Luften som kommer inn i en turboladet dieselmotor komprimeres før drivstoffet injiseres, noe som er en betydelig endring fra en standard bensinmotor med normalt aspirasjon. Turboladeren er avgjørende for dieselmotorens effekt og effektivitet på dette tidspunktet.
Turboladerens oppgave er å komprimere luften som strømmer inn i motorens sylinder. Oksygenmolekylene i trykkluft er pakket tettere sammen. Med mer luft kan mer drivstoff tilføres en normalt aspirert motor av samme størrelse. Som et resultat får forbrenningsprosessen mer mekanisk kraft og forbedrer dens totale effektivitet. Som et resultat kan motorstørrelsen for en turboladet motor reduseres, noe som resulterer i bedre emballasje, vektbesparelser og generell økt drivstofføkonomi.
Hva er bruken av turbolader i dieselmotorer?
Ved å skyve mer luft inn i forbrenningskammeret, forbedrer en turbolader kompresjonen til en motor. På grunn av den større luftmassen kan mer injisert drivstoff forbrennes. Dette har to effekter: det forbedrer motorens effektivitet samtidig som det øker luftmassen. Dreiemomenteffekten er forbedret som følge av dette. Fordi dreiemomentproduksjonen til dieselmotorer reguleres av en tvungen strøm av luft-drivstoff-kombinasjonen, er de egnet for turbolading.
Hvorfor brukes turbolader?
I likhet med å trekke væske med en sprøyte, trekkes eller "dyttes" inntaksgasser inn i naturlig aspirerte stempelmotorer ved at lufttrykk fyller det volumetriske rommet som dannes av stempelets nedadgående slag (som genererer et lavtrykksområde). Volumetrisk effektivitet refererer til mengden luft som faktisk suges inn kontra den teoretiske mengden hvis motoren kunne opprettholde atmosfærisk trykk. Målet med en turbolader er å øke den volumetriske effektiviteten til en motor ved å øke trykket på inntaksgassen (vanligvis luft), noe som gir mer kraft per motorsyklus.
Turboladerens kompressor suger inn omgivelsesluften og komprimerer den før den sprøytes inn i inntaksmanifolden med høyt trykk. Som et resultat kommer et større volum luft inn i sylindrene med hvert inntaksslag. Den kinetiske energien til motorens eksosgasser gir den nødvendige kraften til å spinne sentrifugalkompressoren.
Mengden som inntaksmanifoldtrykket overstiger atmosfærisk trykk ved havnivå blir referert til som "boost" i bilapplikasjoner. Dette er det ekstra lufttrykket som oppnås sammenlignet med det som ville blitt produsert uten tvungen induksjon. En trykkmåler kan vise mengden boost, som vanligvis uttrykkes i bar, psi eller kPa. I løpet av det siste og et halvt århundre har styring av turboladere utviklet seg enormt. Som beskrevet i senere deler, kan moderne turboladere bruke wastegates, avblåsningsventiler og variabel geometri.
Ladetrykket er begrenset i bensinmotorturboladerapplikasjoner for å holde hele motorsystemet, inkludert turboladeren, innenfor driftsområdet for termisk og mekanisk design. Fortenning, overoppheting og overbelastning av motorens interne maskinvare er alle vanlige bivirkninger av overforsterking. For eksempel, for å unngå motorbanking (også kjent som detonasjon) og den resulterende fysiske skaden på motoren, må inntaksmanifoldtrykket holdes under kontroll. Ved å åpne wastegate kan ekstra energi på vei mot turbinen omgå turbinen og gå rett til eksosrøret, og senke ladetrykket. Wastegate kan betjenes manuelt (som sett i mange fly) eller av en aktuator (i bilapplikasjoner styres den ofte av motorkontrollenheten).
Hvorfor brukes ikke superlader i dieselmotorer?
