Турбонаддув самодельный: для чего нужен, как сделать и установить

Компоненты для турбонаддува, которые нужны для установки турбины.

В этой статье мы расскажем о том, что необходимо приобрести и какие доработки необходимы при сборке турбонаддувного двигателя.
Существует распространенное заблуждение, что для того, чтобы двигатель стал турбонаддувным – достаточно просто приобрести турбокомпрессор, прикрутить его к двигателю, и он тут же готов к полноценной эксплуатации. Само собой разумеется – это далеко не так. Нужно понимать, что турбокомпрессор – это всего лишь часть звена, хоть и достаточно важная. Для того, чтобы понять, что вообще нужно сделать, чтобы в двигатель начал поступать воздух под давлением, необходимо хотя бы поверхностно вникнуть в суть того, как это работает.

Выпускной коллектор

Турбокомпрессор состоит из холодной части, горячей части, картриджа, вала и крыльчаток. Воздух нагнетается непосредственно внутри холодной части крыльчаткой, которая приводится в движение за счет того, что в горячей части другую крыльчатку раскручивают под давлением выхлопные газы. Т.е., исходя из этого, нам нужно подводить выхлопные газы к турбокомпрессору, из чего следует – нам нужен как минимум специальный коллектор под турбокомпрессор. Т.к. турбокомпрессоров существует великое множество – существует очень много разных “посадочных мест” турбокомпрессора, так называемых “фланцев”, и необходимо понимать, что выпускной коллектор под одну турбину запросто может полностью быть несовместимым с какой-то другой. Поэтому при выборе выпускного коллектора обязательно убедитесь, что он совместим с выбранным турбокомпрессором.

Даунпайп

Мы уже разобрались с тем, что для работы турбокомпрессору необходим коллектор, по которому в него под давлением поступают выхлопные газы. Но совершив полезную работу и раскрутив вал турбокомпрессора, эти выхлопные газы должны идти дальше в выхлопную магистраль, и для этого нам понадобится т.н. даунпайп (downpipe – англ.). По сути даунпайп – это фланец выхода с турбокомпрессора, к которому приварена часть магистрали различной формы (в зависимости от индивидуальной компоновки на конкретном автомобиле). Для дальнейшей калибровки двигателя в даунпайп необходимо вварить гайку под лямбда-зонд (подходит ступичная гайка от классики) на расстоянии 90 миллиметров от выпускных клапанов (порядка 30-40 сантиметров от турбокомпрессора), хотя этот момент и не так критичен – допустима практически любая удаленность лямбда-зонда от турбокомпрессора, главное условие – не менее полутора метров до окончания выхлопа. Также во избежание нагрузок на излом во время перемещения двигателя настоятельно рекомендуется вварить в даунпайп гофру.

Прокладки

Для более эффективного уплотнения мест соединений турбокомпрессора с выпускным коллектором и даунпайпом применяются специальные прокладки. Не стоит экономить на этом казалось бы пустяковом пункте при постройке двигателя, используйте только оригинальные прокладки для вашего турбокомпрессора – это избавит от постоянных прогораний и вечных поисков решения проблемы, которой изначально не было, если бы не было желания немного сэкономить.

Воздушная магистраль

Мы отлично знаем о том, что вся суть турбонаддува заключается в том, что сжатый турбокомпрессором воздух под давлением подается в двигатель, но для того, чтобы он туда попал – необходима воздушная магистраль, которая включает в себя алюминиевые (или стальные) трубы, соединенные силиконовыми патрубками. Схема движения сжатого воздуха обычно выглядит так: турбокомпрессор – интеркулер – впускной коллектор – двигатель. Т.е., для того, чтобы обеспечить правильную работу – необходимо проложить магистраль от турбокомпрессора до интеркулера и от интеркулера до впускного коллектора. Помимо того, что трубы должны быть соединены силиконовыми патрубками, их необходимо жестко зафиксировать, чтобы воздух под давлением не скидывал эти самые силиконовые патрубки с труб, для этого используются специальные силовые хомуты. Можно воспользоваться обычными хомутами “под отвертку”, которые продаются в магазинах, подобрав нужный диаметр, но их усилия зачастую не достаточно для надежной и безотказной работы.

Обвязка турбокомпрессора

Для того, чтобы турбокомпрессор мог работать продолжительное время, ему необходимы смазка и охлаждение. В качестве смазки используется моторное масло, которое подается под давлением из системы смазки самого двигателя. Но для того, чтобы обеспечить турбокомпрессор смазкой, необходима масляная магистраль, так называемая маслоподача. Помимо смазывающей функции, масло еще и охлаждает турбокомпрессор, но зачастую на бензиновых двигателях, где температура работы турбокомпрессора может быть очень высокой, этого охлаждения недостаточно. Чтобы еще больше увеличить охлаждение турбокомпрессора к нему подводится охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, и для обеспечения магистрали подачи также необходима так называемая тосольная подача.Масло и охлаждающую жидкость после турбокомпрессора необходимо отводить для возвращения в системы, из которых они были взяты, для чего на турбокомпрессор необходимо подвести также маслослив и магистраль отвода охлаждающей жидкости. Очень не рекомендуем экономить на этих пунктах, потому что самодельные маслоподача и тосольные магистрали очень часто выходят из строя, что приводит к действительно серьезным последствиям – выходу из строя турбокомпрессора, понижению давления масла в системе смазки двигателя и как следствие выходу его из строя, и даже пожару в подкапотном пространстве.

Клапан сброса

Есть еще один немаловажный компонент воздушной магистрали, который стоит вынести в отдельный пункт. Во время работы турбокомпрессора создается избыточное давление в воздушной магистрали, когда открыта дроссельная заслонка – все отлично, воздух под давлением поступает в двигатель, и он работает с повышенной мощностью. Но как только дроссельная заслонка закрывается – избыточное давление в воздушной магистрали не способно также резко исчезнуть, ведь турбинный вал все еще вращается на очень больших оборотах, и воздух все еще нагнетается. Для того, чтобы сбросить избыточное давление в магистрали, устанавливается клапан сброса, т.н. байпас. Он представляет собой клапан, который открывается создавшимся во впускном коллекторе разрежением вследствие закрытия дросселя и сбрасывает весь лишний воздух обратно на вход турбокомпрессора. Блоуофф – это одна из разновидностей байпасного клапана, отличающаяся тем, что лишний воздух сбрасывается не на вход турбокомпрессора, а наружу, создавая при этом различные шипящие/свистящие звуки, в зависимости от модели блоуоффа.

Форсунки

Увеличив количество поступающего в мотор воздуха путем поднятия давления, мы естественно подняли и его потребность в количестве топлива. Так как стандартные топливные форсунки не способны обеспечить топливоподачу даже при минимальном наддуве – их обязательно нужно заменить на более производительные. Стоить помнить о том, что производительность форсунок не стоит брать с потолка, равно как и не стоит выбирать форсунки по принципу “из того, что было”. Выбор форсунок всегда нужно обговаривать с человеком, который будет настраивать мотор после его окончательной сборки.

Топливный насос

Помимо увеличения производительности топливных форсунок, необходимо позаботиться и о производительности топливного насоса – стандартный топливный насос способен обеспечить лишь небольшой прирост мощности, порог которого перешагивается в большинстве случаев при установке и дальнейшей доработке турбонаддувного двигателя.

Поршневая

Это очень объемный пункт, который стоит осветить более подробно. Увеличивая количество топливно-воздушной смеси, мы увеличиваем также динамическую степень сжатия, что приводит к увеличивающейся вероятности возникновения детонации, которая губительна для мотора. Есть много способов борьбы с этим эффектом:
а) Увеличение октанового числа топлива, что снижает вероятность возникновения детонации, но является достаточно дорогостоящим и мало-приемлемым мероприятием в случае каждодневного использования автомобиля, ведь нам не нужны лишние траты на разницу в стоимостях бензинов;
б) Обогащение топливно-воздушной смеси – достаточно распространенный, но в действительности недостаточно эффективный и разумный способ снижения вероятности детонации, ведь увеличивая количество топлива на единицу воздуха, мы снижаем КПД двигателя, увеличиваем расход топлива и уменьшаем его ресурс. Кроме того, сильно обогащенные составы вредны для выпускного коллектора и турбонагнетателя – не сгоревшее топливо начинает догорать уже за пределами цилиндров, сильно нагревая выпускной коллектор, турбокомпрессор и весь выпускной тракт.
в) Уменьшение угла опережения зажигания – более эффективный метод борьбы с детонацией, но требующий более тщательной настройки и так или иначе снижающий эффективность работы двигателя.
г) Снижение степени сжатия – наиболее приемлемый способ, так как он в высшей степени эффективен, хоть и требует механического вмешательства в двигатель. Есть несколько способов снижения степени сжатия, но наиболее удачный и разумный из них – установка специальных поршней. В виду их малой цены и очень большой устойчивости к повышенным мощностям (до 400 л.с. — гарантировано) – этот способ является фактически единственным верным при постройке турбонаддувного двигателя для повседневного использования.

Система управления

Для того, чтобы двигатель с установленным турбонаддувом работал правильно – им необходимо правильно управлять. При установке турбонагнетателя индивидуальная калибровка (настройка) программного обеспечения должна проводиться в обязательном порядке. Более того, программа должна быть очень тщательно настроена под конкретный двигатель, ибо вероятность разрушения двигателя вследствие неправильной настройки – гораздо выше, чем на атмосферных двигателях. Существует великое множество систем управления и программ для управления турбонаддувными двигателями, и забота правильного выбора и соответственно правильной настройки – ложится на плечи человека, который будет настраивать двигатель.

Доработка системы охлаждения двигателя

При увеличении мощности двигателя возрастает его температурная нагруженность, что делает эксплуатацию достаточно мощного двигателя менее комфортным (а в некоторых случаях даже нереальным) при каждодневном использовании в условиях города. Существует несколько мер, которые очень желательно принять при увеличении мощности двигателя. Более подробно они описаны в нашей статье.

Бустконтроллер

Для того, чтобы эффективно управлять давлением наддува, необходим бустконтроллер. Бустконтроллеры могут быть механическими и электронными. Механические бустконтроллеры более просты в принципе своей работы и более дешевы, но приносят достаточно много дискомфорта, если давлением наддува нужно оперативно управлять.
Электрические бустконтроллеры более продвинуты – многие модели способны управлять наддувам как по выбранной передаче, так и по положению дросселя и оборотам двигателя. Настройка этой функции полезна и даже неизбежно необходима в большинстве случаев для достижения максимального результата на каких-либо спортивных мероприятиях.

Как установить турбонаддув своими руками – процесс в деталях + Видео

Один из способов улучшения скоростных и динамических характеристик автомобиля – это установка турбокомпрессора. Установить турбонаддув своими руками, имея определенные знания и навыки, вполне возможно.

1 Принцип работы агрегата – рационально и с умом

Принцип работы турбонаддува основан на использовании отработанных выхлопных газов, другими словами – это рациональная и разумная утилизация автомобильных отходов. Полезное изобретение более века назад разработал и запатентовал швейцарский инженер Альфред Бюхи, но его гениальное открытие актуально и сегодня. Отечественные авто уступают по мощности иномаркам, поэтому автолюбители, стремясь улучшить параметры своих машин и выжать из них по максимуму, устанавливают турбонаддув.

Похожие статьи

С этим сложным видом тюнинга все чаще встречаются Жигули, Лады и Нивы, и хозяева подтверждают очевидный эффект от внедрения турбины. Новички-автолюбители, мечтающие установить универсальный мотор, скорее всего, обратятся на СТО. Опытные водители, хорошо зная устройство своего «железного коня», смогут своими руками произвести установку турбонаддува, получив в результате увеличение мощности и экономию средств.

2 Грамотный выбор турбокомпрессора

Чтобы езда была удовольствием, необходимо определиться, сколько лошадиных сил хочется получить от усовершенствования. Важно выбрать турбину, которая подошла бы под определенную марку авто, ведь от типа нагнетателя, объема двигателя зависит ее монтаж. К примеру, турбонаддув ТКР-7 может увеличить мощность мотора на 20 %, путем повышения давления в 1–1.2 раза в топливной системе.

Более высокое давление может вызвать редуцирование резерва двигателя на выходе, быстро придут в негодность поршни и выпускные клапаны. Отходы газов, поступающие в турбину, регулируются перепускным патрубком, который будет часть газов отводить мимо турбокомпрессора. Турбина K16-2467 идеально подходит к установке и обещает хорошие обороты для использования авто в черте города. Предлагается к рассмотрению турбонаддув IHI RHF55, как хороший рабочий вариант, способный долгое время обеспечивать быструю и надежную езду.

Купленная в магазине турбина более износостойка, подшипники находятся в масляной среде, истирание деталей происходит только с глушением мотора. Поэтому при оптимальном уходе и регулярном осмотре такая установка способна служить более 10 лет. Многие изобретатели устанавливают самодельные устройства, но в этом случае экономия не оправдывается. Лучше сэкономить на самой установке, но не на турбине.

3 Монтаж и установка механизма в деталях

После того, как выбран нужный турбокомпрессор, можно приступать к его монтажу. Важно помнить, что неправильная установка турбокомпрессора может привести к быстрому выходу из строя или уменьшению срока его эксплуатации. Установка турбонаддува начинается с проверки маслосливной и маслоподающей частей нагнетателя – нет ли там грязи и пыли. Рекомендуется полная замена масла и проверка воздушного и масляного фильтров.

Турбокомпрессор представляет собой устройство, состоящее из двух агрегатов, называемых улитками. Улитка-турбина перерабатывает и отводит выхлопные газы, а улитка-компрессор нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Алгоритмы работы:

  • Снять с двигателя карбюратор и фильтр воздуха, предварительно их прочистив;
  • Проверить работу катализатора, если он есть, потому что лишние выхлопные газы будут помехой в работе компрессора;
  • Промыть растворителем или бензином патрубки, подающие воздух, и вентиляционную систему катера;
  • Проверить каналы, подающие воздух, на предмет песка или грязи, что может помешать работе нагнетателя;
  • Установить и закрепить турбину;
  • Закрепить патрубки нагнетания и выхода специальными хомутами из пластика;
  • Вручную запустить турбинный вал, запоминая скорость вращения ротора. Специальным шприцем залить в турбину масло, не пережимая маслопровод и не прекращая подкручивание ротора, и убедиться, что идет беспроблемная подача;
  • На несколько секунд запустить и прогреть двигатель, сравнивая вращение ротора до и после;

4 Эксплуатация машины с турбонаддувом

Когда удалось успешно установить турбину, ее обладатели замечают положительную перемену – меньшее потребление топлива. Треть переработанного бензина не выбрасывается наружу, загрязняя окружающую среду, а качественно используется. Наблюдается существенное сокращение вибрации двигателя.

Чтобы модернизированная машина прослужила дольше, необходимо до поездки прогревать мотор, а после на несколько минут оставлять его на холостых оборотах. Для полноценного охлаждения и смазки турбины нужно использовать качественное масло, следить за сменой воздушных фильтров, за герметичностью маслопровода. Если соблюдать эти простые правила, установленный турбонаддув прослужит долго и не раз порадует своего обладателя!

ZAZ Project

ZAZ Project

Размышления о
турбине на ЗАЗ

1. При применении турбонаддува
необходимо обеспечить степень сжатия
двигателя порядка 7-8 единиц (поэтому при
установке турбонаддува на ВАЗах
растачивают головку — по материалам
Рижского авторемонтного завода по
подготовке раллийных авто)). У ЗАЗика уже
столько от рождения 🙂
2. При применении турбонаддува с давлением
наддува более 2 атм, необходимо обеспечить
бОльшую детонационную стойкость бензина.
Так как самодельный компрессор не сможет
создать давление выше 2 атм, то это условие
можно игнорировать и не переходить на
бензин А92.
3. Установка компрессора ведет к увеличению
расхода топлива за счет: а — вылетания части
топлива в выхлопную трубу при продувке
цилиндра на такте выпуска/впуска, б —
увеличении механических потерь на привод
компрессора. А вот теперь НО для двигателя
ЗАЗ и самодельного компрессора — так как у
двигателя ЗАЗ действительно плохо с
продувкой, то топливо-воздушная смесь «не
успеет» вылететь в трубу, как на других
двигателях (например ВАЗовсих), а просто
выдавит из цилиндра отработанные газы;
механические потери у самодельного
компрессора весьма низки за счет того, что
он не создает избыточное давление выше 2 атм,
а посему ими можно пренебречь.
Следовательно расход топлива у двигателя
может возрасти но весьма незначительно, но
в тоже время за счет улучшенного наполнения
цилиндров топливо-воздушной смесью
возрастет и мощность и станут ниже обороты
на которых двигатель выдает максимальный
крутящий момент (можно ехать на более
высокой передаче экономя тем самым топливо
и немного экономить на бензине).
4. Максимальные обороты двигателя могут
возрасти, но незначительно, так как они в
основном определяются не давлением в
цилиндре во время рабочего такта, а логикой
работы ГРМ и качеством исполнения трактов
впуска/выпуска.

Так, теперь про переделку под
ВАЗовские поршни от ВАЗ 21011 диаметом 79мм.
У меня такие стоят уже около года. Сам
процесс переделки и стоимость работ/»компонентов»
был описан в конфе весьма детально.
Расчет проводил по справочнику Автотехника
за 1978 год.
У двигателя возросла компрессия (до 9 — 9,5 кгс/см2
против 8 — 8, 5 кгс/см2 до переделки),но это
скорее всего следствие притирки клапанов к
седлам. Степень сжатия по расчетам возросла
до 9 — 9,5 единиц против моих 8-8,5 (у меня
двигатель от рождения 50 л.с.).Мощность
рассчетная порядка 65 л.с. при обьеме 1300см3,
на самом деле около 60-62 при разных замерах/подсчетах.
Из неприятностей произошедших с двигателем
после этого — замена 6 шпилек (из 16) на
ремонтные с диаметром резьбовой части 12 мм
вместо 10 мм штатных (штатные скорее всего не
выдержали увеличение степени сжатия).
Замена выпускного клапана 3 цилиндра в
связи с обломившейся частью тарелки
клапана ( заводской брак в клапане — каверна
в отливке). Состояние зеркал цилиндров
после пробега 10 тысяч — отличное до сих пор
видно хонингование по всей высоте цилиндра.
Поршни и поршневые кольца в отличном
состоянии (тьфу, тьфу, тьфу…). По
субъективным ощущениям моим и моих
знакомых — динамика не хуже чем у машин
гольф класса с карб. двигателем около 2
литров. При активной езде по городу и трассе
легко делаю любые ВАЗы, кроме впрысковых
коротких Нив с двигом 1,8 литра ( КПП знаете
ли у них грузовая, а скорости более 70 по
городу не рекомендуются :)))) Максимальная
скорость без насилия на 92 бензине 150 км/час,
на 95 — 160 км/час. Экономичная 85-90 км/час (расход
от 7 до 8,5 литров), «шустрая» — 105-120 (расход
9 — 10 литров). Самая экономичная «когда
некуда больше спешить» (С)60-75 км/час (порядка
5.5-6 литров). Проверялось неоднократно.

