Ein Turbolader oder Turbo (umgangssprachlicher Ausdruck), vom Griechen "" (Mischen/Drehen) ist ein erzwungenes Induktionsgerät, das verwendet ist, um mehr Macht zu erlauben, für einen Motor einer gegebenen Größe erzeugt zu werden. Es ist als ein Turbolader formell bekannt, weil es ein Typ des Überverdichters ist, dessen Macht aus einer Abgas-Turbine vertrieben wird, die Der Schlüsselunterschied zwischen einem Turbolader und einem herkömmlichen Überverdichter ist, dass der Letztere aus dem Motor häufig von einem mit der Kurbelwelle verbundenen Riemen mechanisch vertrieben wird.

Der Vorteil eines Turbos ist, dass er eine größere Masse von Aufnahme-Luft in den Verbrennungsraum (E) zusammenpresst, dadurch auf vergrößerte Macht und/oder Leistungsfähigkeit hinauslaufend.

Turbos werden auf Lastwagen, Auto, Zug und Bauausrüstungsmotoren allgemein verwendet. Turbos werden mit dem Zyklus von Otto und Dieselzyklus innere Verbrennungsmotoren populär verwendet. Sie sind auch nützlich in Automobilkraftstoffzellen gefunden worden.

Twincharger bezieht sich auf einen Motor, der sowohl einen Überverdichter als auch einen Turbolader hat.

Geschichte

Erzwungene Induktionsdaten vom Ende des 19. Jahrhunderts, als Gottlieb Daimler die Technik patentiert hat, eine Zahnrad-gesteuerte Pumpe zu verwenden, um Luft in einen inneren Verbrennungsmotor 1885 zu zwingen. Der Turbolader wurde vom schweizerischen Ingenieur Alfred Büchi erfunden, der ein Patent 1905 erhalten hat, für einen Kompressor zu verwenden, der durch das Auslassventil gasses gesteuert ist, um Luft in einen Kolbenmotor zu zwingen. Während des Ersten Weltkriegs hat französischer Ingenieur Auguste Rateau Turbolader an Motoren von Renault gepasst, die verschiedene französische Kämpfer mit etwas Erfolg antreiben. 1918 hat Ingenieur von General Electric Sanford Alexander Moss einen Turbo einem V12 Freiheitsflugzeugsmotor beigefügt. Der Motor wurde an der Hecht-Spitze in Colorado geprüft an zu demonstrieren, dass es den Macht-Verlust beseitigen konnte, der gewöhnlich in inneren Verbrennungsmotoren infolge des reduzierten Luftdruckes und der Dichte an der hohen Höhe erfahren ist. General Electric hat das System turbosupercharging genannt. Zurzeit waren alle erzwungenen Induktionsgeräte als Überverdichter bekannt, jedoch mehr kürzlich wird der Begriff "Überverdichter" gewöhnlich auf nur mechanisch gesteuerte gezwungene Induktionsgeräte angewandt.

Turbolader wurden zuerst in Produktionsflugzeugsmotoren wie die Napier Löwin in den 1920er Jahren verwendet, obwohl sie weniger üblich waren als motorgesteuerte Schleuderüberverdichter. Schiffe und mit aufgeladenen Dieselmotoren ausgestattete Lokomotiven haben begonnen, in den 1920er Jahren zu erscheinen. Turbolader wurden auch in der Luftfahrt verwendet, die am weitesten durch die Vereinigten Staaten verwendet ist, die die Welt in der Technologie wegen des frühen Anfangs des General Electric geführt haben. Während des Zweiten Weltkriegs schließen bemerkenswerte Beispiele des US-Flugzeuges mit Turboladern den B-17 Fliegende Festung, B-24 Befreier, P-38 Blitz und P-47 Blitzstrahl ein. Die Technologie wurde auch in experimentellen Ausstattungen von mehreren anderen Herstellern, namentlich eine Vielfalt von Focke-Wulf Fw 190 Modelle verwendet, aber das Bedürfnis nach fortgeschrittenen Hoch-Temperaturmetallen in der Turbine hat sie ausser dem weit verbreiteten Gebrauch behalten.

Turbocharging gegen die Aufladung

Im Gegensatz zu Turboladern werden Überverdichter durch Abgase nicht angetrieben, aber durch den Motor mechanisch gesteuert. Riemen, Ketten, Wellen und Getriebe sind übliche Methodik, einen Überverdichter anzutreiben. Ein Überverdichter legt eine mechanische Last auf dem Motor, um zu fahren. Zum Beispiel, auf dem einstufigen überladenen Einzeln-Gangrolls-Royce Motor von Merlin, verbraucht der Überverdichter ungefähr 150 Pferdestärken (110 Kilowatt). Und doch überwiegen die Vorteile die Kosten: Dafür 150 hp (110 Kilowatt) erzeugt der Motor zusätzliche 400 Pferdestärken, ein Nettogewinn dessen. Das ist, wo der Hauptnachteil eines Überverdichters offenbar wird: Die innere Hardware des Motors muss der Nettomacht-Produktion des Motors plus die 150 Pferdestärken widerstehen, um den Überverdichter zu steuern.

Im Vergleich legt ein Turbolader keine direkte mechanische Last auf dem Motor. Es ist effizienter, weil es kinetische Energie des Abgases verwendet, den Kompressor zu steuern. Im Gegensatz zur Aufladung sind die Hauptnachteile von turbocharging Zurückdruck, heizen Einweichen der Aufnahme-Luft und die Wirkungslosigkeit der Turbine gegen den direkten Laufwerk.

Eine Kombination eines auspuffgesteuerten Turboladers und eines motorgesteuerten Überverdichters kann die Schwächen vom anderen lindern. Diese Technik wird twincharging genannt.

