego wysokie ciśnienie doładowania i szybki jego wzrost w miarę zwiększania prędkości obrotowej, co przekłada się bezpośrednio na korzystną charakterystykę momentu obrotowego. Napęd kompresora można włączać i wyłączać sprzęgłem elektromagnetycznym, zależnie od aktualnej potrzeby. Jednak nawet przy tak oszczędnym stosowaniu zużywa on pewną część energii mechanicznej dostarczanej przez silnik pojazdu.

Do napędu turbosprężarki wykorzystywane są wyłącznie gazy spalinowe, które obracają jej turbinę, zamiast uchodzić bezużytecznie do atmosfery. Dlatego energia potrzebna do sprężania powietrza nie obciąża energetycznego bilansu silnika. Jednak w przypadku małych silników ciśnienie ładowania wytwarzane przy niskich prędkościach obrotowych nie wystarcza do uzyskania istotnego przyrostu momentu obrotowego. Wadą turbosprężarek jest także ich wysokie obciążenie termiczne.

Charakterystyki zewnętrzne dwu wersji silnika VW TSI 1,?4 l
Obrazek
Rys.: Charakterystyki zewnętrzne dwu wersji silnika VW TSI 1,4 l

Schemat podwójnego doładowania

Świeże powietrze jest zasysane do cylindrów zawsze poprzez filtr i główną przepustnicę, dozującą intensywność przepływu gazów. Gdy wraz z wałem korbowym obraca się koło pasowego napędu dodatkowego osprzętu, napędzane jest również sprzęgło elektromagnetyczne, połączone kolejnym paskiem z wałem mechanicznego kompresora. Za kompresorem, w przewodzie dolotowym, znajdują się czujniki ciśnienia i temperatury powietrza. Komorę wirników sprężarki omija przewód obejściowy z umieszczoną w nim przepustnicą regulującą ciśnienie mechanicznego doładowania.

Przez turbosprężarkę przechodzi przewód dolotowy i wydechowy silnika. Pierwszy – przez wirnik sprężarki, a drugi – przez wirnik turbiny. Wirniki osadzone są na wspólnym wale. Zarówno turbinę, jak i sprężarkę omijają zamykane zaworami kanały obejściowe. Pierwszy służy do regulacji ciśnienia spalin działających na wirnik turbiny i uruchamiany jest siłownikiem pneumatycznym reagującym na ciśnienie powietrza doładowującego, według zależności wyznaczanej przez elektromagnetyczny zawór dozujący. W obejściu sprężarki też umieszczony jest zawór bocznikujący ją w okresach niskiego ciśnienia spalin napędzających turbinę. W dalszej części układu dolotowego zainstalowana jest chłodnica powietrza doładowującego oraz czujniki jego ciśnienia i temperatury. Tuż przed rozdziałem przewodu na poszczególne cylindry przepływem powietrza steruje przepustnica główna, a za nią mamy kolejną (już trzecią) parę czujników ciśnienia i temperatury.

Schemat podwójnego doładowania
Obrazek
Rys.: Schemat podwójnego doładowania

Zakresy pracy urządzeń doładowujących

W zależności od zapotrzebowania na moment obrotowy główny sterownik silnika decyduje o tym: czy, kiedy oraz w jaki sposób ma być wytwarzane ciśnienie doładowania. Gdy przy niższych prędkościach obrotowych wału korbowego turbosprężarka jest jeszcze za mało wydajna, całość lub część jej zadań realizuje kompresor.
Zakresy pracy obu urządzeń doładowujących

Dlatego na wykresie występują obszary:

pracy ciągłej kompresora (kolor niebieski) do prędkości obrotowej 2400 obr./min (ciśnienie doładowania jest wtedy regulowane przepustnicą w przewodzie obejściowym kompresora);
okresowej pracy kompresora (kolor jasnoniebieski), wspomagającego w ten sposób turbosprężarkę do 3500 obrotów wału korbowego na minutę (np. podczas energicznego przyspieszania, gdy turbosprężarka reaguje z opóźnieniem na otwarcie przepustnicy głównej);
pracy samej turbosprężarki (kolor zielony) w zakresie 3500-4500 obr./min.
Obrazek
Rys.: Zakresy pracy obu urządzeń doładowujących

