Twin-Charging — концепция и пример применения

Впервые я когда-либо слышал о двойной зарядке (с использованием как турбокомпрессора, так и нагнетателя на одном и том же двигателе), вероятно, вернулся в 2000 году. В то время я был очень заинтересован (19459002)

Одна из самых интересных частей послепродажного обслуживания, над которыми я побежал в то время был турбокомпрессор HKS для 1-го поколения mr2 с питанием 4AGZE. 4agze (для тех, кто не знаком с двигателями Toyota) — это двигатель 170 л.с. мощностью 170 л.с., работающий от нагнетателя типа Toyota SC-12.

Одной из наиболее важных частей комплекта HKS является байпасный клапан. Это мотоцикл Toyota, который можно отключить во время низких требований к мощности, таких как крейсерская и привлекательная, когда пользователь ее запрашивает. Этот клапан использовался для направления воздуха из нагнетателя в двигатель при более низких оборотах / точках потока. После увеличения числа оборотов, и двигатель начинает потреблять больше воздуха, а турбокомпрессор полностью намотан, клапан переключается, пока только турбокомпрессор не подает двигатель, пока нагнетатель полностью обходит его. По слухам, с двумя заряженными MR2 в некоторых случаях можно было разбить отметку в 300 лошадиных сил, в зависимости от конечного уровня повышения и поддерживающих модификаций, и этот уровень мощности для 1,6-литрового двигателя в то время был совершенно поразительным

Теория такого типа системы состоит в том, чтобы использовать нагнетатель с небольшим положительным смещением (корневым стилем). Производительность нагнетателя обычно находится на самом низком уровне при более низком нагнетателе двигателя и об / мин (например, от холостого хода до 4000 об / мин). При превышении 4000 оборотов в минуту производительность и эффективность нагнетателя начинают снижаться, лошадиная сила, необходимая для вождения, начинает экспоненциально возрастать, а температура воздуха, выходящая из нагнетателя, начинает резко увеличивать производительность

. С другой стороны, использование мощного турбонагнетателя позволит нам эффективно подавать двигатель с более холодным воздухом и поддерживать высокие обороты. Проблема с использованием более крупного турбокомпрессора заключается в том, что турбонагнетатель большого размера обычно не накапливается до 3000-4000 об / мин, что дает нам ограниченный диапазон мощности и, таким образом, не обеспечивает повышения производительности при более низких оборотах

. Идея двойной зарядки это нагнетатель и турбокомпрессор, у которого есть все зарядные устройства, чтобы делать то, что он делает лучше всего, нагнетатель увеличивает двигатель для крутящего момента с низким крутящим моментом, и поскольку он выходит из-под контроля, турбокомпрессор подключается к сети, чтобы довести нас до красной линии.

Существует три аспекта для этих типов систем, которые делают их запретительными для большинства тюнеров:

1. Стоимость и сложность: наличие полной системы нагнетателя, а также полная система турбонагнетателя на одном и том же транспортном средстве — это много денег, которые нужно потратить, и множество деталей, чтобы разобраться и диагностировать, если что-то пойдет не так

второй Перепускной клапан, используемый для обхода нагнетателя (и все еще удерживающий все давление воздуха, поступающего от турбонагнетателя), а также возможность управления этим клапаном электрически или механически, требует индивидуального затвора, который не совсем доступен с полки , Хотя можно найти двухканальный байпасный клапан большого размера, который работает на дифференциальном давлении между выходным отверстием турбонаддува и выходом нагнетателя для переключения, как только давление турбонагнетателя = давление нагнетателя + напряжение открытия байпасного клапана механизм

3. Поскольку мы используем два разных типа зарядных устройств с двумя различными картами эффективности, может быть очень сложно выяснить, как настроить двигатель (особенно с гораздо более простыми системами впрыска топлива, которые использовались в то время), поскольку плотность воздуха может сильно варьироваться при том же числе оборотов и уровне давления, в зависимости от того, какое зарядное устройство подает воздух на двигатель и в какой пропорции. Именно здесь турбокомпрессор HKS для 4gz был самым слабым, а именно, сглаживая точку перехода между нагнетателем и переключением турбокомпрессора.

