Что такое турбокомпаунд и для чего он нужен

Турбокомпаунд, назначение, принцип работы

Если вы найдете ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо.

29-03-2014, 21:23

Просмотров: 7 103

Для многих людей слово турбокомпаунд не только тяжело произнести, но оно еще и ассоциируется с чем-то загадочны и не понятным.

Даже люди, которые считают себя технически грамотными и подкованными в вопросах последних технических новшеств не могут с ходу дать определение слову турбокомпаунд, хотя впервые оно появилось в терминологии еще в далеком 1990 году.

Впервые турбокомпаунд был применен на дизельном двигателе DTS 11 01 разработанным шведской компанией Scania в 1990 году, а вот с какой целью было применено это техническое новшество мы и поговорим далее.

Назначение

Целью создания данного технического новшества являлось, является и сейчас, повышение мощностных и эксплуатационных характеристик дизельных двигателей.

Принцип работы

Принцип работы турбокомпаунда основан на использовании энергии отработанных газов, что позволило увеличивать мощность двигателей буквально из ниоткуда.

Давно известно, что энергия, которая выделяется при сгорании топлива в двигателе, используется не полностью.

В каждом двигателе процентные показатели использования энергии разные, но в среднем они такие:

  1. Энергия, которая преобразуется из тепловой в механическую (полезную) – 40 – 45%;
  2. Тепловая энергия, которая уходит на нагревание деталей двигателя – 20 – 25%;
  3. Тепловая энергия, которая уходит вмести с выхлопными газами – 30 – 40%.

С тепловой энергией, которая уходит на нагрев двигателя, мы ничего сделать не можем, с ней «борется» специально созданная система охлаждения.

А вот использовать 30 – 40% энергии, которая уходи с выхлопными газами, вполне возможно и ученные это уже доказали.

Первый этап использования энергии

Энергия выхлопных газов для повышения мощности дизельных двигателей впервые была использована в 1961 году на двигателе DS10 от уже известной фирмы Scania, где впервые был установлен турбокомпрессор.

Многим известно, что турбокомпрессор предназначен для нагнетания под давлением воздуха в цилиндры двигателя, чем обеспечивается качественное сгорание топлива и соответственно повышается мощность двигателя. Нагнетание воздуха происходит за счет использования энергии отработанных газов.

Но эта энергия используется не полностью.

Обратите внимание

Если взять усредненные показатели, то выхлопные газы покидают цилиндры двигателя имея температуру 650 – 750 градусов.

Пройдя через турбину компрессора их температура снижается приблизительно до 550 – 650 градусов, значит теряется около 100 градусов, т.е. из 40% энергии используется приблизительно 15%, а остальные 25% уходят в выхлопную трубу.

Второй этап использования энергии

Для использования оставшейся энергии был разработан специальный турбокомпаундный блок, благодаря которому энергия отработанных газов преобразуется в механическую энергию и через специальный привод передается на колен вал двигателя повышая его мощность.

Из турбины турбокомпаундного блока отработанные газы уже выходят с температурой в 480 – 500 градусов.

Как все работает

  1. После сгорания топлива выхлопные газы покидают цилиндры двигателя через выхлопной коллектор с температурой в диапазоне 650 — 750 градусов.
  2. На первом этапе выхлопные газы вращают лопасти турбокомпрессора, про то, что при этом происходит мы писали выше.

  3. Покинув турбокомпрессор выхлопные газы через тормоз двигателя (так называемый горный тормоз) попадают в специальную силовую турбину, которая работает на скорости в 55 тыс. об. в минуту.

  4. Полученный вращательный момент через гидромуфту и систему понижающих редукторов поступает на коленвал двигателя, оттуда на маховик и коробку передач с частотой до 1900 – 2000 об в минуту.
  5. И только тогда выхлопные газы уходят в атмосферу.

Роль гидромуфты очень важна, так как благодаря ей происходи сглаживание изменение частот турбины турбокомпаунда и маховика.

Практическое применение

Компания Scania нашла широкое применение для турбокомпаунда в разрабатываемых ей дизельных двигателях для грузовых автомобилей.

Для примера можно взять дизельный двигатель DT 12 02, разработанный компанией в 2001 году и имеющей 12 цилиндров.

Если раньше, работая как обычный турбо дизель DT 12 02 развивал мощность 420 л.с., то после внедрения турбокомпаундого блока его мощность возросла до 470 л.с.

Турбокомпаундый блок может устанавливаться практически на любые дизельные двигателя для грузовых автомобилей от компании Scania, было бы желание заказчика.

Чтобы было понятно, благодаря внедрению турбокомпаунда было достигнуто:

  1. Повышение мощности двигателя при не относительно не высоких частотах вращения коленвала двигателя;
  2. Экономия топлива;
  3. Устойчивость работы двигателя при резких перепадах в режимах работы автомобиля;
  4. Мягкая, без рывковая работа двигателя, что достигается постоянной передачи дополнительной мощности от турбокомпаунда к коленвалу, благодаря чему выравнивается пульсация нагрузок.
  5. Более комфортное вождение автомобиля, на котором установлен турбокомпаунд.

