portur.top

  

Bästa artiklarna:

  
Main / Hur twin turbo fungerar animationsbild

Hur twin turbo fungerar animationsbild

Senast uppdaterad: 27 juni 2018. Det finns inget sådant som en perfekt uppfinning: Ta förbränningsmotorn. Du kanske tycker att det är anmärkningsvärt att en maskin som drivs av vätska kan kasta dig ner på motorvägen eller påskynda dig genom himlen många gånger snabbare än du annars kunde resa. Men det är alltid möjligt att bygga en motor som går snabbare, längre eller använder mindre bränsle.

Ett sätt att förbättra en motor är att använda en turboladdare - ett par fläktar som utnyttjar avfallskraft från baksidan av en motor för att klämma mer luft in i fronten och leverera mer "oomph" än vad du annars skulle få.

Vi har alla hört talas om turbos, men hur exakt fungerar de? Låt oss ta en närmare titt! En typisk turboladdare använder ett par snigelformade fläktar, så här. Foto av Ryan C. Delcore med tillstånd av US Navy. Två vyer av en oljefri turboladdare utvecklad av NASA. Har du någonsin sett bilar surra förbi dig med sotiga ångor som strömmar från avgasröret? Det är uppenbart avgaser orsakar luftföroreningar, men det är mycket mindre uppenbart att de slösar bort energi samtidigt.

Avgaserna är en blandning av heta gaser som pumpar ut med hastighet och all energi som den innehåller - värmen och rörelsens kinetiska energi - försvinner värdelöst i atmosfären.

Skulle det inte vara snyggt om motorn kunde utnyttja det slöseriet på något sätt för att få bilen att gå snabbare? Det är precis vad en turboladdare gör. Bilmotorer får kraft genom att bränna bränsle i robusta metallburkar som kallas cylindrar.

Luft kommer in i varje cylinder, blandas med bränsle och brinner för att göra en liten explosion som driver ut en kolv och vrider axlarna och kugghjulen som snurrar bilens hjul.

När kolven skjuter in igen pumpar den bort spillluften och bränsleblandningen ur cylindern som avgas. Mängden kraft som en bil kan producera är direkt relaterad till hur snabbt den bränner bränsle. Ju fler cylindrar du har och ju större de är, desto mer bränsle kan bilen bränna varje sekund och teoretiskt minst åtminstone snabbare. Ett sätt att få en bil att gå snabbare är att lägga till fler cylindrar. Därför har supersnabba sportbilar vanligtvis åtta och tolv cylindrar istället för de fyra eller sex cylindrarna i en konventionell familjebil.

Ett annat alternativ är att använda en turboladdare, som tvingar mer luft in i cylindrarna varje sekund så att de kan bränna bränsle i snabbare takt. En turboladdare är en enkel, relativt billig, extra bit kit som kan få mer kraft från samma motor!

Om du vet hur en jetmotor fungerar är du halvvägs med att förstå en bils turboladdare. En jetmotor suger in kall luft fram, klämmer in den i en kammare där den brinner med bränsle och spränger sedan varm luft ut från ryggen.

När den varma luften lämnar, vrålar den förbi en turbin lite som en mycket kompakt väderkvarn av metall som driver kompressorluftpumpen på framsidan av motorn. Detta är den bit som skjuter in luften i motorn för att få bränslet att brinna ordentligt.

Turboladdaren på en bil tillämpar en mycket liknande princip på en kolvmotor. Den använder avgasen för att driva en turbin. Detta snurrar en luftkompressor som skjuter extra luft och syre in i cylindrarna, så att de kan bränna mer bränsle varje sekund. Det är därför en turboladdad bil kan producera mer kraft vilket är ett annat sätt att säga "mer energi per sekund".

En kompressor eller "mekaniskt driven kompressor" för att ge den sitt fulla namn liknar väldigt mycket en turboladdare, men istället för att drivas av avgaser som använder en turbin, drivs den från bilens snurrande vevaxel. Det är vanligtvis en nackdel: En turboladdares väsen: När den ena svänger, den andra också. Hur fungerar turboladdning i praktiken? En turboladdare är i själva verket två små luftfläktar som också kallas pumphjul eller bensinpumpar som sitter på samma metallaxel så att båda snurrar runt tillsammans.

En av dessa fläktar, kallad turbinen, sitter i avgasströmmen från cylindrarna. När cylindrarna blåser het gas förbi fläktklingorna roterar de och axeln de är anslutna till tekniskt kallad centrumnavets roterande enhet eller CHRA roterar också. Den andra fläkten kallas kompressorn och eftersom den sitter på samma axel som turbinen, snurrar den också.

Den är monterad inuti bilens luftintag, så när den snurrar drar den luft in i bilen och tvingar den in i cylindrarna. Nu finns det ett litet problem här. Om du komprimerar en gas blir du varmare och det varför en cykelpump värms upp när du börjar pumpa upp dina däck.

Varmare luft är mindre tät, det är därför varm luft stiger över radiatorer och mindre effektivt för att hjälpa bränsle att brinna, så det skulle vara mycket bättre om luften från kompressorn kyldes innan den kom in i cylindrarna. För att kyla ned passerar kompressorn över en värmeväxlare som tar bort extra värme och kanaliserar den någon annanstans. Grundidén är att avgaserna driver turbinen till den röda fläkten, som är direkt ansluten till och driver kompressorn till den blå fläkten, som skjuter in luft i motorn.

För enkelhetens skull visar vi bara en cylinder. Här sammanfattas här hur det hela fungerar :. I praktiken kan komponenterna anslutas ungefär så här. Turbinröd, höger tar in frånluft genom dess intag, driver kompressorn blå, vänster som tar in ren utomhusluft och pumpar den in i motorn. Denna speciella design har ett elektriskt kylsystem grönt mellan turbinen och kompressorn. Hur turbinen och kompressorn ansluts i en elektriskt kyld turboladdare.