Теперь про карб и расход топлива. С точки
зрения наполнения цилиндров топливо-воздушной
смесью лучшее решение — карб ДААЗ 21073 с
увиличенным диаметром диффузоров обоих
камер (кстати наследник ДААЗ 2105). Но это
вызовет повышенный расход топлива около 10
-13 литров при не очень активной езде.
С точки зрения экономии топлива лучше ДААЗ
21083 не найти, но весьма капризен к качеству
топлива и требует доводки перед установкой
на авто (качество исполнения хромает
впрочем у всех карбов). У меня стоит именно
он. Кстати про расход и тягу: один раз ошибся
и поставил топливный жиклер с проходным
сечением около 110 в первичную камеру вместо
95. Двигатель работал как дизель — тянул на
четвертой с 25 без детонаций и стуков, причем
мог активно разгоняться уже с 25! Правда
расход топлива в 17 литров меня огорчил :)))
На мой взгляд наиболее приемлемые
результаты по параметрам -экономичность/динамика/сложность
установки и эксплуатации — это карб ДААЗ 2105
с МЕХАНИЧЕСКИМ приводом дросельной
заслонки второй камеры.
Теперь про ресурс: я уже неоднократно
говорил, что двигатель ЗАЗа штука весьма
слабо форсированная и с невысоким
качеством исполнения, так вот при
надлежащем уходе и без всяких переделок
ресурс у него лежит за границей 250 тысяч и
примеров тому немало (только не надо лить
нигрол или олифу с соляркой в двигатель).
Если же почти сразу после покупки авто
двигатель привести в порядок, как это
делают западные фирмы (правда еще при
сборке на заводе :)) то ресурс его может
отодвинуться тысяч до 400.Только меняй
шестерню привода ГРМ и регулируй клапана и
заменяй масло.
Если вести форсировку двигателя путем
повышения степени сжатия, без приведения в
порядок самого двигла, то ресурс будет
порядка 150 тысяч (что кстати тоже весьма
неплохо). А при простой замене карба,
зажигания, установке слабенького
компрессора, так не стоит вообще
задумываться о падении ресурса, это будет
не заметно и свои 150-200 тысяч до капиталки вы
откатаете спокойно ( но при условии
проведения регламентных работ
предписанных заводом).

Так, а теперь про температуру
двигателя которая падает при применении
карба от ВАЗа, установке поршней от ВАЗа и
применении турбонаддува.
Это легко объясняется:
1. При замене карба — карб готовит более
оптимальную смесь, не переобогащенную, как
родной К-1ХХ. Вследствие этого снижение
температуры рабочего процесса и меньшее
влияние плохой продувки цилиндра (так как
снизилась температура смеси после рабочего
цикла).
2. Поршни ВАЗовские улучшают продувку
цилиндра, следовательно снижают
температуру в нем после рабочего цикла (частично
за счет бОльшего количества новой порции
топливо-воздушной смеси поступившей в
цилиндр).
3. Турбонаддув так же улучшит продувку.
Смотри пункт 2.

Да, у меня после установки
карба 21083 на родных поршнях, температура
упала до 80-85 С вместо 90-100С . После установки
еще и ВАЗовских поршней — вообще до 65-80.
Зимой ( менее -5С) стало проблемой прогреть
двигатель хотя бы до 60С даже при длительном
движении и теплоизоляции моторного отсека.

Тимофей Пыльник

Турбонаддув из пылесоса

В 80 годы распространялась
схема наддува двигателя ЗАЗ 968 и ЛуАЗ из
деталей пылесоса, которую я и взял за основу,
обустроил на свой манер и смонтировал, но
идея пришла самостоятельно, основываясь на
потери мощности двигателя по раскрутке
генератора,
около n%, можно предположить что и на
преодоление сопротивление воздуха
тратится оное количество, вот и решил
попробовать устранить потерю, но палка о
двух концах, возникали потери на раскрутку
наддува, в каких пропорциях сказать не мог и
решил провести эксперимент. 
Конструктивно это выглядело так: 
Трудные поиски подходящей турбины пылесоса
наконец успешно закончились и я ее одел в
корпус, к корпусу приварил загодя
изготовленный кронштейн который крепился
болтами к корпусу турбины вентилятора
охлаждения (мотор ЗАЗ 968) и патрубки выхода и
входа воздуха. На вал турбины насадил
подшипники качения от генератора и шкив.
Выточил приводной шкив и укрепил его на
центрифуге мотора. Диаметры шкивов
рассчитал таким образом, чтобы турбина
пылесоса вращалась в два раза быстрее
мотора. Впускной патрубок соединил
резиновым шлангом со штатным фильтром
очистки воздуха, а выпускной с карбюратором.
Надел на шкивы ремень и завел мотор. Вот и
вся не дога.
Каких
то расчетов я не делал да и не умел. Просто
сделал из любопытства. Что будет ?
Результат оказался любопытным. Мотор легко
запускался и к общему шуму прибавился
легкий свист. Разгон автомобиля проходил
очень вяло, но на рубеже 2 500 об. у мотора
резко прибавлялась приемистость, как будто
авто получало сильный пинок под задницу и
далее движение проходило с лучшими
тяговыми качествами чем без наддува. Какого
то увеличения расхода топлива я не заметил,
а если откровенно, точных не проводил.
Температурный режим оставался в норме.
Серьезным недостатком являлось то, что
манера вождения требовала сноровки.
В общем конструкция оказалась хлипкой и
требовала совершенствования а значит и
времени, что нам вечно не хватает, да и на
заправках замучили -Что это у тебя за балда ?
(У Запорожца заправочная горловина в
моторном отсеке). Одним словом эксперименты
я прекратил.
Тем не менее данное сооружение натолкнуло
меня на мысль, по тому же принципу
установить на Запорожец более мощный
генератор, в коим имеется острая нужда в
зимнее время, по причине электрической
прожорливости отопителя салона.

Вернутся в Архив

Сайт создан в системе uCoz

Турбина на ваз 2109 своими руками

Одной из возможностей продлить жизнь старому автомобилю, например любому ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112, является его тюнинг. Конечно, речь в данном случае идет не об установке новых дисков и чехлов, а в первую очередь о повышении мощности двигателя. И один из самых простых и вполне доступных вариантов обеспечения этого – установить на мотор механический нагнетатель своими силами.

Механический нагнетатель на ВАЗ – за и против

Чем больше мотор и чем больше в нем цилиндров – тем выше его мощность. Таков самый первый вывод при наблюдении за моторами и машинами. Но это не всегда именно так. Чем больше топлива сгорает в цилиндрах двигателя, тем большую мощность он способен показать. Но объем цилиндров конечен, а мощность хочется иметь повышенную. Вот в этих случаях на помощь приходит механический нагнетатель воздуха.

Принцип его действия чрезвычайно прост и работает на любых автомобилях, в том числе семейства ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112 – он обеспечивает подачу дополнительного воздуха в мотор, в результате чего:

  • увеличивается продувка цилиндров, и они лучше освобождаются от остатков сгоревшего топлива;
  • в цилиндры мотора попадает больше топлива, что обеспечивает получение большей мощности;
  • повышается степень сжатия, что также дает прирост мощности.

Такой подход практически похож на режим турбо, применяемый на дизелях. Только там для этих целей используется турбонагнетатель, приводимый в действие выхлопными газами, а в этом случае – механический нагнетатель воздуха, который ремнем связан с коленвалом двигателя. Такой подход гораздо проще, подача воздуха зависит от оборотов двигателя, чем они выше, тем его поступает больше; а также не требует обеспечения режимов работы турбины и может быть выполнен своими руками на любом автомобиле ВАЗ.

Не стоит забывать, что вами производится форсирование двигателя ВАЗ, будь то любая его модель 2107, 2106, 2114, 2112, работа должна выполняться комплексно, и только тогда возможно получение ожидаемого результата. Однако это не такая уж и большая плата за прирост мощности.

Как установить воздушный нагнетатель своими руками

Существует несколько подходов, позволяющих установить механический нагнетатель воздуха на автомобили семейства ВАЗ своими руками. Это изготовление самим такого устройства, обеспечивающего режим турбо или форсирование двигателя, или использование готового КИТ-набора.

Самодельный нагнетатель на ВАЗ

При таком подходе определяющим будет механический нагнетатель воздуха. Именно от него зависит вся будущая конструкция. Главное – найти соответствующий требованиям воздушный нагнетатель от импортного автомобиля, или придется использовать самодельный. Возможно и такое, причем в этом случае применяются подходящие детали и узлы от совершенно неожиданных устройств, например, пылесоса.

Изготавливая подобный самодельный воздушный нагнетатель, необходимо учитывать буквально все – габариты, вес, размещение в подкапотном пространстве, как и где будет располагаться приводной шкив и ремень, производительность этого устройства, режимы работы (кратковременный или продолжительный), возможность смазки и многое, многое другое.
После того, как появится ясность с компрессором, необходимо рассчитать реализацию турбо режима для двигателя.

Даже приведенный далеко не полный перечень вопросов показывает, что изготовить самодельный воздушный нагнетатель на ВАЗ любого семейства, хоть 2107,2106, хоть 2114, 2112, достаточно сложно, но возможно. Примером может послужить фото, показывающее, что такая работа успешно выполнена. Правда, это не ВАЗ, но важен сам факт – изготовить самодельный воздушный компрессор, в котором его приводной узел подсоединен к коленвалу двигателя, – возможно.

Приводной нагнетатель своими руками – из КИТ-набора

Да, есть в продаже такие комплекты, позволяющие своими руками реализовать режим турбо в автомобилях ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112. Как правило, он включает в себя все нужное для сборки и установки подобного устройства на автомобиль – сам компрессор, ремни, приводной узел, кронштейны и воздуховоды. Что собой представляет подобный комплект, позволяет понять приведенное фото.

В качестве достоинств реализации режима турбо таким образом, стоит отметить его заточенность именно на автомобили ВАЗ той или иной модели (2107, 2106, 2114, 2112). К преимуществам подобного подхода следует также отнести то, что при некоторых условиях, когда уровень создаваемого дополнительного давления не больше половины бара, не требуется вмешательства в топливную систему автомобиля.

Расписывать порядок реализации режима турбо из подобного набора нецелесообразно, в каждом из них есть своя инструкция по сборке. К недостаткам можно отнести страну-изготовителя, но здесь уж как повезет. Как выглядит автомобиль после доработки и как ее выполнить, дополнительно поможет понять видео
» alt=»»>
Один из доступных автолюбителям способов форсировать мотор старого автомобиля и придать ему новую жизнь – поставить нагнетатель воздуха. Эту работу можно выполнить и своими руками, если использовать имеющиеся в продаже КИТ-наборы на автомобили ВАЗ.

Новый видео-урок по самостоятельной установке турбины на ВАЗ 2109, 2108, 21099.

Для примера возьмем ВАЗ 2109 с восмьиклапанным мотором. Турбина Т25Т28 до 280 ЛС. В комплекте идет сразу все необходимые детали для установки, так же как и все переходники. Переде выходящий пайпинг, используя герметик наносите его на плоскость пайпинга и прикручиваете. Далее идет установка пайпинга воздушного фильтра. Далее – установка даунпайпа. Он подготовлен под выход под 60-ю трубу. При его установке лучше тоже использовать герметик. С обратной стороны сразу установите шланг водяной подачи, потом его неудобно будет прикручивать. Сделайте его подлиннее, потом обрежете.

Снимите впускной и выпускной коллекторы, датчик давления масла, сливной сильфон и поддон. В первую очередь устанавливаем сильфон во внутренней части коллектора. Необходимо использовать цельнометаллическую прокладку, другие у вас просто сгорят.

Установка комплекта турбины на ВАЗ производится так: устанавливаем ресивер, защиту на коллектор для предотвращения перегрева рампы. Ее обычно выкидывают, но в этом случае без нее никак. Первый коллектор присоединен, далее идет трубку подачи масла. Потом производим подсоединение трубок подачи тосола, чтобы потом не тратить на это время. Перед установкой рампы, устанавливайте пайпинг с блуоффом, чтобы потом не мешался. Это практически все.

Осталось установить ресивер, развести проводку, установить гофру (не забудьте, что канал сапуна должен быть закрыт заглушкой). Устанавливаем воздушный фильтр, подключаем вакуумный шланг управления блуоффом, все проводки, тросик газа. Осталось залить тосол, от даунпайпа приварить трубу к выпуску и запустить.

Все, молодцы, турбина на ВАЗ 2109/2108 установлена!

ВАЗ 2109 автомобиль, который часто встречается на территории стран СНГ. История этой модели началась еще в 1980х годах и, несмотря на последующие доработки и модернизации, даже самые новые заводские модификации можно считать устаревшими. Не удивительно, что многие владельцы таких авто, коих не мало, ищут варианты увеличения мощности. И один из них — это установка турбокомпрессора на карбюратор. В чем же преимущества и каковы минусы подобной модификации, зачем и кому это может понадобиться.

Для чего ставят турбину на ваз с карбюратором

В идеале, владельцы ВАЗ 2109, как и других карбюраторных авто, надеются подобным способом увеличить мощность двигателя до возможного максимума. И особенно эта мысль будоражит автолюбителей, которые любят погонять. Так же, существует мнение, что, грамотно установив турбину, можно добиться снижения шума, уменьшения количества топлива (стандартный расход при большей мощности), сокращения времени разгона и возможность поднять крутящий момент. Преимущества и выгоды тут, вроде бы вполне очевидны, но так ли все хорошо и на практике?

Плюсы и минусы установки

Для начала стоит разобраться, что собой представляет сам турбокит. Турбокомпрессор на карбюратор очень большая редкость из-за сложности самой системы, которая должна работать идеально и слажено как в целом, так и в каждом отдельном своем узле. А высокие температуры, несомненно, требуют использования специфических и дорогих материалов. И это при том, что карбюраторный двигатель даже на уровне конструкции не был рассчитан под наддув. Если говорить о возможности появления подобной модификации на заводских моделях ВАЗ, то вероятность этого стремиться к нулю из-за стоимости самого компрессора, который добавит, минимум, 10% к конечной стоимости автомобиля. Что, в свою очередь, не представляется возможным, если учесть ценовой сегмент данных авто.

Некоторые нюансы которые стоит учесть после установки

Как и у любой другой сложной системы у турбокомпрессора есть особенности, которые настоятельно рекомендуется учитывать при ее эксплуатации. Причем халатное отношение к этим требованиям способно сократить срок службы до минимума и расходы на тюнинг так и не окупятся.

Вот несколько основных моментов:

  1. Необходимо следить за маслом и фильтрами. Вовремя менять и не использовать присадки.
  2. Желательно использовать только рекомендованное производителем масло.
  3. Не допускать резкого старта с большими нагрузками.
  4. Не допускать резкой остановки двигателя при нагрузках.
  5. Не допускать долгой работы на холостом ходу.
  6. Герметичность.
  7. Своевременно менять воздушный фильтр.

Какую турбину ставить на ваз с карбюратором?

Что касается выбора турбокомплекта, то непосредственно для ВАЗ его нет. Но можно взять универсальные модели, подходящие по параметрам. Самыми популярными на сегодняшний день считаются турбины Garrett. Так же существуют и другие хорошо показавшие себя с отечественными автомобилями турбины, такие как IHI, BorgWarner, Holset, Mitsubishi и Subaru. Выбор достаточно широк и разнообразен как в отношении производителей, так и ценовых категорий.

Если говорить о теории, расход топлива зависит от мощности, мощность же зависит от уровня обогащения топливно-воздушной смеси, попадающей в цилиндры. Есть два типа систем: наддув и турбонаддув. Различия заключаются лишь в механизме, который приводит турбину в движение.

  • В первом случае это сам двигатель и плюсом тут является прямая взаимосвязь оборотов турбины и двигателя. Положительный момент — они работают максимально синхронно, что достаточно важно для управляемости процесса, но отрицательным моментом является то, что часть мощностей двигателя тратится на раскручивание самой турбины.
  • Во втором случае все несколько сложнее и турбин там две. Несомненным преимуществом этого варианта является то, что он не требует дополнительных затрат мощности и нагнетает значительно больше воздуха в двигатель. Но и тут не обошлось без минусов, а именно главного — понижение отзывчивости двигателя. К тому же, турбонаддув, в свою очередь, делится на турбины низкого и высокого давления. И для второй группы обязательно потребуются дополнительные доработки двигателя. Что значительно увеличит затраты на такой тюнинг.

Стоит ли заниматься установкой турбины своими руками?

Отсюда плавно вытекает следующий вопрос: можно ли установить турбину своими руками? Ответ — теоретически можно, но крайне не рекомендуется. Так как установка и настройка подобной системы достаточно трудоемкая и сложная, необходима полная герметичность, а в процессе монтажа недопустимо попадание масла, песка и прочих мелких частиц, так как все это может забить крыльчатку и вывести турбину и не только из стоя.

Следовательно, один из важнейших пунктов — наличие опытного мастера, который точно знает, что и как нужно делать и сможет детально проконсультировать по всем вопросам заранее и в процессе тюнинга. Особенно это касается турбонаддува высокого давления, куда любителю лучше вообще не соваться, ради собственной безопасности и сохранности транспортного средства.

Еще стоит помнить, что самый простой наддув, скорее всего не даст никакого заметного результата. А для чего-то более результативного придется модифицировать еще ряд систем автомобиля. Как минимум, тормозную систему, трансмиссию и систему воздушных фильтров, что в разы увеличит, итак, ощутимые финансовые вложения.

