Турбирование: теория и практика

[HELLSTORM]

Вот, нашел случайно статейку по изготовления вып.коллектора под турбу своими силами :Тыкать ТУТ

 

Что касается гильз - то наткнулся тут на одном форуме на вот такой вот пост, т.к больше ниче толкового нет, привожу только цитату :

Сам дул в мотор с мокрыми гильзами альфа -ромео все исправно работает уже 3 года на давлении 1.2.Разжимать мотор надо поршнями а не прокладками.

[shigorin]

могу про гильзы тоже процитировать - "всё что толще 3хмм - живет"

[Pugnator]

Я вот все ещё ищу адекватный манометр.... сракергоги это одно. мне прибор нужен. от пропанового редуктора - до 300кПа, от ацетиленового - 400кПа.... кислород, угля - 600кПа.... от чего бы присрать до 150-200кПа макс...

[shigorin]

Это тебе к КИПовцам на любой заводик.

 

И поверят (не тебе, а манометр) впридачу.

[Pugnator]

Это тебе к КИПовцам на любой заводик.

 

И поверят (не тебе, а манометр) впридачу.

в итоге позаимствовал показометр от тысячедолларового комплекта контроля давлений дизеля)))) У кого-то шильдик HKS, Greddy, а у меня - Toya =))))))))

[shigorin]

ЫЫЫ!!!

 

А я хотел сфоткать - но цифера не было, а на телефон - стекло отсвечивает - не сфоткать =(

 

Какой-то пафосный, с надписями на ангельском =)

[Pashtet]

украдено с http://www.skyracing.com.ua

_____________________________________________________

 

 

Выбор турбины является важным этапом постройки двигателя и если выбор окажется не правильным - он может свести на нет все ваши старания. К сожалению, не возможно просто взять самый большой турбокомпрессор из доступных, установить его на ваш двигатель и наслаждаться огромной мощностью и моментом. Может оказаться так, что объем двигателя окажется слишком мал и энергии выхлопных газов будет не достаточно, чтобы раскрутить крыльчатку турбины и реализовать весь ее потенциал. В этом случае, вместо высокой мощности вы будете иметь глубокую турбояму и весьма посредственные характеристики на низких и средних, а если турбина слишком велика, то и на высоких оборотах.

Для того, чтобы не ошибиться в выборе, прежде чем купить турбину стоить посмотреть на ее карту. Поскольку данная статья представляет собой компиляцию данных из зарубежных источников, в основном американских, все расчеты, приведенные ниже, выполнены в американской системе измерений. Это не сильно осложняет расчет, тем более, что карты большинства производителей содержат обозначения именно в американской системе. В случае необходимости перейти к метрической системе можно воспользоваться калькулятором для систем измерения, например, расположенным по адресу http://www.ru.convert-me.com/ru/ .

Компрессорная карта содержит информацию о производительности турбины в зависимости от развиваемого давления.

По оси Х откладываются значения воздушного потока, т.е. количество воздуха, проходящего через компрессор. Как правило, количество воздуха считается в кубических футах в минуту (cfm) или в фунтах в минуту (lb/min).

По оси Y - соотношение абсолютного давления Р2 на выходе турбины к абсолютному давлению Р1 на входе. Т.е. если турбина работает на уровне моря и избыточное давление воздуха равно 10 psi, то давление на входе будет 14.7 psi а давление на выходе 14.7 + 10 = 24.7 psi. Таким образом, отношение P2/P1 = 24.7/14.7 = 1.68.

 

Эффективность компрессора.

Турбокомпрессор состоит из двух основных частей - турбины и компрессора. Выхлопные газы раскручивают крыльчатку турбины и, соответственно, находящуюся с ней на одном валу крыльчатку компрессора. На создание давления расходуется не вся энергия, полученная от турбины. Часть ее идет на нагрев воздуха. Значение эффективности компрессора показывает, какая часть энергии идет на полезную работу. К примеру, эффективность 70% означает, что 70% энергии уходит на создание давления и 30% - на нагрев. Чем ниже эффективность, тем сильнее нагревается турбокомпрессор, тем короче будет его срок службы.

На графике эффективность отображается замкнутыми кривыми с указанными рядом с ними значениями в процентах.

 

 

Скорость вращения крыльчатки.

На графике скорость вращения крыльчатки турбины (об/мин) отображается кривыми, показывающими зависимость между давлением и воздушным потоком. Если принять воздушный поток постоянным, т.е. отложить на графике вертикальную линию, то более высоким оборотам будет соответствовать более высокое давление. Если принять постоянным давление (горизонтальная линия), то с ростом оборотов будет расти воздушный поток. Однако, воздушный поток перестанет расти, если внешние точки крыльчатки достигнут скорости звука. Соответственно, чем больше диаметр крыльчатки компрессора, тем ниже скорость вращения.