Från US patent 7 946 118: Kylning av en elektriskt styrd turboladdare av Will Hippen et al, Ecomotors International, beviljad den 24 maj 2011. Turboladdare ger en bil mer effekt, men den extra kraften kommer inte direkt från avgaserna - och det ibland förvirrar människor.

Med en turboladdare utnyttjar vi en del energi i avgaserna för att driva kompressorn, vilket gör att motorn kan bränna mer bränsle varje sekund. Det här extra bränslet är där bilens extra kraft kommer ifrån.

Allt avgaserna gör är att driva turboladdaren och eftersom turboladdaren inte är ansluten till bilens vevaxel eller hjul bidrar den inte direkt till bilens drivkraft på något sätt. Det gör helt enkelt att samma motor kan bränna bränsle i snabbare takt, vilket gör den mer kraftfull. Om en turboladdare ger en motor mer kraft kommer en större, bättre turboladdare att ge den ännu mer kraft.

I teorin kan du fortsätta förbättra din turboladdare för att göra din motor mer och mer kraftfull, men så småningom kommer du att nå en gräns. Cylindrarna är bara så stora och det finns bara så mycket bränsle de kan bränna. Det finns bara så mycket luft som du kan tvinga in dem genom ett inlopp av en viss storlek, och bara så mycket avgas du kan driva ut, vilket begränsar den energi du kan använda för att driva din turboladdare. Med andra ord finns det andra begränsande faktorer som spelar in som du också måste ta hänsyn till; du kan inte helt enkelt turboladda dig till oändligheten!

Du kan använda turboladdare med antingen bensin- eller dieselmotorer och på mer eller mindre alla typer av bilar, lastbilar, fartyg eller bussar. Den grundläggande fördelen med att använda en turboladdare är att du får mer effekt för samma motorstorlek varje kolvslag i varje cylinder genererar mer effekt än vad det annars skulle göra.

Men mer kraft betyder mer energiutgång per sekund, och lagen om energibesparing säger oss att det betyder att du måste lägga in mer energi också, så du måste bränna motsvarande mer bränsle. I teorin betyder det att en motor med en turboladdare inte är mer bränsleeffektiv än en utan. Men i praktiken är en motor utrustad med en turboladdare mycket mindre och lättare än en motor som producerar samma kraft utan en turboladdare, så en turboladdare kan ge bättre bränsleekonomi i det avseendet.

Tillverkare kan ofta nu komma undan med att montera en mycket mindre motor på samma bil som en turboladdad V6 istället för en V8, eller en turboladdad fyrcylindrig motor istället för en V6. Och det är där turboladdade bilar får sin fördel: Eftersom de bränner bränsle med mer syre, tenderar de att bränna det mer noggrant och renare, vilket ger mindre luftföroreningar. Mer kraft för samma motorstorlek låter underbart, så varför är inte alla motorer turboladdade?

En anledning är att de bränsleekonomiska fördelar som utlovats av tidiga turboladdare inte alltid blev lika imponerande som tillverkare som är angelägna om att utnyttja marknadsföringsfördelar jämfört med sina konkurrenter gillade att hävda. En studie från 2013, av Consumer Reports, fann att små turboladdade motorer ger betydligt sämre bränsleekonomi än deras "naturligt sugda" konventionella motsvarigheter och drog slutsatsen: Det finns bättre sätt att spara bränsle, inklusive hybrider, dieslar och andra avancerade tekniker.

Det kan göra underhåll av turbos betydligt dyrare. Enligt definition handlar turboladdning om att få ut mer av samma grundläggande motordesign, och många av motorkomponenterna måste drabbas av högre tryck och temperaturer, vilket kan göra att delar går sönder tidigare; det är därför generellt sett inte turboladdade motorer håller så länge. Även körning kan vara annorlunda med turbos: Vem tackar vi för turboladdare?

Alfred J. I likhet med den turboladdare som jag har illustrerat ovan, använde hans originaldesign en avgasdriven turbinaxel för att driva en kompressor som tvingade mer luft in i motorns cylindrar.

Han utvecklade ursprungligen turboladdaren under åren före första världskriget och patenterade den i Tyskland 1905, men fortsatte att arbeta med förbättrade mönster fram till sin död fyra decennier senare. Några år tidigare hade Sir Dugald Clark 1854—1932, skotsk uppfinnare av tvåtaktsmotorn, experimenterat med att separera kompressions- och expansionsstegen för förbränning med två separata cylindrar.

Detta fungerade lite som överladdning, vilket ökade både luftflödet till cylindern och mängden bränsle som kunde brännas. Andra ingenjörer, inklusive Louis Renault, Gottlieb Daimler och Lee Chadwick, experimenterade också framgångsrikt med superladdningssystem.

Jag har färgat det så att du snabbt kan förstå det. Du kan se en enda cylinder gul och kolv, vev och vevstång röd till vänster. Avgaser från cylindern matas runt en rörgrön som driver en turbin. Detta är anslutet till den orange "laddningsfläkten" -kompressorn och den svalare blå rutan som skjuter luft in i cylindern genom det blå röret. Det finns olika andra invecklade bitar och bitar, men jag kommer inte att gå in på alla detaljer; om du är intresserad, ta en titt på US patent 1 955 620: förbränningsmotor som serveras via Google Patent.

Om du letar efter detaljerade tekniska beskrivningar av hur saker fungerar är patent ett bra ställe att börja.

Här är några nya patent som täcker turboladdare som är värda att kolla in :. Alla rättigheter förbehållna.

(с) 2019 portur.top