Стоит ли овчинка выделки?

Если подвести итог всего вышесказанного, то фактической выгоды в установке турбины на ВАЗ 2109 практически нет. Полноценная качественная модификация обойдется очень дорого, а в других вариантах нет смысла и возрастает риск, в лучшем случае, распрощаться с автомобилем окончательно. Само собой разумеется, что двигатель перед установкой турбокита должен быть абсолютно исправен и не иметь дефектов. В противном случае, его тоже придется заменить.

К общим минусам установки турбины на карбюратор ВАЗ стоит так же отнести и то, что срок службы двигателя с подобными доработками существенно сокращается. И это даже при идеально установленном по всем правилам оборудовании. А также, стоит соблюдать основные требования по эксплуатации и профилактическому уходу за самим турбокомпрессором. Так как самая частая причина поломок не заводской брак или недолговечность самого элемента, а именно ненадлежащее использование.

ТУРБО-кит на дуратек 1.4, 1.6

Отчет об установке турбокмопрессора на 1.4
(обновление от 10 сентября 2010)
1388см/куб, степень сжатия — сток 11:1(37куб/см)
Степень сжатия необходимо уменьшать, в любом случаи.(примерно 7.2…7.5:1)
-Все работы, за исключением установки блока управления двигателем,
производились собственноручно.
-рабочее давление наддува 0.5-0.6 бар.(в пиках под нагрузкой до 0.8 бар)
-Потрачено денег примерно 45тр, на все в месте.
-На данном этапе замеров мощности пока не было, расчетная мощность -140-150лс

размерность использованных труб
от воздушного фильтра до впуска в турбокомпрессор — 63мм(нерж)
(переход от 100мм-фильтр в 63мм-трасса и в 45мм-вход в компрессор)
от компрессора к интеркуллеру и дроссельной заслонке — 51мм(сталь)
от выпускного коллектора — 38мм(нерж)
(вход в турбину 38мм соответственно)
от турбины и полностью дальше(только прямоточный глушитель, резонатора нет) — 63мм(нерж)

Приобретенные запчасти и их примерный прайс:

Турбокомпрессор passat’овский модернизированный — 6тр /бу(уже отремонтирован)
Интеркуллер от дизельного FF1 — 2.5тр /бу
Блоу офф китайский — 3.5тр
Патрубки+шланги+трубопроводы+возд.фильтр — 1.5тр (в отделе для ТАЗов )и тд.
ЭБУ Уфо(сам блок+установка+настройка) — 34тр
___

Ниже описана нынешняя система наддува, по сравнению с первой, все недочеты устранены, перечислять недочеты нет смысла, тк их очень много, и много чего было переделанно/сделанно заново
___
Изготовленные детали на 6 июня 2010:
выхлопной коллектор «бораньи рога» — самодельный
даунпайп(нижняя труба от турбины) — самодельный
глушитель прямоточный + насадка — самодельный
Oil catch tank(маслоуловитель) — самодельный
рестриктор на подачу масло — самодельный
переходник для забора масла из-под фильтра — самодельный
все воздушные патрубки(выс./низ. давления) — самодельный
растяжка передних стоек — самодельный
модернизация вентиляции картерных газов — самодельный
свечи BOSH от ВАЗ 21093(больший ключ) — 300-400р
Заменой свечей удалось снизить степень сжатия
тк ВАЗовские свечи короче стандартных примерно на 12мм.

Доработки на 10 сентября 2010
-контролирующий воздух взят непосредственно из дроссельной заслонки(просревлено отверстие в корпусе дросселя и нарезана резьба М8)
-проведены все шланги контролирующего воздуха(1-от дросселя к ЭБУ, 2-от дросселя к боу-офф, 3-от дросселя к указаделю давления наддува)
-изготовлен впускной ресивер меньшего объема.

Дополнительные фотографии и информацию можно посмотреть тут http://megasvarshik.narod.ru/
___
Видео пробных заездов на 6 июня 2010
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/1/
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/2/
http://video.yandex.ru/users/megasvarshik/view/4/
___
Фото произведенных работ

Нынешняя система наддува

___
Самый первый вариант
с турбиной, катализатором, длинный колектор 4-1…
много недочетов и упущений, который в последствии были устранены.
Очень интересно в сравнении с настоящей системой
Данная система была изготовлена, чтобы «узнать поедет» Фокус на наддуве или нет…оказалось поехал

___

megasvarshik

17 февраля 2010

ТУРБО-кит на дуратек 1.4, 1.6

Как сделать самодельный турбо

Мощность двигателя пропорциональна количеству топлива и воздуха, поступающего в цилиндры. Для повышения эффективности и мощности автомобиля может быть установлена ​​система турбокомпрессора. Эта система работает, подталкивая больше воздуха в цилиндры, чтобы увеличить эффективность и мощность транспортного средства. Дополнительный воздух в цилиндрах позволяет добавлять больше топлива для увеличения скорости автомобиля. Хотя турбокомпрессорная система может быть приобретена и установлена, она может быть более рентабельной для создания вашей собственной.

Шаг 1

Проведите некоторые исследования, чтобы определить тип турбокомпрессора, который лучше всего подходит для данного автомобиля. Исследуйте другие транспортные средства с подобными двигателями, чтобы определить, какая система турбокомпрессора подойдет для вашего автомобиля.

Шаг 2

Приобретите выбранный вами турбокомпрессор с соответствующим монтажным фланцем и кронштейном, который работает с турбокомпрессором.

Шаг 3

Измерьте размер выходного отверстия турбокомпрессора и выходного отверстия турбокомпрессора. Приобретите трубки, которые имеют такой же размер, как выходное отверстие турбокомпрессора, и дополнительные трубки такого же размера, что и выходное отверстие турбокомпрессора.

Шаг 4

Используйте крепежный фланец и кронштейн для крепления турбины к двигателю. Турбокомпрессор следует размещать так, чтобы выпускное отверстие компрессора было обращено к впускному коллектору, а также располагалось близко к выпускному коллектору.

Шаг 5

Поместите один из концов выпускной трубки в выпускной патрубок выпускного коллектора, а противоположный конец в монтажный фланец. Приварите оба конца трубки к выпускному отверстию и фланцу, чтобы закрепить соединения.

Шаг 6

Используйте выпускную трубу размером с выпускное отверстие компрессора, чтобы соединить выпускное отверстие компрессора с впускным коллектором.

Шаг 7

Закрепите выхлопную трубу с помощью силиконовых соединителей.

Шаг 8

Подсоедините один конец подачи турбонаддува к маслопроводной линии турбокомпрессора. Присоедините незанятый конец подачи масла к масляному фитингу высокого давления двигателя автомобиля.

Шаг 9

Подсоедините линию слива масла турбокомпрессора к масляному поддону двигателя автомобиля. Вы можете установить заглушку приемника сверху масляного поддона или присоединить линию непосредственно к масляному поддону.

Настройте кривую подачи топлива в двигатель в соответствии со спецификациями турбокомпрессора. В зависимости от ситуации вам, возможно, придется установить механическую систему обогащения топлива, чтобы помочь в управлении двигателем.

Чаевые

  • Получите точный контроль над турбонагнетателем, добавив внешний выпускной клапан между крепежным фланцем турбонагнетателя и турбонагнетателем.

Предупреждение

  • Всегда соблюдайте осторожность при работе со сварочными материалами и защитой от износа, чтобы предотвратить потенциальную опасность.

Предметы, которые вам понадобятся

  • турбокомпрессор
  • Турбо монтажный фланец и кронштейн
  • Выхлопная труба
  • Измерительная лента
  • Сварочный материал
  • Силиконовые соединители
  • Масляные фитинги, трубки и переходники
  • Отвертка
  • Розетки
  • Ratchets
  • Безопасные очки

Автомобильная электротурбина / Хабр

Наиболее действенным способом увеличения мощности двигателя автомобиля является турбина. Однако она имеет ряд существенных недостатков таких как: наличие турбоямы, оптимальная работа в небольшом диапазоне оборотов двигателя, невысокий ресурс, сложность установки в неподготовленный для этого двигатель.

Многие из этих проблем способна решить электротурбина. С электротурбиной необходимое давление наддува можно создать в любой момент и можно сбавлять обороты не боясь, что давление понизится. В электротурбине нет горячей части разогреваемой до тысячи градусов. Это положительно сказывается на её ресурсе, цене и простоте установки.

Данная статья будет посвящена нашей разработке в этом направлении.

Разработка и конструктивные особенности

На данный момент в Китае можно купить множество электротурбин, которые ставятся прямо на вход перед воздушным фильтром. Однако они оказываются на 100% бесполезны. Для обеспечения необходимого давления и большого объема подаваемого воздуха мощность электродвигателя должна составлять около 4КВт. У китайских турбин от силы несколько сот ватт.

Для данной задачи нами специально был разработан бесколлекторный электромотор способный выдать до 5КВт мощности и который может раскрутить турбину до 50000RPM. Мотор был специально спроектирован так, чтобы на полной мощности он давал своё максимальный КПД в 93%, тогда он будет выделять 350Вт тепла, которые вполне реально отводить и в теории наш мотор может выдавать полный наддув постоянно. Подробнее с характеристиками нашего мотора можно ознакомиться по ссылке.

Для питания данного мотора нами было решено использовать два автомобильных аккумулятора. Это сильно упростит процесс эксплуатации и цену установки. Один аккумулятор используется штатный, второй подключается к нему последовательно. Для подзарядки второго аккумулятора, он переподключается к первому через высокоточные реле контакторы. Литиевые аккумуляторы стоили бы на порядок дороже, при этом для них понадобилась бы специальная зарядка и очень бережная эксплуатация с соблюдением правильного температурного режима.

Однако у данного решения есть и минус. Для питания мотора на полной мощности нужен ток в районе 250А, свинцовые аккумуляторы способны выдать такой, но не продолжительно(секунд на 10-30). Затем аккумуляторам нужно будет немного “отдохнуть”. Однако нам кажется этого вполне достаточно, редко от двигателя требуется полная мощность на более длительный срок.

В качестве самой турбины нами использовалась данная турбина (её характеристики также доступны по ссылке).

Мы удалили из неё всё лишнее и расточили под крепление мотора. Все подшипники находятся непосредственно в моторе и крыльчатка одевается на его вал, что автоматически даёт соосность вала мотора и крыльчатки. Поскольку турбина будет вращаться на очень больших оборотах мы подобрали в мотор высокоскоростные подшипники SKF итальянского производства.

Для работы бесколлекторного мотора нужен контроллер и на такой большой ток он достаточно дорогой. Однако мы специально подбирали токи и напряжения так, чтобы для этой задачи подошёл наиболее мощный из дешевых контроллер стоимостью 1500р. Данного контроллера хватает на грани на полную мощность и ему при этом требуется обеспечить очень хорошее охлаждение. Более мощные контроллеры стоят уже дороже 10000р.

Результат

Замеры нашего мотора на мощности до 1000Вт показали, что характеристики нашего мотора (потребление, обороты, Kv) достаточно близки к рассчитанным при моделировании. Большой объем статора и медной проволоки смогли обеспечить высокий КПД и низкий нагрев. При должном питании турбина с ним разгоняется до нужных оборотов. Но к сожалению мы пока не смогли провести полноценные испытания на полной мощности. При питании от двух аккумуляторов, через 2 секунды после набора полных оборотов контроллер сгорел, из-за отсутствия должного охлаждения. Мы заказали новый контроллер и планируем поместить его в ёмкость с трансформаторным маслом, что должно обеспечить его наилучшим охлаждением.

Видео тестов работы турбины с питанием 600 и 1000 ватт

Вывод

В итоге нам удалось создать рабочую электротурбину, которая обладает не высокой стоимостью и достаточно проста в установке. Далее будут проходить испытания уже на реальном автомобиле.

Примерная стоимость необходимых компонентов:

  • Мотор -17000р
  • Турбина -20000р
  • Аккумулятор -3000р
  • 4 реле -3000р
  • Дополнительная электроника, пайпы, воздуховоды -5000р

Итого стоимость комплекта турбины выйдет в районе 50000р.

P.S.

Автором данной идеи является Frimen3 ([email protected]). Он уже давно занимается проработкой этого вопроса geektimes.ru/post/252076 и он как раз и заказал у нас разработку мотора под данную задачу.

Руководство по двигателю с турбонаддувом

— Как установить любой двигатель с турбонаддувом

Иногда мы должны задаться вопросом, почему кто-то пытается сделать больше не мощность. Мы признаем, что существует множество правил гонок, которые не позволяют сумматорам мощности доминировать, а турбины выглядят довольно сложно. Но тебе нужно это пережить. Мы поняли это после того, как подсмотрели, как эти парни с турбо-смолл-блоками на YouTube чертовски избивают Гадюк и любого спортбайкера, готового рискнуть на дороге. Забудьте о большом кулачке и незакрепленном преобразователе; они тебе не понадобятся.Вам даже не нужно задумываться, как спрятать большой блок под капотом или где вырезать отверстие для воздуходувки. Все, что вам нужно, это турбо или два, чтобы получить непристойную мощь, и мы собираемся показать вам, как ее получить.

Что нужно для установки Turbo

Первое: компрессорБольшой или маленький? На нагнетательной или холодной стороне турбо-системы находится компрессор. Когда отработанный воздух и топливо покидают выхлопное отверстие, оно вращает колесо выхлопной турбины, которое вращает вал турбины, соединенный с крыльчаткой компрессора.Размер и шаг колеса, а также форма корпуса определяют, где сочетание воздушного потока и давления наддува является наиболее эффективным. Хитрость заключается в том, чтобы выбрать размер компрессора, который обеспечивает такую ​​эффективность в используемом диапазоне оборотов. Колесо компрессора меньшего размера будет более эффективным при низких оборотах, но будет выделять больше тепла при более высоких оборотах двигателя. Это также ограничит поток при более высоких оборотах. Слишком большой компрессор вызовет задержку наддува и возможный помпаж компрессора в диапазоне низких оборотов и будет наиболее эффективным при высоких оборотах двигателя.Поскольку рабочее колесо компрессора определяет мощность, необходимую для турбины, очень важно выбрать правильные размеры. Слишком маленькая турбина вращается быстро, но ограничивает верхнюю часть. Слишком большая турбина не может передать достаточно мощности компрессору на нижнем уровне.

Посмотреть все 18 фотографий

Степень давления и скорректированный массовый расход воздуха — это два числа, которые вам нужны для оценки компрессора на карте. Выберите турбонаддув с картой компрессора, которая помещает две нанесенные точки между 65 и 70 процентами эффективности для уличного применения.Чтобы получить коэффициент давления, просто добавьте величину наддува в фунтах на квадратный дюйм к стандартному атмосферному давлению (14,7) и разделите его на 14,7. Мы будем использовать 10 фунтов на квадратный дюйм, потому что это приближается к порогу безопасности для газового двигателя с насосом без переохлаждения. Степень давления для 302-дюймового двигателя при 6000 об / мин составляет 1,68.

Глядя на карту компрессора, можно совершить ошибку, просто умножив общий куб.фут / мин двигателя на коэффициент давлений, чтобы получить скорректированный массовый расход воздуха и соединив точки. Правда в том, что скорректированное число массового расхода воздуха является результатом нескольких сложных вычислений, включающих плотность воздуха, степень сжатия, CFM двигателя и даже плотность воздуха при наддуве.Если вам удастся разобраться в математике, вы заметите, что последний кусок головоломки — это эффективность самого компрессора, определяемая таблицей.

Кратчайший путь ко всему этому — то, что инженер Turbonetics Дэйв Остин называет племенными знаниями. Посмотрите, что делают другие ребята, и посмотрите, работает ли это, или просто позвоните в авторитетную турбо-компанию, чтобы получить некоторые предложения. Turbonetics, например, имеет матрицу своего популярного турбонагнетателя, классифицированного по размеру двигателя и мощности на основе многолетних проб и ошибок.Вся сетка слишком велика для печати здесь, но вы можете получить доступ к информации, отправив простое электронное письмо или позвонив в службу технической поддержки. Просто обязательно знайте все подробности о своей машине и своих планах по ее использованию.

Посмотреть все 18 фотографий

Вторая: турбина Выбор турбины включает выбор колеса, достаточно маленького, чтобы реагировать быстро, и достаточно большого, чтобы вращать колесо компрессора достаточно быстро, чтобы обеспечить желаемое давление наддува и минимизировать противодавление. Эмпирическое правило — выбирать колеса наименьшего диаметра, которые по-прежнему позволяют достичь поставленных целей в лошадиных силах, не теряя при этом мощности.Современные турбины в конечном итоге можно настраивать с помощью сменных корпусов турбины с синхронизацией, поэтому вы можете точно настроить систему, если промахнетесь.

Чтобы помочь вам выбрать корпус турбины в соответствии с вашими потребностями, производители турбонагнетателей полагаются на упрощенный инструмент, называемый соотношением A / R. A означает площадь, а R — радиус. Отношение A / R — это соотношение между центральной точкой площади поперечного сечения в канале и радиусом от центра турбинного колеса на входе до улитки.Это простое деление A на R. По мере того, как A становится меньше, скорость газа увеличивается, как и его влияние на скорость турбинного колеса. Если A станет слишком маленьким, он задохнется и не сможет передать достаточно энергии компрессору, и пиковая мощность пострадает. Противодавление в двигателе также станет слишком высоким, что вызовет обратный поток в цилиндр при открытии выпускного клапана. По мере того, как A становится больше, он сможет передавать больше энергии турбинному колесу за счет скорости. Эффективность турбонагнетателя и конструкция турбинного колеса также имеют значение, но обычно это A / R и размер турбинного колеса, которые определяют нагнетание, общий воздушный поток и давление.Как правило, A / R 1,5 обеспечивает большую мощность, а A / R 0,5 дает лучший отклик на низких скоростях. Согласно матрице, двигателям от 5,0 до 6,0 литров понравится диапазон от 0,68 до 0,81 A / R.

Третий: Отходы и перепускные клапаны Как вы, вероятно, можете себе представить, поскольку давление наддува создается давлением выхлопных газов и вращающимся колесом компрессора, можно подавать в двигатель больший наддув, чем может выдержать октановое число топлива или даже сам двигатель. Это состояние называется избыточным усилением, и им можно управлять с помощью клапана, называемого перепускным клапаном, который отводит выхлопные газы вокруг турбонагнетателя в поток выхлопных газов.Для регулирования максимального количества энергии, подаваемой на турбину, и, следовательно, количества наддува, создаваемого компрессором, используются заслонки с наддувом. Тип, расположение и размер вестгейта являются ключами к эффективной системе.

