Турбокомпресор полегшує зменшення робочого об’єму
Недорогий автономний електричний турбокомпресор з дуже низьким часом відгуку
Розроблений для підвищення продуктивності двигунів внутрішнього згоряння за рахунок `` кращого заповнення '' циліндрів, турбокомпресор зараз знаходить новий термін служби у серійних автомобілях, де він дозволяє зменшити робочий об'єм, отже, споживання та викиди. забруднює.
Збільшення потужності двигуна внутрішнього згоряння завжди було проблемою для інженерів. Якщо їх перша реакція на автомобільному, а потім і в авіаційному полях полягала в збільшенні водотоннажності, ця гонка за гігантизмом швидко досягла асимптоти через додаткову вагу, яку потрібно було перемістити.
Одним із перших, хто запропонував інноваційну відповідь, був Луї Рено хто мав передчуття, оскільки цей геніальний механік навчався самому, що, виштовхуючи більше повітря в циліндри, можна було значно збільшити потужність двигуна, не змінюючи його габарити. Тож він подав патент у 1902 році на "наддув" двигунів своїх гоночних автомобілів повітрям за допомогою вентилятора. А в 1905 році це був швейцарський інженер Альфред Бучі який отримав патент на принцип роботи турбокомпресора, де відпрацьовані гази обертають лопатеве колесо, яке приводить у рух друге коаксіальне колесо, яке стискає повітря на вході. Це повітря під тиском, змішане з паливом, краще «наповнює» циліндри, покращує згоряння і, отже, потужність двигуна.
Інший спосіб полягає в тому, щоб приводити в рух компресор безпосередньо з двигуном, це називається компресором з додатковим робочим обсягом, але він постійно поглинає частину потужності двигуна для роботи і часто є більш громіздким.
Зростання потужності завдяки повітроплаванню
Застосовуваний на гоночних автомобілях, саме військова аеронавтика під час війни 14-18 в кінцевому підсумку сприяла розвитку турбокомпресора. Нам потрібні були літаки, здатні рухатися все швидше і вище, не обтяжуючи ці слабкі машини з величезним двигуном. Тож інженер Огюст Разо, виробник вентиляторів, насосів та турбін, встановив деякі двигуни Renault 12F (V12 при 50 °), який приводив у рух літаки Бреге XIV турбокомпресора, що працює при 30000 об/хв. Двигун набрав трохи потужності - 320 к.с. замість 300 к. С., Але перш за все міг працювати на значно більшій висоті, незважаючи на розрідження повітря. Таким чином, Breguet XIV A2, оснащений цим турбокомпресорним двигуном, встановив рекорд висоти 6 липня 1921 року в Ле Бурже в руках ад’ютанта М'ясник, досягаючи 6782 м.
Бомбардувальник Breguet XIV війни 14-18
проілюстровано на лініях Аеропосталі
Ті самі причини викликають однакові наслідки, через Атлантику він є інженером General Electric, спеціалізується на парових турбінах, Санфорд Мосс, який мав ідею "турбонаддува" для примусового живлення аеронавігаційного двигуна Свобода V12, так що він найкраще працює на великій висоті. Щоб перевірити цю концепцію, він поставив два двигуни на вантажівку і піднявся на Пайк Пік на 4700 м. Він довів, що на цій висоті двигун, оснащений турбонаддувом, працював краще. Це сподобалось військовим, і компанія GE вперше вийшла на ринок аеронавтики, де вона має велику присутність і сьогодні. Першим турбокомпресованим американським літаком був біплан Тато яка досягла 13600 м у 1921 році.
Турбокомпресійні поршневі двигуни досягли свого піку під час Другої світової війни, коли обладнали бомбардувальники, що летять на великій висоті, такі як В-17 (Летюча фортеця), В-24 (Визволитель) і В-29 (Superfortress) або бомбардувальник тактичної підтримки Дуглас А-1 Скайрейдер, два останні мають однаковий двигун Райт R-3350-23A з 18 подвійних зіркових циліндрів, що розвивають 2200 к.с., максимум для турбокомпресійного поршневого двигуна. Прихід реактивних двигунів означав кінець цієї технології в авіаційній галузі.
18-циліндровий подвійний зірковий двигун Wright R-3350-23A
розвиває 2200 к.с.
У морському секторі також є турбокомпресори для подачі повітря до гігантських двотактних дизельних двигунів, встановлених на найбільших суднах, таких як Wärtsilä-Sulzer 14RTFLEX96-C який із 14 рядними циліндрами та загальним робочим об’ємом 25,5 м 3 розвиває 114 800 к. с. Йдеться про надходження в двигун понад 25 м 3 повітря 90-100 разів на хвилину !
Демократизація в автомобілі
У більш людському масштабі турбокомпресори прекрасно проводили час у галузі автоспорту, особливо у Формулі 1 між 1977 і 1988 роками, завдяки Renault. Деякі турбокомпресійні двигуни цього часу досягали 1000 к.с. Турбокомпресори також були знайдені на ряді спортивних моделей, які широко використовуються як на бензинових, так і на дизельних двигунах. Ми навіть побачимо версії з бітурбо, де одна реагує швидко на низьких оборотах, тоді як інша забезпечує потужність двигуна на високих оборотах, щоб підтримувати продуктивність у всіх випадках.
Але сьогодні турбокомпресор використовується набагато демократичніше в контексті "зменшення" двигунів, зменшення робочого обсягу, призначеного для зменшення споживання палива та забруднюючих викидів від двигунів. Для подолання класичних несправностей турбокомпресорів - низький відсоток при низькій швидкості для простих турбокомпресорів і особливо час реакції на прискорення - французький автомобільний постачальник Валео щойно представив турбокомпресор з електричним приводом, відомий як "змінне охоплення", незалежний від вихлопних газів. Це зменшить споживання на 8-10%.
Електричний привід забезпечує обертання від 250 до 350 мілісекунд, тоді як на турбокомпресор з механічним приводом потрібно від 1 до 2 секунд. Ще одна перевага: електричний турбокомпресор більше не повинен знаходитися на вихлопі, тому він не нагрівається і більше не потребує складних і дорогих матеріалів, таких як титан або бронза. Досить простих матеріалів, таких як листова сталь.