Просмотры: 14 Автор: Редактор сайта Публикайте время: 2024-08-28 Происхождение: Сайт
Благодаря разработке технологий требования людей к автомобильным двигателям становятся все более и более требовательными, не только для того, чтобы иметь сильную власть, но и иметь очень высокую эффективность и достаточно чистых выбросов. Это требует, чтобы двигатель в различных условиях труда может быть для достижения его наиболее эффективного рабочего состояния, поэтому он должен соответствовать двигателю в различных условиях эксплуатации для спроса на потребление воздуха. Это требует, чтобы компоненты двигателя были 'переменной ', чтобы соответствовать условиям в различных условиях эксплуатации. Например, мы знакомы с технологией синхронизации / подъема переменных клапанов, технология переменных впускных коллекторов. Затем в дизельном двигателе общий поперечный сечение с переменной сечением VGT и какова роль? Давайте узнаем ниже.
Технология турбонаддува является одной из общих технологий на двигателе, и ее принцип на самом деле очень прост: Турбокомпрессор эквивалентен воздушному насосу, приводимому в движение выхлопным газом, испускаемым двигателем. Во всем процессе сжигания двигателя около 1/3 энергии входит в систему охлаждения, 1/3 энергии используется для толкания коленчатого вала, а последний 1/3 разряжается с выхлопным газом. Возьмите двигатель мощностью 200 кВт, например, в соответствии с вышеупомянутым соотношением, он будет потреблять около 70 кВт мощности в выхлопе. Большая часть этой мощности потребляется в форме тепловой энергии с высокотемпературным выхлопным газом, а кинетическая энергия самого выхлопного газа может составлять всего десять киловатт. Но не стоит недооценивать эти десять киловатт, чтобы знать, что власть поклонника домохозяйства составляет всего около 60 Вт! Другими словами, даже десяти киловатт достаточно, чтобы управлять более чем двумя сотнями электрических поклонников! Можно предположить, что эффект наддушки, принесенный выхлопной газовой турбиной для управления воздухом, очень впечатляет.
Хотя энергия выхлопа двигателя под полной нагрузкой очень впечатляет, когда скорость двигателя низкая, энергия выхлопа очень мала. В настоящее время Турбокомпрессор не может достичь рабочей скорости из -за недостаточной движущей силы. В результате турбокомпрессор не может играть роль на низкой скорости. В настоящее время производительность мощности двигателя с турбонаддувом даже меньше, чем у естественного аспирированного двигателя с тем же смещением, что мы часто называем феноменом Turbo ».
Для традиционных двигателей с турбонаддувом одним из способов решения явления турбинного гистерезиса является использование легких турбин малого размера. Прежде всего, небольшие турбины имеют небольшой момент инерции, поэтому турбина может достичь наилучшей рабочей скорости при низкой скорости двигателя, что эффективно улучшает явление гистерезиса турбины. Тем не менее, использование малых турбин также имеет свои недостатки: когда двигатель находится на высокой скорости, малая турбина увеличит сопротивление выхлопных газа (выхлопное давление) из -за небольшого поперечного сечения выхлопных газов, поэтому максимальная мощность и максимальный крутящий момент двигателя будут в определенной степени. Для большой турбины с небольшим обратным давлением, хотя она может иметь превосходный эффект нагрузки на высокой скорости, и двигатель будет иметь более высокую производительность мощности, турбина труднее двигаться на низкой скорости, поэтому гистерезис турбины будет более очевидным.
Чтобы решить это противоречие и обеспечить хороший эффект от надгробности двигателя с турбонаддувом как на высоких, так и на низких скоростях, переменная геометрия Турбокомпрессор (VGT) или VNT-переменная поперечная сечение технологии турбонаддув возникла. В области дизельных двигателей широко использовалась технология турбонаддува с переменной секцией VGT. Поскольку температура выхлопных газов бензинового двигателя намного выше, чем у дизельного двигателя, достигая около 1000 ° C (около 400 ° C для дизельного двигателя), а аппаратный материал, используемый VGT, трудно противостоять такой высокотемпературной среде, поэтому технология была задержана при применении двигателя бензолинового двигателя. В последние годы Borgwarner объединил усилия с Porsche для преодоления этой проблемы, используя технологию с устойчивым к тепло-устойчивому авиационным материалам для успешного разработки первого бензинового двигателя с переменным турбогендиром поперечного сечения, который Porsche называет VTG (переменная турбинная геометрия) технологии турбинного лезвия.
Используя два турбокомпрессора с переменной VTG, Porsche 911 Turbo выжимает максимальную мощность 368 кВт/6000 об/мин и максимальный крутящий момент 650 Нм/1950-5000 об/мин, используя только смещение 3,8 л. В режиме с наддувом, мощность увеличивается до 390 кВт, а максимальный крутящий момент увеличивается до ошеломляющего 700 -нм, в то время как литр также достигается ошеломляющую 102,6 кВт/л. Лучше всего то, что этот двигатель с помощью технологии VTG может поддерживать максимальную мощность крутящего момента в 650 нм с 1950-5000 об / мин, а задержка турбины почти незаметно при низких оборотах.
