(بنسبة 20-45%) دون زيادة في وزن وأبعاد المحرك، وكذلك لتعويض انخفاض القوة في ظروف الارتفاعات العالية. يمكن استخدام الشحن الفائق مع "مراقبة الجودة" لتقليل سمية ودخان غازات العادم. يتم إجراء الشحن الفائق الكلي باستخدام ضاغط أو شاحن توربيني أو مزيج منهما. التعزيز الأكثر استخدامًا هو الشاحن التوربيني، والذي يستخدم طاقة غاز العادم لقيادته.

يتم استخدام الشحن الفائق الكلي في جميع أنواع محركات الديزل للنقل تقريبًا (البحرية وقاطرة الديزل والجرار). إن الضغط المتزايد على المحركات المكربنة محدود بحدوث التفجير. تشمل العيوب الرئيسية للشحن الفائق الكلي ما يلي:

  • زيادة الضغط الميكانيكي والحراري للمحرك بسبب زيادة ضغط ودرجة حرارة الغازات.
  • انخفاض الكفاءة
  • تعقيد التصميم.

يتضمن الشحن الفائق غير الإجمالي ما يلي:

  • ديناميكي (يُسمى سابقًا بالقصور الذاتي والرنين والصوت) حيث يتم تحقيق التأثير بسبب الظواهر التذبذبية في خطوط الأنابيب ؛
  • عالية السرعة، وتستخدم في محركات الطائرات المكبسية على ارتفاعات أعلى من التصميم وبسرعات تزيد عن 500 كم/ساعة؛
  • التبريد، ويتم ذلك عن طريق تبخر الوقود أو أي سائل آخر قابل للاشتعال مع نقطة غليان منخفضة وحرارة تبخر عالية في الهواء الوارد.

ينتشر بشكل متزايد في محركات النقل الاحتراق الداخلييتلقى دفعة ديناميكية، والتي، مع تغييرات طفيفة في تصميم خطوط الأنابيب، تؤدي إلى زيادة في معامل التعبئة تصل إلى مجموعة واسعة من التغييرات في سرعة المحرك. تسمح لك الزيادة في التعزيز بتعزيز الديزل من حيث أداء الطاقة في حالة حدوث زيادة متزامنة في إمداد الوقود الدوري أو التحسن المؤشرات الاقتصاديةمع الحفاظ على الطاقة (بنفس إمداد الوقود الدوري). يزيد الشحن الديناميكي الفائق من متانة أجزاء مكبس الأسطوانة بسبب الظروف الحرارية المنخفضة عند التشغيل على الخلائط الخالية من الدهون.

انظر أيضا

روابط

  • الشاحن التوربيني ومقارنته بالضاغط الميكانيكي

مؤسسة ويكيميديا.

تعرف على معنى "الشحن الفائق" في القواميس الأخرى:

    1) زيادة كمية الشحنة الجديدة للخليط القابل للاحتراق في أسطوانة محرك المكبس بسبب زيادة ضغط المدخل؛ إحدى طرق زيادة قوة المحرك.2) زيادة ضغط الغاز بشكل مصطنع في مكان ضيق (على سبيل المثال، في ... القاموس الموسوعي الكبير

    إمداد إضافي مقابل الهواء الطبيعي (أو خليط قابل للاحتراق) إلى أسطوانة المحرك، مضغوطًا إلى 1.1-1.3 ضغط جوي عن طريق مضخة مدفوعة من عمود المحرك أو من مصدر طاقة خارجي. تستخدم لزيادة... ... القاموس البحري

    - - طريقة إمداد الوقود لغرفة الاحتراق . إدوارارت. قاموس مصطلحات السيارات، 2009 ... قاموس السيارات

    يعزز- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزي الروسي. 2006] المواضيع: الطاقة بشكل عام EN الشحن الفائق ... دليل المترجم الفني

    شحن فائق- (1) طريقة لزيادة قوة محركات الاحتراق الداخلي المكبسية عن طريق زيادة كتلة الهواء الداخل إلى الأسطوانات مع الوقود بسبب زيادة ضغط الضاغط أثناء السحب؛ (2) زيادة مصطنعة في ضغط الغاز في... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

    يعزز- 3.13 الضغط : توفير الحماية من اختراق البيئة الخارجية إلى داخل القشرة من خلال الحفاظ على ضغط غاز وقائي فيها أعلى من الضغط الموجود فيها البيئة الخارجية. المصدر: GOST R 51330.3 99: المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

    أ؛ م. خاص زيادة إمداد خليط قابل للاحتراق إلى محرك الاحتراق الداخلي عن طريق زيادة ضغط الهواء أثناء السحب. محرك فائق الشحن. * * * الشحن الفائق 1) زيادة كمية الشحنة الجديدة للخليط القابل للاحتراق المزود لأسطوانة المكبس... ... القاموس الموسوعي

    يعزز- أورو įpūtimas Statusas T sritis Energetika apibrėžtis Į vidaus degimo variklį tekiamo degiojo mišinio kiekio didinimas، didinant šio mišinio slėgį. السمات: الإنجليزية. انفجار الهواء فوك. لوفتينبلاسن، ن روس. حقن الهواء، ن؛ دفعة، م برانك. أيشكيناماسيس سيلومينس وتقنيات العلامة التجارية تنتهي بالموت

    زيادة كمية الشحنة الجديدة للخليط القابل للاحتراق المزود لمحرك الاحتراق الداخلي عن طريق زيادة ضغط السحب. N. يستخدم عادة لزيادة القوة (بنسبة 20-45%) دون زيادة الوزن والأبعاد... ... الموسوعة السوفيتية الكبرى

    م - إمداد أسطوانات المحركات المكبسية للآلة بالهواء الذي يكون ضغطه أعلى من الضغط الجوي. قاموس افرايم التوضيحي. تي إف إفريموفا. 2000... حديث القاموس التوضيحياللغة الروسية افريموفا

يتيح لك الشحن الفائق زيادة قوة المحرك عن طريق زيادة كثافة الهواء عند مدخل الأسطوانات، مما يجعل من الممكن حرق المزيد من الوقود بكفاءة. تستخدم محركات السيارات أنظمة شحن توربينات الغاز باستخدام الشواحن التوربينية (TCR) أو الشحن الميكانيكي باستخدام الشواحن الفائقة (PD). في TCR، يتم ضغط الهواء بواسطة ضاغط مدفوع بواسطة توربين، ويتم تدوير التوربين بواسطة تدفق غازات العادم (انظر الشكل 7.22). يتم دفع الهواء المضغوط PN من العمود المرفقي للمحرك.

الشاحن التوربيني لمحرك السيارة (الشكل 7.26) عبارة عن وحدة تتكون من مبيت ودوار (توربين وضاغط متحدان بواسطة عمود يدور في محامل عادية). قد يحتوي TKR على ضوابط لتشغيله. عادة، يبلغ القطر الخارجي لعجلات ضواغط الطرد المركزي والتوربينات الشعاعية المحورية TKR 35...90 ملم، مما يضمن كفاءة عالية إلى حد ما. عجلات الضاغط مصنوعة من سبائك الألومنيوم، وعجلات التوربينات مصنوعة من حديد الزهر عالي الجودة، حيث يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية. يدخل غاز العادم إلى الغلاف الحلزوني للتوربين 6. يحتوي على قناة أو اثنتين من قنوات التوجيه المتناقصة التي تزيد فيها سرعة غاز العادم. ثم يتم تغذيتها إلى شفرات عجلة التوربينات 7، مما يجعلها تدور. انها من خلال رمح 11 يدور عجلة الضاغط 2. الهواء من خلال مدخل الضاغط 1 يدخل عجلة الضاغط 2 حيث تحت تأثير قوى الطرد المركزي تزداد سرعتها بشكل حاد، ويخرج العجلة إلى الناشر حيث تقل سرعتها وتزداد كثافتها. ثم الهواء 4 يدخل إلى المجمع الحلزوني الخاص بحاوية الضاغط، ومن هناك يتم إرساله إلى المحرك.

أرز. 7.26.

1 - غلاف الضاغط؛ 2 - عجلة الضاغط 3 - مدخل الهواء 4 - مخرج الهواء المضغوط في الضاغط؛ 5 - إمدادات النفط. 6 - السكن التوربيني. 7- عجلة توربينية. 8- مخرج غاز العادم بعد التوربينات. 9- تحمل الإسكان. 10- مدخل غاز العادم من المحرك. 11 - رمح الدوار. 12 - تصريف الزيت

يظهر في الشكل محرك شاحن فائق من نوع "Rute" على شكل دوارين متصلين بواسطة تروس على شكل ثمانية، يدوران في اتجاهات مختلفة. 7.27. تقترب الدوارات بالتناوب من الحواف العلوية للإسكان وتلتقط حجم الهواء الخامس،وجود الضغط الجوي ص 0 .يتم دفع هذه الكمية من الهواء، دون تغيير الضغط تقريبًا، إلى غرفة مخرج PN، حيث توجد الشحنة ذات الضغط المتزايد ص ك.عند الإبلاغ عن الحجم Vمع حجرة المخرج، تدخل الشحنة الموجودة تحت الضغط ص ك.يتم تحقيق الختم بين الدوارات، وكذلك الدوارات وجدران الهيكل، من خلال خلق الحد الأدنى من الفجوة. عند ضغوط التعزيز العالية عند السرعات العالية، تصبح التسريبات كبيرة، مما يقلل من ارتفاع الضغط وكفاءة الشاحن الفائق. لذلك فإن الحد الأقصى لدرجة زيادة الضغط في هذا الشاحن الفائق لا يتجاوز 1.6... 1.7.