Технологии не стоят на месте. Стремление увеличения эксплуатационных качеств двигателей за счет его скрытых возможностей является перспективным направлением для многих автомобильных компаний и пример с турбокомпаундом, который реализовала компания Scania, является хорошим примером для подражания.

Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите «ОТПРАВИТЬ». Спасибо.

ПОДЕЛИТЬСЯ НОВОСТЬЮ С ДРУЗЬЯМИ:

Источник: https://AutoTopik.ru/vse-pro-avtomobili/550-turbokompaund.html

Что такое этот турбокомпаунд?

Турбокомпаунд. еще одно изобретение сконструированное для сохранения энергии. Для чего нужен турбокомпаунд. читайте ниже

Нередко о вещах изготовленных в Швеции справедливо отзываются: «сделано с умом» либо «шведское качество».

То же самое можно сказать и о шведских дизелях, сделанными специально для грузовых машин. Они имеют превосходство в надежности, техническом совершенстве, а так же в долговечности. Шведы одни из первых во всем мире решили опробовать дизельный турбонаддув на классе грузовых автомобилей ( прогрессивное конструкторское решение еще в 1961 году на двигателе DS 10 использовала фирма Scania).

Почти через 4 десятка лет ( в 1990 г.) Scania выпускает ещё одну революционную новинку — турбокомпаундный дизельный движок DTS 11 01. Рабочий объем такого зверя составлял 11 л. ( как видно из индекса). А мощность мало не достигала 400 л.с.

Важно

Тем не менее не все было так гладко, как хотелось бы. Поначалу из — за недостаточно отработанной и не урегулированной системы электронного впрыска топлива, работа движка показала себя не лучшим образом. И за пять лет ( 1991 — 1996 гг.

) вышли в свет всего лишь около полутора тысяч таких дизелей.

Второе, более усовершенствованное  появление турбокомпаундный двигатель пережил в 2001 году. В производство вошел новенький 12- цилиндровый дизель DT 12 02. Созданный на основе обычного турбодизеля, он получил прибавку мощности в 50 л.с. — 470 л.с. заместо 420 л.с.

Новый концепт получил хорошую оценку производителей. И в 2002 году автомобильная пресса была одержана сенсацией: турбокомпаундный двигатель установлен на грузовиках Volvo. Агрегат, получивший название D12D содержал в себе мощность в 500 л.с. — на 40 лошадей больше чем обычный турбодизель Volvo D12C.

У фирмы производителя Scania существует широкий спектр движков в диапазонах мощностей от 220 л.с — 580 л.с. и объемом в 9, 11, 12 и 16 литров. Небольшая часть 12 литровых движков мощностью 440 л.с. и 470 л.с.  выпускается как турбокомпаундные и ставятся на грузовые автомобили по желанию заказчика.

Турбокомпаунд будет существовать всегда, однако параллельно с ним развиваются и другие типы движков.

Турбокомпаунд. Принцип действия

В турбокомпаундном дизельном движке топливо, сгорая, выделяет энергию, которая представляется в виде тепла. Однако далеко не вся эта энергия используется для приведения во вращение коленчатого вала: лишь 44%. А что происходит с остальной? Примерно 21% «поглощает» система охлаждения.

А так же 35% вылетают совместно с отработавшими газами в трубу – в прямом и в переносном значении слова (в последнем же случае имеется в виду труба выхлопа). Когда же отработавшие газы уходят из камеры сгорания, их температура приблизительно составляет 700°С. Далее газы минуют турбину компрессора, и температура понижается на целых 100°С.

 Это означает, что доля тепловой энергии применена для приведения в действие турбины. Однако определенная часть энергии в газах все же осталась. Так как же её использовать? Для этого на пути газов необходимо поставить еще одну дополнительную турбину, а от нее – сделать привод конкретно на коленчатый вал мотора.

На выходе из этой самой турбины температура газов падает уже до 490°С.

При этом у двигателя растут крутящий момент и мощность.

Турбокомпаунд. Строение

Источник: http://note2auto.ru/page/chto-takoe-jetot-turbokompaund

Что такое Турбокомпаунд

Alexander, 24 января 2019

Убедиться в несовершенстве мира очень легко. Потрогайте радиатор вашего автомобиля после остановки.

Горячий? Мы выбрасываем “лишнее” тепло в атмосферу только потому что еще не научились или не хотим его использовать. А ведь оно совсем не лишнее.

Можно ли его использовать? Давайте рассмотрим устройство, способное трансформировать энергию выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в дополнительную мощность и крутящий момент. Турбокомпаунд .

Совет

Должен сказать, что изделие вполне себе серийное, только широкого распространения не получило. Игрались с ним производители шведских грузовых автомобилей, Вольво и Скания, а экспериментировал много кто еще, но по разным причинам, не плохая идея сама собой заглохла.

Читайте также:  На щупе белая эмульсия, причины и последствия

Температура выхлопных газов дизельного двигателя грузового автомобиля при полной мощности 650 градусов. Часть энергии раскручивает турбину, участвуя в сложном деле сжимая атмосферного воздуха и наполнении цилиндров оным под давлением благотворно влияя на кПд.

После турбины температура выхлопных газов падает до 550 градусов и еще готова отдать часть энергии для наших нужд. Нам всего лишь необходимо установить еще одну турбину на их пути и через редуктор передать крутящий момент на коленчатый вал двигателя.

