Erinevused vabalthingavate ja turboülelaaduriga mootorite vahel

Kuidas auto töötab> Erinevused vabalthingavate ja turboülelaaduriga mootorite vahel

See on teema, mis on muutunud prioriteediks pärast väiksemate mootorite massilist kasutuselevõttu. Nii et see oli võimalus kirjutada artikkel, et proovida seda probleemi selgitada, nii et vaatame kõiki elemente, mis eristavad vabalthingavaid mootoreid turbomootoritest.

Loe ka: Turboülelaaduri töö.

Põhiprintsiip

Kuna kõik teist pole mehaanikameistrid, vaatame lühidalt üle, mis on vabalthingavad ja ülelaadimisega mootorid.

Kõigepealt teeme selgeks, et need terminid tähendavad ennekõike õhuvõttu, nii et ülejäänu ei huvita meid. Hingamismootorit võib pidada "standardseks" mootoriks, mis tähendab, et see hingab loomulikult välisõhku tänu kolbide edasi-tagasi liikumisele, mis toimivad siin imemispumpadena.

Ülelaadimisega mootoris kasutatakse lisandite süsteemi, mis juhib mootorisse veelgi rohkem õhku. Seega lisaks õhu imemisele kolbide liikumisega lisame veel kompressori abil. On kahte tüüpi:

• Ajendab mootori energia = kompressor - ülelaadur
• Heitgaasidega juhitav = turbolaadur.

Turbomootor = rohkem võimsust

Esimene tähelepanek: turboülelaaduriga mootor on potentsiaalselt võimsam. Tõepoolest, jõud tuleb otse silindrite põlemisest, mida olulisem see on, seda rohkem silinder "liikub" ja seega ka võimsam auto. Turboga saab silindritesse rohkem õhku pigistada kui ilma selleta. Ja kuna meil õnnestub saata rohkem oksüdeerijat (õhku ja eriti väikese osa hapnikust, mis seal on), saame saata rohkem kütust. Seega on meil tsüklis põletamiseks rohkem energiat, seega on meil rohkem energiat. Suure tähtsusega on ka mõiste “boost”, sõna otseses mõttes ummistame mootori õhu ja kütusega, “toime” nii palju kui võimalik silindritesse.

458 Italial on vabalthingav 4.5 mootor 570 hj.

488 GTB (asendus) jõuallikaks on ülelaadimisega 4.0 mootor, mis arendab 100 hj. rohkem (seega 670 võrra). Seega on meil väiksem mootor ja rohkem võimsust (kaks turbiini, üks silindrirea kohta). Iga suurema kriisiga toovad tootjad meile oma turbiinid. Seda on tõepoolest juhtunud minevikus ja võimalik, et tulevikus loobutakse neist uuesti (kui just elekter ei asenda soojust), isegi kui "klimaatilises" kontekstis on vähe võimalusi. Poliitika".

Vähem õõnes turbomootor

Hingav mootor tõmbab pöördeid tõstes rohkem õhku sisse, mistõttu selle võimsus suureneb pööretel, kuna just siis kulutab see kõige rohkem õhku ja kütust. Turbomootoril võib madalatel pööretel olla palju õhku ja kütust, sest turbo täidab silindrid "kunstliku" õhuga (õhk, mis seega lisandub silindrite liikumisel loomulikul teel sissetõmmatavale õhule). Mida rohkem oksüdeerijat, seda rohkem kütust saadetakse madalatel pööretel, mille tulemuseks on üleliigne energia (see on omamoodi legeerimine).

Pange tähele, et mootoriga käitatavad kompressorid (väntvõlliga käitatav ülelaadur) võimaldavad mootorit õhuga suruda ka madalamatel pööretel. Turboülelaaduri toiteallikaks on väljalasketorust väljuv õhk, mistõttu ei saa see hästi töötada väga madalatel pööretel (kus heitgaasivoolud pole eriti olulised).