مقارنة بين محرك الشاحن التوربيني والشاحن الفائق. يتم استخدام TKR على نطاق واسع لمركبات السيارات ذات الشحن الفائق أكثر من PN، لأنه يوفر ضغطًا معززًا أعلى وكفاءة أفضل، ومستويات ضوضاء أقل، ووزنًا وأبعادًا أصغر.

أرز. 7.27.

إن الكفاءة الأسوأ للـ PN، على عكس TKR المدفوعة بطاقة غاز العادم، ترجع إلى حقيقة أن PN يعمل من العمود المرفقي. نظرًا لكونه متصلاً بشكل صارم بالعمود المرفقي، يوفر PN ضغطًا معززًا أعلى عند السرعات المنخفضة، وعلى عكس TKR، لا يعاني من تأخير في دوران الدوار مع زيادة حادة في حمل المحرك ("تأخر التوربو"). وهذا يضمن ديناميكيات أفضل للسيارات المزودة بـ PN، خاصة في مرحلة التسارع الأولية. في حالة الأحمال المنخفضة، لا تنخفض طاقة محرك الأقراص PN، مما يجعل استخدام PN غير مربح بشكل خاص. عادةً ما يتم استخدام PN، الذي يتم إيقاف تشغيله عند الأحمال المنخفضة والسرعات العالية، في محركات البنزين لسيارات الركاب، والتي تعتبر ديناميكيات التسارع مهمة لها، كما أن تدهور الكفاءة ليس له أهمية كبيرة.

مبردات الهواء بالشحن (CAC). بالنسبة لمحركات السيارات، عند ضغط الهواء في الضاغط، تكون زيادة درجة الحرارة عادة 40...180 درجة مئوية. مع التبريد المتوسط ​​للهواء في مبرد الهواء، يزداد ملء كتلة الأسطوانات بسبب زيادة كثافة الهواء، مما يوفر قوة متزايدة وتحسين كفاءة المحرك. كما يؤدي استخدام ONV إلى خفض درجة حرارة أجزاء المحرك ودرجة حرارة الغازات الموجودة أمام التوربين.

تستخدم محركات السيارات NVGs جو-هواء وسائل-هواء. في الحالة الأولى، يتم تبريد هواء الشحن عن طريق نفخ ONV مع تدفق الهواء القادم عندما تتحرك السيارة والتدفق الناتج عن المروحة، وفي الحالة الثانية، يتم استخدام السائل من نظام تبريد المحرك بشكل أساسي.

الهواء السائلتعتبر مركبة ONV أكثر إحكاما من مركبة الهواء-جو. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التبادل الحراري من الهواء الساخن إلى المبرد يحدث بشكل مكثف أكثر من الهواء البارد. يضمن هذا المبادل الحراري درجة حرارة ثابتة لهواء الشحن بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة. يتم تثبيته بشكل رئيسي على المركبات على الطرق الوعرة، والجرارات والمركبات الخاصة (شاحنات تفريغ التعدين، ومعدات المطارات، وما إلى ذلك).

جو-جويوفر OH B تبريدًا أعمق نظرًا لأن درجة حرارة الهواء المحيط أقل من درجة حرارة سائل نظام التبريد. لذلك، يتم استخدامه بمستويات منخفضة من التعزيز وفي وجود تدفق معاكس للهواء، وهو ما ينطبق على محركات سيارات الركاب وشاحنات المسافات الطويلة.

تعزيز أنظمة التحكم. مع زيادة سرعة المحرك، يزداد ضغط التعزيز TKR بمقدار 1.3...1.5 مرة. ويرجع ذلك إلى الاختلاف في الخصائص الهيدروليكية لآلات المكبس (المحرك) والشفرة (TKR). من الناحية المثالية، يمكن تكوين TCR لوضع تشغيل محرك واحد فقط (عادةً ما تكون هذه هي نقطة خاصية السرعة الخارجية، التي تقع بين وضعي عزم الدوران الأقصى والطاقة المقدرة)، حيث سيوفر ضغط التعزيز المحدد ويكون له أكبر قدر من الكفاءة . بعد ذلك، عندما تنخفض سرعة الدوران، سينخفض ​​الضغط المعزز بالنسبة إلى الضغط الأمثل، وعندما تزيد سرعة الدوران، سيزداد. لحل هذه المشاكل، يتم استخدام طرق مختلفة للتحكم في التعزيز في المحركات.

تجاوز غاز العادم,إن تجاوز التوربين هو أبسط طريقة لتنسيق تشغيل المحرك و TKR (الشكل 7.28). يتم ضبط TKR لتوفير ضغط معزز عالي عند السرعات المنخفضة والمتوسطة لمحركات الديزل، وعند السرعات العالية، يتم تقييد نمو الضغط الإضافي عن طريق فتح الصمام الالتفافي 5. ويتم تثبيته عند مدخل التوربين 8. عند فتحه، يتم توجيه جزء من الغاز، متجاوزًا التوربين، إلى نظام العادم. ينظم نظام إدارة المحرك مقدار فتح الصمام لتوفير الضغط المعزز المطلوب في كل وضع تشغيل. ومع ذلك، عندما يكون الصمام الالتفافي مفتوحًا، تنخفض كفاءة المحرك، نظرًا لفقد جزء من الطاقة المستهلكة على ضغط الهواء في ضاغط TKR.

تغيير منطقة التدفق عن طريق تدوير الشفرات عند مدخل غاز العادم إلى عجلة التوربين.عند سرعات دوران منخفضة، تدور الشفرات 3 عند مدخل التوربينات 1 بسرعة منخفضة (الشكل 7.29، أ)يتم تدويره إلى أقصى زاوية، مما يضمن الحد الأدنى من منطقة التدفق عند مدخل غاز العادم إلى عجلة التوربين 1. ثم ستزداد سرعة الغاز عند مدخل العجلة، مما يزيد من سرعة دوران دوار TCR

أرز. 7.28.

  • 1 - صمام الملف اللولبي. 2 - مضخة فراغ. 3 - غرفة مفرغة 4 - تكر؛ 5 - صمام الالتفافية OT؛ 6 - مدخلات OT من المحرك؛
  • 7 - مخرج الهواء المضغوط. 8 - توربينات 9 - ضاغط

وبالتالي زيادة الضغط. عند سرعة المحرك العالية (الشكل 7.29، ب)شفرات الكتف 3 يتم تدويره إلى أدنى زاوية، مما يوفر أقصى مساحة للتدفق عند مدخل غاز العادم إلى عجلة التوربين 1. ومن ثم يتم تقليل سرعة الغاز عند مدخل عجلة التوربين، مما يمنع زيادة الضغط المعزز. وفي الوقت نفسه، يتم تقليل الضغط الخلفي عند مخرج الأسطوانات، مما يؤدي إلى انخفاض في عمل القذف، ونتيجة لذلك، إلى زيادة قوة وكفاءة محرك الديزل. باستخدام طريقة التحكم هذه في أجهزة TCR صغيرة الحجم، تنخفض كفاءة التوربين بشكل كبير بسبب زيادة المقاومة التي تخلقها الشفرات على طول مسار تدفق الغاز، والخسائر المرتبطة بالتسربات عبر الفجوات بين الشفرات و جدران السكن التوربينات. هناك أيضًا صعوبات في ضمان تشغيل الشفرات الدوارة في ظروف ترسب السخام. ولذلك، يتم استخدام TCRs مع طريقة التنظيم هذه في محركات سيارات الركاب ذات الإزاحة التي تزيد عن لترين.