Большинство заводских турбин имеют встроенный перепускной клапан, механизм которого встроен в корпус турбонагнетателя и приводится в действие рычагом, соединяющим компрессор с турбиной. Хотя он компактен и функционален для установки с одним или двумя турбинами с низким наддувом, он не может быть синхронизирован для установки и ставит ворота в наименее желательную часть системы.Внешние перепускные клапаны имеют размер в соответствии с мощностью, которую вы хотите производить, и должны располагаться там, где они могут собирать все импульсы выхлопа, например, на конце коллектора коллектора или коллектора. Следует избегать того, чтобы газы снова включались сами по себе или резко поворачивались для выхода из турбины. Поскольку газ пойдет по пути наименьшего сопротивления, возможно, что при высоких оборотах турбина продолжит увеличивать скорость, если путь к выхлопу ограничен или перепускная заслонка слишком мала.

Посмотреть все 18 фото

Перепускной клапан подсоединяется к холодной стороне системы и предназначен для предотвращения помпажа и повреждения компрессора. В ситуации высоких оборотов / высокого наддува, если вы быстро откроете дроссельную заслонку, давление не сможет попасть во впускной коллектор. Поскольку турбина и компрессор все еще вращаются, давление на лопатки дроссельной заслонки возрастает. Это давление может привести к остановке крыльчатки компрессора или вызвать скачок давления при изменении направления вращения, создавая зону низкого давления и повышая или понижая скорость компрессора.Перепускной клапан просто сбрасывает давление в атмосферу, когда дроссельная заслонка закрыта. Это также источник чирикающего шума, который вы иногда слышите, когда автомобили с турбонаддувом поднимаются для переключения передач.

Четвертое: Тепло, детонация и промежуточное охлаждение Ранние заводские автомобили с турбонаддувом не имели промежуточного охладителя и, следовательно, не имели защиты от дополнительного тепла, создаваемого способностью турбонагнетателя быстро сжимать и нагревать поступающий воздух. Это, в сочетании с перекачкой бензина, привело к детонации, которая по-прежнему остается способом номер один разрушить ваш двигатель.Решение варьировалось от ужасных статических степеней сжатия всего 6,0: 1 до турбо-реактивной жидкости Corvairs Turbo Rocket Fluid, которая на самом деле представляла собой просто кувшин воды / метанола, который вводили в поток всасываемого воздуха для охлаждения заряда. Он отлично работал, пока вы не забыли его заполнить. Двигатели с низкой степенью сжатия и большими турбинами созданы для вялых уличных автомобилей с низкими оборотами, которые внезапно просыпались из-за резкой избыточной поворачиваемости и диких дымных хвостов. Спросите любого, кто владел Porsche 930 начала 70-х годов.

Идея эффективного двигателя с разумной степенью сжатия, который имеет хороший отклик на низких оборотах и ​​использует достаточно наддува для создания реальной мощности, возможна с промежуточным охладителем.Промежуточный охладитель — это просто теплообменник, который находится между компрессором и воздухозаборником, чтобы уменьшить количество тепла, которое было добавлено в процессе сжатия воздуха. На первый взгляд, промежуточное охлаждение воздушного заряда позволяет использовать более мощный наддув или меньший турбонаддув на двигателе с масляным охлаждением. На самом деле он стабилизирует заряд всасываемого воздуха, чтобы предотвратить детонацию, и расширяет всю схему компрессора, что позволяет вам получить больше мощности с меньшим двигателем и меньшим насилием. Мы также рекомендуем МСД с регулируемой кривой синхронизации или систему управления синхронизацией наддува, чтобы избежать дребезжания двигателя.

Посмотреть все 18 фото Для предотвращения утечки выхлопных газов в комплект повсюду входят шаровые фланцевые соединители. Вы можете купить их отдельно у Hellion, если хотите обновить свой текущий выхлоп.

Пятое: Топливные системы Для увеличения мощности вам потребуется больше топлива. Установки бывают трех типов: продувочные и проточные карбюраторные и продувочные системы впрыска топлива. Система проточного карбюратора имеет ряд неисправностей, худшими из которых являются наличие воздушно-топливной смеси, проходящей через компрессор, и отсутствие опции промежуточного охладителя.Система продувки немного менее загадочна и работает по тем же принципам, что и любая система продувки центробежного нагнетателя. Поэтому уже доступны продувочные углеводы, которые созданы специально для этой цели. Мы добились хорошей мощности с помощью продувочных карбюраторов Quick Fuel и Carb Shop и 10 фунтов наддува, включая пробег 600 л.с. с ATI ProCharger на Ford 302.

Если у вас двигатель с впрыском топлива и вы используете 5 до 6 фунтов наддува вы можете использовать FMU (блок управления топливом), который повышает давление топлива или добавляет топливо для обогащения каким-либо другим способом, или переходить к контроллеру послепродажного обслуживания, чтобы изменить кривую подачи топлива и запустить более крупные форсунки.На 5,0-литровом Mustang насос в баке на 255 галлонов в час и форсунки на 42 фунта / час могут быть настроены на 550 оборотов в час.

Карбюраторные автомобили нуждаются в регуляторе топлива с опорой на наддув, который увеличивает давление топлива вместе с кривой наддува.

Просмотреть все 18 фотографий

Шестое: поиск турбо-систем Используя математику, вы можете построить полную систему на бумаге. Используя науку о схемах компрессоров и некоторое представление о размере и диапазоне оборотов вашего двигателя, вы можете добавить практически любую турбину к любому двигателю. Уловка заключается в наличии карт и соотношений A / R корпуса турбины и размеров турбинных колес.Небольшие заводские двигатели производят небольшие турбины с внутренними перепускными клапанами, которые нужно будет запускать парами на V-8. Они также обычно имеют водяное охлаждение на автомобилях оригинального производителя для увеличения срока службы. Они годны к употреблению, но далеки от оптимального. В качестве примера возьмем Garrett T03 из турбокупе T-Bird с 1985 по 1986 год. Купе с автоматической трансмиссией оснащено одним турбонаддувом с соотношением A / R 0,48, а стандартное купе имеет A / R 0,63 и карту эффективности компрессора, разработанную для четырехцилиндрового двигателя объемом 2,3 л. Используя карту на боковой панели Junkyard Turbo, вы можете увидеть это с коэффициентом давления наддува, равным 1.68 (14,7 + 10 / 14,7 = 1,68), легко снизить эффективность турбонагнетателя примерно до 65-68 процентов. Чтобы повысить эффективность, вам нужно увеличить наддув до предела безопасности наддува. С более мощным двигателем станет еще хуже. Это работоспособно; вам просто нужно быть осторожным в том, что вы делаете.

Приманка турбо на свалке за 80 долларов заманчива, но прежде чем покупать, взгляните на ребят, которые действительно развлекаются, и посмотрите, что они используют. Существует разрыв между оборудованием 80-х и новыми модернизированными заводскими турбинами, которые в основном появлялись на импортных автомобилях в 90-х.Простые нововведения, такие как количество компонентов, конструкция подшипников, накладки колес и материалы, изменились к лучшему. Возьмем, к примеру, турбины Garrett GT. Количество движущихся частей было уменьшено по сравнению с ранней моделью T с 54 компонентов в среднем до 29. Это 45-процентное сокращение количества деталей снижает риск отказа компонентов. В GT также есть картридж с шарикоподшипниками, который исключает опорные подшипники (которые на самом деле больше похожи на втулки) и знаменитый упорный подшипник слабой связи.Лучшие подшипники означают меньшее количество масла, проходящего через турбонагнетатель, и меньшую вероятность утечек или того, что вышедший из строя подшипник разрушит турбонагнетатель и загрязнит ваше моторное масло.

Вы также получаете преимущество более легких, хорошо продуманных колес компрессора и турбины, которые создают большую мощность с меньшими задержками и тепловыделением. Новые турбины имеют современные схемы компрессоров с более широким разнообразием соотношений A / R и кожухи турбины с синхронизацией, различные варианты размеров колес и техническую поддержку для решения проблем. Алюминиевые колеса компрессора могут быть сняты со стального вала, поэтому компании, занимающиеся послепродажным обслуживанием, могут предлагать различные варианты отделки для точных технических характеристик, а также комбинировать компрессоры и комбинации турбин.В результате получается отзывчивая система, которая отлично работает и вырабатывает мощность вместо того, что вам не понравится.

Посмотреть все 18 фотографий Обратите внимание на порт датчика кислорода для заводского EFI (стрелка). Выход турбины всегда должен быть больше входа. Чтобы охватить двигатель мощностью от 500 до 800 л.с., входное отверстие должно быть не менее 2,75 дюйма, а выходное отверстие — не менее 3,5 дюймов в диаметре.

Турбо на свалке Герои на свалке утверждают, что вы можете установить турбины Thunderbird и отправиться в город. Это может быть правдой, но при этом вы от многого откажетесь.Помимо усовершенствований в технологии подшипников, которые увеличивают долговечность и производительность турбонагнетателя, карты эффективности компрессора на более новых компрессорах намного шире, что позволяет вам работать с большим наддувом в более широком диапазоне оборотов, чем у оригинального оборудования. Вы также можете обойтись без одного турбо для достижения тех же уровней мощности.

Посмотреть все 18 фотоЭто карта от «хорошего» Ford Thunderbird ’85 до ’86. Обратите внимание, что линия помпажа сужает полезную область карты, и турбо-режим должен вращаться примерно на 40 000 об / мин быстрее, чем 60-1, чтобы выполнить свою работу.

Turbo TermsBoost: любое давление выше атмосферного, измеренное во впускном коллекторе.

Порог наддува: самая низкая частота вращения двигателя, при которой турбонаддув может обеспечить полезный наддув.

Карта компрессора: числовая сетка, используемая в качестве инструмента для оценки эффективности турбонаддува по отношению к двигателю.

Помпаж компрессора: Воздух, создающий резервную копию, приводит к нестабильной скорости турбонагнетателя при внезапном закрытии дроссельной заслонки.

Задержка: задержка между изменением положения дроссельной заслонки и производством полезного наддува.

Линия помпажа: линия, которая следует за крайним левым краем острова эффективности на карте компрессора, где турбо становится нестабильным.

Классные книги о турбинах
Название Источник
Максимальное усиление от Corky Bell Издательство Bentley
Руководство Джеффа Хартмана по характеристикам турбонаддува Моторбуки
Турбокомпрессоры от Хью Макиннеса Моторбуки
Turbo: Реальные высокопроизводительные системы турбонагнетателя от Джея К.Миллер SA Дизайн

Показать все

Детали
Описание PN Цена
Тепловая система Hellion НЕТ 3 999 долл. США

Как спроектировать и установить систему турбонагнетателя: пошаговое руководство

До этого момента мы обсуждали турбокомпрессор отдельно от двигателя. Однако добавление турбонагнетателя к двигателю — это больше, чем просто выбор турбонагнетателя для вашей прогнозируемой выходной мощности.«Система» турбонаддува включает в себя все вспомогательные компоненты, которые адаптируют турбокомпрессор, чтобы он стал «единым целым с двигателем». Это философский подход, который вы должны использовать при создании собственного проекта турбо-системы. Наше обсуждение будет сосредоточено на компонентах, которые управляют потоком воздуха к турбонагнетателю и от него (часто называемым «водопроводом»). Добавление топлива и управление системой впрыска топлива рассматриваются в главе 8.


Этот технический совет взят из полной книги TURBO: НАСТОЯЩИЕ МИРОВЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТУРБОКОМПЕНСАТОРА.Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/design -установить-турбокомпрессор-систему-пошаговое руководство /


Сегодня доступны турбо-комплекты, разработанные для вашего конкретного применения.Для большинства уличных транспортных средств, где требуется увеличение мощности на 50–100 процентов и не планируется внутренняя модификация двигателя, эти комплекты, как правило, работают очень хорошо. В конце этой главы есть список некоторых из самых популярных производителей турбо-комплектов. Однако может не быть комплекта для вашего приложения, или вы можете искать настройки гонки, поэтому доступные комплекты слишком мягкие или слишком простые для ваших нужд. В этой главе мы рассмотрим различные компоненты турбо-системы и необходимые соображения.

Показанная 7,3-литровая дизельная турбо-система Banks, вероятно, является одним из самых продаваемых комплектов для модернизации турбонагнетателей, которые когда-либо существовали. Этот макет иллюстрирует уровень детализации хорошей турбо-системы. (Предоставлено Gale Banks Engineering)

Термин «турбо-задержка» — это широкий термин, который требует некоторого обсуждения. В самом простом определении турбо-задержка — это время отклика между нажатием на педаль газа и моментом, когда турбонаддув действительно начинает увеличиваться.Есть много экспертов по турбо-режимам, которые предполагают, что турбо-лаг не должен существовать с хорошо подобранной турбо-системой и хорошо спроектированной системой, и я в основном согласен.

Турбо лаг существует; он должен. Когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, вы просите двигатель ускориться, запустить турбину, которая, в свою очередь, приводит в движение компрессор для создания наддува. Даже двигатель имеет некоторую задержку в зависимости от того, насколько быстро он разгоняется до скорости. Таким образом, нет способа полностью устранить задержку, но плавное, сильное ускорение будет вашим, если все будет хорошо с вашим турбо-матчем и конструкцией системы.

Качество проектирования и настройки системы позволяет минимизировать отставание до незаметного уровня. Соответственно, точно так же, как плохо подобранный турбонаддув вызывает «турбо-лаг», плохо спроектированная система может вызвать «системное отставание». Совокупный эффект множества мелких ошибок в конструкции системы вызывает запаздывание системы, что может быть неверно интерпретировано как турбо-запаздывание. Разницу между турбо-задержкой и системной задержкой бывает трудно разобрать.

Основная цель этого раздела книги — предположить, что турбонагнетатель, выбранный для вашего двигателя, хорошо подходит, и теперь вам нужно выбрать правильные компоненты системы, чтобы сумма их воздействия помогала сделать турбонагнетатель единым с двигатель.

Понимание конструктивных соображений, учтенных в других успешных турбо-системах, поможет в разработке вашего конкретного проекта. Если ваш проект сводится к фактической покупке послепродажной турбо-системы или компонентов, уже сделанных для вашего двигателя, этот раздел также потенциально поможет вам определить лучшую спроектированную систему и / или компоненты за ваши деньги. Высокоэффективная система турбонагнетателя — это система, в которой учтены все относительно небольшие соображения и переменные, касающиеся воздушного потока.Сумма соображений становится значительной, когда ожидается, что двигатель и турбо-система будут действовать как одно целое.

Размещение

Первой целью при проектировании системы турбонагнетателя является размещение. Куда подеваться турбо? Этот ответ содержит несколько соображений, которые действительно необходимо хорошо продумать в самом начале проекта. От этого решения будет зависеть много часов времени и труда, а также разработка других компонентов системы. В транспортных средствах для соревнований вполне возможно, что, если позволяет пространство, наилучшее размещение может быть продиктовано тем, как на управляемость транспортного средства влияет расположение дополнительного веса.Но это конкретное соображение, хотя и потенциально важно, выходит за рамки этой книги.

Технические специалисты динамометрического зала Banks готовятся к тестированию последних модификаций системы Twin-Turbo. Хотя Бэнкс продает этот комплект более 25 лет, они постоянно совершенствуют его и обновляют, чтобы включить в него все новейшие конструктивные особенности турбонаддува, элементы электронной настройки и модификации двигателя, разработанные в рамках их текущих гоночных программ. Бэнкс знает, что если вы не управляете технологиями, они заставят вас играть в догонялки.

В поперечном двигателе расположение 4-цилиндрового двигателя дает много места для размещения турбонагнетателя спереди и по центру.

объема данной книги. С турбо-комплектом на вторичном рынке производитель уже принял решение за вас. Для большинства уличных комплектов все зависит от того, где они все поместятся. Если вы создаете свою собственную систему, примите во внимание следующие моменты, которые помогут вам определить оптимальное место для вашей турбины:

1) Будет ли это система с двойным или одинарным турбонаддувом?

2) Какие термочувствительные компоненты или материалы двигателя могут находиться поблизости? (Учитывайте ремни, шланги, генератор, топливопроводы, окрашенные детали кузова и т. Д.)

3) Будете ли вы использовать дополнительный охладитель?

4) Можно ли легко направить слив масла из турбонагнетателя в место в масляном поддоне для правильного слива и сохранения достаточных углов сливного отверстия корпуса подшипника. (См. стр.96)

5) Есть ли свободный путь для трубок наддува, ведущих от нагнетания компрессора к впуску двигателя или к доохладителю, без резких изгибов, которые добавили бы ограничения?

6) Есть ли свободный путь для выхлопного коллектора в турбину и из нее, который после запуска не будет передавать чрезмерное тепло материалам или компонентам, вызывающим преждевременный выход из строя или создающим проблемы с безопасностью?

7) Если направление выхлопных газов становится потенциальной проблемой, потому что для наилучшего расположения турбонагнетателя требуется нежелательный тракт выхлопа, можно ли это решить с помощью тепловой защиты?

8) С какого места вы будете отбивать масляную систему двигателя, чтобы смазать турбокомпрессор?

После определения местоположения вы можете приступить к проектированию остальных компонентов турбо-системы.

Сравнение одинарного и двойного турбонаддува

Важным решением при проектировании вашей системы турбонаддува является использование схемы с одним или двумя турбинами. Помимо косметики, одна из первых проблем — это размер и конфигурация двигателя. В моторном отсеке с 4-цилиндровым или рядным 6-цилиндровым двигателем обычно достаточно места для размещения одной большой турбины. Если у вас есть одна из этих конфигураций двигателя, выбор относительно прост. Напротив, расположение двигателя V-типа может потребовать других соображений.

Запуск одиночного турбонагнетателя на Vengine потребует от вас направления выхлопа с одной стороны на другую, если ваш автомобиль, как автомобили Indy, не имеет достаточно места для размещения турбонаддува за двигателем. Длина трубы коллектора и общее увеличение тепловой нагрузки, вероятно, потребуют использования компенсаторов для устранения трещин от теплового расширения и сжатия. Также может возникнуть серьезная проблема с размещением одного достаточно большого турбонагнетателя в моторном отсеке. Установка двух небольших блоков решит большинство этих проблем с сантехникой и установкой.

