ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Турбина электрическая — как она устроена?

Для более эффективной работы Вашего транспортного средства, автомобильные производители часто прибегают к системам турбонаддува. Но так ли положительно новый тип турбокомпрессора скажется на работе двигателя? Чтобы топливный расход автомобиля стал гораздо меньше, производители зачастую используют одно ключевое решение – сокращение объёма силового агрегата. Но кроме всего прочего, чтобы производительность таких двигателей оставалась на достойном уровне, обычно устанавливают турбокомпрессоры, которые управляются выхлопом и обладают задержкой, что более известна под термином «турбо лаг».

Автомобили с турбонаддувом подвергались этой проблеме много лет подряд, что сопровождалось постоянными жалобами и недовольством со стороны владельцев. Была найдена, как казалось, панацея – одновременная установка двух турбин, что минимизировало эффект турбо ямы. Но это, увы, не стало ключевым решением.

История электрической турбины

Электрическая турбина после длительного времени разработок уже готова к массовому применению.

Об этом первой заявила компания Controlled Power Technologies (CPT) из Британии. Электрический турбонагнетатель, по их словам, уже готов к массовому производству. Руководство СРТ уже подписало соглашение с фирмой Switched Reluctance Drives Limited, что займётся разработкой OEM-модуля, основанного на этой технологической базе.

Switched Reluctance Drives займётся серийным производством электрических компрессоров. Британские разработчики, тем временем уже преуспели в создании реальных электрических компрессоров для двигателей внутреннего сгорания. Турбонагнетатель CPT будет устанавливаться на любые двигатели: атмосферные, турбированные дизельные или бензиновые.

Компания Controlled Power Technologies разрабатывала электрическую турбину на протяжении почти восьми лет, работа над ней началась ещё в начале 21-го века. Создатели электрической турбины заявляют, что она может работать от бортовой электросети напряжением в 12 вольт, а её использование избавит двигатель от эффекта турбоямы, а также задействует нагнетатель даже в режиме низких оборотов.

Особенность данной технологии заключается в использовании регенеративной энергии. Обратное давление, что ранее сбрасывалось через обводной клапан блоу офф при сбросе акселератора, теперь направляется на вращение лопастями турбины маховика, что позволяет вырабатывать энергию и заряжать аккумулятор.

Прототип машины с электрической турбиной разработала немецкая компания AVL List. Электрический нагнетатель был адаптирован к двухлитровому бензиновому двигателю с непосредственным топливным впрыском. Такой силовой агрегат, который был установлен на Vokswagen Passat, загрязняет атмосферу очень деликатно, если так можно выразиться, всего 159 граммов на каждый километр пути, а это на целых 20 процентов меньше чем у аналогичного традиционного 2.0 TFSI с такой же мощностью, и меньше, чем у 170-сильного турбодизеля с таким же объёмом.

Разработчики утверждают, что данная технология помогает автомобильным производителям вложиться в установленные экологические нормы, которые вступили в силу уже в этом году. Компания Controlled Power Technologies создала стартер-генератор SpeedStart с ременным приводом, который используется для работы системы Start\Stop, что отключает двигатель на кратковременных остановках, что обязательно сэкономит топливный расход в условиях движения по городу в пробках.

Но наряду с исследователями из Британии, немецкие разработчики создали доступную идею, для нагнетания воздуха и причём с минимальными затратами, что стала признанной во всей Европе.

Существенно эффективным способом улучшения нагнетания воздуха в двигателе является мини-турбина от компании KAMANN, которая монтируется во впускную систему. Электро турбонагнетатель от KAMANN является миниатюрной турбиной, которая выполняет роль электрической системы нагнетания воздуха, установленной в подкапотное пространство. Такой монтаж электрической турбины повышает крутящий момент мотора, в свою очередь способствуя понижению топливного расхода. Это улучшает качество выхлопных газов, уменьшая показатели углекислого газа и пролонгируя срок функционирования катализаторов, что улучшает общие скоростные характеристики автомобиля.

Принцип работы электротурбины

Принцип работы электрической турбины отличается от классического турбонагнетателя лишь за счёт конструкции оси, которая соединяет крыльчатки у классики. Когда турбокомпрессор достигает максимальных оборотов, контроллер включает электрический двигатель в генераторном режиме. За счёт этого предотвращается превышение пикового числа оборотов двигателя. В случаях слишком редкого понижения оборотов муфтовые соединения позволяют вращать крыльчатки независимо друг от друга, в свою очередь снижая нагрузку на подшипники.

Плюсы и минусы электрической турбины

Чем больше мощность, тем меньше выхлоп

Многие обычные двигатели внутреннего сгорания оснащаются турбинами для того, чтобы получить большую мощность и лучшее ускорение. Они расходуют меньше топлива и следовательно загрязняют атмосферу выхлопными газами также гораздо меньше в сравнении с аналогичными агрегатами без компрессора и нагнетателя.

Всё, конечно же, это производит прекрасное впечатление в теоретическом плане, но практика показывает иные результаты. Большой крутящий момент зачастую находится лишь в узком диапазоне числа оборотов двигателя. Зачастую у некоторых турбо-дизелей можно наблюдать плохой показатель ускорения, в моменты изменения положения педали акселератора мотору нужно некоторое время для увеличения мощности для необходимого ускорения. Это явление уже упоминалось в данной статье как турбо-яма».

Экономия и быстрый отклик

Проведя анализ рынка современных автомобилей, компания KAMANN утверждает, что к 2020 году доля автомобилей, которые будут оснащаться электрическими турбинами, будет составлять 50-60% от общего количества сошедших с конвейера автомобилей. Ими также был разработан прибор, который помогает быстрее реагировать на изменение педали акселератора и в то же время оставаться экономичным. Эти требования очень сложно реализовать в двигателе с обычной системой турбонаддува.

Такая турбосистема эффективна только в пределах определённого диапазона оборотов мотора.

Неоспоримое преимущество электрических турбин в эффективном нагнетании воздуха во всём диапазоне оборотов мотора автомобиля, даже в момент запуска двигателя, ведь нагнетаемый воздух уже находится во впускном коллекторе. В момент нагнетания воздуха, когда двигатель запускается, электрическая турбина мгновенно откликается на нажатие акселератора даже при маленькой скорости. Даже нагнетая воздух в момент переключения скоростей, Вы непрерывно будете получать дополнительную энергию для того чтобы двигаться и ускоряться.

Турбо нагнетатель, как дополнение турбосистемы

Эффективная работа большинства турбин начинается только свыше 3000 оборотов в минуту

, а это означает, что крутящий момент ниже этой цифры уже не увеличивается, что не придаёт Вашему автомобилю динамичности, а двигателю мощности. Поэтому классические турбины отходят далеко в прошлое. Установка электрической турбины позволяет двигателю уже при 1200 оборотов в минуту сразу после нажатия педали газа, получать больше чистого воздуха, не затрачивая при этом необходимую энергию. В этот момент «номы» подскакивают на 12% в сравнении с классикой!