تغيير منطقة التدفق لتزويد عجلة التوربين بالأكسجين باستخدام غلاف منزلق في جهاز توجيه الفوهة الخاص بالتوربين.في TKR (الشكل 7.30)، يمكن للجلبة المتحركة أفقيًا أن تغلق إحدى القناتين الموجودتين في غلاف التوربين وتزود OT بعجلتها. يؤدي هذا إلى تغيير منطقة التدفق، وبالتالي سرعة دخول الغاز إلى ريش التوربينات. إذا مفتوحة

أرز. 7.29. ضبط توربين TKR عن طريق تدوير الشفرات: أ- الوضع المغلق للشفرات، ومنطقة التدفق الدنيا والحد الأقصى لسرعة دخول الغاز إلى عجلة التوربينات؛ ب- الوضع المفتوح للشفرات، أقصى مساحة للتدفق والحد الأدنى لسرعة دخول الغاز إلى عجلة التوربينات؛ 1 - عجلة توربينية

2 - حلقة دوارة 3 - شفرة دوارة؛ 4 - ذراع القيادة 5 - منظم هوائي 6 - تدفق غاز العادم هو قناة واحدة فقط 2 (الشكل 7.30، أ)،يكون المقطع العرضي في مسار تدفق الغاز في حده الأدنى، وسرعة الغاز هي الحد الأقصى، ويزداد ضغط التعزيز. إذا كانت كلتا القناتين مفتوحتين 2 و 3 (الشكل 7.30، ب)،عندها تكون مساحة التدفق هي الحد الأقصى وتكون سرعة الغاز في الحد الأدنى. في هذه الحالة، ينخفض ​​الضغط المعزز وينخفض ​​الضغط الخلفي عند مخرج الأسطوانات. تسمح طريقة التحكم هذه باستخدام TKR بعجلات ذات أقطار صغيرة، والتي يمكن استخدامها في المحركات ذات الإزاحة الصغيرة.

أرز. 7.30. ضبط توربين TKR باستخدام غلاف منزلق: أ- قناة واحدة فقط لتزويد الغازات مفتوحة في مبيت التوربين؛ ب- كلتا القناتين اللتين تزودان الغازات مفتوحة في غلاف التوربين؛ 1 - عجلة توربينية 2 - القناة الأولى في مبيت التوربينات؛ 3 - القناة الثانية في مبيت التوربينات؛ 4 - الأكمام المنزلقة 5 - قناة الالتفافية. 6 - محرك الأكمام المنزلقة

يعد الشحن الميكانيكي الفائق إحدى الطرق لزيادة قوة المحرك. العنصر الرئيسي في مثل هذا النظام هو الشاحن الميكانيكي الفائق (الشاحن الفائق أو الضاغط). إنه ضاغط مدفوع بتدوير العمود المرفقي. يوفر تركيب شاحن ميكانيكي فائق زيادة تصل إلى 50%. يقوم الشاحن الفائق بأخذ الهواء من خلال مرشح الهواء، ثم ضغطه ثم إرساله إلى مشعب السحب الخاص بمحرك الاحتراق الداخلي، مما يساعد على زيادة قوة الأخير.

تصميم وتشغيل مبدأ الشحن الميكانيكي الفائق

في صناعة السيارات الحديثة، يتم استخدام عدة أنواع من أنظمة الشحن الميكانيكي، كل منها له خاصته ميزات التصميمومبدأ حقن الهواء.

جهاز الضغط الميكانيكي

يتكون نظام الضغط الميكانيكي من العناصر التالية:

  • شاحن ميكانيكي (ضاغط) ؛
  • المبرد.
  • صمام الخانق
  • صمام الالتفافية
  • فلتر الهواء
  • تعزيز أجهزة استشعار الضغط.
  • أجهزة استشعار درجة حرارة الهواء في مشعب السحب.
مخطط تشغيل التعزيز الميكانيكي

يتم التحكم في الشاحن الميكانيكي الفائق باستخدام صمام الخانق الذي يتم فتحه بسرعات عالية. في هذه الحالة، يتم إغلاق مخمد خط الأنابيب، ويدخل كل الهواء إلى مشعب سحب المحرك. عندما يعمل المحرك بسرعة منخفضة، يتم فتحه بزاوية بسيطة ويكون مخمد خط الأنابيب مفتوحًا بالكامل، مما يضمن عودة بعض الهواء إلى مدخل الضاغط.

يمر الهواء القادم من الشاحن الفائق عبر المبرد الداخلي، مما يقلل من درجة حرارة هواء الشحن بحوالي 10 درجات مئوية، مما يعزز نسبة الضغط الأعلى.

أنواع محرك التعزيز الميكانيكي


محرك حزام ضاغط الكامة

يمكن إجراء نقل عزم الدوران من العمود المرفقي إلى الضاغط الميكانيكي بطرق مختلفة:

  • نظام الدفع المباشر - يتضمن تركيب الضاغط مباشرة على شفة العمود المرفقي للمحرك.
  • حملة الحزام. يتم تحقيق انتقال القوة باستخدام الحزام. تستخدم الشركات المصنعة المختلفة أنواعها الخاصة من الأحزمة (مسطحة أو على شكل حرف V أو مسننة). تتمتع أنظمة الحزام بعمر خدمة قصير وتكون عرضة للانزلاق.
  • محرك السلسلة. لديها مبدأ مشابه لمحرك الحزام.
  • محرك العتاد. عيب مثل هذا النظام هو زيادة الضوضاء والأبعاد الكبيرة.

أنواع الضواغط الميكانيكية

ضاغط الطرد المركزي

كل نوع من محركات التعزيز له خصائصه التشغيلية الخاصة. هناك ثلاثة أنواع من الشواحن الميكانيكية الفائقة:

  • منفاخ الطرد المركزي. النوع الأكثر شيوعًا من الشواحن الميكانيكية الفائقة. عنصر العمل الرئيسي للنظام هو العجلة (المكره)، والتي لها تصميم مماثل لعجلة الضاغط. ويدور بسرعة حوالي 60 ألف دورة في الدقيقة. في هذه الحالة، يتم امتصاص الهواء إلى الجزء المركزي من عجلة الضاغط في الوضع سرعة عاليةوالضغط المنخفض. بعد المرور عبر شفرات الشاحن الفائق، يتم إمداد الهواء إلى مشعب السحب، ولكن بسرعة منخفضة وضغط مرتفع. يتم استخدام هذا النوع من الشاحن الفائق جنبًا إلى جنب مع الشواحن التوربينية للتخلص منه.
  • منفاخ المسمار. إنه نظام مكون من مثاقب دوارة (مسامير) ذات شكل مخروطي. يمر الهواء، الذي يدخل الجزء الأوسع، عبر غرف الضاغط، وبسبب الدوران، يتم ضغطه ودفعه إلى أنبوب مشعب السحب. تُستخدم هذه الأنظمة بشكل أساسي في السيارات الرياضية وباهظة الثمن، نظرًا لصعوبة تصنيعها. ميزتها هي كفاءة التشغيل العالية.
  • منفاخ كام (جذور). أحد الأنواع الأولى من الشواحن الميكانيكية الفائقة. من الناحية الهيكلية، فهو يتكون من دوارين مع مقطع عرضي معقد. ترتبط محاور الدوار بتروسين متطابقين. أثناء دوران النظام، يتحرك الهواء بين جدران المبيت والكامات، مما يؤدي إلى دخوله إلى مشعب السحب. عيب هذا النظام هو تكوين ضغط زائد مما يؤدي إلى حدوث خلل في تشغيل التعزيز. وللتخلص من هذه الظاهرة، يتضمن تصميم منفاخ الكامة إما قابضًا يتم تشغيله كهربائيًا (التحكم من خلال إيقاف تشغيل الشاحن الفائق) أو صمامًا جانبيًا (بدون إيقاف تشغيل المنفاخ).

منفاخ المسمار

غالبًا ما يتم استخدام الشواحن الميكانيكية الفائقة في سيارات العلامات التجارية كاديلاك وأودي ومرسيدس بنز وتويوتا. في الوقت نفسه، يتم تركيب ضواغط الكامة واللولبة بشكل أساسي على السيارات الرياضية القوية المزودة بمحركات البنزين، ويتم تضمين ضواغط الطرد المركزي في نظام الشحن التوربيني المزدوج لمحركات الديزل.

مزايا وعيوب الدائرة المزودة بشاحن ميكانيكي فائق

بالمقارنة مع الشاحن التوربيني النظام الميكانيكيلا يتم تشغيل المعزز بواسطة غازات عادم المحرك، ولكن عن طريق دوران العمود المرفقي. وهذا يعني أنه من ناحية، تزداد قوة المحرك، ومن ناحية أخرى، ينشأ حمل إضافي، والذي، حسب نوع الضاغط، يستهلك ما يصل إلى 30٪ من أداء المحرك. عيب آخر للنظام هو مستوى الضوضاء العالي الناتج عن محرك أقراص النظام.

يؤدي استخدام الشحن الميكانيكي الفائق بسرعات عالية إلى تآكل أجزاء المحرك بشكل أسرع، وبالتالي يجب أن تكون مصنوعة من مواد ذات قوة متزايدة.
الميزة الرئيسية للمحرك الميكانيكي هي تكلفة التصنيع المنخفضة (مقارنة بالشحن التوربيني)، وسهولة التركيب، فضلاً عن الاستجابة الفورية للنظام لزيادة سرعة المحرك. وبالتالي، توفر الأنظمة ذات الضواغط اللولبية والكامة ديناميكيات تسارع عالية، وتوفر الشواحن الفائقة ذات الطرد المركزي تشغيلًا مستقرًا للمحرك بسرعات عالية.