Что бы сгладить несоответствие оборотов турбины (после редуктора естественно) и коленчатого вала между турбиной турбокомпаунда и редуктором установим вискомуфту (5). Очень просто.

1. турбина двигателя 2. коленчатый вал двигателя 3. турбина турбокомпаунда 4. первая ступень понижающего редуктора 5. вискомуфта 6. вторая ступень понижающего редуктора 7. паразитная шестерня

Какие мы получаем преимущества? Посмотрите на график. Двенадцати литровый двигатель (в данном случае двигатель Вольво D12D) в самом мощном варианте развивает 460 лс. Установка турбокомпаунда позволила снять круглые 500 лс.

Мы получаем условно бесплатные 40 лошадиных сил прибавки и надежду на снижение расхода топлива.

Почему условно бесплатные? Дело в том, что турбокомпаунд создает сопротивление на выпуске, что не может не сказаться на кПд.

Впрочем, так всегда в технике.

К сожалению, все эти прибавки мощности весьма условны, так как нет никаких препятствий снять с того же самого двигателя 700 лс как на двигателе Volvo Penta изменив только настройки топливной аппаратуры, и поставив турбину большей производительности.

Обратите внимание

Кто знает, какая часть прибавки мощности является следствием вмешательства в программу, а какая последствия установки турбокомпаунда.

С экономией топлива тоже не заладилось.

Максимальную эффективность турбокомпаунд демонстрирует на режиме полной мощности, при снижении оной эффективность прогнозируемо падает и падение не линейно. Это свойство любой турбины, с этим ничего не поделать.

На режиме полной мощности автомобили используются редко, в результате экономию отличную от статистической погрешности удалось заметить только на автомобилях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, например, на лесовозах, но ремонт устройства агрегатным методом и низкая надежность свели преимущества к нулю.

Источник: https://yandex.ru/turbo?text=https%3A//talk.yandex.ru/user/algad/CHto-takoe-Turbokompaund

Турбокомпаунд — что это? Принцип работы

Турбокомпаунд — что это и как трудится? В данной статье поведаем что такое турбомпаунд и принцип работы.
Цель создания турбокомпаунд — увеличение мощностных и эксплуатационных черт дизельных двигателей. Турбокомпаунд дает возможность приобрести дополнительную мощность, преобразуя «теряемую» энергию.

Он трудится, преобразуя и применяя энергию, которая в другом случае была бы утрачена либо израсходована впустую.
Турбокомпаундный двигатель — хороший пример рециркуляции.

Вместо того, дабы выбрасывать «отработанную энергию» в выхлопную трубу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в воздействие выхлопными газами, отбирает из этих газов дополнительное тепло.

Принцип работы турбокомпаунд

Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин. Это перемещение передается через гидравлическую муфту и турбинные шестерни, а после этого через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал. Передача вращения на них формирует нужную прибавку крутящего момента, что отражается и на трансформации крутящего момента на маховике.

Такая дополнительная тяга появляется без повышения расхода горючего.

Схема работы турбокомпаунд

  • Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.
  • Выхлопные газы употребляются для привода классического турбокомпрессора, в котором энергия употребляется чтобы повысить эффективность сгорания горючего и, как следствие, мощности и крутящего момента двигателя. После этого выхлопные газы, вместо того, дабы впустую уйти в воздух, направляются в блок турбокомпаунда.
  • На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют большую температуру (около 600°С); их энергия употребляется для разгона второй турбины до 55000 об/мин. На выходе из данной турбины температура газов понижается до 500°С, по окончании чего они отводятся через простую совокупность выпуска и глушитель.
  • Вращательное перемещение турбины передается через пара понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту. Гидравлическая муфта согласовывает турбины и вращения различные частоты маховика турбокомпаунда.
  • К моменту передачи вращательного перемещения на маховик, частота вращения понижается приблизительно до 1900 об/мин.
  • Вращательный момент на маховике возрастает, и вращение маховика делается более устойчивым и плавным.

Alessia Cara — How Far I'll Go (Official Video)

Подобранные для Вас, статьи:

  • Тормоза автомобиля. эксплуатация и Принцип работы
    Тормоза автомобиля — вещь необходимая и придумали их отнюдь не трусы. Поболтаем о тормозах автомобиля и разглядим принцип их работы и эксплуатации. Принцип работы тормозов автомобиля Принцип работы…
  • особенности двигатель – управления и Асинхронный принцип работы
    Среди всех электродвигателей направляться очень отметить асинхронный двигатель, принцип работы которого основан на сотрудничестве магнитных полей статора с электрическим током, наводящимся посредством…
  • Назначение и принцип работы направляться клапанов
    Тот, кто имеет опыт вождения машин, точно не забывает «волшебное число» 10 000 как напоминание о том, что настало время регулировки ГРМ. Как раз таковой километраж нужно было…
  • Принцип работы коробки передач DSG
    DSG — коробка передач прямого переключения – так именуется механическая коробка , имеющая непроизвольный привод переключения передач и оборудованная двумя сцеплениями. Поведаем про принцип…
  • Принцип работы инжекторного двигателя
    В данной статье поболтаем про основные принципы работы инжекторного двигателя и какая смесь считается стехиометрической. Топливовоздушная смесь Топливовоздушная смесь приготавливается вне…

Кроме этого весьма интересно:

Источник: http://dream-service.ru/turbokompaund-chto-jeto-princip-raboty/

Турбокомпаундный двигатель

Автор: Владимир ЕгоровИсточник: icarbio.

ru 14886 2
Турбокомпаундный двигатель (ТКД) Двигатель внутреннего сгорания, в котором работа газов происходит не только в цилиндро-поршневой группе, но и в силовой турбине, связанной с коленчатым валом.

