о применении турбокомпрессоров и нагнетателей

Mad Max

моторостроитель
Откуда
UA, Kharkov
поскольку данная тема регулярно затрагивается в темах об авиаконверсии, то решил создать отдельную тему, где будет обсуждаться возможность и необходимость турбирования различных двс. А так же плюсы минусы и ньюансы этого дела.
Возможно такая тема уже есть, но во-первых я ее не нашел, во-вторых часто прдобные темы заходят в тупик флуда и к 20-й странице уже непонятно с чего все началось.

Итак, о компрессорах- чарджерах и пр.
Многие считают их установку простым способом увеличения мощности и момента двс. Вообще-то это не совсем так. Лично я считаю установку компрессора на СЛА плохой затеей.
Компрессоры громоздки, особенно для работы мотора на высоких оборотах, когда мотору нужно большое кол-во воздуха. И могут распологаться в определенных местах относительно мотора, как правило спереди сверху-сбоку либо сзади сверху-сбоку. Поскольку им нужен ременной либо цепной привод от коленвала.
В итоге компановка СУ получается не очень компактной. Хотя на рядном моторе это еще можно пережить, расположив его вместо впускного коллектора. Кстати на наддувных моторах геометрия впускного коллектора не имеет значения- главное это сечение и внутренняя "гладкость".
Но самое отвратительное, это именно привод компрессора. Передавая значительный крутящий момент (мощность привода компрессора порядка нескольких кВт), он подвергается повышенному износу.
Ну а если на взлете он оборвется- думаю всем понятно...
К тому же сам компрессор имеет невысокий ресурс и повышенный шум.
Насколько мне известно, питерские центробежные компрессоры требуют замены подшипников раз в 20000 км при постоянно включеном компрессоре.
И это при том, что средние обороты автомобильного мотора 2500-3500.
Немецкие Vortech и Rotrax получше в плане ресурса, но у них автономная система смазки и масло стоит дурных денег. Да и сами не 5 копеек стоят.
Установка компрессора не требует понижения СЖ. Однако перенастройка системы питания и углов зажигания обязательна.
Средний расход топлива будет выше на 10-15%.

Турбокомпрессор это совсем другая тема.
его габариты в поперечном сечении меньше компрессора, масса меньше, особенно учитывая, что нам больше не нужен длинный выхлопной коллектор (это если по уму авиаконверсию делать), Впускной коллектор, как и при установке компрессора, становится просто развитвителем на цилиндры.
Так что родной длинный алюминиевый коллектор можно максимально укоротить и убрать рессивер.
Турбокомпрессор приводится выхлопными газами. посему нет приводных ремней, роликов и пр. хрени.
маслоподача и охлаждение не представляют особых проблем.
Конечно в идеале нужно сварить нержавеющий или жаропрочный выхлопной коллектор под турбу. А это время и работа.
Интеркулер при наддуве до 0,8 бар ненужен. Большее давление я очень не рекомендую. Для стандартного мотора даже 0,8 при 5000-6000 это много. 0,5-0,6 будет вполне достаточно.При этом мощность увеличится в 1,4-1,6 раз.
СЖ турбомотора при таком наддуве может доходить до 9,5:1. При этом обязательно применение 98 бензина.
Если нужно летать на 95-м то СЖ 8,2-8,5.
 
Продолжим.
Чем еще хороша идея установки именно турбокомпрессора:
Включение- выключение происходит самостоятельно и плавно.
Количество выхлопных газов зависит от наполнения цилиндров смесью.
Взлетный режим- РУД до упора, дроссель открыт, турбина раскручивается, нагнетая избыточное давление в впуск и цилиндры, больше газов, еще выше обороты турбины и компрессорного колеса. Еще выше давление наддува.
По итогу при достижении требуемого давления во впуске пневмоактюатор приоткрывает "калитку" - вест-гейт, и часть выхлопных газов идет в обход турбинного колеса. Обороты турбины падают, давление наддува падает, меньше выхлопных газов,если турбина еще останавливается, то давление наддува падает, квлиткв прикрыввется, меньше газов идет в обход, турбина увеличивает обороты и снова наддув растет.
Все это происходит очень быстро и не заметно для водителя/ летчика.
Итак взлетели, набрали высоту, мощность такая ненужна.
Убираем РУД, дроссель прикрывается.
Выхлопных газов меньше, турбина снижает обороты, производительность и давление компрессора падают.
Причем, несмотря на то, что турбина крутится порядка 20-40 тыс об/мин, компрессор не может "надуть" мотор.
В итоге давление во впуске может плавно варьироваться от -0,7 бар ( холостой режим, без нагрузки) до 0,8 бар избытка.
Соответственно момент и мощность зависят только от положения дросселя и никаких проблем с регулировкой мощности нет.
Если нам нужно на марше 3800-4000 тыс об/мин, то они будут например при разрежении во впуске (-0,3 бар) либо при наддуве 0,2 бар в зависимости от того, какая мощность нам нужна для вращения винта с требуемыми оборотами.
Как правило турбомотор имеет меньшую мощность при нулевом давлении во впуске (атмосферный режим), чем атмосферники.
В любой момент мы снова РУД от себя и через 0,1-0,3 сек имеем полную мощность.
В этом и прелесть турбокомпрессора.
С компрессором будет сложне, поскольку его производительность зависит только от оборотов вала. И если со взлетным режиом все ясно, то на марше обороты компрессора упадут не сильно, производительность тоже. а вот расход воздуха мотором снизится и 70-80 % воздуха будут стравливаться в воздух перед дросселем через клапан  сброса.
При этом придется активно работать Рудом, пока поймаешь нужный режим.
 