Arvesta ka sellega, et turbolaadur ei saa töötada kõikidel kiirustel samamoodi, turbiinide "propellerid" ei saa sõltuvalt tuule tugevusest (seega ka heitgaaside kiirusest ja voolust) samamoodi töötada. Selle tulemusel töötab turbo kõige paremini piiratud vahemikus ja sellest tuleneb ka tagumikulöögi efekt. Siis on meil kaks lahendust: muutuva geomeetriaga turboülelaadur, mis muudab ribide kallet või topelt- või isegi kolmekordne võimendus. Kui meil on mitu turbiini, hoolitseb üks väikese kiiruse eest (väikesed vooluhulgad, seega väikesed turbod, mis on kohandatud nende "tuultega") ja teine ​​​​suurte kiiruste eest (üldisemalt on loogiline, et voolud on selle juures olulisemad punkt. seal). Selle seadmega leiame siis vabalthingava mootori lineaarkiirenduse, kuid palju suurema haarde ja ilmselgelt pöördemomendiga (muidugi võrdse töömahuga).

Tarbimine? See sõltub …

See viib meid üsna olulise ja vastuolulise punktini. Kas turbomootor tarbib vähem? Kui vaadata tootjate numbreid, siis võib öelda jah. Kuid tegelikult on väga sageli kõik väga hästi ja nüansid vajavad läbirääkimist.

Tootjate tarbimine sõltub NEDC tsüklist, nimelt autode konkreetsest kasutusviisist: väga aeglane kiirendus ja väga piiratud keskmine kiirus.

Sel juhul on turbomootorid tipus, sest nad ei kasuta seda eriti ...

Tegelikult on vähendatud turbomootori peamine eelis selle väiksus. Väike mootor tarbib väga loogiliselt vähem kui suur.

Kahjuks on väikese mootori võimsus piiratud, kuna see ei suuda palju õhku sisse võtta ja seetõttu palju kütust põletada (kuna põlemiskambrid on väikesed). Turboülelaaduri kasutamine võimaldab kunstlikult suurendada selle nihket ja taastada kokkutõmbumisel kaotatud võimsust: saame sisse viia kambri suurusest suurema õhuhulga, kuna turboülelaadur saadab suruõhku, mis võtab õhku sisse. vähem ruumi (seda jahutab ka soojusvaheti, et helitugevust veelgi vähendada). Ühesõnaga saame müüa üle 1.0hj 100-sid, samas kui ilma turboülelaadurita piirduks need umbes kuuekümnega, nii et paljudele autodele neid müüa ei saa.

NEDC homologeerimise raames kasutame autosid madalatel pööretel (aeglane madal kiirendus pööretel), nii et saame väikese mootori, mis töötab vaikselt, sel juhul ei kuluta palju. Kui 1.5- ja 3.0-liitrised madalatel ja sarnastel pööretel kõrvuti annan, siis 3.0 kulutab loogiliselt rohkem.

Seetõttu töötab turboülelaaduriga mootor madalatel pööretel vabalthingavana, kuna see ei kasuta turboülelaadimist (heitgaasid on selle taaselustamiseks liiga nõrgad).

Ja just seal petavad turbomootorid oma maailma, nad tarbivad atmosfääriga võrreldes madalatel pööretel vähe, kuna keskmiselt on neid vähem (vähem = vähem kulu, kordan, ma tean).

Reaalses kasutuses lähevad aga mõnikord asjad nii kaugele, et vastupidi! Tõepoolest, tornidesse ronides (nii et kui kasutame võimsust, mitte NEDC tsüklit), lööb turbo sisse ja hakkab seejärel mootorisse valama väga suurt õhuvoolu. Kahjuks, mida rohkem õhku on, seda rohkem tuleb kompenseerida kütuse saatmisega, mis sõna otseses mõttes plahvatab voolukiiruse.

