Содержание
Чем отличается компрессор от турбины, и что лучше для автомобиля?
Повышение мощности автомобиля — тема актуальная. Производители решают задачу по-разному, но все избегают чрезмерного увеличения объема двигателя. Ведь это влияет на потребление топлива и стоимость пользования авто. Более перспективной стала установка на агрегат специальных узлов, принудительно нагнетающих топливно-воздушную смесь. В этой статье разберемся, в чем отличие турбины от компрессора в автомобиле, и что лучше.
Содержание
- Немного теории
- Подробнее о компрессоре
- Подробнее о турбине
- Выводы: что лучше турбина или компрессор?
Немного теории
Принцип действия и бензинового, и дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) один. Они работают на смеси из двух компонентов — топлива и воздуха. Первый подается из топливного бака, а второй забирается из окружающей атмосферы.
Чем активнее она поступает внутрь движка, тем быстрее вращается механизм, активнее передвигается автомобиль.
Состав топливовоздушной смеси строго регламентирован.
Компрессор и турбина выполняют одну задачу, но отличаются конструкцией. И перечнем преимуществ и недостатков.
Слишком обогащенная горючим приводит к неполному сгоранию и просадке производительности агрегата. Обедненная — к проблемам с запуском двигателя. Если количеством бензина или солярки управлять легко при помощи топливного насоса, с подачей воздуха возникают проблемы. Но только при отсутствии в машине турбины или компрессора. Они предназначены для нагнетания воздуха в двигатель в требуемом объеме, даже если авто стоит на месте.
Подробнее о компрессоре
Чтобы понять разницу между агрегатами, сначала рассмотрим особенности компрессора. Машины оснащают тремя типами устройств для нагнетания воздуха — центробежным, роторным и винтовым.
Перечисленные варианты встречаются на относительно старых моделях автомобилей. Их ставят как производители, так и автосервисы, занимающиеся тюнингом.
Конструктивно компрессор никак не вмешивается в блок ДВС, его устанавливают рядом с ним в подкапотном пространстве.
Разница заключается в способе сжатия воздуха и его подачи на впускной узел двигателя:
- Центробежный — крыльчатка, вращаемая со скоростью 50–60 тысяч оборотов в минуту. При запуске агрегата за счет центробежной силы воздух начинает перемещаться к краю лопастей и на очень высокой скорости продвигаться дальше. Повысить давление в системе позволяет диффузор из лопаток, расположенных вокруг крыльчатки. Они снижают скорость подачи воздуха, одновременно повышают давление. Такой тип компрессора распространен больше других модификаций.
- Роторный — нагнетают воздух во впускной коллектор за счет работы двух кулачковых валов. Оборудование отличается большими габаритами, обычно устанавливается прямо над ДВС.
- Винтовой — движение воздуха создается лопастями, приводимыми в движение при помощи двух роторов, похожих на набор червячных передач.
Происходит сжатие с выпуском внутрь впускного коллектора. Отличается сложным устройством, из-за чего агрегаты дорогие.
Происходит сжатие с выпуском внутрь впускного коллектора. Отличается сложным устройством, из-за чего агрегаты дорогие.Независимо от типа компрессора на автомобиле приводом служит ременная передача от коленвала. К преимуществам решения относят простоту сервисного обслуживания агрегата, длительный срок безремонтной эксплуатации. Интересна возможность установки компрессора на автомобиль, где он не был предусмотрен заводом-изготовителем (этим пользуются любители тюнинга). При работе нет расхода моторного масла.
Владельцы авто с компрессором отмечают высокую эффективность на низких оборотах. Благодаря такому свойству движок становится приемистым в условиях городских пробок, при смене ряда или обгоне на низкой скорости. Единственным недостатком считают меньшую мощность по сравнению с турбокомпрессором. Показатель относительный, а «минус» можно заметить только в случае, если водитель сел за руль машины с компрессором сразу после другой с турбиной.