Увеличение мощности равно экономия

Главным преимуществом установки электрической турбины является предоставление двигателю непрерывного крутящего момента и гораздо быстрого ускорения автомобиля. Kamann Autosport сравнили автомобили с бензиновым мотором объёмом 1,4 с установленной электрической турбиной и аналогичным автомобилем но с объёмом 1,6 и без турбины. Результат был следующим: оба автомобиля выдали приблизительно одинаковую мощность и крутящий момент при том же самом топливном расходе. Следовательно эти два двигателя одинаково мощны, но первый потребляет на 10% меньше топлива! А это значит, что наряду с возросшей мощностью топливный расход совсем не увеличится!

Электрическая турбина обделена всеми недостатками обычной турбины, а размер её гораздо меньше. Кроме очевидных преимуществ, конечно, присутствуют и недостатки. Модуль электротурбины в зависимости от производителя достаточно прожорлив, что требует монтажа дополнительного оборудования.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Нагнетатель воздуха – увеличиваем мощность авто своими руками + Видео

На заре автомобилестроения инженеры решали вопрос увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания, что называется, в лоб – увеличивали количество и размеры цилиндров. Однако практичность таких разработок даже во времена дешевой нефти была под большим вопросом. Нагнетатель воздуха позволил решить эту проблему своими руками.

1 Турбонагнетатели – с чем столкнулись инженеры?

Сложно это представить, но еще в 1909 году автомобиль с двигателем внутреннего сгорания установил рекорд скорости в 200 км/ч – достижение для тех времен невероятное. Еще сложнее представить объем двигателя, благодаря которому удалось разогнать авто до такой скорости – 28 литров! Даже речи быть не могло, чтобы запустить такие агрегаты в массовое производство, ведь их обслуживание своими руками было практически невозможным, ввиду огромных габаритов двигателя.

К счастью, дальнейшие разработки автомобильных инженеров велись в сторону уменьшения объема при сохранении мощностей, а также упрощения конструкции. Чтобы автомобиль стал массовым, следует дать возможность ремонтировать его своими руками – так размышляли первые автомобилестроители и были совершенно правы.

Благодаря появлению нагнетателя, удалось при сохранении всех параметров сходу увеличить мощность на целых 50 %! Сегодня опытному автомобилисту не составит труда своими руками установить одну из популярных систем турборежима.

Похожие статьи

Представить принцип работы такого устройства совершенно не сложно даже школьнику младших классов. Работу мотора обеспечивает постоянное сгорание топливно-воздушной смеси, которая поступает в цилиндры двигателя. В зависимости от возможностей двигателя и режимов его работы устанавливается оптимальное соотношение воздуха и топлива. В обычных условиях объем ТВС ограничен размерами цилиндра – внутрь камеры смесь попадает благодаря разрежению на такте впуска.

Нагнетатель воздуха позволяет подать внутрь цилиндра на впуске больше топливно-воздушной смеси. Больше ТВС – больше энергии при сгорании, больше мощность агрегата. Казалось бы, все просто, как дважды два, однако без нюансов не обошлось. Увеличение мощности двигателя таким способом повлекло целый ряд проблем. Главная из них – возрастание количества тепловой энергии при сгорании смеси, что в свою очередь влечет быстрое прогорание поршней, клапанов, поломку системы охлаждения. И далеко не всегда последствия удается ликвидировать своими руками.

Кроме того, с увеличением объема ТВС увеличивается и шанс детонации двигателя в буквальном смысле этого слова. Даже без детонации преждевременный износ агрегата гарантирован. Чтобы уменьшить негативные последствия для автомобиля (избежать их полностью не удается), принято использовать высокооктановое топливо, а также декомпрессию. В первом случае приходится своими руками платить немалые деньги, а во втором существенно снижается мощность.

2 Нагнетатель воздуха – как влить силы в двигатель?

С развитием автомобилестроения возникали и различные способы компрессии воздуха. Многие разработки уверенно дошли и до наших дней. Итак, разберемся, какие способы наддува существуют:

  1. Механический – «отец» нагнетателей, возникший практически сразу же после появления ДВЗ. В действие такой наддув приводится коленвалом мотора.
  2. Электрический – более современный вариант турбонаддува, в котором излишнее давление в цилиндрах создает электрический компрессор.
  3. Турбонаддув – нагнетатель в такой системе работает от давления выхлопных газов и компрессора.
  4. Комбинированный наддув – совмещение различных систем, чаще всего механической и турбо.


Как правило, такие системы серийно на автомобили не устанавливаются, что дает автолюбителям множество возможностей для тюнинга своими руками.

3 Механический турбонагнетатель воздуха – своими руками совершенствуем авто!

Наиболее эффективен режим турбо на впрысковых бензиновых двигателях. Моторы карбюраторного типа также могут работать с механическим нагнетателем, однако им необходима определенная доработка своими руками, в частности, установка жиклеров с увеличенным сечением и другие меры. В случае с инжекторным двигателем все сводится к новой прошивке.

Механический нагнетатель, работающий от коленвала двигателя, имеет несомненное достоинство – он работает абсолютно синхронно с агрегатом и в режиме турбо обеспечивает равномерную подачу воздуха в соответствии с оборотами мотора. Однако такое устройство будет отбирать для своей работы часть мощности движка.

Самыми распространенными вариантами построения механических нагнетателей, которые можно установить своими руками, являются три типа:

  • Центробежный аппарат – применяется как самостоятельно в виде компрессора, так и в комбинации с другими устройствами. Принцип работы достаточно прост – лопатки, вращающиеся на большой скорости, захватывают воздух и забрасывают внутрь корпуса, который имеет улиткообразную форму. На выходе из корпуса поток воздуха приобретает нужное для режима турбо давление. Невысокая стоимость устройства и возможность установки своими руками сделали его наиболее популярным. Однако в его работе хватает и сложностей, в частности, с техобслуживанием.
  • Нагнетатель ROOTS – представляет собой лопатки ротора, которые помещены в замкнутый корпус. Воздух захватывается на входе, за счет высокой скорости вращения лопаток воздух приобретает более высокое давление на выходе. Главный недостаток устройства такого типа – неравномерность подачи воздушного потока, что вызывает пульсацию давления в режиме турбо. Однако относительно тихая работа, надежность и компактность заставляют автомобилистов мириться даже с таким недостатком. При определенных навыках обращения с техникой вам не составит труда установить такой наддув своими руками.
  • Нагнетатель LYSHOLM – представитель винтового типа аппаратов. Принцип работы схож с предыдущим – поток воздуха создается роторами, которые вращаются на высокой скорости. Главное отличие этого типа нагнетателей – маленький зазор между винтами, что вызывает множество сложностей в проектировании и установке таких изделий. Встречаются они на автомобилях нечасто и стоят недешево. Устанавливать их своими руками не рекомендуется, лучше обращаться к специалистам по турбонаддуву.