Nii et teeme lihtsalt kokkuvõtte: tootjad on vähendanud mootorite suurust, et NEDC tsüklit paremini hallata ja seega vähendada tarbimisväärtusi. Et aga "vanade suurte mootoritega" sama võimsust pakkuda, lisasid nad turbolaaduri (või ülelaaduri). Tsükli jooksul töötab turbolaadur väga vähe ja toob heitgaaside paisumise tõttu isegi veidi lisaenergiat sisse (heitgaasid võtavad rohkem ruumi kui mootorisse sisenev segu, seda paisumist juhib turbiin), mis toob kaasa madala tarbimise, kuna mootor on väike, tuletan meelde (kui võrrelda kahte identset mahtu turboülelaaduriga ja ilma, siis turboülelaaduriga kulub loogilisemalt). Tegelikult kasutavad inimesed kogu oma auto võimsust ja panevad seetõttu turbo rohkem tööle. Mootor pumbatakse õhuga ja seetõttu tuleb see ka bensiiniga "laadida": tarbimine tõuseb järsult isegi väikeste mootorite korral ...

Omalt poolt märkan vahel hirmuga, et paljud teist pole väikeste bensiinimootorite (kuulsad 1.0, 1.2, 1.4 jne) tegeliku kuluga väga rahul. Kui paljud inimesed naasevad diislilt, muutub šokk veelgi olulisemaks. Mõni müüb isegi oma auto kohe maha ... Nii et olge väikese bensiinimootori ostmisel ettevaatlik, need ei tee alati imet.

Kehv heli?

Turbomootoris on väljalaskesüsteem veelgi keerulisem... Tegelikult on meil nüüd lisaks katalüsaatoritele ja tahkete osakeste filtrile ka turbiin, mis saab toite heitgaaside tekitatud vooludest. Kõik see tähendab, et lisame endiselt midagi, mis liini blokeerib, nii et kuuleme veidi vähem müra. Lisaks on pöörded madalamad, mistõttu võib mootor vähem valjult piiksata.

F1 on olemasolev parim näide, mille vaatajanauding on oluliselt vähenenud (mootori heli oli üks peamisi koostisosi ja ma omalt poolt igatsen kohutavalt vabalthingavaid V8-sid!).

Siin on selgelt näha, et turbo segab veidi väljalasketasemel ... (kollektor paremal ja turbo vasakul)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Vali üks!

Spotter (GE Supercars) tegi teie jaoks selle töö ära, et saaksite võrrelda. Pange tähele, et erinevus on märgatavam teistel autodel (eriti F1), sest Ferrari hoolitses sellegipoolest, et turbo karistaks heakskiitu võimalikult vähe, sundides insenere tõsist tööd tegema. Sellest olenemata on meil 9000-l 458 ja 8200 GTB-l 488 pööret (samuti teades, et samal kiirusel teeb 488 vähem müra).

Turboülelaaduriga alakiirus?

Jah, kahe turbiiniga, mis koguvad heitgaasi voogu ja saadavad suruõhku mootorisse, on siin piir: me ei saa neid mõlemaid liiga kiiresti pöörlema ​​panna ja siis on meil ka heitgaasi väljundi tasemel takistus, mida me ei tee. vabalthingava mootoriga (turbo segab). Pange tähele, et turbiini, mis saadab mootorisse suruõhku, juhitakse elektrooniliselt möödavooluklapi möödaviiguklapi kaudu, nii et saame piirata suruõhu voolu mootorisse (see on osa sellest, mis juhtub). lülitub lukustusrežiimi, vabastab möödavooluklapp kogu rõhu õhku, mitte mootorisse.

Seetõttu on see kõik lähedal sellele, mida nägime eelmises lõigus.

Suur inerts?