Betriebsgrundsatz

In den meisten Kolbenmotoren wird Aufnahme gasses in den Motor durch den Schlag nach unten des Kolbens "gezogen" (der ein Tiefdruckgebiet schafft), ähnlich der Zeichnung des flüssigen Verwendens einer Spritze. Der Betrag von Luft, die wirklich im Vergleich zum theoretischen Betrag eingeatmet wird, wenn der Motor atmosphärischen Druck aufrechterhalten konnte, wird volumetrische Leistungsfähigkeit genannt. Das Ziel eines Turboladers ist, eine volumetrische Leistungsfähigkeit eines Motors durch die Erhöhung der Dichte des Aufnahme-Benzins (gewöhnlich Luft) zu verbessern.

Der Kompressor des Turboladers zieht in umgebender Luft und presst sie zusammen, bevor sie in die Aufnahme-Sammelleitung am vergrößerten Druck eintritt. Das läuft auf eine größere Masse von Luft hinaus, die in die Zylinder auf jedem Aufnahme-Schlag eingeht. Die Macht musste spinnen der Schleuderkompressor wird aus der kinetischen Energie von Abgasen des Motors abgeleitet.

Ein Turbolader kann auch verwendet werden, um Kraftstoffleistungsfähigkeit zu vergrößern, ohne Macht zu vergrößern. Das wird durch die Besserung überflüssiger Energie im Auslassventil und die Fütterung davon zurück in die Motoraufnahme erreicht. Durch das Verwenden davon sonst vergeudete Energie, die Masse von Luft zu vergrößern, wird es leichter sicherzustellen, dass der ganze Brennstoff verbrannt wird, bevor er am Anfang der Auspuffbühne abreagiert wird. Die vergrößerte Temperatur vom höheren Druck gibt eine höhere Leistungsfähigkeit von Carnot.

Die Kontrolle von Turboladern ist sehr kompliziert und hat sich drastisch über die 100 - plus Jahre seines Gebrauches geändert. Moderne Turbolader können wastegates, Schlag - von Klappen und variabler Geometrie, wie besprochen, in späteren Abteilungen verwenden.

Die reduzierte Dichte von Aufnahme-Luft wird häufig durch den Verlust der atmosphärischen mit Hochhöhen gesehenen Dichte zusammengesetzt. So ist ein natürlicher Gebrauch des Turboladers mit Flugzeugsmotoren. Als ein Flugzeug auf höhere Höhen klettert, geht der Druck der Umgebungsluft schnell zurück. An ist die Luft an der Hälfte des Drucks des Meeresspiegels, was bedeutet, dass der Motor weniger erzeugen wird als Halbmacht an dieser Höhe.

Druck-Zunahme / Zunahme

In allen Turbolader-Anwendungen wird Zunahme-Druck beschränkt, um das komplette Motorsystem einschließlich des Turbos innerhalb seiner thermischen und mechanischen Designbetriebsreihe zu behalten. Das Überaufladen eines Motors verursacht oft dem Motor in einer Vielfalt von Wegen einschließlich der Vorzündung, der Überhitzung und des Überbetonens der inneren Hardware des Motors Schaden.

Zum Beispiel, um das Motorklopfen (auch bekannt als Vorzündung oder Detonation) und der zusammenhängende Sachschaden zum Motor zu vermeiden, muss der Aufnahme-Sammelleitungsdruck nicht zu hoch werden, so muss der Druck an der Aufnahme-Sammelleitung des Motors von einigen Mitteln kontrolliert werden. Öffnung des wastegate erlaubt der Energie für die Turbine, es zu umgehen und direkt zum Auspuffendstück zu gehen, so Zunahme-Druck reduzierend. Der wastegate kann entweder manuell (oft gesehen im Flugzeug) oder durch einen Auslöser kontrolliert werden (in Automobilanwendungen, es wird häufig von der Motorkontrolleinheit kontrolliert.

In den Automobilmotoren bezieht sich "Zunahme" auf den Betrag, dass Aufnahme Druck vervielfältigt, der atmosphärischen Druck überschreitet. Das ist den Extraluftdruck vertretend, der darüber erreicht wird, was ohne die erzwungene Induktion erreicht würde. Das Niveau der Zunahme kann auf einem Druckmesser, gewöhnlich in der Bar, psi oder vielleicht kPa gezeigt werden.

In Flugzeugsmotoren wird turbocharging allgemein verwendet, um mannigfaltigen Druck aufrechtzuerhalten, als Höhe zunimmt (d. h. ersetzen Sie niedrigere Dichte-Luft an höheren Höhen). Da atmosphärischer Druck abnimmt, als das Flugzeug, Stromabfälle als eine Funktion der Höhe in normalerweise aspirierten Motoren klettert. Systeme, die einen Turbolader verwenden, um eine Meeresspiegel-Macht-Produktion eines Motors aufrechtzuerhalten, werden turbonormalisierte Systeme genannt. Allgemein wird ein turbonormalisiertes System versuchen, einen mannigfaltigen Druck dessen aufrechtzuerhalten.

Turbozeitabstand

Turbolader-Anwendungen können gemäß denjenigen kategorisiert werden, die Änderungen in der Produktionsmacht (solch so selbstfahrend) und diejenigen verlangen, die nicht (tun wie Marinesoldat, Flugzeug, kommerziell selbstfahrend, industriell, Lokomotiven). Während wichtig, für unterschiedliche Grade ist Turbozeitabstand am problematischsten, wenn schnelle Änderungen in der Macht-Produktion erforderlich sind.

