Технічний турбодвигун
Поділіться
4-тактний двигун має великий недолік, який важко обійти, насправді лише один такт двигуна з чотирьох виробляє енергію (розширення вибуху), і все ж частина цієї енергії використовується для продовження циклу вихлопу, впуску та стиснення) ось чому двигуни оснащені маховиком, який зберігає частину енергії і своєю масою допомагає зробити тритактні двигуни хорошими.
Ми також думали збільшити кількість циліндрів: 2, потім 4, 6, 8, 10, 12, 16, щоб завжди зменшувати простір між часом роботи двигуна. Ця техніка має свої недоліки, однак основна маса, введення 16-циліндрового двигуна в Mini, представляє деякі очевидні проблеми (хоча).
Ще одна проблема чотиритактного двигуна: щоб зробити цю фазу роботи якомога активнішою, потрібно було діяти на попередній фазі, впуску, максимізуючи наповнення. Дійсно, у двигуні об’ємом 1600 куб. См., Якщо циліндри, теоретично, можуть містити 400 куб. См, ми спробуємо різними хитрощами внести протягом фази всмоктування максимально можливу суміш. Для цього існують три рішення: збільшити діаметр впускного клапана, або навіть поставити 2, або залишити його довше відкритим - в обох випадках краще заповнення на середній і високій швидкості, але на низькій швидкості. Залишається відчайдушно порожнім.
З самого початку гоночних двигунів цю проблему заповнення ще більше ускладнювали ливарні матеріали та техніка того часу - Швидкості були обмеженими, і рішенням було, таким чином, інше примусове живлення двигуна. Ось як ми побачили під час Кубку Гордона Беннета механіка, який сідав на капот і дув, як міг, у повітрозабірнику. Інші випробування були проведені з динамічними повітрозабірниками, але подобу розчину було виявлено з механічним компресором.
Мета - перезарядити двигун. У звичайному двигуні кількість палива, яке надходить у циліндри, обмежується в коефіцієнті горіння кількістю повітря, що всмоктується внаслідок депресії, що створюється під час фази впуску.
Оскільки молекулярна частка повітряно-бензинової суміші не може змінюватись, тому необхідно отримати наддув двигуна, щоб стиснути суміш до її надходження в циліндри, щоб допустити більше.
Механічні компресори, що приводяться в рух двигуном або ланцюгом, або каскадом шестерень, проте були дуже жадібними за потужністю, частина розробленої енергії поглиналася для його роботи.
У звичайних (так званих атмосферних) двигунах доступно 60% енергії, яку вони виробляють, тоді як 40% викидається у відходи з відпрацьованими газами. Тому виникла ідея використати ці самі гази, частина витраченої енергії, щоб надати двигуну більше потужності, використовуючи систему лопатевих коліс млинів.
Два лопатевих колеса, цілісні з однією віссю, одне приводиться в дію вихлопом, інше всмоктує повітря або суміш і рухає його в циліндри - Отримане таким чином примусове подавання дозволяє більш повно заповнити камери згоряння як у повітрі, так і в суміші.
Однак турбодвигуни стикаються з невеликими недоліками.
Аспіровані вуглеводи
Перші турбокомпресори, як компресори, всмоктуються через звичайний карбюратор. Це обмежувало можливість надлишкового тиску, оскільки з певного моменту аспірована таким чином суміш стала нестійкою.
Видувані вуглеводи
Тому ми швидко перейшли до продутих вуглеводів, де турбо виштовхує лише повітря у вуглевод, суміш робиться як у звичайному вуглеводі. Іншою проблемою було нагрівання повітря просто через його стиснення - тому було потрібно вставити між турбокомпресором і карбюратором охолоджувач повітря або повітря-повітря, або повітря-вода, щоб евакуювати зайві калорії і пропускати повітря навколо 80 ° C. Крім того, турбовуглеводи повинні бути водонепроникними.
Справжнім рішенням стало впорскування, оскільки в цьому випадку стискається лише повітря, яке контактує лише з паливом у камері згоряння. Тому ми прийшли стискати все більше і більше повітря, щоб досягти потужності від 1000 до 1200 к.с. для кваліфікованого двигуна F1 об'ємом 1500 куб. См. Згадаймо, що нинішні 3-літрові двигуни атмосфери забезпечують потужність близько 800 к.с., і це справді набагато вдосконаленіша техніка. Єдиною проблемою, що залишилася, є час відгуку, оскільки коли водій відриває ногу від акселератора, турбо, що отримує менше вихлопних газів, сповільнюється - це займає деякий час, щоб повернутися в передачу. Це майже вирішене питання на гоночних автомобілях із системою "тріск", а на інших із скидним клапаном - невеликим клапаном, який підводить впускний колектор до повітря, як тільки дросель закривається, і таким чином обмежує уповільнення турбо.
Турбо, яке ми вважали мертвим, знайшло другу молодість під капотом нелюбого дизеля.
Ці смердючі машини і просто гарні, щоб служити таксі, раптом побачили себе перетвореними на спортивні седани. Потужність, досі дуже скромних дизельних двигунів, стрімко зросла до потужностей, що межують з нерозумними. Однак такі методи, як "Common Rail", форсунки насоса і турбо, що називається "змінною геометрією", а також використання кераміки дозволили цим дуже потужним двигунам з феноменальним крутним моментом зберегти апетит до палива ". Але це вже інша історія.
Отже, ми можемо зробити висновок, що турбонаддув забезпечував більше крутного моменту, більше потужності та більшої продуктивності, але що стандарти проти забруднення часто підривалися. Крім того, деякі турбоси виявились дуже крихкими та дещо притупили довіру громадськості. Однак, і це здається парадоксальним, споживання палива можна зменшити; насправді, приріст ефективності дозволяє знизити частоту обертання двигуна та подовжити передавальні числа.