Машинное отделение в Gale Banks, проектирование и сборка еще одной системы с двойным турбонаддувом и двигателя.

Исторически сложилось так, что основной интерес к двойным двигателям был связан с уменьшением турбо-лага во время разгона двигателя. Это особенно актуально для уличных двигателей с высокими эксплуатационными характеристиками. Две маленькие турбины имеют меньший общий полярный момент инерции, чем одна большая турбина. Момент инерции — это сопротивление тела изменению скорости вверх или вниз.Запомните основную физику: движущееся тело имеет тенденцию оставаться в движении, а тело в состоянии покоя стремится оставаться в покое (также определение «кушетки»).

I = K²M

Момент инерции представлен буквой «I», буква «K» представляет радиус вращения, а буква «M» — масса тела. Радиус вращения — это расстояние от оси вращения до точки тела, которая будет иметь то же I, что и само тело. Это не будет равно радиусу диаметра вращения турбинного колеса, поскольку турбины спроектированы так, чтобы максимально приближать свою массу к оси вращения.Ступица турбинного колеса намного массивнее наружных поверхностей лопаток. Следовательно, K почти всегда будет меньше половины диаметра вращения.

Для хорошего ускорения ротора турбины важно разработать минимально возможный момент инерции турбинного колеса. Формула демонстрирует ценность сохранения материала турбинного колеса около внешнего диаметра до минимума для уменьшения K, поскольку момент инерции изменяется пропорционально квадрату K. Функционально это можно проиллюстрировать, применив формулу, чтобы увидеть, как две турбины будут сокращаться. момент инерции более чем на половину, что указывает на выигрыш в потенциальном ускорении ротора, поскольку каждая из двух турбонагнетателей будет иметь ровно половину энергии выхлопных газов по сравнению с тем, что один турбоагрегат будет видеть на том же двигателе.

Например, допустим, пара турбин, каждая из которых имеет 1-фунтовое турбинное колесо диаметром 3,125 дюйма, где K = 1,1 дюйма.

K²M = I K²

Вт / г = I

«G» — это ускорение свободного падения, а «W» — это вес.

1,1² x 1/386 = 0,00313 фунт-сек²

Если бы альтернативное оптимальное соответствие одиночного турбинного колеса имело диаметр 3,75 дюйма, вес около 1,6 фунта, где K = 1,3 дюйма, момент инерции был бы:

К² Вт / Г = I

1.3² x 1,6 / 386 = 0,00701 фунт-сек²

Это будет в 2,24 раза больше момента инерции (даже две турбины меньшего размера означают 0,00313 + 0,00313 = 0,00616), что предполагает, что сдвоенные турбины будут ускоряться быстрее и обеспечивать лучший отклик турбо-системы.

Есть много факторов, помимо момента инерции, которые влияют на время отклика турбо-системы. КПД турбины — еще одно важное соображение. Концепция, которую часто упускают из виду и редко признают, заключается в том, что рабочий зазор рабочего колеса турбины (пространство между колесом и корпусом) снижает эффективность турбины.В приведенных выше примерах оба турбинных колеса, вероятно, будут иметь одинаковый контурный зазор турбинного колеса между корпусом турбины и турбинным колесом. Таким образом, общий зазор турбинного колеса, содержащийся в двух турбинах, будет составлять более высокий процент от общего потока турбины, тем самым потенциально снижая общий КПД турбины в конфигурации с двумя блоками. Современные турбины имеют более высокий КПД, но уменьшение общего зазора между колесами в системе по-прежнему помогает.

Если оставить в стороне обсуждение упаковки и абстрактной эффективности, для предполагаемого использования транспортного средства может оказаться наиболее целесообразным помочь вам выбрать между большим синглом и близнецами.Если это в первую очередь уличный проект, близнецы в конфигурации с V-образным двигателем, вероятно, будут лучше, учитывая все обстоятельства, просто потому, что они развивают ускорение быстрее, обеспечивая лучший отклик. В транспортных средствах для дрэг-рейсинга сегодня хорошо используются функции настройки, такие как системы противодействия задержкам (ALS), которые более подробно обсуждаются в главе 8. Как только автомобиль с большим одиночным блоком запускается с использованием таких механизмов настройки, более высокая эффективность системы вступает во владение и единая единица будет выплачивать дивиденды в более низких ET.

Впускной воздух

Независимо от того, планируете ли вы создать соревновательную или высокопроизводительную уличную машину, воздухозаборник является чрезвычайно важным фактором. В любом случае вам нужно обязательно ввести воздух, который сначала не прошел через радиатор двигателя, дополнительный охладитель, или воздух, нагретый за счет лучистого тепла, создаваемого температурой под капотом. Помните, что более холодный воздух более плотный, и, поскольку плотность воздуха вас беспокоит уже из-за того, что вы используете турбокомпрессор, не работайте против себя, начиная с более горячего воздуха, чем нужно.

Чемпион NHRA Modified National Джастина Хамфриса 2005 года использует две турбины Garrett GT40. Обратите внимание, что Lexus GS300 получает всасываемый воздух прямо через капот. В этой системе нет воздухозаборника через решетку. Тот факт, что он оснащен турбонаддувом, не означает, что охлаждение всасываемого воздуха не требуется.

Профессиональный задний привод Мэтта Скрэнтона Toyota имеет то, что может показаться турбонаддувом, слишком большим для ее 6-цилиндрового двигателя. Тем не менее, этот автомобиль уезжает так же сложно, как любой NHRA Pro-Stock, разгоняя Garrett GT55 с очень агрессивной стратегией борьбы с задержками.

Рон Бергенхольц из Bergenholtz Racing вносит корректировки между этапами в Инглиштауне, штат Нью-Джерси, на своей Mazda 6. Обратите внимание на то, как перепускная заслонка плавно опускается параллельно выходному тракту турбины.

Если вы собираете автомобиль для соревнований, это так же просто, как создать индивидуальный воздухозаборник, который будет пропускать холодный воздух через капот. Однако, если ваш автомобиль требует воздушного фильтра, например внедорожник или трамвай, у вас есть еще несколько соображений.Передняя кромка, откуда вы получаете воздух, такая же, как в спортивном автомобиле, но у вас есть два других основных аспекта: фильтрация мелких частиц грязи и дождя. В случае дождя, ударяющая поверхность в точке входа воздуха поможет отделить тяжелые капли влаги от попадания в вашу систему фильтрации и блокировки воздуха.

Не используйте бумажные элементы воздушного фильтра в автомобиле с турбонаддувом. Они просто не пропускают достаточно воздуха, если они не намного больше, чем у вас есть место, а если они намокнут, они, как правило, закрывают путь воздушного потока.Единственные фильтры, которые вам следует учитывать, — это те, которые сделаны из хирургической марли, например, те, которые продаются K&N и другими. Хотя многие компании продают системы впуска, уже разработанные для вашего автомобиля, будьте осторожны, потому что у них есть фильтрующий элемент, размер которого соответствует его штатному безнаддувному состоянию. Скорее всего, он будет меньше размера для вашего двигателя с турбонаддувом и может вызвать проблемы. Дело не только в том, будет ли свободно проточный фильтр пропускать достаточно воздуха в чистом виде, но на самом деле вам нужно, чтобы воздух проходил через фильтр медленнее, чем когда он попадает в трубопровод всасываемого воздуха.Это сводит к минимуму падение давления и связанные с этим потери насоса во время всасывания. Он также создает избыточную пропускную способность, позволяющую более легко отделять грязь от воздушного потока и захватывать ее, сохраняя при этом способность пропускать достаточно воздуха для желаемой производительности.

Используйте эту формулу, чтобы вычислить, сколько квадратных дюймов фильтра K & Nstyle вам нужно. Формула любезно предоставлена ​​K&N filtering.

Квадратный дюйм необходимого фильтра = (форсирование фунтов / 14,7) + 1 x CID x Макс.об / мин / 20 839

Например: при 10 фунтах наддува 3-литровому двигателю (183 кубических дюйма), который разработан для создания максимальной мощности при 6000 об / мин, потребуется 88.5 квадратных дюймов фильтра.

(10 / 14,7) + 1 x 183 x 6,000 / 20839 = 88,53 дюйма²

Фильтры имеют складки, чтобы обеспечить большую площадь поверхности в пределах заданного диаметра для упаковки.

Теперь, чтобы помочь вам выбрать фильтр, определите диаметр, который будет соответствовать вашей установке, а затем используйте следующую формулу для определения длины фильтра (или высоты, в зависимости от ориентации). (Обратите внимание, что это вычисление для круглых фильтров. Для конических фильтров просто оцените средний диаметр, который должен составлять примерно 1/2 большего диаметра плюс меньший диаметр.)

Следовательно, в приведенном выше примере, если у вас есть место для фильтра диаметром 12 дюймов, потребуется высота фильтра около 3 дюймов.

88,5 / 12 x 3,14 + 0,75 = 3,1 дюйма

Если это кажется вам большим, то теперь вы понимаете ценность узла воздушного фильтра правильного размера и ценность знания того, как спроектировать свою собственную турбо-систему.

После того, как вы захватили воздух, пора направить его ко входу компрессора. Если вам нужно пройти несколько футов, старайтесь, чтобы диаметр трубки был таким большим, насколько позволяет комната.Это снижает потери в трубопроводе. К сожалению, воздух любит замедляться, прежде чем он перенаправляется, а это значит, что вам понадобится плавный трек с как можно меньшим количеством изгибов.

Дополнительный охладитель

Существует некоторая путаница в терминологии между промежуточным охладителем, промежуточным охладителем и охладителем наддувочного воздуха. Раньше в авиационных двигателях турбокомпрессоры запускались поэтапно, когда компрессор первой ступени питал вход компрессора второй ступени, что дополнительно сжимало воздух перед его поступлением в двигатель.Из-за чрезвычайно высокого давления наддува между компрессорами первой и второй ступени был установлен воздухоохладитель. Этот кулер назывался интеркулер. Еще один охладитель будет расположен после второй ступени, которая была последней ступенью компрессора и называлось промежуточным охладителем. Дополнительный охладитель был охладителем, выход которого питал двигатель. Охладитель наддувочного воздуха — это просто охладитель наддувочного воздуха, который обычно представляет собой воздухоохладитель, что означает, что он использует внешний окружающий воздух для охлаждения нагнетаемого (нагнетаемого) воздуха турбонагнетателя перед его направлением в двигатель.

В 6,6-литровом дизельном гоночном грузовике Duramax с двойным турбонаддувом Banks используется фронтальный воздухозаборник для максимального поступления холодного и плотного воздуха перед теплообменниками. Обратите внимание на то, что впускные трубы имеют чрезвычайно большой 6-дюймовый диаметр, они горлышком опускаются вниз только тогда, когда они находятся в пределах 12 дюймов от индуктора компрессора. (Предоставлено Gale Banks Engineering)

Хотя многоступенчатые системы турбонаддува все еще используются в некоторых тяговых классах тракторов, некоторых высокопроизводительных дизелях и коммерческих дизелях последних моделей, термины промежуточный охладитель и дополнительный охладитель сегодня используются как синонимы.Термин промежуточный охладитель используется сегодня для обозначения охладителя между турбонаддувом и двигателем. Так что не стесняйтесь использовать любой термин, который вам удобен.

Тема доохладителей может занять целую книгу. Первый вопрос, который обычно задают: «Нужен ли мне дополнительный охладитель для моего приложения?» Ответ в том, что это зависит от обстоятельств. Если вы набираете только 5–7 фунтов наддува, вы, вероятно, сможете обойтись без затрат, но это спорный вопрос. И действительно ли кто-нибудь придерживается давления всего 7 фунтов на квадратный дюйм? Хотя увеличение плотности воздуха не так сильно на этом умеренном уровне наддува, более холодный заряд воздуха все равно повысит порог детонации топлива и сохранит вашу безопасность.

Доохладители «воздух-воздух» всегда располагаются перед радиатором охлаждающей жидкости двигателя, как показано, как на бензине, так и на дизельном топливе. Дополнительный охладитель в коммерческом применении, таком как это, может снизить температуру всасываемого воздуха на 300 градусов по Фаренгейту.

Однако, выше этого уровня наддува от 5 до 7 фунтов преимущества действительно того стоят. В дополнение к резкому увеличению плотности воздуха, дополнительный охладитель устраняет значительную тепловую нагрузку, которая в противном случае была бы заметна двигателю.Но, пожалуй, самым большим преимуществом является то, что остаточный заряд с меньшей вероятностью взорвется, что резко снизит мощность и может быстро вывести из строя ваш двигатель. Детонация — это когда воздушно-топливная смесь настолько нестабильна, как правило, из-за тепла, что она воспламеняется до того, как наступит надлежащий момент для воспламенения, что может вызвать серьезный перегрев в цилиндре, и взрыв пытается направить поршень обратно в цилиндр в неправильном направлении. вызывая значительную потерю мощности. Охладитель поддерживает более низкую температуру нагнетаемого воздуха без потери теплового КПД двигателя.Как правило, снижение температуры всасываемого воздуха на каждый градус F также снижает температуру выхлопных газов на один градус F. Это не оказывает вредного воздействия на BMEP, то есть силу, которая заставляет поршень опускаться по цилиндру для выработки мощности.

Прежде чем мы зайдем слишком далеко, давайте поговорим о том, что такое дополнительный охладитель и для чего он нужен. Дополнительный охладитель — это не что иное, как теплообменник. Воздух, выходящий из турбокомпрессора, горячий. Чем выше давление наддува, тем сильнее сжимается воздух и тем больше тепла переносится во всасываемый воздух.

Когда воздух поступает в промежуточный охладитель, он проходит через ряд труб, которые физически соединены с несколькими тонкими ребрами, которые увеличивают общую площадь поверхности для отвода тепла от нагнетаемого воздуха. Вы можете повысить эффективность интеркулера, поместив его в переднюю часть воздушного потока автомобиля, что позволит подавать более прохладный окружающий воздух через охлаждающие ребра. Это похоже на ваш радиатор, только вы пропускаете через эти трубки сжатый воздух, а не воду.

Давайте поговорим подробнее о том, что на самом деле делает дополнительный охладитель.Его основная функция — дальнейшее увеличение плотности воздуха сверх той, которую производит турбокомпрессор. Его второстепенные функции — снижение тепловой нагрузки и снижение порога детонации. Целью вашей системы турбонагнетателя не является создание чрезмерного давления наддува — вам нужна повышенная плотность воздуха для повышения производительности двигателя. Давление наддува важно для повышения VE, но чрезмерное давление может возникнуть из-за перегретого воздуха, если компрессор работает за пределами своего диапазона эффективности. Отсутствие промежуточного охладителя вызовет чрезмерное тепловое напряжение и детонацию.Во время охлаждения воздуха дополнительный охладитель должен фактически немного снизить давление наддува, примерно на 1-2 фунта, из-за требований закона об идеальном газе.

Большинство хорошо сделанных охладителей после охлаждения имеют КПД от 60 до 75 процентов. Эффективность доохладителя в основном измеряется путем сравнения тепла, отводимого доохладителем, в зависимости от тепла, добавляемого при сжатии. Другими словами, если компрессор турбонагнетателя повысит температуру воздуха на 200 градусов по Фаренгейту по сравнению с окружающей средой, то охладитель вернет эти 200 градусов назад, он будет эффективен на 100 процентов.Если вы установили дополнительный охладитель и правильно настроили двигатель, вы можете рассчитать эффективность дополнительного охладителя (Пример 1). Если вы в конечном итоге получите эффективность менее 60 процентов, возможно, пришло время для обновления. С другой стороны, если вы уверены в эффективности своего нового кулера, вы можете предсказать свое потенциальное значение T3, если у вас есть зарегистрированные данные о температуре окружающей среды, T1, и температуре нагнетания компрессора, T2 (Пример 2).

T2 — T3 / T2 — T1 = КПД доохладителя

Где:

T1 = Температура окружающего воздуха

T2 = температура нагнетания компрессора

T3 = температура нагнетания доохладителя

Пример 1:

Предположим, что температура окружающей среды составляет 75 градусов F (T1), нагнетание компрессора — 275 градусов F (T2), а температура на выходе охладителя — 135 градусов F (T3).

275 — 135/275 — 75 = 0,7 или 70% КПД

В примере 1 you’re cooler хорошо выполняет свою работу.

Пример 2:

Теперь давайте спрогнозируем T3 для приложения без дополнительного охлаждения. Возможно, у вас не было денег или вы не чувствовали необходимости в дополнительном охладителе. Но теперь вы используете более высокий наддув, чем предполагалось изначально, и слышите детонацию. Это формула для прогнозирования T3 (температура нагнетания доохладителя) при добавлении доохладителя с известной эффективностью.

T3 = T2 — ([T2 — T1] x 0,7)

Предположим, что температура нагнетания компрессора составляет 275 градусов F (T2), эффективность доохладителя составляет 70 процентов, а температура окружающей среды составляет 75 градусов F (T1).

T3 = 275 — ([275 — 75] x 0,7)

T3 = 275 — (200 х 0,7)

T3 = 135 градусов F

В этом примере температура вашего впускного коллектора упала с 275 до 135 градусов, то есть на 140 градусов больше. Это снизит температуру выхлопных газов примерно на такую ​​же величину и, вероятно, устранит проблему детонации.Предполагая, что соотношение давлений составляет примерно 2: 1 или 15 фунтов наддува, вместе с КПД компрессора 70 процентов, можно ожидать, что вы сможете производить примерно на 15–18 процентов больше мощности при той же частоте вращения двигателя, делая при этом наддув примерно на один фунт / кв.

Одним из важных соображений относительно модернизации охладителя является то, что значительно более низкое значение EGT в Примере 2 могло снизить доступную энергию, приводящую в движение турбину. Это замедлит работу турбины, что еще больше снизит наддув (эффективность охладителя и снижение температуры также снизят наддув).Когда это происходит, может возникнуть необходимость в использовании корпуса турбины немного меньшего размера для поддержания желаемого уровня наддува. Однако, если корпус вашей турбины был немного маловат, а привод наддува был настроен на очень раннее срабатывание, ваш матч может не потребовать изменений. Не интерпретируйте большое падение давления в коллекторе как признак того, что ваш промежуточный охладитель слишком мал, особенно если он получен из авторитетного источника, который оценил его как хорошо в пределах вашего диапазона мощности. Это еще одна причина, по которой важно покупать детали у надежных поставщиков.