4 Турбонагнетатель – универсальный наддув своими руками

Как для бензиновых, так и для дизельных двигателей возможно применение турбонагнетателя. Это устройство представляет собой комбинацию компрессора и турбины, которая использует давление выхлопных газов для работы. Последнее устройство создает ряд проблем – турбина должна выдерживать высокие температуры и огромную скорость вращения, а значит, материалы для ее изготовления должны быть сверхпрочными. Некоторую часть нагрузки с турбины снимает компрессор, что и позволяет комплексу в целом справляться со своей задачей.

Недостаток устройства заключается в некотором запаздывании режима турбо – необходимо время, чтобы после нажатия на педаль турбина раскрутилась до нужного количества оборотов.

Впрочем, современные агрегаты решают и эту проблему, в основном благодаря наличию дополнительных нагнетателей. В отличие от турбонагнетателя, никакого запаздывания после нажатия на педаль в случае с электрическим компрессором вы не почувствуете – устройство, которое чаще всего комбинируют с центробежной турбиной, начинает работать уже на малых и средних оборотах, а турбина подключается на высоких. Электрический нагнетатель воздуха достаточно прост в реализации – никаких сложных систем и устройств для его установки не потребуется, так что усовершенствовать авто своими руками с его помощью вполне осуществимо.

5 Электрический нагнетатель воздуха — поднять мощность автомобиля за копейки

Давление создают ТОЛЬКО КОМПРЕССОРЫ! Такова их конструкция — сжимать воздух. Объём зависит уже от размера компрессора.

Теперь к делу. Электро наддув — вещь реальная. Но условие одно — чтобы именно компрессор создавал давление, приводимый в действие электро мотором. Но это всё связано с огромным потреблением тока.

Вот пример грамотного и правильного электро нагнетателя

Кит построен на полноценном центробежном компрессоре. Мотор бесколлекторный. К слову, поверьте мне — только бесколлекторный мотор может создать достаточный крутящий момент и обороты чтобы вращать компрессор. Он требует специального контроллера скорости вращения, мотор 3х фазный.

Обороты компрессора в зависимости от положения дросселя. Там сигнал 0-5В. Зависимость к скорости вращения. 0в — нет вращения крыльчатки. 5в — полная скорость вращения крыльчатки. Рост по экспоненте, не линейный.

В силу огромного электро потребления надуть хоть какой-то избыток можно только в очень малолитражном моторе. от 0.7л до 1.5л. Чем больше объём тем меньше буст. На 1.5л предел наддува на подобном ките будет не более 0.2-0.3 избытка. На 0.7л можно рассчитывать на 0.4-0.5
Интеркулер для такого сетапа не требуется, будет достаточно холодного впуска.

У меня кей-кар, тойота ярис 1л. мощности в нём мало, турбо и компрессоры ставить туда не хочется, это не стоит того. Поэтому были идеи чисто из исследовательского интереса запихнуть электро наддув, настоящий, на турбо компрессоре с приводом от бесколлекторника. Я даже уже всё посчитал (спасибо авиамодельному хобби), но выводы неутешительные. Генератор нужен 90-100А. Аккумулятор тоже ёмкий и с огромными токами отдачи. Все элементы системы — не могут работать продолжительное время на максимальной мощности — нагрев достигает значительных величин. Греется мотор и его регулятор скорости.

Кстати контроллер можно настроить чтобы включение выключение было по требованию, БК-моторы раскручиваются моментально о турбо лаге можно не думать.

Так что если у кого малолитражный карманный мотор до 1.5л — у вас есть реальный шанс установить работающий электро наддув на сток машину. Но с нынешним курсом $ это будет очень и очень дорого. Отдача заметна, но JZ-ом мотор не станет)

Кстати идея уже опробована многими энтузиастами

Сервис объявлений OLX: сайт объявлений в Украине

Киев, Деснянский Сегодня 12:39

Харьков, Киевский Сегодня 12:39

Apple MagSafe

Ноутбуки и аксессуары » Аксессуары для ноутбуков

Харьков, Московский Сегодня 12:39

Электрический турбонагнетатель и электрический механический нагнетатель: в чем разница

В чем разница между электрическими турбинами и электрическими нагнетателями?

Что такое турбонаддув знают те, кто любят впихивать одну деталь в другую, то есть мы с вами. Совсем недавно появились электрические варианты турбины и нагнетателя с механическим приводом (или суперчарджера). Что представляют из себя электрические варианты этих компрессоров и как они работают? 

 

Прежде чем мы перейдем к обсуждению, давайте освежим наши знания о работе турбин и суперчарджеров. По сути, оба эти устройства увеличивают плотность топливовоздушной смеси, которая поступает в двигатель внутреннего сгорания, где происходит компрессия и возгорание смеси.  Чем выше плотность топливовоздушной смеси, тем мощнее будет ход поршня и работа двигателя, даже без увеличения физического объема цилиндров двигателя.

 

Именно поэтому небольшие двигатели с турбонаддувом оказываются мощнее своих более крупных аналогов: двигатель получает больше мощности от каждого хода поршня. Как можно увеличить эту плотность? Посредством компрессии поступающего воздуха при помощи нагнетателя. Если нагнетатель работает от ременного привода двигателя, то это нагнетатель с механическим приводом. Если же от турбины, которая извлекает энергию из потока выхлопных газов, то это турбонагнетатель.

 

Недостаток турбонагнетателя заключается в том, что двигателю нужно некоторое время, чтобы произвести достаточное количество выхлопных газов. Эта досадная заминка называется турбояма. У суперчарджера нет такой задержки, но, чтобы раскрутить турбину, двигателю тоже нужно время, что сказывается на его эффективности. 

 

Можно предположить, что если к этим системам была добавлена «электрическая» функция, то этих недостатков больше не будет. И это будет правдой. 

 

На самом деле, я хочу рассказать о трех механизмах: электрический механический наддув, электрический турбонаддув и ту ерунду, которую продают в Интернете. Сразу избавляемся от того, что предлагают в Интернете. А что именно предлагают, например, на eBay можно посмотреть по ссылке.

 

Сразу скажу, что это не вариант сделать свой PT Cruiser еще мощнее. Это способ присоединить бесполезный откачивающий насос или вентилятор от компьютера к воздухозаборнику непонятно с какой целью. Вы все равно не увидите никаких изменений. Все эти штуки, которые соединяются с вашей 12-вольтовой электрической системой, чтобы запустить «компрессор» — полная дрянь.

 

В лучшем случае, эти чудеса техники соединятся с генератором, чтобы запустить бесполезный вентилятор, у которого все равно не хватит мощности для нормальной компрессии. Скорее всего, вы, наоборот, потеряете немного мощности из-за ограниченного потока нагнетаемого воздуха. Как говорится, не дайте себя обмануть. 

 

Смотрите также: Электрический турбонагнетатель, за ним будущее?

 

Итак, настоящие электрические механические нагнетатели все же существуют и по сути, это такие же нагнетатели, как и те, к которым мы привыкли. Они также раскручивают компрессор, чтобы увеличить плотность воздуха, но вместо ременного привода, они работают от электромотора.

 

 

Но электромотор — это не та 12-вольтовая пустышка с eBay. Здесь потребуется как минимум 48-вольтовая система. Компрессия воздуха потребляет очень много энергии, поэтому возникают трудности с разработкой электрических систем.

