Как выглядит турбина в двигателе автомобиля
Как выглядит и где находится автомобильная турбина
Двигатель является одним из наиболее важных компонентов автомобиля, а для его эффективной работы и максимальной производительности устанавливается турбина. Как выглядит и где находится автомобильная турбина? Для раскрытия данной темы понадобятся следующие тезисы:
- Зачем нужна турбина для автомобиля.
- Как выглядит турбина.
- Где найти турбину в машине.
Для чего нужна автомобильная турбина
Автомобильная турбина вместе с компрессором является одним из компонентов, необходимых для активации так называемого турбонагнетателя (турбонаддува). Это устройство служит для увеличения объема воздуха внутри двигателя, повышения его производительности и мощности при движении автомобиля. В частности, турбина представляет собой горячую сторону турбокомпрессора и активируется благодаря горячим выхлопным газам автомобиля. Её коллега, компрессор, напротив, представляет собой холодную сторону, выполняющую поглощение воздуха, который потом сжимается.
Автомобильная турбина
Турбина используется для сбора кинетической энергии и энтальпии (термодинамического потенциала), создаваемых газами, а затем для её преобразования в механическую энергию, которая используется для приведения в действие рабочего колеса компрессора. Последний сжимает воздух и поставляет его во впускной коллектор, таким образом, обеспечивая цилиндры двигателя возрастанием объема воздуха и, следовательно, большей мощностью для автомобиля.
Внешний вид автомобильной турбины
Часто автомобильные турбины называют «улитками». И в самом деле, внешний вид турбины напоминает моллюска. Но, в отличие от медлительной улитки, турбина способна внутри себя отработать мощную энергию для высокой производительности авто. Если рассматривать современную турбину с компрессором, но данный агрегат состоит из двух «улиток», одна проводит отработанные газы, а вторая прокачивает воздух в цилиндры. Но в комплексе система называется «турбонаддув», и состоит из множества деталей.
Автомобильная турбина в разрезе
Основным компонентом турбины с нагнетателем, который выполняет главную функцию, является крыльчатка с лопатками. Она вращается на высокой скорости до 200 000 оборотов в минуту, и действует как компрессор, закачивая поток воздуха в камеру турбины. Далее воздух сжимается, и уменьшается его объем. Но по законам физики, сжатый воздух способен нагреваться. И тут инженеры продумали отличное решение – использовали принцип промежуточного охлаждения воздуха.
Так появилась деталь под названием «интеркулер». Он стал теплообменником, охлаждающим воздух благодаря хладагенту. Интеркулер также увеличивает мощность мотора до 20%, и предотвращает детонацию выхлопного газа.
Система турбонаддува
Если ли разница между турбиной в дизельном и бензиновом двигателе? Её практически нет. Главное отличие – это степень наддува. В дизельных двигателях необходимо большое давление, и по этой причине в них более мощные нагнетатели воздуха. Бензиновые двигатели оснащены нагнетателями меньшей мощности, поскольку высокое давление в камере сгорания способно привести к детонации.
Где расположена турбина в авто
Где находится турбина в машине? Всё очень просто – «улитку» легко распознать и найти встроенной в сам двигатель. Как правило, двигатели современных автомобилей оснащены турбонаддувом. Все дизельные и спортивные автомобили обязательно со встроенными турбинами, ибо без них невозможно развить необходимую мощность для пробега.
Турбина в двигателе автомобиля (“улитка”)
Если в заводской модели авто есть турбокомпрессор, владельцу не нужно будет беспокоиться о каких-либо дополнительных деталях, потому что двигатель транспортного средства уже разработан для обработки мощности, генерируемой турбиной. В случае отсутствии турбины в машине, лучше обратиться к специалисту, который поможет выбрать подходящую модель турбины под двигатель и модель авто.
Читайте также: Что такое турбинованный двигатель – описание и преимущества.
4 Различия между современными и старыми автомобильными двигателямиЗадумывались ли вы когда-нибудь, в чем разница между старыми и новыми автомобильными двигателями? Как и в случае с любой технологией, эффективность и сложность постепенно улучшаются, как и следовало ожидать. Как оказалось довольно много.
Несмотря на то, что базовая концепция остается относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд небольших улучшений. В следующей статье мы сосредоточимся на 4 интересных примерах.
Давайте посмотрим под капотами времени, не так ли?
Если это не сломано, не чините это
Основные принципы самых первых автомобилей все еще используются сегодня. Одно из главных отличий заключается в том, что современные автомобили являются результатом необходимости повышения мощности двигателей и, в конечном итоге, эффективности использования топлива. Частично это было давление рынка со стороны потребителей, а также более крупные рыночные силы.