Osaliselt samadel põhjustel saame suurema inertsiga mootorid. Samuti vähendab see naudingut ja sportlikkust. Turbiinid mõjutavad sissetuleva (sisselaske) ja väljuva (väljatõmbe) õhu voolu ning põhjustavad seetõttu mõningast inertsi viimase kiirenduse ja aeglustuskiiruse suhtes. Kuid olge ettevaatlik, et seda käitumist mõjutab oluliselt ka mootori arhitektuur (mootor V-asendis, tasane, reas jne).

Selle tulemusena, kui gaasi paigal lasete, mootor kiirendab (räägin kiirusest) ja aeglustab veidi aeglasemalt ... Isegi bensiin hakkab käituma nagu diiselmootorid, mis on tavaliselt turboga üle pika aja ( näiteks M4 või Giulia Quadrifoglio ja need on vaid mõned neist. 488 GTB töötab kõvasti, kuid see pole ka täiuslik).

Kui see kõigi autos nii tõsine pole, siis superautos - 200 000 eurot - palju rohkem! Vanad atmosfääris peaksid lähiaastatel populaarsust koguma.

Väljalaske heli Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Politsei superauto

Kohtumine 20. sekundil, et kuulda mootori inerts on liiga pehme, kas pole?

Aeglasem reageerimine

Teine tagajärg on see, et mootori reaktsioon on vähem muljetavaldav. Ferrari pingutab ka selle nimel, et näidata potentsiaalsetele klientidele, et mootori reageerimisvõime vähendamiseks on tehtud kõik, hoolimata sellest, et 488 GTB on turboülelaaduriga.

Vähem üllas?

Tegelikult mitte ... Kuidas saab ülelaadur mootorit vähem õilsaks muuta? Kui paljud arvavad teisiti, siis mina omalt poolt arvan, et sellel pole mõtet, aga võib-olla ma eksin. Teisest küljest võib see muuta ta vähem atraktiivseks, mis on teine ​​teema.

Töökindlus: turbo poolmastil

See on rumal ja vastik loogika. Mida rohkem osi mootoris, seda suurem on purunemisoht... Ja siin me oleme rikutud, sest turboülelaadur on nii tundlik osa (habras ribid ja laager, mis vajab määrimist) kui ka osa, mis allub tohutule mõjule. piirangud (sadu tuhandeid pööreid minutis!) ...

Lisaks võib see kiirendamise tõttu tappa diiselmootori: see voolab määritud laagri tasemel, see õli imetakse mootorisse ja põleb viimases. Ja kuna diiselmootoritel puudub juhitav süüde, siis ei tohi mootorit välja lülitada! Kõik, mida pead tegema, on vaadata, kuidas tema auto liiga kõrgel ja suitsusaunas sureb).

Kõik kommentaarid ja reaktsioonid

Dernier postitatud kommentaar:

Phil HAKE (Kuupäev: 2021, 05:22:08)

Kirjutate, et tunnete vormel 8-s puudust V1 mootoritest, kuid esimest turboülelaadurite ajastut kogenud sõitjaid, siis V8, V10, V12 3500cc. cm, siis 3 cc. Näe, väidetavalt olid puudu vaid 3000cc V2 mootorid. Vaata naeruväärselt võimas, see on minu arvamus.

Il I. 1 reaktsioon sellele kommentaarile:

• administraator SAIDI HALDJA (2021-05-24 15:16:25): Hoiduge peensustest, ma kahtlen, et neil oli võimsusest puudu ... Esiteks ei löönud nad enam V10 tagumikku, kuid asjaolu, et need on atmosfäärilised, on karistatav rikkega madalatel pööretel ...

  Iga sõitja eelistaks kõigil pööretel täisturbo asemel veidi nõrka vibratsiooni all. Turbomootor on heli poolest väga tüütu (CF Vettel) ja nende võimsustasemete juures on seda keerulisem doseerida (ja ka vähem lineaarne).

  Ühesõnaga, tsiviilelus on turbo hea, maanteel vähem ...

(Teie postitus on pärast kinnitamist kommentaari all nähtav)

Kirjuta kommentaar

Kas teile meeldivad turbomootorid?