 

Большинство аккумуляторов и традиционных электрических систем в автомобилях просто не смогут обеспечить такой объем мощности достаточно быстро, чтобы запустить электрический суперчарджер. По этой причине, электрические суперчарджеры обычно идут вместе с суперконденсаторами большой емкости, которые могут хранить энергию и затем очень быстро выдавать электрическую энергию. Такие конденсаторы также можно перезаряжать, как электрические и гибридные автомобили по принципу рекуперативного торможения.

 

 

Например, Mazda уже использует суперконденсатор в своей системе i-eLoop в гибридных автомобилях. И хотя это не электрический суперчарджер, это все равно достаточно большой конденсатор, который уже производится и устанавливается в автомобили. Это дает нам надежду, что данная технология скоро станет повсеместной.

 

Электрические турбонаддувы сбивают с толку и заставляют нас думать, что они отличаются от электрических суперчарждеров. На самом деле, от электрического турбонаддува в них не так и много. Это просто электрические суперчарджеры небольшого размера, соединенные с обычным турбонагнетателем, работающим на потоке выхлопных газов.

 

 

Даже по определению, турбонагнетатель получает энергию от выхлопных газов, поэтому полюбившийся термин «электрический турбонагнетатель» просто не имеет никакого смысла.

 

По большому счету, главная задача электрического турбонагнетателя — избавиться от турбоямы и помочь обычному турбонагнетателю, пока скорость двигателя не достигнет точки, в которой турбина максимально эффективна.  Для этого, электрический турбокомпрессор (который может располагаться там же, где и обычный турбонагнетатель или отдельно, но работающий от того же импеллера) раскручивает компрессор на старте и на малых оборотах, а, когда объем выхлопных газов будет достаточным, он передает работу обычному турбонагнетателю. 

 

Смотрите также: BMW против Audi- битва мультитурбированных двигателей

 

Не знаю, я бы сказал, что это просто электрический помощник, но не самостоятельная система. Такая гибридная система устраняет турбояму и, конечно, вам понравится мощность на всех скоростях двигателя. Требования к мощности автомобиля с электрическими системами менее жесткие, чем к автомобилям с электрическим суперчарджером. Так как турбина эффективно извлекает энергию из отработанных газов, то в целом эта задумка получается эффективней, чем электрический суперчарджер.

 

Подведем итог: электрический суперчарджер — это электрический механический нагнетатель, управляемый электрическим мотором (обычно) с неким источником хранения энергии. Электрический турбонагнетатель — это электрический суперчарджер, который работает вместе с обычным турбонагнетателем. Наконец, электрический суперчарджер на eBay за 50 баксов — это полная ерунда, которую вы приделаете к своему двигателю просто так для красоты.

 

Ну как, все понятно? Отлично!

Вот как работает электрический турбокомпрессор Audi

Электроэнергия предназначена не только для привода колес автомобиля. Audi использует электрические турбокомпрессоры, чтобы преодолеть ужасное запаздывание турбонаддува и сделать двигатели более отзывчивыми. Вот как это работает.

В обычных турбокомпрессорах выхлопные газы используются для вращения турбины, в результате чего в двигатель поступает больше воздуха. Больше воздуха означает большее сгорание, а большее сгорание означает большую мощность. Это хорошая часть. Плохо то, что турбины с выхлопными газами должны развивать определенную скорость для эффективной работы.На низких оборотах двигателя объем выхлопных газов слишком мал, чтобы турбины работали. По мере увеличения оборотов двигателя турбины раскручиваются и начинают создавать наддув.

Audi электрический турбокомпрессор

Турбо-лаг — это ощущение нажатия на педаль газа и ожидания подачи мощности, когда турбо-двигатель набирает обороты. В то время как автопроизводители стали лучше сокращать турбо-задержку, обеспечивая реакцию, близкую к реакции безнаддувных двигателей, электрические турбокомпрессоры могут еще больше сократить этот разрыв.

Вместо выхлопных газов электрические турбины вращаются электродвигателями.Audi использует 48-вольтовую электрическую систему для питания, которая собирает энергию от торможения и сохраняет ее в небольшой литий-ионной аккумуляторной батарее. По словам Audi, оборудование с электрическим турбонаддувом добавляет 22 фунта, но сокращает время отклика дроссельной заслонки до 250 миллисекунд, что быстрее, чем время реакции человека.

Электрический турбокомпрессор Audi

Электрический турбокомпрессор Audi

Электрический турбокомпрессор Audi

Audi уже несколько лет предлагает электрические турбины на других рынках, но эта технология только сейчас приходит в Соединенные Штаты в S6 и S7 2020 года.В этих автомобилях электрический турбонаддув (который Audi называет «компрессором с электрическим приводом» или EPC) работает с двумя обычными турбонаддувом на 2,9-литровом двигателе V-6. Электроагрегат установлен после турбонагнетателей с приводом от выхлопных газов и перед воздухо-водяным промежуточным охладителем.

При низких оборотах двигателя электрический турбонаддув активируется и вращается со скоростью до 70 000 об / мин, поддерживая постоянную выходную мощность. При более высоких оборотах двигателя клапан закрывается, и воздух разными путями направляется в двигатель.

Audi электрический турбокомпрессор

S6 и S7 2020 года развивают 444 лошадиных силы и 443 фунт-фут крутящего момента, что на 37 фунт-фут больше, чем у их предшественников с турбонаддувом V-8.Автопроизводитель заявляет, что отзывчивость в реальных условиях вождения не уступает более крупному 4,0-литровому V-8. Уменьшив размер двигателя, Audi также смогла добиться лучшего расхода бензина. Оба S6 и S7 2020 года рассчитаны на 22 миль на галлон вместе, по сравнению с 18 миль на галлон, объединенными для версий V-8.

Electric Turbo, MGU, нагнетатель, турбокомпрессор, компаундер, конструкция двигателя, автоспорт, морской, генератор, E-Turbo, уменьшение размеров двигателя, система турбонаддува, турбонаддув, мотор-генератор, выхлопная турбина, ускорение, запаздывание, крутящий момент, вал, компрессор, Стабильное состояние, давление выхлопа двигателя, зарядка аккумуляторов, электронный усилитель, электронное зарядное устройство, возбуждение постоянным магнитом, инерция нижнего ротора, индуктивность обмотки статора, Magnaforce, турбо-компаундирование

Системы электрического турбонагнетателя и нагнетателя Calnetix Technologies с двигателем Magnaforce ™ Генераторная технология и технология силовой электроники Vericycle ™ помогут вам добиться большей мощности и производительности вашего двигателя в любых условиях эксплуатации с меньшим расходом топлива и низкими выбросами углерода. Ключевые преимущества электрической турбо-системы Calnetix:

  • Оптимальное соотношение воздух / топливо при любых условиях двигателя для повышения производительности

  • Технология уменьшения габаритов двигателя при той же выходной мощности

  • Производство электроэнергии из выхлопных газов двигателя

  • Без турбо лага

  • Повышенная экономия топлива

  • Компактный, компактный, занимающий мало места занимает минимум места для систем мотор-генераторов

  • Компактная и высокотемпературная силовая электроника упрощает интеграцию с мотор-генератором (MGU) в моторном отсеке

  • Низкая стоимость интеграции

  • Быстрая окупаемость

Calnetix имеет множество электрических турбо-систем мощностью от 1 до 1000 л.с., которые используются сегодня в самых разных областях — от легковых автомобилей и автоспорта до морского транспорта.