Диаграмма комбинированного отношения плотности показывает соотношение плотностей как без охлаждения, так и после охлаждения для одинаковой эффективности компрессора. Обратите внимание, как две группы линий расходятся при повышении давления наддува. Температура воздуха повышается в зависимости от давления наддува; чем выше давление наддува, тем больше добавочный охладитель повышает плотность воздуха. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Теперь, когда мы рассмотрели эти примеры, давайте вернемся к вопросу: «Вам нужен дополнительный охладитель?» Если вы планируете пробежать более 7 фунтов наддува, ответ всегда положительный! Ознакомьтесь с таблицей соотношения плотностей на странице 87.Прежде всего, обратите внимание, что значения после и без охлаждения расходятся в зависимости от наддува. Чем выше наддув, тем больше выделяется тепла и тем важнее становится дополнительный охладитель. По мере увеличения наддува становится очевидным, как охладитель начинает добавлять измеримое значение к плотности воздуха.

Однако обратите внимание на то, что две группы линий, каждая из которых представляет одинаковый КПД компрессора, имеют разные относительные разбросы. Линии в группе без дополнительного охлаждения расположены намного дальше друг от друга, чем линии в линиях с дополнительным охлаждением.Из этого можно понять, что эффективность компрессора не так важна в системах с дополнительным охлаждением, но это было бы ошибкой. Помните, что турбонагнетатель становится неотъемлемой частью двигателя, и менее эффективный компрессор потребует больше работы от турбины, что создаст большее противодавление на выхлопной стороне двигателя и снизит общую производительность. Турбина приводит в движение компрессор, который еще не видел промежуточного охладителя. Компрессор даже не подозревает, что в системе есть промежуточный охладитель.Таким образом, в любой ситуации, чем эффективнее компрессор, тем проще для ступени турбины.

Я слышал, что некоторые говорят, что интеркулеры не производят энергию, они только увеличивают плотность воздуха. Хотя отчасти это правда, это кажется излишне академическим аргументом. Ничто не создает только энергию, большее количество воздуха не дает энергии без топлива, а топливо не дает энергии без воздуха. Дело в том, что отдельные компоненты, такие как интеркулер, поддерживают более высокую мощность, и это действительно ключ.Естественно, вам понадобится больше топлива с установленным кулером, потому что у вас будет более плотный всасываемый заряд, поэтому, если вы его правильно сожжете, вы получите больше энергии.

Выбор доохладителя

Дополнительный охладитель

является чрезвычайно важным компонентом всей системы турбонагнетателя, но не все они одинаковы. В автомобильных охладителях используются два основных типа конструкции: трубка и ребро и стержень и пластина. В большинстве коммерческих дизельных двигателей используются доохладители с трубчатыми и ребристыми трубами.Такая конструкция обеспечивает более рентабельные методы производства, в то время как конструкция стержней и пластин, как правило, более трудозатратна и содержит больший вес материала.

Дополнительный охладитель по самой своей природе имеет тенденцию быть чем-то вроде инженерной дихотомии. Это одновременно сосуд высокого давления и теплообменник. Ему нужна сила, чтобы противостоять как давлению наддува, так и нагрузкам от термоциклирования. Это означает, что он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать рабочее давление, а также должен быть изготовлен из материала, который очень хорошо проводит тепло и использует тонкие площади поперечного сечения для максимального отвода тепла.

Полный турбонагнетатель

Turbonetics для Scion tC с 2004 по 2006 год поставляется с дополнительным охладителем от Spearco, подразделения Turbonetics. Турбо-система развивает 8 фунтов наддува и доводит заводскую мощность 160 л.с. до 300 л.с. при использовании 94-октанового топлива. Обратите внимание на расположение промежуточного охладителя и трубопровода наддува для устранения препятствий в моторном отсеке. (Предоставлено Turbonetics)

Поперечный разрез секции труб и ребер доохладителя. Обратите внимание на пластину коллектора с изгибами на 90 градусов, которые образуют точку соединения для сварки с коллекторами доохладителя.Трубы припаиваются в печи к плите коллектора с использованием покрытия, которое скрепляет узел. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)

В конструкции трубы и ребра используются отдельные трубы, которые вставляются в высеченную пластину коллектора и припаиваются в печи к пластине коллектора для обеспечения герметичности и прочности. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)

Вид с торца воздуховода из экструдированного алюминия. Обратите внимание на более толстые области стен на концах.(Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)

Конструкция стержневого и пластинчатого типа является наиболее прочной конструкцией, способной выдерживать более высокие давления, чем конструкции из труб и ребер. Обратите внимание на ряд стержней, уложенных друг на друга, чтобы сформировать раму охладителя, и пересечение этих стержней, которые образуют область, где должен быть прикреплен коллектор. Не так очевиден ряд плоских пластин, которые окружают каждую планку, образуя трубки для воздушного потока. (Предоставлено Vibrant Performance)

Это воздушная трубка доохладителя из трубчатого и ребристого охладителя с рядом показанных турбулизаторов.Секция турбулизатора просто скользит внутри воздушной трубки и прерывает ламинарный поток, увеличивая при этом емкость теплоотвода, обеспечивая большую массу для нагрева воздуха. (Предоставлено компанией Diesel Injection Service Company, Inc.)

Следует знать даже о различных конструкциях труб и ребер. В недорогих конструкциях с низким давлением будут использоваться трубы, сформированные из плоских пластин, которые будут сварены швом, а в более качественных конструкциях с более высоким давлением будут использоваться экструдированные алюминиевые трубы. Конструкция трубы и ребра может быть очень прочной для высоких давлений, но толщина коллектора должна быть увеличена, а экструдированные трубы являются обязательными.При выборе дополнительного охладителя маловероятно, что поставщик поделится с вами эффективностью, но вы можете определить, совместим ли тип конструкции с вашим приложением. Если вы собираетесь нагнетать давление наддува более 20 фунтов с помощью охладителя с трубчатой ​​и ребристой конструкцией, убедитесь, что воздушные трубки изготовлены из экструдированного алюминия.

Конструкция стержневого и пластинчатого типа буквально использует ряд стержней и пластин, уложенных друг на друга, чтобы сформировать воздушные трубы. Эта конструкция намного дороже из-за требуемых трудозатрат, но способна выдерживать более высокие давления, чем даже конструкции из труб и ребер из экструдированного алюминия.Для обеспечения надежной работы в приложениях с экстремальным наддувом следует использовать исключительно конструкцию стержня и пластины.

В турбонагнетателе Nissan 350Z / G35 от Turbonetics используется передний дополнительный охладитель с электрическим вентилятором для охлаждения. Этот комплект имеет 10 различных номеров деталей, которые подходят как для Nissan 350Z, так и для Infiniti G35 с 2003 по 2005 гг. Как для автоматической, так и для 6-ступенчатой ​​трансмиссии. (Предоставлено Turbonetics)

Ламинарный поток через открытую трубу, представленный векторами воздушного потока, показывает, как это не позволяет обеспечить хороший отвод тепла в доохладителе.

Использование турбулизаторов преобразует ламинарный поток в турбулентный поток, чтобы обеспечить тепловое перемешивание, плюс турбулизаторы обеспечивают увеличенную теплоотводящую способность для передачи большего количества энергии к поверхности для увеличения отвода тепла.

Еще одним преимуществом конструкции стержня и пластины является гибкость толщины охладителя. Конструкция трубы и ребра ограничена шириной коллектора и конструктивной шириной трубы. Производство более широкого промежуточного охладителя для повышения производительности, хотя и является дорогостоящим, более возможно в конструкции стержневой и пластинчатой ​​конструкции; вы просто делаете тарелки шире.Это обеспечивает увеличенную площадь поверхности для большей способности отвода тепла. Если у вас есть комната, это преимущество.

В обоих типах охладителей следует использовать турбулизаторы внутри воздушных трубок, чтобы повысить эффективность отвода тепла охладителем. Воздух, протекающий через трубку, не движется с одинаковой скоростью по всей площади поперечного сечения трубки. Воздух по направлению к поверхности трубы имеет тенденцию двигаться медленнее из-за того, что называется ламинарным потоком в пограничном слое. Пограничный слой в физике и механике жидкости — это слой жидкости или воздуха в непосредственной близости от ограничивающей поверхности.В атмосфере пограничный слой — это воздух, ближайший к земле. Вот почему скорость ветра увеличивается с увеличением высоты. Если бы мы жили в трубе, воздух замедлялся бы, когда мы приближались к другой границе на максимальной высоте.

Vibrant Performance предлагает полированные промежуточные охладители для двигателей от 350 до 875 л.с. (Предоставлено Vibrant Performance)

Подразделение Turbonetics Spearco, а также многие другие, предлагает коллекторы доохладителя (иногда называемые резервуарами) для различных применений.Они сочетаются с центральными секциями теплообменника для индивидуальной подгонки в уникальных приложениях, где готовый охладитель может быть недоступен. (Предоставлено Turbonetics)

Центральный вход Spearco для центральных секций теплообменника толстого охладителя. (Предоставлено Turbonetics)

Большой впускной коллектор охладителя Spearco. (Предоставлено Turbonetics)

Набор для проверки герметичности Quick Check от Av-Tekk, коммерческого поставщика охладителей наддувочного воздуха для дизельных двигателей, представляет собой универсальный набор для проверки охладителя, который подходит для охладителя практически любого размера с входным и выпускным диаметром.Обратите внимание на комбинацию клапана сброса давления / манометра и положительные ограничители, которые зажимают буртик шланга охладителя для безопасности оператора во время испытания. (Предоставлено Av-Tekk)

Людвиг Прандтль впервые определил принцип аэродинамического пограничного слоя в статье, представленной в 1904 году в Гейдельберге, Германия. Понимание этого принципа стало чрезвычайно важным в областях турбин, конструкции крыла самолетов, метеорологии и теплопередачи. Пограничные слои бывают ламинарными (слоистыми) или турбулентными (неупорядоченными).При передаче тепла большая часть передачи тепла к телу и от тела происходит в пограничном слое. Следовательно, доохладитель с полностью открытыми воздушными трубками будет иметь гораздо меньшую способность отводить тепло из-за ламинарного потока, где пограничный слой позволит удерживать тепло в более высокоскоростном внешнем потоке. Внешний поток — это конкретная ссылка на ту часть воздушного потока, которая наиболее удалена от ограничивающего слоя, которая в нашем случае будет ближе к середине трубки. На рисунках ниже показано, как воздух проходит через открытую трубу и как использование турбулизаторов преобразует ламинарный поток в турбулентный поток для увеличения отвода тепла.

л.с. для дополнительных охладителей. Поскольку вы уже знаете свою цель в лошадиных силах из упражнений на подбор компрессоров (видите, насколько ценны ваши реалистичные цели в лошадиных силах?), Тогда у вас будет хорошее представление о том, что вам понадобится. Однако необходимо учитывать доступное пространство. При расчете номинальной мощности дополнительного охладителя учитываются несколько факторов, включая площадь поверхности и толщину. Все дело в кубических дюймах емкости теплообменника, которую можно просто вычислить по основанию x ширина x высота.Однако вы можете себе представить, что кулер того же кубического дюйма с большей фронтальной площадью будет немного эффективнее. С учетом сказанного, просто выберите кулер с хорошей конструкцией, рассчитанный на ваш уровень мощности, который использует всю доступную фронтальную площадь. Будьте осторожны, чтобы не переборщить с толщиной.

Если вы проектируете уличный автомобиль с ограниченной площадью лобовой части, добавление большого промежуточного охладителя может создать проблемы с системой охлаждения из-за значительного уменьшения потока холодного воздуха к радиатору охлаждающей жидкости двигателя.Радиатор двигателя проектировался не с расчетом на дополнительный охладитель. Более высокая тепловая нагрузка также может повлиять на биметаллическую ленту или змеевик вязкостной муфты вентилятора, которая регулирует, когда она включается (если у вас нет электрического вентилятора). Обычно биметаллическая пружина на муфте вентилятора откалибрована на температуру воздуха, которая напрямую коррелирует с температурой охлаждающей жидкости в этом конкретном автомобиле. Дополнительный охладитель может вызвать более высокую тепловую нагрузку и заставить муфту вентилятора думать, что двигатель слишком теплый, и рано включить вентилятор.Поскольку вентилятор с приводом от двигателя обычно является самым потребляющим мощность устройством в передней части двигателя, это может иметь большое значение.

Если в вашем автомобиле есть вентилятор с электрическим приводом, он термостатически контролируется датчиком, расположенным в водяной рубашке. Следите за адекватным охлаждением с помощью датчика температуры; может не хватить резерва охлаждения, чтобы должным образом охладить автомобиль в теплую погоду с вашей новой мощностью. Если это окажется проблемой, вы можете решить эту проблему, добавив вентиляторы с электрическим приводом перед кулером, чтобы уменьшить падение давления на обоих кулерах, промежуточном охладителе и радиаторе.

Если вы можете полностью отказаться от вентилятора с приводом от двигателя, это даже лучше. Вентилятор потребляет огромное количество лошадиных сил, хотя в мире природы нет бесплатного обеда. Вентилятор с электрическим приводом по-прежнему менее эффективен, чем вентилятор, установленный на двигателе, из-за потерь, присущих генератору переменного тока для производства электроэнергии и электродвигателю, приводящему в действие вентилятор. Самым важным моментом здесь является контроль. Мощность, необходимая для привода вентилятора с приводом от двигателя, увеличивается пропорционально увеличению скорости.Например, для вентилятора мощностью 5 л.с. при 3000 об / мин потребуется 40 л.с. при 6000 об / мин!

Скорость увеличивается в 2 раза (она увеличилась вдвое, с 3000 до 6000), поэтому: (5 x 2³) = 40.

Это всего лишь одна причина для устранения вентилятора, а другая — безопасность. Как правило, болельщики не умеют вращаться на той скорости вращения, на которой работают гоночные автомобили. Разрыв лопастей вентилятора может привести к летальному исходу, поэтому примите меры предосторожности в этой области.

На рынке высокопроизводительных послепродажных работ есть много поставщиков хорошо продуманных доохладителей.Они бывают всех размеров и форм и имеют номинальную мощность в лошадиных силах. Vibrant Performance даже предлагает кулеры с полированными резервуарами, чтобы завершить изысканный внешний вид, который дополняет их линейку полированных наддувных труб. Turbonetics также предлагает широкий спектр кулеров, продаваемых под их брендом Spearco. Spearco — это давнее имя в области технологий охлаждения и, возможно, одна из самых полных линейок охлаждающих продуктов для бензиновых автомобильных двигателей с наддувом. В дополнение к готовым охладителям Spearco также предлагает широкий спектр охладителей воды и воздуха для гоночных применений.Вы также можете приобрести охладители нестандартного размера с конструкцией планки и пластины. Spearco также предлагает коллекторы охладителей для самостоятельных производителей.

Установка дополнительного охладителя является важным аспектом сохранения целостности охладителя. Кулер может протечь, и утечка действительно приведет к снижению производительности. Утечки буста никогда не бывают хорошими. Помните, что дополнительный охладитель устанавливается на шасси и сильно нагревается во время экстремальных термических циклов. Торсионные скручивания в раме автомобиля — это часть мощного ресурса, учитывайте это.Монтажная поверхность для кулера должна позволять кулеру располагаться перпендикулярно или заподлицо с точками крепления, а не заедать. Если ваши резьбовые крепежные детали неровно натянут охладитель на его крепление и скрепят его связкой, это приведет к скручиванию всей конструкции, которое при нагревании может вызвать преждевременный выход из строя сердечника теплообменника и привести к пайке трубок к поверхности. пластина коллектора до разрыва. Также рекомендуется установить охладитель в резиновые втулки высокой плотности, чтобы обеспечить изоляцию охладителя от скручивания рамы.

Промежуточные охладители

по большей части не должны пропускать воздух, но во многих коммерческих охладителях есть утечка, называемая стравливанием. Может быть трудно определить, течет ли ваш охладитель, потому что ничего не выходит на землю (например, масло или трансмиссионная жидкость). Кроме того, на холостом ходу нет наддува, поэтому измерение утечки на холостом ходу также невозможно.

Метод проверки охладителя заключается в использовании подходящего комплекта для проверки герметичности. В коммерческих транспортных средствах приемлемый слив определяется как потеря давления не более 5 фунтов за 15 секунд из-за заряда статического давления с использованием рабочего воздуха с общим давлением 30 фунтов.Если у вас есть основания полагать, что в вашем кулере может быть течь, рекомендуется проверить целостность кулера. Но будьте осторожны! Не делайте самодельный прибор! Существуют профессиональные тестовые наборы, в которых используются специальные резиновые заглушки и ограничители положительных заглушек, которые механически удерживают заглушки на месте.

Большинство высокоэффективных охладителей наддувочного воздуха изготавливаются с большей тщательностью, чем обычные коммерческие охладители дизельного топлива, и не имеют утечек, что означает отсутствие стравливания воздуха. Если вы обнаружите, что утечка может измерять небольшое кровотечение, скажем, наполовину фунта давления в течение 15-секундного теста, не думайте, что вы обнаружили проблему.Устраните утечку, но если у вас возникла проблема с настройкой, вам, вероятно, придется поискать в другом месте.

ВНИМАНИЕ: Объем воздуха, содержащийся в промежуточном охладителе, и давление, используемое при испытаниях, могут запустить ракету весом 3 фунта (пробка и зажимная пластина) со скоростью более 75 миль в час на расстояние более 50 футов! Эта сила смертельна! Используйте только оборудование, специально предназначенное для этой цели, чтобы избежать телесных повреждений.

Хомуты и шланги

Хомуты и шланги нельзя упускать из виду при сборке турбо-системы.Использование надлежащего оборудования может защитить вас от серьезной головной боли, связанной с утечкой в ​​будущем. Зажимы, используемые в системе турбонагнетателя, должны быть «постоянного крутящего момента». Большинство хомутов для шлангов в автомобильной промышленности являются стандартными червячными передачами. Их можно легко перетянуть и сломать и / или привести к разрыву шланга.

