Föst og breytileg rúmfræði forþjöppu - hver er munurinn?

Oft þegar hreyflum er lýst er hugtakið „breytileg rúmfræði túrbóhleðslu“ notað. Hvernig er það frábrugðið fasti og hverjir eru kostir þess og gallar?

Turbocharger er tæki sem hefur verið mikið notað í dísilvélum síðan á níunda áratugnum, eykur tog og afl og hefur jákvæð áhrif á eldsneytisnotkun. Það var forþjöppunni að þakka að dísilvélar voru ekki lengur álitnar sem óhreinar vinnuvélar. Í bensínvélum fóru þær að hafa sama verkefni og komu oftar fram á 80. áratugnum, með tímanum náðu þær vinsældum og eftir 90 urðu þær jafn algengar í bensínvélum og þær voru á 2010. og 80. áratugnum í dísilvélum.

Hvernig virkar túrbóhleðslutæki?

Turbocharger samanstendur af túrbínu og þjöppu festur á sameiginlegt skaft og í einu húsi skipt í tvær næstum tvöfaldar hliðar. Túrbínan er knúin áfram af útblásturslofti frá útblástursgreininni og þjöppan, sem snýst um sama snúning með hverflinum og er knúin áfram af honum, myndar loftþrýsting, svokallaðan. áfyllingu. Það fer síðan inn í inntaksgreinina og brunahólfið. Því hærra sem útblástursþrýstingur er (hærri vélarhraði), því hærri er þjöppunarþrýstingur.  

Helsta vandamálið við túrbóhleðslutæki liggur einmitt í þessari staðreynd, því án viðeigandi hraða útblásturslofts verður enginn viðeigandi þrýstingur til að þjappa loftinu inn í vélina. Ofurhleðsla krefst ákveðins magns af útblástursgasi frá vél á ákveðnum hraða - án viðeigandi útblástursálags er engin almennileg aukning, þannig að forþjöppaðar vélar á lágum snúningi eru afar veikburða.

Til að lágmarka þetta óæskilega fyrirbæri ætti að nota forþjöppu með réttum stærðum fyrir viðkomandi vél. Sá minni (snúningur með minni þvermál) „snýst“ hraðar vegna þess að hann skapar minna viðnám (minni tregðu), en gefur minna loft og mun því ekki mynda mikla uppörvun, þ.e. krafti. Því stærri sem túrbínan er, því skilvirkari er hún, en hún krefst meira útblástursálags og lengri tíma til að „snúnast“. Þessi tími er kallaður turbo lag eða lag. Þess vegna er skynsamlegt að nota litla forþjöppu fyrir litla vél (allt að um 2 lítra) og stóra fyrir stærri vél. Hins vegar eru stærri enn með töf vandamál, svo Stórar vélar nota venjulega bi-turbo og twin-turbo kerfi.

Bensín með beinni innspýtingu - af hverju túrbó?

Breytileg rúmfræði - lausnin á túrbótöf vandamálinu

Áhrifaríkasta leiðin til að draga úr túrbótöf er að nota túrbínu með breytilegri rúmfræði. Hreyfanlegir hnífar, sem kallast hnífar, breyta stöðu sinni (hallahorn) og gefa þar með breytilega lögun á flæði útblásturslofts sem falla á óbreytt túrbínublöð. Það fer eftir þrýstingi útblástursloftanna, blöðin eru stillt í meira eða minna horn, sem flýtir fyrir snúningi snúningsins, jafnvel við lægri útblástursþrýsting, og við hærri útblástursþrýsting, virkar túrbóhlaðan eins og hefðbundin án breytilegrar rúmfræði. Stýrin eru fest með pneumatic eða rafeindadrifi. Breytileg rúmfræði hverfla var í upphafi nánast eingöngu notuð í dísilvélum., en það er nú einnig í auknum mæli notað af bensíni.

Áhrif breytilegrar rúmfræði eru meiri mjúk hröðun frá lágum snúningi og fjarvera áberandi augnabliks að „kveikja á túrbónum“. Að jafnaði hraða dísilvélar með stöðugri rúmfræði túrbínu í um 2000 snúninga á mínútu miklu hraðar. Ef túrbó er með breytilegri rúmfræði geta þeir hraðað mjúklega og greinilega frá um 1700-1800 snúningum á mínútu.

Breytileg rúmfræði túrbóþjöppunnar virðist hafa nokkra plúsa, en það er ekki alltaf raunin. Umfram allt endingartími slíkra hverfla er minni. Kolefnisútfellingar á stýrishjólunum geta stíflað þau þannig að vélin á háu eða lágu sviði hefur ekki afl. Það sem verra er, túrbóhleðslur með breytilegri rúmfræði eru erfiðari í endurnýjun, sem er dýrara. Stundum er algjör endurnýjun ekki einu sinni möguleg.