بالإضافة إلى أنه يتم تشغيله بواسطة العمود المرفقي للمحرك، يمكن تشغيل الشحن الميكانيكي الفائق بواسطة محرك كهربائي منفصل. في هذه الحالة، يمكن تجنب فقدان قوة المحرك.

كانت مهمة زيادة قوة المحرك وعزم الدوران ذات صلة دائمًا. ترتبط قوة المحرك ارتباطًا مباشرًا بإزاحة الأسطوانات وكمية خليط الوقود والهواء المزود لها. أي أنه كلما زاد حرق الوقود في الأسطوانات، زادت قوة تطوير وحدة الطاقة. لكن الحل الأبسط هو زيادة قوة المحرك عن طريق زيادة إزاحته، مما يؤدي إلى زيادة أبعاد ووزن الهيكل.

يمكن زيادة كمية خليط العمل المتوفر عن طريق زيادة سرعة العمود المرفقي (وبعبارة أخرى، يمكن تنفيذ عدد أكبر من دورات العمل في الأسطوانات لكل وحدة زمنية)، ولكن هذا سوف يسبب مشاكل خطيرة مرتبطة بزيادة قوى القصور الذاتي و زيادة حادة في الأحمال الميكانيكية على أجزاء وحدة الطاقة، مما سيؤدي إلى انخفاض في عمر المحرك. الطريقة الأكثر فعالية في هذه الحالة هي الشحن الفائق.

دعونا نتخيل شوط السحب لمحرك الاحتراق الداخلي: في هذا الوقت يعمل المحرك مثل المضخة، كما أنه غير فعال للغاية - يوجد مرشح هواء في مسار الهواء، وينحني في قنوات السحب، وفي محركات البنزين يوجد أيضا صمام خنق. كل هذا بالطبع يقلل من ملء الاسطوانة. طيب ايه المطلوب لزيادتها؟ ارفع الضغط أمام صمام السحب - ثم "سيدخل" المزيد من الهواء إلى الأسطوانة. عندما يعمل الشحن الفائق على تحسين ملء الأسطوانات بشحنة جديدة، مما يسمح لك بحرق المزيد من الوقود في الأسطوانات وبالتالي الحصول على قوة إجمالية أعلى للمحرك.

يتم استخدام ثلاثة أنواع من التعزيز في محركات الاحتراق الداخلي:

  • الرنين - حيث يتم استخدام الطاقة الحركية لحجم الهواء في مشعب السحب (في هذه الحالة لا تكون هناك حاجة إلى شاحن فائق)
  • ميكانيكي - في هذا الإصدار يتم تشغيل الضاغط بواسطة حزام من المحرك
  • توربينات الغاز (أو الشحن التوربيني) - يتم تشغيل التوربين بواسطة تدفق غازات العادم.

كل طريقة لها مزاياها وعيوبها، والتي تحدد نطاق التطبيق.

كما ذكرنا في بداية المقال، لملء الاسطوانة بشكل أفضل، يجب زيادة الضغط أمام صمام السحب. وفي الوقت نفسه، ليس من الضروري زيادة الضغط باستمرار - يكفي أن يرتفع في وقت إغلاق الصمام و "تحميل" الاسطوانة بجزء إضافي من الهواء. بالنسبة لزيادة الضغط على المدى القصير، فإن موجة الضغط "المشي" على طول أنبوب السحب أثناء تشغيل المحرك مناسبة تمامًا. يكفي فقط حساب طول خط الأنابيب نفسه بحيث تصل الموجة، بعد أن انعكست عدة مرات من نهاياتها، إلى الصمام في اللحظة المناسبة.

النظرية بسيطة، ولكن تنفيذها يتطلب براعة كبيرة: الصمام في بسرعات مختلفةيكون العمود المرفقي مفتوحًا لأوقات غير متساوية، وبالتالي للاستفادة من تأثير تعزيز الرنين، يلزم وجود مشعبات سحب ذات أطوال متغيرة. مع مشعب السحب القصير، يعمل المحرك بشكل أفضل عند السرعات العالية؛ وعند السرعات المنخفضة، يكون مسار السحب الطويل أكثر كفاءة. يمكن إنشاء أطوال متغيرة لأنابيب المدخل بطريقتين: إما عن طريق توصيل غرفة الرنين، أو عن طريق التبديل إلى قناة المدخل المرغوبة أو توصيلها. يُطلق على الخيار الأخير أيضًا اسم الشحن الديناميكي الفائق. يمكن لكل من التعزيز الرنان والديناميكي تسريع تدفق عمود الهواء الداخل.

تتراوح تأثيرات التعزيز الناتجة عن التقلبات في ضغط تدفق الهواء من 5 إلى 20 مليبار. وبالمقارنة، باستخدام الشحن التوربيني أو الشحن الميكانيكي، يمكنك تحقيق قيم تتراوح بين 750 و1200 مليبار. ولإكمال الصورة، نلاحظ أن هناك أيضًا شحن بالقصور الذاتي، حيث يكون العامل الرئيسي في خلق ضغط زائد أمام الصمام هو ضغط التدفق عالي السرعة في خط أنابيب السحب. يوفر زيادة طفيفة في القوة عند السرعات العالية (أكثر من 140 كم/ساعة). تستخدم بشكل رئيسي على الدراجات النارية.

الشواحن الميكانيكية الفائقة (بالشواحن الفائقة الإنجليزية) تسمح بذلك تمامًا بطريقة بسيطةزيادة قوة المحرك بشكل ملحوظ.
بوجود محرك مباشر من العمود المرفقي للمحرك، يكون الضاغط قادرًا على ضخ الهواء إلى الأسطوانات بأدنى سرعة ودون تأخير زيادة الضغط المعزز بشكل صارم بما يتناسب مع سرعة المحرك. ولكن لديهم أيضا عيوب. إنها تقلل من كفاءة محرك الاحتراق الداخلي، حيث أن محركها يستهلك جزءًا من الطاقة التي تولدها وحدة الطاقة. تحتل أنظمة الضغط الميكانيكية مساحة أكبر، تتطلب محركًا خاصًا (حزام مسنن أو محرك تروس) وينتج عنه ضوضاء متزايدة.


هناك نوعان من المنافيخ الميكانيكية: الإزاحة الإيجابية والطرد المركزي.

منفاخ الإزاحة الإيجابية النموذجي هو منفاخ Roots وضاغط Lysholm.

يشبه تصميم Roots مضخة تروس الزيت. يدور دواران في اتجاهين متعاكسين داخل غلاف بيضاوي. ترتبط محاور الدوار ببعضها البعض بواسطة التروس. تكمن خصوصية هذا التصميم في أن الهواء لا يتم ضغطه في الشاحن الفائق، ولكن في الخارج - في خط الأنابيب، ويدخل إلى المساحة بين الجسم والدوارات. العيب الرئيسي هو كمية محدودة من التعزيز. بغض النظر عن مدى دقة تركيب أجزاء الشاحن الفائق، فعند الوصول إلى ضغط معين، يبدأ الهواء في التسرب مرة أخرى، مما يقلل من كفاءة النظام. هناك طرق قليلة لمكافحتها: زيادة سرعة دوران الدوارات أو جعل الشاحن الفائق ثنائي أو حتى ثلاثي المراحل.

وبهذه الطريقة، من الممكن زيادة القيم النهائية إلى مستوى مقبول، ولكن التصاميم متعددة المراحل محرومة من ميزتها الرئيسية - الاكتناز. عيب آخر هو التفريغ غير المتكافئ عند المخرج، لأنه يتم توفير الهواء في أجزاء. في التصاميم الحديثةيتم استخدام دوارات حلزونية الشكل ذات ثلاث أسنان، وتكون نوافذ الدخول والخروج مثلثة الشكل. بفضل هذه الحيل، تخلصت الشواحن الفائقة ذات الإزاحة الإيجابية عمليًا من التأثير النابض. أدت سرعات الدوران المنخفضة للدوارات، وبالتالي متانة التصميم، إلى جانب انخفاض مستوى الضجيج، إلى حقيقة أن العلامات التجارية الشهيرة مثل دايملر كرايسلر وفورد وجنرال موتورز تزود منتجاتها بسخاء بها.

تعمل الشواحن الفائقة ذات الإزاحة الإيجابية على رفع منحنيات القوة وعزم الدوران دون تغيير شكلها. إنها فعالة بالفعل عند السرعات المنخفضة والمتوسطة، وهذا بأفضل طريقة ممكنةيؤثر على ديناميات التسارع. المشكلة الوحيدة هي أن مثل هذه الأنظمة تتطلب الكثير من الجهد في التصنيع والتركيب، وبالتالي فهي مكلفة للغاية.