Taki system pozwala więc utrzymywać prawie stałe ciśnienie doładowania o wartości około 2,5 bara przy prędkościach obrotowych silnika od 1750 do 4500 obr./min. Wartość w przybliżeniu stałą, równą 240 Nm, ma wówczas także moment obrotowy. Powyżej 4500 obr./min (w przypadku tego konkretnego silnika) moment obrotowy stopniowo spada, co widać na załączonym wykresie.

Urządzenie sterujące pracą silnika zapewnia mu zasilanie świeżym powietrzem stosownie do aktualnego obciążenia (potrzebnego momentu obrotowego i prędkości obrotowej). W niektórych warunkach turbosprężarka może się okazać za mało wydajna, by zapewnić odpowiednie ciśnienie doładowujące. Wówczas sterownik silnika włącza dodatkowo kompresor. Bywa to szczególnie potrzebne przy niskich prędkościach obrotowych wału korbowego i zwiększonym momencie obrotowym.

Poszczególne zakresy pracy

Przy niewielkim obciążeniu i niskich obrotach silnika powietrze zasysane swobodnie do jego cylindrów przepływa przez całkowicie otwartą przepustnicę w przewodzie obejściowym kompresora i przez turbosprężarkę. Chociaż turbosprężarka (napędzana gazami spalinowymi) już pracuje, jednak nie zwiększa jeszcze ciśnienia przepływającego przez nią powietrza, ale też jego ilość jest w zupełności wystarczająca.

Obrazek

Podwójne doładowanie

Przy zwiększonym obciążeniu i małych (do 2400 obr./min) prędkościach obrotowych powietrze przepływa przez kompresor, gdzie następuje jego sprężanie, a następnie przez turbosprężarkę, która je dodatkowo spręża do kolektora ssącego. Ma to miejsce np. w czasie gwałtownego przyspieszania lub pokonywania wzniesień. Wytwarzane przez kompresor ciśnienie doładowania (około 1,75 bara) mierzone jest czujnikiem i regulowane przepustnicą w przewodzie obejściowym.
Zasady regulacji ciśnienia doładowania

Ciśnienie doładowania za turbosprężarką mierzy inny czujnik, znajdujący się za chłodnicą powietrza (intercoolerem). Jeśli przepustnica główna jest całkowicie otwarta, w kolektorze dolotowym panuje ciśnienie o maksymalnej wartości 2,5 bara.

W czasie pracy przy dużym obciążeniu i większych (2400-3500 obr./min), lecz stałych prędkościach obrotowych ciśnienie doładowania uzyskiwane jest z samej turbosprężarki. Gdy jednak zachodzi potrzeba intensywnego przyspieszenia, turbosprężarka ze względu na swą bezwładność nie może natychmiast zwiększyć ciśnienia, więc sterownik silnika włącza na odpowiedni czas kompresor. Odbywa się to za pomocą opisanego już wcześniej sprzęgła elektromagnetycznego i poprzez równoczesne przymknięcie przepustnicy w przewodzie obejściowym kompresora. Potem ciśnienie wzrasta już dzięki zwiększającej się wydajności turbosprężarki.
Rys.: Zasady regulacji ciśnienia doładowania
Obrazek
Podczas szybszej jazdy w zakresie wyższych (powyżej 3500 obr./min) prędkości obrotowych silnika pracuje tylko turbosprężarka. Wtedy przepustnica w przewodzie obejściowym kompresora jest całkowicie otwarta, podobnie jak przepustnica główna. Ciśnienie doładowania uzyskiwane przez samą turbosprężarkę jest też regulowane w granicach 2,0 barów dzięki czujnikowi mierzącemu jego wartość i zaworowi pneumatycznemu ze sterowaniem elektromagnetycznym, który ogranicza ciśnienie spalin napędzających turbinę.