Turbozeitabstand ist die Zeit, die erforderlich ist, Macht-Produktion als Antwort auf eine Kehle-Änderung zu ändern. Zum Beispiel wird das als ein Zögern bemerkt oder hat Kehle-Antwort verlangsamt, wenn man sich vom müßigen verglichen mit einem natürlich aspirierten Motor beschleunigt. Das ist wegen der Zeit, die für die Abgasanlage und den Turbolader erforderlich ist, um die erforderliche Zunahme zu erzeugen. Trägheit, Reibung und Kompressor-Last sind die primären Mitwirkenden zum Turbozeitabstand. Überverdichter ertragen dieses Problem nicht, weil die Turbine wegen des Kompressors beseitigt wird, der durch den Motor direkt wird antreibt.

Zeitabstand kann auf mehrere Weisen reduziert werden:

• das Senken der Rotationsträgheit des Turboladers; zum Beispiel durch das Verwenden leichter geschehen niedrigere Radius-Teile, um die Spule - bis dazu zu erlauben, schneller. Keramische Turbinen sind des Vorteils in dieser Beziehung und oder Billett-Kompressor-Rad.
• das Ändern des Aspekt-Verhältnisses der Turbine.
• die Erhöhung des Oberdeck-Luftdruckes (Kompressor-Entladung) und die Besserung der wastegate Antwort
• das Reduzieren des Lagers von Reibungsverlusten (solcher als durch das Verwenden eines Folie-Lagers aber nicht eines herkömmlichen Öllagers)
• das Verwenden von Turboladern der variablen Schnauze (besprochen unten).
• das Verringern des Volumens der Oberdeck-Rohrleitung.
• das Verwenden vielfachen turbos folgend oder in der Parallele.
• das Verwenden eines Antizeitabstand-Systems.

Zunahme-Schwelle

Zeitabstand soll mit der Zunahme-Schwelle nicht verwirrt sein. Die Zunahme-Schwelle eines Turbosystems beschreibt tiefer bestimmt des Gebiets, innerhalb dessen der Kompressor funktionieren wird. Unter einer bestimmten Rate des Flusses wird ein Kompressor bedeutende Zunahme nicht erzeugen. Das hat die Wirkung, Zunahme an besonderem rpm unabhängig vom Abgas-Druck zu beschränken. Neuerer Turbolader und Motorentwicklungen haben Zunahme-Schwellen veranlasst sich fest zu neigen.

Elektrisch erhöhend ("E-Aufladens") ist eine neue Technologie unter der Entwicklung; es verwendet einen elektrischen Motor, um dem Turbo bis zur schnelleren Maschinengeschwindigkeit zu bringen, als mögliche Verwenden-Abgase ist, sind verfügbar. Eine Alternative zum E-Aufladen ist zum völlig getrennten die Turbine und der Kompressor in einen Turbinengenerator und der elektrische Kompressor als im hybriden Turbolader. Das erlaubt der Kompressor-Geschwindigkeit, unabhängig für diese der Turbine zu werden. Ein ähnliches System, das ein hydraulisches Laufwerk-System und Kupplungseinordnung der übernormalen Geschwindigkeit verwertet, wurde 1981 geeignet, um den Turbolader des MV kanadischen Pioniers (Doxford 76J4CR Motor) zu beschleunigen.

Turbolader fangen an, Zunahme nur über einem bestimmten Betrag der kinetischen Energie zu erzeugen (eg Schwung) ist im Auslassventil gasses da. Ohne entsprechenden Abgas-Fluss, um die Turbinenklingen zu spinnen, kann der Turbo nicht die notwendige Kraft erzeugen musste die Luft zusammenpressen, die in den Motor eintritt. Die Zunahme-Schwelle wird durch die Motorversetzung, Motor rpm, Kehle-Öffnung und die Größe des Turbos bestimmt. Die Maschinengeschwindigkeit (rpm), an dem es genug Abgas-Schwung gibt, um die Luft zusammenzupressen, die in den Motor eintritt, wird die "Zunahme-Schwelle rpm" genannt. Das Reduzieren der "Stiefelschwelle rpm" kann Kehle-Antwort verbessern.

Schlüsselbestandteile und Installation

Der Turbolader hat drei Hauptbestandteile:

1. die Turbine, die fast immer eine radiale Zustromturbine ist
2. der Kompressor, der fast immer ein Schleuderkompressor ist
3. der Zentrum-Drehen-Zusammenbau der Unterkunft/Mittelpunkts

Viele moderne Turbolader schließen Extrabestandteile (wie wastegates und variable Schaufel-Systeme) ein.

Turbine

Die kinetische Energie des Abgases wird mit der Turbine gewonnen. Die Turbine housings ordnet an, dass das Benzin durch die Turbine fließt, weil es an bis zu 250,000 rpm spinnt. Die Größe und Gestalt können einige Leistungseigenschaften des gesamten Turboladers diktieren. Häufig wird derselbe grundlegende Turbolader-Zusammenbau vom Hersteller mit vielfachen Unterkunft-Wahlen für die Turbine und manchmal den Kompressor-Deckel ebenso verfügbar sein. Das erlaubt dem Gleichgewicht zwischen der Leistung, Antwort und Leistungsfähigkeit, zur Anwendung geschneidert zu werden.

Zwillingsschriftrolle-Designs haben zwei Klappe-bediente kleine Abgas-Buchten, eine kleinere schärfere winklige für die schnelle Antwort und eine größere weniger winklige für die Maximalleistung.