Подробнее о турбине
Принцип работы и устройство турбины кардинально отличается от компрессора.
Такие агрегаты с завода «встраиваются» в двигатель внутреннего сгорания, используют моторное масло для смазки системы. Функционируют же они от выхлопных газов — с выпускного коллектора они поступают на горячее колесо турбины, энергия вращения передается на холодное, в результате чего начинается вращение механизма.
Переход на использование турбин обоснован их более высокой эффективностью по сравнению с компрессорами. Правда, существенный рост мощности двигателя наблюдается только при высоких оборотах.
Важно учитывать, что на эксплуатацию турбированной машины будет уходить больше средств из-за повышенного расхода моторного масла. Плюс понадобится регулярная профилактика, например, очистка лопастей от нагара, образуемого от выхлопных газов.
Если речь идет о самостоятельной установке, турбина отличается сложностью, требует настройки под конкретную топливовоздушную смесь. Срок безремонтной эксплуатации обычно не превышает 200 тыс. км. После требуется замена агрегата или его капитальный ремонт.
Стоит упомянуть про неприятный эффект, называемый турболагом. После нажатия на педаль газа турбина срабатывает с небольшим запозданием.
Выводы: что лучше турбина или компрессор?
Выбор индивидуален. Можно отталкиваться от эффекта: повышение мощности на низких оборотах, если владелец ездит только в пределах города, или на высоких оборотах, когда часто приходится совершать поездки по трассе. Другие автолюбители отталкиваются от стоимости обслуживания — она выше на движках с турбиной. С другой стороны, если хочется купить конкретную модель авто, выбирать не приходится, придется пользоваться тем, что установил производитель.
Чем отличается турбина от компрессора и что лучше?
Увеличение мощности автомобиля — тема не новая, но всегда актуальная. Чтобы решить эту проблему у автовладельца есть два варианта — установить компрессор или турбину. Оба устройства призваны увеличить продуктивность работы двигателя, но каждое имеет свою нюансы и особенности. Ниже рассмотрим, чем отличается турбина от компрессора и установка какого именно устройства будет нужна в конкретных случаях.
Немного теории
Для начала стоит разобраться, каким именно способом увеличивается мощность силового агрегата. Сперва банальное описание, как функционирует ДВС: работает он на воздушно-топливной смеси, которая воспламеняется и сгорает в цилиндрах, обеспечивая мотор необходимой энергией для работы. Смесь состоит из двух компонентов — воздуха и топлива (дизель или бензин).
Для эффективного сгорания топливо-воздушной смеси в цилиндрах требуется определенное количество топлива и определенное количество воздуха. И если с подачей большего количества топлива особых проблем нет, то загнать в цилиндр больше воздуха уже не так просто.
Для решения этой задачи может использоваться турбина или компрессор, которые мы и рассматриваем в данной статье. И хотя оба этих устройства нагнетают воздух в двигатель, работают они по совершенно разным принципам.
Компрессор
Это устройство нагнетания воздуха механического типа, оно появилось раньше турбин, но до сих пор используется как производителями автомобилей, так и тюнинговыми автосервисами.
Компрессор монтируется, можно сказать, «рядом с мотором» и напрямую не вмешивается в его конструкцию.
Существует три типа компрессоров: центробежный, роторный и винтовой. Основное отличие между ними заключается в способе сжатия воздуха и его подаче на впуск двигателя.
Центробежный компрессор — это крыльчатка, которая вращается с большой скоростью и нагнетает воздух в корпус компрессора. Скорость вращения может достигать 50-60 тысяч оборотов в минуту. При этом воздух, который попадает в центральную часть крыльчатки, смещается к ее краю под действием центробежной силы. В результате воздух выходит из крыльчатки с высокой скоростью, но под низким давлением. Дальше, для повышения давления воздуха используется диффузор, который состоит из расположенных вокруг крыльчатки лопаток. Эти лопатки преобразуют быстрый поток воздуха с низким давлением в медленный поток воздуха, но большим давлением. Данный тип компрессора является самым распространенным и самым эффективным.