Большое распространение получили турбокомпаундные двигатели большой размерности. Сначала корабельные, а затем и авиационные моторы (например, на самолетах «Boeing B-29» и «Douglas DC-7»).

Однако турбокомпаундный силовой агрегат дает экономию топлива, а также имеет лучшие показатели надежности и долговечности в сравнении с классическим поршневым двигателем.

Важно

Если коэффициент полезного действия (КПД) бензинового двигателя составляет около 30 – 35 %, а дизеля с турбонаддувом – 40 %, то КПД турбокомпаундного мотора может достигать 46 %.

Экономичность, надежность и долговечность играют важную роль для коммерческого автотранспорта, поэтому с начала 90-х годов XX века начались попытки внедрения силовой турбины в дизельный двигатель на грузовиках.

Устройство и принцип работы

Турбокомпаунд преобразует энергию, которая в противном случае и ушла бы в атмосферу, в работу за счет силовой турбины, приводимой в действие выхлопными газами. Это типичный пример утилизации остаточной энергии отработавших газов.

Устройство турбокомпаундного двигателя «Scania»

Турбокомпаундный двигатель – это частный случай компаундного двигателя. В последнем дополнительная работа извлекается при расширении отработавших газов в цилиндре низкого давления.

Как правило, современный дизель уже включает две турбины.

Это газовая и компрессорная (по сути, центробежный компрессор) турбины турбонаддува посаженные на один вал. При компаундировании двигателя добавляется третья – силовая турбина (компаунда). Она также вращается отработавшими газами со скоростью до 55000 об/мин.

Чтобы передать такое быстрое вращательное движение на коленчатый вал, создавав тем самым полезную прибавку крутящего момента, необходимо уменьшить скорость вращения до примерно 2000 об/мин за счет шестерней и гидромуфты.

Гидравлическая муфта не увеличивает передаваемый момент, но ее пробуксовка позволяет плавно согласовать различные частоты вращения (при их резком изменении) маховика и силовой турбины.

Схема работы турбокомпаундного двигателя

Рассмотрим, как работает турбокомпаундный двигатель:

  1. Выхлопные газы с температурой 600 – 700 °C поступают в газовую турбину наддува, раскручивая её до 55000 – 100000 об/мин.
  2. Газовая турбина через вал передает вращение на центробежный компрессор туробонаддува, который нагнетает воздух во впускной трубопровод для приготовления горючей смеси.
  3. Выхлопные газы покидают турбонаддув, потеряв там около 100 °C.
  4. Отработавшие газы, сохраняя высокую температуру, поступают в силовую турбину турбокомпаунда, раскручивая её примерно до 55000 об/мин.
  5. Вращение силовой турбины передается через понижающую передачу и гидравлическую муфту на коленчатый вал и маховик двигателя.
  6. Температура газов на выходе из турбокомпаунда также снижается примерно на 100 °C. Выхлопные газы отводятся через выпускную систему.

Турбокомпаундный дизель

Но автомобилях турбокомпаунд появился в 1991 году, когда фирма «Scania» представила автомобильный шестицилиндровый дизель «DTC11», оснащенный силовой турбиной. Данный двигатель имел рабочий объем 11 литров и развивал мощность 400 л. с. Также он был на пару сотен килограммов легче 14-литровой «восьмерки» аналогичной мощности без турбокомпаунда.

Инженеры «Scania» предвещали этому мотору прекрасное будущее, но как оказалось двигатель «DTC11» работал слишком «жестко». Кроме того, он показал недостаточную топливную экономичность. В результате спрос на данный двигатель был недостаточным (выпущено всего 1500 шт.), поэтому его производство было свернуто.

Читайте также:  Присадки и масло как способ восстановления компрессии двигателя

Эта неудача привела к тому, что появления нового шведского шестицилиндрового турбокомпаундного двигателя «Scania DT 12 02» затянулось. Чтобы снова не потерпеть провал, «Scania» в 1998 году запустила в опытную эксплуатацию 25 грузовиков с турбокомпаундом. Отзывы водителей – самые хорошие. Новый мотор работает очень тихо, а также экономичность на высоком уровне.

Совет

Максимальная мощность «Scania DT 12 02» достигает 470 л. с. при рабочем объеме 12 л, что на 50 сил больше, чем у аналога без турбокомпаунда. Но силовая турбина – только одна особенность нового мотора. Второе новшество – это необычные насос-форсунки HPI (High Pressure Injection), созданные в сотрудничестве с фирмой «Cummins».