طريقة أخرى لضخ الهواء تحت ضغط زائد إلى مشعب السحب اقترحها المهندس ليسهولم. أُطلق على من بنات أفكاره اسم الشاحن اللولبي الفائق، أو "البرغي المزدوج". يذكرنا تصميم الشحن الفائق Lysholm إلى حد ما بمفرمة اللحم التقليدية.
يتم تركيب مضختين لولبيتين متكاملتين (المثاقب) داخل الهيكل. تدور في اتجاهات مختلفة، فهي تلتقط جزءًا من الهواء، وتضغطه وتدفعه إلى داخل الأسطوانات. يتميز هذا النظام بالضغط الداخلي والحد الأدنى من الخسائر، وذلك بفضل الفجوات المعدلة بدقة.
بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الشواحن اللولبية فعالة في نطاق سرعة المحرك بأكمله تقريبًا، وهي صامتة ومضغوطة للغاية ولكنها باهظة الثمن نظرًا لتعقيد التصنيع. ومع ذلك، فإن استوديوهات الضبط الشهيرة مثل AMG أو Kleemann لا تحتقرهم.

تتشابه الشواحن الفائقة ذات الطرد المركزي في التصميم مع الشحن التوربيني. يتم أيضًا إنشاء الضغط الزائد في مشعب السحب بواسطة عجلة الضاغط (المكره). تقوم شفراتها الشعاعية بالتقاط الهواء ورميه في النفق المحيطي باستخدام قوة الطرد المركزي. والفرق الوحيد عن الشحن التوربيني هو محرك الأقراص. تعاني الشواحن الفائقة للطرد المركزي من عيب بالقصور الذاتي مماثل، وإن كان أقل وضوحًا، ولكن هناك عيبًا آخر ميزة مهمة. في الواقع، يتناسب مقدار الضغط الناتج مع مربع سرعة عجلة الضاغط.

ببساطة، يجب أن تدور بسرعة كبيرة لتضخيم شحنة الهواء اللازمة في الأسطوانات، وأحيانًا أعلى بعشرات المرات من سرعة المحرك. الشاحن الفائق بالطرد المركزي فعال عند السرعات العالية. "أجهزة الطرد المركزي" الميكانيكية ليست متقلبة جدًا في الصيانة وهي أكثر متانة من نظيراتها الديناميكية الغازية، لأنها تعمل في درجات حرارة أقل تطرفًا. إن التواضع، وبالتالي التكلفة المنخفضة للتصميم، أكسبهم شعبية في مجال ضبط الهواة.

دائرة التحكم في الشاحن الميكانيكي الفائق بسيطة للغاية. عند التحميل الكامل، يتم إغلاق صمام النفايات ويكون صمام الخانق مفتوحًا - ويدخل كل تدفق الهواء إلى المحرك. عند التشغيل عند التحميل الجزئي، يُغلق صمام الخانق ويفتح مخمد خط الأنابيب - ويتم إرجاع الهواء الزائد إلى مدخل الشاحن الفائق. يعد مبرد هواء الشحن (المبرد الداخلي) الموجود في الدائرة مكونًا لا غنى عنه تقريبًا ليس فقط لأنظمة الشحن الميكانيكية، ولكن أيضًا لأنظمة الشحن بتوربينات الغاز.

عند ضغطه في ضاغط (أو شاحن فائق)، يسخن الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض كثافته. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن حجم عمل الأسطوانة يحتوي على كمية أقل من الهواء، وبالتالي الأكسجين، من حيث الكتلة مما يمكن احتواؤه في غياب التدفئة. لذلك، يتم تبريد الهواء المضغوط مسبقًا في المبرد الداخلي قبل إمداده إلى أسطوانات المحرك. حسب التصميم، فهو عبارة عن مشعاع تقليدي يتم تبريده إما عن طريق تدفق الهواء الوارد أو عن طريق سائل التبريد. يتيح لك خفض درجة حرارة هواء الشحن بمقدار 10 درجات زيادة كثافته بحوالي 3٪. وهذا بدوره يسمح لك بزيادة قوة المحرك بنفس النسبة تقريبًا.

الشحن الفائق لتوربينات الغاز

يتم استخدام الشواحن التوربينية على نطاق واسع في محركات السيارات الحديثة. في الأساس، هذا هو نفس ضاغط الطرد المركزي، ولكن مع دائرة قيادة مختلفة. يمكن القول أن هذا هو الفرق الأساسي الأكثر أهمية بين الشواحن الميكانيكية الفائقة و "التوربينات". إنها دائرة القيادة التي تحدد إلى حد كبير خصائص ومجالات تطبيق تصميمات معينة. في الشاحن التوربيني، توضع دافعة الشاحن الفائق على نفس عمود دافعة التوربينات، وهي مدمجة في مجمع عادم المحرك ويتم تشغيلها بواسطة غازات العادم. يمكن أن تتجاوز سرعة الدوران 200000 دورة في الدقيقة. لا يوجد اتصال مباشر مع العمود المرفقي للمحرك، ويتم التحكم في إمداد الهواء عن طريق ضغط غاز العادم.

تشمل مزايا الشحن التوربيني ما يلي: زيادة كفاءة وكفاءة المحرك (يأخذ المحرك الميكانيكي الطاقة من المحرك، لكن هذا يستخدم طاقة غازات العادم، وبالتالي زيادة الكفاءة). لا ينبغي الخلط بين الكفاءة المحددة والعامة للمحرك. وبطبيعة الحال، لتشغيل محرك زادت قوته بسبب استخدام الشحن التوربيني، يلزم توفير وقود أكثر من محرك مماثل يعمل بسحب الهواء الطبيعي وذو طاقة أقل. بعد كل شيء، تم تحسين ملء الاسطوانات بالهواء، كما نتذكر، لحرق المزيد من الوقود فيها. لكن الجزء الكتلي من الوقود لكل وحدة طاقة في الساعة للمحرك المجهز بـ TC يكون دائمًا أقل من وحدة الطاقة ذات التصميم المماثل غير المشحونة.

يتيح الشحن التوربيني تحقيق الخصائص المحددة لوحدة الطاقة بأبعاد ووزن أصغر مما في حالة استخدام محرك "غلاف جوي". بالإضافة إلى ذلك، فإن المحرك التوربيني أفضل المؤشرات البيئية. يؤدي الضغط على غرفة الاحتراق إلى انخفاض درجة الحرارة، وبالتالي انخفاض في تكوين أكاسيد النيتروجين. في محركات البنزين، يحقق الشحن الفائق احتراقًا كاملاً للوقود، خاصة في ظروف التشغيل المؤقتة. في محركات الديزل، يتيح مصدر الهواء الإضافي إمكانية إبعاد الحد الأقصى لحدوث الدخان، أي مكافحة انبعاثات جزيئات السخام.

تعد محركات الديزل أكثر ملاءمة للشحن الفائق بشكل عام، والشحن التوربيني بشكل خاص. على عكس محركات البنزين، التي يكون فيها الضغط المعزز محدودًا بخطر الانفجار، فإن هذه الظاهرة غير معروفة بالنسبة لهم. يمكن ضغط الديزل حتى الوصول إلى الحد الأقصى للأحمال الميكانيكية في آلياته. بالإضافة إلى ذلك، فإن غياب اختناق الهواء عند المدخل ونسبة الضغط العالية توفر ضغطًا أعلى لغاز العادم ودرجة حرارة أقل مقارنة بمحركات البنزين. بشكل عام، كل ما تحتاجه هو استخدام الشاحن التوربيني. تعتبر الشواحن التوربينية أسهل في التصنيع، مما يعوض عن عدد من عيوبها المتأصلة.

عند السرعات المنخفضة للمحرك تكون كمية غازات العادم قليلة، وبالتالي تكون كفاءة الضاغط منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المحرك التوربيني، كقاعدة عامة، لديه ما يسمى "turbo-lag" (باللغة الإنجليزية "turbo-lag") - استجابة بطيئة لزيادة إمدادات الوقود. من الضروري التسارع بشكل حاد - تضغط على دواسة الوقود على الأرض، والمحرك "يفكر" لفترة من الوقت ثم يلتقط فقط. التفسير بسيط - يستغرق الأمر وقتًا حتى يزيد المحرك من سرعته ويزداد الضغط غازات العادم، سوف يدور التوربين مع دافع الشاحن الفائق - وفي النهاية سوف "يتدفق" الهواء. يحاول المصممون التخلص من هذه العيوب بطرق مختلفة. بادئ ذي بدء، عن طريق تقليل كتلة الأجزاء الدوارة من التوربينات والضاغط. إن دوار الشاحن التوربيني الحديث صغير جدًا بحيث يمكن وضعه بسهولة في راحة يدك.

