Was ist Turbo

Zweifellos bemerkt jeder von uns mindestens einmal in ihrem Leben eine gewöhnlich aussehende Auto Schild «Turbo». Hersteller, als ob absichtlich tun, um diese Schilder geringe Größe und in unauffälligen Stellen platziert, so dass die uneingeweihten Passanten bemerken und wird vorübergehen. Ein Mann, der mit allen Mitteln zu stoppen und sich für das Auto versteht. Im Folgenden ist eine Geschichte über die Ursachen eines solchen Verhaltens.

Autodesigner (seit der Geburt des Berufs) ist ständig besorgt über die Leistung der Motoren zu erhöhen. Die Gesetze der Physik Zustand, dass die Leistung des Motors auf die Kraftstoffmenge pro Zyklus verbrannt abhängt. Je mehr Kraftstoff verbrennen wir, desto mehr Macht. Und, sagen wir, wollten, dass wir "die Anzahl der Pferde" unter der Haube zu erhöhen - wie es zu tun? Es war dann, dass wir ein Problem und Warte haben.

Der Turbolader besteht aus zwei "Schnecke" - durch eine Abgase passieren und das zweite "schüttelt", um die Luft in den Zylindern.

Die Tatsache, dass der Kraftstoff für die Verbrennung benötigt Sauerstoff. So daß kein Kraftstoff in den Zylindern verbrannt wird, und das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Stoppen des Brennstoffs mit der Luft brauchen nicht auf das Auge, und in einem bestimmten Verhältnis. Luft Zum Beispiel setzt ein Benzinmotor Kraftstoff pro Teil 14-15 Teile - je nach Betriebsart, Kraftstoffzusammensetzung und so weiter.

Wie wir sehen können, benötigt die Luft viel. Wenn man die Kraftstoffzufuhr zu erhöhen (dies ist kein Problem), müssen wir auch erheblich, und die Luftzufuhr zu erhöhen. Herkömmliche Motoren saugen sie sich wegen der Druckdifferenz in dem Zylinder und in der Atmosphäre. Erhalten durch direkte Abhängigkeit - die mehr das Volumen des Zylinders, wird desto mehr Sauerstoff in jedem Zyklus hinein. So gab es die Amerikaner, die Freigabe riesigen Motoren mit atemberaubenden Kraftstoffverbrauch. Und gibt es einen Weg, um die gleiche Menge an Luft mehr zu fahren?

Abgase aus dem Turbinenmotorrotor gedreht wird, das wiederum treibt einen Kompressor, der die Druckluft in die Zylinder pumpt. Bevor dies geschieht, strömt die Luft durch den Zwischenkühler und gekühlt - so können Sie seine Dichte zu erhöhen.

Dort zum ersten Mal und kam mit seinem Herrn Gottlieb Wilhelm Daimler (Gottlieb Wilhelm Daimler) auf. Ein bekannter Name? Dennoch ist es im Namen von Daimlerchrysler eingesetzt. Also, das ist sehr gut deutsch war mehr in Motoren zu denken und im Jahr 1885 herausgefunden, wie sie mehr Luft zu fahren. Er vermutete, Luft in die Zylinder über einen Lader zu injizieren, die ein Gebläse (Kompressor), das direkt von der Drehwelle des Motors aufgenommen und fuhr in die Zylinder mit Druckluft.

Schweizer Ingenieur und Erfinder Alfred Büchi (Alfred J. Büchi) ging sogar noch weiter. Er war verantwortlich für die Entwicklung von Dieselmotoren in der Firma Gebrüder Sulzer, und er hat absolut nicht so, dass die Motoren waren groß und schwer, und Kraft genug entwickelt. Mitnehmen Energie aus der "Motor" zum Antrieb des Kompressors zu drehen, es ist auch nicht wünschenswert. Daher im Jahr 1905 patentiert Herr Büchi die erste Injektionsgerät der Welt, die als Motorabgasenergie verwendet wird. Einfach gesagt, kam er mit Turboaufladung auf.