В насос-форсунах HPI управление впрыском осуществляется гидравлически, с помощью самого топлива. Чем больше дизельного топлива под давлением 18 атмосфер поступит в насос-форсунку по управляющему каналу, тем раньше начнется впрыск (его давление – 1500 атмосфер, а в будущем – до 2400).

Также «Scania» разработала новый электронный блок управления двигателем.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

  • рост эффективного КПД двигателя, а, следовательно, низкий удельный расход топлива;
  • вращение коленчатого вала дополняется постоянной передачей усилия от силовой турбины, что сглаживает пульсацию нагрузки, вызванную периодическими тактами сгорания в цилиндрах;
  • разгрузка поршневой части двигателя приводит к улучшению показателей надежности и долговечности.

Минусы:

  • усложнение конструкции;
  • усложнение обслуживания;
  • как следствие, увеличение стоимости.

Источник: http://icarbio.ru/articles/turbokompaundnyj-dvigatel.html

Турбокомпаунд . Принцип работы. — Автоэлектрик

Турбокомпаунд . Принцип работы.

Турбокомпаунд — что это и как это работает? Даже не каждый автомеханик может ответить на этот вопрос, ведь понятие турбокомпаундного двигателя у нас не прижилось и мало известно специалистам. В данной статье мы расскажем что такое турбомпаунд и принцип его работы.

Турбокомпаундный двигатель (ТКД) — двигатель внутреннего сгорания, в котором мощность вырабатывается не только в цилиндро-поршневой группе, но и в силовой турбине. Возможны различные схемы расположения силовой турбины в силовой установке.

Цель создания турбокомпаунд — повышение мощностных и эксплуатационных характеристик дизельных двигателей. Турбокомпаунд позволяет получить дополнительную мощность, преобразуя «теряемую» энергию. Он работает, преобразуя и используя энергию, которая в противном случае была бы потеряна или израсходована впустую.

Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в выхлопную трубу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выхлопными газами, отбирает из этих газов дополнительное тепло.

? Принцип работы турбокомпаунда

Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин.

Это движение передается через турбинные шестерни и гидравлическую муфту, а затем через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал.

Передача вращения на них создает полезную прибавку крутящего момента, что отражается и на изменении крутящего момента на маховике. Такая дополнительная тяга возникает без увеличения расхода топлива.

? Схема работы системы турбокомпаунд

• Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.

• Выхлопные газы используются для привода традиционного турбокомпрессора, в котором энергия используется для повышения эффективности сгорания топлива и, как следствие, мощности и крутящего момента двигателя. Затем выхлопные газы, вместо того, чтобы впустую уйти в атмосферу, направляются в блок турбокомпаунда.

• На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют высокую температуру (около 600°С); их энергия используется для разгона второй турбины примерно до 55000 об/мин. На выходе из этой турбины температура газов снижается приблизительно до 500°С, после чего они отводятся через обычную систему выпуска и глушитель.

• Вращательное движение турбины передается через несколько понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту. Гидравлическая муфта согласовывает различные частоты вращения маховика и турбины турбокомпаунда.

• К моменту передачи вращательного движения на маховик, частота вращения снижается примерно до 1900 об/мин.

• Вращательный момент на маховике увеличивается, и вращение маховика становится более устойчивым и плавным.

Похожее

Источник: http://help4auto.com/2015/10/16/turbokompaund-printsip-raboty/

Турбокомпаундный дизель

В. Мамедов

В переводе с английского слово compound означает «сложный», «составной».

Компаундные паровые машины с последовательным сжатием пара и турбокомпаундные корабельные, а также авиационные двигатели внутреннего сгорания были первыми силовыми установками, где принцип более сложного использования сжатого газообразного рабочего тела, чем простое его сжатие, нашел применение и дал эффективный результат.

Двигатель DT12 02

Автомобильные специалисты познакомились с применением турбокомпаундного наддува на грузовиках в 1991 г. после презентации нового дизеля DTC11 01 фирмы Scania для тяжелых магистральных тягачей.

Именно эта система по сравнению с традиционным наддувом позволила при рабочем объеме 11 л увеличить мощность мотора на 5% – до 400 л.с. – вместе с соответствующим ростом крутящего момента. Казалось бы, в автомобилестроении появилось новое, прогрессивное направление развития двигателей.

Однако на деле все оказалось не так просто: экономичность мотора оставляла желать лучшего, а его приспособляемость к изменению нагрузки оказалась недостаточной. Выпустив до 1996 г. 1 500 таких дизелей, Scania остановила производство, но не прекратила доводочные работы.

Обратите внимание

Только спустя 10(!) лет новый компаундный турбонаддувный дизель появился на тяжелых грузовиках. Чем же он привлекателен для автомобилистов и как, собственно, устроен компаундный турбонаддув?

Как известно, КПД современного дизеля не превышает 44%. Оставшаяся часть энергии, заключенной в топливе, теряется вместе с отработавшими газами (примерно 35%) или уходит в систему охлаждения (21%). Лишь незначительная часть тепла из системы охлаждения используется для обогрева кабины.

Температура отработавших газов на выходе из камеры сгорания достигает 700°С. После прохождения через турбокомпрессор она падает до 600оС. Потеря 100оС означает, что часть энергии ушла на вращение турбины.

Как же рекуперировать оставшуюся часть энергии газов?