Шланговые соединения в турбо-системе подвергаются множеству циклов нагрева и охлаждения, которые включают постоянное расширение и сжатие соединения. Зажимы с постоянным крутящим моментом предназначены для автоматической регулировки их диаметра, чтобы компенсировать нормальное расширение и сжатие соединений.Не менее важно, чтобы внутренний диаметр шланга точно соответствовал внешнему диаметру трубки. Не используйте зажим, чтобы исправить несоответствие размеров между трубкой и внутренним диаметром шланга. В приложениях с очень высоким давлением наддува, например, более 20 фунтов, двойной зажим иногда используется в сочетании с ремнями наддува. Усиливающие ремни (или повышающие скобы) — это просто стальные ремни, которые механически ограничивают движение между концом трубки и, следовательно, снимают линейное напряжение на стыке шланга и оставляют их для герметизации.

Обычный зажим с червячной передачей слева никогда не должен использоваться в турбо-системе.Зажим справа — это зажим с постоянным крутящим моментом, в котором используются либо пружинные шайбы Бельвилля, либо винтовые пружины, обеспечивающие необходимый и постоянный крутящий момент.

Это зажим с Т-образным болтом. Это очень прочный зажим, намного более прочный, чем зажимы червячного типа. Эти хомуты с Т-образным болтом от Turbonetics используют внутреннюю ленту, которая защищает шланг от выдавливания при затягивании хомута. (Предоставлено Turbonetics)

Этот Buick Grand National имеет наддува около 28 фунтов.Обратите внимание на ремень наддува, который усиливает соединение повышающего шланга между наддувной трубкой, ведущее от промежуточного охладителя к корпусу дроссельной заслонки Holley.

Эта повышающая скоба от Vibrant Performance отполирована и имеет пару монтажных ножек для приваривания к трубке наддува и быстросъемный. Он изготовлен как из алюминия (P / N 12640), так и из нержавеющей стали (P / N 12641). (Предоставлено Vibrant Performance)

Гофрированные шланги различных размеров для соединения компонентов, установленных на двигателе и на шасси.Избыток материала в выступе позволяет двигаться, не вызывая усталости шланга. (Предоставлено Vibrant Performance)

Vibrant Technologies предлагает широкий выбор типов и размеров шлангов. Прямые силиконовые шланги можно отрезать до нужной длины. Также доступны различные размеры изгибов под 45 и 90 градусов, а также переходные шланговые соединения для увеличения или уменьшения размера. (Предоставлено Vibrant Performance)

Существует ряд типов, размеров и марок силиконовых шлангов (нельзя использовать резиновые шланги).Вы даже можете получить их в цвете для хот-роддера с косметическим складом ума. С точки зрения стоимости шланги обычно имеют обозначение холодного и горячего концов. Убедитесь, что используемые вами шланги рассчитаны на ожидаемую температуру. Самыми горячими точками будут соединение нагнетания компрессора с трубкой наддува, ведущей к доохладителю, и впускное соединение доохладителя. На всякий случай может быть разумным использовать шланги, рассчитанные на горячую сторону, по всей системе. Хорошие шланги должны выдерживать 400 градусов по Фаренгейту или более.

При подключении компонента, установленного на двигателе, такого как наддувная труба турбонагнетателя, к компоненту, установленному на шасси, например, охладителю, следует учитывать, что эти компоненты будут перемещаться относительно друг друга. В этих случаях обычно используются горбинные шланги, когда шланги отформованы с одним или несколькими выступами на длине шланга, что позволяет иметь избыток материала для данной длины, что позволяет перемещаться без нагрузки на шланг или соединение. связь.

Прокладка трубок наддува от турбонагнетателя к доохладителю и обратно к двигателю может стать кошмаром для сантехников. Не отчаивайтесь. Многие специальные шланги выпускаются такими компаниями, как Turbonetics и Vibrant Performance, именно для этих целей.

Трубки наддува

Сборка наддувных трубок может быть очень простой или сложной в зависимости от конкретного применения. Если вы прокладываете достаточно прямые трубки, они должны быть лишь немного больше диаметра нагнетания компрессора, когда вы проводите их к доохладителю.Если ваше приложение не охлаждается до охлаждения, и вы направляете нагнетание компрессора к впуску, вы можете увеличить трубку наддува перед изгибом, который входит в нагнетательную камеру. Это помогает замедлить движение воздуха и помогает в диффузии преобразовывать воздух из высокоскоростного потока в статическое давление, которое является целью диффузора турбины с самого начала.

В этой системе с двойным турбонаддувом используются все полированные алюминиевые трубки наддува, идущие к промежуточному охладителю и от него, что придает очень красивый вид.Обратите внимание на расположение турбонагнетателей сразу за передними колесами для обеспечения зазора на капоте и распределения веса, а также гораздо более крупный воздухозаборник черного цвета, идущий параллельно трубам наддува, ведущим от нагнетательного патрубка компрессора к доохладителю. (Предоставлено Vibrant Performance)

Vibrant Performance предлагает полный ассортимент бустерных трубок с прямыми секциями, а также с изгибами на 180, 90 и 45 градусов в полированных и натуральных алюминиевых профилях для самостоятельного изготовления.(Предоставлено Vibrant Performance)

Эти детали с коротким радиусом могут избавить от головной боли с трубками. Показаны U-образное колено с внешним диаметром 2,25 дюйма и колено с коротким радиусом 90 градусов с внешним диаметром 3 дюйма, оба от Turbonetics. (Предоставлено Turbonetics)

Эти отводы из литого алюминия доступны в 2, 2,25, 2,5 и 3 дюйма от Turbonetics и других компаний. (Предоставлено Turbonetics)

Несмотря на то, что существуют плюсы и минусы воздуховодов и прокладки нагнетаемого воздуха для минимизации потерь в трубопроводе, также будет реальность того, где именно вам нужно проложить трубки, чтобы соответствовать вашему применению.Существует множество успешных применений, в которых трубы наддува прокладывают не самым оптимальным образом, но они необходимы для данной комбинации автомобиля и двигателя. Есть много источников для предварительно изогнутых труб с оправкой, которые упрощают изготовление, и даже некоторые источники для прогонов труб, которые уже хромированы, или полированного алюминия, если для вас важна эстетика.

По возможности следует избегать чрезмерно крутых изгибов, но если они действительно необходимы, целесообразно использовать литой изгиб.Плотные изгибы можно отливать более успешно, чем в НКТ. Однако вы редко увидите, как это делается на маршруте приема, потому что обычно достаточно места для лучших вариантов.

Пленумы

Камера статического давления — это часть системы, которая соединяет трубку наддува, ведущую от выпускного отверстия компрессора или выпускного отверстия доохладителя, к впускному коллектору. В зависимости от типа вашего двигателя и предполагаемого использования существуют некоторые особенности конструкции.В высокопроизводительном двигателе с гоночным двигателем камера статического давления обычно небольшая и выполняет основную функцию по адаптации корпуса дроссельной заслонки к трубке наддува. В таких случаях камера статического давления просто обеспечивает плавный переход воздуха в коллектор.

Показан впускной коллектор с турбонаддувом Banks GM объемом 6,2 литра. Квадратная водоотводящая камера создает статический напор над коллектором, который помогает решить проблемы с управляемостью при модернизации, когда положение дроссельной заслонки несколько меняется во время движения.(Предоставлено Gale Banks Engineering)

Этот впускной патрубок от Precision Turbo and Engine на самом деле больше похож на переходник / переходник, чем на камеру статического давления. Он предназначен для соревнований, где есть только два положения дроссельной заслонки.

Для многих уличных транспортных средств впускной коллектор был разработан как компонент двигателя без наддува. На улице бывает много ситуаций, когда вы будете переходить с одной скорости на другую и вам потребуется плавный переходный отклик.В этих обстоятельствах Гейл Бэнкс любит наращивать то, что он называет «емкостью глотка». Это кратковременный резерв мощности слегка увеличенной подачи воздуха для уменьшения задержки системы. Во время умеренных ускорений, таких как ускорение с 30 миль в час до 55 миль в час, когда вы выезжаете на шоссе, увеличенный объем нагнетаемого воздуха в камере статического давления поможет двигателю переключиться, потому что есть объем воздуха, который нужно немедленно использовать. В отличие от автомобиля для дрэг-рейсинга, где единственной проблемой является полное ускорение, эта избыточная пропускная способность воздухозаборника может добавить к пропускной способности системы впуска сверх того, что уже добавляет дополнительный охладитель, и увеличить время отклика системы, потому что потребуется больше времени, чтобы заполнить его в гонке. машина идет с нуля на тотальный разгон.Следовательно, при проектировании пленума необходимо учитывать ваше применение и использование, как и многие другие факторы. Если это гоночный автомобиль, подойдет пленум небольшого объема. Если вы строите уличное транспортное средство, где вы ожидаете внезапных изменений положения дроссельной заслонки с частичной нагрузки на полную для обгона и ускорения на рампе, то следует учитывать дополнительную пропускную способность, как показано в дизельной системе Banks 6.2.

При прокладывании трубы наддува к любой камере статического давления в коллекторе точка входа должна обеспечивать учет завихрения воздуха и распределения давления.Турбосистема Banks sidewinder на раннем дизельном двигателе 6.2 является хорошим примером как мощности залпа, так и диффузии воздуха, которая обеспечивает равномерную подачу давления в коллектор, обеспечивая равномерное распределение воздуха по всем цилиндрам. Напротив, пленум от Precision Turbo и Engine — это соревновательный элемент, в котором емкость глотка не является основной проблемой, а плавный переход имеет значение. Многие типы пленумов готовы для большинства применений.

Крепление турбины для правильного слива масла

Надеюсь, вы рассмотрели возможность слива масла до того, как выбрали место установки турбокомпрессора.Для обеспечения надлежащего слива масла корпус подшипника должен быть правильно ориентирован (см. Фото). Крышка компрессора и корпус турбины обычно вращаются независимо от корпуса подшипника в соответствии с требованиями к выпускному отверстию компрессора и впускному отверстию для выпуска отработавших газов.

При прокладке линий впуска и слива масла обязательно следуйте правилу 20 градусов. Представьте себе центральную линию, которая проходит через впускное отверстие и слив масла. Эта линия по сравнению с вертикальной линией не должна образовывать угол более 20 градусов.(С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

При прокладке возвратной линии слива масла к масляному поддону убедитесь, что точка входа в нее находится значительно выше уровня масла в поддоне, и что сливная линия всегда проходит под уклон. Вы никогда не хотите, чтобы масло поднималось вверх, когда оно вытекает из турбонагнетателя. Если масло попытается стечь ниже уровня масла в поддоне, оно вернется назад и затопит сливную полость в турбонагнетателе. Это приведет к затоплению участков уплотнительного кольца и вызовет утечку масла из компрессора или турбины, либо из того и другого.

Выпускные коллекторы

Выхлопные коллекторы для уличных турбо-систем обычно используются как в трубчатых, так и в литых коллекторах. Пусть вас не смущает мысль, что коллекторы, которые выглядят как коллекторы, лучше, точно так же, как коллекторы труб лучше, чем старые литые выпускные коллекторы. В установке турбокомпрессора я бы предпочел отливку для долговечности и прочности крепления. Просто во многих случаях не хватает клиентов, чтобы купить определенный тип коллектора, чтобы любой производитель пошел на создание литейного инструмента для производства выпускного коллектора с турбонаддувом.Поэтому не следует путать трубки и литые коллекторы в отношении того, какой из них лучше. Если вы строите уличный проект и к вашему двигателю подходит литой коллектор, вам повезло!

Эта деталь 4-в-1 от Vibrant Performance избавит вас от головной боли при создании собственных выпускных коллекторов. (Предоставлено Vibrant Performance)

Vibrant Performance также создает коллектор 6-в-1, наряду с различными другими конфигурациями.Создавать собственный турбо-коллектор определенно не для слабонервных или начинающих сварщиков! (Предоставлено Vibrant Performance)

Многие компании также предлагают специально отлитые выпускные коллекторы для популярных применений. У этого от Turbonetics уже отлито и обработано крепление перепускного клапана, чтобы упростить ваш проект. (Предоставлено Turbonetics)

Готовый трубчатый выпускной коллектор может быть сконструирован с обрезными изгибами, секциями труб и использованием готовых фланцев таких компаний, как Vibrant Performance и Turbonetics.(Предоставлено Vibrant Performance)

В настоящее время существует много литых выпускных коллекторов для популярных турбо-приложений, но в гоночных автомобилях обычно используются трубчатые коллекторы. Если вы достаточно амбициозны, чтобы построить свои собственные трубчатые коллекторы, вам следует убедиться, что вы не используете трубы из мягкой стали. В качестве минимальной спецификации материала используйте нержавеющую сталь 304 с минимальной толщиной стенки 0,065 дюйма. Как правило, самой сложной частью при изготовлении собственных трубчатых коллекторов является изготовление шарнира четыре в один для 4-цилиндровых двигателей или двигателей V-8 или соединения шесть в один для рядных 6-цилиндровых двигателей.Популярность турбонаддува на современном рынке тоже пришла на помощь! Vibrant Performance предлагает специальные соединения, которые упрощают изготовление коллектора на заказ. Если вы будете использовать эти готовые соединения, ваша работа станет намного проще, и вы все равно сможете заявить, что сделали их сами!

В двигателе с турбонаддувом сохранение одинаковой длины первичных трубок не представляет такой большой проблемы, как в двигателе без наддува. Есть мнение, что необходимо обеспечить некоторую длину, чтобы обеспечить лучшую продувку цилиндра, дав газам куда-то уйти.Однако более важным является диаметр первичной трубки. В двигателе без наддува обычно существует оптимальный первичный размер, который обеспечивает достаточное расширение выхлопных газов, чтобы помочь снизить давление за выхлопным импульсом, чтобы помочь уловить следующий импульс, но не настолько большой, чтобы вызвать водопроводные кошмары или чрезмерно ослабить энергию импульса. где первичные частицы сходятся в коллектор для соседнего первичного ассистента очистки. В двигателе с турбонаддувом скорость выхлопных газов может превышать 2000 футов в секунду.Конечная скорость турбинного колеса диаметром 3 дюйма, которое вращается со скоростью 120000 об / мин, составляет около 1600 футов в секунду. Если размер первичных труб совпадает с диаметром выхлопного отверстия, то водопровод вашей системы не будет вызывать замедление выхлопных газов, а только для того, чтобы ускориться обратно по мере приближения к турбине. Лучше поддерживать диаметр первичной трубы постоянным, пока он не достигнет турбины, для улучшения смешивания. По этой причине не рекомендуются выпускные коллекторы очень большого размера.

Турбокомпрессор серии GT от Garrett имеет конический диффузор, залитый прямо в выпускной патрубок корпуса турбины, и угол наклона около 30 градусов.

Поскольку выхлопные газы выходят из экспдюсера турбины, в идеале они должны течь в осевом направлении, но это не так. Газ будет закручиваться. Вихревой газ не так быстро выходит. По этой причине корпус турбины может иметь форму конического диффузора или раструба, когда он переходит в свое выхлопное соединение.Диффузор стремится преобразовать закрученный поток в более турбулентный осевой поток. Эта функция, встроенная в корпус турбины, может занимать место для установки плотно прилегающих моторных отсеков. Для достижения такой диффузии все, что нужно, — это трубка большего диаметра длиной примерно от 1 1/2 до 2 футов перед переходом в выхлопную систему (если вы ее используете!). В спортивном автомобиле длина сливной трубы 2 фута, скорее всего, будет всем, что нужно. Если диаметр нагнетания турбины составляет 3 дюйма, подойдет переходник конической формы от 3-дюймового соединения к выпускному патрубку 4 или 5 дюймов.Однако для большинства производительных уличных приложений эта особенность конструкции будет иметь очень ограниченное влияние.

Тепловые сильфоны и компенсаторы

Сильный нагрев турбо-системы может вызвать расширение и сжатие выпускных коллекторов трубчатого типа, что приведет к растрескиванию и разрыву. Это особенно верно в приложениях с высокой мощностью, наблюдаемых на двигателях V-6 и V-8, где используются коллекторы «шесть в один» или «восемь в один». Размещение компенсатора в конце коллектора, на входе в турбину и на воздуховоде перепускной заслонки может помочь вашему коллектору прожить долгую и счастливую жизнь.

Turbonetics предлагает хороший выбор гибких трубок и компенсаторов для домашних мастеров. Правильно расположенные компенсаторы могут заставить ваш выпускной коллектор выдержать быстрое нагревание в лошадиных силах двигателестроения. (Предоставлено Turbonetics)

Теплозащитное покрытие

Тема защиты от тепла является довольно спорной. Поскольку турбины извлекают свою энергию из тепла, многие считают, что обертывание трубки в коллекторе трубчатого типа или переходной трубе создаст (или сохранит) больше тепловой энергии, доступной для турбины.Было проведено несколько тестов, чтобы попытаться количественно оценить этот эффект. Хотя теоретически это кажется разумным, при этом практически нет ощутимого прироста производительности. Практическая проблема здесь заключается в том, что выхлопной поток при полностью открытой дроссельной заслонке, где вас больше всего беспокоит эффективность, движется так быстро, и тот факт, что поток, вероятно, будет ламинарным по своей природе, что практически не теряется значительная тепловая энергия.

Основной целью тепловой защиты является защита других компонентов подкапотного пространства от тепла турбины и дополнительных коллекторов, задействованных в турбо-системе.(Предоставлено Turbonetics)

Основная цель тепловой защиты — защитить другие компоненты подкапотного пространства от тепла турбины и дополнительных коллекторов, задействованных в турбо-системе. (Предоставлено Turbonetics)

Основная причина добавления теплозащиты либо к корпусу турбины, либо к трубопроводу выпускного коллектора заключается в защите других компонентов от излучаемого лучистого тепла. Большинство OEM-автомобилей с турбонаддувом имеют обширную тепловую защиту, так как производители должны защитить остальные компоненты, чтобы они пережили гарантийный период.Чтобы помочь вам, Turbonetics предлагает предварительно отформованные тепловые экраны корпуса турбины, а также плоские части из центрифугированной керамической изоляции, обернутые в гофрированный алюминий, для изоляции компонентов и защиты от тепла. Другие компании на вторичном рынке также предлагают термостойкие одеяла и рукава для защиты таких вещей, как стартеры, резиновые шланги и провода свечей зажигания.