Применения турбокомпрессора

Электрический турбонагнетатель или системы электронного турбонаддува

Calnetix Technologies позволяют турбонагнетателю работать независимо от условий выхлопа двигателя. Это означает, что производительность компрессора не связана с производительностью выхлопной турбины и, следовательно, может обеспечить необходимое соотношение воздух / топливо для оптимальной производительности двигателя при любых условиях нагрузки, скорости, пуска / останова и разгона.

Мотор-генератор (MGU) системы электронного турбонаддува может быть автономным блоком, напрямую соединенным с валом турбокомпрессора или интегрированным между компрессором и турбиной для обеспечения оптимальной компактности.При запуске MGU разгоняет турбокомпрессор от низких оборотов холостого хода до максимальной, до 200 000 оборотов в минуту (об / мин), за доли секунды. Это создает необходимое ускорение для устранения турбо-лага и увеличения крутящего момента двигателя для оптимального ускорения автомобиля.

Когда турбонагнетатель находится в установившемся режиме работы, тот же самый MGU может работать в режиме генератора для выработки электроэнергии из избыточного давления выхлопных газов двигателя. Эту энергию можно использовать для работы вспомогательных систем или зарядки аккумуляторных батарей автомобиля, повышая общую эффективность автомобиля.

Применение нагнетателя

Электрический нагнетатель, также известный как электронный ускоритель или электронное зарядное устройство, состоит из высокоскоростного электродвигателя, приводящего в действие компрессор для подачи сжатого воздуха в камеру сгорания двигателя, создавая устойчивый наддув, особенно во время запуска и работы двигателя на низких оборотах. Высокоскоростной двигатель может быть напрямую соединен с компрессором, но чаще всего он устанавливается на одном общем валу. По сравнению с другими технологиями двигателей, технология двигателей Magnaforce ™ с возбуждением постоянными магнитами имеет более низкую инерцию ротора и индуктивность обмотки статора, что приводит к превосходной переходной характеристике.Реакция двигателя мгновенная, и его можно включать и выключать по мере необходимости. Calnetix имеет обширный опыт в оптимизации конструкции двигателя Magnaforce ™ для приложений с нагнетателем, чтобы улучшить интеграцию системы и общую эффективность работы.

Приложения для компаундеров

Турбокомпрессор — это автономная система турбины и генератора, которая использует отработанную энергию, выделяемую двигателем напрямую, или в большинстве случаев после турбокомпрессора двигателя для производства электроэнергии.Вырабатываемая дополнительная мощность составляет примерно от 7 до 8 процентов мощности двигателя. Турбо-компаундирование помогает повысить общую топливную эффективность двигателя, обеспечивая при этом привлекательную рентабельность инвестиций (ROI). Высокоэффективный высокоскоростной генератор с прямым приводом от Calnetix хорошо подходит для турбо-компаундирования.

Что такое электрические нагнетатели и действительно ли они работают?

Нагнетатели

существуют уже несколько десятилетий и представляют собой действенную альтернативу турбонаддувам.Предпочтительнее ли вместо обычного механического турбонагнетателя иметь принудительную индукцию с электронным управлением?

Нет ничего лучше, чем нытье нагнетателя. Этот пронзительный визг, исходящий от сетки с ременным приводом, когда она сжимает воздух в цилиндры, — один из наших самых любимых звуков как бензоловых.Некоторые из лучших трансмиссий, когда-либо созданных, почти воспринимаются как «завязанные на болтах», имеют наддув, будь то V8 Jaguar, 5,4-литровый двигатель от Mustang GT500 или двигатель мощностью 638 л.с. от Corvette ZR1. Хотя Формула-1 появилась и использовала электродвигатели для целей турбонаддува, электрические нагнетатели также стали появляться в Интернете в качестве возможной модификации в последние несколько лет. Так как же они работают?

Есть два типа электрического нагнетателя.Первый — скорее вентилятор, чем конкретно нагнетатель. Прикрепленный непосредственно к впускному коллектору, цилиндрический компонент действует в основном как настольный вентилятор, всасывая воздух во впускной канал, а затем нагнетая его в цилиндры. Вы можете найти множество этих хитростей в Интернете, но по сути это большая афера. Эти «нагнетатели» на самом деле представляют собой трюмные насосы, предназначенные для откачки нежелательной воды с палубы небольшой лодки.

Не приближайтесь ни к одному из этих компонентов с болтовым креплением.

Из-за маленьких ребер и относительно низкой скорости этих насосов они не могут создать реальную форму сжатия.Это отсутствие сжатия означает, что всасываемый воздух практически не получает давления, и поэтому воздух, поступающий в цилиндры, почти не получает энергии, что не приводит к увеличению реальной мощности.

Второй тип электрического нагнетателя использует донорский турбонагнетатель с присоединенным электродвигателем, также известный как электронный нагнетатель. Электроэнергия преобразуется в крутящий момент от электродвигателя к вращающемуся крыльчатке внутри турбонагнетателя, который будет раскручиваться со скоростью увеличения электрического тока, протекающего через него.Благодаря специальным ребрам внутри турбонагнетателя, входящий воздух будет сжиматься до уровня, при котором давление воздуха, подаваемого в цилиндры, будет достаточным, чтобы увидеть реальный прирост мощности.

Это реальная сделка.К нему также прилагается мотор приличного размера, который всегда помогает.

Электроника имеет форму электродвигателя, подключенного к дроссельной заслонке либо на корпусе дроссельной заслонки в моторном отсеке, либо на педали дроссельной заслонки. Это позволяет электродвигателю вращать вентилятор со скоростью, пропорциональной применяемой дроссельной заслонке, имитируя работу обычного механического нагнетателя с ременным приводом. Этот двигатель питается от автомобильного аккумулятора, что создает проблему с электрическим наддувом.

На сжатие воздуха уходит много энергии; Около 6-7 л.с. на каждые фунты на квадратный дюйм наддува отводится от двигателя для привода механического нагнетателя. Если применить это к электронике, то можно сказать, что 12-вольтовая батарея едва ли будет способна обеспечить энергию, необходимую для работы, примерно такой же, как у кривошипа двигателя. Таким образом, комплекты электронного нагнетателя с eBay или любого другого веб-сайта обычно практически не обеспечивают увеличения мощности и могут даже вызвать чистое снижение мощности за счет истощения заряда аккумулятора.Хотя электронный нагнетатель может создать необходимый наддув, ему по-прежнему нужен большой источник электроэнергии, чтобы он работал в полную силу.

Аккумулятор на 12 В действительно будет изо всех сил стараться не отставать от E-Supercharger после того, как разобрался с этой партией.