С принципиальной точки зрения, нет существенной разницы между технологией VGT дизельного двигателя и VTG Porsche, и основной принцип и структура похожи. Ниже мы рассмотрим принцип работы турбокомпрессоров с переменным разделом с помощью технологии Porsche VTG.
Основной частью технологии VGT является направляющее лезвие с регулируемым разделом вихревого тока. Как видно из рисунка, направляющее лезвие с углом, контролируемое электронной системой, добавляется на внешнюю часть турбины. Относительное положение направляющего лезвия фиксируется, но угол лезвия можно отрегулировать. Управляйте потоком и скоростью газа, протекающим через лопасти турбины, тем самым контролируя скорость турбины. Когда давление выхлопных газов двигателя низкое на низкой скорости, угол отверстия направляющего лезвия невелик.
Согласно принципу механики жидкости, в настоящее время скорость воздушного потока на входе турбины будет ускорена, а давление на турбине будет увеличено, так что турбина может быть легче привлекать к вращению, чтобы эффективно снижать феномен гистерезиса турбины и улучшить время и способность к ускорению укорочного двигателя. С увеличением скорости и давления выхлопных газов угол отверстия лопастей постепенно увеличивается. При полной нагрузке лезвия остаются полностью открытыми, снижая давление выхлопных выхлопных газов и, таким образом, достигая эффекта надгробильной нагрузки общей большой турбины. Кроме того, поскольку изменение угла лезвия может эффективно контролировать скорость турбины, что также реализует защиту от перегрузки турбины, поэтому турбокомпресс из технологии VGT не нуждается в установлении спускаемого клапана давления выхлопных газов.
Следует отметить, что турбокомпрессоры VGT-переменной секции могут только изменять характеристики турбины, изменяя площадь перекрестного выхлопного запуска, но размер турбины не изменится. Если понято из значения A/R турбины, принцип турбин переменных раздела будет более интуитивно понятным.
Значение A/R является важным показателем турбокомпрессора, который используется для выражения характеристик турбины и часто указывается в брошюре продаж турбокомпрессора на рынке модернизации. A обозначает область AERA, которая относится к самой узкой площади поперечного сечения на входе выхлопной стороны турбины (то есть «поперечное сечение » в технологии переменной поперечной сечения), а R (радиус) обозначает радиус, который относится к расстоянию от центральной точки самой узкой поперечной области в области в течение двух-это теловая часть. Относительно говоря, работоспособность компрессора не сильно зависит от значения A/R, но значение A/R очень важно для выхлопной турбины.
Открытие лезвия направляющего может повлиять на скорость воздуха лезвия направляющей турбины. Открытие направляющего лезвия мало на низкой скорости (как показано на верхнем левом изображении), что увеличивает скорость воздуха; Открытие направляющего лезвия большое на высокой скорости (как показано на верхней правой картинке), а отрицательное давление выхлопных газов уменьшается.
Когда значение A/R меньше, это означает, что скорость потока выхлопного газа через турбину выше, что может эффективно снизить гистерезис турбины, а турбина может получить более высокую надгробильную загрузку в области более низкой скорости, в то время как двигатель будет производить большее выпускное давление на высокой скорости, так что мощность ограничена на высокой скорости. Напротив, когда значение A/R больше, скорость отклика турбины медленнее, а гистерезис турбины очевиден на низкой скорости. Тем не менее, на высокой скорости турбина имеет меньшее обратное давление выхлопных газов и может лучше использовать энергию выхлопных газов, получая тем самым более высокую производительность мощности.
Переменная поперечная сечение, достигнутая с помощью технологии VGT, означает изменение значения A. Когда угол лезвия невелик, площадь поперечного обрезания входа выхлопа будет соответственно уменьшена, поэтому значение A будет соответствующим образом изменяться, а малая турбина обладает характеристиками быстрого отклика. Когда угол лезвия увеличивается, значение A увеличивается, а значение A/R увеличивается, тем самым получая более сильную выходную мощность на высокой скорости. Таким образом, путем изменения угла лопастей система VTG может в любое время изменять значение A/R выхлопной турбины, таким образом, принимая во внимание преимущества больших и малых турбин.
Несмотря на то, что структура и принцип очень просты, но технология турбины VGT -переменной секции для эффекта Boost очень значима, в нынешнем дизельном двигателе с турбонаддувом с турбонаддувом эта технология широко использовалась. Однако из -за ограничений аппаратных материалов эта технология только началась на бензиновых двигателях с более высокими температурами выхлопных газов, и можно сказать, что сотрудничество между Porsche и Borgwarner создало прецедент. Однако с развитием материальных технологий эта технология будет более широко использоваться в будущих бензиновых двигателях.
