Co je turbodmychadlo? – Typy a jak funguje

Co je turbodmychadlo?

Turbodmychadlo, známé jako turbo, je turbínou poháněné nucené sací zařízení, které zvyšuje výkon spalovacího motoru tím, že tlačí další stlačený vzduch do spalovací komory.

Toto zlepšení výkonu motoru s přirozeným sáním je způsobeno skutečností, že kompresor může do spalovací komory tlačit více vzduchu a úměrně více paliva než samotný atmosférický tlak.

Turbodmychadlo je zařízení připojené k motoru vozidla, které je navrženo tak, aby zlepšilo celkovou účinnost a zvýšilo výkon. Z tohoto důvodu mnoho výrobců automobilů volí turbodmychadla v motorech nákladních automobilů, automobilů, vlaků, letadel a stavebních strojů. Nejčastěji se používají u motorů s Ottovým cyklem a dieselových spalovacích motorů.

Kdo vynalezl turbodmychadlo?

Švýcarský inženýr jménem Alfred Buchi poprvé vyvinul konstrukci turbodmychadla v roce 1905 ke zvýšení výkonu dieselových motorů. Skvělé!

Kolik výkonu navíc můžete získat?

To je otázka každé převodovky a bohužel neexistuje jednoduchá odpověď. Normální turbodmychadlo poskytuje síťovým nadšencům přibližně o 20 až 40 procent více energie než standardní produkty.

Kolik výkonu navíc však závisí na řadě proměnných, včetně toho, jak velké nebo malé je turbodmychadlo, jaké změny jste provedli na vnitřních částech motoru, jaký typ paliva používáte a jakou ECU vaše turbodmychadlo použité nastavení. Zisky vašeho auta se budou lišit.

Jak funguje turbodmychadlo?

Turbodmychadlo je systém, který pomáhá motoru produkovat více výkonu a točivého momentu prostřednictvím nuceného nasávání. Turbo v podstatě nasává vzduch, ochlazuje ho a pak nutí motor více než standardním sacím otvorem. Konečným výsledkem je mnohem více „fíků!“

Turbodmychadlo automobilu používá princip velmi podobný pístovému motoru. Využívá výfukové plyny k pohonu turbíny. Tím se otáčí vzduchový kompresor, který tlačí další vzduch (a kyslík) do válců, takže mohou každou sekundu spálit více paliva.

Jak turbodmychadlo funguje:

  1. Chladný vzduch vstupuje do sání vzduchu do motoru a směřuje ke kompresoru.
  2. Ventilátor kompresoru pomáhá nasávat vzduch.
  3. Kompresor stlačuje a ohřívá přiváděný vzduch a znovu jej vyfukuje.
  4. Horký stlačený vzduch z kompresoru prochází výměníkem tepla, který jej ochlazuje.
  5. Ochlazený stlačený vzduch vstupuje do sání vzduchu válce. Dodatečný kyslík pomáhá spalovat palivo ve válci rychleji.
  6. Protože válec spálí více paliva, vyrábí energii rychleji a může přes píst, hřídele a ozubená kola poslat více výkonu na kola.
  7. Odpadní plyn z válce vystupuje výfukovým otvorem.
  8. Horké výfukové plyny proudící kolem ventilátoru turbíny způsobují, že se otáčí vysokou rychlostí.
  9. Spřádací turbína je namontována na stejném hřídeli jako kompresor. Takže jak se točí turbína, točí se i kompresor.
  10. Výfukové plyny opouštějí auto a plýtvají méně energií, než by tomu bylo jinak.

Části turbodmychadla

1. Turbína

Turbína turbodmychadla, která se skládá z turbínového kola a skříně turbíny, přeměňuje výfukové plyny motoru na mechanickou energii pro pohon kompresoru. Tento pokles tlaku přeměňuje turbína na kinetickou energii k pohonu turbínového kola. Existují dva hlavní typy turbín:axiální a radiální proudění.

2. Ložiska.

Ložiskový systém turbodmychadla vypadá jednoduše, ale hraje klíčovou roli v řadě kritických funkcí. Mezi nejdůležitější patří ovládání radiálního a axiálního pohybu hřídele a kol a minimalizace ztrát třením v ložiskovém systému.