Die Turbinen- und Flügelrad-Radgrößen diktieren auch den Betrag von Luft oder Auslassventil, durch das das System und die Verhältnisleistungsfähigkeit geflossen werden kann, an der sie funktionieren. Im Allgemeinen drehen die größeren das Turbinenrad und der Kompressor das größere die Fluss-Kapazität um. Maße und Gestalten können sich, sowie Krümmung und Zahl von Klingen auf den Rädern ändern. Variable Geometrie-Turbolader sind weitere Entwicklungen dieser Ideen.

Variable Geometrie-Turbine

Variable Geometrie oder variable Schnauze turbos verwenden eine Reihe von Schaufeln in der Auspuffunterkunft, um eine unveränderliche Gasgeschwindigkeit über die Turbine (wie verwendet, auf Kraftwerk-Turbinen) aufrechtzuerhalten, und werden häufig verwendet, anstatt zwei Turbolader in verschiedenen Größen zu verwenden.

Variable Geometrie erlaubt Zeitabstand, reduziert zu werden, während sie die Leistungsfähigkeit eines größeren Turbos mit höheren Motorgeschwindigkeiten aufrechterhält. In vielen Einstellungen verwenden diese turbos keinen wastegate. Die Schaufeln werden von einer Membran kontrolliert, die zu derjenigen auf einem wastegate identisch ist, aber der Mechanismus bedient das variable Schaufel-System stattdessen. Diese variablen Turbolader werden in Dieselmotoren allgemein verwendet.

Kompressor

Der Kompressor vergrößert die Masse von Aufnahme-Luft, die in den Verbrennungsraum eingeht. Der Kompressor wird aus einem Flügelrad, einem diffuser und einer spiralförmigen Unterkunft zusammengesetzt.

Die Betriebsreihe eines Kompressors wird durch die "Kompressor-Karte" beschrieben.

Getragenes Leichentuch

Die Fluss-Reihe eines Turbolader-Kompressors kann vergrößert werden, indem sie Luft erlaubt wird, von einem Ring von Löchern oder einer kreisförmigen Rinne um den Kompressor an einem Punkt ein bisschen stromabwärts der kleinen Kompressor-Bucht (aber viel näher zur kleinen Bucht zu verbluten, als zum Ausgang).

Das getragene Leichentuch ist eine Leistungserhöhung, die dem Kompressor erlaubt, an bedeutsam niedrigeren Flüssen zu funktionieren. Es erreicht das, indem es eine Simulation der Flügelrad-Marktbude gezwungen wird, unaufhörlich vorzukommen. Das Erlauben etwas Luft, an dieser Position zu flüchten, hemmt den Anfall der Woge und macht die Betriebsreihe breiter. Während Maximalwirksamkeit abnehmen kann, kann hohe Leistungsfähigkeit über eine größere Reihe von Motorgeschwindigkeiten erreicht werden. Zunahmen in der Kompressor-Leistungsfähigkeit laufen auf ein bisschen kühlere (dichtere) Aufnahme-Luft hinaus, die Macht verbessert. Das ist eine passive Struktur, die ständig offen ist (im Gegensatz zum Kompressor-Auslassventil, verjagen Klappen, die elektronisch kontrolliert werden). Die Fähigkeit des Kompressors, hohe Zunahme an niedrigem rpm zur Verfügung zu stellen, kann auch geringfügig vergrößert werden (weil in der Nähe von Choke-Bedingungen der Kompressor Luft nach innen durch den abzapfen Pfad zieht). Getragene Leichentücher werden von Turbolader-Herstellern wie Honeywell Turbo Technologies, Cummins Turbo Technologies und GReddy verwendet.

Das Zwischenabkühlen

Wenn der Druck von Aufnahme-Luft des Motors vergrößert wird, wird die Temperatur auch zunehmen. Außerdem kann ein Turbolader die Aufnahme-Luft durch das Hitzeeinweichen vom heißen Auslassventil gasses heizen. Übermäßige Aufnahme-Lufttemperatur reduziert Leistungsfähigkeit und führt zu Detonation, die zu Motoren zerstörend ist.

Aufgeladene Motoren schließen häufig einen Zwischenkühler (auch bekannt als ein Anklage-Luftkühler) ein, um die Aufnahme-Luft abzukühlen. Zwischenkühler werden häufig für Leckstellen während der alltäglichen Wartung besonders in Lastwagen geprüft, wo ein Auslaufen-Zwischenkühler auf die 20-%-Verminderung der Kraftstoffwirtschaft hinauslaufen kann.

Wassereinspritzung

Eine Alternative zum Zwischenabkühlen spritzt Wasser in die Aufnahme-Luft ein, um die Temperatur zu reduzieren. Diese Methode ist im selbstfahrenden und den Flugzeugsanwendungen verwendet worden.

Kraftstoffluft-Mischungsverhältnis

Zusätzlich zum Gebrauch von Zwischenkühlern ist es übliche Praxis, um Extrabrennstoff zur Aufnahme-Luft (bekannt als das "Führen Motorreicher") zum alleinigen Zweck hinzuzufügen, kühl zu werden. Der Betrag des Extrabrennstoffs ändert sich, aber reduziert normalerweise das Luftkraftstoffverhältnis auf zwischen 11 und 13, statt der stochiometrischen 14.7 (in Vergasermotoren). Der Extrabrennstoff wird nicht verbrannt (weil es ungenügenden Sauerstoff gibt, um die chemische Reaktion zu vollenden), stattdessen erlebt es eine Phase-Änderung vom Dampf (Flüssigkeit) zu Benzin. Diese Phase-Änderung absorbiert Hitze, und die zusätzliche Masse des Extrabrennstoffs reduziert die durchschnittliche kinetische Energie der Anklage und des Abgases. Selbst wenn ein Katalysator, die Praxis verwendet wird, Motorreiche zu führen, erschöpfen Zunahmen Emissionen.