ولا يتم تحقيق تخفيض الوزن من خلال تصميم الدوار فحسب، بل أيضًا من خلال اختيار المواد المناسبة له. الصعوبة الرئيسية مع هذا مرتفعدرجة حرارة غاز العادم. يعتبر الدوار التوربيني المصنوع من المعدن والسيراميك أخف بنسبة 20٪ تقريبًا من الدوار المصنوع من السبائك المقاومة للحرارة، كما أنه يتمتع أيضًا بلحظة قصور ذاتي أقل. حتى وقت قريب، كان عمر الخدمة للوحدة بأكملها محدودا بمتانة المحامل. في الأساس، كانت هذه البطانات مشابهة لبطانات العمود المرفقي التي تم تشحيمها بالزيت تحت الضغط. كان تآكل هذه المحامل المنزلقة رائعًا بالطبع، لكن المحامل الكروية لم تستطع تحمل سرعة الدوران الهائلة ودرجات الحرارة المرتفعة. تم العثور على حل عندما كان من الممكن تطوير محامل بالكرات الخزفية. ومع ذلك، فإن استخدام السيراميك ليس هو ما يستحق المفاجأة - فالمحامل مملوءة بإمدادات ثابتة من الشحوم، أي أن القناة من نظام زيت المحرك القياسي لم تعد هناك حاجة إليها!

يتيح لك التخلص من عيوب الشاحن التوربيني ليس فقط تقليل القصور الذاتي للدوار، ولكن أيضًا استخدام دوائر إضافية للتحكم في الضغط المعزز ومعقدة جدًا في بعض الأحيان. وتتمثل المهام الرئيسية في هذه الحالة في تقليل الضغط عند السرعات العالية للمحرك وزيادته عند السرعات المنخفضة. يمكن حل جميع المشاكل بشكل كامل باستخدام توربين ذو هندسة متغيرة (Variable Nozzle Turbine)، على سبيل المثال، مع شفرات متحركة (دوارة)، يمكن تغيير معلماتها ضمن نطاق واسع.

مبدأ تشغيل الشاحن التوربيني VNT هو تحسين تدفق غازات العادم الموجهة إلى دافع التوربين. عند سرعات المحرك المنخفضة وأحجام غازات العادم المنخفضة، يقوم الشاحن التوربيني VNT بتوجيه التدفق الكامل لغازات العادم إلى عجلة التوربين، وبالتالي زيادة قوتها وتعزيز الضغط. بسرعات عالية و مستوى عالتدفق الغاز، يقوم الشاحن التوربيني VNT بوضع الشفرات المتحركة في الوضع المفتوح، مما يزيد من مساحة المقطع العرضي ويزيل جزءًا من غازات العادم من المكره، ويحمي نفسه من السرعة الزائدة ويحافظ على الضغط المعزز عند المستوى الذي يتطلبه المحرك، مما يزيل الشحن الزائد.

الأنظمة المجمعة

بالإضافة إلى أنظمة الشحن الفائق الأحادي، غالبًا ما يتم العثور على الشحن الفائق على مرحلتين. توفر المرحلة الأولى - ضاغط القيادة - دفعة فعالة لمحرك الاحتراق الداخلي عند السرعات المنخفضة، بينما تستخدم المرحلة الثانية - الشاحن التوربيني - طاقة غازات العادم. بعد أن تصل وحدة الطاقة إلى الحد الكافي التشغيل العاديسرعة التوربين، ينطفئ الضاغط تلقائيًا، وعندما ينخفض ​​​​يعود إلى العمل مرة أخرى.

يقوم عدد من الشركات المصنعة بتثبيت شاحنين توربينيين على محركاتها في وقت واحد. تسمى هذه الأنظمة "biturbo" أو "twinturbo". ولا يوجد فرق جوهري بينهما، باستثناء واحد فقط. "Biturbo" يعني استخدام توربينات بأقطار مختلفة، وبالتالي أداء مختلف. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون الخوارزمية الخاصة بإدراجها إما متوازية أو متسلسلة (متسلسلة). عند السرعات المنخفضة، يدور الشاحن التوربيني ذو القطر الصغير بسرعة ويبدأ في العمل؛ أما عند السرعات المتوسطة، فيتصل به "الأخ الأكبر".

وبالتالي يتم تسوية خصائص تسارع السيارة. النظام باهظ الثمن، لذلك يمكن العثور عليه في السيارات المرموقة مثل مازيراتي أو أستون مارتن. المهمة الرئيسية للشاحن التوربيني المزدوج ليست تخفيف تأخر التوربو، ولكن تحقيق أقصى قدر من الأداء. في هذه الحالة، يتم استخدام توربينين متطابقين. يتم تثبيت "Twin" و "biturbo" على كل من الكتل على شكل حرف V والمحركات المضمنة. تتطابق خيارات توصيل التوربين أيضًا مع نظام biturbo. ما هي النقطة؟ الحقيقة هي أن أداء التوربين يعتمد بشكل مباشر على اثنين من معلماته: القطر وسرعة الدوران. كلا المؤشرين متقلبان للغاية. تؤدي الزيادة في القطر إلى زيادة القصور الذاتي، ونتيجة لذلك، إلى "التأخر التوربيني" سيئ السمعة. سرعة التوربين محدودة بالأحمال المسموح بها على المواد. لذلك، قد يكون توربينان متواضعان وأقل قصورًا ذاتيًا أكثر كفاءة من توربين واحد كبير.

أولاً، قم بتغيير الزيت وفلتر الزيت في الوقت المحدد. ثانيًا، استخدم فقط الزيت المصمم للمحركات ذات الشحن التوربيني، المصمم لتحمل درجات حرارة أعلى من المعتاد. لكن أي شيء يمكن أن يحدث على الطريق، وإذا اضطررت إلى ملء زيت غير معروف، فلا تقود السيارة، وتحرك ببطء. سوف ينجو المحرك من هذا الزيت، لكن الشحن التوربيني ليس ضروريًا. عند وصولك إلى المنزل، قم على الفور بتغيير الزيت وفلتر الزيت.

وأخيرًا، الشرط الثالث والأهم للتشغيل العادي للشحن التوربيني. هناك لحظتان حاسمتان في حياة التوربين: بدء تشغيل المحرك وإيقافه. عند بدء تشغيل محرك بارد، يكون الزيت الموجود فيه ذو لزوجة عالية، ومن الصعب ضخه عبر الفجوات؛ لم يتم تحديد الفجوات الحرارية بعد. يأتي ذلك مع تسخين أجزاء الضاغط المختلفة، وبالتالي التمدد الحراري بسرعات مختلفة. لذا خذ وقتك، ودع المحرك يسخن.

إذا كنت بحاجة إلى التوقف، فلا تقم أبدًا بإيقاف تشغيل المحرك على الفور. اعتمادًا على وضع القيادة، اتركه في وضع الخمول لمدة 2-5 دقائق (أطول في الشتاء). خلال هذا الوقت، سيعمل عمود التوربين على تقليل السرعة إلى الحد الأدنى، وسوف تبرد الأجزاء التي تكون على اتصال مباشر بغازات العادم بسلاسة. في هذه الحالة، جهاز توقيت توربو يجعل الحياة أسهل بكثير. سوف يتأكد من بقاء محرك السيارة الساخن في وضع الخمول لعدة دقائق، وتبريد عناصر الشحن التوربيني، حتى لو كان المالك قد غادر بالفعل وأغلق سيارته. ومع ذلك، فإن العديد من أجهزة الإنذار الأمنية لها وظيفة مماثلة.

ويمكن أيضًا زيادة قوة المحرك عن طريق الشحن الفائق. بالنسبة للشحن الفائق، يتم استخدام ضواغط خاصة مدفوعة من العمود المرفقي باستخدام جزء من الطاقة، أو توربينات الغاز، حيث يتم ضغط الهواء أو الخليط القابل للاحتراق قبل دخول الأسطوانات. أنظمة الشحن الفائق أنظمة الشحن الفائق الأكثر شيوعًا هي: الشحن الفائق الميكانيكي؛ شاحن توربيني فائق الشحن لتوربينات الغاز ضاغط الطرد المركزي ؛ الشحن الفائق لتوربينات الغاز الميكانيكية المدمجة؛ يقع الضاغط قبل المكربن، ويلزم الختم؛...


شارك عملك على الشبكات الاجتماعية

إذا كان هذا العمل لا يناسبك، ففي أسفل الصفحة قائمة بالأعمال المشابهة. يمكنك أيضًا استخدام زر البحث


المحاضرة 15

نظام الشحن

1 معلومات عامة عن الشحن الفائق للمحرك

الاتجاهات الرئيسية في تحسين محركات الاحتراق الداخلي هي زيادة القوة مع تقليل استهلاك الوقود ومكونات غازات العادم السامة. يوضح تحليل تطور النقل البري أن المحركات المكبسية ستحتفظ بمكانتها الرائدة لفترة طويلة. عادة ما يتم تقييم تصميم المحرك من خلال قوة اللتر

ترجع الزيادة في القوة بشكل أساسي إلى زيادة سرعة العمود المرفقي للمحرك. تكون زيادة السرعة فعالة إذا كان معامل التعبئة كبيرًا. تحقيقا لهذه الغاية، من الضروري تقليل الخسائر في أنظمة السحب والعادم، واستخدام ظواهر القصور الذاتي فيها وتحسين أنظمة توزيع الغاز. لزيادة القدرة الفعالة مع زيادة السرعة، من الضروري تقليل الخسائر الميكانيكية (استخدام المواد المناسبة، والزيوت، والاستقرار نظام درجة الحرارةتنقية الزيت من الشوائب الميكانيكية وتبريده ودقة تصنيع الأجزاء وجودة المعالجة الميكانيكية للأسطح).