3. Kompresor

Kola kompresoru jsou jednou z nejdiskutovanějších součástí turbodmychadla. Kompresorová část se stejně jako turbína skládá ze dvou hlavních součástí:kompresorového kola a krytu kompresoru. Úkolem kompresoru je doslova stlačit čerstvý vzduch a nasměrovat jej do tělesa škrticí klapky.

4. Středové pouzdro/otočná sestava (CHRA)

V CHRA možná nedochází inkoust, ale je to jedna z nejkritičtějších součástí každé sestavy turbodmychadla. V praxi CHRA slouží jako montážní bod pro obě skříně a musí být vyroben z materiálu nezbytného pro zvládnutí tepla a namáhání turbíny.

5. Mezichladič

Pochopení toho, že turbodmychadlo stlačuje vzduch, umožňuje snadno pochopit, proč je mezichladič důležitý. Aniž bychom příliš počítali (znovu mluvíme o zákonu ideálního plynu), řekněme, že jak se tlak zvyšuje, teplo se vytváří v rámci nastaveného objemu.

6. Wastegates

Wastegate je jednoduše zařízení, které odvádí výfukové plyny předtím, než se dostanou na vstup do skříně turbíny.

7. Vypouštěcí ventily

Pojistný ventil je v podstatě přetlakový ventil, který je namontován na straně kompresoru turbosystému. Jeho úkolem je doslova uvolnit přebytečný plnicí tlak zachycený v systému, když se škrticí klapka zavře.

8. Potrubí a rozdělovače

Potrubí je možná to poslední, co většina fanoušků zvažuje při stavbě turbo systému. Správná aplikace a velikost jsou však zásadní pro zajištění optimálního výkonu. V typickém systému turbodmychadla může být potrubí rozděleno do tří odlišných sekcí:potrubí, horká strana a studená strana.

Rozdělovače turba, které se vypořádávají s extrémními teplotními změnami, neuvěřitelným zpětným tlakem a vysokým zatížením, činí z těchto oblastí jednu z nejpravděpodobnějších oblastí v systému turba, kde dochází k problémům. Abychom pochopili, jaké extrémy musí odrůda den co den snášet, je nejlepší vyvinout odrůdu založenou na dlouhověkosti a síle, i když to znamená vzdát se trochu výkonu.

9. Potrubí horké strany

Jakékoli potrubí související s pohybem skutečných výfukových plynů, ať už do turbodmychadla nebo z něj, se obvykle nazývá potrubí horké strany. Vzhledem k extrémnímu teplu vznikajícímu při přenosu výfukových plynů do skříně turbíny je zde důležité použít pevný materiál a nerezová ocel je materiálem, který mnozí výrobci volí.

10. Potrubí studené strany

„Studená strana“ turbokitu se týká jakéhokoli potrubí souvisejícího s pohybem stlačeného vzduchu z turbodmychadla do těla škrticí klapky. Pokud instalujete mezichladič, je také součástí studené strany a bude nutné jej správně zapojit, aby vše fungovalo.

Typy turbodmychadel

V rámci automobilového průmyslu se používá celá řada různých typů turbodmychadel:

  • Jednoduché turbo
  • Twin-Turbo
  • Twin-Scroll Turbo
  • Turbo s proměnnou geometrií
  • Variable Twin Scroll Turbo
  • Electric Turbo

1. Single-Turbos

Jedno turbodmychadla jsou to, co většina lidí považuje za turba. Vzhledem k různým velikostem prvků v turbu lze dosáhnout zcela odlišných vlastností točivého momentu. Velká turbodmychadla poskytují vyšší úroveň výkonu na nejvyšší úrovni, zatímco menší turbodmychadla dokážou točit rychleji a poskytují lepší výkon na nižší úrovni.

Jsou levným způsobem, jak zvýšit výkon a účinnost motoru, a díky tomu jsou stále populárnější. Umožňují menším motorům zvýšit účinnost tím, že produkují stejný výkon jako větší motory s přirozeným sáním a nižší hmotností.

Obvykle však fungují nejlépe v úzkém rozsahu otáček a řidiči často pociťují „prodlevu turbodmychadla“, dokud turbo nezačne pracovat ve svém maximálním rozsahu otáček.

2. Twin-Turbo

Jak název napovídá, dvojitá turba znamenají přidání druhého turbodmychadla k motoru. U motorů V6 nebo V8 to lze provést přiřazením jednoho turba ke každé řadě válců.