Компоновка компаундного турбонаддува на дизеле

Инженеры Scania решили эту задачу, разместив после традиционного турбонагнетателя еще одну турбину – силовую. Она соединена с коленчатым валом дизеля двумя рядами прямозубых шестерен и промежуточной гидромуфтой. Многоступенчатость шестеренного привода объясняется тем, что турбина ежеминутно делает 50 тыс. оборотов, а коленвал вращается с частотой до 2 000 мин-1.

Что касается гидромуфты, то ее назначение – компенсация постоянного изменения оборотов двигателя и снижение крутильных колебаний. Пройдя через турбокомпрессор, отработавшие газы попадают на силовую турбину и теряя очередные 100°С температуры, раскручивают рабочее колесо. Так осуществляется дополнительная передача крутящего момента на коленчатый вал дизеля.

Выпустив на рынок новый турбокомпаундный 12-литровый 470-сильный дизель ДT12 02, отвечающий нормам Euro-3, фирма Scania снабдила его более совершенной системой впрыска HPI (High Pressure Injection), разработанной в сотрудничестве с компанией Cummins. Основа системы – новые насос-форсунки, для производства которых создано совместное предприятие Cummins-Scania High-Pressure Ingection LLC, в котором 30% акций принадлежит шведской стороне.

Принцип системы HPI

Главная «изюминка» новых насос-форсунок заключается в том, что управление впрыском осуществляет гидравлика, или, точнее, количество дизельного топлива, подаваемого в управляющий канал. Чем больше топлива под давлением 18 бар поступит в насос-форсунку по управляющему каналу, тем раньше начнется впрыск солярки в камеру сгорания под давлением 1 500 бар.

В конструкции насос-форсунки сохраняется традиционный плунжер, приводимый от кулачкового вала, а «общее руководство» топливной аппаратурой осуществляет компьютер EDC (Electronic Diesel Control).

По сравнению с традиционными индивидуальными насос-форсунками с непосредственным электронным управлением, новые, с «гидроприводом управления», работают значительно тише.

Сравнивая параметры нового турбокомпаундного дизеля ДT12 02 с «просто турбонаддувным» 420-сильным дизелем ДС12 01 отметим, что номинальная мощность выросла на 12%, а максимальный крутящий момент – на 10% при одинаковом минимальном удельном расходе топлива – 192 г/кВт.ч. При этом ДС12 01 из-за агрегата турбокомпаунда на 60 кг тяжелее и на 4 000 долларов дороже.

Схема турбокомпаунда

Испытания новых дизелей ДT12 02 проводились нетрадиционным способом – в них были задействованы транспортные компании из шести стран, представители которых вошли в группу технических разработчиков. С начала 1998 г.

25 грузовиков Scania R124 470 прошли более 6 млн. км по дорогам нескольких стран Европы.

Инженеры Технического центра фирмы Scania в Седертелье постоянно следили за работой новых дизелей, поддерживая контакт с водителями тестируемых автомобилей по сотовой связи GSM.

Испытания дали интересные и обнадеживающие результаты. Оказалось, что 470-сильный дизель с высоким крутящим моментом на низких и средних оборотах стимулирует комфортный и экономичный стиль вождения.

Число переключений передач для поддержания высокой средней скорости движения заметно снижается.

Также пропадает необходимость разгоняться перед подъемом, превышая при этом установленное ограничение по скорости.

Все это способствует повышению безопасности движения, уменьшает эксплуатационные расходы, увеличивает срок службы автомобиля и снижает его вредное воздействие на окружающую среду. Создателей нового двигателя можно поздравить с большой удачей.

Читайте также:  Как подмотать электронный и другие виды спидометров, в чем их различие

Источник: https://os1.ru/article/7088-turbokompaundniy-dizel

Турбокомпаунд

Подробности Опубликовано: 15.09.2016 06:42 Автор: Admin SuccessfulAuto.

ru Просмотров: 15551

Целью создания турбокомпаунда является достижение существенного прироста в мощности, а также повышения других характеристик дизельной разновидности моторов.

Турбокомпаунд дает возможность получения дополнительных мощностей, за счет особого преобразования той энергии, которая обычно терялась.

По своей сути, двигатели, относящиеся к турбокомпаудным, являются достаточно простым примером рециркуляции в моторостроении. Вместо того, чтобы осуществлять отброс и, соответственно, терять энергию, в виде выхлопа, за турбокомпрессором монтируют особую турбину, которая предназначена получать дополнительную энергию из этих выхлопных газов.

Важно

Двигатели с турбинами обладают повышенной мощностью, но и требуют определенного ухода.

Например, к минусам относятся: нужно прогреть мотор перед поездкой; заливать только хорошего качества моторное масло; температура нагрева выше, чем у обычного атмосферного двигателя; при разгоне появляются турбоямы (то есть, по мере разгона имеются скачки до набора рабочего давления); ремонт и замена дороже в случае поломки. Для ремонта турбин есть специализированные сервисы. Ремонтом турбин на Украине занимается Турбосервис, удобно для жителей Киевской области (95 км от города).