Superladere brukes sjelden i dieselmotorer siden kompresjonsforholdet normalt er svært høyt, noe som resulterer i mer lavt strømforbruk og mindre turboetterslep. Superladere (som gir mer kraft ned lavt til en lavere pris enn en diesel) er uforenlige med dieselmotorers ytelsesegenskaper.
Øker turboladeren hastigheten?
En av de viktigste ulempene med turboladere er at de ikke gir en rask kraftøkning når du trykker på gasspedalen. Før boost produseres, må turbinen få fart i ett sekund. Når du tråkker på gassen, vil du merke et etterslep, og da vil bilen bølge fremover når turboen begynner å gå.
Å eliminere tregheten til roterende deler, for det meste ved å redusere vekten, er en teknikk for å redusere turboetterslep. Dette gjør det mulig for turbinen og kompressoren å akselerere raskt og gi motoren et løft raskere. Å gjøre turboladeren mindre er en sikker strategi for å senke turbinens og kompressorens treghet. En liten turbolader vil gi boost raskere og ved lavere motorturtall, men den kan kanskje ikke gi mye boost ved høyere motorturtall når et betydelig volum luft kommer inn i motoren. Ved høyere motorturtall, når det går mye eksos gjennom turbinen, risikerer den også å snurre for fort.
Hva er bedre en turbo eller en kompressor?
En superlader, derimot, har ingen etterslep fordi luftpumpen er koblet direkte til motorens veivaksel og kontinuerlig spinner og reagerer. Kraftforsterkningen den gir, og derav motorreaksjonen du kjenner gjennom buksesetet, vokser i direkte forhold til hvor hardt du trykker på gasspedalen.
Turboladerens største ulempe er boostlag, mens superladerens er effektivitet. Fordi en superlader spinner av seg selv med motorens egen kraft, suger den mer og mer kraft etter hvert som motorturtallet øker. På grunn av dette er superladede motorer mindre drivstoffeffektive. Superlading er derimot veien å gå hvis du vil ha enorm kraft og en gassrespons som sparker deg i ryggen. Flere store muskelbiler bruker den, inkludert 650 hestekrefter Chevrolet Corvette Z06 og 755 hestekrefter Chevrolet Corvette ZR1 og Dodges 700 pluss hestekrefter SRT Challenger Hellcats and Demons.
Kan jeg lade en diesel?
Vi har nådd et punkt i dieselytelsen hvor vi trygt kan slå fast at kompressordieseler kan gi betydelig kraft. Kjørbarhet, på den annen side, er der de virkelig skinner, spesielt i applikasjoner med høye hestekrefter der turboer kan håndtere enorme mengder drivstoff og turtall. Mangelen på kommersielt tilgjengelige sett er sannsynligvis den eneste grunnen til at superladere ikke har fått med seg dieseler ennå, og vi håper det vil endre seg i fremtiden.
Hva er de 3 typene superladere?
Både superladere og turboladere er bygget med mål om å holde luften som kommer inn i motoren kald. Fordi komprimering av luft øker temperaturen, brukes en liten radiator kjent som en intercooler vanligvis mellom pumpen og motoren for å senke temperaturen på luften.
- Roots, twin-screw (Lysholm), og TVS (Eaton) blåsere er eksempler på positive fortrengningspumper.
Root-blåsere er bare 4050% effektive ved høye boostnivåer, men sentrifugale (dynamiske) superladere er 7085% effektive ved høye boostnivåer. Over et lite spekter av belastning/hastighet/boost, kan Lysholm-stil blåsere være nesten like effektive som sentrifugale motstykker, som systemet må være spesielt konstruert for.
Mekanisk drevne superladere kan absorbere opptil en tredjedel av motorens hele veivakselkraft og er ineffektive sammenlignet med turboladere. Mekanisk drevne superladere er vanlige i situasjoner der motorreaksjon og kraft er mer kritiske enn andre faktorer, for eksempel dragstere med toppdrivstoff og kjøretøy som brukes i traktortrekkkonkurranser.