Роторный компрессор состоит из двух кулачковых валов, которые вращаются и нагнетают воздух во впускной коллектор. Роторные компрессоры, отличаются большими размерами и располагаются непосредственно над двигателем.
Винтовой компрессор состоит из двух роторов, похожих на набор червячных передач. В результате их движения воздух оказывается между лопастями, таким образом он сжимается и подается на впуск двигателя. Винтовой ротор требует высокой точности при производстве, поэтому он достаточно дорогой.
Какой бы не была конструкция компрессора, он всегда навешивается на ременную передачу коленчатого вала, а значит для сжатия воздуха он использует энергию самого двигателя.
Плюсы компрессора:
- требует минимального сервисного обслуживания;
- долгий срок службы, чаще всего хватает на весь период пользования автомобилем;
- нет вмешательства в строение двигателя;
- не требует моторного масла для смазки;
- эффективно работает на низких оборотах;
Минусы компрессора:
- мощность заметно ниже, чем у турбины;
Турбина
В отличие от компрессора, турбина «встраивается» в двигатель, использует его масло и функционирует от выхлопных газов, то есть происходит «вмешательство» в систему выпуска.
Принцип работы турбины следующий: газы поступают на выпуск двигателя, далее идут на горячее колесо турбины (раскручивая его), энергия вращения передаётся на холодное колесо, которое начинает быстро вращаться и нагнетать воздух на впуск двигателя.
Плюсы турбины:
- более высокая эффективность работы;
- использует энергию выхлопных газов;
Минусы турбины:
- эффективно работает на высоких оборотах;
- присутствует так называемый турболаг или задержка между нажатием на педаль газа и увеличением мощности двигателя;
- использует моторное масло для смазки, а потому двигатель требует более частой его замены;
- повышенный расход масла;
- недолгий срок эксплуатации, в лучшем случае — до 200 тыс. километров;
- высокая стоимость ремонта;
- сложности в установке;
Фактически, главный и единственный плюс турбины — это внушительное увеличение мощности двигателя, дальше идут одни минусы.
Что лучше турбина или компрессор?
На самом деле всё зависит от того, какой именно эффект нужен автовладельцу, а это всегда строго индивидуально. Можно подвести следующие итоги.
Турбина. Даёт огромный прирост мощности двигателя, вплоть до 40%. Актуально для ралли-заездов или для поклонников стритрейсинга. Правда, придётся серьёзно потратится, как на покупку самого устройства, так и на его монтаж, настройку и техобслуживание. Плюс нужно мириться с большим расходом масла, туролагом и частыми ремонтами.
Компрессор. Подходит водителям, которым не нужна такое внушительное повышение мощности двигателя. При этом автовладелец не хочет иметь проблем с обслуживанием оборудования, поскольку компрессор используется по принципу «поставил, настроил и забыл» — его срока эксплуатации хватит на весь период пользования машиной. Да и стоимость самого устройства в разы ниже.
Все, что вам нужно знать о газовых турбинах
Газовые турбины служат источником энергии для всего мира.
Вы почти наверняка извлекали из них пользу много раз, возможно, даже не осознавая этого. Но что такое газовые турбины? Как они работают и как обеспечить их эффективную работу?
Вот краткое руководство, в котором рассказывается все, что вам нужно знать об этих удивительных системах…
Что такое газовая турбина?
Газовая турбина используется для питания различных устройств, включая самолеты; поезда; корабли; насосы; газовые компрессоры; танки; и электрические генераторы для питания, например. дома.
Какие 3 основных компонента газовой турбины?
- компрессор
- камера сгорания
- турбина
Как работает газовая турбина?
- Воздух, проходящий через компрессор газовой турбины, подвергается очень высокому давлению.
- Топливо смешивается с воздухом под высоким давлением, и смесь воспламеняется.
- Затем высокотемпературный сжатый газ поступает в турбину и приводит ее в действие по мере расширения.