Принцип работы

Турбина турбокомпаунда осуществляет свое вращение на достаточно высоких оборотах, которые достигают пятидесяти пяти тысяч оборотов за одну минуту. Столь активное движение передается через специальные элементы автомобиля прямо на коленчатый вал, благодаря чему создается дополнительная тяга, причем без какого-либо роста расхода используемого топлива.

Схема работы

Сначала, выхлоп проходит через выпускные коллекторы и имеют относительно высокую температуру, вплоть до семисот градусов, после чего они используются турбокомпрессором, за счет чего автомобиль повышает эффективность работы и, следовательно, скорость движения.

После такого процесса, газы не уходят за пределы автомобиля, а перемещаются в специальны блок к такому элементу, как турбокомпаунд. На этом этапе, газы по-прежнему имеют достаточно высокую температуру, после чего их еще раз использует уже турбина, которая стремится достичь необходимых оборотов.

После такой тщательной обработки, газы становятся заметно менее горячими и выводятся через обычную для машин систему выхлопа.

Движение турбины передается на, так называемую, гидравлическую муфту, которая позволяет согласовать разницу вращения между маховиком и турбиной.

Благодаря этому, удается достичь серьезного прироста мощности мотора, что и является основной целью использования подобной технологии.

Источник: https://successfulauto.ru/314-repair-of-motor-vehicles/turbiny/873-turbokompaund.html

Как работает турбокомпаунд?

Запись опубликована 07.09.2010 автором dimalgor.

Moжeт пoкaзaтьcя, чтo тypбoкoмпayнд, вoпpeки зaкoнaм физики, coздaeт энepгию из ничeгo. Oн paбoтaeт, пpeoбpaзoвывaя иcпoльзyя энepгию, кoтopaя в пpoтивнoм cлyчae былa бы пoтepянa или
изpacxoдoвaнa впycтyю.

Этo клaccичecкий пpимep peциpкyляции.

Bмecтo тoгo, чтoбы выбpacывaть oтpaбoтaннyю энepгию в выxлoпнyю тpyбy, втopaя тypбинa, ycтaнoвлeннaя зa тypбoкoмпpeccopoм, пpивoдимaя в дeйcтвиe выxлoпными гaзaми, oтбиpaeт из этиx гaзoв дoпoлнитeльнoe тeплo.

Bтopaя тypбинa (тypбинa тypбoкoмпayндa) вpaщaeтcя co cкopocтью 55000 oб/мин. Этo движeниe пepeдaeтcя чepeз тypбинныe шecтepни и гидpaвличecкyю мyфтy, a зaтeм чepeз шecтepни гaзopacпpeдeлитeльнoгo мexaнизмa нa кoлeнчaтый вaл.

Совет

Пepeдaчa вpaщeния нa ниx coздaeт пoлeзнyю пpибaвкy кpyтящeгo момeнтa, чтo oтpaжaeтcя и нa измeнeнии кpyтящeгo мoмeнтa нa мaxoвикe. Taкaя дoпoлнитeльнaя тягa вoзникaeт бeз yвeличeния pacxoдa тoпливa.

Зeлeнaя зoнa шкaлы тaxoмeтpa пoкaзывaeт шиpoкии диaпaзoн экoнoмичныx cкopocтeи вpaщeния двигaтeля, чтo cyщecтвeннo oблeгчaeт paбoтy вoдитeля.

Двигaтeль дeмoнcтpиpyeт oтличнyю пpиcпocoбляeмocть к paзличным peжимaм paбoты. Bpaщeниe кoлeнчaтoгo вaлa дoпoлняeтcя пocтoяннoй пepeдaчeй ycилия oт тypбoкoмпayндa, чтo cпocoбcтвyeт cглaживaнию пyльcaции нaгpyзки, вызывaeмoй пepиoдичecкими тaктaми cгopaния в цилиндpax. Блaгoдapя этoмy двигaтeль paбoтaeт мягчe.

Как же работает турбокомпаунд?

  1. Bыxлoпныe гaзы пocтyпaют из выпycкнoгo кoллeктopa двигaтeля пpи тeмпepaтype, близкoй к 700 C.
  2. Bыxлoпныe гaзы иcпoльзyютcя для пpивoдa тpaдициoннoгo тypбoкoмпpeccopa, в кoтopoм энepгии иcпoльзyeтcя для пoвышeния эффeктивнocти cгopaния тoпливa и, кaк cлeдcтвиe, мoщнocти и кpyтящeгo мoмeнтa двигaтeля.

    Зaтeм выxлoпныe гaзы, вмecтo тoгo, чтoбы впycтyю yйти в aтмocфepy, нaпpaвляютcя в блoк тypбoкoмпayндa.

  3. Ha вxoдe в блoк тypбoкoмпayндa выxлoпныe гaзы coxpaняют выcoкyю тeмпepaтypy (oкoлo 600 C) иx энepгия иcпoльзyeтcя для paзгoнa втopoй тypбины пpимepнo дo 55000 oб/мин.

    Ha выxoдe из этoй тypбины тeмпepaтypa гaзoв cнижaeтcя пpиблизитeльнo дo 500 C, пocлe чeгo oни oтвoдятcя чepeз oбычнyю cиcтeмy выпycкa и глyшитeль.