Самая левая кривая на графике ограничивает рабочий диапазон турбины. Зона левее этой кривой характеризуется высоким давлением, развиваемым компрессором и малом воздушном потоке. Такое бывает при резком закрытии дроссельной заслонки. Работа в этой областичревата поломкой турбокомпрессора и чтобы этого не произошло устанавливается клапан, который сбрасывает избыточное давление (blow-off).

Ниже приведен пример карты для турбокомпрессора фирмы Garret.

 

 

Расход воздуха Данное уравнение позволяет определить количество воздуха, потребляемого двигателем за единицу времени. Пусть объем двигателя равен 231 дюйм3. У четырехтактного двигателя наполнение цилиндра происходит один раз за 2 оборота. Соответственно, каждые 2 оборота в двигатель поступает 231 дюйм3 воздуха. Чтобы рассчитать массу воздуха необходимо знать его давление и температуру, но объем всегда будет постоянным. При переводе из метрической системы 1 куб. дюйм = 16.4 см. куб.

 

volume of air (cu ft/min) = (engine rpm Ч engine cid) / (1728 Ч 2)

 

 

Уравнение состояния идеального газа ( Менделеева - Клайперона).

 

Состояние идеально газа характеризует три макроскопические величины:

P- давление, V - объем, Т - температура.

 

 

PV=nRT

 

С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса газа, его химический состав и один из трёх параметров - давление, объём или температура - остаются неизменными.

 

Давление (Р) - абсолютное давление газа, таким образом, атмосферное

давление - 14.7 psi на уровне моря. Обозначение PSI обозначает абсолютное давление (Pounds per Square Inch), PSIG - избыточное (Pounds per Square Inch Guage)

Пример: Указатель давления наддува показывает 17 psi избыточного давления, то абсолютное давление составит 14.7psi + 17psi = 31.7 psi = 17psig

 

Температура (Т) - абсолютная температура в градусах Ранкина, т.е. температура в градусах F + 460

Пример: Температура воздуха равна 80F, тогда температура в градусах Ранкина равна 80 + 460 = 540R. Приведя уравнение к виду n=PV/(RT) видно, что для увеличения массы газа можно либо увеличить давление и объем, либо уменьшить температуру. Из уравнения Менделеева - Клайперона можно получить значения расхода газа в идеальном случае:

 

В фунтах:

n(lbs/min)= (P(psia) x V(cu.ft./min) x 29) / (10.73 x T(deg R))

В кубических футах:

V(cu.ft./min) = (n(lbs/min) Ч 10.73 Ч T(deg R)) / (29 x P(psia))

 

 

Но мы имеем дело с реальным двигателем. В этом случае необходимо учитывать потери на впуске, из-за которых наполнение цилиндров ухудшается. Допустимо принять коэффициент наполняемости Ev = 0.85 (85%). В случае доводки впускного тракта: увеличение проходных сечений, установка клапанов большего диаметра и т.д. коэффициент наполняемости увеличивается и приближается к Ev = 1 (100%). На определенных оборотах двигателя коэффициент наполняемости может превысить 1 в следствие волновых эффектов, возникающих во впускном и выпускном трактах.

 

actual air flow = ideal air flow Ч volumetric efficiency

 

Пример: Рассчитаем расход воздуха у двух различных автомобилей с двигателями одинакового объема. Один из автомобилей оснащен промежуточным охладителем наддувного воздуха (интеркуллером). Примем коэффициент наполняемости для обоих двигателей на уровне 0.85. Обороты двигателей - 5000 об/мин.

 

Расчет объема воздуха

volume, in cu.ft per minute = (5000 Ч 231) / (1728 Ч 2) = 334.2 cfm

 

Оба двигателя потребляют 334.2 cfm воздуха. Рассчитаем массу воздуха:

 

 

 

Автомобиль без интеркуллера. (1)

Предположим, что давление наддува равно 19psi и температура воздуха во впускном коллекторе равна 250F.

Absolute temperature=250 deg F + 460 =710 deg R

Absolute pressure = 19 psig + 14.7 = 33.7 psia

 

 

n (lbs/min)= (33.7 psiaЧ 334.2 cfm Ч 29) / (10.73 Ч 710 deg R) = 42.9 lbs of air per minute (ideal)

lbs air per minute actual = lbs/min ideal x vol. eff.