Надежность турбин очень высока. Ресурс на автомобилях доходит до 200 000 км. Что часто соизмеримо с ресурсом мотора.
Конечно нужно понимать, что нагрузки в турбомоторе на детали двигателя выше, однако это происходит только на взлетном режиме.
А как долго он длится? 1-3 минуты. Остальное время летим на марше без наддува либо даже с разрежением во впуске.(0,5-3 часа).
А у нас на земле взлетный режим это каждый старт со светофора. Даже те, кто активно ездят по трассе, постоянно его используют на обгонах. И ехать с постоянго высокой скоростью не получися. то населеный пункт, то встречные машины, после чго снова режим взлетный.
Так что на ресурс авиамотора и соответственно его надежность наличие турбокомпрессора практически не влияет.
По поводу усиления деталей двигателя- при наддуве 0,5-0,7 бар практически любой мотор не требует доработок.
Например у нас не мало турбированых ВАЗов ездят в полном стоковом состоянии мотора. При этом имеют мощность по 150-180 лс/л. Т.е. 1,5 мотор 2108 имеет 160-200 лс.
Но правильная качественная сборка мотора необходима.
Требования к маслу выше, требуется более производительна и стабильная система питания. Обеднение смеси при полной нагрузке смертельно для турбомотора.
Незначительная для атмомотора детонация смертельна для турбомотора.
Последние пункты относятся ко всем наддутым моторам.
Средний расход топлива у турбомотора как правило ниже чем у атмосферника на 5-15%.

Вобщем надеюсь написал доходчиво. Спасибо за внимание.
 
Его можно не охлаждать.
Кулер и его патрубки занимают много места, а прирост мощности и момента при низких наддувах не велик.
Одно дело автомобиль- из него вытягивают все соки. и расположить там кулер больших размеров не представляет проблем. А на разгоне-обгоне каждые 5-10 лс нужны.
К тому же турбоавтомоторы имеют объемы от 1,8 л. И охлаждение такого объема воздуха имеет смысл.
В случае с СЛА всегда возить на себе здоровенный кулер с патрубками,(итого 5-10кг) который еще и должен создавать доп сопротивление воздуха для своей продувки, только для того чтоб на взлете получить еще 3-5 лс (с 1,1-1,5 л мотора) считаю не разумным.
К тому же доп. объем воздуха в кулере и патрубках приводит к большему лагу ( время, за которое рачкручивается турбина, накачивается давление воздуха во впуск и мотор начинает выдавать момент после открытия дросселя) может значительно возрасти. что в критичечкой ситуации будет опастно и гибельно.
А если без кулера так нехватает этих 5-ти лс, всегда можно кратковременно увеличить давление наддува на 0,1 бар и получить туже мощность что и на меньшем давлении, но с кулером.
Тем более что здесь не гонщики на 402м собрались.
Кстати еще одно замечательное свойство турбонаддува- его можно не использовать когда он не нужен (взлет пустого ЛА с длинной полосы) и увеличить до "овербуст" при необходимости взлета с полной нагрузкой с короткой полосы.
Понятно что винт лимитирует мощность мотора в плане тото что не может "переварить" мощность больше своего предела.
Но я еще не слышал здесь, что кому-то хватает мощности на взлете.