- Выходная мощность турбины используется для привода компрессора для продолжения процесса.
- Любая оставшаяся энергия может быть использована для турбины, т.е. вращая вторую турбину, соединенную с электрическим генератором.
Как работает компрессор газовой турбины?
Компрессор имеет ряды вращающихся и неподвижных лопаток. Вращающиеся лопасти ускоряют воздух как в осевом, так и в окружном направлениях, в то время как неподвижные лопасти обеспечивают перенаправление потока воздуха и его подготовку для следующего набора вращающихся лопастей. Работая вместе, серия лопастей создает непрерывный поток все более сжатого газа.
Какие существуют типы компрессоров газовых турбин?
Хотя все они используются для одной и той же цели, существуют разные типы компрессоров газовой турбины:
- осевой компрессор
- центробежный компрессор
- Компрессор смешанного потока
- Свободнопоршневой газогенератор (комбинация компрессор/камера сгорания в одном блоке)
Каков рейтинг ISO газовых турбин?
ISO расшифровывается как Международная организация по стандартизации, а условия ISO для газовых турбин: 59ºF, абсолютная плотность 14,7 фунта на квадратный дюйм и относительная влажность 60%.
Почему в газовой турбине воздух сжимается?
Важно сжать воздух перед воспламенением, так как это обеспечивает большее расширение и более полное и эффективное сгорание.
В чем разница между газовой турбиной и паровой турбиной?
Как следует из названия, паровые турбины вращаются с использованием пара. В этом процессе нет компрессора или системы сгорания. Вода нагревается в бойлере, что дает возможность использовать возобновляемый источник энергии.
Какое топливо используется в газотурбинной установке?
Хотя природный газ является наиболее распространенным топливом для газотурбинных установок, они могут быть адаптированы для работы практически с любым горючим газом или легкими дистиллятными нефтепродуктами, т.е. бензин, дизель или парафин. Сырую нефть и другие тяжелые масла можно использовать даже, если их сначала нагреть для снижения вязкости.
Как рассчитать КПД газовой турбины?
Эффективность важна для вашей деятельности, но может быть трудно понять, эффективно ли работает ваша турбина.
Используйте наш инструмент, чтобы определить, нуждается ли ваша система в некоторых улучшениях.
Почему КПД газовой турбины такой низкий?
Когда воздух и топливо проходят через компрессор, на лопатках компрессора неизбежно оседают загрязнения. Когда эти загрязнения накапливаются, они прерывают поток воздуха и снижают эффективность. Если вы заметили неэффективность вашей системы, стоит взглянуть на график очистки вашего компрессора.
Как повысить эффективность газовой турбины?
Простой и экономичный метод повышения эффективности заключается в регулярной очистке компрессора газовой турбины от загрязнений. Оборудование для полной очистки даже во время нормальной работы турбины может быть дооснащено почти в каждом случае.
Чем можно очистить компрессор газовой турбины?
Компания Rochem специализируется на технологии очистки компрессоров газовых турбин. Наш ассортимент химикатов Fyrewash специально разработан для удаления загрязнений, присутствующих в компрессорах.
Мы также разрабатываем и поставляем оборудование, которое, как правило, можно модернизировать. Распыленная вода и моющее средство (при необходимости) распыляются непосредственно в компрессор, эффективно удаляя загрязнения и восстанавливая чистоту, эффективность и производительность системы.
Сообщение написано Martin Howarth
Обширные знания в области машиностроения и электротехники, а также практический опыт работы с газовыми турбинами составляют основу его работы в Rochem.
Большинство современных пассажирских и военных самолетов оснащены Описание изображений нижняя часть рисунка показывает:
На обоих рисунках турбина окрашена в пурпурный цвет. Верхний левый рисунка показывает реальную силовую турбину. В зависимости от типа двигателя может Детали конструкции На сайте есть несколько интересных деталей конструкции турбины. |
Слева
Этот