= 42.9 x 0.85

= 36.4 lbs air/minute

 

 

 

Автомобиль оснащен интеркуллером (2):

 

Температура на впуске 130F и давление наддува 17psi.

 

Absolute temperature = 130 deg F + 460 = 590 deg R

Absolute pressure = 17 psig + 14.7 = 31.7 psia

 

 

n(lbs/min) = (31.7 psia Ч 334.2 cfm Ч 29) / (10.73 Ч 590 deg R ) = 48.5 lbs of air per minute (ideal)

 

lbs air per minute actual = 48.5 Ч 0.85 = 41.3 lbs air/minute

 

Из примера видно, что автомобиль с интеркуллером при более низком значении давления наддува потребляет больше воздуха (41.3 lbs/min против 36.4 lbs/min) из-за более низкой температуры на впуске, следовательно, имеет большую мощность.

 

Температуру воздуха на выходе компрессора можно посчитать по формуле:

 

Tout = Tin + (Tin Ч [–1+(Pout / Pin)0.263]) / efficiency

 

Например, предположим, что температура на входе компрессора равна 70F, давление на входе компрессора -0.5 psig, Давление наддува 19 psig и эффективность компрессора 72%. Тогда температура на выходе компрессора будет равна:

 

 

Tin = 70 deg F + 460 = 530 deg R

Pin = - 460 0.5 psig + 460 14.7 = 14.2 psia

Pout = 19 psig + 460 14.7 = 33.7 psia

Pout/Pin = 33.7 / 460 14.2 = 2.373 (this is the compression ratio)

Tout = 530 + [530 Ч (– 1 + 2.373 0.263 )] / 0.72 = 717.8 deg R – 460 = 257.8 deg F

 

Выше мы рассчитали воздушный поток для температуры 70F и давления на входе -0.5 psig. Теперь приведем его к нормальным условиям.

 

Corrected flow = [actual flow Ч (Tin / 545)0.5] / [Pin / 13.949]

 

Производитель турбины отмечает на карте, какие условия принимаются за нормальные. В данном случае за нормальное давление принимается давление 28.4 дюйма ртутного столба (13.949 psig).

 

За нормальную температуру - 545 R или 545 - 460 = 85 F.

 

Мы получили расход воздуха в фунтах в минуту при температуре 85 F и давлении на входе компрессора -0.75 psig.

 

Tin Corrected flow = 70 + 460 = 530 deg R

Pin Corrected flow = – 0.5 + 14.7 = 14.2 psia

 

Corrected flow = [41.3 Ч (530 / 545)0.5] / [14.2 / 13.949] = 40.0 lb/min

 

Эту величину нужно отложить по оси Х и провести вертикальную линию вверх. Расчет соотношения давлений на выходе и входе компрессора (PR). Предположим, что потери давления от выхода компрессора до впускного коллектора составляют

3 psi. Соответственно, для нашего случая давление на входе компрессора составляет

17 + 3 = 20 psig. Атмосферное давление составляет 0 psig, однако, в результате всасывания воздуха компрессором давление на входе модно принять за (– 0.5 psig).

 

Соответственно:

 

Pout/Pin = [20 + 14.7] / [– 0.5 + 14.7] = 2.44

 

Откладываем значение PR = 2.44 на оси Y и проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной линией, отложенной от оси Х. Область пересечения двух линий будет соответствовать рабочему диапазону компрессора. Ближайшая кривая эффективности соответствует 72% и обороты крыльчатки примерно равны 108.000 об/мин. Таким образом, выбранная нами турбина при 5000 об/мин выдает 17 psig при температуре окружающего воздуха 70 F и температуре воздуха во впускном коллекторе 130 F.

 

Для случая, когда расход воздуха на карте указан в кубических футах в минуту(cfm) расчет упрощается. В этом случае рассчитывается расход воздуха на заданных оборотах с учетом коэффициента наполняемости Ev по формуле:

 

volume of air (cu ft/min) = [engine rpm Ч engine cid Ч Ev] / (1728 Ч 2)

 

полученное значение расхода необходимо умножить на величину отношения отношения абсолютного давления Р2 на выходе турбины к абсолютному давлению Р1 на входе. PR =P2/P1

 

Airflow rate = pressure ratio(PR) Ч basic engine cfm

 

Полученная величина откладывается по оси Х.

 

Расчет PR, откладываемого по оси Y аналогичен предыдущему случаю. При увеличении оборотов двигателя, при установке интеркуллера большей производительности рабочая точка сместится вправо, в зону большего расхода воздуха. При увеличении давления наддува рабочая точка сместится право и вверх, в зону более высоких оборотов крыльчатки.