. Одна из вещей, которая изменилась за последние 10 лет, — это наличие и распространение знаний о доступных альтернативных видах топлива или октановых ускорителях. Двумя такими вариантами являются:

1 — топливо E85, которое состоит из 85% этанола, имеющего октановый показатель от примерно 100 до примерно 105 октанов, по сравнению с типичным бензином 87-93 октанового насоса

2 — Системы впрыска воды / метанола, которые могут использоваться либо в качестве дополнительной системы заправки топливом (в зависимости от содержания метанола, который имеет октановое число, равного 110 октановым и выше), либо могут использоваться в охлаждении цилиндра, когда водяной пар, инжектируемый метанолом, превращается в

Благодаря наличию паровой камеры сгорания камера сгорания пара является частью камеры сгорания топлива, тем самым уменьшая скорость фронта горения горения, имитируя эффекты, аналогичные эффектам более высокооктанового бензина. из этих октанов увеличивается или октановое моделирование выдувок, он стал более доступным, чем недавний, для энтузиастов производительности, чтобы создать систему двойного зарядного устройства другого типа, которая не требует байпасного клапана

В этом типе системы выход нагнетателя направляется для подачи впускного отверстия турбонагнетателя или наоборот. Вместо нагнетателя или турбонагнетателя мы теперь используем двухступенчатую систему сжатия, где этапом является заводский нагнетатель, а второй этап — система турбонагнетателя послепродажного обслуживания.

Конечным результатом двух компрессоров является составление соотношений давления. Например, если турбонагнетатель открытия открывающего отверстия для отработанных газов установлен на 7 фунтов на кв. Дюйм над атмосферой (который представляет собой отношение давления 1,5, при условии, что 1 атмосфера составляет около 14,7 фунтов на квадратный дюйм); и если нагнетатель механически приспособлен для потока на 50% больше, чем двигатель (для нагнетателей с принудительным смещением на корневом уровне) при любых оборотах в минуту, таким образом, с одинаковой установкой усиления 7psi или отношением давления 1,5; то результирующее отношение давления системы:

PR total = PR turbo * PR supercharger = коэффициент давления 2,25

Соотношение давлений 2,25 эквивалентно усилению 18,4 фунтов на квадратный дюйм

Если турбокомпрессор подает нагнетатель, например, и турбокомпрессор глотает свежий Воздух, выходящий из турбонагнетателя, будет находиться при температуре T2 выше температуры окружающего воздуха (T1) примерно на 60-80 ° C в зависимости от температуры воздуха при температуре окружающего воздуха (T1), а затем:

Воздух, поступающий в нагнетатель, войдет при температуре T2 ~ = T1 + 60 и выйдет при температуре T3, которая выше, чем T2 примерно на другой 60-80 * C в зависимости от точных характеристик нагнетания

. Если бы у нас был интеркулер после нагнетателя, то воздух, поступающий в интеркулер, будет находиться на 120-160 ° C выше температуры окружающей среды, что представляет собой много тепла для промежуточного охладителя, чтобы попытаться сбросить (19459002)

Если у нас нет промежуточного охладителя нагнетателя (который распространен на автомобилях, где нагнетатель упакован во впускной коллектор автомобиля), то воздух, поступающий в двигатель, будет примерно на 120-160 ° C выше температуры окружающей среды.

5- Этот чрезмерно нагретый воздух не только снижает выходную мощность, но и увеличивает Если предварительное воспламенение происходит достаточно рано, чтобы значительно отделить поршень от верхней мертвой точки, тогда фронт сражающегося пламени, нажимая поршень вниз и инерция системы и толкание поршня вверх приведет к чрезвычайно высоким давлениям и повышению температуры на поверхности поршня, что в конечном итоге повредит его и, возможно, повредит другие части двигателя.