ويمكن أيضًا زيادة قوة المحرك عن طريق الشحن الفائق. بالنسبة للشحن الفائق، يتم استخدام ضواغط خاصة، مدفوعة بالعمود المرفقي (باستخدام جزء من الطاقة) أو توربينات الغاز، حيث يتم ضغط الهواء أو الخليط القابل للاحتراق قبل دخول الأسطوانات. يحدث ضغط الشحن بشكل أسرع من الزيادة في درجة حرارة الشحن، وبالتالي كثافة الشحنة بعد الضغط المزيد من الكثافةشحن إلى الضاغط. ستكون كمية الشحنة التي تدخل أسطوانة المحرك في كل دورة أكبر مما هي عليه عند الدخول من الغلاف الجوي.

2 أنظمة الشحن الفائق

أنماط التعزيز الأكثر شيوعًا هي:

  • الشحن الفائق الميكانيكي
  • شاحن توربيني فائق (توربينات غازية + ضاغط طرد مركزي)؛
  • الشحن الفائق المشترك (توربينات ميكانيكية + غازية) ؛
  • يقع الضاغط أمام المكربن ​​(يلزم الختم) ؛
  • يقع الضاغط بعد المكربن ​​(يتحسن تكوين الخليط، وتتفاقم ظروف تشغيل شفرات الضاغط بسبب الوقود)؛
  • نظام تعزيز النبض
  • نظام الضغط غير النبضي.

تُستخدم ضواغط الطرد المركزي ذات الشفرة على نطاق واسع في الضغط. المعلمات الرئيسية للضاغط هي نسبة الضغط وأداء الضاغط والكفاءة الأدياباتيكية. يتم تحديد العمل المبذول على ضغط 1 كجم من الهواء في الضاغط من الضغط Po إلى Pk (ضغط ثابت الحرارة) بواسطة:

في الواقع، تحدث عملية الضغط في وجود تبادل حراري مع بيئةوالخسائر الداخلية مما يزيد من العمل المطلوب. يؤخذ ذلك في الاعتبار من خلال الكفاءة الأدياباتيكية (0.65 ─ عند نسبة زيادة الضغط 1.3. ومع زيادة الدرجة، تنخفض الكفاءة إلى 0.5). لتحقيق ضغوط تعزيز عالية، يتم استخدام ضواغط التروس الدوارة.

في المحركات عالية السرعة، يتم استخدام ضواغط الطرد المركزي أو المحورية عالية السرعة (). مع انخفاض الكفاءة وزيادة درجة الشحن الفائق، يزداد العمل المبذول على ضغط الشحنة في الضاغط ودرجة الحرارة بشكل ملحوظ، بينما تنخفض كفاءة الشحن الفائق. عندما تزيد نسبة التعزيز عن قيمة معينة، فإن القوة الفعالة لا تزيد بسبب انخفاض الكفاءة الميكانيكية للمحرك بسبب زيادة الطاقة المبذولة لتشغيل الضاغط.

يؤدي الشحن الفائق إلى تغيير طفيف في طبيعة عملية الاحتراق بسبب زيادة الضغط ودرجة الحرارة في نهاية الضغط. مع الشحن الفائق، تزداد كمية الوقود المشاركة في الاحتراق، وبالتالي تزداد القيم القصوى للضغط ودرجة الحرارة في نهاية الاحتراق، ويزداد الضغط الحراري للأجزاء. عندما تغلق الصمامات أثناء التعزيز، يحدث تبريد أفضل للصمامات. يجب أن تؤخذ هذه الظروف في الاعتبار عند تطبيق الشحن الفائق.

في المحركات المكربنة، يقتصر استخدام الشحن الفائق على الظروف التي يحدث فيها الاحتراق المتفجر، وغالبًا ما يستخدم عند تشغيل المركبات في الظروف الجبلية. إذا تم استخدام الشحن الزائد في محرك المكربن، مطلوب تصحيح نسبة الضغط. استخدام ضغوط تعزيز عالية نسبيا (أكثر من 0.2 ميجا باسكال ) يتطلب تغيير توقيت الصمام واستخدام الثلاجة لتقليل درجة حرارة الشحن بعد الضغط. يعد استخدام التعزيز أكثر فعالية في محركات الديزل، حيث تكون الزيادة في ضغط التعزيز محدودة فقط بالقوة الحرارية والميكانيكية لهيكل المحرك. في هذه الحالة، تزداد قوة المنفاخ بنسبة 20-30% ويزداد متوسط ​​الضغط الفعال إلى 0.9-0.95 ميجا باسكال.

3 توربينات الغاز

مع الشاحن التوربيني، يتم استخدام جزء من طاقة غازات العادم لضغط الهواء ودفعه. وهذا يجعل من الممكن الاستفادة جزئيًا من الفرق بين الضغط في نهاية عملية التمدد في أسطوانة المحرك و الضغط الجويهواء. يمكن أن تزيد قوة المحرك مع المحركات التوربينية الغازية بنسبة تصل إلى 50%، كما يتم تقليل سمية غازات العادم. يتضمن تصميم المحرك استخدام المواد المناسبة، مما يزيد من تكلفة تصنيع المحرك، إلا أن تكلفة المحرك لكل وحدة طاقة أقل من دون الشحن الفائق. يدخل الهواء إلى الضاغط من خلال مدخل موجود في وسط الهيكل. توفر المكره وريشة التوجيه زيادة في الطاقة الكامنة والحركية، ثم يدخل الهواء إلى الناشر ومجمع الهواء، حيث يتم توزيعه بين الأسطوانات عند فتح الصمام. تصل السرعة المطلقة لحركة الهواء في العجلة إلى 300-350 م/ث.

يتكون الشاحن التوربيني من ضاغط طرد مركزي أحادي المرحلة وتوربين جاذب مركزي شعاعي. المكونات الرئيسية للشاحن التوربيني هي: مرحلة الضاغط، ومرحلة التوربين، ومجموعة المحمل المختومة. توجد عجلات الضاغط والتوربينات على طرفي نقيض من عمود الدوار، وهي ناتئة بالنسبة للمحامل. يتم صب دافع الضاغط من سبيكة نوع AL4 في قوالب الجص التي تم الحصول عليها باستخدام نماذج مرنة. يتم وضع العجلة على العمود مع التوتر، لذلك عند تثبيتها على العمود، يتم تسخينها إلى 1100-1300 درجة مئوية. يتم تصنيع المكره التوربيني من النوع شبه المفتوح ذو الشفرات الشعاعية عن طريق صب الاستثمار من سبائك النيكل المقاومة للحرارة مثل INKO-713S، ANV-300 وما شابه ذلك. يتم توصيله بالعمود عن طريق لحام الاحتكاك. الجسم مصنوع من الحديد الزهر المقاوم للحرارة. يستخدم الشاحن التوربيني محملًا عاديًا "عائمًا" مع جلبة أحادية غير دوارة. يتم تثبيت الدوار ضد الحركات المحورية على كلا الجانبين بواسطة البطانات الحاملة للحلقة المضغوطة على عمود الدوار للشاحن التوربيني. يتم إجراء تزييت المحمل من نظام تزييت المحرك، تحت الضغط، إلى مبيت المحمل من أجل التشغيل المستقر للمحرك في جميع السرعات، مما يقلل من تأثير "تأخر التوربو"، يتم استخدام نظام التحكم في الضغط، باستخدام منظم، عن طريق التجاوز. الغاز الماضي التوربينات.

تدخل غازات العادم إلى شفرات جهاز الفوهة الموجود في الهيكل. ومع مرور الغاز عبر جهاز الفوهة، تزداد سرعته. بهذه السرعة، يدخل الغاز إلى قنوات شفرات دافعة التوربين. يؤدي العمل العرضي لنفاثة الغاز على الشفرات إلى ظهور عزم الدوران. يتم تركيب جهاز تمليس الإخراج الدوار عند مخرج التوربين. يتم تحديد السرعة الطرفية لدافعات الشاحن التوربيني من خلال الضغط الناتج عن الضاغط التوربيني.الخامس= 280-350 م/ث. في متوسط ​​درجة الحرارةعند حوالي 700 درجة مئوية أو أكثر، تصنع عجلات التوربينات من سبائك أساسها النيكل. لضمان التسارع العالي للشاحن التوربيني، يحاولون تقليل القطر الخارجي ولحظة القصور الذاتي للمكره. بناءً على السرعة المحيطية وقطر المكره، يتم حساب تردد دوران الدوار، والذي يمكن أن يصل إلى 50,000-80,000 دورة في الدقيقة.