Следовательно, для питания всего электрооборудования автомобиля, а также дополнительного электронного нагнетателя действительно потребуется 48-вольтовая батарея.Хотя, учитывая огромное количество электротехники в автомобилях в наши дни, вероятно, скоро 48-вольтовый блок станет стандартом.

Преимущества электрического нагнетателя заключаются в минимальном времени задержки и высокой скорости вращения. В то время как турбонагнетателям может потребоваться пара секунд для раскрутки, а механические нагнетатели все еще имеют некоторую присущую ему задержку, электрический нагнетатель может полностью раскрутиться всего за 0,5 секунды через прямое соединение с дроссельной заслонкой, обеспечивая практически мгновенный максимальный наддув.Механические нагнетатели развивают максимальную скорость около 60 000 об / мин, тогда как электрический эквивалент может достигать скорости до 120 000 об / мин, что даже выше, чем у большинства турбонагнетателей.

Подходящий E-Supercharger с электродвигателем, совмещенным с корпусом турбокомпрессора.

Если электрические нагнетатели могут быть полностью спроектированы и объединены с соответствующим электроснабжением, они могут начать новую мини-революцию в рамках нынешней одержимости уменьшением размеров.Поскольку производителям приходится полностью решать проблему турбо-лага, поскольку они создают все больше и больше двигателей с принудительной индукцией, электрический наддув может быть мгновенным решением при массовом производстве. Однако из-за затрат, связанных с исследованием и разработкой такого компонента, а также с предстоящими изменениями в источнике питания, которые потребуются для обеспечения его эффективной работы, вероятно, пройдет некоторое время, прежде чем мы увидим, как правильно набирает силу электрический наддув.

С другой стороны, механический наддув уходит в прошлое из-за его энергозатратного характера и огромного тепла, создаваемого такими системами.Однако, поскольку электроника начинает доминировать почти во всех аспектах автомобилестроения, наддув, возможно, скоро вернется. RIP естественное стремление…

Turbocharger Integrated Assist

Turbocharger Integrated Assist

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Один из способов помочь турбокомпрессору — встроить двигатель в сам турбонагнетатель. При помощи встроенного в турбокомпрессор вспомогательного оборудования дополнительная мощность подается непосредственно на вал турбонагнетателя от электрического или гидравлического двигателя или даже от самого двигателя через зубчатую передачу или трансмиссионное устройство.

Введение

Один из способов помочь турбокомпрессору — встроить двигатель непосредственно в турбокомпрессор.На рисунке 3 показан пример, в котором электродвигатель встроен в турбокомпрессор. Гидравлические турбины (Рис. 11) или насосы, а также прямое механическое соединение с коленчатым валом двигателя через трансмиссию (Рис. 9) — это другие возможности для обеспечения интегрированной поддержки турбонагнетателя.

Интеграция вспомогательной функции в турбокомпрессор имеет определенные преимущества, включая компактную и гибкую упаковку, а в некоторых случаях возможность включения утилизации отходящего тепла в виде турбонагнетателя с использованием аппаратного обеспечения, общего для вспомогательной функции.В дополнение к аспектам рекуперации энергии турбонагнетателя, можно управлять турбонагнетателем как с вспомогательными, так и с функциями турбонагнетателя, чтобы иметь меньшее изменение скорости во всем рабочем диапазоне двигателя. Это позволяет установить лопатки в компрессор и турбину для повышения эффективности. Лопатки ограничивают диапазон скоростей турбокомпрессора и обычно не используются в обычных конструкциях [2362] .

Включение функции помощи в турбокомпрессор сопряжено с определенными проблемами.Одна очень важная проблема заключается в том, что диапазон расхода компрессора должен быть расширен, особенно в конце диапазона низкого расхода, чтобы обеспечить воздух, необходимый для увеличения крутящего момента двигателя на низких оборотах. Если максимальный расход воздуха на высокой скорости остается неизменным для поддержания мощности двигателя, в большинстве случаев линия помпажа компрессора должна двигаться дальше влево, чтобы обеспечить необходимое увеличение потока воздуха на низких оборотах двигателя и давления наддува, рис. 1 [2357] . Для достижения этой расширенной карты компрессоров стандартных методов расширения ширины карты (MWE) может быть недостаточно, и могут потребоваться компрессоры с переменной геометрией (VGC) [2360] [2361] .В качестве альтернативы, отдельный компрессор, такой как нагнетатель, может использоваться для дополнения турбонагнетателя [3299] .

Рисунок 1 . Эффект увеличения степени сжатия компрессора и диапазона расхода

1: Повышение предела помпажа. 2: Повышение мощности зарядки. 3: Повышение степени сжатия и скорости вращения.

Встроенный ассистент турбонагнетателя также может отрицательно сказаться на эффективности турбины, когда функция помощи активна.Турбины спроектированы таким образом, чтобы работать в максимально широком рабочем диапазоне. В условиях, когда на турбонагнетатель подается дополнительная мощность, скорость вала турбонагнетателя увеличивается и может привести к несоответствию между потоком выхлопных газов и геометрией турбины, что может снизить КПД турбины, как показано на рисунке 2. Аэродинамическая оптимизация турбинного колеса или турбины с изменяемой геометрией может требуется, если требуется максимизация мощности турбины (и, таким образом, минимизация дополнительной мощности) в периоды поддержки турбокомпрессора [2361] .

Рисунок 2 . Влияние дополнительного источника питания на турбокомпрессор на КПД турбины

Еще одна проблема, связанная с интегрированной вспомогательной системой турбонагнетателя, заключается в том, что двигатель, обеспечивающий вспомогательную функцию, должен выдерживать максимальную скорость вращения турбонагнетателя, даже если это необходимо только на низких и средних частотах вращения турбонагнетателя.

###

E-boost — будущее турбокомпрессоров

ВВЕДЕНИЕ

Производство автомобилей значительно выросло с момента создания первого автомобиля, вместе с тем автомобили стали более доступными.Увеличение количества автомобилей на дорогах привело к увеличению спроса на топливо. Нестабильность в некоторых нефтедобывающих регионах по всему миру привела к значительному росту цен на топливо, в результате чего потребление топлива и соответствующее налогообложение транспортных средств стали основным фактором при покупке нового автомобиля в настоящее время.

В качестве решения вышеупомянутой проблемы и строгого законодательства производители автомобилей пошли по пути уменьшения размеров двигателя, чтобы снизить как расход топлива, так и выбросы в атмосферу.Здесь необходимо рассмотреть еще один момент. Если двигатель внутреннего сгорания (ДВС) будет уменьшен в размерах, он, скорее всего, не будет производить такое же количество мощности по сравнению с двигателем большего размера, тем не менее, у этих автомобильных компаний уже давно есть туз, спрятанный под рукавом под названием «Турбокомпрессор» .

Рис. 1. Турбокомпрессор в действии (Red Bull F1, 2014)

Турбокомпрессор можно определить как устройство с принудительной индукцией с приводом от турбины, которое увеличивает эффективность и выходную мощность ДВС, нагнетая дополнительный воздух в камеру сгорания.Таким образом, это устройство помогает двигателям уменьшенного размера производить такую ​​же мощность, что и более крупные безнаддувные двигатели. Проблема решена?