По этим причинам в прошлом последовательный заряд видел очень малое применение. Использование более высокого октанового топлива по определению означает, что воздушно-топливная смесь более устойчива к автовоспламенению и детонации. Кроме того, в случае досрочного зажигания более высокое октановое топливо создает более медленный фронт пламени, что дает поршню больше времени, чтобы двигаться вверх в цилиндре до того, как встретить фронт пламени, и это уменьшает время, когда поверхность поршня находится под избыточным давлением и перегрета, что уменьшает вероятность катастрофического отказа. Последнее, но не менее важное: использование смеси для инъекций вода / метанол включает в себя два события изменения фазы:

Введенный метанол переходит из жидкого состояния в парообразное состояние с точкой кипения 65 ° С, как только он попадает в смесь сжатого воздуха, поступающую из выпускного отверстия нагнетателя. Это изменение фазы поглощает много тепла из смеси воздуха и метанола, уменьшая температуру воздуха на входе еще до того, как смесь дойдет до камеры сгорания и начинает сжиматься.

2- Введенная вода, которая переходит из жидкого состояния в парообразное состояние при его температуре кипения 100 ° С, что, в зависимости от наличие промежуточного охладителя в системе, мы попадаем во впускной трубопровод до достижения камеры сгорания или не может произойти до тех пор, пока смесь не загорится. В любом случае, когда температура будет достаточно высокой, водяной туман, впрыскиваемый в воздушный поток, будет испаряться в парообразном состоянии, также поглощая большое количество тепла, выделяемого при сгорании.

Доступность этих двух октановых ускорителей делает

Один из таких комплектов, которыми я столкнулся в статье из журнала с горячими штангами, был разработан эллинским исполнением ( http://www.hellionpowersystems.com )

Набор предположительно изготовлен до 1000 лошадиных сил при уровне повышения 24 фунта на квадратный дюйм, используя два 61-мм турбонагнетателя Turbonetics.

Для достижения 1000 л.с. требуется около 1500 кубических футов в час при 24 фунтах на квадратный дюйм или 1500 куб. Футов при коэффициенте давления 2,63 или 750 куб. Футов при 2,63 перф. На турбонагнетатель

. Поскольку большинство компрессорных карт для такого размера турбонагнетателя (61 мм) достигает около 600 кфм при 2,63 при эффективности около 50%, что является крайней точкой на карте (т. в этот момент турбокомпрессор максимизируется). Я хочу сказать, что я уверен, что комплект способен поддерживать 800hp с типичной парой 61-миллиметрового турбокомпрессора, однако мощностью 1000 л.с., хотя и проверено на динамометрах, не согласуется с тем, что было опубликовано на большинстве 61-мм турбокомпрессоров. Я не сомневаюсь в этом наборе, заявляю, что у меня нет лучшей справки для конкретного турбокомпрессора, используемого в комплекте.

Кроме того, подача 1000 л.с. из 8 инжекторов требует восьми инжекторов объемом 750 куб.см / мин (каждый фунт / час примерно эквивалентен 10,5 куб.см / мин) при минимальном или общем потреблении топлива в 900 литров в час топлива при и давление в топливной рампе, которое обычно составляет около 45 фунтов на квадратный дюйм

. Рассматривая пропускную способность топливного насоса GS342, поставляемого вместе с комплектом, который составляет 255lph @ 30psi, тогда использование 3 топливных насосов дает нам мощность 765lph, что

Как вы можете видеть, можно создать такую ​​сложную систему, если информация (карта компрессора турбонагнетателя, температура турбокомпрессора, компрессор нагнетателя ma p, карта температуры нагнетателя … и т. д.) были доступны перед началом работы. Что такое тайна и искусство испытания и неудачи, как чрезмерно спроектирован ваш двигатель, сколько крутящего момента он может производить и до сих пор продолжает выживать, и как долго он может продолжать выживать на повышенных уровнях мощности. Это более интересный вопрос для ответа.

——————————————————————-

Мотозапчасти оптом
Велозапчасти оптом
Запчасти для скутеров оптом
Запчасти для снегоходов оптом
Запчасти для бензопил оптом