Может быть полезно подумать об аналогии между волком и собакой. Они имеют одно и то же наследие, имеют схожие характеристики, но в современном пригороде было бы непросто, а другой процветал бы.
Прежде чем мы начнем, мы дадим краткий обзор того, как работает двигатель внутреннего сгорания.
Герой Александрийского раннего парового двигателя. Источник: Research Gate Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет такой источник топлива, как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает и зажигает его. Это вызывает серию небольших взрывов, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни вверх и вниз. Эти поршни прикреплены к коленчатому валу, который переводит возвратно-поступательное линейное движение поршней во вращательное движение, поворачивая коленчатый вал.Коленчатый вал, в свою очередь, передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля. Просто верно?
Ну, это намного сложнее, чем вы ожидаете.
Вот простое объяснение основ:
Интересно, что преобразование возвратно-поступательного усилия во вращательное усилие не является чем-то новым. Очень ранний паровой двигатель был разработан героем Александрии в 1-м веке нашей эры (на фото выше).
Предполагается, что даже более старые устройства коленчатого вала были созданы во времена династии Хань в Китае.
1. Современные двигатели более эффективны
Сжигание топлива, как и бензина, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем около , 14-30%, превращается в энергию, которая фактически движет автомобиль. Остальное теряется на холостом ходу, паразитных потерях, жаре и трении.
Современные двигатели прошли долгий путь, чтобы выделять как можно больше энергии из топлива.Например, технология прямого впрыска не позволяет предварительно смешивать топливо и воздух до достижения цилиндра, как старые двигатели. Скорее, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Это дает около 1% улучшения .
Турбокомпрессоры используют выхлопные газы для питания турбины, которая выталкивает дополнительный воздух (то есть больше кислорода) в цилиндры для дальнейшего повышения эффективности до 8% . Изменение фаз газораспределения и деактивация цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать столько топлива, сколько ему действительно нужно.
2. Максимальная мощность
Как однажды сказал Джереми Кларксон: «В настоящее время все дело в MPG, а не в MPH», или, возможно, это был не он.
Современные автомобили лучше экономят топливо, они также намного мощнее.
Например, Chevrolet Malibu 1983 года имел 3,8-литровый V-6 двигатель мог извергать 110 лошадиных сил . Для сравнения, версия 2005 года имела 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных сил. Не слишком потертый.
3. Размер это все, или это?
Этот привод, не рассчитанный на каламбур, для повышения эффективности двигателей также со временем уменьшил свои размеры. Это не совпадение. Производители автомобилей узнали, что вам не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его более мощным.
Все, что вам нужно сделать, это заставить объект работать умнее. Та же самая технология, которая сделала двигатели более эффективными, имела побочный эффект от их уменьшения.
Грузовики Ford F-серии являются отличным примером.F-150 имел две версии в 2011 году. 3,5-литровый V-6 двигатель, который генерирует 365 лошадиных сил и 5,0-литровый V-8 , который генерирует 360 лошадиных сил .
Хорошо, вы могли бы сказать, но разве не было 6,2-литрового V-8 , который давал 411 лошадиных сил р? Почему, да, но факт, что V-6 двигатель может почти конкурировать с большим V-8 по мощности, говорит о многом.
4. Уход от старого
Современные двигатели также являются результатом постепенной замены механических частей на электронные.Это связано с тем, что электрические детали, как правило, менее подвержены износу, как механические.
Они также требуют менее частой настройки, как таковой. Такие детали, как насосы, все чаще заменяются электронными, а не их аналоговыми предками.
Карбюраторы заменены корпусами дросселей и электронными системами впрыска топлива. Распределители и крышки были заменены независимыми катушками зажигания, контролируемыми ЭБУ. Кроме того, датчики контролируют все, более или менее.
Вы также можете утверждать, что новые автомобили менее безопасны.
Последнее слово
Хотя на базовом уровне современные и старые автомобильные двигатели работают по одному и тому же принципу, современные двигатели претерпели много постепенных улучшений с течением времени. Основной движущей силой была борьба за эффективность, а не за власть. Хороший набор побочных эффектов привел к тому, что современные двигатели стали относительно более мощными и в целом меньше. Постоянно растущая зависимость от электронных систем управления и мониторинга постепенно заменяет аналоговые, в лучшую или в худшую сторону.