Если близость к чувствительным к температуре компонентам не является проблемой, вам, скорее всего, лучше не обматывать трубку.В правильных условиях это может вызвать деформацию изгибов и ускоренную коррозию.

Написано Джеем К. Миллером и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Pontiac Firebird с самодельными «турбинами» выглядит круто безумно

Ребята, иначе не скажешь.Зиме нужно закончить, как сейчас. Даже в тех местах, где небо теплое, а снег — всего лишь эвфемизм для запрещенного наркотика, кажется, ужасная зимняя депрессия заразила бездействующие руки механиков. Как еще мы можем объяснить небольшое количество сумасшедших видеороликов, связанных с автомобилями, которые в последнее время появились в нашей ленте YouTube?

Очевидно, TheHoonigans не могли стоять в стороне, пока все остальные сходили с ума, поэтому автомобильные коммандос сбросили 700 долларов на Pontiac Firebird 1984 года и сразу же установили пару реактивных двигателей на карбюратор.Под реактивными двигателями мы на самом деле подразумеваем вентиляторы, очевидно, приобретенные в местном хозяйственном магазине и соединенные с двигателем с помощью алюминиевых каналов и клейкой ленты. Инвертор мощности посылает электричество на лопасти, и водитель может включить специальные турбины (которые команда Hoonigan ласково называет турбонаддувом) внутри автомобиля благодаря крутому тумблеру, установленному на картоне. На этот проект не пожалели средств.

5 Фото

Вместо того, чтобы просто крутить пончики с чудовищем, требуя при этом неисчислимого прироста мощности, Hoonigans фактически провели небольшое тестирование, чтобы доказать, что турбо-установка в магазине оборудования действительно может работать.Используя портативный динамометрический стенд, команда измерила колоссальные 72 л.с. от уставшего V8 Firebird без включенных вентиляторов. Затем он проехал восьмимильную полосу за 17,37 секунды, двигатель лопнул и плюнул на всю дорогу. Ясно, что с V8 что-то не так — это звучало почти так, как будто к карбюратору прикрутили всякую ерунду, чтобы в него не попадал воздух. В чем может быть проблема?

Однако, как только фанаты были заняты, Жар-птица превратилась в монстра. Под этим мы подразумеваем, что он по-прежнему издавал всевозможные ужасные звуки и был смехотворно медленным, но в какой-то момент между сегментами машина потеряла тормоза.Это не помешало бесстрашной команде доказать, что их самодельный турбо-комплект оказался успешным, или, по крайней мере, показать, что пара вентиляторов, блокирующих поток воздуха к двигателю, при включении блокирует меньше воздуха.

Обычно это момент, когда мы говорим что-то остроумное о том, чего ожидать дальше. Сейчас мы просто сидим с попкорном, потому что до первого дня весны осталось почти два месяца.

Источник: TheHoonigans через YouTube

Метод турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей

Аннотация

В данной статье представлено технико-экономическое обоснование метода турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.Турбонаддув обычно не используется в одноцилиндровых двигателях из-за несоответствия по времени между тем, когда турбонагнетатель приводится в действие во время такта выпуска, и тем, когда он может подавать воздух в цилиндр во время такта впуска. Предлагаемое решение включает воздушный конденсатор на стороне впуска двигателя между турбонагнетателем и впускными клапанами. Конденсатор действует как буфер и будет реализован как впускной коллектор нового типа с большим объемом, чем в традиционных системах.
Чтобы воздушный конденсатор был практичным, его размер должен быть достаточно большим, чтобы поддерживать давление турбонагнетателя во время такта впуска, вызывать минимальную турбо-задержку и значительно увеличивать плотность всасываемого воздуха.Создав несколько моделей потока воздуха через систему двигателя с турбонаддувом, мы обнаружили, что оптимальный размер воздушного конденсатора в четыре-пять раз превышает мощность двигателя. Для конденсатора, рассчитанного на двигатель объемом один литр, время задержки составило приблизительно две секунды, что было бы приемлемым для приложений с медленным ускорением, таких как тракторы, или для устройств с устойчивым режимом, таких как генераторы. Увеличение плотности, которое может быть достигнуто в конденсаторе, по сравнению с воздухом при стандартной температуре и давлении окружающей среды, варьируется от пятидесяти процентов для адиабатического сжатия и отсутствия теплопередачи от конденсатора до восьмидесяти процентов для идеальной теплопередачи.Это увеличение плотности пропорционально, в первом порядке, ожидаемому увеличению мощности, которое может быть реализовано с помощью системы турбонагнетателя и воздушного конденсатора, применяемой к одноцилиндровому четырехтактному двигателю.

Отдел

Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

Журнал

Том 3: 16-я Международная конференция по передовым автомобильным технологиям; 11-я Международная конференция по дизайнерскому образованию; 7-й рубеж в области биомедицинских устройств

Цитата

Бухман, Майкл Р., и Амос Г. Винтер. «Способ турбонаддува одноцилиндровых четырехтактных двигателей». Том 3: 16-я Международная конференция по передовым автомобильным технологиям; 11-я Международная конференция по дизайнерскому образованию; 7-е рубежи в области биомедицинских устройств (17 августа 2014 г.).

Версия: Последняя рукопись автора

редукторов вернулись с самодельным четырехтурбинным двигателем

И снова Hoonigans вернулись с еще одним Pontiac Firebird, но на этот раз с четырехцилиндровыми турбинами вместо двух.

Hoonigans вернулись с еще одним комплектом самодельных турбокомпрессоров.

В последний раз мы видели этих мальчиков в действии, когда они использовали пару промышленных вентиляторов для «наддува» старого Pontiac Firebird.Мы используем расценки, поскольку технически он не имеет турбонаддува, так как он не использует выхлопные газы для привода вентилятора, а вместо этого использует аккумулятор автомобиля. Это скорее электрический нагнетатель, чем турбокомпрессор, но мы простим это имя за его творческий подход.

Удивительно, но самодельные турбокомпрессоры действительно работали, давая Firebird довольно существенный прирост мощности и производительности, несмотря на то, что двигатель звучал так, как будто он был на последнем издыхании.

Теперь Firebird вернулся, но на этот раз с четырьмя турбокомпрессорами.Кроме того, двигатель был полностью перестроен, так что он работает так же хорошо, как и двигатель 80-х годов.

Вместо оголенных воздуховодов и небрежных прилипаний, трубы турбокомпрессора были обернуты изолентой для обеспечения герметичности.В новых турбинах, которые, по всей видимости, являются вентиляторами для сушки ковров, система труб из ПВХ направляет воздух непосредственно в карбюратор.

Если две самодельные турбины дадут Pontiac импульс, то четыре, несомненно, дадут ему еще больше.Верно?

СВЯЗАННЫЙ: ХУНИГАНЫ ДЕЛАЮТ КОЛЕСА ИЗ ДЕРЕВА, С ПРОГНОЗИРУЕМЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ

Как и раньше, наши герои проводили тесты как с активными турбинами, так и без них.Невероятно, но автомобиль имел мощность 183 л.с. и крутящий момент 168 фунт-фут на динамометрическом стенде без включенных турбонагнетателей. С турбонаддувом Firebird снизил мощность 219 л.с. и 206 фунт-футов, что на 17% больше.

К сожалению, увеличение мощности не привело к значительному увеличению производительности.Без турбонаддува Firebird пробежал 1/8 мили за 9,78 секунды, а с турбонаддувом ему удалось сбить 0,15 секунды до 9,63. Это статистически значимое падение, но мальчики надеялись на что-то более драматичное.

Однако при втором запуске двигатель взорвался.Очевидно, что четыре турбокомпрессора — это слишком много для старого Firebird.

Увидим ли мы в следующий раз комплект из шести турбонагнетателей? Может, упаковка из 12 штук? С этими парнями нет предела.

ДАЛЕЕ: СМЕШНАЯ ПЕРЕДАЧА СВАРИВАЕТ СПИНКИ ДВУХ МАШИН ВМЕСТЕ, СОЗДАВАЯ БОЖЬЕ УЖАСНОЕ ЧУВСТВО

Классический Chevy 210 в форме крысиного прута, вдохновленный двухполосным асфальтом

Об авторе

Шон Мюррей
(Опубликовано 2674 статей)

Шон вырос с плакатом Lamborghini Diablo на стене.Он не понимал, что это за машина на самом деле, пока не окончил университет, что было значительно позже. В наши дни он предпочел бы McLaren 570S, но по-прежнему уважает Lamborghini за его безумие.

Теперь он роется в Интернете в поисках самых нелепых историй об автомобилях и пикапах, у которых больше лошадиных сил, чем здравого смысла. Иногда он обсуждает такие важные вещи, как планы Ford, GM и FCA на будущее, но это не так интересно.А потом было время, когда он писал о садовом сарае на 500 л.с. Ах, хорошие времена.

Вы можете найти Шона в Twitter @ seanmurray683 или по электронной почте [email protected]

Ещё от Sean Murray

редукторов с турбонаддувом для самодельного нагнетателя

Отдельный двигатель для нагнетателя означает отсутствие паразитных потерь. Но это также немного громоздко, как выяснили эти редукторы.

Редукторы, которые представили вам самодельные квадроциклы, вернулись с новой формой самодельной принудительной индукции.

Последнее, что мы слышали от Hoonigans, они успешно установили квадро-турбины (красочно названные «квадро-турбо») на капоте своего ветхого Pontiac Firebird.По сути, чистка ковров и промышленные вентиляторы, подключенные к источнику питания автомобиля, чудесным образом сумели увеличить общую выходную мощность Firebird, а также его ускорение.

Еще они взорвали двигатель.Мы не совсем уверены, произошло ли это из-за их модификаций, аннулирующих гарантию, или из-за того, что двигатель уже был на последнем издыхании.

Новый улучшенный Firebird теперь поставляется с расширением 5.3-литровый двигатель LS, работающий на топливе E85. Совершенно верно: теперь эта Firebird работает на соответствующем гоночном топливе. У него также есть пара радиальных тормозов сзади и тонкие шины спереди.

Он также имеет часть приварных стальных лесов, на которых установлен мотор.Почему? Конечно, для питания нового «удаленного нагнетателя».

Как вы знаете, нагнетатели питаются от самого двигателя и, таким образом, забирают часть мощности двигателя. Обычно это не проблема, поскольку мощность, полученная от нагнетателя, превышает мощность, потерянную от двигателя, приводящего в действие упомянутый нагнетатель.Но что, если нагнетатель вообще не приводится в движение двигателем, приводящим в движение колеса?

СВЯЗАННЫЕ: ПЕРЕДАЧИ НАЗАД С САДОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ КВАД-ТУРБО

Итак, у этого нагнетателя есть собственный двигатель, единственная задача которого — запускать нагнетатель.Да, это добавляет много веса, но также предотвращает паразитные потери большого двигателя LS.

Но действительно ли он создает больше мощности? Ну… не совсем так.

Как показали стендовые испытания, мощность двигателя без наддува составляет 191 л.с.С наддувом он падает до 183 л.с., или на 9 лошадей меньше. Вероятно, это связано с тем, что трубопровод из ПВХ не является полностью герметичным и на самом деле приводит к тому, что в карбюратор поступает меньше воздуха, чем он мог бы получить при естественной аспирации.

Как ни странно, Firebird показывает немного лучшее время на 1/8 мили с активным удаленным нагнетателем, чем без него.Во всяком случае, прямо перед тем, как они испортят передачу.

Увидим ли мы в следующий раз комплект сдвоенных нагнетателей? Наверное.

ДАЛЕЕ: RUSSIAN GEARHEAD НЕ МОЖЕТ ПРЕКРАТИТЬ ДОБАВЛЯТЬ ДВИГАТЕЛИ В LADA, СОЗДАЕТ 3-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АВТОМОБИЛЬ 6×6 MONSTER

Dodge Charger Hellcat « Обман » сочетает современные мускулы с темной стороной

Об авторе

Шон Мюррей
(Опубликовано 2674 статей)

Шон вырос с плакатом Lamborghini Diablo на стене.Он не понимал, что это за машина на самом деле, пока не окончил университет, что было значительно позже. В наши дни он предпочел бы McLaren 570S, но по-прежнему уважает Lamborghini за его безумие.

Теперь он роется в Интернете в поисках самых нелепых историй об автомобилях и пикапах, у которых больше лошадиных сил, чем здравого смысла. Иногда он обсуждает такие важные вещи, как планы Ford, GM и FCA на будущее, но это не так интересно.А потом было время, когда он писал о садовом сарае на 500 л.с. Ах, хорошие времена.

Вы можете найти Шона в Twitter @ seanmurray683 или по электронной почте [email protected]

Ещё от Sean Murray

Можно ли поставить турбонаддув в любой безнаддувный автомобиль?

Если вы хотите увеличить мощность своего автомобиля, внесите изменения в систему воздухозаборников и выхлопных газов. И хотя настройка шин и подвески может увеличить скорость в поворотах, в какой-то момент требуется больше мощности, чтобы ехать быстрее.Это часто достигается за счет принудительной индукции, что обычно для тюнеров и OEM-производителей означает турбокомпрессор. Но так ли просто установить турбонаддув на безнаддувный автомобиль?

Турбокомпрессор — только часть технологического процесса

Установка турбонагнетателя на двигатель без наддува принципиально не меняет принцип работы двигателя. Воздух все еще засасывается в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и сгорает. Разница в том, что турбонагнетатель раскручивается выхлопными газами.Это позволяет подавать больше свежего воздуха в камеру сгорания. Больше воздуха означает большую стрелу, что означает большую мощность.

Два турбокомпрессора Garrett GTX3582R Gen II | Гаррет через Instagram

Однако, хотя работа турбокомпрессора в теории кажется простой, в действительности она может быть довольно сложной. Например, турбины разного размера лучше подходят для разных частей диапазона оборотов, объясняет Хот Род. Кроме того, как сообщает CarThrottle, следует учитывать различные геометрии лопастей и места для размещения самих турбин.

СВЯЗАННЫЙ: R32 Skyline GT-R мощностью 2100 л.с. — самый быстрый в мире тягач с полным приводом

Но турбонаддув двигателя требует большего, чем просто выбор типа турбонаддува, который вам нужен. Когда турбины начинают вращаться, они нагреваются, особенно со стороны выхлопа, объясняет Хейнс. Это нагревает поступающий воздух, делая его менее плотным и богатым кислородом, что снижает выходную мощность. Вот почему двигатели с турбонаддувом имеют промежуточные охладители — для охлаждения воздуха после его сжатия турбонаддувом.

Также необходимо убедиться, что в турбины поступает достаточно воздуха. Впускные и выхлопные трубы вторичного рынка мало что предлагают для безнаддувных двигателей, да. Однако для двигателей с принудительным впуском все обстоит иначе.

Кроме того, для увеличения мощности требуется не только больше воздуха, но и дополнительное топливо. И работа электронного блока управления автомобиля — правильно измерять и контролировать расход воздуха и топлива. Итак, чтобы не отставать от поступающего воздуха, двигателю требуется модифицированный блок управления двигателем и модернизированные форсунки, поясняет ItStillRuns.Также может потребоваться модернизированный топливный насос.

И даже после этого все еще есть потенциальные подводные камни.

На что обращать внимание при сборке

Все упомянутые детали и модификации касаются
максимизируя, насколько эффективно работает ваш турбо. Но пока турбокомпрессор
Увеличьте мощность, это также может повредить или даже разрушить ваш двигатель при неправильном использовании.

СВЯЗАННЫЙ: Является ли наддув Toyota 86 хорошей идеей?

Дополнительная мощность исходит от более сильного взрыва в камерах сгорания вашего двигателя.И поршни, клапаны и другие внутренние компоненты вашего автомобиля могут не справиться с этим. Как объясняет TorqueCars, тюнеры нередко устанавливают клапаны большего размера, увеличивают размер порта и компенсируют это более прочными и дорогими поршнями. Кроме того, дополнительная мощность может увеличить износ сцепления. Вот почему ItStillRuns рекомендует устанавливать модернизированное или гоночное сцепление, если вы устанавливаете турбонаддув в автомобиле.

Также есть вопрос о самом процессе повышения.Один из простых способов увеличить мощность двигателя с турбонаддувом — это увеличить настройки наддува. Однако это не только увеличивает нагрузку на внутренние компоненты, но также увеличивает вероятность преждевременного воспламенения. Это страшный «стук» или «детонация», который возникает из-за неконтролируемого сгорания топлива. И это может еще больше повредить ваш двигатель.

Моторный отсек Toyota Celica GT4 1994 года | Принесите трейлер

СВЯЗАННЫЙ: Почему одинаковые турбодвигатели имеют разную мощность?

Чтобы избежать этого, помимо промежуточных охладителей, иногда двигатели с турбонаддувом поставляются с впрыском воды.Его часто устанавливают на раллийные автомобили, но только недавно автомобили с высокими характеристиками стали поставляться с ним с завода. Вот почему Toyota Celica GT4 ST205 1994 года так широко известна тем, что имела такой автомобиль в то время. Это еще больше охлаждает поступающий воздух, делая его более плотным и предотвращая детонацию.

Предотвращение детонации — вот почему автомобили с турбонаддувом часто требуют
высокооктановое топливо. Октан — это показатель ударопрочности — чем выше
число, тем меньше вероятность детонации.

Уход за турбиной

СВЯЗАННЫЙ: Yamaha возвращается к мотоциклам с турбонаддувом

Короче хотя теоретически можно добавить турбокомпрессор
практически для любого двигателя без наддува это не метод plug-and-play. Там
много частей, требующих внимательного рассмотрения. К счастью, немного тюнинга
компании исключили из этого процесса некоторые догадки. Например, в Колорадо
Flyin ’Miata предлагает полные турбо-комплекты, которые добавляют заявленные 75-85 л.с. без
модернизация инжектора.

Однако после установки турбонагнетателя и всего необходимого оборудования стоит обратить внимание на несколько дополнительных советов по уходу. Некоторые производители оригинального оборудования, например, указывают на более частую замену свечей зажигания с их турбинами, сообщает Cars.com. Также не следует буксировать двигатель или ездить на высокой передаче на низких оборотах, если он с турбонаддувом, сообщает R&T.

Кроме того, моторное масло не только смазывает турбокомпрессоры, но и может плохо с ним работать, сообщает Mobil.