линк:

http://www.turbobygarrett.com/turbobygarre...bo_tech103.html

 

Взято с http://www.s-cars.org.ua/

[Санёк29]

а можно от пилесоса турбину поставить или нет??

Edited February 9, 2009 by Мишаня

[-=Val=-]

а можно от пилесоса турбину поставить или нет??

После такой цитаты этот вопрос выглядит особенно уместно!

[GIN]

даа! теория хорошая про турбину! а вот практики так и не увидел! из прочитанного я понял что краб можно но сложно надуть! в чём сложность так и не понял?! про полысос вихрь я только понял что там есть давление и то что не хватает бензина! но о том что с таким пылесосм машина на 2 передаче начинает буксовать с места я так и не увидел! тема то всётаки интересна но вот продолжения я не вижу!

[shigorin]

в карб дуть невозможно, из карба дуть не ресурсно.

 

про пылесос адекватным людям продолжения не надо, после четвертой буквы этого слова - когда они понимают, о чем речь.

[NEON]

shigorin

так ведь дуют же в горизонталки weber о_О

[GIN]

дуют дуют просто надо правильно это делать но пока что этого некто не знает! или не хотят рассказывать

[Shrieck]

А я видел инжекторный турбовый москвич, правда 41, но двиг УЗАМ. Глаз оторвать не мог. Красотища...

[Арсений]

Дуют в карбы, дуют. Точнее дули, потому как дуть в карбюратор сложнее, чем поставить впрыск и надуть его.

[dars]

Пока НЕТ снова у меня не работал.Смотрел фото с БМШ-2009 в Иркутске.И высмотрел ,столь интересную конструкцию.

Здесь с болшим разрешением http://darss.users.photofile.ru/photo/dars...1/114170385.jpg

Про авто читать тута http://show.automarket.su/festival/2009/15.html

 

Ни че не замечаете?Не обычного?Для наддува?

[Garri-g]

Или у него турба сзади или компрессор стоит.

[shigorin]

Или у него турба сзади или компрессор стоит.

 

мотор компрессорный 4agze

 

Ни че не замечаете?Не обычного?Для наддува?

 

а?

[dars]

На фото.Все видно.

[Штурман]

А у нас катается такое

[DL24]

в карб дуть невозможно

 

В своё время как раз преимущественно в карб и дули...

[shigorin]

На фото.Все видно.

 

чего тебе не нравится то? блоуофф и маф чтоле?

 

В своё время как раз преимущественно в карб и дули...

 

раньше вообще пешком ходили

 

ты видел те карбы и турбокомпрессоры?

 

ресурс, характеристики? в современном понимании это и значит "нельзя" - т.е. даже не смешно уже.

Edited December 29, 2009 by shigorin

[DL24]

раньше вообще пешком ходили

 

ты видел те карбы и турбокомпрессоры?

 

ресурс, характеристики? в современном понимании это и значит "нельзя" - т.е. даже не смешно уже.

 

Во-первых не турбо. Это современная игрушка в основном.

Во-вторых заочно, но видел.

Во-вторых мотор Москвича это вообще сплошное

 

в современном понимании это и значит "нельзя" - т.е. даже не смешно уже

 

Вообще тогда смысл возни с ним ?

 

В-третьих, мощность однако поднималась, и существенно, помоему это главное. Ресурс был достаточен для того, чтобы такие системы устанавливались на серийные, не спортивные модели.

 

Если конечно блаародные господа собрались готовить УЗАМ к Формуле-1 и выжимать из него порядка 1000 л.с...

Edited December 29, 2009 by DL24

[kirik]

Ни че не замечаете?Не обычного?Для наддува?

ДМРВ?

[shigorin]

ДМРВ?

 

сотни тысяч стоковых ауди-фольцвагенов и ниссанов сейчас анигилировали =))))

 

в смысле - маф на надутом моторе - это банально и обычно, камрад.

 

Во-первых не турбо. Это современная игрушка в основном.

 

ок - сравни количество ездящих компрессорных и турбовых тачек и сделай выводы.

крутой компрессор - это древняя тойота в стописят (или сколько там) сил и овощной мерседес в 200?

 

Во-вторых заочно, но видел.

 

немного отличается от карбюратора солекс 21083 и убитого турбокомпрессора от старого американского трактора, правда?

 

Вообще тогда смысл возни с ним ?

 

поставь впрыск и возись! дуть в карб это неадекват.

Edited December 29, 2009 by shigorin