В целом современные автомобильные двигатели более эффективны, меньше, относительно мощнее, умнее и менее подвержены неизбежным механическим повреждениям. С другой стороны, ремонт и обслуживание теперь являются более высококвалифицированным и трудоемким делом. Если цена за повышение эффективности - это увеличение принятия сложности, только вы можете быть судьей.
Через: Team-BHP, HowStuffWorks
. Системы охлаждения, впуска и запуска двигателя - Системы охлаждения и запуска двигателяСистема охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует через проходы вокруг цилиндров, а затем проходит через радиатор, чтобы охладить его. В некоторых автомобилях (особенно Volkswagen Beetles до 1999 года), а также в большинстве мотоциклов и газонокосилок двигатель вместо этого охлаждается воздухом (двигатель с воздушным охлаждением можно определить по ребрам, которые украшают наружную поверхность каждого цилиндра, чтобы помочь рассеивать тепло.). Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но теплее, что, как правило, сокращает срок его службы и общую производительность.
Итак, теперь вы знаете, как и почему ваш двигатель остается крутым. Но почему циркуляция воздуха так важна? У большинства автомобилей безнаддувный , что означает, что воздух проходит через воздушный фильтр и прямо в цилиндры. Высокопроизводительные и современные экономичные двигатели имеют либо с турбонаддувом , либо с наддувом , что означает, что воздух, поступающий в двигатель, сначала находится под давлением (чтобы в каждый цилиндр можно было вдавливать больше смеси воздуха и топлива) для повышения производительности.Количество наддува называется , наддува . Турбонагнетатель использует небольшую турбину, прикрепленную к выхлопной трубе, чтобы вращать турбину сжатия во входящем потоке воздуха. Нагнетатель прикреплен непосредственно к двигателю для вращения компрессора.
Поскольку турбонагнетатель повторно использует горячий выхлоп для вращения турбины и сжатия воздуха, он увеличивает мощность двигателей меньшего размера. Таким образом, потребляющий топливо четырехцилиндровый двигатель может вырабатывать мощность, которую можно ожидать от шестицилиндрового двигателя, в то же время экономя топливо на 10-30 процентов.
Увеличение производительности вашего двигателя - это здорово, но что именно происходит, когда вы поворачиваете ключ, чтобы запустить его? Пусковая система состоит из электродвигателя стартера и соленоида . Когда вы поворачиваете ключ зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начать процесс сгорания. Для вращения холодного двигателя требуется мощный мотор. Стартер должен преодолеть:
- Все внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами
- Давление сжатия любых цилиндров, которые находятся в такте сжатия
- Энергия, необходимая для открытия и закрытия клапанов с распределительным валом
- Все остальные вещи, непосредственно связанные с двигателем, такие как водяной насос, масляный насос, генератор переменного тока и т. д.
Поскольку требуется так много энергии и потому, что в автомобиле используется электрическая система на 12 вольт, в стартер должны поступать сотни ампер электроэнергии. Электромагнит стартера - это, по сути, большой электронный переключатель, который может выдерживать такой большой ток. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, он активирует соленоид для питания двигателя.
Далее мы рассмотрим подсистемы двигателя, которые поддерживают то, что входит (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).
,Как работает двигатель?
Вы уже знаете, что завести автомобиль так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы когда-нибудь, что на самом деле происходит под капотом?
Когда ваше тело нуждается в топливе, вы кормите его пищей. Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело превращает пищу в энергию, автомобильный двигатель превращает газ в движение. Некоторые более новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от батарей, чтобы помочь двигать транспортное средство.
Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием».«Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы, чтобы генерировать мощность, необходимую для перемещения вашего автомобиля во всех местах, куда ему нужно ехать.
Если вы создадите взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, в качестве расширяющегося газа выделяется огромное количество энергии. Типичный автомобильный двигатель создает такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию и использует ее для движения вашего автомобиля.
Взрывы заставляют поршни в двигателе двигаться. Когда энергия от первого взрыва почти закончилась, происходит другой взрыв.Это заставляет поршни двигаться снова. Цикл продолжается снова и снова, давая машине мощность, необходимую для движения.
Автомобильные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта - впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит во время каждой фазы цикла сгорания.
Впуск: Во время цикла впуска впускной клапан открывается, и поршень движется вниз. Это начинает цикл с подачи воздуха и газа в двигатель.
Сжатие: Когда начинается цикл сжатия, поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.
Сжигание: Затем свеча зажигания создает искру, которая зажигает и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень отступить.
Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается для выпуска отработанного газа, образовавшегося в результате взрыва.Этот газ подается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем покинуть автомобиль через выхлопную трубу.
,