Zentrum-Drehen-Zusammenbau der Unterkunft/Mittelpunkts

Der Zentrum-Mittelpunkt-Drehen-Zusammenbau (CHRA) nimmt die Welle auf, die das Kompressor-Flügelrad und die Turbine verbindet. Es muss auch ein tragendes System enthalten, um die Welle aufzuheben, ihm erlaubend, mit der sehr hohen Geschwindigkeit mit der minimalen Reibung zu rotieren. Zum Beispiel in Automobilanwendungen verwendet der CHRA normalerweise ein Stoß-Lager oder durch eine unveränderliche Versorgung von unter Druck gesetztem Motoröl geschmiertes Kugellager. Der CHRA kann auch "wasserabgekühlt" betrachtet werden, indem er einen Zugang und Ausgangspunkt für das periodisch zu wiederholende Motorkühlmittel gehabt wird. Wasserabgekühlte Modelle erlauben Motorkühlmittel, verwendet zu werden, um den Schmieröl-Kühler zu behalten, das mögliche Ölverkoken (die zerstörende Destillation von Motoröl) von der äußersten in der Turbine gefundenen Hitze vermeidend. Die Entwicklung von Tragfläche-Lagern hat diese Gefahr entfernt. Die Anpassung von Turboladern auf natürlich aspirierten inneren Verbrennungsmotoren, entweder auf Benzin oder auf Diesel, kann Macht-Zunahmen von 30 % bis 40 % nachgeben.

Wastegate

Um den Druck (deshalb Masse) von der Luft zu kontrollieren, die aus dem Kompressor (bekannt als der "Oberdeck-Luftdruck") kommt, wird der Abgas-Fluss des Motors geregelt, bevor es in die Turbine mit einem wastegate eingeht, der die Turbine umgeht. Ein wastegate ist das allgemeinste mechanische Geschwindigkeitsregelsystem, und wird häufig weiter von einem elektronischen oder manuellen Zunahme-Kontrolleur vermehrt.

Die Hauptfunktion eines wastegate ist, etwas vom Auslassventil zu erlauben, die Turbine zu umgehen, wenn der Satz-Aufnahme-Druck erreicht wird. Das regelt die Rotationsgeschwindigkeit der Turbine und so der Zunahme des Turboladers. Der wastegate wird geöffnet und durch die Druckluft vom Turbo geschlossen und kann durch das Verwenden eines Solenoides erhoben werden, um den zur wastegate Membran gefütterten Druck zu regeln. Dieses Solenoid wird gewöhnlich von der elektronischen Kontrolleinheit des Motors oder einem Zunahme-Kontrolleur kontrolliert.

Die meisten modernen Automobilmotoren haben wastegates, die zum Turbolader inner sind, obwohl einige frühere Motoren (wie die Audi Reihen-5 im UrS4 und S6) äußerlichen wastegates haben. Äußerliche wastegates sind genauer und effizient als innerer wastegates, aber sind viel teurer, und werden im Allgemeinen so nur in Rennautos gefunden. Unter der modifizierten Autogemeinschaft kann äußerlicher wastegates konfiguriert werden, um Umleitung gasses direkt zur Atmosphäre durch eine Riesenschlagzeile-Pfeife statt der Routenplanung sie zurück ins Auslassventil abzureagieren. Obwohl ungesetzlich, in vielen Gebieten wird diese Methode häufig wegen des lauten Strahltons verwendet, der erzeugt wird und potenzielle Leistungszunahmen vom reduzierten Auslassventil zurück Druck.

Flugzeugsüberflüssige Tore und ihre Operation sind Automobilinstallationen ähnlich, jedoch gibt es Unterschiede gewöhnlich je nachdem, ob die Anwendung "Militär/Leistung" oder "Nichterfüllung" ist.

Antiwoge/Müllkippe/Schlag von Klappen

Aufgeladene Motoren, die an der weit geöffneten Kehle und hohem rpm funktionieren, verlangen, dass ein großes Volumen von Luft zwischen dem Turbo und der kleinen Bucht des Motors fließt. Wenn die Kehle geschlossen wird, wird Druckluft in die Kehle-Klappe ohne einen Ausgang fließen (d. h. die Luft muss nirgends gehen).

In dieser Situation kann die Woge den Druck der Luft zu einem Niveau erheben, das Schaden verursachen kann. Das ist, weil, wenn sich der Druck hoch genug erhebt, eine Kompressor-Marktbude vorkommen wird, wo die versorgte unter Druck gesetzte Luft rückwärts über das Flügelrad und die kleine Bucht dekomprimiert. Der Rückfluss zurück über den Turbolader veranlasst die Turbinenwelle, in der Geschwindigkeit schneller abzunehmen, als es natürlich würde, vielleicht den Turbolader beschädigend.

Um das davon abzuhalten zu geschehen, wird eine Klappe zwischen dem Turbo geeignet und angesogen, der vom Überluftdruck abreagiert. Diese sind als eine Antiwoge, Ablenker, Umleitung, Schlag - von der Klappe (BOV) bekannt, oder laden Klappe ab. Es ist eine Druck-Entlastungsklappe, und wird normalerweise durch das Vakuum in der Aufnahme-Sammelleitung bedient.