4 خصائص محركات السيارات فائقة الشحن

يجب أن توفر خصائص تصميم الشاحن التوربيني نمطًا لتطوير عزم الدوران مشابهًا لنمط محرك السحب الطبيعي. في هذه الحالة أعلى تغذيةيجب أن يحدث الهواء عند وضع السرعة الذي يكون فيه عزم الدوران أقصى. مع زيادة العرض الدوري، ينخفض ​​معامل الهواء الزائد، ولكن يجب أن يكون تخفيضه بحيث لا توجد زيادة في دخان غازات العادم. تحتوي بعض تصميمات الشاحن التوربيني على قنوات فوهة قابلة للتعديل، والتي، عندما تنخفض سرعة العمود المرفقي، بمساعدة جهاز خاص، تقوم بتدوير شفرات جهاز الفوهة في اتجاه تقليل منطقة التدفق. ونتيجة لذلك، يزداد ضغط الغاز عند المدخل وتزداد سرعة العادم، مما يزيد من سرعة دوران عمود TC وضغط الشحنة الجديدة. يظل استهلاك الوقود المحدد كما هو تقريبًا مع زيادة قوة المحرك.

في خطوط أنابيب محركات السيارات عالية السرعة، تحدث تقلبات في تدفق الغاز أثناء السحب والعادم. يمكن استخدام هذه الظاهرة في أنابيب السحب والعادم للشحن الديناميكي. إذا قمت بتكوين نظام العادم بحيث يتم تشكيل فراغ بالقرب من صمام العادم بحلول نهاية عملية العادم، في وقت إغلاق الصمامات، فسوف تنخفض كمية الغازات المتبقية وسيتحسن ملء الاسطوانة. مع تنظيم مماثل لعملية السحب في نهاية السحب، يزداد ضغط الشحنة الجديدة، مما يؤدي إلى تحسن في ملء الاسطوانة. ويتم تعديل نظام العادم الديناميكي عن طريق تغيير طول أنبوب العادم لكل مجموعة من الأسطوانات. يوفر نظام العادم والسحب المضبوط بشكل صحيح زيادة في قوة المحرك الفعالة تصل إلى 10%.

آخر أعمال مماثلةالتي قد تهمك.vshm>
4138. نظام التصويت البديل نظام التصويت التراكمي. نظام باليف 4.28 كيلو بايت
نظام التصويت البديل نظام التصويت التراكمي. نظام الكرة بما يضمن عدم فعالية نظام الأغلبية المطلقة حتى في الجولة الأولى من الانتخابات، هناك بديل للتصويت التفضيلي أو التصويت المطلق لأي مرشح، حيث يتم التصويت لمرشح واحد بدلا من الإشارة في أي ترتيب مزاياه للآخرين . تم تقديم مثل هذا النظام في أستراليا خلال انتخابات مجلس النواب في مجلس النواب بالبرلمان الأسترالي.
9740. النظام السياسي الحزبي في اليابان والاقتراع والنظام 47.98 كيلو بايت
حقوق الإنسان الأساسية مكفولة بموجب الدستور الياباني. يتم تعريفها على أنها أبدية ولا تتزعزع. وتشمل هذه الحقوق الحق في المساواة والحرية والحقوق الاجتماعية والحق في حماية حقوق الإنسان الأساسية. يسمح الدستور بتقييد حقوق الإنسان إذا كانت تتعارض مع الصالح العام أو حقوق الآخرين.
2668. نظام الطاقة (نظام الطاقة). نظام الطاقة الكهربائية (الكهربائية). 44.5 كيلو بايت
المصادر الطبيعية التي تستمد منها الطاقة لتحضيرها الأنواع الضروريةلمختلف العمليات التكنولوجيةتسمى موارد الطاقة. وتتميز الأنواع التالية من موارد الطاقة الأساسية: الطاقة الكيميائية للوقود؛ ب الطاقة الذرية; في الطاقة المائية الهيدروليكية؛ ز الطاقة الإشعاعية من الشمس. د طاقة الرياح . طاقة المد والجزر. و الطاقة الحرارية الأرضية. المصدر الأساسي للطاقة أو مصدر الطاقة الفحم والغاز والنفط وتركيز اليورانيوم والطاقة الكهرومائية والطاقة الشمسية...
5899. نظام القانون ونظام التشريع 22.78 كيلو بايت
نظام القانون ونظام التشريع مفهوم نظام القانون نظام القانون هو الجوهر الهيكل الداخليهيكل القانون الذي يعكس توحيد القواعد القانونية وتمايزها. الهدف الرئيسي لهذا المفهوم هو شرح تكامل وتقسيم الهيئة المعيارية في الوقت نفسه إلى صناعات ومؤسسات وإعطاء وصف منهجي للقانون الوضعي ككل. من الضروري بشكل خاص التأكيد هنا على أن هيكل القانون ونظامه يحدد شكله ونظام التشريع ويرتبط به ارتباطًا وثيقًا. تلك الحقوق والواجبات التي أصبحت...
4136. نظام انتخابي للأغلبية بالأغلبية المطلقة. نظام انتخابي للأغلبية للأغلبية الانتخابية 3.91 كيلو بايت
دعونا نلقي نظرة على النوع الحالي من أنظمة الأغلبية غير الاسمية - نظام الأغلبية المطلقة، على عكس النظام السابق لانتخاب المرشح، وهو ما يعني الحصول على أكثر من نصف أصوات الناخبين، بحيث تكون الصيغة 50 زائد صوت واحد. وبهذه الطريقة، فإن نظام انتخاب الأغلبية المطلقة يتضمن في أغلب الأحيان جولتين. عندما يكون النظام راكداً، عادة ما تكون هناك عتبة أدنى لمشاركة الناخبين في التصويت. العيب الرئيسي في نظام الأغلبية المطلقة هو عدم فعالية الانتخابات.
17398. نظام زحل 1.58 ميجابايت
إذا أخذنا في الاعتبار أن الحلقات تتكون من كتل من الجليد، فهل يمكن أن يتعارض ذلك مع الرحلة سفينة الفضاءمن خلالهم؟ أعتقد ذلك، لأن هيكل السفينة قد يتضرر، أو قد تنحرف السفينة عن مسارها. ولذلك، يجب حساب المسار لتجنب الحلقات.
5780. النظام القانوني 14.89 كيلو بايت
يتميز القانون كنظام العلامات التالية: أولا، يتميز النظام القانوني بالموضوعية. ثانياً، يتميز النظام القانوني بوحدة وترابط قواعد مكوناته. يتم حرمان أي عنصر هيكلي يتم إزالته من النظام القانوني من الوظائف النظامية، وبالتالي، من الأهمية الاجتماعية. ثالثا، النظام القانوني ككيان شمولي يغطي جميع القواعد المعمول بها في بلد معين وهو مجمع معقد متعدد المستويات يتكون من القواعد القانونية للمؤسسات والصناعات القانونية...
9300. نظام الضرائب 13.4 كيلو بايت
بشأن إجراءات حساب ودفع الضرائب غير المباشرة في القوانين التشريعية الاتحاد الروسي: فرض الضرائب غير المباشرة على السلع الاستهلاكية المستوردة إلى أراضي الاتحاد الروسي؛ إجراءات دفع الضرائب غير المباشرة على النفط، بما في ذلك مكثفات الغاز، على أنواع معينة من المواد الخام المعدنية؛
2238. نظام الدورة الدموية 16.95 كيلو بايت
الشرايين هي الأوعية التي ينتقل من خلالها الدم بعيدًا عن القلب. اعتمادًا على نسبة عناصر الأنسجة في جدار الشرايين، يتم تمييز 3 أنواع من الشرايين: النوع المرن من الشريان الأورطي والجذع الرئوي في القشرة الوسطى، وتسود فيها الألياف المرنة، ويتدفق الدم تحت ضغط مرتفع، ويمكن أن تمتد الألياف القوية بشكل كبير بسرعة عالية نوع عضلي، معظم الشرايين الفقرية العضدية (الشريان الشعاعي للدماغ) في القشرة الوسطى، الخلايا العضلية متطورة بشكل جيد، ملتوية مثل الزنبرك، والتي، من خلال الانقباض، تنظم...
6888. هيكل (نظام) CPR 7.28 كيلو بايت
وفي نظام القانون الدستوري تتميز المؤسسات. موضوع القانون الدستوري ذاته؛ المصدر هو دستور الاتحاد الروسي، القانون الأساسي في الدولة، وقواعده هي نقاط البداية لجميع فروع القانون؛ يضع المبادئ الأساسية للنظام الدستوري، والتي تعتبر أهم القواعد لفروع القانون الأخرى...