Die Idee der cleveren Schweizer einfach, da alle genial. Da der Wind die Mühle Flügel dreht, auch die Abgase drehen Sie das Rad mit Schaufeln. Der einzige Unterschied ist, daß das Rad sehr klein ist, und eine Menge von Klingen. Rad mit Schaufeln den Turbinenrotor und pflanzte auf einer Welle mit dem Verdichterrad genannt. So kann Turboladers bedingt in zwei Teile aufgeteilt werden, - dem Rotor und dem Kompressor. Der Rotor erhält Rotation aus den Abgasen und einem Kompressor verbunden, um es als "Fan" pumpt zusätzliche Luft in die Zylinder arbeiten. All dies Artful Design ist ein Turbolader genannt (aus dem lateinischen Wörtern Turbo - ein Wirbelwind und compressio - Kompression) oder Turbolader.

Der Turbo-Luft, die in die Zylinder eintritt, müssen oft weiter zu kühlen - dann kann der Druck erhöht werden, die in den Zylinder mehr Sauerstoff antreibt. Kompresse nach kalter Luft (in den Verbrennungsmotorzylinder) ist leichter als die heiß.

Die Luft durch die Turbine geht, wird durch die Kompression erwärmt wird, sowie Details von Turboladern, die erhitzten Abgase. die Luft dem Motor zugeführt wird mit Hilfe einer sogenannten Zwischenkühler (Zwischenkühler) gekühlt. Dieser Heizkörper montiert auf dem Luftweg von dem Kompressor zu den Motorzylindern. Durchsetzt ist, gibt es seine Wärme an die Atmosphäre. Ein kalter Luft ist dichter - so kann es in den Zylinder noch mehr gezwungen werden.

Je höher Abgas tritt in die Turbine, desto schneller dreht sich und desto mehr zusätzliche Luft in die Zylinder, die Macht desto größer ist. Die Wirksamkeit dieser Lösung im Vergleich zu, beispielsweise einen Kompressor antreiben, die auf "Selbst" das Motor Aufladedruck sehr wenig Strom ausgibt - nur 1,5%. Die Tatsache, dass der Turbinenrotor Energie von den Abgasen aufnimmt auf Kosten nicht der Verlangsamung und Kühlung aufgrund ihrer - nachdem die Turbinenabgase noch immer schnell, aber kälter. Darüber hinaus verbrachte freie Energie erhöht den Wirkungsgrad des Motors auf Druckluft. Und die Möglichkeit, mit einem kleineren Arbeitsvolumen um mehr Leistung zu schießen bedeutet weniger Reibungsverluste, geringere Motorgewicht (und Autos im Allgemeinen). All dies macht die Turbo-Autos sparsamer im Vergleich zu ihren Pendants atmosphärischen gleicher Leistung. Es scheint, hier ist es, das Glück. Aber nein, nicht so einfach. Die Probleme haben gerade erst begonnen.

Zum einen kann die Turbinendrehzahl 200 Tausend Umdrehungen pro Minute erreichen, und zweitens, erreicht die Temperatur der heißen Gase, versuchen Sie nur 1000 ° C vorstellen! Was bedeutet das alles? Was tun Turboaufladung, die solche Lasten nicht schwach für eine lange Zeit, eine sehr teure und schwer widerstehen kann.

Aus diesen Gründen wurde Turboaufladung während des Zweiten Weltkrieges nur weit verbreitet, und auch dann nur in der Luftfahrt. In den 50er Jahren hat die US-Firma Caterpillar schaffte es, ihre Traktoren und Handwerkern anzupassen von Cummins die erste Turbo-Diesel für ihre Lastwagen ausgelegt. Bei seriellen Pkw Turbo erschien später. Es geschah 1962, als fast gleichzeitig das Licht Oldsmobile Jetfire und Chevrolet Corvair Monza sah.