Der primäre Gebrauch dieser Klappe soll das Drehen des Turboladers mit einer hohen Geschwindigkeit aufrechterhalten. Die Luft wird gewöhnlich zurück in die kleine Turbobucht (Ablenker oder Umleitungsklappen) wiederverwandt, aber kann auch zur Atmosphäre abreagiert werden (verjagen Sie Klappe). Die Wiederverwertung zurück in die kleine Turbolader-Bucht ist auf einem Motor erforderlich, der ein Massenluftstrom-Kraftstoffspritzensystem verwendet, weil das Abladen der übermäßigen Luft über Bord stromabwärts des Massenluftstrom-Sensors eine übermäßig reiche Kraftstoffmischung verursachen wird (das ist, weil der Massenluftstrom-Sensor bereits für die Extraluft verantwortlich gewesen ist, die nicht mehr verwendet wird). Klappen, die die Luft wiederverwenden, werden auch die Zeit verkürzen, die zur Wiederspule der Turbo nach der plötzlichen Motorverlangsamung erforderlich ist, da die Last auf dem Turbo, wenn die Klappe aktiv ist, viel niedriger ist, als es ist, wenn die Luftanklage zur Atmosphäre abreagiert wird.

Faktoren, die Lebensspanne betreffen

Turbolader können durch schmutzige oder unwirksame Ölen-Systeme beschädigt werden, und die meisten Hersteller empfehlen häufigere Ölwechsel für aufgeladene Motoren. Viele Eigentümer und einige Gesellschaften empfehlen, synthetische Öle zu verwenden, die dazu neigen, mehr sogleich zu fließen, wenn Kälte und so schnell nicht zusammenbricht wie herkömmliche Öle.

Weil Turbolader hoch Betriebstemperaturen haben, wird es häufig empfohlen, den Motor zu lassen, der seit bis zu drei Minuten vor dem Abstellen des Motors müßig ist, wenn der Turbolader kurz vor dem Aufhören verwendet wurde. Das gibt Zeit, um den Turbodrehen-Zusammenbau abzukühlen. Es stellt auch sicher, dass Öl dem Turbolader geliefert wird, während die Turbinenunterkunft und der Abgaskrümmer noch sehr heiß sind, kann sonst das Verkoken des in der Einheit gefangenen Schmieröls vorkommen, wenn sich die Hitze in die Lager voll saugt, schnelles tragendes Tragen verursachend. Kleine Partikeln des verbrannten Ölkanisters wachsen an und führen zum Ersticken der Ölversorgung und des Misserfolgs. Dieses Problem ist in Dieselmotoren wegen Spezifizierungen von Öl der höheren Qualität weniger ausgesprochen.

Ein Turbozeitmesser kann einen Motor behalten, der seit einer vorangegebenen Zeitspanne läuft, um diese kühle unten Periode automatisch zur Verfügung zu stellen, jedoch sind Turbozeitmesser auf öffentlichen Straßen in vielen Gebieten ungesetzlich. Das Ölverkoken wird auch durch Folie-Lager beseitigt. Eine kompliziertere und problematische Schutzbarriere gegen das Ölverkoken ist der Gebrauch von wasserabgekühlten tragenden Patronen. Die Wassereitergeschwüre in der Patrone, wenn der Motor abgestellt wird und einen natürlichen Wiederumlauf bildet, um die Hitze abzuleiten. Dennoch ist es schlechte Praxis, um den Motor abzustellen, während der Turbo und die Sammelleitung noch mit der Hitze glühen. In kundenspezifischen Anwendungen mit röhrenförmigen Kopfbällen aber nicht Gusseisen-Sammelleitungen wird das Bedürfnis seit einer cooldown Periode reduziert, weil die leichteren Kopfbälle viel weniger Hitze versorgen als schwere Gusseisen-Sammelleitungen.

Rennwagen verwenden häufig ein Antizeitabstand-System, um Zeitabstand auf Kosten des reduzierten Turbolader-Lebens zu reduzieren.

Anwendungen

Benzin hat Autos angetrieben

Der erste aufgeladene Personenkraftwagen war der Oldsmobile Turbo Jetfire 1962. Heute wird turbocharging von vielen Herstellern von angetriebenen Autos von Benzin allgemein verwendet. Turbocharging kann verwendet werden, um Macht-Produktion für eine gegebene Höchst- oder Zunahme-Kraftstoffleistungsfähigkeit zu vergrößern, indem er einem kleineren Versetzungsmotor erlaubt wird, verwendet zu werden.

Diesel hat Autos angetrieben

Der erste Produktionsturbodieselpersonenkraftwagen war der Garrett-aufgeladene 1978 eingeführte Mercedes 300SD. Heute ist vieler Automobildiesel aufgeladen, seitdem der Gebrauch von turbocharging Leistungsfähigkeit, Fahreigenschaften und Leistung von Dieselmotoren verbessert hat, außerordentlich ihre Beliebtheit vergrößernd.

Motorräder

Das erste Beispiel eines aufgeladenen Rades ist 1978 Kawasaki Z1R TC. Mehrere japanische Gesellschaften haben aufgeladene hohe Leistungsmotorräder am Anfang der 1980er Jahre erzeugt. Seitdem sind wenige aufgeladene Motorräder erzeugt worden.

Der holländische Hersteller EVA Motorräder baut eine kleine Reihe des aufgeladenen Dieselmotorrades mit einem CDI klugen 800-Cc-Motor.

Lastwagen

Der erste aufgeladene Diesellastwagen wurde von Schweizer Maschinenfabrik Saurer (schweizerische Maschinenarbeiten Saurer) 1938 erzeugt.

Flugzeug

Ein natürlicher Gebrauch des Turboladers ist mit Flugzeugsmotoren. Als ein Flugzeug auf höhere Höhen klettert, geht der Druck der Umgebungsluft schnell zurück. An 5,486 M (18,000 ft) ist die Luft an der Hälfte des Drucks des Meeresspiegels, und die Zelle erfährt nur Hälfte der aerodynamischen Schinderei. Jedoch, da die Anklage in den Zylindern in durch diesen Luftdruck gestoßen wird, bedeutet es, dass der Motor normalerweise nur Halbmacht an der vollen Kehle an dieser Höhe erzeugen wird. Piloten würden gern die niedrige Schinderei an hohen Höhen ausnutzen, um schneller zu gehen, aber ein natürlich aspirierter Motor wird genug Macht an derselben Höhe nicht erzeugen, um so zu tun.

