Пять факторов: почему турбокомпрессор становится все более важным
Пять факторов: почему турбокомпрессор становится все более и более важным.
Мощность автомобильного двигателя зависит от количества и размера поршневых цилиндров? Это стало историей. Сегодня общая производительность автомобиля определяется электронной системой управления двигателем, турбокомпрессором или компрессором. Особенно важную роль в этом играет турбокомпрессор. С тех пор как швейцарский изобретатель изготовил турбокомпрессор в 1925 году, характеристики двигателя значительно улучшились. Каковы характеристики этого компонента, почему он становится все более и более важным и каковы преимущества использования электрохимической обработки—— Пять интересных фактов о турбокомпрессорах:
1. Основной принцип остается неизменным.
Изобретение имеет историю около 100 лет, но его основной принцип остается неизменным. Поток выхлопных газов приводит в движение турбинное колесо, которое соединено с другим колесом валом. Эта крыльчатка сжимает всасываемый свежий воздух и нагнетает его в камеру сгорания. В это время можно произвести простой расчет: чем больше воздуха поступает в камеру сгорания таким образом, тем больше молекул кислорода при сгорании соединяется с углеводородными молекулами топлива – что как раз и дает больше энергии.
2. Почти 300000 оборотов.
Наконец, турбокомпрессор может создавать максимально возможное давление воздуха для достижения наилучших результатов. На практике турбокомпрессор может достигать чрезвычайно высоких мощностных параметров: в современных двигателях максимальная скорость вращения ротора компрессора может достигать даже 290000 оборотов в минуту. Кроме того, компоненты могут нагреваться до чрезвычайно высоких температур. Следовательно, на турбонагнетателе также имеется интерфейс или система водяного охлаждения наддувочного воздуха. В общем, в крошечном пространстве этого компонента собираются четыре различных вещества: высокотемпературный выхлопной газ, холодный наддувочный воздух, охлаждающая вода и масло (температура масла не должна быть слишком высокой).
3."Электрохимические преимущества".
Исходя из этого, производство турбокомпрессора становится одной из самых сложных задач в автомобильной промышленности. Это касается не только сложных корпусов, но и валов турбин. Они изготовлены из высокопрочных материалов и без проблем выдерживают температуру до 1000 градусов по Цельсию. Например, из жаропрочной литой стали или материалов из сплава инконель. Механическая обработка этих деталей обычно включает в себя всю технологическую цепочку от предварительного фрезерования до удаления заусенцев. В этом случае электрохимический процесс может принести большие преимущества. Например, при использовании этого процесса требуется только один повторный шаг для завершения динамической балансировки вала турбокомпрессора. Кроме того, это не приведет к термическому повреждению материала. Даже самый твердый материал не изнашивает инструмент — это большие преимущества по сравнению с традиционной технологией резания. В конце концов, такие материалы, как инконель, сокращают срок службы инструмента.
4. Растущее значение.
Производство турбокомпрессора становится все более и более строгим, что связано с общей тенденцией автомобильного энергосбережения и сокращения выбросов: рабочий объем многих двигателей внутреннего сгорания уменьшается, но сжатие турбокомпрессора может поддерживать производительность на постоянном уровне или даже улучшаться. Интересно, что из-за увеличенного веса турбонагнетателей и охладителей наддува вес двигателей со сниженными выбросами даже превышает вес аналогичных двигателей без конструкции со сниженными выбросами. Поэтому персонал отдела исследований и разработок начал уменьшать толщину стенки корпуса, чтобы уменьшить вес, что, в свою очередь, еще больше увеличило их требования к обработке.
5. Будущие вызовы.
Турбокомпрессор по-прежнему является ключевой технологией для разработки энергосберегающих и эффективных двигателей. Однако различные технологические тенденции также приносят новые вызовы. Например, все чаще используется так называемая система рециркуляции отработавших газов, которая охлаждает часть отработавших газов, смешивает их с наддувочным воздухом и направляет обратно в двигатель. Эта система рециркуляции выхлопных газов (EGR) является одной из наиболее важных мер по снижению выбросов дизельных двигателей. Следовательно, турбонагнетатель должен нагнетать больше воздуха в камеру сгорания, чтобы обеспечить ее достаточным количеством кислорода. Многие производители используют здесь двухступенчатые системы турбонаддува с двумя разными турбонагнетателями.