Aber die Komplexität und die hohen Kosten für den Bau - sind nicht die einzigen Nachteile. Die Tatsache, dass der Wirkungsgrad der Turbine der Motordrehzahl abhängig ist. Bei niedrigen Motor die Abgas leicht beschleunigt, abgewickelt leicht Rotor und Kompressor bläst fast Luft in die zusätzlichen Zylinder. So kommt es, dass sich nicht auf dreitausend Umdrehungen pro Minute Motor nach oben ziehen, und nur dann, nach viertausendfünf, "schießt". Dies ist eine Fliege in der Suppe turboyamu genannt. Und je größer die Turbine, desto länger dauert es spin up. Daher Motoren mit sehr hoher Leistungsdichte und Hochdruckturbinen sind in der Regel turboyamu zuerst leiden. Und hier bei den Turbinen, einen niedrigen Druck erzeugt wird, sind keine Ausfälle fast keine Traktion, aber sie erhöhen die Leistung nicht sehr stark ist.

Es gibt auch mehr anspruchsvollem Design. Zum Beispiel haben sich Ingenieure mit der Motor montiert ist nicht eine, sondern zwei Turbinen. Man arbeitet auf die kleinen Motordrehzahl, Traktion zu schaffen auf der "unteren Klassen", und die zweite wird später aufgenommen. Diese Entscheidung wurde Twin-Turbo erlaubt genannt, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen - und turboyamu und Stromknappheit Problem. Am Ende des letzten Jahrhunderts Fahrzeuge mit Serienturbinen Schaltplan hatte eine gewisse Popularität, sie frei Nissan, Toyota, Mazda und sogar Porsche. Jedoch aufgrund der Komplexität der Konstruktion solcher Vorrichtungen Jahrhunderts bewiesen kurzlebigen und sehr verschiedene Ideen.

Zum Beispiel kann ein parallel turbo oder biturbo. Das heißt, anstelle einer kleinen Turbine stellen zwei identische Turbinen, die unabhängig voneinander arbeiten. Die Idee ist, dass je kleiner der Turbine ist, desto schneller dreht, desto mehr "responsive" der Motor dreht. Im Allgemeinen zwei kleine Turbine auf V-förmigen Motoren angeordnet, eine für jedes "halbe".

Eine weitere Option - eine Turbine mit zwei "Schnecken" oder Twin-Scroll. Einer von ihnen (etwas größer) empfängt Abgase von einer Hälfte der Motorzylinder, der zweite (etwas kleiner) - aus dem zweiten Halbzylinder. Beide Gase werden einer Turbine zugeführt wird, ist es wirkungsvoll und bei niedrigen und bei hohen Drehzahlen zu drehen.

Aber diese Designer waren nicht zufrieden. Natürlich ist es viel einfacher zu tun, als Zaun zwei Turbinen ein. Es ist nur notwendig, um sicherzustellen, dass die Turbine gleichermaßen wirksam ist im gesamten Drehzahlbereich gearbeitet. So gab es eine Turbine mit variabler Geometrie. Hier und der Spaß beginnt. Abhängig von der Geschwindigkeit der Klinge und drehen die besondere Form der Düse variiert. Das Ergebnis ist ein "superturbina", die gut im gesamten Drehzahlbereich arbeitet. Diese Ideen sind in der Luft mehr als ein Dutzend Jahre, aber nicht sie vor relativ kurzer Zeit zu implementieren. Und die erste Turbine mit variabler Geometrie auf Dieselmotoren erschienen, der Vorteil der Gastemperatur ist wesentlich geringer. Und von Benzinautos erstes Beispiel einer solchen Turbine, die Porsche 911 Turbo.

Das Design des Turbo-Motor brachte für eine lange Zeit in den Sinn und ihre Popularität in den letzten Jahren dramatisch zugenommen. Und Turbolader erwies sich als vielversprechend, nicht nur im Sinne der Motoren zu zwingen, sondern auch im Hinblick auf die Verbesserung der Effizienz und Abgas Sauberkeit. Dies ist besonders bedeutsam für Dieselmotoren. Seltene Diesel heute, tragen nicht das Präfix "Turbo". Aber die Installation der Turbine in den Benzinmotoren ermöglicht es Ihnen, eine gewöhnlich aussehende Auto in dieser "leichter" zu machen. Der mit einem kleinen, kaum wahrnehmbaren Schilder «Turbo».