Případně by se dalo použít menší turbo v nízkých otáčkách s větším turbem pro vyšší otáčky. Tato druhá konfigurace (známá jako dvojité sekvenční přeplňování turbodmychadlem) umožňuje širší rozsah otáček a poskytuje lepší točivý moment v nízkých otáčkách (snižuje prodlevu turba), ale také poskytuje výkon ve vysokých otáčkách. Není překvapením, že dvě turba zvyšují složitost a související náklady.

3. Twin-Scroll Turbo

Turbodmychadla se dvěma spirálami vyžadují skříň turbíny s rozděleným sacím a výfukovým potrubím, které spojuje správné válce motoru s každou spirálou. nezávisle. Například u čtyřválcového motoru (s pořadím zapalování 1-3-4-2) mohou být válce 1 a 4 přiváděny do jedné spirály turba, zatímco válce 2 a 3 jsou přiváděny do samostatné spirály.

Toto uspořádání umožňuje účinnější dodávání energie výfukových plynů do turba a výsledkem je hustší a čistší vzduch v každém válci. Do výfukové turbíny se posílá více energie, což znamená větší výkon. Opět platí, že za řešení složitosti systému, který vyžaduje složité skříně turbíny, výfukové potrubí a turba, existuje cenová penalizace.

4. Turbodmychadlo s proměnnou geometrií (VGT)

Typicky VGT obsahují prstenec aerodynamicky tvarovaných lopatek ve skříni turbíny na vstupu do turbíny. V turbodmychadlech pro osobní automobily a lehká užitková vozidla se tyto lopatky otáčejí, aby měnily úhel víření plynu a plochu průřezu.

Tyto vnitřní lopatky mění poměr plochy turba k poloměru (A/R) tak, aby odpovídaly otáčkám motoru a poskytují špičkový výkon. Nízký poměr A/R při nízkých otáčkách umožňuje turbu rychle se roztočit zvýšením rychlosti výfuku. Při vyšších rychlostech se poměr A/R zvyšuje, což umožňuje zvýšené proudění vzduchu. Výsledkem je nízký práh nabíjení, který snižuje prodlevu turba a poskytuje široké a rovnoměrné pásmo točivého momentu.

Zatímco VGT se obvykle používají v dieselových motorech, kde mají výfukové plyny nižší teplotu, až dosud byly VGT omezeny v aplikacích zážehových motorů kvůli jejich ceně a požadavku, aby součásti byly vyrobeny z exotických materiálů.

Vysoká teplota výfukových plynů znamená, že lopatky musí být vyrobeny z exotických tepelně odolných materiálů, aby nedošlo k jejich poškození. To omezilo jejich použití na aplikace luxusních vysoce výkonných motorů.

5. Variabilní turbodmychadlo Twin-Scroll (VTS)

Jak název napovídá, turbodmychadlo VTS kombinuje výhody turba twin-scroll a turba s variabilní geometrií. To se provádí pomocí ventilu, který může odklonit proud výfukového vzduchu pouze na jednu spirálu, nebo změnou velikosti otevření ventilu lze výfukové plyny rozdělit do obou spirál.

Konstrukce turbodmychadla VTS nabízí levnější a robustnější alternativu k turbám VGT, což znamená, že jde o životaschopnou možnost pro aplikace s benzínovými motory.

6. Elektrická turbodmychadla

Elektrické turbodmychadlo se používá k odstranění prodlevy turba ak podpoře normálního turbodmychadla při nižších otáčkách motoru, kde tradiční turbodmychadlo není nejúčinnější. Toho je dosaženo přidáním elektromotoru, který roztáčí kompresor turba od začátku a při nižších rychlostech, dokud výkon z výfukového objemu není dostatečně vysoký, aby poháněl turbo.

Tento přístup činí zpoždění turba minulostí a výrazně zvyšuje rozsah otáček, ve kterých turbo pracuje efektivně. Zatím je vše dobré. Zdá se, že elektronická turbodmychadla jsou odpovědí na všechny negativní vlastnosti tradičních turbodmychadel, ale existují určité nevýhody.

Většina se týká nákladů a složitosti, protože elektromotor je potřeba umístit a napájet a navíc také chladit, aby se předešlo problémům se spolehlivostí.

Nejčastější dotazy.

Co je turbodmychadlo?