При постройке СЛА можно изнаяально выбрать мотор меньшего объема, веса и мощности, если планируется его турбировать. А так же использовать больший винт, который даст большую тягу. И редуктор использовать тот,который есть, ибо турбомотору поднять/ опустить немного мощность при заданных отптимальных оборотах для винта, проблем не составляет.
 
еще на турбомоторе геометрия выхлопа от гбц и после турбины, кроме сечения, нн имее значения. патрубки от Гбц к турбине максимально короткие, труба от турбины такая как нравится.
Шумность выхлопа снижается на порядок.
Вместо привычного рева имеем равномерное шипение.
Особенно тихо будет на марше.
 
Его можно не охлаждать.Кулер и его патрубки занимают много места, а прирост мощности и момента при низких наддувах не велик.
В первую очередь воздух охлаждают для снижения вероятности детонации, а не для прибавки лошадок.
У меня на ауди 1,8 турбо стандартный наддув 0,6 и то стоит интеркуллер.
В случае с СЛА всегда возить на себе здоровенный кулер с патрубками,(итого 5-10кг) который еще и должен создавать доп сопротивление воздуха для своей продувки
И вот на дельте почему-то тоже не стали пренебрегать установкой куллера
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1329682285/4#4

А у нас на земле взлетный режим это каждый старт со светофора
Ничего подобного...старт со светофора это раскрутка максимум до 4500 об. дальше если ты не стритрейсер,смысла крутить нет.
К тому же доп. объем воздуха в кулере и патрубках приводит к большему лагу
Лаг важен в ралли , дрэге когда важны секунды и доли их при переключениях передач. В авиации где важны по большому два режима, взлетный и круиз борьба за эти доли секунд от лукавого.
 
Ничего подобного...старт со светофора это раскрутка максимум до 4500 об. дальше если ты не стритрейсер,смысла крутить нет.
Mad Max писал(а) Сегодня :: 00:09:40:

К тому же доп. объем воздуха в кулере и патрубках приводит к большему лагу
Лаг важен в ралли , дрэге когда важны секунды и доли их при переключениях передач. В авиации где важны по большому два режима, взлетный и круиз борьба за эти доли секунд от лукавого.

Вообще то все давно применяют антилаг различных вариантов. Лаг на старте - это не проблема для авиа, а на остальных режимах на впуске почти всегда будет гарантированный "+", возможно мелкий, но по крайней мере кулер и все остальное будет уже "поддуто" а объема выхлопа уже гарантированно хватает на раскрутку турбины. По крайней мере, если говорить о литраже 1,5-1,6 и правильном подборе турбины. СААБовский гаррет у нас уже на 1500об. в плюсе был, на 2500 уже бар надувал, на 5000 - до 1.7 могло. Откуда при таких раскладах дикому лагу взятся? Главный источник лага - переключение КПП. При этом (если нет шифтассиста) закрывают дроссель, турба в стену дуть не может, клапан стравливает избыток. Поскольку мотор в оборотах - при открытии дросселя все что было надуто - сжирается моментом, вот тут и будет лаг. Правда мы с этим боремся очень просто - под сцепу или на шифтер КПП - концевик, по которому ЭБУ заваливает углы в минус и режет если надо зажигание. При этом переключение нужно производить не отпуская газ - мотор в отсечку не улетит, у него момент сильно провален в этот момент, но выхлопа вагон, турбина крутится как положенно, давляк из впуска не травится. Как концевик отпустили - возврат на нормальные углы. Можно еще и автомат перегазовок добавить для секвенталки. Для авиа - этого всего ненадо, ибо режимы резко не меняются, дроссель не хлопает как оголтелый. А учитывая что например на 1500 уже дует, имеем крейсер с положительным балансом и раскрученной турбиной.
 
Вообще то все давно применяют антилаг различных вариантов. Лаг на старте - это не проблема для авиа, а на остальных режимах на впуске почти всегда будет гарантированный "+", возможно мелкий, но по крайней мере кулер и все остальное будет уже "поддуто" а объема выхлопа уже гарантированно хватает на раскрутку турбины. По крайней мере, если говорить о литраже 1,5-1,6 и правильном подборе турбины. СААБовский гаррет у нас уже на 1500об. в плюсе был, на 2500 уже бар надувал, на 5000 - до 1.7 могло. Откуда при таких раскладах дикому лагу взятся? Главный источник лага - переключение КПП. При этом (если нет шифтассиста) закрывают дроссель, турба в стену дуть не может, клапан стравливает избыток. Поскольку мотор в оборотах - при открытии дросселя все что было надуто - сжирается моментом, вот тут и будет лаг. Правда мы с этим боремся очень просто - под сцепу или на шифтер КПП - концевик, по которому ЭБУ заваливает углы в минус и режет если надо зажигание. При этом переключение нужно производить не отпуская газ - мотор в отсечку не улетит, у него момент сильно провален в этот момент, но выхлопа вагон, турбина крутится как положенно, давляк из впуска не травится. Как концевик отпустили - возврат на нормальные углы. Можно еще и автомат перегазовок добавить для секвенталки. Для авиа - этого всего ненадо, ибо режимы резко не меняются, дроссель не хлопает как оголтелый. А учитывая что например на 1500 уже дует, имеем крейсер с положительным балансом и раскрученной турбиной. 