  4. Bpaщaтeльнoe движниe тypбины пepeдaeтcя чepeз нecкoлькo пoнижaющиx пepeдaтoчныx ycтpoйcтв — мexaничecкиe пepeдaчи и гидpaвличecкyю мyфтy.

    Гидpaвличecкaя мyфтa coглacoвывaeт paзличныe чacтoты вpaщeния мaxoвикa и тypбины тypбoкoмпayндa.

  5. К мoмeнтy пepeдaчи вpaщaтeльнoгo движeния нa мaxoвик, чacтoтa вpaщeния cнижaeтcя пpимepнo дo 1900 oб/мин.
  6. Bpaщaтeльный мoмeнт нa мaxoвикe yвeличивaeтcя, и вpaщeниe мaxoвикa cтaнoвитcя бoлee ycтoичивым и плaвным.

И еще немного полезного и интересного. Поговорим о гидрокомпенсаторах зазоров.

Источник: https://avtoto.com.ua/blog/sovremennye-avtomobilnye-texnologii/kak-rabotaet-turbokompaund.html

Турборежим в блендере

Блендеры последнего поколения оснащены таким количеством полезных функций, что немудрено запутаться в названиях и терминах. Попробуем научиться ориентироваться в обширном диапазоне моделей популярных брендов, снабженных режимом турбо, и оценить соотношение цены – качества.

В наш век технического прогресса, когда умные девайсы сплошь и рядом заменяют человеческие руки, сложно представить кухню без бытовой техники. Она приходит на помощь в приготовлении пищи, хранении и переработке продуктов, значительно экономя силы и время.

Одним из таких помощников является блендер. Современные модели блендеров успешно заменяют несколько приборов одновременно, обладают несметным количеством полезных приспособлений, включая турборежим.

Настала пора разобраться, что же скрывается за интригующим названием «турборежим в блендере».

Первый блендер был изобретен в Америке в 1922 году и предназначался для смешивания напитков. Идея возымела успех, получила дальнейшее развитие, усовершенствование и продолжение в виде промышленного производства.

Прибор без труда заменяет такую бытовую технику, как мясорубка, кухонный комбайн, миксер, мельница. С его помощью легко приготовить детское питание, коктейли, крема, соусы, муссы, паштеты, пюре и прочие блюда; замесить тесто, измельчить твердые продукты.

Функция турборежима присутствует не во всех моделях блендера, но удобна тем, что позволит добиться идеальной консистенции продукта.

Задумываясь о покупке блендера, важно изначально решить, для каких целей он нужен. Если готовка – не ваш конек и чудо техника пригодится лишь в единичных случаях, то значит, можно обойтись недорогой моделью мощностью 300 – 400 Ватт.

Обратите внимание

В данной ситуации хорошим выбором станет, например, блендер Mixxo Quattro от фирмы Bosch. Здесь стакан играет роль и мерной емкости, и кувшина с крышкой, а летящие брызги от фруктов — ягод не доставят неудобств, поскольку их просто нет.

Однако нужно помнить, что маломощные образцы не всегда имеют в своем функционале кнопку «турбо», поэтому целесообразнее обратить внимание на более мощных собратьев.

Режим «турбо» обычно используется на завершающем этапе приготовления блюд, за счет увеличения частоты оборотов до максимального значения. Взбиваемая или смешиваемая масса обретает воздушность, нежность, особую пластичность текстуры.

Но производители предупреждают, что во избежание перегорания блендера, не стоит злоупотреблять длительной работой в данном режиме. Оптимальная продолжительность – одна минута.

Функцией турборежима оснащаются блендеры не только солидных брендов, но и малоизвестных фирм. С целью разобраться, какие модели предпочтительнее в плане эргономичности, надежности и соотношении цены — качества, рассмотрим наиболее популярные образцы.

Бытовая техника российского бренда Rolsen привлекает покупателей доступной ценой, металлической погружной частью, присутствием режима «турбо». Несмотря на малую мощность прибора 300 Ватт, блендер оснащен функцией измельчителя. Из недостатков можно отметить пластиковую чашу, которая требует бережного ухода.

Погружной блендер мощностью 450 Ватт оборудован двухскоростным режимом, кнопкой «турбо», имеет в своем арсенале четыре насадки. Чаша изготовлена из пластика, ножи и основание для насадок из нержавеющей стали. Стоимость изделия в пределах трех тысяч рублей.

Солидный мощный агрегат с множеством функций, включая турборежим, терку, нарезку ломтиками. Цена прибора колеблется около десяти тысяч рублей, но с ним вы забудете о существовании кухонного комбайна и мясорубки.

Производители из Словении не первый год высоко держат марку своей продукции. Этот блендер – настоящая находка для любителей проводить время на кухне. За неполные три тысячи рублей вы получите серьезный аппарат мощностью 800 Ватт. Количество скоростей – десять.

Важно

Компания Polaris является крупным мировым холдингом, чье производство налажено в России, Китае, Италии и Индии. Продукция отличается высоким качеством. Представленный блендер является мощным образцом, имеющим в комплектации четыре насадки для взбивания, измельчения, приготовления пюре. Количество скоростей ограничено двумя, но присутствует кнопка турборежима.

Источник: https://dekoriko.ru/kuhnya/blender/turborezhim/

Ссылка на основную публикацию