К сожалению, на этом история не заканчивается. Чтобы еще больше повысить эффективность ДВС, несколько лет назад более популярной стала конкретная технология (использующая в качестве основы обычный турбокомпрессор) под названием «Электрический нагнетатель» .

Имея в виду предыдущее, в настоящем сообщении в блоге рассказывается об этом новом продукте, подчеркиваются его преимущества и недостатки по сравнению с существующими технологиями.DYMOLA и некоторые связанные библиотеки MODELICA, такие как VeSyMA — Engines, используются в качестве основных инструментов для исследования.

ТЕХНОЛОГИЯ E-BOOST

Эта технология состоит из обычного турбокомпрессора, дополненного электрическим компрессором (EPC) . EPC улучшает давление наддува и переходную реакцию двигателя, особенно на низких оборотах и ​​после переключения передач. Следовательно, снижение расхода топлива и выбросов. Важно подчеркнуть, что EPC не соединен с турбиной, следовательно, он может работать независимо.

Рисунок 2. eBooster (Borgwarner, 2018)

ПРОФИ

  • Общее повышение теплового КПД ДВС
  • Снижение расхода топлива
  • Снижение выбросов
  • Резкое уменьшение турбо-лага
  • Снижение запаздывания переключения передач
  • Увеличение крутящего момента при низких оборотах
  • Повышение качества вождения автомобиля

МИНУСЫ

  • Надежность и сложность
  • Увеличение общего веса автомобиля
  • Дорогая и сложная технология
  • Подача мощности EPC доступна только при низких оборотах
  • Увеличенные усилия по калибровке и тестированию

E-BOOST IN DYMOLA

За основу в DYMOLA был взят шаблон 4-цилиндрового двигателя 1800 куб. См с турбонаддувом.Электродвигатель был соединен с валом турбонагнетателя, а турбонагнетатель был модифицирован для управления скоростью электродвигателя в зависимости от требуемых условий.

Рисунок 3. 4-цилиндровый двигатель объемом 1800 куб. См с турбонаддувом и E-boost в Dymola

РЕЗУЛЬТАТЫ

Три разные модели были смоделированы в одинаковых условиях. Используемый двигатель был одинаковым во всех случаях, разница заключалась в системе принудительного впуска воздуха, используемой в каждом из них.

Эксперимент состоит из двигателя, соединенного с простым динамометрическим стендом.Двигатель разгонялся при полностью открытой дроссельной заслонке за 3,5 секунды с момента t = 0,5 секунды. Начальная скорость автомобиля была установлена ​​на 5 км / ч, а максимальное давление наддува было ограничено максимум 2,3 барами. Максимальный предел наддува зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки.

Полученные результаты следующие (рис. 4 и 5). С целью расширения сравнения на графиках показан следующий сценарий.

Случай 1 — Участки синего цвета — обычная турбина

Случай 2 — Графики в красном — E-boost

Случай 3 — Зеленые участки — Twin Scroll turbo

Первые три графика отображают давление в камере, скорость автомобиля и частоту вращения двигателя соответственно (рис.4). Следующие две диаграммы показывают угловую скорость турбовального вала и фактическое открытие дроссельной заслонки (рис. 5).

Рисунок 4. Результаты, часть 1 Рисунок 5. Результаты, часть 2

АНАЛИЗ

Графики, представленные в предыдущем разделе, показывают превосходство E-boost. Он может обеспечивать значительно более высокое давление в камере, а следовательно, и крутящий момент, во время переходных процессов с разницей примерно в 100000 Па (пиковая точка) по сравнению с другими турбинами (рис. 4), что во многом благодаря вспомогательному валу турбонагнетателя из-за использование электродвигателя.В пиковой точке вал турбонагнетателя E-boost достигает разницы примерно в 70000 об / мин (рис. 5) по сравнению с более традиционными решениями. Как следствие, эта помощь помогает улучшить начальную реакцию дроссельной заслонки и скорость автомобиля примерно на 30% (пиковая точка, рис. 4).

ВЫВОДЫ

Технология

E-boost, без сомнения, является большим шагом вперед в автомобильной промышленности. Помимо повышения общей эффективности ДВС, он обеспечивает большие преимущества для впечатлений от вождения, такие как уменьшение турбо-лага и высокого крутящего момента на низких оборотах, не говоря уже о потенциальном сокращении расхода топлива и выбросов.В заключение, этот новый продукт выполняет свою задачу, поскольку он помогает двигателям обеспечивать более высокую производительность, чем их аналоги с текущими технологиями турбонаддува, во что в прошлом было трудно поверить.

Главное здесь — надежность. Поскольку это новая технология, она требует обширного плана испытаний и калибровки, чтобы гарантировать правильные рабочие характеристики и стандарты безопасности. В любом случае большая часть тестирования и разработки контроллеров может быть выполнена виртуально с помощью соответствующих инструментов CAE и правильного опыта.

ТЕКУЩИЕ ЗАЯВКИ

Производители автомобилей по всему миру уже внедрили технологию E-boost в свои двигатели из-за очевидных преимуществ. Так обстоит дело с Jaguar Land Rover и их новым шестицилиндровым двигателем Ingenium . В этом двигателе используется несколько технологий, включая электрический нагнетатель; в результате он способен снизить выбросы на 12% и на 20% повысить топливную экономичность (по сравнению с предыдущим двигателем JLR V6).

Рис. 6. Шестицилиндровый двигатель Ingenium Jaguar Land Rover (Green Car Congress, 2020)

ССЫЛКИ

  1. Ред Булл. (2014). Формула-1 с турбонаддувом V6: разъяснение правил 2014 года . [Изображение] Доступно по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=A-Bb9KkQwKM
  2. Что такое турбокомпрессоры? Объясняя, как работает турбокомпрессор (или турбо). (2020). Доступно по адресу: https://www.melett.es/technical/what-are-turbochargers-2/
  3. Borgwarner. (2018). eBooster. [Изображение] Доступно по адресу: https: // www.borgwarner.com/technologies/electric-boosting-technologies.
  4. Jaguar Land Rover расширяет семейство двигателей Ingenium за счет рядного шестицилиндрового бензинового двигателя; Система MHEV 48V; На 20% более экономичен, чем уходящий V6. (2019). Доступно по адресу: https://www.greencarcongress.com/2019/02/201
  5. -jaguar.html

Автор: Хосе Мигель Ортис Санчес, инженер проекта

Пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть вопросы или тема, о которой вы хотели бы, чтобы мы написали.Вы можете отправить свои вопросы / темы через: Вопросы из технического блога / Предложение по теме.

Имитационное моделирование электрического турбонагнетателя (ETC) для рекуперации тепловой энергии в двигателе внутреннего сгорания с турбонаддувом

[1] Сендыка, Б.и Soczwka, J. (2004). Утилизация энергии выхлопных газов турбокомпонентами. Материалы 6-й Междунар. Symp. Диагностика и моделирование горения в двигателях внутреннего сгорания. Иокогама, Япония, стр. 99-103.