Turbodmychadlo (technicky turbodmychadlo), hovorově známé jako turbo, je turbinou poháněné, nucené sací zařízení, které zvyšuje výkon spalovacího motoru tím, že tlačí do spalovací komory další stlačený vzduch.

Jak fungují turbodmychadla?

Turbodmychadlo na autě uplatňuje velmi podobný princip jako pístový motor. Využívá výfukové plyny k pohonu turbíny. Tím se roztočí vzduchový kompresor, který tlačí další vzduch (a kyslík) do válců, což jim umožňuje každou sekundu spálit více paliva.

Jaké jsou typy turbodmychadel?

Různé typy turbodmychadel:

  • Jednoduché turbo
  • Twin-Turbo
  • Twin-Scroll Turbo
  • Turbo s proměnnou geometrií
  • Variable Twin Scroll Turbo
  • Electric Turbo

Kolik HP přidá turbo?

Turbodmychadlo spolupracuje s výfukovým systémem a může vám potenciálně poskytnout zisk 70-150 koňských sil. Kompresor je připojen přímo k sání motoru a může poskytnout dalších 50–100 koní.

Jaký je problém s turbodmychadlem?

Většina poruch je způsobena třemi „turbo zabijáky“ hladověním oleje, kontaminací olejem a poškozením cizím předmětem. Více než 90 % poruch turbodmychadla je způsobeno olejem buď hladověním nebo kontaminací oleje. Ucpané nebo netěsné potrubí nebo nedostatek naplnění na armatuře obvykle způsobuje hladovění oleje.

Jaký je rozdíl mezi kompresorem a turbodmychadlem?

Kompresor je poháněn od klikového hřídele motoru řemenem, hřídelí nebo řetězem, zatímco turbodmychadla získávají svůj výkon z turbíny, která sbírá energii z výfukových plynů motoru. Jednoduše řečeno, turbo je vzduchové čerpadlo, které umožňuje napumpovat více vzduchu do motoru při vyšším tlaku.

Co znamená turbodmychadlo na autě?

Přeplňovaný motor je motor, který k pohonu vozidla používá metodu nuceného nasávání poháněnou turbínou. Tato metoda tlačí recyklované výfukové plyny do spalovací komory motoru. Turbodmychadlem přeplňovaným motorem může proudit až o 50 % více vzduchu než tradičním motorem.

Jak mohu svému autu přidat 100 koní?

Zde jsou nejúčinnější způsoby, jak zvýšit výkon vašeho nákladního vozu.

  • Vyčistěte dům, abyste zvýšili výkon.
  • Proveďte Tune-Up na Engine.
  • Nainstalujte Turbo Kit nebo Supercharger.
  • Nainstalujte přívod studeného vzduchu.
  • Nainstalujte výfukový systém pro náhradní díly.
  • Kupte si tuner motoru.

Jaký je nejlevnější způsob, jak zvýšit výkon?

5 způsobů, jak zvýšit výkon za méně než 500 $

  • Upgradujte přívod vzduchu. Většina začínajících převodovek začíná zde.
  • Upgradujte výfuk. Více vzduchu vstupující do motoru znamená, že více vzduchu musí opouštět motor.
  • Nainstalujte si tuner výkonu.
  • Nainstalujte ovladač zesílení.
  • Upgradujte na syntetická maziva.

Kolik stojí výměna turba?

Průměrné náklady na výměnu sestavy turbodmychadla se pohybují mezi 1 857 a 2 150 USD. Náklady na pracovní sílu se odhadují mezi 469 USD a 591 USD, zatímco ceny dílů jsou mezi 1 388 USD a 1 559 USD. Tento rozsah nezahrnuje daně a poplatky a nezohledňuje vaše konkrétní vozidlo nebo jedinečnou polohu.

Lze turbodmychadlo opravit?

Ano! Ve správných rukou lze opravit téměř všechny problémy turbodmychadel. Důležitější je identifikovat problém s turbodmychadlem a jak jej opravit. Abyste pochopili, jak diagnostikovat opravy turbodmychadla, zde je několik důležitých tipů pro opravy, které je třeba si zapamatovat.

Jaké jsou příznaky selhání turbodmychadla?