Текст написан на какой-то фене. Из-за этого половина не понятно. Ну и ладно.

Для авиа - этого всего ненадо, ибо режимы резко не меняются, дроссель не хлопает как оголтелый.

А как же сложный пилотаж? Или, к примеру, показательный воздушный бой? Выходит,  для таких режимов турбированный мотор не очень подходит?
 
Текст написан на какой-то фене. Из-за этого половина не понятно. Ну и ладно.
Всё понятно. Рассказана методика борьбы с попаданием в турбояму при переключениях коробки передач на спортивных авто. Кто собирал и настраивал моторы для автоспорта знает о чем речь.
 
еще на турбомоторе геометрия выхлопа от гбц и после турбины, кроме сечения, нн имее значения. патрубки от Гбц к турбине максимально короткие, труба от турбины такая как нравится.
Шумность выхлопа снижается на порядок.
Вместо привычного рева имеем равномерное шипение.
Особенно тихо будет на марше.

=если применить 3-цилиндровый мотор \нпр.ЖЭ10\,то на средних оборотах появляется вибрация...
расположив турбину над мотором=увеличиваем момент инерции
и мотор работает спокойнее=
 

Вложения

  • Kopia_Zdj__281_cie173_003.jpg
    Kopia_Zdj__281_cie173_003.jpg
    181 КБ · Просмотры: 100
я написал что кулер можно не ставить.
С детонацией можно бороться по другому.
если кто- то хочет, пусть ставит. хуже не будет.
по поводу лага согласен. Самолет это не автомобиль.
 
Турбокомпрессор это совсем другая тема
Думаю также. Как будто сам написал. Если покупать турбо Субару или атмосферник, то разницы в цене никакой. Если делать глушитель на атомо, то по весу выйдет столько же что и с турбиной. В крейсере нагрузки одинаковые. При этом пропадают нехорошие свойства турбомоторов, на которые жалуются автомобилисты - большая прожорливость топлива и масла. Они связаны с пониженной степенью сжатия и присутствием пониженного давления на оси нагнетающего колеса при прикрытой заслонке. Нет режима разгона от светофора, когда воздух засасывается мимо турбины и при низкой степени сжатия повышенный расход обеспечен. А на высоких оборотах и средних нагрузках нет пониженного давления за нагнетающим колесом и масло не сосётся. Есть также мысль, что турбомотор будет лучше себя вести на бензине с меньшим октановым числом. Стучащий атмасферник не даст взлететь, а с турбиной застучит на более высокой мощности и взлет все-таки будет возможен.
Крутой пилотаж, из-за инерционности турбинного колеса, противопоказан. Но это не всем надо.
 
А какую турбинку посоветуете на ВАЗ 21083-й инжектор?  Вот по этой ссылке   http://www.t-u-r-b-o.ru/?page_id=232      советуют Турбокомпрессор Garrett 1752  за 17т.р. ,ну а вам как кажется ? Мне бы хотелось всё устроить без глобальных переделок в двигателе,и турбы до 0.6 БАР ,думаю хватит..
 
ага, или от турбофорестера 2,0 Vf-035 (не путать с vf-35 от STI).
они по произодительности примерно одинаковые.
 
Это откуда тогда он засасывается?С дырочки в правом боку?
Сейчас посмотрел, перепроверил. Обводная воздушная магистраль мимо компрессора заткнута клапаном, который смотрит за разницей давлений между задроссельным пространством и атмосферным. При наличии такой, клапан открывается пропорционально разнице. Т.е. пока за дросселем давление не сравняется с атмосферным, мотор все время подсасывает воздух мимо турбины. Может там порог небольшой есть.С такой степенью сжатия до этого момента его, наверное, и 76 бензином кормить можно. Этот же клапан работает как предохранительный при резком закрытии заслонки.
 
Назад
Вверх