Rozwiązania konstrukcyjne

Kompresor przykręcony jest do kadłuba silnika. Jego napęd uzyskuje się z przekładni pasowej, napędzającej również pompę układu chłodzenia. Kompresor uruchamia sprzęgło elektromagnetyczne znajdujące się w kole pasowym jego napędu. Śrubowe wirniki kompresora obracają się pięciokrotnie szybciej niż wał korbowy, uzyskując maksymalną prędkość 17 500 obr./min. Maksymalne ciśnienie, jakie może wytworzyć kompresor, wynosi około 1,75 bara. Regulacja tego ciśnienia odbywa się przez odpowiednie ustawienie przepustnicy w przewodzie obejściowym kompresora. Kiedy przepustnica jest całkowicie zamknięta, a kompresor włączony, wówczas przez jego wirniki przepływa cała objętość powietrza zużywanego przez silnik.

Tak sprężone powietrze podawane jest przewodem do turbosprężarki. Jeśli ciśnienie powietrza w tym przewodzie jest zbyt wysokie, zostaje ono skorygowane przez odpowiednie otwarcie przepustnicy obejściowej. Wtedy część sprężonego powietrza kierowana jest do turbosprężarki, a reszta wraca na stronę ssącą kompresora.

Turbosprężarka łączy się z przewodem dolotowym i wydechowym silnika. Jej części ze względu na wysoką temperaturę spalin wykonane są z żaroodpornej stali stopowej. Ciepło z łożysk wału turbosprężarki odprowadzane jest przez odpowiedni obieg płynu chłodzącego, a ich smarowanie odbywa się za pomocą oleju dostarczanego przez zamknięty obieg ciśnieniowy. Do regulacji wydajności i ciśnienia doładowania służą zawory w przewodach obejściowych turbiny i sprężarki.

Obrazek

Podwójne doładowanie zrodlo e autonaprawa pl


Zgłoś ten post
Na górę
   
Odpowiedz z cytatem  
 
|X|
Post: 09 cze 2020, 8:58 
Bardzo ciekawy artykuł.
Mamy rok 2020 i niestety po ośmiu latach nie zachowały się obrazki.
Mam zatem prośbę o odświeżenie tematu i dołączenie rysunków.


Zgłoś ten post
Na górę
   
Odpowiedz z cytatem  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 

Odpowiedz
Nazwa użytkownika:
Tytuł:
Treść wiadomości:

Emotikony
:D :) ;) :( :o :shock: :? 8-) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: :geek: :ugeek:
Rozmiar czcionki:
Kolor czcionki
Opcje:
Wyłącz BBCode
Wyłącz emotikony
Wyłącz przetwarzanie odnośników
Potwierdzenie wysłania postu
Aby zapobiec automatycznemu zamieszczaniu postów, witryna wymaga wpisania kodu potwierdzającego. Kod jest widoczny na obrazku poniżej. Jeśli występują problemy z jego odczytaniem, należy skontaktować się z .
Kod potwierdzający:
Wprowadź kod dokładnie tak, jak jest wyświetlony na obrazku. Wielkość znaków nie ma znaczenia.
   

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 0 gości


Możesz tworzyć nowe tematy
Możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

 Podobne tematy
 Tytuł tematu   Forum   Autor   Odpowiedzi 
 Jakie turbosprężarki stosowane są w silnikach 1.5 dCi?  Renault turbosprężarki  Anonymous  2
 Początki turbodoładowania w silnikach benzynowych  Różne temety powiązane z turbosprężarkami  Anonymous  0
 Kolektor wydechowy - budowa działanie w silnikach turbo  Różne temety powiązane z turbosprężarkami  Anonymous  0
 Turbosprężarki w silnikach zapłonem ZS i ZI  Budowa zasada działania układów turbodoładowania (turbosprężarki samochodowe)  Anonymous  0
 Turbosprężarka SAAB 9-5 w nowych silnikach  Saab turbosprężarki  Anonymous  0
Przejdź do:  

cron > • Powered by phpBB3 © 2007 phpBB Group