Příznaky selhání turbodmychadla:

  • Ztráta napájení. Pokud si všimnete, že vaše auto nezrychluje tak silně jako dříve nebo že pomalu reaguje na váš podnět, může to být známkou toho, že vám selhává turbo.
  • Fňukající motor.
  • Výfukový kouř.
  • Zkontrolujte kontrolku motoru.
  • Olej/mazání.
  • Poškozená těsnění.
  • Cizí předměty/vklady.
  • Opotřebení.

Umíte turbo jakékoli auto?

Pomocí vědy o mapách kompresoru a určité představě o velikosti a rozsahu otáček vašeho motoru můžete přidat prakticky jakékoli turbo do jakéhokoli motoru. Trik je v dostupnosti map a poměrů A/R skříně turbíny a velikosti turbínových kol.

Je turbomotor lepší?

Nejviditelnější výhodou turbomotoru je to, že díky nasávání vzduchu vám dává větší výkon, což znamená, že budete mít mnohem rychlejší a výkonnější jízdu. Motor vybavený turbem je mnohem menší a lehčí ve srovnání s motorem o stejném výkonu bez turbodmychadla.

Je turbo to samé jako přeplňované?

Turbodmychadlo (technicky turbodmychadlo), hovorově známé jako turbo, je turbínou poháněné, nucené sací zařízení, které zvyšuje výkon motoru s vnitřním spalováním tím, že tlačí do spalovací komory další stlačený vzduch.

Udělá turbo auto rychlejší?

Malé turbodmychadlo poskytne přeplňování rychleji a při nižších otáčkách motoru, ale nemusí být schopno poskytnout větší výkon při vyšších otáčkách motoru, když do motoru proudí opravdu velký objem vzduchu.

Jaká je nevýhoda turbomotoru?

No, větší výkon znamená větší výdej energie za sekundu. To znamená, že při používání musíte vynaložit více energie. Musíte tedy spálit více paliva. Teoreticky to znamená, že motor s turbodmychadlem není o nic úspornější než motor bez turbodmychadla.

Je čtyřválcové turbo rychlejší než V6?

Moderní přeplňované čtyřválce, pokud jsou správně zkonstruovány, buď porazí nebo se vyrovnají atmosférickému V6 téměř v každé kategorii. Turbo-čtyřky jsou lehčí, účinnější a mohou být výkonnější než atmosféricky plněný V6. Jediná věc, kterou bude V6 vždy dělat lépe, je tažná kapacita.

Zvyšují zapalovací svíčky výkon?

Stručně řečeno, ano, v některých situacích mohou zapalovací svíčky zvýšit výkon.

Kolik HP získáte nasáváním studeného vzduchu?

Pokud tedy dokážete dostat do motoru chladnější vzduch, vaše auto bude schopno smíchat s tímto vzduchem více paliva, čímž se zvýší výkon. Zkombinujte to s větším množstvím vzduchu přes větší a méně omezující filtr a sací trubku a můžete vidět nárůst výkonu až o 10–15 koní.

Potřebují turba údržbu?

Turbodmychadlo je v podstatě doplňková součást, která tlačí více vzduchu do spalovací komory. Výsledkem je, že vůz produkuje více výkonu, a přitom zachovává spotřebu paliva. Pokud jde o údržbu, na rozdíl od obav, které mohou mít někteří majitelé aut, auto s turbodmychadlem vyžaduje stejnou péči jako běžné auto.

Jak otestujete, zda vaše turbo funguje?

Umíte řídit s neúspěšným turbem?

Vozidlo může jezdit bez efektivně fungujícího turbodmychadla, ale bude mít špatný výkon a vaše rozhodnutí může mít dramatické důsledky. Pokud je problém v dodávce oleje nebo problém související s vnitřními součástmi, hrozí úplné selhání.

Kdy bych měl vyměnit turbo?

Může turbomotor běžet bez turba?

Pokud nemáte turbo, váš motor nastartuje a běží bez něj, ale ujistěte se, že olejové potrubí není připojeno k motoru.

Může špatné turbo způsobit poškození motoru?

Dobrou zprávou je, že k poškození motoru kvůli selhání turba dochází jen zřídka. Pokud se oběžné kolo odlomí, obvykle skončí v mezichladiči a katalyzátoru.

Jaké jsou výhody turbomotoru?

Dvě hlavní výhody přeplňovaného motoru jsou vyšší hustota výkonu a vyšší spotřeba paliva. Protože turbodmychadlo umožňuje malému motoru produkovat větší výkon, mohou výrobci zmenšit zdvihový objem motoru.