Пять факторов: почему турбокомпрессоры становятся все более важными？
Пять факторов: почему турбокомпрессоры становятся все более важными？
Мощность двигателя автомобиля зависит от количества и размера поршневых цилиндров? Это стало историей. Сегодня общая производительность автомобиля определяется электронными системами управления двигателем, турбонагнетателями или компрессорами. В частности, решающую роль в нем играет турбокомпрессор — с тех пор, как швейцарский изобретатель создал турбокомпрессор в 1925 году, характеристики двигателя были значительно улучшены. Каковы характеристики этой детали, почему она становится все более важной и каковы преимущества использования электрохимической обработки? --Пять интересных фактов о турбокомпрессорах:
1. Основной принцип остается неизменным
Изобретению около 100 лет, но его основные принципы остаются неизменными. Поток выхлопных газов приводит во вращение колесо турбины, которое соединено с другим колесом валом. Эта крыльчатка сжимает поступающий свежий воздух и нагнетает его в камеру сгорания. На этом этапе можно сделать простой расчет: чем больше воздуха поступает в камеру сгорания таким образом, тем больше молекул кислорода связывается с молекулами углеводородов топлива в процессе сгорания, что, в свою очередь, дает больше энергии.
2. Почти до 300 000 об/мин.
Наконец, для достижения оптимальных результатов турбонагнетатель создает максимально возможное давление воздуха. На практике с турбонагнетателем можно достичь чрезвычайно высоких параметров мощности: в современных двигателях ротор компрессора может достигать максимальной скорости даже в 290 000 об/мин. Кроме того, компоненты генерируют чрезвычайно высокие температуры. Следовательно, на турбонагнетателе также имеется интерфейс или система водяного охлаждения наддувочного воздуха. В общем: В очень маленьком пространстве этой детали собираются четыре разных вещества: горячий выхлопной газ, холодный наддувочный воздух, охлаждающая вода и масло (температура масла не должна быть слишком высокой).
3."Электрохимическое преимущество"
Исходя из этого, производство турбокомпрессоров стало одной из самых сложных задач в автомобильной промышленности. Это касается не только сложных корпусов, но и турбовальных. 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 компонентов обычно включает в себя полную технологическую цепочку от предварительного фрезерования до удаления заусенцев. В этом случае использование электрохимических процессов может принести большие преимущества. При использовании этого процесса, например, требуется только один повторяющийся шаг для завершения динамической балансировки вала турбонагнетателя. Кроме того, материал не подвергается термическому повреждению, а износ инструмента даже при работе с самыми твердыми материалами очень мал — огромные преимущества по сравнению с обычными процессами резания.
4. Все более важное значение
Производство турбокомпрессоров становится все более требовательным, что связано с общей тенденцией энергосбережения и сокращения выбросов в автомобилях: рабочий объем многих двигателей внутреннего сгорания уменьшается, но сжатие турбокомпрессора может поддерживать постоянную производительность или даже улучшать. Интересно, что из-за дополнительного веса турбонагнетателя и охладителя наддува двигатель с системой очистки от выбросов весит даже больше, чем сопоставимый двигатель без системы очистки от выбросов. В результате разработчики стали уменьшать толщину стенок корпуса для снижения веса, что в свою очередь еще более повысило требования к его механической обработке.
5. Будущие вызовы
Турбокомпрессор остается ключевой технологией для разработки энергоэффективных и экономичных двигателей. Однако различные технологические тенденции также приносят новые вызовы. Например, все чаще используются так называемые системы рециркуляции отработавших газов, т. е. часть отработавших газов охлаждается, смешивается с наддувочным воздухом и направляется обратно в двигатель. Эта система рециркуляции выхлопных газов (EGR) является одной из наиболее важных мер, используемых для снижения выбросов дизельных двигателей. Следовательно, турбонагнетатель должен нагнетать больше воздуха в камеру сгорания, чтобы обеспечить ее достаточным количеством кислорода. Многие производители используют здесь двухступенчатую турбосистему с двумя разными турбонагнетателями.