DOI: 10.1299 / jmsesdm.2004.6.99

[2] Хендрикс, Т.и Чоутс, W.T. (2006). Техническое исследование систем термоэлектрических генераторов для утилизации промышленных отходов. Программа промышленных технологий Министерства энергетики США, ноябрь (2006 г.).

DOI: 10.2172 / 1218711

[3] Мори, М., Ямагами Т., Ода Н., Хаттори М., Соразава М. и Харагути Т. (2009). Современные возможности термоэлектрической технологии с точки зрения экономии топлива. Технический документ SAE, 2009-01-0170.

DOI: 10.4271 / 2009-01-0170

[4] Конрад, Дж.(2007). Самый большой в мире морской дизель. gCaptain — мировой лидер в области морских и оффшорных новостей. 10 сентября 2007 г. http: / gcaptain. com /? attachment_id = 512. Проверено 22 мая (2012).

[5] Хунталас, Д.Т., Кацанос, С.О., Куременос, Д.А., Рогдакис, Э.Д. (2007). Исследование доступных технологий рекуперации тепла выхлопных газов для дизельных двигателей высокого давления. Международный журнал альтернативных двигателей (IJAP) 1 (2007) 228-249.

DOI: 10.1504 / ijap.2007.013019

[6] Бамби, Дж., Кроссленд, С. и Картер, Дж. (2006). Турбокомпрессоры с электроприводом: их потенциал для рекуперации энергии. Proc. Hybrid Vehicle Conf., Inst. Англ. и технологии, Ковентри, Великобритания, стр. 43-52.

DOI: 10.1049 / cp: 20060612

[7] Вэй, В., Чжугэ, В., Чжан, Ю. и Хэ, Ю. (2010). Сравнительное исследование электрических турбо-компаундных систем для рекуперации энергии выхлопных газов бензиновых двигателей. ASME Turbo Expo 2010 Proceedings, GT2010-23204.

DOI: 10.1115 / gt2010-23204

[9] Стейблер, Ф.(2002). Автомобильные приложения высокоэффективного термоэлектрика. Обзор программы DARPA / ONR и семинар Министерства энергетики по высокоэффективным термоэлектрическим элементам, Сан-Диего, Калифорния, 24–27 марта (2002 г.).

[10] Стобарт, Р.и Weerasinghe, R. (2006). Рекуперация тепла и нижние циклы для двигателей SI и CI — перспектива. Технический документ SAE 2006-01-0662.

DOI: 10.4271 / 2006-01-0662

[11] Цзяньцинь, Ф., Цзинпин, Л., Янпин, Ю., Ханьцянь, Ю. (2011).

[12] Милло, Ф., Малламо, Ф., Паутассо, Э., Ганио Мего, Г. (2006). Потенциал электрического турбонаддува выхлопных газов для дизельных двигателей HD. Технический документ SAE, 2006-01-0437.

DOI: 10.4271 / 2006-01-0437

[13] Хопманн, У.и Альгрейн, М. (2003). Технология дизельного двигателя с электрическим турбонаддувом. Caterpillar Inc., SAE International, 2003-01-2294.

DOI: 10.4271 / 2003-01-2294

[14] Чжугэ, В., Хуанг, Л., Вэй, В., Чжан, Ю., Хэ, Ю. (2011). Оптимизация системы компаундирования с электрическим турбонаддувом для рекуперации энергии выхлопных газов бензиновых двигателей. SAE International. 2011-01-0377.

DOI: 10.4271 / 2011-01-0377

[15] Мамат, А.М.И. (2011). Проектирование и разработка высокопроизводительного LPT для установки рекуперации энергии с электрическим турбонаддувом в сильно уменьшенном двигателе. Имперский колледж Лондон. Кандидатская диссертация.

Электронный ускоритель BorgWarner может сделать двигатели с турбонаддувом на 10 процентов эффективнее

В то время как любой уважающий себя футурист предсказывает мир электрического вождения, инженеры, стремящиеся сделать двигатель внутреннего сгорания еще более эффективным, не бросают жирное полотенце.

Хорошая вещь, потому что электромобили все еще далеки от того, чтобы предложить доступность, производительность и практичность, необходимые для того, чтобы по-настоящему вытеснить обычные автомобили. Пока эта комбинация не появится, автопроизводители будут продолжать полагаться на двигатель внутреннего сгорания. Задача состоит в том, чтобы соответствовать все более строгим нормам выбросов и экономии топлива в США и Европе, обеспечивая при этом мощность и производительность, которые требуются потребителям.

У автопроизводителей есть несколько способов сделать это, а промышленный поставщик BorgWarner только что разработал другой.Он называется электронным бустером, и компания утверждает, что он может повысить эффективность использования топлива до 10 процентов без соответствующего снижения производительности, сделав турбокомпрессоры еще более эффективными.

Сначала пару слов о турбокомпрессорах. По сути, это небольшая турбина, приводимая в движение выхлопными газами, которая нагнетает больше воздуха в камеру сгорания. Больше кислорода означает больше энергии при том же количестве топлива. Вуаля , большая мощность без снижения расхода топлива, что объясняет, почему автопроизводители любят их.Honeywell ожидает увидеть двигатели с турбонаддувом в половине всех проданных в мире автомобилей к 2021 году.

Ач, но у турбонагнетателей есть один ключевой недостаток: когда вы нажимаете на педаль, может потребоваться несколько секунд, чтобы двигатель среагировал, а турбонагнетатель начал вращаться. . Инженеры называют эту задержку задержкой, и это затрудняет работу. Электронный бустер устраняет его, увеличивая турбокомпрессор. Он приводится в движение электричеством, поэтому всего за три десятых секунды он раскручивается до 70000 об / мин, обеспечивая ускорение, пока турбокомпрессор не наберет нужную скорость.БоргВарнер говорит, что устройство размером с дыню в сочетании со стандартным турбонагнетателем улучшает крутящий момент на 85 процентов при 1500 об / мин и на 55 процентов при 2000 об / мин.

В пятницу BorgWarner объявил, что Mercedes-Benz представит электронный усилитель на 3,0-литровом шестицилиндровом двигателе, который вы увидите под капотом … ну, пока никто не говорит. Генеральный директор Джеймс Верриер говорит, что подписались еще два автопроизводителя, но не уточняет, кто. Он ожидает, что двухступенчатые турбины быстро завоюют популярность. «В ближайшие пять лет он станет относительно популярным», — говорит он.

Электронный бустер появится в 3-литровом 6-цилиндровом двигателе Mercedes-Benz M256.

Daimler

Соперник, поставщик Delphi, разработал аналогичное решение, которое он назвал электронным зарядным устройством, а Volvo экспериментировала с использованием трех турбонагнетателей для устранения задержек. «Когда дело доходит до большинства технологий двигателей, под солнцем очень мало нового, — говорит Стивен Чиатти, инженер-механик из Аргоннской национальной лаборатории. «Что меняет, так это наша способность производить их дешево и эффективно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.