КПД двигателей турбокомпрессоров

Глобальное потепление реально. В связи с повышением температуры поверхности земли и увеличением ежегодного поступления углекислого газа в атмосферу, природоохранные агентства, такие как Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Министерство охраны окружающей среды и изменения климата Канады (ECCC), продолжают применять все более строгие меры контроля за транспортными средствами. стандарты выбросов, расход топлива и повторное использование паров.

Из-за этого производители вынуждены делать свои автомобили все более и более эффективными, а это приводит к увеличению мощности при меньшем количестве цилиндров. Как лучше всего это сделать? В итоге турбокомпрессор. Или нагнетатель (совершенно другой зверь, но похожая концепция). Или оба… но подождите, что такое турбокомпрессор? Как это работает, и получаем ли мы что-то даром?

Что такое турбокомпрессор и как он работает?

Двигатель внутреннего сгорания можно представить себе как гигантский воздушный насос. На впуске воздух попадает в цилиндры, где смешивается с топливом, сжимается поршнем и воспламеняется. В результате взрыва поршень возвращается вниз на такте рабочего хода, а последующий такт выпуска происходит на обратном ходе, и к этому времени процесс повторяется. Одна вещь в этом совершенно очевидна; весь процесс включает движение газов и паров.

Лучший способ сделать что-то эффективным — это улучшить его ключевой аспект, поэтому в основном это то, что делает турбокомпрессор. Он состоит из двух турбин, одной на выхлопе и одной на впуске. Выхлопные газы двигателя приводят в действие всасывающую турбину, которая, в свою очередь, увеличивает объем и давление воздуха, поступающего в двигатель. Больше воздуха означает лучшее, более эффективное сгорание и, следовательно, лучшую производительность.

Когда впервые появились турбокомпрессоры?

Концепция турбонаддува не нова; первый патент на систему был выдан в конце 1800-х годов швейцарским инженером, который впоследствии использовался в первых судовых дизельных средах для увеличения мощности. Однако вскоре на это обратила внимание все еще инфантильная область авиации, поскольку увеличение давления и объема воздуха можно использовать для компенсации разреженности атмосферы на больших высотах. General Electric вскоре начала использовать этот принцип для большей части американских самолетов Второй мировой войны, и полученное в результате повышение производительности намного перевешивало затраты на производство дополнительных компонентов. Прошло совсем немного времени, прежде чем с этой технологией начали экспериментировать на рынке высокопроизводительных автомобилей, но потребовалось гораздо больше времени, чтобы выйти на массовый рынок серийных автомобилей.

Есть ли недостатки?

До сих пор мы всегда были довольны нашими большими безнаддувными двигателями, и мы бы продолжали в том же духе, если бы не растущий спрос на эффективность. Самая большая проблема с турбонаддувом — это отставание. Поскольку они приводятся в действие выхлопными газами, турбинам требуется немного времени, чтобы набрать скорость, необходимую им для увеличения давления всасываемого воздуха. Этот процесс обычно называют намоткой, и он сильно раздражал автомобилистов, перенимавших ранние модели с турбонаддувом. По сути, нажатие на газ не давало никакого эффекта в течение нескольких секунд, после чего всплеск мощности заставил вас бороться за контроль. К счастью, эта проблема почти устранена:большинство производителей решили использовать две турбины вместо одной, чтобы компенсировать задержку.

За турбокомпрессорами будущее

Подводя итог (извините за каламбур), большинство автомобилей, которые вы покупаете сегодня, независимо от того, будут ли они производительными или нет, будут оснащены турбокомпрессором. Как это влияет на вас, как на водителя? Помимо экономии на заправке, автомобили с турбонаддувом также лучше работают на больших высотах, а вождение с наддувом доставляет удовольствие. Кроме того, вы вносите свой вклад в сокращение глобальных выбросов углерода. Чем выше производительность, тем выше нагрузка на компоненты двигателя, поэтому убедитесь, что вы соблюдаете главное правило двигателей с турбонаддувом — регулярное своевременное техническое обслуживание каждый раз.