Der Tisch wird unten verwendet, um die breite Reihe von erfahrenen Bedingungen zu demonstrieren. Wie gesehen, im Tisch unten gibt es bedeutendes Spielraum für die erzwungene Induktion, um niedrigere Dichte-Umgebungen zu ersetzen.

Ein Turbolader behebt dieses Problem durch das Zusammendrücken von der Luft zurück zum Meeresspiegel-Druck, oder noch viel höher, um steuerpflichtige Macht an der hohen Höhe zu erzeugen. Da die Größe des Turboladers gewählt wird, um einen gegebenen Betrag des Drucks an der hohen Höhe zu erzeugen, ist der Turbolader für die niedrige Höhe übergroß. Die Geschwindigkeit des Turboladers wird von einem wastegate kontrolliert. Frühe Systeme haben einen festen wastegate verwendet, auf einen Turbolader hinauslaufend, der viel wie ein Überverdichter fungiert hat. Spätere Systeme haben einen regulierbaren wastegate, kontrolliert entweder manuell vom Piloten oder von einem automatischen hydraulischen oder elektrischen System verwertet. Wenn das Flugzeug an der niedrigen Höhe ist, ist der wastegate gewöhnlich völlig offen, alle Abgase über Bord abreagierend. Als das Flugzeug klettert und die Luftdichte-Fälle, muss der wastegate unaufhörlich in der kleinen Zunahme schließen, um Vollmacht aufrechtzuerhalten. Die Höhe, an der der wastegate völlig geschlossen wird und der Motor, erzeugt noch volle steuerpflichtige Macht ist als die kritische Höhe bekannt. Wenn das Flugzeug über der kritischen Höhe klettert, wird Motormacht-Produktion abnehmen, als Höhe zunimmt, wie es in einem natürlich aspirierten Motor würde.

Mit dem älteren Laderflugzeug muss der Pilot ständig die Kehle anpassen, um den erforderlichen mannigfaltigen Druck während des Aufstiegs oder Abstiegs aufrechtzuerhalten. Der Pilot muss auch große Sorge nehmen, um zu vermeiden, den Motor zu übererhöhen und, besonders während Notfälle Schaden zu verursachen, die-arounds gehen. Im Gegensatz verwenden moderne Turbolader-Systeme einen automatischen wastegate, der den mannigfaltigen Druck innerhalb von vom Hersteller voreingestellten Rahmen kontrolliert. Für diese Systeme so lange arbeitet das Regelsystem richtig, und die Kontrollbefehle des Piloten sind glatt und absichtlich, ein Turbolader wird den Motor nicht übererhöhen und ihn beschädigen.

Und doch hat die Mehrheit von Motoren des Zweiten Weltkriegs Überverdichter verwendet, weil sie drei bedeutende Produktionsvorteile gegenüber Turboladern aufrechterhalten haben, die größer waren, Extrarohrleitung eingeschlossen haben, und exotische Hoch-Temperaturmaterialien in der Turbinen- und Vorturbinenabteilung der Abgasanlage verlangt haben. Die Größe der Rohrleitung allein ist ein ernstes Problem; amerikanischer F4U der Kämpfer Vought und die Republik P-47 haben denselben Motor verwendet, aber der riesige barrelähnliche Rumpf der Letzteren war teilweise erforderlich, um die Rohrleitung zu und vom Turbolader in der Hinterseite des Flugzeugs zu halten. Aufgeladene Kolbenmotoren sind auch vielen derselben Betriebsbeschränkungen wie Gasturbinenmotoren unterworfen. Piloten müssen glatte, langsame Kehle-Anpassungen machen, um zu vermeiden, über ihren Zielsammelleitungsdruck hinauszuschießen. Die Kraftstoffmischung muss häufig weit auf der reichen Seite des stochiometrischen Verbrennens angepasst werden muss Vordetonation im Motor vermeiden, wenn man bei hohen Macht-Einstellungen läuft. In Systemen mit einem manuell bedienten wastegate muss sich der Pilot davor hüten, den maximalen RPM des Turboladers zu überschreiten. Aufgeladene Motoren verlangen, dass eine cooldown Periode nach der Landung verhindert, des Turbos oder der Abgasanlage vom Temperaturschock zu krachen. Aufgeladene Motoren verlangen häufige Inspektionen des Turboladers und der Abgasanlagen für den Schaden wegen der vergrößerten Hitze, Wartungskosten vergrößernd.

Heute werden allgemeinste Flugflugzeuge natürlich aspiriert. Die kleine Zahl von modernen Flugkolbenmotoren hat vorgehabt, an hohen Höhen im allgemeinen Gebrauch einen Turbolader oder Turbo-Normalizer System aber nicht einen Überverdichter zu führen. Die Änderung im Denken ist größtenteils wegen der Volkswirtschaft. Flugbenzin war einmal reichlich und preiswert, den einfachen, aber kraftstoffhungrigen Überverdichter bevorzugend. Da die Kosten des Brennstoffs zugenommen haben, ist der Überverdichter aus Bevorzugung gefallen.