Fordi turboladere bruker energi fra eksosgassen som ellers ville blitt sløst bort, er den termiske effektiviteten, eller brøkdelen av drivstoff-/luftenergien konvertert til utgangseffekt, lavere med en manuelt drevet superlader enn med en turbolader. Som et resultat har turboladede motorer ofte overlegen økonomi og kraft enn superladede motorer.
Turboladere lider av såkalt turbo-spool (turbolag; mer nøyaktig, boost lag), der tidlig akselerasjon fra lavt turtall hindres av mangel på tilstrekkelig eksosmassestrøm (i større eller mindre grad) (trykk). Det er en plutselig økning i kraften etter at motorens turtall er tilstrekkelig til å heve turbinens turtall til det angitte driftsområdet, ettersom en høyere turboforsterkning skaper mer eksosgenerering, som snurrer turboen enda raskere, noe som resulterer i en forsinket "bølge" på akselerasjon. Med turboladere er det betydelig vanskeligere å opprettholde en jevn økning i turtall enn med motordrevne superladere, som gir boost i direkte proporsjon med motorens turtall. Den viktigste fordelen med en mekanisk drevet superlader er forbedret gassrespons og evnen til å oppnå ladetrykk veldig umiddelbart. Gassresponsen på turboladede biler er nesten like god som mekanisk drevne kompressorer takket være den nyeste turboladeteknologien og direkte bensininnsprøytning, men den eksisterende ettersleptiden er fortsatt en stor ulempe, spesielt siden det store flertallet av mekanisk drevne kompressorer nå drives av remskiver med clutch. , lik en luftkompressor.
Turbolading har blitt mer populært blant bilprodusenter enn superlading på grunn av sin overlegne kraft og økonomi. På begynnelsen av 2000-tallet hadde Mercedes-Benz og Mercedes-AMG superladede "Kompressor"-produkter inkludert C230K, C32 AMG og S55 AMG, men de forlot den teknologien til fordel for turboladede motorer som C250 og S65 AMG Biturbo, som ble debutert rundt 2010. Audis 3.0 TFSI kompressorladede V6-motor ble introdusert i 2009 for A6, S4 og Q7, mens Jaguars kompressorladede V8-motor tilbys som et ytelsesalternativ i XJ, XF, XKR og F-Type, samt Range Rover, takket være delt eierskap av Tata Motors.
Er turbodieselmotorer bra?
Dieselbiler er imidlertid ikke egnet for alle situasjoner, så her er en liste over fordeler og ulemper for å hjelpe deg med å avgjøre om en "oljebrenner" er best for deg eller ikke.
- Dieselmotorer, spesielt turbodieseler, gir god drivstoffeffektivitet, spesielt på åpen vei hvis du kjører mye på motorveier og motorveier, er dieselmotorer vanligvis 20 til 35 prosent mer drivstoffeffektive enn en bensindrevet bil.
- Når det gjelder dreiemoment og, i mange tilfeller, kraft, utkonkurrerer turbodieselmotorer vanligvis bensinmotorer av lignende størrelse.
- Dieselmotorer produserer mer dreiemoment, noe som gjør dem ideelle for trekking av tung last og tauing.
- Større dieselbiler har en tendens til å holde verdien bedre enn mindre drivstoffeffektive bensinmodeller.
- Den større økonomien som dieselmotoren gir, kan hjelpe deg med å spare penger på ting som luksusbilavgiften.
- Fordi dieselmotorer har færre deler enn bensinmotorer, krever de mindre vedlikehold. De krever ikke et tennpluggtenningssystem, noe som bør resultere i lavere vedlikeholdsutgifter fordi de ikke krever tuning eller skifte av tennplugg.
- Mens diesel normalt er dyrere enn bensin, er den ikke utsatt for ukentlige prissvingninger.
- Eldre dieselmotorer har problemer, inkludert kraftig røyk og lengre oppstartstider i kaldt vær, som ikke er til stede i nyere dieselmotorer.