Aufgeladene Flugzeuge besetzen häufig eine Leistungsreihe zwischen diesem normalerweise des aspirierten kolbenangetriebenen Flugzeuges und turbinenangetriebenem Flugzeug. Die vergrößerten Wartungskosten eines aufgeladenen Motors werden lohnend für diesen Zweck betrachtet, weil ein aufgeladener Kolbenmotor noch viel preiswerter ist als jeder Turbinenmotor.

Als das aufgeladene Flugzeug jedoch klettert, kann der Pilot (oder automatisiertes System) den wastegate schließen, mehr Abgas durch die Turbolader-Turbine zwingend, dadurch mannigfaltigen Druck während des Aufstiegs mindestens aufrechterhaltend, bis die kritische Druck-Höhe erreicht wird (wenn der wastegate völlig geschlossen wird), nach dem mannigfaltiger Druck fallen wird. Mit solchen Systemen kann modernes Hochleistungskolbenmotorflugzeug an Höhen über 20,000 Fuß eine Kreuzfahrt machen, wo niedrige Luftdichte auf niedrigere Schinderei und höhere wahre Eigengeschwindigkeiten hinausläuft. Das erlaubt, "über dem Wetter" zu fliegen. In manuell kontrollierten wastegate Systemen muss der Pilot darauf achten, den Motor nicht zu übererhöhen, der Vorzündung verursachen wird, zu Motorschaden führend. Weiter, da die meisten Flugzeugsturbolader-Systeme keinen Zwischenkühler einschließen, wird der Motor normalerweise auf der reichen Seite der Maximalauspufftemperatur bedient, um zu vermeiden, den Turbolader zu überhitzen.

Im aufgeladenen Nichthochleistungsflugzeug wird der Turbolader allein verwendet, um Meeresspiegel-Sammelleitungsdruck während des Aufstiegs aufrechtzuerhalten (das wird Turbonormalisieren genannt).

Moderne aufgeladene Flugzeuge verzichten gewöhnlich auf jede Art der Temperaturentschädigung, weil die Turbolader im Allgemeinen klein sind und der mannigfaltige durch den Turbolader geschaffene Druck nicht sehr hoch ist. So, wie man betrachtet, sind das zusätzliche Gewicht, die Kosten und die Kompliziertheit eines Anklage-Kühlsystems unnötige Strafen. In jenen Fällen wird der Turbolader durch die Temperatur beim Kompressor-Ausgang beschränkt, und der Turbolader und seine Steuerungen werden entworfen, um einen genug großen Temperaturanstieg zu verhindern, Detonation zu verursachen. Trotzdem in vielen Fällen werden die Motoren entworfen, um reich zu laufen, um den verdampfenden Brennstoff für das Anklage-Abkühlen zu verwenden.

Landgestützte und Seedieselturbolader

Turbocharging, der auf Dieselmotoren in Automobilen, Lastwagen, Traktoren und Booten üblich ist, ist auch in der schweren Maschinerie wie Lokomotiven, Schiffe und Hilfsenergieerzeugung üblich.

• Turbocharging kann ein spezifisches Verhältnis der Macht und Macht zum Gewicht eines Motors, Leistungseigenschaften drastisch verbessern, die normalerweise in nichtaufgeladenen Dieselmotoren schwach sind.
• Dieselmotoren haben keine Detonation, weil Diesel am Ende des Kompressionsschlags eingespritzt wird, der durch die Kompressionshitze entzündet ist. Wegen dessen können Dieselmotoren viel höheren Zunahme-Druck verwenden als Funken-Zünden-Motoren, beschränkt nur durch die Fähigkeit des Motors, der zusätzlichen Hitze und dem Druck zu widerstehen.

Turbolader werden auch in bestimmten Zweitaktzyklus-Dieselmotoren verwendet, die normalerweise einen Wurzelbläser für den Ehrgeiz verlangen würden. In dieser spezifischen Anwendung, hauptsächlich Electro-Motive Diesel (EMD) 567, 645, und 710 Reihe-Motoren, wird der Turbolader durch die Kurbelwelle des Motors durch einen Zahnrad-Zug und eine überwiegende Kupplung am Anfang gesteuert, dadurch Ehrgeiz nach dem Verbrennen zur Verfügung stellend. Nachdem der Motor Verbrennen erreicht, und nachdem die Abgase genügend Temperatur erreichen, befreit die überwiegende Kupplung den Turbokompressor vom Zahnrad-Zug, und der Turbokompressor wird danach exklusiv durch die Turbine gesteuert, die abwechselnd durch die Abgase gesteuert wird. In der EMD Anwendung wird der Turbolader für den normalen Ehrgeiz während des Startens und der niedrigen Macht-Produktionseinstellungen verwendet und wird für wahren turbocharging während mittlerer und hoher Macht-Produktionseinstellungen verwendet. Das ist an hohen Höhen besonders vorteilhaft, wie häufig auf den westlichen Vereinigten Staaten gestoßen werden. Gleisen. Ein EMD Motormodell wurde mit einem "geschlossenen" Turbolader ausgerüstet; es wurde in der normalen Ehrgeiz-Weise während des Startens und aller Macht-Produktionseinstellungen verwendet.

Geschäft

erwartet, nehmen Verkäufe von Turboladern wegen immer strengerer Emissionsregulierungen zu. Die größten Hersteller in Europa sind Garrett und BorgWarner, während in Amerika die größten Hersteller von Turboladern Honeywell und BorgWarner sind.

Siehe auch

• Zunahme-Maß
• twincharger
• Auspuffpulsdruck, der stürmt
• Hybrider Turbolader
• Zwillingsturbo
• Variabler Geometrie-Turbolader

Links

• Der ölfreie Turbolader von Mohawk Innovative Technology, Inc.
• NASA ölfreier Turbolader
• Video, das sich zeigt, wie ein Turbolader arbeitet